一种可调式气化烧嘴的制作方法

本发明涉及水煤浆气化装置技术领域，具体涉及一种能够在线调节烧嘴投煤量及氧气用量的可调式气化烧嘴。

背景技术：

近年来，伴随煤气化技术的发展进步，气化工艺烧嘴的研究和发展也一直是业内人士关注的重点。工艺烧嘴是煤气化装置的核心设备之一，其性能的好坏及寿命的长短直接影响着气化炉内正常反应的顺利进行、气化工艺的产品品质及其长周期稳定运行。目前煤气化炉配套使用的气化烧嘴主要有德士古气化炉的三流道烧嘴、华东理工大学研发的对置式多喷嘴、粉煤气化炉使用的单喷嘴组合烧嘴等，另外，随着技术的进步，已经有更多形式的烧嘴面世并投入使用，如氧气分级烧嘴、四通道烧嘴等。

上述工艺烧嘴在雾化效果、喷射形状、操作弹性及使用寿命等方面各有优势。但其均存在一个共同的不足之处：单个/套烧嘴无法适应气化炉负荷调整时的使用，即在气化炉负荷有所调整时，必须采取更换烧嘴的办法，这无疑增加了操作的复杂性和投资的成本。

因此急需一款能使烧嘴能够满足气化炉不同操作弹性时的使用需求，可在一定程度上简化气化操作过程并节省了投资成本的烧嘴。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可调式气化烧嘴，用以克服现有煤气化过程中气化炉负荷调整时需要更换烧嘴的弊端，进而简化操作过程、减少烧嘴数量并节约成本。

为实现上述目的，本发明提供一种可调式气化烧嘴，所述可调式气化烧嘴包括点火棒，所述可调式气化烧嘴还包括烧嘴本体和至少一组位移调节装置；

所述烧嘴本体的下端设置有烧嘴口，所述烧嘴本体的内部限定有中心氧气通道、燃气通道、煤浆通道、环氧通道和冷却水通道，所述煤浆通道的出口向下延伸超出所述中心氧气通道的出口和所述燃气通道的出口；

所述点火棒可活动地设置于所述中心氧气通道内，用于所述可调式气化烧嘴点火使用；

所述位移调节装置与所述煤浆通道的管壁连接，所述位移调节装置通过驱动所述煤浆通道的管壁沿所述可调式气化烧嘴的轴向上下移动，改变所述煤浆通道和所述环氧通道的间隙，进而改变投煤量及氧气用量。

优选的，所述可调式气化烧嘴还包括执行机构，所述执行机构设置于所述中心氧气通道的上端，并与所述点火棒连接，驱动所述点火棒在所述中心氧气通道内上下运动。

优选的，所述烧嘴本体包括分别竖直延伸的中心管、燃料气管、煤浆管、环氧管和冷却水外管，所述中心管内限定有所述中心氧气通道，所述点火棒可活动地设置于所述中心管内并与所述执行机构连接；所述燃料气管套设于所述中心管的外周，所述燃料气管与所述中心管之间限定出所述燃气通道；所述煤浆管可活动地套设于所述燃料气管的外周，并与所述位移调节装置连接，所述煤浆管与所述燃料气管之间限定出所述煤浆通道，所述煤浆管与所述燃料气管的结合处设置有至少一组密封组件；所述环氧管套设于所述煤浆管的外周，所述环氧管与所述煤浆管之间限定出所述环氧通道；所述冷却水外管套设于所述环氧管的外周，所述冷却水外管与所述环氧管之间限定出所述冷却水通道，所述冷却水通道的下端封闭。

优选的，所述烧嘴本体还包括冷却水内管，所述冷却水内管套设于所述环氧管的外周且位于所述冷却水通道内，以将所述冷却水通道分隔成底部相互连通的冷却水内通道和冷却水外通道。

