一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水煤浆加压气化技术领域，具体涉及一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴。
【背景技术】
[0002]煤气化工艺喷嘴系水煤浆加压气化装置中的一项关键核心部件，它的质量关乎煤气化工艺的产业化发展。在煤气化反应工艺过程中，需将全部原料、辅料(中心氧、水煤浆、外氧)通过工艺喷嘴连续不断地喷入气化炉内，达到煤气化反应。
[0003]目前，根据喷嘴的安装方式，工艺喷嘴的型式分为两种:一种是将喷嘴安装于气化炉的顶部，这种方式称之为垂直单喷式工艺喷嘴;另一种是安装在气化炉炉身圆周，呈对置安装，称为对置式工艺喷嘴。
[0004]这两种工艺喷嘴从原理和功能上基本是一样的，在结构上也没有较大的区别。
[0005]本发明结合图1现有技术工艺喷嘴的结构示意图，对煤气化工艺喷嘴的结构和工作原理简述如下。
[0006]在安装煤气化工艺喷嘴之前，应保证气化炉内温度在800?1000°C左右。安装时，第一步、将工艺喷嘴N4和N5 口与对应的冷却水管路通过金属软管连接，保证冷却水能够正常循环，达到冷却效果;第二步、将工艺喷嘴装入气化炉的对应位置，用螺栓将煤气化工艺喷嘴的安装法兰FL和气化炉炉顶法兰对齐扣紧，达到密封要求;第三步、待工艺喷嘴固定好后，将中心氧接管与工艺喷嘴NI接口对接，并用螺栓压紧，保证其密封;第四步、将水煤浆接管与工艺喷嘴N2接口对接，并用螺栓压紧，保证其密封;第五步、将外环氧管线与工艺喷嘴N3接口对接，并用螺栓压紧保证密封要求。
[0007]所有管线接好后，将三种原、辅物料(中心氧、水煤浆、外氧)按DCS控制系统的要求通入管道内，经工艺喷嘴头部喷头导向和预混合后喷出。物料一经喷出工艺喷嘴后，在气化炉内高温(800?1000°C)、高压(4.0Mpa左右或6.0Mpa左右)、富氧(99.9%纯氧)环境下瞬间发生裂解反应，生成合成气(Co+H)、高温溶渣和部分其它气体等。正常裂解反应后，炉内温度将保持在1350°C左右(根据原料煤的不同，炉内裂解反应温度有一定的偏差)，炉内压力将保持在4.5Mpa或6.5Mpa左右。在工艺喷嘴整个工作过程中，冷却水将不间断地循环，对工艺喷嘴外氧喷头端部进行冷却。
[0008]由于煤气化工艺喷嘴外氧喷头和冷却水盘管处在整个煤气化工艺喷嘴的前部，直接与炉内的高温、高压、高蚀气体接触，受炉内高温辐射和高压热流气体冲刷，喷嘴外氧喷头的强度、耐腐蚀能力等均直接影响整个工艺喷嘴的使用效果和使用寿命。
[0009]目前使用的大多数工艺喷嘴，其外氧喷头端面为平面结构，正常使用一段时间后经常会出现外氧喷头前端平面大面积龟裂现象，从而造成外氧喷头前端面强度不足，影响使用寿命。
[0010]本申请人在先申请的ZL201420613814.8的实用新型专利，将平面结构的外氧喷头端面改进为圆弧状且圆弧向外突出，有效地缓解了喷头龟裂或烧穿的风险。然而，由于外氧喷头前端采用圆弧外突，与其焊接的冷却水管也伴随其外，导致外氧喷头与冷却水管的焊接点处于高温高压环境，时间一久会引起焊缝的开裂和损坏，严重影响工艺喷嘴的使用寿命O
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种保证外氧喷头在长时间高温、高蚀环境下使用而不产生端面龟裂或烧蚀，又能避免外氧喷头前端面及外圆棱边纯氧烧蚀以及外氧喷头与冷却水管焊缝处长期高温烧蚀造成开裂等问题，从而提高整个工艺喷嘴的运行效果并延长其寿命的设有护盖的煤气化工艺喷嘴。
[0012]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现:一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，包括由内向外依次同心设置的中心氧喷头，煤浆喷头和外氧喷头，外氧喷头的端面为圆弧状，外氧喷头体外盘绕冷却水管，所述外氧喷头端口处设一罩扣外氧喷头端口的护盖，所述护盖包括护盖本体和设在护盖本体外侧的护耳，护盖本体中心设外氧喷头的喷孔口，护盖本体周边设置4-6个连接孔，护盖通过穿入连接孔的金属丝杆与外氧喷头连接，所述金属丝杆一端穿入护盖本体的连接孔，另一端与外氧喷头体固定。
