使管路可靠地压力导引穿过气化反应器的压力外壳的系统 |
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| 申请号 | CN201420089001.3 | 申请日 | 2014-02-28 | 公开(公告)号 | CN204174182U | 公开(公告)日 | 2015-02-25 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | D.德根科尔布; F.汉内曼; H.霍佩; T.尤斯特; M.兴尼茨; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于使管路可靠地压 力 导引穿过 气化 反应器的压力 外壳 的系统，所述气化反应器以高达10MPa的气化压力和高达1900℃的气化 温度 运行，其中压力室布置在所述压力外壳的处于 大气压 力下的外侧上，所述压力室在一侧上通过压力密封的第一穿引装置与所述气化反应器的处于气化压力下的腔连接，所述压力室在另一侧上通过压力密封的第二穿引装置封闭，所述管路由处于气化压力下的腔穿过所述压力密封的第一穿引装置、所述压力室和所述压力密封的第二穿引装置导引到大气压力中，所述压力室在正常运行中处于大气压力下，所述压力室中的压力借助压力测量装置监测，在显示压力升高时通过所述压力测量装置探测所述穿引装置中的不密封。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于使管路（12）可靠地压力导引穿过以高达10MPa的气化压力和高达1900℃的气化温度运行的气化反应器的压力外壳（11）的系统，其中 |
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| 说明书全文 | 使管路可靠地压力导引穿过气化反应器的压力外壳的系统技术领域[0001] 本实用新型涉及一种用于使管路（12）可靠地压力导引穿过以高达10MPa的气化压力和高达1900℃的气化温度运行的气化反应器的压力外壳（11）的系统。 背景技术[0002] 本实用新型涉及气流床气化器的冷却罩中的温度测量，在所述气流床气化器中通过含有灰尘的液态的或者粉尘状的固态的燃料借助含有游离氧的氧化介质的部分氧化产生合成原始气体。所述部分氧化在1300℃与1900℃之间的温度下并且在高达10MPa的压力下进行。对于液态的燃料尤其理解为石油加工的重油、由热燃料处理得到的焦油以及由带有碾磨成粉尘状的固态的燃料的油和水组成的悬浮物，其具有超过2%（质量百分比）的灰尘含量,算作粉尘状的固态的燃料的有不同煤化程度的精细碾磨成的煤、由生物质构成的粉尘、热预处理的产品如焦炭、通过“烘焙”形成的干燥产品以及由地区性的并且商业的余料和废料组成的高热值馏份。所述燃烧粉尘被作为气体-固体-悬浮物在材料密度大的情况下按照流水输送的原理被供应。气化反应器能够设有冷却罩或者耐火的衬里，如专利文献DE 4446803和EP 0677567示出的那样。根据不同的在该技术中引入的系统，在此原始气体和熔流的熔渣能够分离或者一同从气化装置的气化腔清除，如在DE 19718131中所示的那样。对全部技术的详细描述在J. Carl,P.Fritz,NOELL-KONVERSATIONSVERFAHREN,EF出版社,1996年,第25-53页中。因为不能测量气流床气化器的反应腔中的气化温度，因此对水所穿流的冷却罩中的温度的测量提供了间接推断出气化腔中的状态的可能性。 [0003] 迄今为止的现有技术在专利文献DD 145024中表明。对此提出，使用一种方法和一种装置，借助其监测用于含有灰尘的燃料的部分氧化的气化反应器的反应腔中存在的温度和反应过程并且使用所获得的用于控制所述过程的测量参量。