优选的，所述中心管与燃料气管的下端连接，以将所述燃气通道的出口封闭，所述燃料气管下端的外侧缘开设有多个用于通过燃气的通气孔。

优选的，所述冷却水内管的侧壁上设置有与所述冷却水内通道连通的冷却水进口，所述冷却水外管的侧壁上设置有与所述冷却水外通道连通的冷却水出口。

优选的，所述中心管的侧壁上设置有与所述中心氧气通道连通的中心氧进气管，所述燃料气管的侧壁上设置有与所述燃气通道连通的燃气进气管，所述煤浆管的侧壁上设置有与所述煤浆通道连通的煤浆进料管，所述环氧管的侧壁上设置有与所述环氧通道连通的环氧进气管。

优选的，所述可调式气化烧嘴还包括至少一个火焰检测器，所述火焰检测器适于伸入气化炉内，用于检测气化炉内的点火情况。

优选的，所述中心管、燃料气管、煤浆管、环氧管、冷却水内管以及冷却水外管的下端口均径向向内收缩。

优选的，所述位移调节装置包括动力输出装置和至少一个位移组件，所述动力输出装置通过所述位移组件与所述煤浆管连接，所述动力输出装置通过所述位移组件驱动所述煤浆管沿所述可调式气化烧嘴的轴向上下移动；所述动力输出装置为液压电机或气缸。

本发明具有如下优点：

本发明的可调式气化烧嘴在气化炉点火和烘炉时，可直接使用本发明气化烧嘴的燃料气通道和环氧通道投燃料气及氧气，完成点火和烘炉后，无需更换烧嘴，直接使用煤浆通道和氧气通道投煤浆及氧气即可。本发明的可调式气化烧嘴使用比传统气化烧嘴在点火投料及负荷调整方面更为便利，且减少了气化烧嘴的数量，在一定程度上简化了气化的操作过程，并节约了投资成本。

附图说明

图1为本发明可调式气化烧嘴的侧视剖面结构示意图。

图2为本发明可调式气化烧嘴底部放大后的侧视剖面结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和2所示，该可调式气化烧嘴包括点火棒1、烧嘴本体2和一组位移调节装置3。

烧嘴本体2的下端设置有烧嘴口，烧嘴本体2包括分别竖直延伸的中心管26、燃料气管27、煤浆管28、环氧管29和冷却水外管30。其中，中心管26、燃料气管27、煤浆管28、环氧管29以及冷却水外管30的下端口均径向向内收缩，且中心管26、燃料气管27、煤浆管28、环氧管29以及冷却水外管30同轴设置。中心管26内限定有中心氧气通道21，中心管26的侧壁上设置有与中心氧气通道21连通的中心氧进气管36，一部分氧气可通过依次通过中心氧进气管36和中心氧气通道21进入气化室。燃料气管27套设于中心管26的外周，燃料气管27与中心管26之间限定出燃气通道22。中心管26与燃料气管27的下端焊接连接，以将燃气通道22的出口封闭，燃料气管27下端的外侧缘开设有多个通气孔，燃料气管27的侧壁上设置有与燃气通道22连通的燃气进气管37。从燃气进气管37进入燃气通道22的燃料气再通过通气孔进入气化室。煤浆管28可活动地套设于燃料气管27的外周，煤浆管28与燃料气管27之间限定出煤浆通道23，煤浆管28与燃料气管27的接合处设置有至少一组密封组件；密封组件用于密封煤浆管28与燃料气管27之间的间隙，防止气体泄漏。煤浆管28的侧壁上设置有与煤浆通道23连通的煤浆进料管38，煤浆依次通过煤浆进料管38和煤浆通道23进入气化室，煤浆通道23的出口向下延伸超出中心氧气通道21的出口和燃气通道22的出口。环氧管29套设于煤浆管28的外周，环氧管29与煤浆管28之间限定出环氧通道24，环氧管29的侧壁上设置有与环氧通道24连通的环氧进气管39，一部分氧气依次通过环氧进气管39和环氧通道24进入气化室。

