一种应用于BGL气化炉的夹套冷却式烧嘴的制作方法

本发明涉及一种烧嘴，具体地说是一种应用于BGL气化炉的夹套冷却式烧嘴。

背景技术：

在BGL气化炉中，块煤通过煤料床顶部的闸斗仓进入加压的气化炉中，在这一过程中结渣剂和煤一起添加。当煤逆着向上的气流在气化炉中由上向下移动时，被干燥、脱除挥发分、气化、最终燃烧。在气化炉的基底，喷嘴将水蒸汽和氧的混合物喷入燃烧区，在这里氧和余下的焦反应释放出温度高于2000℃的高热。这样的高温足以使灰熔化，并提供热量以支持气化反应。液态灰渣先排到炉底收集池里,然后再自动排入水冷装置。灰渣在水冷装置形成一种无味的、不可渗滤的熔渣状玻璃质固体。

由于BGL气化炉具有煤转化成合成气效率较高，处理能力高，蒸汽和氧气消耗少，产品气中CO2含量低以及矿渣以不可沥滤的玻璃状透明固体的形式离开过程的优点，因此近年来BGL气化炉受到广泛的关注。但是由于应用于BGL气化炉上的烧嘴需要插入到熔渣内，工作环境非常恶劣，而传统的应用于BGL气化炉上的烧嘴采用如图1所示的结构。图中A部分为与熔渣接触部分，采用耐高温合金材料INCONEL625制成，B部分为导热部分，一般采用紫铜制作而成，其主要作为是传递INCONEL625部分的热量，再通过布置在导热部分内部的冷却管，将热量带走，控制头部高温，保护烧嘴。存在的问题是，受到空间的限制，冷却管道进入不了高温头部，即图中的A部分，只能靠导热部分将头部高热带出，再传递给冷却管将热量带出，导致头部经常损坏，一月左右要进行头部堆焊抢修一次，影响烧嘴运行周期。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种应用于BGL气化炉的夹套冷却式烧嘴，该烧嘴通过采用夹套冷却式结构，并在头部的冷却水腔内设置用于均布冷却水并提高冷却水流速的旋流片，在头部高温区形成均布高速流场，从而迅速带走头部的热量，延长头部的使用寿命。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种应用于BGL气化炉的夹套冷却式烧嘴，包括烧嘴体，所述烧嘴体沿轴线方向设置有环形腔，所述环形腔内同轴设置有环形的冷却夹套；

所述冷却夹套的外侧面与烧嘴体的外壁之间形成了环形的进水通道；

所述冷却夹套的头部与烧嘴体的头部之间形成了与所述的进水通道相连通的冷却水腔；

所述冷却夹套内部同轴设置有环形的出水通道，且所述的出水通道与所述的冷却水腔相连通；

所述冷却水腔内设置有若干个同向布置的旋流片。

进一步地，所述烧嘴体上位于所述环形腔的内部同轴设置有用于通入氧气和蒸汽混合气体的中心孔。

进一步地，所述中心孔的前端设置有第一孔，且所述的第一孔与中心孔之间共同形成了环形的凸台，所述的第一孔内设置有喷嘴，所述喷嘴的后端抵靠在所述的凸台上。

进一步地，所述冷却夹套的内侧面与烧嘴体的内壁之间形成了环形的空气夹层，且所述空气夹层的前端为盲端。

进一步地，所述进水通道与冷却水腔之间设置有环形的均布板，所述的均布板上均布设置有若干个漏水孔。

进一步地，所述的旋流片采用球形面结构。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过采用夹套式的冷却结构，冷却水直接伸入到烧嘴头部，有效的解决了以前烧嘴导热不及时而造成烧嘴头部损坏的情况，使烧嘴头部结构保持在一定的安全温度内，延长烧嘴的使用寿命，延长气化炉的使用寿命。

2、本发明中的喷嘴采用可拆卸调整的结构，当需要调整时，将喷嘴从夹套内抽出，调整好尺寸后插入夹套内焊接牢固便可使用，方便、简捷。

3、通过在烧嘴冷却水腔的头部设置均布孔板和旋流片，一方面可以均布水流，使冷却水能够均匀的流过烧嘴头部的冷却水腔，从保证烧嘴头部的温度均衡，避免出现局部高温区而导致散热不均出现局部烧损，另一方面通过旋流片在冷却水腔的头部形成涡流，在高温区内形成均布高速流场，对头部的高温区进行均匀降温，这样不仅提高了冷却效果，同时也避免冷却水在高温的环境下快速蒸发变成气体，对烧嘴造成不利。

