鲁奇炉设备的构造
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鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程
鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程4.第三代加压气化炉第三代加压气化炉是在第二代炉型上的改进，其型号为Mark-Ⅲ，是目前世界上使用最为广泛的一种炉型。
其内径为Ф3.8m，外径Ф4.128m，炉体高为12.5m，气化炉操作压力为3.05Mpa。
该炉生产能力高，炉内设有搅拌装置，可气化强黏结性烟煤外的大部分煤种。
第三代加压气化炉如图4-3-21所示。
煤液压大齿轮上有孔4562循环水3粗煤气__--煤箱;2--上部传动装置;3--喷冷器;4--群板;5--布煤气;6--搅拌器;7--炉体;8--卢箅;9--炉箅传动装置；10--灰箱;11-刮刀;12--保护板;水蒸汽和氧气10 图4-3-21 第三代加压气化炉为了气化有一定黏结性的煤种，第三代气化炉在炉内上部设置了布煤器与搅拌器，它们安装在同一空心转轴上，其转速根据气化用煤的黏结性及气化炉生产负荷来调整，一般为10~20r/h，从煤锁加入的煤通过布煤器上的两个布煤孔进入炉膛内，平均每转布煤15~20mm厚，从煤锁下料口到煤锁之间的空间，约能储存0.5h气化炉用煤量，以缓冲煤锁在间歇充、泄压加煤过程中的气化炉连续供煤。
在炉内，搅拌器安装在布煤器的下面，其搅拌桨叶一般设有上、下两片桨叶。
桨叶深入到煤层里的位置与煤的结焦性能有关，其位置深入到气化炉的干馏层，以破除干馏层形成的焦块。
桨叶的材质采用耐热钢，其表面堆焊硬质合金，以提高桨叶的耐磨性能。
桨叶和搅拌器、布煤器都为壳体结构，外供锅炉给水通过搅拌器、布煤器，最后从空心轴内中心管，首先进入搅拌器最下底的桨叶进行冷却，然后再依次通过冷却上桨叶、布煤器，最后从空心轴与中心管间的空间返回夹套形成水循环。
该锅炉水的冷却循环对布煤搅拌器的正常运行非常重要。
因为搅拌桨叶处于高温区工作，水的冷却循环不正常将会使搅拌器及桨叶超温烧坏造成漏水，从而造成气化炉运行中断。
该炉型也可用于气化不黏结性煤种。
任务一：lurgi加压气化
4
5
在熔渣池上方有8个均匀分布、按径向对称安装并稍向下
倾斜、带水冷套的钛钢气化剂喷嘴。气化剂和煤粉及部分焦
第三阶段（1969～1980年） 为了进一步提高鲁奇炉的生产能力，扩大煤种的应用范围，满足现代化大型厂的需要，研究设计了第三代鲁奇炉，其内
经正大到直径3800mm，采用双层夹套外壳，炉内装有搅拌器和煤分布器，转动炉篦采用多层结构，布气效果好，单炉气化 提高到化能力35000～50000m3粗煤气/hr，同时第三代的结构材料，制作方法，操作控制等均采用了现代技术，自动化程度 高。
项目三
⑷煤锁
作用 ： 煤锁是用于向气化炉内间歇加煤的压力容器，它通过
泄压、充压循环将存在于常压煤仓中的原料煤加入高压 的气化炉内。以保证气化炉的连续生产。
煤锁包括两部分： 一部分是连接煤仓与煤锁的煤溜槽，它由控制加煤的
阀门——溜槽阀及煤锁上锥阀组成—将煤加入煤锁； 另一部分是煤锁及煤锁下阀，它将煤锁中的煤加入气
1936～1954 褐煤 25 8000
1500
1952～1965 褐煤/弱粘结煤 45～63/100~125 15000～20000/33000 ~
41000 1400～1900/3100~
3900
1969～1980 除粘结性太强的煤
113~144 37000~55000
3500~4500
2
项目三
6台气化炉，使用不粘结性贫瘦煤，目前在试车中。 （2008年12月22日出油，23日CCTV1报道。国内第一家间接煤制油） ⑵新疆广汇合成甲醇装置 16(14)台气化炉，在建中，使用长焰煤。 ⑶石家庄金石集团 4(8)台气化炉，与晋煤集团合资。气化炉在制作中。 ⑷国电合成氨—尿素 6台气化炉，使用褐煤，目前已在义马气化厂试烧。试烧简介 ⑸内蒙古大唐克旗煤制气项目 三期滚动建设，共48台气化炉，使用褐煤。
鲁奇加压气化炉
鲁奇加压气化炉1、第三代鲁奇加压气化炉第三代加压气化炉为例，该炉子的内径为3.8m，最大外径为4.128m，高为12.5m，工艺操作压力为3MPa。
主要部分有炉体、夹套、布煤器和搅拌器、炉算、灰锁和煤锁等，现分述如下。
①炉体加压鲁奇炉的炉体由双层钢板制成，外壁按3.6MPa的压力设计，内壁仅能承受比气化炉内高O.25MPa的压力。
两个简体(水夹套)之间装软化水借以吸收炉膛所散失的一些热量产生工艺蒸汽，蒸汽经过液滴分离器分离液滴后送入气化剂系统，配成蒸汽／氧气混合物喷入气化炉内一水夹套内软化水的压力3MPa，这样筒内外两两侧的压力相同，因而受力小。