该提议能够用于反应，其反应腔由冷却罩限制并且所述冷却罩由冷却介质穿流。为此测量每个时间单位传递到液态的冷却介质、例如处于压力下水上的热量。所传递的热量用作气化反应的反应腔中的平均温度的量度。所传递的热量随后用作控制气化过程的调节参量。为了检测主要的热量，测量冷却罩的入口处和出口处或者说确定的位置处的冷却介质温度。为此在温度测量位置处安置热电偶。在此除了温度测量，前提条件还有精确地检测冷却水量，但这能够被看成现有技术。安置在冷却罩的不同位置处的外壳热电偶借助细钢绳穿过卡箍聚集成一束。所述钢绳在冷却罩管的整个长度上导引并且在管接头中在管的上端部处在反应器压力容器外部固定在保持器上容易到达的位置处。借助细的、大约1mm的、结实的外壳热电偶的集束和钢绳试图相对于由管中压力水流引起的应力实现所述布置方式的足够的机械稳定性。所述根据现有技术找到的解决方案难以实现，因为其不能解决压力密封的问题或者说描述了一种关于导引水的管路的耗费大的解决方案。无论是冷却罩中的水流动还是来自压力加载的冷却管的引导集束的穿引都可能导致损害并且使温度测量出错。 [0004] 在DE 102011080835中已经提出一种用于含有碳的燃料借助含有游离氧的气化介质在气流床中在从大气压力到10MPa的压力下气化的反应器，其中在压力外壳中冷却罩限制了反应腔，其中冷却罩借助由冷却液穿流的管的螺旋状的缠绕形成并且其中多个温度测量位置布置得分布在冷却罩的高度范围内。在该反应器中，能够在压力外壳中布置用于将连接到温度测量位置处的测量管路从冷却罩缝隙中引出的安全压力室。实用新型内容 [0005] 由现有技术出发，本实用新型的任务在于，提出一种简单并且可靠的系统，该系统以高可行性实现了对冷却罩中的温度的可靠测量并且由此实现了整合到气化反应器的测量系统、调节系统和控制系统中的前提条件。 [0006] 该任务通过用于使管路可靠地压力导引穿过以高达10MPa的气化压力和高达1900℃的气化温度运行的气化反应器的压力外壳的系统解决，其中压力室布置在所述压力外壳的处于大气压力下的外侧上，所述压力室在一侧上通过压力密封的第一穿引装置与所述气化反应器的处于气化压力下的腔连接，所述压力室在另一侧上通过压力密封的第二穿引装置封闭，所述管路由处于气化压力下的腔穿过所述压力密封的第一穿引装置、所述压力室和所述压力密封的第二穿引装置导引到大气压力中，所述压力室在正常运行中处于大气压力下，所述压力室中的压力借助压力测量装置监测，在显示压力升高时通过所述压力测量装置探测所述穿引装置中的不密封。同时下文显示了用于解决提出任务的有利的设计方案。所述压力室具有惰性气体接头并且在探测到不密封的情况下借助惰性气体的供应基本上与处于气化压力下的腔形成压力平衡。所述管路通过安置在气流床气化反应器的冷却罩上的热电偶的测量管路提供。多个管路由所述处于气化压力下的腔穿过所述压力密封的第一穿引装置、所述压力室和所述压力密封的第二穿引装置导引到大气压力中。在所述压力室中布置有用于监测所述压力室中的温度的温度测量装置。用于所述温度测量装置的管路穿过所述压力密封的第二穿引装置导引到大气压力中。对所述压力密封的第一穿引装置进行双倍设计。 [0007] 当基于可靠地并且以很高的精确度实现对冷却水量的测量时，则冷却罩中所测量的温度分别提供了由冷却水容纳的热量、气流床气化器的反应腔中的气化温度和温度分布的相关量度还有供应给气化的燃料量和氧气量的相关量度。为了测量冷却水温度，在冷却罩的高度范围内分布地安置了热电偶并且在压力外壳与冷却罩之间的填充了气体的冷却罩缝隙中将其向下导引到布置在气化反应器的压力外壳中的安全压力室中。所述从冷却罩缝隙到所述室中的穿引装置设计为抗压的并且被监测压力。如果安全压力室中的压力上升，则这指向了穿引装置5中的不密封并且能够引入相应的维修措施。