新型煤气化炉烘炉烧嘴的制作方法

本实用新型涉及煤气化设备，具体涉及一种新型煤气化炉烘炉烧嘴。

背景技术：
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煤气化是指把经过适当处理的煤送入气化炉内，在一定的温度和压力下，和气化剂反应得到合成气的过程。气化炉进料前需进行烘炉处理，将气化炉内部温度提高至指定范围，然后通入煤粉和气化剂，将煤粉引燃，气化炉温度逐步提高至工艺要求温度，并在该温度下进行煤气化反应。气化炉通常采用烘炉烧嘴进行烘炉，现有的烘炉烧嘴由燃气通道、空气通道及设置在空气通道中的点火器组成。

现有的烘炉烧嘴在使用过程中存在以下问题：1、燃气与助燃气混合不均匀，造成烘炉烧嘴点火困难、易灭火、回火；燃气与助燃气分布不均匀，导致烘炉烧嘴局部爆燃和高温，易烧损，需经常检修更换；2、现有烘炉烧嘴出口为明火，明火易与炉内物料接触造成物料烧结，影响后续反应的进行，而且明火极易损坏烘炉烧嘴附近的气化炉本体；3、现有烘炉烧嘴大都设置单一燃料气及助燃气进入通道，不能根据燃烧室温度情况改变烘炉气体介质，仅以空气作为助燃气体，氧气和燃气的比例调节有限，操作灵活性差，火焰强度差，高温段升温速率慢，烘炉时间长。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种火焰稳定，不易回火灭火，燃烧室外没有明火，不会造成炉内物料烧结的新型煤气化炉烘炉烧嘴。

本实用新型由如下技术方案实施：新型煤气化炉烘炉烧嘴，其包括点火管，在所述点火管内部设有点火杆，所述点火杆的端部设有点火电极，所述点火电极位于所述点火管的外部，在所述点火管内部靠近所述点火电极的一侧设有火检装置；

在所述点火管外部套设有两端封闭的燃气管，在所述燃气管靠近所述点火管进口端的一侧侧壁上设有低热值燃气管和高热值燃气管，在所述燃气管靠近所述点火管出口端的一侧侧壁上沿圆周方向设有一圈燃气分布管，所述点火电极位于所述燃气分布管的下方；

在所述燃气管外部套设有助燃气管，所述助燃气管靠近所述点火管进口端的一端封闭，在所述助燃气管靠近所述点火管进口端的一侧侧壁上设有空气管和氧气管，所述助燃气管的开口端连接有喷头，在靠近所述点火管的出口端一侧的所述助燃气管和所述燃气管之间设有环形的气体旋流器；

在所述助燃气管靠近出口端的外壁上通过法兰连接有燃烧室，所述燃烧室包括耐高温金属外壁，在所述耐高温金属外壁内侧设有耐高温耐火浇注料；所述喷头的出口端与所述燃烧室的出口端之间的距离和所述助燃气管的直径之间的比例为(2-4)：1，所述燃烧室的直径与所述助燃气管的直径之间的比例为(1.3-2)：1。

进一步的，在所述空气管上沿进气端至出气端的方向依次设空气流量调节阀和空气节流片；在所述氧气管上沿进气端至出气端的方向依次设有氧气流量调节阀和氧气节流片；在所述低热值燃气管上沿进气端至出气端的方向依次设有低热值燃气流量调节阀和低热值燃气节流片；在所述高热值燃气管上沿进气端至出气端的方向依次设有高热值燃气流量调节阀和高热值燃气节流片。

进一步的，所述空气管的轴线和所述氧气管的轴线分别与所述助燃气管的轴线垂直，在所述助燃气管的内壁上设有空气折流板和氧气折流板，所述空气管和所述氧气管的出气端位于所述空气折流板和所述氧气折流板之间，所述空气折流板与所述空气管轴线之间的的夹角A为20°-50°，所述氧气折流板与所述氧气管轴线之间的的夹角B为20°-50°。