夹套内的给水由夹套水循环泵进行强制循环。
同时夹套给水流过煤分布器和搅拌器内的通道，以防止这些部件超温损坏。
第三代鲁奇炉取消了早期鲁奇炉的内衬砖．燃料直接与水夹套内壁相接触，避免了在较高温度下衬砖壁挂渣现象，造成煤层下移困难等异常现象，另一方面，取消衬砖后，炉膛截面可以增大5％～10％左右，生产能力相应提高。
②布煤器和搅拌器如果气化黏结性较强的煤，可以加设搅拌器。
布煤器和搅拌嚣安装在同一转轴上，速度为15r／h左右。
从煤箱降下的煤通过转动布煤器上的两个扇形孔，均匀下落在炉内，平均每转可以在炉内加煤150～200mm厚。
搅拌器是一个壳体结构，由锥体和双桨叶组成，壳体内通软化水循环冷却。
搅拌器深入到煤层里的位置与煤的结焦性有关，煤一般在400～500℃结焦，桨叶要深入煤层约l.3m。
③炉算炉箅分四层，相互叠合固定在底座上，顶盖呈锥体。
材质选用耐热的铬钢铸造，并在其表面加焊灰筋。
炉箅上安装刮刀，刮刀的数量取决于下灰量。
灰分低，装1～2把；对于灰分较高的煤可装3～4把。
炉箅各层上开有气孔，气化剂由此进入煤层中均匀分布。
各层开孔数不太一样，例如某厂使用的炉算开孔数从上至下为：第一层6个、第二层16个、第三层16个、第四层28个。
炉箅的转动采用液压传动装置，也有用电动机传动机构来驱动，液压传动机构有调速方便、结构简单、工作平稳等优点。
鲁奇炉介绍及附属设备简介
气化炉内外壳生产期间温度不同，热膨胀量不同， 为降低温度差应力，在内套下部设计制造了波形膨胀节 如图13所示，用于吸收热膨胀量。正常生产期间，波形 膨胀节不但可吸收大约25-35mm的内壳热膨胀量，而且在 此还可以起到支撑灰渣的作用，这样可使灰渣在刮刀的 作用下均匀地排到灰锁中去。
2. 鲁奇第二代加压气化炉
在综合了第一 ④取消了衬砖， ①在炉内部设臵了传动 代气化炉的运行情 提高了气化炉的 的搅拌装臵和布煤器， ③入炉气 况后，鲁奇公司于 生产能力，也避 搅拌装臵有两个搅拌桨 免了由于在内衬 20化剂管与 世纪50年代推出 叶，其高度在炉内的干 ⑤灰锁设臵在炉底 传动轴分 上挂渣给生产操 了 φ2.6m，中间除 馏层，随着叶片的转动， 正中位臵，气化后 开，单独 作带来的不利影 灰的第二代气化炉， 在干馏层的煤焦受到了 产生的灰渣从炉篦 固定在炉 响； ②炉篦由单层平型改为 底侧壁上； 如图 8所示。 搅动，破坏了煤的黏结， 的周边环隙落下落 多层塔节型结构，气化
德士古气化炉（结构见图3）属于 湿法进料气流床的一种，最早引进该技 术的是山东鲁南化肥厂，1993年投产。 目前，我国已有山东鲁南、上海焦化、 ）装臵投运，有些已 具有10多年运行经验，到目前为止运行 基本良好，显示了水煤浆气化技术的先 进性。但是，德士古气化炉对煤质限制 比较严格，成浆性差和灰分较高，还存 在耐火砖成本高、寿命短和煤浆泵磨损 大、维修成本高等问题。
气流床：粉煤与气化剂（ O2 、水蒸 气）一起从喷嘴高速吹入炉内，快速 气化。特点是不副产焦油，生成气中 甲烷含量少。主要以德士古气化炉和 壳牌气化炉为代表；
二、3种先进的煤气化工艺
我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化
工艺分别是：壳牌气化炉、德士古气化炉、鲁 奇气化炉。
煤化工项目鲁奇三合一装置工艺介绍
冷凝液去 气化
来自电厂脱盐水 25℃,275t/h
272℃
来自气化
粗合成预热器
260℃
中压蒸汽 266℃
5.1MPa
220
一
1CL.2+
滤
H2：30.6%；
变
SA347
器
CO：9.1%；
换
CO:27.3%； H2O：32.2%
炉
330℃
中压蒸汽过热器
130.6℃, 275t/h
来自CO2吸收段的部分含CO2甲醇和H2S吸收段富硫甲醇送入中压 闪蒸塔T40003中。在此甲醇在中压下闪蒸，有价值的H2和CO闪蒸出 来，再循环气压缩机（C40001）压缩后循环回变换气入口管线。 15
精洗甲醇去洗涤塔
CO2产品送气化 140908Nm3/h,11. 7℃，0.125MPa
粗煤气来自煤气化装置
247244.48Nm3/h 170℃，3.8MPa（a）
H2：17.2%；CO：46.4%； CO2：12%；H2O：23.1%
分 离 器
变换气去低温甲醇洗装置
257600Nm3/h 40℃，3.4MPa（a）
H2：42.5%；CO：18.5%； CO2：37.5%；H2O：3%
11
2.2 低温甲醇洗单元
12
本单元主要的作用是利用甲醇在低温下对酸性
气体溶解度大，可以将其有选择性地吸收的特
性，将来自CO变换单元的变换气中多余的CO2
以及对甲醇合成催化剂有毒害作用的硫化氢等
杂质脱除，使净化后的气体成为适合于甲醇合
