11.4　气化炉结构

五环炉由气化炉和激冷罐组成，呈门字形结构，其一端固定在钢筋混凝土平台上，另一端支撑在框架梁上。外壳承受静压力，其主体材料是14Cr1MoR。内件主要由渣池、气化反应室、高温水/汽激冷段、气体返回室、输气管和激冷罐内件组成，形成气化空间、气体冷却空间、气体输送通道、洗涤冷却室。气化炉高温段内件采用膜式水冷壁结构，水冷壁内冷却水采用强制循环，副产中压蒸汽。内件与壳体之间留有一定的环形空间以便汽水管线的进出和分配器、集气箱的布置、内件的组装焊接及维修。见图11-1。

图11-1　五环炉结构简图

（1）激冷室　在气化反应气体出口上方设置激冷室，气化炉上部出口的高温合成气体，在输气管出口设置了激冷罐，采用多个水/汽组合式喷头喷水进行雾化、冷却和固灰，达到了气渣分离的目的。高温合成气经水/蒸汽激冷，通过气体返回室、输气管传热面冷却后，出气化炉的温度约为800℃，进入激冷罐内激冷中心筒，不易结垢，避免了激冷环堵塞的现象发生。

激冷筒内设置了多种功能部件，例如在分布环下方设有溢流槽，在筒内设有锥形喷头和文丘里构件，在下部设有导流锥等使得壁面液膜分布比较均匀，气体在筒内冷却、除尘效果较好。

激冷筒外还设置气体导流筒、塔板和气体折板分离器，可通过调节液面高度，改变气流通过齿间速度的方法来调整气液接触程度和气流通过塔板等多种设施使气体确保冷却至饱和温度，并取得最佳的增湿除尘效果。

（2）水冷壁　气化炉内件采用膜式壁结构，并采用通水副产蒸汽的方式进行器壁保护，从而可以使气化温度提高到1400～1600℃，这一结构对灰分含量不敏感，不受灰熔点的限制，因而对煤质要求宽，可以用于气化高碱性元素和氯离子的煤，适用于多种煤种。

由于采用水冷膜式壁结构，不受耐火砖寿命的影响。操作时，膜式壁内形成一层渣，用“以渣抗渣”的方式保护衬里不受侵蚀，能长周期稳定运行，不需设置备用炉。

（3）烧嘴　五环炉烧嘴采用湖北双环或柳化长周期运行验证过的国产三通道煤烧嘴（见图11-2）。该烧嘴使用寿命长，可达8000小时以上，节省投资和运行费用。

图11-2　五环炉烧嘴

通过对喷嘴罩（见图11-3）热负荷计算和喷嘴罩区域流场分析，提高了认识，为了保证烧嘴罩正常运行，在使用过程中采取下列措施：①金属管壁减薄；②进水通量增大；③帽沿内深；④进水温度降低；⑤烧嘴罩可拆。

图11-3　喷嘴罩