水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置制造方法
【专利摘要】水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，属于水煤浆工艺烧嘴的试验设备领域。包括支架（2）、第一压缩空气管路（3）、第二压缩空气管路（4）和测试水管路（5），烧嘴（1）固定在支架（2）上，第一压缩空气管路（3）连接烧嘴（1）的中心氧入口，第二压缩空气管路（4）连接烧嘴（1）的外环氧入口，测试水管路（5）连接烧嘴（1）的煤浆入口，第一压缩空气管路（3）、第二压缩空气管路（4）和测试水管路（5）上分别设有流量调节阀。定量模拟烧嘴的工作环境，准确检测烧嘴的雾化效果是否达到设计要求，及时发现烧嘴在使用过程中存在的问题并加以整改，能够有效延长烧嘴的使用寿命，保证生产有序进行。
【专利说明】水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置
【技术领域】
[0001]水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，属于水煤浆工艺烧嘴的试验设备领域。
【背景技术】
[0002]水煤浆工艺烧嘴安装在炉膛内，正常使用中雾化情况是看不到的，只能通过烧嘴压差和一氧化碳在线分析来判断烧嘴是否正常工作，目前新的水煤浆工艺烧嘴在使用前进行简单的水一气试验，空气用于检查氧气或气体燃料的通路，水用于检查液体燃料的通路，流动性能差表示同心度较差或烧嘴头损坏严重，这种试验只能定性的检查烧嘴，无法定量模拟烧嘴实际工作环境下的雾化效果，无法准确判断新烧嘴雾化效果是否达到设计要求，而且水煤浆烧嘴工艺要求非常高，作为单喷嘴设计，通过的物料水煤浆冲刷磨损能力强，决定了烧嘴磨损情况严重，使用寿命受限，使用一定周期的烧嘴雾化角度、喷射形状是否产生变化不能进行检查，一旦烧嘴损坏，会造成大量产品被污染，并严重影响生产进度。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种便于对水煤浆工艺烧嘴雾化效果进行试验、检测的水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，包括支架、第一压缩空气管路、第二压缩空气管路和测试水管路，烧嘴固定在支架上，第一压缩空气管路连接烧嘴的中心氧入口，第二压缩空气管路连接烧嘴的外环氧入口，测试水管路连接烧嘴的煤浆入口，第一压缩空气管路、第二压缩空气管路和测试水管路上分别设有流量调节阀。通过调节第一压缩空气管路上的流量调节阀模拟中心氧压力，调节第二压缩空气管路上的流量调节阀模拟外环氧压力，调节测试水管路上的流量调节阀模拟煤浆压力，从而实现对烧嘴的工作环境的定量模拟，准确检测烧嘴的雾化效果是否达到设计要求，可以确定影响烧嘴雾化性能的因素，同时可以检测使用一段时间后的烧嘴的雾化效果，及时发现烧嘴在使用过程中存在的问题并加以整改，能够有效延长烧嘴的使用寿命，保证生产有序进行。
[0005]优选的，所述第一压缩空气管路、第二压缩空气管路均为金属软管。金属软管连接方便，并且能够防止在使用的过程中由于管路弯折造成局部压力突然增加的危险。
[0006]优选的，所述测试水管路为消防水管。消防水管压力稳定，便于准确的观察烧嘴雾化性能，并且成本低，不需要使用泵来增压。
[0007]优选的，所述支架包括固定平台和支撑腿，固定平台固定在支撑腿的上端，固定平台上侧固定有竖向的L形角钢以及开口向上的弧形托架，烧嘴由前至后依次设有前法兰、中法兰和后法兰，两个角钢卡设在前法兰的前侧以及左右两侧，前法兰下端落在固定平台上，烧嘴后部落在托架上，且托架位于中法兰的后侧。因为烧嘴后部直径小于前部，托架能够使烧嘴前后高度一致的水平放置，这样能够准确的观察烧嘴雾化时角度有没有发生偏斜，同时由于烧嘴的重量非常大，需要吊装移动，而该支架利用角钢和托架，能够直接将烧嘴由上至下的吊装在支架上，安装方便、简单，可以节省大量的时间，提高检测效率。