成反应所需的净煤气 。
本单元主要是采用一些化工单元操作，属物理
吸收塔T－40002AB从下到上依次可分为预洗段、硫化氢吸收段 和二氧化碳吸收段。
来自电厂脱盐水 25℃,275t/h
272℃
来自气化
粗合成预热器
260℃
中压蒸汽 266℃
5.1MPa
220
一
1CL.2+
滤
H2：30.6%；
变
SA347
器
CO：9.1%；
换
CO:27.3%； H2O：32.2%
炉
330℃
中压蒸汽过热器
130.6℃, 275t/h
来自CO2吸收段的部分含CO2甲醇和H2S吸收段富硫甲醇送入中压 闪蒸塔T40003中。在此甲醇在中压下闪蒸，有价值的H2和CO闪蒸出 来，再循环气压缩机（C40001）压缩后循环回变换气入口管线。 15
精洗甲醇去洗涤塔
CO2产品送气化 140908Nm3/h,11. 7℃，0.125MPa
粗煤气来自煤气化装置
247244.48Nm3/h 170℃，3.8MPa（a）
H2：17.2%；CO：46.4%； CO2：12%；H2O：23.1%
分 离 器
变换气去低温甲醇洗装置
257600Nm3/h 40℃，3.4MPa（a）
H2：42.5%；CO：18.5%； CO2：37.5%；H2O：3%
11
2.2 低温甲醇洗单元
12
本单元主要的作用是利用甲醇在低温下对酸性
气体溶解度大，可以将其有选择性地吸收的特
性，将来自CO变换单元的变换气中多余的CO2
以及对甲醇合成催化剂有毒害作用的硫化氢等
杂质脱除，使净化后的气体成为适合于甲醇合
成反应所需的净煤气 。
本单元主要是采用一些化工单元操作，属物理
吸收塔T－40002AB从下到上依次可分为预洗段、硫化氢吸收段 和二氧化碳吸收段。
鲁奇炉
材料牌号
材料标准号
使用的零件
15CrMoR
GB6654-1996
筒体
15CrMo
GB4726-2000
锻件
管口表
符号
PN
DN
连接标准
法兰形式
密封面形式
名称或用途
备注
S1
750
内径
FM
灰进口
S2
530
内径
FM
灰出口
S3
650
M
连接膨胀冷凝器口
S4
11.0
50
HG20615-97
WN
RF
卸压口
S5
100
介质名称
锅炉给水
粗煤气、煤气水
操作总质量Kg
介质特性
中度危害（易燃）
冲水后总质量Kg
162930
外形尺寸
Φ3250/Φ2290 X19060
管子外径/壁厚/管长
Φ38/3/9000
管间距/管数/排列方式
68/476/△
主要材料表
材料牌号
材料标准号
使用的零件
材料牌号
材料标准号
使用的零件
16MnR
GB6654-1996
RF
备用口
S9
11.0
100
HG20615
WN
RF
卸压平衡口
S141-2
11.0
15
HG20615
WN
RF
注油口
S15
500
轴承箱
S17
15
泄油口
S18
11.0
100
HG20615
WN
RF
温度计口
S19
材料标准号
使用的零件
15CrMoR
GB6654-1996
筒体
15CrMo
GB4726-2000
锻件
管口表
符号
PN
DN
连接标准
法兰形式
密封面形式
名称或用途
备注
S1
750
内径
FM
灰进口
S2
530
内径
FM
灰出口
S3
650
M
连接膨胀冷凝器口
S4
11.0
50
HG20615-97
WN
RF
卸压口
S5
100
介质名称
锅炉给水
粗煤气、煤气水
操作总质量Kg
介质特性
中度危害（易燃）
冲水后总质量Kg
162930
外形尺寸
Φ3250/Φ2290 X19060
管子外径/壁厚/管长
Φ38/3/9000
管间距/管数/排列方式
68/476/△
主要材料表
材料牌号
材料标准号
使用的零件
材料牌号
材料标准号
使用的零件
16MnR
GB6654-1996
RF
备用口
S9
11.0
100
HG20615
WN
RF
卸压平衡口
S141-2
11.0
15
HG20615
WN
RF
注油口
S15
500
轴承箱
S17
15
泄油口
S18
11.0
100
HG20615
WN
RF
温度计口
S19
鲁奇气化炉设备的构造
安装好的刮刀与气化炉内壁波形段的间隙为30～60mm，间隙 过小，受热膨胀后将会出现卡塞现象。刮刀的数量是依据煤的灰 分大小而决定。一般采用两把刮刀，刮刀是用耳块及销钉与炉篦 下刮刀座连接的，其厚度为30～40mm，选用材料为：GX25CrNiSi2014
支撑炉篦的是圆盘的止推盘（止推轴承），其接触面为平板。 下止推盘与底板采用两个键固定，上止推盘 与大齿轮连接采用 键和螺栓固定。止推盘接触面高温极压润滑脂（铁霸红涂抹）。 止推轴承选用材料为铸钢Gx165CrMoV12,经机械加工后淬火处 理，其硬度达Rc=50~70.
15~20m/s.