进一步的，所述燃气分布管的轴线与所述燃气管的轴线之间的夹角C为30°-70°。

进一步的，其还包括PLC控制器，在所述燃烧室内部设有温度传感器，所述火检装置的信号输出端、所述温度传感器的信号输出端分别与所述PLC控制器的信号输入端连接，所述PLC控制器的信号输出端分别与所述点火杆、所述空气流量调节阀、所述氧气流量调节阀、所述低热值燃气流量调节阀和所述高热值燃气流量调节阀的信号输入端连接；所述PLC控制器的品牌为英威腾，型号为IVC2。

进一步的，所述温度传感器为热电偶，所述空气流量调节阀、所述氧气流量调节阀、所述低热值燃气流量调节阀和所述高热值燃气流量调节阀分别为电控阀。

本实用新型的优点：1、助燃气通过旋流器进入喷头与燃气分布管排出的燃气混合，混合更加均匀，避免了灭火、回火现象的发生，而且旋流器和燃气分布管使助燃气和燃气分布均匀，避免烧嘴局部爆燃和高温，延长了烧嘴的使用寿命，烧嘴的维修成本降低到改进前的10％-30％；2、在助燃气管出口端外侧套设有燃烧室，防止烘炉烧嘴出口直接喷出明火，防止炉内物料被烧结，保证后续反应的顺利进行；而且避免了明火损坏烘炉烧嘴附近的气化炉本体；3、设有低热值燃气管和高热值燃气管，可以根据燃烧室温度情况改变低热值燃气管和高热值燃气管之间的比例；以空气和氧气作为助燃气体，可实现氧气和燃气最大范围的比例调节，操作灵活，保证火焰强度，使得气化炉烘炉温度更易控制，缩短烘炉时间；4、PLC控制器、温度传感器、各流量调节阀配合使用，根据燃烧室内的温度自动调节各燃烧介质间的比例，保证了燃烧室内热烟气的温度，从而保证了烘炉效果。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为PLC控制器的控制示意图。

点火管1，点火杆2，点火电极3，火检装置4，燃气管5，低热值燃气管6，高热值燃气管7，燃气分布管8，助燃气管9，空气管10，氧气管11，喷头12，气体旋流器13，燃烧室14，空气流量调节阀15，空气节流片16，氧气流量调节阀17，氧气节流片18，低热值燃气流量调节阀19，低热值燃气节流片20，高热值燃气流量调节阀21，高热值燃气节流片22，空气折流板23，氧气折流板24，PLC控制器25，温度传感器26。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1-2所示，新型煤气化炉烘炉烧嘴，其包括

点火管1，在点火管1内部设有点火杆2，点火杆2的端部设有点火电极3，点火电极3位于点火管1的外部，在点火管1内部靠近点火电极3的一侧设有火检装置4；

在点火管1外部套设有两端封闭的燃气管5，在燃气管5靠近点火管1进口端的一侧侧壁上设有低热值燃气管6和高热值燃气管7，在燃气管5靠近点火管1出口端的一侧侧壁上沿圆周方向设有一圈燃气分布管8，点火电极3位于燃气分布管8的下方；

在燃气管5外部套设有助燃气管9，助燃气管9靠近点火管1进口端的一端封闭，在助燃气管9靠近点火管1进口端的一侧侧壁上设有空气管10和氧气管11，助燃气管9的开口端连接有喷头12，在靠近点火管1的出口端一侧的助燃气管9和燃气管5之间设有气体旋流器13；

在助燃气管9靠近出口端的外壁上通过法兰连接有燃烧室14，燃烧室14包括耐高温金属外壁，在耐高温金属外壁内侧设有耐高温耐火浇注料；喷头12的出口端与燃烧室14的出口端之间的距离和助燃气管9的直径之间的比例为2：1，燃烧室14的直径与助燃气管9的直径之间的比例为1.3：1。