4、所述的旋流片采用球面结构，有效的避免了在水流进入旋流片的过程中，与旋流片发生反复的冲击，保持了水流的稳定。

附图说明

图1为传统的应用于BGL气化炉上的烧嘴的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2中A部分的放大结构示意图；

图4为本发明中旋流片的结构示意图；

图5为本发明中旋流片的立体结构示意图；

图6为图5中B部分的放大结构示意图；

图7为本发明中均布板的结构示意图；

图8为直板式旋流片的水流方向示意图。

图中：1-烧嘴体，11-中心孔，2-冷却夹套，21-出水通道，3-进水通道，4-空气夹层，5-冷却水腔，6-均布板，61-漏水孔，7-旋流片，8-喷嘴。

具体实施方式

如图2所示，一种应用于BGL气化炉的夹套冷却式烧嘴包括烧嘴体1，所述烧嘴体1上沿回转轴的方向设置有用于通入氧气和蒸汽混合气体的中心孔11。所述中心孔11的外部同轴设置有环形腔，所述环形腔内同轴设置有环形的冷却夹套2，且所述冷却夹套2的外侧面与烧嘴体1的外壁之间形成了环形的进水通道3；位于前端(以气流或水流的行进方向为前，下同)的所述冷却夹套2的头部与烧嘴体1的头部之间形成了与所述的进水通道3相连通的冷却水腔5；所述冷却夹套2的内侧面与烧嘴体1的内壁之间形成了环形的空气夹层4，且所述空气夹层4的前端为盲端。所述冷却夹套2内部同轴设置有环形的出水通道21，且所述的出水通道21与所述的冷却水腔5相连通。所述的进水管道、冷却水腔5和出水管道共同形成了一个冷却回路。在这里设置空气夹层4的主要目的是，防止冷却水通道提前为中心孔11内的蒸汽和氧气的混合气体降温，影响气化炉使用效果。

进一步地，如图3和图7所示，所述进水通道3与冷却水腔5之间设置有环形的均布板6，所述的均布板6上均布设置有若干个漏水孔61，这样从进水通道3流向冷却水腔5的冷却水经过均布板6的作用，一方面可以均布水流，使冷却水能够均匀的流过冷却水腔5，从而保证冷却效果，避免局部温度过高而造成的损坏。

进一步地，如图3至图5所示，所述冷却水腔5内位于冷却水腔5的后端设置有若干个同向布置的旋流片7(这里的同向是指同为顺时针或同为逆时针布置)。这样进入到冷却水腔5内的水经过旋流片7的作用，会在冷却水腔5的前端形成涡流，从而在高温区形成均布的高速流场，对烧嘴头部的高温区进行均匀降温，以适应烧嘴的高强度、高温连续运行，避免出现局部高温区而导致散热不均，出现局部烧损。另一方面也可以避免冷却水在头部高温区快速蒸发，变成气体，使烧嘴体1内的压力升高，对烧嘴造成损伤。

进一步地，如图6所示，所述的旋流片7采用球形面结构，这样设计的主要目的是为了避免出现如图8所示的情况，当旋流片7采用直板结构时，水流(图中由箭头表示)在冲击到旋流片7上时，有相当一部分的水流会被反射回来，并在直板旋流片7上形成多次的冲击、反射，使水流的边界层产生较大的波动。采用球面结构，能够有效避免水流在旋流片7上产生冲击、反射，使水流在流动的过程中更加的平稳。

进一步地，由于烧嘴出口的大小需要根据烧嘴的负荷量进行具体的计算，因此当烧嘴的负荷量改变时就需要整个更换烧嘴，不仅更换过程繁琐，而且需要备用多种规格的烧嘴，成本也会随之增加，为了克服这一类问题，如图3所示，所述中心孔11呈台阶孔状，在所述中心孔11的前端设置有第一孔，且所述的第一孔与中心孔11之间共同形成了环形的凸台，所述的第一孔内设置有喷嘴8，所述喷嘴8的后端抵靠在所述的环形凸台上。这样在安装喷嘴8时，直接将喷嘴8插入到烧嘴口内，使喷嘴8的后端抵靠在环形的凸台上，然后将喷嘴8的前端与烧嘴体1焊接牢固即可。当需要更换喷嘴8时，只需要将喷嘴8前端的焊点通过磨削的方式打磨掉，然后抽出喷嘴8进行更换即可，方便快捷，不需要更换整个喷嘴8。