专利名称：一种水煤浆气化炉工艺烧嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水煤浆气化炉工艺烧嘴。
背景技术：
目前普遍采用的气化炉工艺烧嘴头部结构如图1所示，烧嘴的设计需要考虑的因素有以下(1)结构形式为同心三套管，由外而内依次是外喷头(外氧管)1、中喷头(水煤浆管)2和内喷头(中心氧管)3，烧嘴中心氧管3的出口设计成缩口形式，目的是对中心氧进行加速，同时其端面相对于烧嘴端面基准面有一定的缩入量，这样形成一个水煤浆和中心氧的预混合腔4，水煤浆的出口管路也设计成缩口形式，使进入预混合腔4的水煤浆具备一定的速度。在预混合腔4内，利用中心氧对水煤浆进行稀释和初加速，改善水煤浆的流变性能，其目的是为了保证水煤浆在离开烧嘴后的雾化效果。外氧管口的缩入量更大一些，目的是提供更高流速的氧气，使通过预混合腔4的水煤浆混合物进行良好的雾化，以便在气化炉内达到良好的气化效果。(2)流通通道无论是中心氧、还是水煤浆及外氧的流通面积，均需要满足各自介质的流量要求。在供应压力允许的情况下，力争达到良好的混合和雾化效果。但是，中心氧的比例有一定的限制，一般为总氧量的5% 25%，其余均作为外氧。中心氧量不能太小， 不然达不到对煤浆的稀释和加速作用。中心氧量也不能太大，一方面，太大会使预混合区4 的混合物流速增加太多，造成中心氧管3出口处的磨损加重，降低烧嘴的连续使用寿命；另一方面，中心氧量增大时，必然使烧嘴出口物料的轴向速度分量增大，径向速度分量减小， 其结果是使整个烧嘴出口的火焰变得细长，无法与气化炉的内部型面匹配，造成较大直径的煤粉颗粒在气化炉内停留时间变短，炉渣中的含碳量增加，引起气化效率降低，而且，会使火焰直冲炉底，影响炉底激冷环的工作。(3)流速中心氧的出口流速一般为150 180m/s，煤浆出口流速一般为2 4m/ s，预混合腔出口平均流速一般为12 20m/s，外氧的出口流速一般为160 200m/s。根据多年来从事水煤浆气化炉工艺烧嘴研制的经验和工业化运行的生产实际情况，水煤浆气化炉工艺烧嘴的损坏方式主要有三种即冷却水盘管5损坏；中喷头2物理磨蚀；热、化学、应力使外喷头1受损。中喷头2物理磨蚀是水煤浆气化炉工艺烧嘴的致命弱点，主要是混合物中含有大量的煤粉固体颗粒，造成中喷头2内腔磨损，也是影响水煤浆气化炉连续运行和整个工艺连续运行的主要因素之一。一般情况下，水煤浆气化炉工艺烧嘴连续运行30 60天，就需要停炉检修和更换，因此，水煤浆气化工艺必须有备用炉，这是造成投资费用、运行费用增加的重要原因之一。
实用新型内容本实用新型的目的是通过对现有的水煤浆气化炉工艺烧嘴的改进，降低对中喷头内腔的物理磨损，增强其抗磨损能力，从而减少停炉检修和维护的次数，进而减少投资费用和运行费用。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种水煤浆气化炉工艺烧嘴，包括供氧气流通的外喷头和设置在该外喷头内的供水煤浆流通的中喷头，其特征在于，该中喷头上设置有与外喷头腔室相通的用于将外喷头腔室内的氧气导入中喷头腔室中的氧气导入部，该导入部由多个导入孔和缓冲环构成，多个导入孔连通外喷头腔室与缓冲环，缓冲环与中喷头腔室相通。上述多个导入孔是4 8个。上述多个导入孔沿中喷头周向均勻设置。缓冲环由中喷头的紧邻多个导入孔的每一位置处的内凹结构形成。水煤浆气化炉工艺烧嘴还包括内喷头，内喷头的出口为缩口形式。内喷头的端面相对于烧嘴端面基准面有一定的缩入量，从而形成水煤浆和来自内喷头的氧气的一个预混合腔。中喷头的出口被设计成缩口的形式。外喷头的外围设置有冷却水盘管。本实用新型的有益效果在于通过该种结构的设计，实现了将外喷头中的部分氧气导入中喷头腔室内，从而在中喷头内壁附近形成一氧气层，起到阻止流经中喷头的水煤浆与中喷头腔室内壁的直接接触，进而达到降低水煤浆对中喷头腔室内壁(内腔)的磨损的作用，以延长因中喷头内腔磨损而引起的维护周期，降低投资和运行费用，尤其是运行费用的降低尤为明显。
图1是现有水煤浆气化炉工艺烧嘴剖面示意图。图2是改造后的水煤浆气化炉工艺烧嘴剖面示意图。图3是沿着图2中所示的线X的剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细的描述。参见图2，改造后的水煤浆气化炉工艺烧嘴的结构形式同样为同心三套管，即由外而内依次是外喷头(外氧管)1、中喷头(水煤浆管)2和内喷头(中心氧管)3，换句话说， 外喷头由外氧管构成，中喷头由水煤浆管构成，内喷头由中心氧管构成。内喷头(中心氧管)3的出口仍旧是缩口形式，目的是对中心氧进行加速，同时其端面相对于烧嘴端面基准面有一定的缩入量，这样形成一个水煤浆和中心氧的预混合腔4，水煤浆的出口管路(即中喷头的出口)也设计成缩口的形式，使进入预混合腔4的水煤浆具备一定的速度。