[0008]优选的，所述支撑腿通过地脚螺栓与地面固定连接。烧嘴雾化工作时压力非常大，容易产生晃动，支撑腿通过地脚螺栓固定牢固，防止烧嘴在试验过程中发生晃动，便于准确观察和测量烧嘴的雾化角度和最大雾化直径等技术参数。
[0009]优选的，所述支撑腿的高度为300?1000mm。因为烧嘴雾化工作时需要检测雾化的最大直径，一般雾化的最大直径在1000?1200mm,通过支撑腿可以使烧嘴中心高出地面600mm以上，同时不能使烧嘴的高度过高，否则支架的重心升高，造成支架不稳定。
[0010]与现有技术相比，该水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置的上述技术方案所具有的有益效果是:
[0011]1、通过调节第一压缩空气管路、第二压缩空气管路和测试水管路上压力，实现对烧嘴的工作环境的定量模拟，克服以往无法准确判断烧嘴雾化性能的缺点，准确检测烧嘴的雾化效果是否达到设计要求，可以确定影响烧嘴雾化性能的因素，同时可以检测使用一段时间后的烧嘴的雾化效果，及时发现烧嘴在使用过程中存在的问题并加以整改，能够有效延长烧嘴的使用寿命，保证生产有序进行。
[0012]2、第一压缩空气管路、第二压缩空气管路均为金属软管，连接方便，并且能够防止在使用的过程中由于管路弯折造成局部压力突然增加的危险。
[0013]3、消防水管压力稳定，便于准确的观察烧嘴雾化性能，并且成本低，不需要使用泵来增压。
[0014]4、托架能够使烧嘴前后高度一致的水平放置，防止由于烧嘴倾斜放置无法观察雾化角度，能够准确的观察烧嘴雾化时角度有没有发生偏斜，同时能够直接将烧嘴由上至下的吊装在支架上，安装方便、简单，可以节省大量的时间，提高检测效率。
[0015]5、支撑腿通过地脚螺栓与地面固定连接，固定牢固，防止烧嘴在试验过程中发生晃动，便于准确观察和测量烧嘴的雾化角度和最大雾化直径等技术参数。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为该水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置的结构示意图。
[0017]图2为烧嘴的结构示意图。
[0018]图3为支架的立体结构示意图。
[0019]其中:1、烧嘴101、前法兰 102、中法兰103、后法兰 2、支架 201、支撑腿202、固定平台203、角钢204、托架3、第一压缩空气管路4、第二压缩空气管路5、测试水管路6、流量调节阀。
【具体实施方式】
[0020]图f3是本实用新型水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置的最佳实施例，下面结合附图Γ3对本实用新型做进一步说明。
[0021]参照图1，该水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，包括烧嘴1、第一压缩空气管路
3、第二压缩空气管路4和测试水管路5，烧嘴I固定在支架2上，第一压缩空气管路3连接烧嘴I的中心氧入口，第二压缩空气管路4连接烧嘴I的外环氧入口，测试水管路5连接烧嘴I的煤浆入口，第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4和测试水管路5上分别设有流量调节阀6，第一压缩空气管路3中的压缩空气模拟中心氧，第二压缩空气管路4中的压缩空气模拟外环氧，测试水管路5中水模拟煤浆，第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4和测试水管路5上还设有压力表和阀门，通过流量调节阀6分别调节第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4和测试水管路5内的压力，可以达到模拟不同负荷下工艺烧嘴I在煤气化炉内的雾化性能效果，检验新烧嘴I在具体的工作环境中雾化效果，并可以根据试验情况确定烧嘴I最佳的工作压力，从而提高产量并延长烧嘴I的使用寿命，并可以检查使用一段时间后的烧嘴1，发现使用烧嘴I存在的问题，为后续生产提供可靠的操作参数，并对烧嘴I的制造提供技术支持。
