專利名稱：一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴。
背景技術(shù)：
目前普遍采用的氣化爐工藝燒嘴頭部結(jié)構(gòu)如圖1所示，燒嘴的設(shè)計(jì)需要考慮的因素有以下(1)結(jié)構(gòu)形式為同心三套管，由外而內(nèi)依次是外噴頭(外氧管)1、中噴頭(水煤漿管)2和內(nèi)噴頭(中心氧管)3，燒嘴中心氧管3的出口設(shè)計(jì)成縮口形式，目的是對(duì)中心氧進(jìn)行加速，同時(shí)其端面相對(duì)于燒嘴端面基準(zhǔn)面有一定的縮入量，這樣形成一個(gè)水煤漿和中心氧的預(yù)混合腔4，水煤漿的出口管路也設(shè)計(jì)成縮口形式，使進(jìn)入預(yù)混合腔4的水煤漿具備一定的速度。在預(yù)混合腔4內(nèi)，利用中心氧對(duì)水煤漿進(jìn)行稀釋和初加速，改善水煤漿的流變性能，其目的是為了保證水煤漿在離開燒嘴后的霧化效果。外氧管口的縮入量更大一些，目的是提供更高流速的氧氣，使通過預(yù)混合腔4的水煤漿混合物進(jìn)行良好的霧化，以便在氣化爐內(nèi)達(dá)到良好的氣化效果。(2)流通通道無論是中心氧、還是水煤漿及外氧的流通面積，均需要滿足各自介質(zhì)的流量要求。在供應(yīng)壓力允許的情況下，力爭(zhēng)達(dá)到良好的混合和霧化效果。但是，中心氧的比例有一定的限制，一般為總氧量的5% 25%，其余均作為外氧。中心氧量不能太小， 不然達(dá)不到對(duì)煤漿的稀釋和加速作用。中心氧量也不能太大，一方面，太大會(huì)使預(yù)混合區(qū)4 的混合物流速增加太多，造成中心氧管3出口處的磨損加重，降低燒嘴的連續(xù)使用壽命；另一方面，中心氧量增大時(shí)，必然使燒嘴出口物料的軸向速度分量增大，徑向速度分量減小， 其結(jié)果是使整個(gè)燒嘴出口的火焰變得細(xì)長(zhǎng)，無法與氣化爐的內(nèi)部型面匹配，造成較大直徑的煤粉顆粒在氣化爐內(nèi)停留時(shí)間變短，爐渣中的含碳量增加，引起氣化效率降低，而且，會(huì)使火焰直沖爐底，影響爐底激冷環(huán)的工作。(3)流速中心氧的出口流速一般為150 180m/s，煤漿出口流速一般為2 4m/ s，預(yù)混合腔出口平均流速一般為12 20m/s，外氧的出口流速一般為160 200m/s。根據(jù)多年來從事水煤漿氣化爐工藝燒嘴研制的經(jīng)驗(yàn)和工業(yè)化運(yùn)行的生產(chǎn)實(shí)際情況，水煤漿氣化爐工藝燒嘴的損壞方式主要有三種即冷卻水盤管5損壞；中噴頭2物理磨蝕；熱、化學(xué)、應(yīng)力使外噴頭1受損。中噴頭2物理磨蝕是水煤漿氣化爐工藝燒嘴的致命弱點(diǎn)，主要是混合物中含有大量的煤粉固體顆粒，造成中噴頭2內(nèi)腔磨損，也是影響水煤漿氣化爐連續(xù)運(yùn)行和整個(gè)工藝連續(xù)運(yùn)行的主要因素之一。一般情況下，水煤漿氣化爐工藝燒嘴連續(xù)運(yùn)行30 60天，就需要停爐檢修和更換，因此，水煤漿氣化工藝必須有備用爐，這是造成投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用增加的重要原因之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是通過對(duì)現(xiàn)有的水煤漿氣化爐工藝燒嘴的改進(jìn)，降低對(duì)中噴頭內(nèi)腔的物理磨損，增強(qiáng)其抗磨損能力，從而減少停爐檢修和維護(hù)的次數(shù)，進(jìn)而減少投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴，包括供氧氣流通的外噴頭和設(shè)置在該外噴頭內(nèi)的供水煤漿流通的中噴頭，其特征在于，該中噴頭上設(shè)置有與外噴頭腔室相通的用于將外噴頭腔室內(nèi)的氧氣導(dǎo)入中噴頭腔室中的氧氣導(dǎo)入部，該導(dǎo)入部由多個(gè)導(dǎo)入孔和緩沖環(huán)構(gòu)成，多個(gè)導(dǎo)入孔連通外噴頭腔室與緩沖環(huán)，緩沖環(huán)與中噴頭腔室相通。上述多個(gè)導(dǎo)入孔是4 8個(gè)。上述多個(gè)導(dǎo)入孔沿中噴頭周向均勻設(shè)置。緩沖環(huán)由中噴頭的緊鄰多個(gè)導(dǎo)入孔的每一位置處的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)形成。水煤漿氣化爐工藝燒嘴還包括內(nèi)噴頭，內(nèi)噴頭的出口為縮口形式。