[0013]所述护盖为耐高温材料，优选Al2O3，Cr-90的金属氧化物。
[0014]所述护盖的金属丝杆为具有柔性或成链条的高温合金钢材料，一端制成钩状或尾端设垫片。
[0015]所述连接孔为槽孔，金属丝杆嵌入槽内，穿过槽孔，金属丝杆尾端被卡槽孔外。
[0016]所述护耳突起于护盖本体的外周，呈圆弧形盖状，护耳与护盖本体制成一体。
[0017]所述护盖本体中心的喷孔口与外氧喷头的喷孔同心同孔。
[0018]所述连接孔的孔数优选偶数，等距设置。
[0019]金属丝杆一端与外氧喷头的固定方式为焊接、插接或镶接的一种。
[0020]本发明与现有技术相比，具有以下优点:本发明为一种设有护盖(罩)的煤气化工艺喷嘴，能完全满足水煤浆气化炉对工艺喷嘴的使用需求;能有效防止工艺喷嘴外氧喷头前端面龟裂或烧蚀、烧穿；同时还能有效防止外氧喷头前端面外棱的纯氧烧蚀，以及外氧喷头与冷却水管焊接处的烧裂、烧断;可延长工艺喷嘴外氧喷头30%左右的使用寿命，从而有利于延长整个工艺喷嘴的运行周期，解决了工艺喷嘴使用中因外氧喷头过早损坏而停炉的实际问题。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术工艺喷嘴的结构示意图。
[0022]图2是本发明一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴的结构示意图。
[0023]图3是本发明一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴实施例1中保护盖的结构示意图。
[0024]图4是本发明一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴实施例3中保护盖的结构示意图。
[0025]1、中心氧喷头;2、煤浆喷头;3、外氧喷头;4、冷却水管;5、护盖;51、护盖本体;52、护耳;53、喷孔口； 54、连接孔;6、金属丝杆。
具体实施例
[0026]下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。
[0027]实施例1
如图2所示，一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，包括由内向外依次同心设置的中心氧喷头1、煤浆喷头2和外氧喷头3，所述外氧喷头3的端面为圆弧状，所述外氧喷头3外周盘绕冷却水管4。
[0028]外氧喷头3端口处设一护盖5，所述护盖5由耐高温金属氧化物材料制成，具体成分为Al2O3, Cr-90的金属氧化物。护盖5通过金属丝(杆)6与外氧喷头3连接，护盖5可罩扣外氧嗔头3的?而口。
[0029]所述护盖5包括护盖本体51和护耳52。护盖本体51两侧边对称设置一对圆弧形盖状护耳52，护耳52突起护盖本体51外周，罩盖突出外氧喷头3的焊缝处，护盖本体51与护耳52制成一体。护盖本体51中心开设外氧喷头3的喷孔口 53，喷孔口 53与外氧喷头3的喷孔同心同孔。如图3所示，护盖本体51周边等距设置6个槽孔54，所述金属丝(杆)6为高温合金钢(Incone 1625或Incoly825的一种)制成，金属丝(杆)6—端头的形状大于槽孔54孔形，金属丝(杆)6穿过槽孔54，嵌入槽内，与护盖本体51形成固接，另一端与外氧喷头3外壁焊接固定。
[0030]实施例2
护盖本体51及其外侧等距设置的四只护耳52由耐高温陶瓷材料制作而成，护盖本体51等距设有4个槽孔54，4个金属丝(杆)6的一头分别穿入槽孔54，嵌入槽内，与外氧喷头3外壁处插接，其余同实施例1。
[0031 ] 实施例3