如果从压力闸出来的第二穿引装置9同样设计为压力密封，则能够借助惰性气体形成压力垫（Druckpolster）。所述温度测量保持了其功能能力。在按计划停止气化反应器时能够修复有缺陷的压力穿引装置。附图说明 [0008] 下面借助两个附图在为了理解所需要的范围内将本实用新型作为实施例进行阐述。在此： [0009] 图1示出具有热电偶的气流床气化反应器； [0010] 图2示出用于使热电偶的测量管路穿过压力外壳的压力闸。 [0011] 在所述附图中，相同的附图标记表示相同的元件。 [0012] 附图标记列表 [0013] 1 反应腔 [0014] 2 冷却罩 [0015] 3 外壳热电偶 [0016] 4 安全压力室 [0017] 5 第一压力穿引装置、压力密封的穿引装置 [0018] 6 压力测量装置 [0019] 7 惰性气体供应 [0020] 8 温度测量装置 [0021] 9 第二压力穿引装置、压力密封的穿引装置 [0022] 10冷却罩缝隙、处于气化压力下的腔 [0023] 11压力外壳 [0024] 12测量管路。 具体实施方式[0025] 实施例1： [0026] 该阐述参照附图1和2完成。具有500MW总功率的气流床气化反应器以80Mg/h3 供应贫煤的燃烧粉尘并且在1650℃的温度以及4.5MPa的压力下与45000mi.N./h的氧气共同生成原始合成气体，其中所述气流床气化反应器的反应腔1由水穿流的冷却罩2包围。 冷却水以150℃的温度进入到冷却罩2中并且通过从处于给定的额定功率下的反应腔1吸收热量增加了70℃从而被加热到220℃并且经过用于冷却到150℃的热交换器（在此未示出）再次被供应给用于冷却的冷却罩2。在冷却罩2上，在其高度范围内均匀分布地安置有冷却水温度的测量装置。外壳热电偶的数目一般来说在一到十二个之间。由所测量的温度和各个测量位置之间的温度差能够推断出反应腔1中的平均气化温度，还能够通过气化火焰的情况进行反推。将所述测量参量引入到设备的监测系统、调节系统和控制系统中。外壳热电偶的管路（12）经过压力密封的第一穿引装置5经过小的安全压力闸4以及压力密封的第二穿引装置9从处于气化压力下的冷却罩缝隙10向外导引。该安全压力闸4通常不会超压、也就是基本上处于大气压力（环境压力）之下。通过监测压力闸6中的压力P能够推断出压力密封的压力穿引装置5的不密封，据此能够引入必要的维修措施。为了进一步的安全性在安全压力闸4中设置了温度测量装置8。因此由温度测量装置8测得的温度T的升高能够推断出介质、如例如气体或者水从气化反应器的处于气化压力下的内腔渗入到室4中。此外，温度测量装置8还能够显示压力穿引装置的密封材料的热超载。 [0027] 实施例2： [0028] 在按照图2的气化设备中同样设置了用于外壳热电偶3的测量管路（12）的压力穿引的安全压力闸4。所述安全压力闸4此外具有惰性气体接头7。如果压力测量装置6显示压力升高，则探测到压力穿引装置5中的不密封，从而能够通过接头7供应惰性气体并且形成与冷却罩缝隙10中相同的压力。因此能够继续气化反应器的运行直到当按计划停止时再次形成压力穿引装置5的所要求的密封性。 [0029] 本实用新型也涉及一种用于通过安置在冷却罩管上的热电偶测量和监测能够以高达10MPa的压力以及高达1900℃的气化温度运行的气流床气化反应器的压力水冷却的冷却罩中的温度的装置，其中热电偶（3）的测量管路（12）在冷却罩（2）与压力外壳（11）之间的冷却罩缝隙（10）中通过压力穿引装置（5）在压力外壳（11）和安全压力闸（4）中向外导引并且与监测系统、测量系统和调节系统连接。 |
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