在空气管10上沿进气端至出气端的方向依次设空气流量调节阀15和空气节流片16；在氧气管11上沿进气端至出气端的方向依次设有氧气流量调节阀17和氧气节流片18；在低热值燃气管6上沿进气端至出气端的方向依次设有低热值燃气流量调节阀19和低热值燃气节流片20；在高热值燃气管7上沿进气端至出气端的方向依次设有高热值燃气流量调节阀21和高热值燃气节流片22。

空气管10的轴线和氧气管11的轴线分别与助燃气管9的轴线垂直，在助燃气管9的内壁上设有空气折流板23和氧气折流板24，空气管10和氧气管11的出气端位于空气折流板23和氧气折流板24之间，空气折流板23与空气管10轴线之间的的夹角A为20°，氧气折流板24与氧气管11轴线之间的的夹角B为20°。

燃气分布管8的轴线与燃气管5的轴线之间的夹角C为70°。

其还包括PLC控制器25，在燃烧室14内部设有温度传感器26，火检装置4的信号输出端、温度传感器26的信号输出端分别与PLC控制器25的信号输入端连接，PLC控制器25的信号输出端分别与点火杆2、空气流量调节阀15、氧气流量调节阀17、低热值燃气流量调节阀19和高热值燃气流量调节阀21的信号输入端连接。

温度传感器26为热电偶，空气流量调节阀15、氧气流量调节阀17、低热值燃气流量调节阀19和高热值燃气流量调节阀21分别为电控阀。

工作原理：

在烘炉起始阶段，先向烧嘴中通入空气、氧气和低热值燃气，空气从空气管10排出后经空气折流板23折流向氧气管11出气方向运动，氧气从氧气管11排出后经氧气折流板24折流向空气管10出气方向运动；折流后的空气和氧气进行混合，混合后向助燃气管9的出气端运动，通过气体旋流器13后旋流进入喷头12内，与燃气分布管8排出的低热值燃气混合；空气折流板23、氧气折流板24、气体旋流器13、燃气分布管8配合使用，使得燃气和助燃气混合、分布的更加均匀，避免烧嘴局部爆燃和高温，延长了烧嘴的使用寿命，烧嘴的维修成本降低到改进前的10％-30％，而且避免了灭火、回火现象的发生；空气节流片16、氧气节流片18、低热值燃气节流片20分别对空气、氧气、低热值燃气进行限流处理，保证空气、氧气、低热值燃气有一定的压力波动时，燃烧仍然稳定。PLC控制器25向点火杆2发送点火信号，点火杆2端部的点火电极3进行点火，将喷头12中的气体点燃，火检装置4对火焰进行监控，当检测到火焰信号后，PLC控制器25向点火杆2发送停止点火的信号，火焰形成后，火检装置4继续对火焰信号进行检测，防止火焰熄灭时助燃气和燃气继续通入，避免燃料浪费或产生安全事故；气体燃烧产生的火焰处于燃烧室14中，防止烘炉烧嘴出口直接喷出明火将炉内物料被烧结，保证后续反应的顺利进行，而且避免了明火损坏烘炉烧嘴附近的气化炉本体。

燃烧室14内的温度传感器26测量出燃烧室14内的温度，并将温度值传输给PLC控制器25，当温度低于预设的烘炉所需温度时，PLC控制器25向空气流量调节阀15和氧气流量调节阀17发送调节信号，空气流量调节阀15的开度调小，氧气流量调节阀17的开度调大，使得助燃气中的氧气浓度增加，如果温度仍低于预设的烘炉所需温度，PLC控制器25向低热值燃气流量调节阀19发送调大信号，增加低热值燃气的流量，从而增加火焰的热度，提高燃烧室14内的温度。

到达烘炉的快速升温段或高温升温区间时，PLC控制器25向低热值燃气流量调节阀19发送降低流量信号，向高热值燃气流量调节阀21发送开启信号，将燃气切换成高低热值混合燃气通入模式，保证气化炉的温升速度及升至的温度；PLC控制器25、温度传感器26、各流量调节阀配合使用，根据燃烧室14内的温度自动调节各燃烧介质间的比例，保证了燃烧室14内热烟气的温度，从而保证了烘炉效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。