外喷头 (外氧管)1外围仍旧设置有冷却水盘管5。对现有水煤浆气化炉工艺烧嘴的改进，主要是为了降低运行过程中对中喷头(水煤浆管)2内腔的物理磨损，增强其抗磨损能力，从而减少停炉检修和维护的次数，进而减少投资费用和运行费用，为此，本实用新型在现有水煤浆气化炉工艺烧嘴的基础上进行了改进，将外喷头(外氧管)1中的氧气导入中喷头(水煤浆管)2中，以便在中喷头(水煤浆管)2腔室内壁附近形成一氧气层，从而阻止流经中喷头(水煤浆管)2的水煤浆与中喷头腔室内壁的直接接触，进而达到降低水煤浆对中喷头(水煤浆管)2腔室内壁(内腔)的磨损的作用，以延长因中喷头(水煤浆管)2内腔磨损而引起的维护周期，降低投资和运行费用，尤其是运行费用的降低。为此，在中喷头(水煤浆管)2上增设一导入部，该导入部由多个导入孔6和缓冲环7构成，缓冲环由中喷头的紧邻多个导入孔的每一位置处的内凹结构形成。每个导入孔6 连通外喷头(外氧管)1腔室与缓冲环7，缓冲环7与中喷头(水煤浆管)2腔室相通。这样一来，便实现将外喷头(外氧管)1中的部分氧气导入中喷头(水煤浆管)2的腔室内，从而在中喷头(水煤浆管)2的腔室内壁附近形成一氧气层，达到阻止流经中喷头(水煤浆管)2 的水煤浆与中喷头(水煤浆管)2腔室内壁的直接接触，进而达到降低水煤浆对中喷头(水煤浆管)2腔室内壁(内腔)的磨损的作用。为了确保氧气的导入量，多个导入孔6最好设置是4 8个，并沿中喷头(水煤浆管)2的周向均勻设置最好。如图3所示，示例性的4个导入孔沿中喷头(水煤浆管)2的周向均勻设置。尽管本实用新型的各种实施方式已经通过具体实施方式
在上下文中进行了描述， 但是本实用新型并不仅限于此。因此，以上的描述不应该当作是本实用新型范围的限制，本实用新型的范围由所附的权利要求进行限定。本领域技术人员应当理解，在不背离本实用新型的精神的情况下可以对本实用新型作出各种改变和变更，其都将落入在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种水煤浆气化炉工艺烧嘴，包括供氧气流通的外喷头和设置在所述外喷头内的供水煤浆流通的中喷头，其特征在于所述中喷头设置有与外喷头腔室相通的用于将所述外喷头腔室内的氧气导入中喷头腔室中的氧气导入部，所述氧气导入部由多个导入孔和缓冲环构成，所述多个导入孔连通所述外喷头腔室与所述缓冲环，所述缓冲环与所述中喷头腔室相通。
2.根据权利要求1所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述多个导入孔是 4 8个。
3.根据权利要求1或2所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述多个导入孔沿所述中喷头周向均勻设置。
4.根据权利要求1所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述缓冲环由所述中喷头的紧邻所述多个导入孔的每一位置处的内凹结构形成。
5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述水煤浆气化炉工艺烧嘴还包括内喷头，所述内喷头的出口为缩口形式。
6.根据权利要求5所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述内喷头的端面相对于烧嘴端面基准面有一定的缩入量，从而形成水煤浆和来自所述内喷头的氧气的一个预混合腔。
7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述中喷头的出口被设计成缩口形式。
8.根据权利要求1、2和4中任一项所述的水煤浆气化炉工艺烧嘴，其特征在于所述外喷头的外围设置有冷却水盘管。
专利摘要本实用新型涉及一种水煤浆气化炉工艺烧嘴，包括供氧气流通的外喷头和设置在该外喷头内的供水煤浆流通的中喷头，该中喷头设置有与外喷头腔室相通的用于将外喷头腔室内的氧气导入中喷头腔室中的氧气导入部，该氧气导入部由多个导入孔和缓冲环构成，多个导入孔连通外喷头腔室与缓冲环，缓冲环与中喷头腔室相通。通过该种结构的设计，实现了将外喷头中的部分氧气导入中喷头腔室，从而在中喷头内壁附近形成一氧气层，起到阻止流经中喷头的水煤浆与中喷头腔室内壁的直接接触，进而达到降低水煤浆对中喷头腔室内壁(内腔)的磨损的作用，以延长因中喷头内腔磨损而引起的维护周期，降低投资和运行费用，尤其是运行费用的降低尤为明显。
文档编号C10J3/48GK202208707SQ20112035676
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者杨康 申请人:中国神华煤制油化工有限公司, 神华集团有限责任公司, 陕西神木化学工业有限公司