气化炉生产的粗煤气由煤气出 口管导入喷冷器,由煤气水处 理装置来的净煤气水入口进入 喷冷器,煤气水通过文丘里洗 涤器洗涤使温度降低，冷凝气 态。
上部水平是带有水夹套的管 段,其水夹套与气化炉夹套相 通.材质为15Mo3,水平管内设 有往复运动的圆盘形刮刀,其
用于刮掉煤气出口管内积聚的
炉篦的总高度为1200mm,气化剂在各层炉篦通道进入炉内的
气量分布大致为：I——10%，II——20%，III——30%，IV—— 40%。炉篦共有五层，为便于从炉顶上孔放入炉内进行安装，除 一、二层是整体一块外，其它层均是有几块组成：第三层2块， 第四层4块，第五层4块。各块之间采用12.9级螺栓连接。各层炉 篦均固定在中心托板上，采用插入式咬合连接，中心托板上有档 块带动各层炉篦转动。
气化炉内外壳体生产期间 温度不同，热膨胀量不同，为 降低温度差应力，在内套下部 设计制造成波形膨胀节，用于 吸收热膨胀量。
正常生产期间，波形膨胀 节不但可吸收大约25~35mm
波形膨胀区
的内壳热膨胀量，而且在此还可以起到支撑灰渣的作用，这样可 使灰渣在刮刀的作用下均匀地排到灰锁中去。
支撑炉篦的是圆盘的止推盘（止推轴承），其接触面为平板。 下止推盘与底板采用两个键固定，上止推盘 与大齿轮连接采用 键和螺栓固定。止推盘接触面高温极压润滑脂（铁霸红涂抹）。 止推轴承选用材料为铸钢Gx165CrMoV12,经机械加工后淬火处 理，其硬度达Rc=50~70.
15~20m/s.
气化炉生产的粗煤气由煤气出 口管导入喷冷器,由煤气水处 理装置来的净煤气水入口进入 喷冷器,煤气水通过文丘里洗 涤器洗涤使温度降低，冷凝气 态。
上部水平是带有水夹套的管 段,其水夹套与气化炉夹套相 通.材质为15Mo3,水平管内设 有往复运动的圆盘形刮刀,其
用于刮掉煤气出口管内积聚的
炉篦的总高度为1200mm,气化剂在各层炉篦通道进入炉内的
气量分布大致为：I——10%，II——20%，III——30%，IV—— 40%。炉篦共有五层，为便于从炉顶上孔放入炉内进行安装，除 一、二层是整体一块外，其它层均是有几块组成：第三层2块， 第四层4块，第五层4块。各块之间采用12.9级螺栓连接。各层炉 篦均固定在中心托板上，采用插入式咬合连接，中心托板上有档 块带动各层炉篦转动。
气化炉内外壳体生产期间 温度不同，热膨胀量不同，为 降低温度差应力，在内套下部 设计制造成波形膨胀节，用于 吸收热膨胀量。
正常生产期间，波形膨胀 节不但可吸收大约25~35mm
波形膨胀区
的内壳热膨胀量，而且在此还可以起到支撑灰渣的作用，这样可 使灰渣在刮刀的作用下均匀地排到灰锁中去。
鲁奇工艺和设备概述
各 种 气 化 炉 的 特 点
ly煤化工
能 源 化 工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi 图3 温克勒气化炉
ly煤化工
1.2.3气化用煤要求： 固定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%， 要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm， 机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点(T2)＞ 1250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。 对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%， 不粘结或弱粘结，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水 分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1200℃，粒度＜10mm，主要 使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。
能 源 化 工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi
ly煤化工
其中化工行业煤气化炉约有4000余台，以固定床气化炉为主。 多数中小化肥厂和少数大型化肥厂以煤炭为原料，通过煤气化生产 合成氨和甲醇，年耗原料煤4000万吨，合成氨产量占全国总产量的 60％以上，为我国农业生产提供了充足的化肥。 煤气化的过去、现状和未来在我国工农业生产和居民生活中， 特别是对现代煤化工和洁净煤气化技术上，占有十分重要的地位， 是实现中国经济可持续发展的主要技术手段之一。煤气化应用如下 图所示：
1.4、鲁 奇加压 气化炉 炉型及 构造
1.4.1： 炉型介绍 ：
ly煤化工
