专利名称：对火舌尖的寿命和性能的改进的制作方法
技术领域：
本发明 一般涉及在石油化学工业中使用的用于燃烧与石油基产品
的生产和/或提炼有关的废气的火舌尖(flare tip )。在尤其优选的形式 中，本发明涉及涂覆有低辐射率(low-E)材料以便提高其寿命和性能 的火舌尖。
背景技术：
火舌尖在石油工业中尽人皆知，而且火舌尖通常用于燃烧与石油 生产和/或提炼有关的废气。因此火舌尖在其使用寿命期间暴露于直接 火焰(direct flame)中，这当然会非常有破坏性。结果是，火舌尖需 要周期性地停止使用并进行整修，这增加了生产成本。
因此，如果可以延长火舌尖的使用寿命，将是非常希望的。如果 可以提高火舌尖的性能特征，也是特别希望的。本发明的目的就是满 足这些需要。
发明内容
广泛地，本发明的目的是将低辐射率(emissivity)涂层施加到火 舌尖上以在广泛范围的工作条件下获得更长的火舌尖使用寿命、改进 的火舌尖的结构整体性和/或更稳定的火焰模式。根据本发明的一些实 施例，低辐射率涂层可以施加到火舌尖燃烧器以及相关的内部和/或外 部元件表面上，以减小直接火焰辐射和传导的热传递。
根据本发明的一些实施例，低辐射率涂层材料具有小于大约0.80 的辐射率，优选在大约0.20到大约0.78之间。低辐射率材料的涂层厚 度优选在大约lmil (千分之一寸)到大约25mil之间，而且更优选在 大约2mil到大约8mil之间。涂层中的低辐射率材料的涂层比重将优
选为至少大约65%，更优选在大约80%到大约100%之间。
因此根据本发明的改进的火舌尖使得火舌尖燃烧器以及其相关的 内部和/或外部元件的变形和扭曲显著减小，从而延长了其使用寿命。 本发明的低辐射率陶瓷涂层还提供了提高的耐腐蚀性和耐氧化性，而 且进一步提高了火舌尖燃烧器以及其相关内部和/或外部元件的寿命。 在认真考虑了对其优选示例性实施例的如下详细说明之后，这些 和其他方面和优点将变得更明显。
下文将参照附图，其中相同的附图标记表示同一结构元件，而且 其中
图l是根据本发明的示例性火舌尖的透视图。 具体实施例
根据本发明的一个目前优选的实施例，将低辐射率(emissivity) 涂层材料施加到火舌尖燃烧器以及相关的内部和/或外部元件表面上， 以便减小直接火焰辐射和传导的热传递。如附图1中所描述的示例性 火舌尖10具有终止于导流燃烧器元件(baffled burner element) 14 的火舌筒(flare barrel) 12。火焰稳定片16设在环绕燃烧器元件14 的沿圆周间隔开的位置处，以便保证在一定气体流范围中稳定而且高 效地燃着。根据本发明的特别优选实施例，可以暴露于火焰及其伴随 的辐射的火舌尖10的所有外部和内部表面都涂覆了低辐射率陶瓷材 料。因此，被涂覆的结构包括例如，至少火舌筒12的上部、燃烧器 元件14和/或稳定片16。
当在此使用时，材料的辐射率(E)的意思是指介于0 (反射全部 能量)和1.0 (能够吸收和再辐射全部能量的理想的"黑色体")之间的 进行度量的无量纲数。根据本发明，较低辐射率(low-E)的意思是指 具有小于大约0.80辐射率的涂层材料，特别是具有在大约0.20到大约 0.78之间的辐射率的材料。
事实上，任何市场上可买到的低辐射率涂层材料都可以用来满足 本发明的实施。例如， 一种目前优选的低辐射率陶瓷涂层包括具有大
约0.75辐射率的CERAK M700陶乾涂层，可从Cetek, Ltd. of Berea, Ohio购买。
低辐射率陶瓷涂层材料的涂层厚度不是严格的，而是将根据需要 发生的热通量和/或形成涂层的特定材料而改变。因而，从大约lmil 到大约25mil， 一般从大约2mil到大约8mil的涂层厚度可以是适当的。 涂层比重通常为大于大约65%,更特别地为大于80%或更大，包括高 达100%。"涂层比重"的意思是存在于涂层中的低辐射率陶瓷涂层材 料的量(重量百分比)。
低辐射率涂层材料可以任何传统的方式施加到火舌尖元件上。因 而，当火舌尖在制造或在整修期间离线(即不在其工作温度下)时， 低辐射率涂层材料可以经由任何加压喷射系统施加到火舌尖元件上。
从下列非限制性实例将进一步理解本发明。
实例
高温的低辐射率涂层(CETEK M720高温陶瓷'凃层，具有大约 0.75的辐射率值)；故施加到由Callidus Technologies LLC制造的火舌 尖上。低辐射率涂层利用了无毒的、不易燃的载体，带有高温陶瓷粘 合剂，通过传统的喷射设备被喷射到火舌尖结构上，该火舌尖结构在 工作期间要暴露于直接火焰。其后允许喷射的涂层在空气中干燥4小 时并在1500下下固化。固化之后，在大约100%的低辐射率材料的涂 层比重的情况下，火舌尖表面上的涂层呈现大约3mil的厚度。涂层旨 在在高达2400下的温度下为金属基质提供良好的热障保护、耐氧化性 和耐腐蚀性，以及减小扭曲、应力腐蚀裂缝和合金浸出(alloy leaching )。涂层还旨在为封闭的燃着系统提供均匀的热分布。
低辐射率涂层材料施加到其上的火舌尖被放置到i殳备中以燃烧废 气。在大约6个月的连续工作之后，视觉检查涂覆火舌尖表面的状态 并确定涂覆火舌尖表面的状态令人满意地表明在火舌尖工作期间涂层 材料提供保护以防直接火焰。