[0022]第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4均为金属软管，且第一压缩空气管路3与第二压缩空气管路4采用的是工厂气，金属软管便于连接，并且能够有效防止管路发生弯折，测试水管路5为消防水管，成本低，不需要水泵加压，而且压力稳定，能够更加准确的模拟烧嘴I的工作环境。
[0023]参照图2?3，烧嘴I固定在一个支架2上，支架2包括固定平台202和支撑腿201，固定平台202固定在支撑腿201上端，支撑腿201下端通过地脚螺栓固定在地面上，烧嘴I雾化工作时压力非常大，容易产生晃动，支撑腿201通过地脚螺栓固定牢固，防止烧嘴I试验过程中发生晃动，便于准确观察和测量烧嘴I的雾化角度和最大雾化直径等技术参数，支撑腿201的高度为300?1000mm，较佳的，采用500mm，因为烧嘴I雾化工作时需要检测雾化的最大直径，一般雾化的最大直径在1000?1200mm,通过支撑腿201可以使烧嘴I中心高出地面600_以上，同时不能使烧嘴I的高度过高，否则支架2的重心升高，造成支架2不稳定。固定平台202上侧固定有两个竖向的L形角钢203和一个开口向上的弧形托架204，烧嘴I由前至后依次设有前法兰101、中法兰102和后法兰103，前法兰101下侧落在固定平台202上，角钢203固定在前法兰101的前侧以及两侧，烧嘴I后侧落在托架204上，托架204位于中法兰102后侧，角钢203防止烧嘴I左右晃动，托架204与角钢203共同轴向固定烧嘴1，因为烧嘴I后部直径小于前部，托架204能够使烧嘴I前后高度一致的水平放置，这样能够准确的观察烧嘴I雾化时角度有没有发生偏斜，烧嘴I的重量非常大，需要吊装移动，而该水煤浆工艺烧嘴I冷态雾化试验装置利用角钢203和托架204，能够直接将烧嘴I由上至下的安装在支架2上，安装方便、简单，可以节省大量的时间，提高检测效率。
[0024]工作过程:将烧嘴I固定在支架2上，调节第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4和测试水管路5的流量调节阀6，使三条管路上的压力均为0.3Mpa，即煤浆、中心氧、夕卜环氧分别与环境压差为0.3Mpa时，水(模拟煤浆)在喷出40?50mm后开始雾化；当煤浆、中心氧、外环氧分别与环境压差为0.35Mpa时，其水在喷出20?30mm后开始雾化；当煤浆、外环氧分别与环境压差为0.35Mpa、中心氧与环境压差0.4MPa时，水在烧嘴I内部时就开始雾化；当煤浆、中心氧、外环氧分别与环境压差为0.4Mpa时(烧嘴I在气化炉内热态正常运行时，烧嘴I与环境压差0.3?0.5MPa)，其雾化效果最佳，角度在45°?60°范围内。
[0025]通过调节第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4和测试水管路5的流量调节阀6可以确定，中心氧的作用是将煤浆充分打碎并混合、发散，而外环氧的作用是将已被中心氧打碎发散的煤浆收拢到一定的角度内；试验还表明，通过调整第一压缩空气管路3、第二压缩空气管路4和测试水管路5的压力和流量，只改变物料介质雾化位置，即可调整烧嘴I火焰区的长短和黑区的长短，而不改变烧嘴I的雾化角度，物料介质的压力和流量增加，可增加火焰区的长度，同时缩短黑区的长度；但增大中心氧的压力和流量，物料在没有出烧嘴I时就开始雾化，对烧嘴I和拱顶砖的烧蚀和冲刷磨损增大，可以准确的确定每个烧嘴I中心氧的合理压力和流量，从而防止煤浆快速磨损烧嘴1，提高烧嘴I的使用寿命。
[0026]下面是对一个使用一段时间的烧嘴I进行的检测，其中表I是新、旧烧嘴I冷态雾化试验数据的对比，烧嘴I新安装使用时，气化炉负荷控制在85%，烧嘴I压差维持在
0.43MPa左右，氧/煤比控制在460，炉温维持在1300°C，气化炉产出气体有效成分(CCHH2)维持在79%?80.5% ;烧嘴I运行48天以后，在煤质相对稳定的情况下，保持气化炉运行负荷、氧/煤比不变，烧嘴I压差开始逐渐出现波动且呈下降趋势，波动范围在0.28MPa?