內(nèi)噴頭的端面相對(duì)于燒嘴端面基準(zhǔn)面有一定的縮入量，從而形成水煤漿和來自內(nèi)噴頭的氧氣的一個(gè)預(yù)混合腔。中噴頭的出口被設(shè)計(jì)成縮口的形式。外噴頭的外圍設(shè)置有冷卻水盤管。本實(shí)用新型的有益效果在于通過該種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了將外噴頭中的部分氧氣導(dǎo)入中噴頭腔室內(nèi)，從而在中噴頭內(nèi)壁附近形成一氧氣層，起到阻止流經(jīng)中噴頭的水煤漿與中噴頭腔室內(nèi)壁的直接接觸，進(jìn)而達(dá)到降低水煤漿對(duì)中噴頭腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用，以延長(zhǎng)因中噴頭內(nèi)腔磨損而引起的維護(hù)周期，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，尤其是運(yùn)行費(fèi)用的降低尤為明顯。

圖1是現(xiàn)有水煤漿氣化爐工藝燒嘴剖面示意圖。圖2是改造后的水煤漿氣化爐工藝燒嘴剖面示意圖。圖3是沿著圖2中所示的線X的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。參見圖2，改造后的水煤漿氣化爐工藝燒嘴的結(jié)構(gòu)形式同樣為同心三套管，即由外而內(nèi)依次是外噴頭(外氧管)1、中噴頭(水煤漿管)2和內(nèi)噴頭(中心氧管)3，換句話說， 外噴頭由外氧管構(gòu)成，中噴頭由水煤漿管構(gòu)成，內(nèi)噴頭由中心氧管構(gòu)成。內(nèi)噴頭(中心氧管)3的出口仍舊是縮口形式，目的是對(duì)中心氧進(jìn)行加速，同時(shí)其端面相對(duì)于燒嘴端面基準(zhǔn)面有一定的縮入量，這樣形成一個(gè)水煤漿和中心氧的預(yù)混合腔4，水煤漿的出口管路(即中噴頭的出口)也設(shè)計(jì)成縮口的形式，使進(jìn)入預(yù)混合腔4的水煤漿具備一定的速度。外噴頭 (外氧管)1外圍仍舊設(shè)置有冷卻水盤管5。對(duì)現(xiàn)有水煤漿氣化爐工藝燒嘴的改進(jìn)，主要是為了降低運(yùn)行過程中對(duì)中噴頭(水煤漿管)2內(nèi)腔的物理磨損，增強(qiáng)其抗磨損能力，從而減少停爐檢修和維護(hù)的次數(shù)，進(jìn)而減少投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，為此，本實(shí)用新型在現(xiàn)有水煤漿氣化爐工藝燒嘴的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將外噴頭(外氧管)1中的氧氣導(dǎo)入中噴頭(水煤漿管)2中，以便在中噴頭(水煤漿管)2腔室內(nèi)壁附近形成一氧氣層，從而阻止流經(jīng)中噴頭(水煤漿管)2的水煤漿與中噴頭腔室內(nèi)壁的直接接觸，進(jìn)而達(dá)到降低水煤漿對(duì)中噴頭(水煤漿管)2腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用，以延長(zhǎng)因中噴頭(水煤漿管)2內(nèi)腔磨損而引起的維護(hù)周期，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，尤其是運(yùn)行費(fèi)用的降低。為此，在中噴頭(水煤漿管)2上增設(shè)一導(dǎo)入部，該導(dǎo)入部由多個(gè)導(dǎo)入孔6和緩沖環(huán)7構(gòu)成，緩沖環(huán)由中噴頭的緊鄰多個(gè)導(dǎo)入孔的每一位置處的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)形成。每個(gè)導(dǎo)入孔6 連通外噴頭(外氧管)1腔室與緩沖環(huán)7，緩沖環(huán)7與中噴頭(水煤漿管)2腔室相通。這樣一來，便實(shí)現(xiàn)將外噴頭(外氧管)1中的部分氧氣導(dǎo)入中噴頭(水煤漿管)2的腔室內(nèi)，從而在中噴頭(水煤漿管)2的腔室內(nèi)壁附近形成一氧氣層，達(dá)到阻止流經(jīng)中噴頭(水煤漿管)2 的水煤漿與中噴頭(水煤漿管)2腔室內(nèi)壁的直接接觸，進(jìn)而達(dá)到降低水煤漿對(duì)中噴頭(水煤漿管)2腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用。為了確保氧氣的導(dǎo)入量，多個(gè)導(dǎo)入孔6最好設(shè)置是4 8個(gè)，并沿中噴頭(水煤漿管)2的周向均勻設(shè)置最好。如圖3所示，示例性的4個(gè)導(dǎo)入孔沿中噴頭(水煤漿管)2的周向均勻設(shè)置。盡管本實(shí)用新型的各種實(shí)施方式已經(jīng)通過具體實(shí)施方式