虽然以上结合目前认为是最实际的和最优选的实施例描述了本发 明，但应该理解的是，本发明不局限于公开的实施例，而是相反地， 本发明旨在涵盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种变型和 等同方案。
权利要求
1.一种用于提高火舌尖使用寿命和性能的方法，包括:将包含低辐射率材料的涂层施加到火舌尖的一个或多个元件表面上，以便在火舌尖工作期间减小直接火焰辐射和传导的热传递。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，将所述涂层施加到火舌尖 的火舌筒、燃烧器元件和/或稳定片的表面上。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，施加涂层的所述表面 在火舌尖工作期间暴露于直接火焰中。
4. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述火舌尖 包括火舌尖燃烧器，而且其中所述方法包括将涂层施加到燃烧器上。
5. 根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括将涂层施加到火 舌尖的除了燃烧器以外的内部和/或外部元件上。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述低辐射 率涂层材料具有小于大约0.80的辐射率。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述低辐射率材料具有从 大约0.20到大约0.78的辐射率。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述低辐射 率材料的涂层具有在大约lmil到大约25mil之间的厚度。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述厚度在大约2mil到 大约8mil之间。
10. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述低辐 射率材料以至少大约65%的比重存在于涂层中。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述涂层中的所述低辐 射率材料的比重在大约80%到大约100%之间。
12. —种火舌尖，包括在所述火舌尖的一个或多个元件表面上的 包括低辐射率材料的涂层。
13. 根据权利要求12所述的火舌尖，其中所述火舌尖包括火舌筒、 燃烧器元件以及至少一个稳定片，而且其中将所述涂层施加到火舌筒、燃烧器元件和稳定片中的至少一个的表面上。
14. 根据权利要求12或13所述的火舌尖，其中所述涂层在火舌 尖的表面上，所述火舌尖的表面在火舌尖工作期间暴露于直接火焰。
15. 根据权利要求12-14中的任一项所述的火舌尖，其中所述火 舌尖包括火舌尖燃烧器，而且其中所述涂层施加到燃烧器上。
16. 根据权利要求15所述的火舌尖，其中所述涂层施加到火舌尖 的除了燃烧器以外的内部和/或外部元件上。
17. 根据权利要求12-16中的任一项所述的火舌尖，其中所述低 辐射率涂层材料具有小于大约0.80的辐射率。
18. 根据权利要求17所述的火舌尖，其中所述低辐射率材料具有 从大约0.20到大约0.78的辐射率。
19. 根据权利要求12-18中的任一项所述的火舌尖，其中所述低 辐射率材料的涂层具有大约lmil到大约25mil之间的厚度。
20. 根据权利要求19所述的火舌尖，其中所述厚度在大约2mil 到大约8mil之间。
21. 根据权利要求12-20中的任一项所述的火舌尖，其中所述低 辐射率材料以至少大约65%的比重存在于涂层中。
22. 根据权利要求21所述的火舌尖，其中涂层中的所述低辐射率 材料的比重在大约80%到大约100%之间。
全文摘要
将低辐射率材料涂层施加到火舌尖的表面上以在广泛范围的使用条件下获得较长的火舌尖的使用寿命、改进的火舌尖结构整体性和/或更稳定的火焰模式。根据本发明的一些实施例，低辐射率涂层可以施加到火舌尖燃烧器以及相关的内部和/或外部元件表面上，以减小直接火焰辐射和传导的热传递。低辐射率涂层材料优选地具有小于大约0.80的辐射率，优选在大约0.20到大约0.78之间。低辐射率材料的涂层厚度优选在大约1mil到大约25mil之间，而且更优选在大约2mil到大约8mil之间。涂层中的低辐射率材料的涂层比重将优选至少大约65％，更优选在大约80％到大约100％之间。
文档编号F23G7/08GK101375102SQ200780003480
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月12日 优先权日2006年1月27日
发明者L·卡拉姆比斯, 朱乃平 申请人:福斯贝尔知识产权有限公司