点火棒1可活动地同轴设置于中心管26内，点火棒1用于可调式气化烧嘴点火使用。执行机构4设置于中心氧气通道21的上端，执行机构4为液压缸或气缸，点火棒1的上端与液压缸或气缸的活塞杆连接，气化炉5点火时，执行机构4驱动点火棒1向下运动，当点火棒1的点火端处于中心管26的下端口与煤浆管28的下端口之间时，点火棒1可以进行点火工作，在点火完成后，点火棒1停止工作，此时，执行机构4驱动点火棒1向上运动，使点火棒1收回至中心管26内，由此，可以防止点火棒1被烧坏，延长点火棒1的使用寿命。

冷却水外管30套设于环氧管29的外周，冷却水外管30与环氧管29之间限定出冷却水通道，通过给冷却水通道内输入冷却水，可对气化烧嘴进行降温。冷却水通道的下端封闭，由此可防止冷却水通道内的冷却水流入气化炉5的炉腔内。

进一步的，在本发明的一个实施例中，烧嘴本体2还包括冷却水内管33，冷却水内管33套设于环氧管29的外周且位于冷却水通道内，以将冷却水通道分隔成底部相互连通的冷却水内通道20和冷却水外通道25。冷却水内管33的侧壁上设置有与冷却水内通道20连通的冷却水进口34，冷却水外管30的侧壁上设置有与冷却水外通道25连通的冷却水出口35。冷却水通过冷却水进口34进入后依次经过冷却水内通道20和冷却水外通道25，再经过冷却水出口35流出，通过冷却水内管33将冷却水通道分隔成冷却水内通道20和冷却水外通道25，延长了冷却水流动的路径，提高了冷却效率。进一步的，通过将冷却水出口35设置的高度低于冷却水进口34设置的高度，使两者形成水位差，有利于冷却水的流入和排出。当然，冷却的方式并不现定于此，冷却方式还可使用盘管式冷却装置，盘管式冷却装置的进水口与冷却水进口34连接，出水口与冷却水出口35连接。

进一步的，在本发明的一个实施例中，可调式气化烧嘴还包括两个火焰检测器，但是不限制于两个，火焰检测器适于伸入气化炉5内，用于检测气化炉5内的点火情况。由此，根据气化炉5内的点火情况，可以适当调整氧气的量和燃料气的量及其比例，从而可以提高预热效率。

位移调节装置3用于带动煤浆管28沿可调式气化烧嘴的轴向上下移动，改变煤浆通道23和环氧通道24的间隙，进而改变投煤量及氧气用量。位移调节装置3包括动力输出装置和一个位移组件，但是不限定于一个，动力输出装置通过位移组件与煤浆管28连接，动力输出装置为液压电机或气缸，位移组件为齿轮或者螺纹，但是不限定于此。当气化炉5的负荷需要调整时，可通过在线方式调整氧气用量及水煤浆用量来实现。具体地，动力输出装置施力于位移组件，使煤浆管28沿气化烧嘴的轴向上下移动，从而改变煤浆通道23及环氧通道24的间隙，借以改变水煤浆及氧气的投用量，实现气化炉5负荷的调整。

本发明的可调式气化烧嘴装置，可满足气化炉5点火、烘炉、投料及负荷调整的需求，且无需更换烧嘴。在依靠点火棒1完成点火过程后，燃料气和氧气分别通过燃气通道22及环氧通道24进入气化室进行烘炉，烘炉过程结束后，水煤浆通过煤浆通道23进入气化室，然后切断燃料气，继而氧气通过中心氧气通道21和环氧通道24进入气化室。其中，中心氧气量与环氧气量分别占比为15％～20％与80％～85％左右。水煤浆在中心氧气的预混作用和高速(100～160m/s)氧气的雾化作用下，进入气化室后可以更好的与氧气发生一系列气化反应，气化室内温度一般在1100℃～2000℃。锅炉水通过冷却水通道进入冷却通道内，可以对处于高温的气化烧嘴进行冷却降温。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。