專利名稱：一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水煤漿氣化爐工藝燒嘴。
背景技術：
目前普遍采用的氣化爐工藝燒嘴頭部結構如圖1所示，燒嘴的設計需要考慮的因素有以下(1)結構形式為同心三套管，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的出口設計成縮口形式，目的是對中心氧進行加速，同時其端面相對于燒嘴端面基準面有一定的縮入量，這樣形成一個水煤漿和中心氧的預混合腔4，水煤漿的出口管路也設計成縮口形式，使進入預混合腔4的水煤漿具備一定的速度。在預混合腔4內(nèi)，利用中心氧對水煤漿進行稀釋和初加速，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，使通過預混合腔4的水煤漿混合物進行良好的霧化，以便在氣化爐內(nèi)達到良好的氣化效果。(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。在供應壓力允許的情況下，力爭達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， 不然達不到對煤漿的稀釋和加速作用。中心氧量也不能太大，一方面，太大會使預混合區(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，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， 其結果是使整個燒嘴出口的火焰變得細長，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)停留時間變短，爐渣中的含碳量增加，引起氣化效率降低，而且，會使火焰直沖爐底，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)驗和工業(yè)化運行的生產(chǎn)實際情況，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、應力使外噴頭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，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)運行和整個工藝連續(xù)運行的主要因素之一。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，這是造成投資費用、運行費用增加的重要原因之一。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是通過對現(xiàn)有的水煤漿氣化爐工藝燒嘴的改進，降低對中噴頭內(nèi)腔的物理磨損，增強其抗磨損能力，從而減少停爐檢修和維護的次數(shù)，進而減少投資費用和運行費用。為了達到上述目的，本實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)的氧氣導入中噴頭腔室中的氧氣導入部，該導入部由多個導入孔和緩沖環(huán)構成，多個導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。上述多個導入孔是4 8個。上述多個導入孔沿中噴頭周向均勻設置。緩沖環(huán)由中噴頭的緊鄰多個導入孔的每一位置處的內(nèi)凹結構形成。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)噴頭的端面相對于燒嘴端面基準面有一定的縮入量，從而形成水煤漿和來自內(nèi)噴頭的氧氣的一個預混合腔。中噴頭的出口被設計成縮口的形式。外噴頭的外圍設置有冷卻水盤管。本實用新型的有益效果在于通過該種結構的設計，實現(xiàn)了將外噴頭中的部分氧氣導入中噴頭腔室內(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，進而達到降低水煤漿對中噴頭腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用，以延長因中噴頭內(nèi)腔磨損而引起的維護周期，降低投資和運行費用，尤其是運行費用的降低尤為明顯。

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。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細的描述。參見圖2，改造后的水煤漿氣化爐工藝燒嘴的結構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， 外噴頭由外氧管構成，中噴頭由水煤漿管構成，內(nèi)噴頭由中心氧管構成。內(nèi)噴頭(中心氧管)3的出口仍舊是縮口形式，目的是對中心氧進行加速，同時其端面相對于燒嘴端面基準面有一定的縮入量，這樣形成一個水煤漿和中心氧的預混合腔4，水煤漿的出口管路(即中噴頭的出口)也設計成縮口的形式，使進入預混合腔4的水煤漿具備一定的速度。外噴頭 (外氧管)1外圍仍舊設置有冷卻水盤管5。對現(xiàn)有水煤漿氣化爐工藝燒嘴的改進，主要是為了降低運行過程中對中噴頭(水煤漿管)2內(nèi)腔的物理磨損，增強其抗磨損能力，從而減少停爐檢修和維護的次數(shù)，進而減少投資費用和運行費用，為此，本實用新型在現(xiàn)有水煤漿氣化爐工藝燒嘴的基礎上進行了改進，將外噴頭(外氧管)1中的氧氣導入中噴頭(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，進而達到降低水煤漿對中噴頭(水煤漿管)2腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用，以延長因中噴頭(水煤漿管)2內(nèi)腔磨損而引起的維護周期，降低投資和運行費用，尤其是運行費用的降低。為此，在中噴頭(水煤漿管)2上增設一導入部，該導入部由多個導入孔6和緩沖環(huán)7構成，緩沖環(huán)由中噴頭的緊鄰多個導入孔的每一位置處的內(nèi)凹結構形成。每個導入孔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，便實現(xiàn)將外噴頭(外氧管)1中的部分氧氣導入中噴頭(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，進而達到降低水煤漿對中噴頭(水煤漿管)2腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用。為了確保氧氣的導入量，多個導入孔6最好設置是4 8個，并沿中噴頭(水煤漿管)2的周向均勻設置最好。如圖3所示，示例性的4個導入孔沿中噴頭(水煤漿管)2的周向均勻設置。盡管本實用新型的各種實施方式已經(jīng)通過具體實施方式
在上下文中進行了描述， 但是本實用新型并不僅限于此。因此，以上的描述不應該當作是本實用新型范圍的限制，本實用新型的范圍由所附的權利要求進行限定。本領域技術人員應當理解，在不背離本實用新型的精神的情況下可以對本實用新型作出各種改變和變更，其都將落入在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求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)的氧氣導入中噴頭腔室中的氧氣導入部，所述氧氣導入部由多個導入孔和緩沖環(huán)構成，所述多個導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導入孔是 4 8個。
3.根據(jù)權利要求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導入孔沿所述中噴頭周向均勻設置。
4.根據(jù)權利要求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導入孔的每一位置處的內(nèi)凹結構形成。
5.根據(jù)權利要求1、2和4中任一項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)噴頭的端面相對于燒嘴端面基準面有一定的縮入量，從而形成水煤漿和來自所述內(nèi)噴頭的氧氣的一個預混合腔。
7.根據(jù)權利要求1、2和4中任一項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計成縮口形式。
8.根據(jù)權利要求1、2和4中任一項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置有冷卻水盤管。
專利摘要本實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置在該外噴頭內(nèi)的供水煤漿流通的中噴頭，該中噴頭設置有與外噴頭腔室相通的用于將外噴頭腔室內(nèi)的氧氣導入中噴頭腔室中的氧氣導入部，該氧氣導入部由多個導入孔和緩沖環(huán)構成，多個導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。通過該種結構的設計，實現(xiàn)了將外噴頭中的部分氧氣導入中噴頭腔室，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，進而達到降低水煤漿對中噴頭腔室內(nèi)壁(內(nèi)腔)的磨損的作用，以延長因中噴頭內(nèi)腔磨損而引起的維護周期，降低投資和運行費用，尤其是運行費用的降低尤為明顯。
文檔編號C10J3/48GK202208707SQ20112035676
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月21日
發(fā)明者楊康 申請人:中國神華煤制油化工有限公司, 神華集團有限責任公司, 陜西神木化學工業(yè)有限公司