0.40MPa，气体有效成分(CCHH2)维持在TL 03%?79.18%左右；烧嘴I运行67天以后冷却水一氧化碳在线分析出现高报警，现场人工分析一氧化碳含量达到100多PPM，做紧急停车处理，抽出检查发现，该烧嘴I运行67天以后外喷嘴头部位脱落较多，中喷头磨损严重，做水压试验烧嘴I头部冷却水夹套有两处泄漏。
[0027]表I
[0028]
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[0029]根据表I，可知，该烧嘴I在使用67天以后，雾化角度明显增大，最大雾化直径也相应增大，对应烧嘴I外喷嘴到最大直径的高度缩短，雾化粒度分布不均匀，其雾化性能下降明显。另外，在进入烧嘴I工作的炉膛检查时发现锥底砖存在局部冲蚀较严重地现象。通过对旧烧嘴I的冷态雾化试验中还发现存在局部偏喷的状况，经定位分析，确认是由于烧嘴I的局部偏喷造成该侧锥底熔融态流渣较多，对锥底砖形成局部冲蚀所致。可见本实用新型的水煤浆工艺烧嘴I冷态雾化试验装置能够准确反应烧嘴I在炉膛内的雾化工作情况，能够及时发现烧嘴I是否还能够正常工作，通过试验可以确定使用一段时间后烧嘴I的最佳工作压力，或者烧嘴I还能否继续使用，能够有效提高烧嘴I的使用寿命，保证生产的正常进行，同时对烧嘴I的继续改进提供有效的技术支持和检测。
[0030]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，其特征在于:包括支架(2)、第一压缩空气管路(3)、第二压缩空气管路(4)和测试水管路(5)，烧嘴(I)固定在支架(2)上，第一压缩空气管路(3)连接烧嘴(I)的中心氧入口，第二压缩空气管路(4)连接烧嘴(I)的外环氧入口，测试水管路(5)连接烧嘴(I)的煤浆入口，第一压缩空气管路(3)、第二压缩空气管路(4)和测试水管路(5)上分别设有流量调节阀(6)。
2.根据权利要求1所述的水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，其特征在于:所述第一压缩空气管路(3)、第二压缩空气管路(4)均为金属软管。
3.根据权利要求1所述的水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，其特征在于:所述测试水管路(5)为消防水管。
4.根据权利要求1所述的水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，其特征在于:所述支架(2)包括固定平台(202)和支撑腿(201)，固定平台(202)固定在支撑腿(201)的上端，固定平台(202)上侧固定有竖向的L形角钢(203)以及开口向上的弧形托架(204)，烧嘴(I)由前至后依次设有前法兰(101 )、中法兰(102)和后法兰(103)，两个角钢(203)卡设在前法兰(101)的前侧以及左右两侧，前法兰(101)下端落在固定平台(202)上，烧嘴(I)后部落在托架(204)上，且托架(204)位于中法兰(102)的后侧。
5.根据权利要求4所述的水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，其特征在于:所述支撑腿(201)通过地脚螺栓与地面固定连接。
6.根据权利要求4或5所述的水煤浆工艺烧嘴冷态雾化试验装置，其特征在于:所述支撑腿(201)的高度为300?1000mm。
【文档编号】G01M13/00GK204008082SQ201420308873
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】李聿营, 宋洪澎, 侯书波, 孙传宝, 高波, 霍成斌, 王金辉 申请人:中国石油化工股份有限公司