能 源 化 工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyoux号为Mark-Ⅳ,是目前世界上使用最广泛的一种炉 型。其内径为￠3.8M,外径4.128M,炉体高12.5M,炉内燃料堆放高度4.0M，炉 体容积119M3，炉体总重量169.5（其中包括内件重量40吨）吨，操作重量 250吨，夹套宽度为46mm，总容积为13M3,气化炉操作压力为3.05Mpa。该炉 生产能力高，炉内设有搅伴装置，可气化除强黏结性烟煤外的大部分煤种。 为了气化有一定黏结性的煤种，在炉内上部设置了布煤器与搅拌器，它 们安装在同一空心轴上，其转速根据气化用煤的黏结性及气化炉生产负荷来 调整，一般为10-20转／小时，从煤锁加入的煤通过布煤器上的两个布煤孔 进入炉膛内，平均每转布煤15-20㎜厚，从煤锁下料口到布煤器之间的空间， 约能储存0.5小时气化炉用煤量，以缓冲煤锁在间歇充、泄压加煤过程中的 气化炉连续供煤。
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渣对内壳的磨损，内部安装了“C”形与“L”护板，延长设备使用 寿命，在内壳下部与炉篦接触处和波纹段上部高为600mm范围内， 相应加大内壁厚至40mm，并且沿圆周向焊有高300mm、厚度为 40mm的耐磨筋条24根，在波纹节处装有耐磨板。 ? 2、炉篦
炉篦设在气化炉底部，是气化炉的关键部件，设 置其作用是：
进入炉内的 气量分布大致为：I层～10%，II层 ～20%，III层～30%，IV层～40%。
炉篦共有五层，为便于从气化炉顶部大法兰放入炉内 进行安装，除一、二层是整体一块盖板外，其它层均是 有几块组成：第三层 4块，第四层 4块，第五层 6块盖板。 各块之间采用螺栓连接。各层炉篦均固定在中心托板上， 采用插入式咬合连接，中心托板上有挡块带动各层炉篦 转动。
煤锁上阀
煤锁下阀
? （2）煤锁下阀
? 煤锁下阀为圆锥阀，如上图所示，阀头与阀座为一道硬密封。 阀头、阀座材质与煤锁上阀相同。煤锁下阀由于直接与气化炉内 部料层相接触，因而若出现故障需拆卸更换时，气化炉必须停车， 移开煤锁以便检修；煤锁上阀软密封（橡胶圈）也必须在气化炉 停车状态下更换，检修更换时间大约1.5～2小时。
煤斗为常温常压设备，容 量为100M3,可储存气化炉四小时的 低负荷用煤量。
2.灰锁
Mark-IV型气化炉炉篦
灰锁连接在炉篦下部下灰室的下 面，用来接收炉篦排出的灰渣，
? 灰锁是压力容器，间断变压操 作，用来排出气化过程所产生 的灰渣。
? 3、煤锁
? 煤锁是用于向气化炉内部间歇 加煤的压力容器，其结构如右 图所示。
? 煤锁上、下部为圆锥型封头， 中间为圆筒形，上部半锥角为 450，下部半角为400，中间圆 筒部分直径为Φ3000mm。 总高度为3800mm,煤锁容积为 12.10M3,除去内件后煤锁有效 容积为11.20M3，设计压力为 3.60MPa，设计温度200℃，
煤锁结构示意图
? 操作压力为3.0MPa。
14000~170008 /32000~45000
3800 35000~50000
5000
75000
鲁奇第三代炉及附属装置介绍
鲁奇三代Mark - IV型加压气化炉，主要设备组成：气化炉筒体，旋转炉篦， 煤锁、灰锁。附属设备有粗煤气洗涤冷却器、废热锅炉，灰蒸汽洗涤冷却器 等，配套的阀门传动动力装置是液压传动系统，炉篦传动装置是郑州机械研 究所生产的减速机（配西门子变频电机）。下面对这套装置的主要设备做一 下介绍： 一、气化炉筒体
? （1）煤锁上阀
? 煤锁上阀为锥形阀，为减少阀门上部煤流冲击磨损，在其上部加 装了锥形护筒，可使阀门关闭时减少阻力、减少磨损量。阀座为 球形斜面，这样可使阀头与阀座成为线性接触密封面，确保密封 效果。煤锁上阀采用2道密封，如下图所示：除阀头与阀座本体 的硬密封外，在阀座上开有一道环行燕尾槽，将耐热橡胶圈装入 槽内，构成了软密封接触，橡胶采用氟橡胶，耐温180～200℃。 阀门密封性能的好坏，直接影响到气化炉能否长周期稳定运行， 阀门又因煤锁的 间歇操作而开、关频繁， 因而阀门与阀座的选材要 求比较高。
? 在炉篦第五层下部设有排灰刮刀，可将大块灰渣 挤压破碎，将灰渣并从炉内排至灰锁。
? 安装好的刮刀与气化炉内壁波形段的间隙为 30～ 50mm，间隙过小，受热膨胀后将会出现卡塞现象。刮刀 的数量是依据煤的灰份大小而决定。一般采用 3把刮刀， 刮刀是用耳块及销钉与炉篦下刮刀座连接的，其厚度为 30～40mm。
?（1）均匀分布气化剂； ?（2）破碎大块灰渣，排灰 ； ?（3）支撑床层。 ?（4）保持床层移动，稳定炉内工况。
Mark-IV 型气化炉采用塔形炉篦，分四层布 气，气化剂由炉底进入炉篦中心管，然后由各层 布气孔出去，通过炉篦各层间隙分布进入气化炉 内，达到沿气化炉横断面均匀布气的效果。
? 炉篦的总高度为 1200mm,气化剂经各层炉篦通道
? （3）煤锁圆筒阀 这种溜槽阀为一圆筒，两侧开孔。
当圆筒被两侧双液压缸同时动作放下 时，圆筒上的两侧孔正好对准溜煤通 道，煤就会通过上阀上部的圆筒流入 煤锁。煤锁上阀阀杆上也固定有一个 圆筒，它的直径比溜槽阀的圆筒小， 上部也开有溜煤孔，当上阀向下打开 时，圆筒与上阀头一同落入煤锁，当 煤加满时，煤锁内圆筒以外的空间流 不到煤，当上阀提起关闭时，