如图4所示，护盖本体51内壁等距设有6个定位沉孔54和定位槽，6个金属丝(杆)6—端分别穿入定位沉孔54，嵌入定位槽内，另一端与外氧喷头3外壁焊接固定，其余同实施例1。将沉(槽)孔和定位槽设于护盖本体51内壁，使得金属丝(杆)6被护盖5整体罩盖，避免了金属丝(杆)6被高温烧蚀的风险，也有效地解决了金属材料和非金属材料的连接问题。
[0032] 实施例4
护盖5与外氧喷头3通过链钩连接，护盖本体51外侧等距设置三只护耳，其余同实施例1o
【主权项】
1.一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，包括由内向外依次同心设置的中心氧喷头(1)，煤浆喷头(2)和外氧喷头(3)，外氧喷头(3)的端面为圆弧状，外氧喷头(3)体外盘绕冷却水管(4)，其特征在于:所述外氧喷头(3)端口处设一罩扣外氧喷头(3)端口的护盖(5)，所述护盖(5)包括护盖本体(51)和设在护盖本体(51)外侧的护耳(52)，护盖本体(51)中心设外氧喷头(3)的喷孔口(53)，护盖本体(51)周边设置4-6个连接孔(54)，护盖(5)通过穿入连接孔(54)的金属丝杆(6)与外氧喷头(3)连接，所述金属丝杆(6)—端穿入护盖本体(51)的连接孔(54)，另一端与外氧喷头(3)体固定。2.根据权利要求1所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:所述护盖(5)为耐高温材料，优选AI2O3，Cr-90的金属氧化物。3.根据权利要求1或2所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:所述护盖(5)的金属丝杆(6)为具有柔性或成链条的高温合金钢材料，一端制成钩状或尾端设垫片。4.根据权利要求1所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:所述连接孔(54)为槽孔，金属丝杆(6)嵌入槽内，穿过槽孔，金属丝杆(6)尾端被卡槽孔外。5.根据权利要求1所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:所述护耳(52)突起于护盖本体(51)的外周，呈圆弧形盖状，护耳(52 )与护盖本体(51)制成一体。6.根据权利要求1或2所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:所述护盖本体(51)中心的喷孔口(53)与外氧喷头(3)的喷孔同心同孔。7.根据权利要求1或4所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:所述连接孔(54)的孔数优选偶数，等距设置。8.根据权利要求1所述的一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，其特征在于:金属丝杆(6)一端与外氧喷头(3)的固定方式为焊接、插接或镶接的一种。
【专利摘要】本发明公开了一种设有护盖的煤气化工艺喷嘴，包括中心氧喷头、水煤浆喷头、外氧喷头，外氧喷头的端面为圆弧状，外氧喷头体外盘绕冷却水管，所述外氧喷头端口处设一罩扣外氧喷头端口的护盖，所述护盖包括护盖本体和设在护盖本体外侧的护耳，护盖本体中心设外氧喷头的喷孔口，护盖本体周边设置4-6个连接孔，护盖通过金属丝杆与外氧喷头连接，所述金属丝杆一端穿入护盖本体的连接孔，另一端与外氧喷头体固定。本发明的优点为：能有效防止工艺喷嘴外氧喷头前端面龟裂或烧蚀、烧穿；有效防止外氧喷头前端面外棱的纯氧烧蚀，以及外氧喷头与冷却水管焊接处的烧裂、烧断；有利于延长整个工艺喷嘴的运行周期。
【IPC分类】C10J3/50
【公开号】CN105505473
【申请号】CN201610074856
【发明人】王晓伟, 刘勇朋, 胡战卜, 赵旭清
【申请人】陕西鑫立喷嘴研制开发有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月3日