在上下文中進(jìn)行了描述， 但是本實(shí)用新型并不僅限于此。因此，以上的描述不應(yīng)該當(dāng)作是本實(shí)用新型范圍的限制，本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求進(jìn)行限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本實(shí)用新型的精神的情況下可以對(duì)本實(shí)用新型作出各種改變和變更，其都將落入在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴，包括供氧氣流通的外噴頭和設(shè)置在所述外噴頭內(nèi)的供水煤漿流通的中噴頭，其特征在于所述中噴頭設(shè)置有與外噴頭腔室相通的用于將所述外噴頭腔室內(nèi)的氧氣導(dǎo)入中噴頭腔室中的氧氣導(dǎo)入部，所述氧氣導(dǎo)入部由多個(gè)導(dǎo)入孔和緩沖環(huán)構(gòu)成，所述多個(gè)導(dǎo)入孔連通所述外噴頭腔室與所述緩沖環(huán)，所述緩沖環(huán)與所述中噴頭腔室相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述多個(gè)導(dǎo)入孔是 4 8個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述多個(gè)導(dǎo)入孔沿所述中噴頭周向均勻設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述緩沖環(huán)由所述中噴頭的緊鄰所述多個(gè)導(dǎo)入孔的每一位置處的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述水煤漿氣化爐工藝燒嘴還包括內(nèi)噴頭，所述內(nèi)噴頭的出口為縮口形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述內(nèi)噴頭的端面相對(duì)于燒嘴端面基準(zhǔn)面有一定的縮入量，從而形成水煤漿和來自所述內(nèi)噴頭的氧氣的一個(gè)預(yù)混合腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述中噴頭的出口被設(shè)計(jì)成縮口形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的水煤漿氣化爐工藝燒嘴，其特征在于所述外噴頭的外圍設(shè)置有冷卻水盤管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴，包括供氧氣流通的外噴頭和設(shè)置在該外噴頭內(nèi)的供水煤漿流通的中噴頭，該中噴頭設(shè)置有與外噴頭腔室相通的用于將外噴頭腔室內(nèi)的氧氣導(dǎo)入中噴頭腔室中的氧氣導(dǎo)入部，該氧氣導(dǎo)入部由多個(gè)導(dǎo)入孔和緩沖環(huán)構(gòu)成，多個(gè)導(dǎo)入孔連通外噴頭腔室與緩沖環(huán)，緩沖環(huán)與中噴頭腔室相通。通過該種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了將外噴頭中的部分氧氣導(dǎo)入中噴頭腔室，從而在中噴頭內(nèi)壁附近形成一氧氣層，起到阻止流經(jīng)中噴頭的水煤漿與中噴頭腔室內(nèi)壁的直接接觸，進(jìn)而達(dá)到降低水煤漿對(duì)中噴頭腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用，以延長(zhǎng)因中噴頭內(nèi)腔磨損而引起的維護(hù)周期，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，尤其是運(yùn)行費(fèi)用的降低尤為明顯。
文檔編號(hào)C10J3/48GK202208707SQ20112035676
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者楊康 申請(qǐng)人:中國(guó)神華煤制油化工有限公司, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司