鲁奇炉设备的构造
Mark-IV 型气化炉
本节介绍的内容： 1、气化炉筒体结构。 2、炉篦的结构、作用。 3、煤斗、煤、灰锁的结构、作用。 4、粗煤气喷淋洗涤冷却器结构。
鲁奇炉的发展概况
炉型 项目
第 一 代
时间 （a）
1939~1954
第
1954~1969
二
代
第
1969
三
代
第
1978
四
代
炉型 结构
灰锁上阀结构示意图
? （2）灰锁下阀
? 灰锁下阀，操作温度一般较低， 阀门的密封采用一道硬密封。 另外为了保证阀门密封效果良 好，在其阀座上也设有冲洗水 入口，在阀门关闭前，
灰锁下阀结构示意图
? 先用冲洗水冲洗阀面上的灰渣， ? 中心管下部为伞形喷口，用于
然后关闭阀门。 ? （3）灰蒸汽膨胀洗涤器
夹套在生产运行时充满高压锅炉给水并要保持足够高的液位，锅炉水吸热 后产生高压饱和蒸汽，此蒸汽并入单台炉气化剂高压蒸汽管线，与氧气混合 后返回气化炉内。
***新天煤化气化炉炉体外径φ4000±5mm，内径φ3848±5mm，炉体高度为 13000毫米，炉体内部容积为103.8M3 ，炉体净质量133吨（不包括炉篦）， 操作压力约为4.11 MPa（表压），操作温度大约1050～1100℃。
煤锁圆筒阀结构图
? 圆筒内的煤流入煤锁。这样溜煤槽在一个加煤循环打开一次，煤 锁就不会加煤过满，避免造成的煤锁过满上阀无法关闭而停炉。
? 4、灰锁 ? 灰锁是用来将炉篦刮下的灰间歇排出炉外的压力容器，其上部
是气化炉下灰室，下部与竖灰管相连，其外径为Φ2200mm，总高 约4000mm,容积为12.2M3，有效容积约为8.7M3。灰锁结构如下图 所示。其中间为圆柱形筒体，上部为凸形封 头，下部为锥形封头，侧向有接管与膨胀 冷凝器相通。其设计压力为3.6MPa，设计 温度为470℃，操作压力为3.0MPa，材质选 用15Mo3。由于灰锁内壁接触物料为灰渣， 为延长其使用寿命，在灰锁内设置有耐磨 护板。
长周期稳定运行是致关重要 的。冷态安装时齿轮间隙为 4～5mm，在正常运行时，由 于齿轮受热膨胀，其间隙将 缩短为1～2mm。齿轮的这一 间隙是靠固定小齿轮的偏心 轴套来调整的，转动偏心轴 套使大小齿轮间隙达标，再 用螺栓将轴套固定。
二、煤斗、 煤锁与灰锁
1、煤斗
煤斗是安装在气化炉顶部 的原料煤储仓，煤经筛分处理后， 块煤由皮带输送进入煤斗，然后 再从煤斗经煤溜槽间歇地加入到 煤锁。在煤斗与煤溜槽之间设有 一软性连接节，用于吸收气化炉 向上的膨胀量。
张段出口直径为Φ630mm,锥 角为27040',长度1280mm,出 口速度为15~20m/s。
? 气化炉生产的粗煤气由煤气 出口管进入喷冷器,由煤气 水处理装置来的高压喷射净 煤气水进入喷冷器,煤气水 通过文丘里洗涤器上部入口 处的螺旋叶片喷出(叶片共 16片,d=10mm,安装角度55o) 与粗煤气中的重组份、灰尘 等杂质直接接触，由于洗涤 后气体温度的降低,部分焦
? 通常炉篦承受400~500℃的温度，在其顶部需保留 约300~500 毫米的灰层，以防止煤直接在炉篦上燃 烧，烧坏炉篦，正常运行时，由于入炉的气化剂 温度较低，气化剂对炉篦起到冷却保护，以防超 温损坏。
? 炉篦为铸钢件，因其在转动过程中与灰渣产生磨 擦，为提高硬度，增强耐磨能力，在其表面盖板 堆焊有硬质合金耐磨条 。
? 油类及粉尘被洗涤下来。
? 上部水平部分是带有水夹套的 管段,其水夹套与气化炉夹套相 通. 水平管内设有间歇操作、 往复运动的圆盘形刮刀,用于刮 掉煤气出口管内壁积聚的焦油 和煤尘.刮刀与器壁的间隙为 1mm,刮刀材质为耐热钢 Gx6CrNi18,活塞杆材质为 21CrMoV57。
减振，中心管上部法兰与灰锁
连结。灰锁卸压期间，灰蒸汽 经连通管进入膨胀器内，灰锁
? 灰蒸汽膨胀洗涤器与灰锁侧壁 压力下降，而膨胀冷凝器内的
通过接管相连，用于冷凝灰锁 灰水被蒸汽加热后，释放出来
内的蒸汽，卸掉灰锁的压力。 的灰蒸汽由卸压口排出。最终
直径Φ1500mm，总高2600mm的 一个圆形压力容器。内部装有
特征
1、设有内衬
2、边置灰斗
3、气化剂通过 炉蓖的主动轴输 入
1、取消内衬 2、中轴置灰斗
适用 煤种 褐煤
褐煤、 弱粘结性煤
设有旋转的布煤 除粘结性太强外 器和搅拌装置 的所有煤种
正在试验大直径 除粘结性太强外
的气化炉
的所有煤种
直径 （mm）
26000
单台产气量 （Nm3/h ）
5000~8000
2600/ 3700
使灰锁压力降至常压，达到卸 压目的。
管形内件-------- 喷淋洗涤冷却器（间称喷冷
器）与气化炉粗煤气出口管垂
直相接，其作用是对气化炉出
来的高温粗煤气进行洗涤冷却，
使粗煤气温度由386～450℃降
至201±2 ℃。
灰蒸汽膨胀洗涤器结构示意图
? 粗煤气洗涤冷却器的内径为 Φ682mm，内件是一通流文 丘里洗涤器,喉管处直径为 Φ270mm,此处设计的平均流 速范围为50~70m/s,上部缩 段入口直径为Φ450mm,锥角 为30030',长度825mm,下部扩
?
支撑炉篦的是圆盘形的止推盘（止推轴承），其
接触面为圆球形，对中性好。上、下两滑动接触面由内
外配合的轴承大筒固定。下止推盘与底板采用两个键固
定在气化炉母体上。上止推盘与大齿轮连接采用键和螺
炉篦设在气化炉底部，是气化炉的关键部件，设 置其作用是：
进入炉内的 气量分布大致为：I层～10%，II层 ～20%，III层～30%，IV层～40%。
炉篦共有五层，为便于从气化炉顶部大法兰放入炉内 进行安装，除一、二层是整体一块盖板外，其它层均是 有几块组成：第三层 4块，第四层 4块，第五层 6块盖板。 各块之间采用螺栓连接。各层炉篦均固定在中心托板上， 采用插入式咬合连接，中心托板上有挡块带动各层炉篦 转动。
煤锁上阀
煤锁下阀
? （2）煤锁下阀
? 煤锁下阀为圆锥阀，如上图所示，阀头与阀座为一道硬密封。 阀头、阀座材质与煤锁上阀相同。煤锁下阀由于直接与气化炉内 部料层相接触，因而若出现故障需拆卸更换时，气化炉必须停车， 移开煤锁以便检修；煤锁上阀软密封（橡胶圈）也必须在气化炉 停车状态下更换，检修更换时间大约1.5～2小时。
煤斗为常温常压设备，容 量为100M3,可储存气化炉四小时的 低负荷用煤量。
2.灰锁
Mark-IV型气化炉炉篦
灰锁连接在炉篦下部下灰室的下 面，用来接收炉篦排出的灰渣，
? 灰锁是压力容器，间断变压操 作，用来排出气化过程所产生 的灰渣。
? 3、煤锁
? 煤锁是用于向气化炉内部间歇 加煤的压力容器，其结构如右 图所示。
? 煤锁上、下部为圆锥型封头， 中间为圆筒形，上部半锥角为 450，下部半角为400，中间圆 筒部分直径为Φ3000mm。 总高度为3800mm,煤锁容积为 12.10M3,除去内件后煤锁有效 容积为11.20M3，设计压力为 3.60MPa，设计温度200℃，
煤锁结构示意图
? 操作压力为3.0MPa。
14000~170008 /32000~45000
3800 35000~50000
5000
75000
鲁奇第三代炉及附属装置介绍
鲁奇三代Mark - IV型加压气化炉，主要设备组成：气化炉筒体，旋转炉篦， 煤锁、灰锁。附属设备有粗煤气洗涤冷却器、废热锅炉，灰蒸汽洗涤冷却器 等，配套的阀门传动动力装置是液压传动系统，炉篦传动装置是郑州机械研 究所生产的减速机（配西门子变频电机）。下面对这套装置的主要设备做一 下介绍： 一、气化炉筒体
? （1）煤锁上阀
? 煤锁上阀为锥形阀，为减少阀门上部煤流冲击磨损，在其上部加 装了锥形护筒，可使阀门关闭时减少阻力、减少磨损量。阀座为 球形斜面，这样可使阀头与阀座成为线性接触密封面，确保密封 效果。煤锁上阀采用2道密封，如下图所示：除阀头与阀座本体 的硬密封外，在阀座上开有一道环行燕尾槽，将耐热橡胶圈装入 槽内，构成了软密封接触，橡胶采用氟橡胶，耐温180～200℃。 阀门密封性能的好坏，直接影响到气化炉能否长周期稳定运行， 阀门又因煤锁的 间歇操作而开、关频繁， 因而阀门与阀座的选材要 求比较高。
? 在炉篦第五层下部设有排灰刮刀，可将大块灰渣 挤压破碎，将灰渣并从炉内排至灰锁。
? 安装好的刮刀与气化炉内壁波形段的间隙为 30～ 50mm，间隙过小，受热膨胀后将会出现卡塞现象。刮刀 的数量是依据煤的灰份大小而决定。一般采用 3把刮刀， 刮刀是用耳块及销钉与炉篦下刮刀座连接的，其厚度为 30～40mm。
?（1）均匀分布气化剂； ?（2）破碎大块灰渣，排灰 ； ?（3）支撑床层。 ?（4）保持床层移动，稳定炉内工况。
Mark-IV 型气化炉采用塔形炉篦，分四层布 气，气化剂由炉底进入炉篦中心管，然后由各层 布气孔出去，通过炉篦各层间隙分布进入气化炉 内，达到沿气化炉横断面均匀布气的效果。
? 炉篦的总高度为 1200mm,气化剂经各层炉篦通道
? （3）煤锁圆筒阀 这种溜槽阀为一圆筒，两侧开孔。
当圆筒被两侧双液压缸同时动作放下 时，圆筒上的两侧孔正好对准溜煤通 道，煤就会通过上阀上部的圆筒流入 煤锁。煤锁上阀阀杆上也固定有一个 圆筒，它的直径比溜槽阀的圆筒小， 上部也开有溜煤孔，当上阀向下打开 时，圆筒与上阀头一同落入煤锁，当 煤加满时，煤锁内圆筒以外的空间流 不到煤，当上阀提起关闭时，
鲁奇炉设备的构造
Mark-IV 型气化炉
本节介绍的内容： 1、气化炉筒体结构。 2、炉篦的结构、作用。 3、煤斗、煤、灰锁的结构、作用。 4、粗煤气喷淋洗涤冷却器结构。
鲁奇炉的发展概况
炉型 项目
第 一 代
时间 （a）
1939~1954
第
1954~1969
二
代
第
1969
三
代
第
1978
四
代
炉型 结构
灰锁上阀结构示意图
? （2）灰锁下阀
? 灰锁下阀，操作温度一般较低， 阀门的密封采用一道硬密封。 另外为了保证阀门密封效果良 好，在其阀座上也设有冲洗水 入口，在阀门关闭前，
灰锁下阀结构示意图
? 先用冲洗水冲洗阀面上的灰渣， ? 中心管下部为伞形喷口，用于
然后关闭阀门。 ? （3）灰蒸汽膨胀洗涤器
夹套在生产运行时充满高压锅炉给水并要保持足够高的液位，锅炉水吸热 后产生高压饱和蒸汽，此蒸汽并入单台炉气化剂高压蒸汽管线，与氧气混合 后返回气化炉内。
***新天煤化气化炉炉体外径φ4000±5mm，内径φ3848±5mm，炉体高度为 13000毫米，炉体内部容积为103.8M3 ，炉体净质量133吨（不包括炉篦）， 操作压力约为4.11 MPa（表压），操作温度大约1050～1100℃。
煤锁圆筒阀结构图
? 圆筒内的煤流入煤锁。这样溜煤槽在一个加煤循环打开一次，煤 锁就不会加煤过满，避免造成的煤锁过满上阀无法关闭而停炉。
? 4、灰锁 ? 灰锁是用来将炉篦刮下的灰间歇排出炉外的压力容器，其上部
是气化炉下灰室，下部与竖灰管相连，其外径为Φ2200mm，总高 约4000mm,容积为12.2M3，有效容积约为8.7M3。灰锁结构如下图 所示。其中间为圆柱形筒体，上部为凸形封 头，下部为锥形封头，侧向有接管与膨胀 冷凝器相通。其设计压力为3.6MPa，设计 温度为470℃，操作压力为3.0MPa，材质选 用15Mo3。由于灰锁内壁接触物料为灰渣， 为延长其使用寿命，在灰锁内设置有耐磨 护板。
长周期稳定运行是致关重要 的。冷态安装时齿轮间隙为 4～5mm，在正常运行时，由 于齿轮受热膨胀，其间隙将 缩短为1～2mm。齿轮的这一 间隙是靠固定小齿轮的偏心 轴套来调整的，转动偏心轴 套使大小齿轮间隙达标，再 用螺栓将轴套固定。
二、煤斗、 煤锁与灰锁
1、煤斗
煤斗是安装在气化炉顶部 的原料煤储仓，煤经筛分处理后， 块煤由皮带输送进入煤斗，然后 再从煤斗经煤溜槽间歇地加入到 煤锁。在煤斗与煤溜槽之间设有 一软性连接节，用于吸收气化炉 向上的膨胀量。
张段出口直径为Φ630mm,锥 角为27040',长度1280mm,出 口速度为15~20m/s。
? 气化炉生产的粗煤气由煤气 出口管进入喷冷器,由煤气 水处理装置来的高压喷射净 煤气水进入喷冷器,煤气水 通过文丘里洗涤器上部入口 处的螺旋叶片喷出(叶片共 16片,d=10mm,安装角度55o) 与粗煤气中的重组份、灰尘 等杂质直接接触，由于洗涤 后气体温度的降低,部分焦
? 通常炉篦承受400~500℃的温度，在其顶部需保留 约300~500 毫米的灰层，以防止煤直接在炉篦上燃 烧，烧坏炉篦，正常运行时，由于入炉的气化剂 温度较低，气化剂对炉篦起到冷却保护，以防超 温损坏。
? 炉篦为铸钢件，因其在转动过程中与灰渣产生磨 擦，为提高硬度，增强耐磨能力，在其表面盖板 堆焊有硬质合金耐磨条 。
? 油类及粉尘被洗涤下来。
? 上部水平部分是带有水夹套的 管段,其水夹套与气化炉夹套相 通. 水平管内设有间歇操作、 往复运动的圆盘形刮刀,用于刮 掉煤气出口管内壁积聚的焦油 和煤尘.刮刀与器壁的间隙为 1mm,刮刀材质为耐热钢 Gx6CrNi18,活塞杆材质为 21CrMoV57。
减振，中心管上部法兰与灰锁
连结。灰锁卸压期间，灰蒸汽 经连通管进入膨胀器内，灰锁
? 灰蒸汽膨胀洗涤器与灰锁侧壁 压力下降，而膨胀冷凝器内的
通过接管相连，用于冷凝灰锁 灰水被蒸汽加热后，释放出来
内的蒸汽，卸掉灰锁的压力。 的灰蒸汽由卸压口排出。最终
直径Φ1500mm，总高2600mm的 一个圆形压力容器。内部装有
特征
1、设有内衬
2、边置灰斗
3、气化剂通过 炉蓖的主动轴输 入
1、取消内衬 2、中轴置灰斗
适用 煤种 褐煤
褐煤、 弱粘结性煤
设有旋转的布煤 除粘结性太强外 器和搅拌装置 的所有煤种
正在试验大直径 除粘结性太强外
的气化炉
的所有煤种
直径 （mm）
26000
单台产气量 （Nm3/h ）
5000~8000
2600/ 3700
使灰锁压力降至常压，达到卸 压目的。
管形内件-------- 喷淋洗涤冷却器（间称喷冷
器）与气化炉粗煤气出口管垂
直相接，其作用是对气化炉出
来的高温粗煤气进行洗涤冷却，
使粗煤气温度由386～450℃降
至201±2 ℃。
灰蒸汽膨胀洗涤器结构示意图
? 粗煤气洗涤冷却器的内径为 Φ682mm，内件是一通流文 丘里洗涤器,喉管处直径为 Φ270mm,此处设计的平均流 速范围为50~70m/s,上部缩 段入口直径为Φ450mm,锥角 为30030',长度825mm,下部扩
?
支撑炉篦的是圆盘形的止推盘（止推轴承），其
接触面为圆球形，对中性好。上、下两滑动接触面由内
外配合的轴承大筒固定。下止推盘与底板采用两个键固
定在气化炉母体上。上止推盘与大齿轮连接采用键和螺