專利名稱：一種用于氣化爐的燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于氣化裝置領(lǐng)域，特別涉及氣化爐領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氣流床工藝中，噴射原料進入氣化爐進行燃燒的設(shè)備叫燒嘴。盡管這個設(shè)備相對于氣化爐來說很小，但是這個設(shè)備的重要性不亞于氣化爐本身，在技術(shù)層面上可以與氣化爐相提并論，其特性直接影響到氣化爐運行的穩(wěn)定性，所以對燒嘴的研究受到國內(nèi)外的廣泛重視。燒嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計與燒嘴壽命密切相關(guān)，是氣化技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)之一。因此，其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是延長燒嘴壽命的關(guān)鍵技術(shù)。另一方面，燒嘴是氣化爐不可缺少的設(shè)備，而且運行過程中需要定期的維護或更換，而燒嘴的價格比較昂貴，國外引進的長壽命燒嘴的價格為國內(nèi)普通燒嘴價格的3倍。所以燒嘴對氣化爐運行的經(jīng)濟性影響較大。如果燒嘴的使用壽命在一年以上，那么在兩次系統(tǒng)維修停車之間無需更換或維修燒嘴，可以實現(xiàn)氣化爐穩(wěn)定、長周期和滿負(fù)荷運行，也不需要另外設(shè)置備用爐。這是行業(yè)內(nèi)的一個基本要求和期盼，對于氣化爐來講意義重大。為確保燒嘴的長周期穩(wěn)定運行及經(jīng)濟效益運行能效，確切的說，一個無維修運轉(zhuǎn)周期應(yīng)該在一年以上，最好為5 10年。實事上，在20世紀(jì)的煤化工中，氣化爐氣化工藝用的燒嘴，國內(nèi)很難達到這個指標(biāo)，大部分燒嘴的壽命在1 3個月左右，個別較好的能夠達到6個月左右。盡管企業(yè)在維修方面總結(jié)了不少成功經(jīng)驗，但仍未能突破這個界限。目前擁有自主氣化爐技術(shù)的企業(yè)基本都將燒嘴的結(jié)構(gòu)及制造方法作為核心技術(shù)進行研究和開發(fā)。燒嘴損壞的原因是多方面的，主要有爐內(nèi)高溫對燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套的高溫?fù)p壞和燒嘴噴頭的磨損。氣化爐從啟動到運行、停爐的整個過程中點火預(yù)熱時600 1000°C的高溫階段、 氣化反應(yīng)時1700°C的高溫階段和停車時從1700°C高溫開始的高溫下降階段，這三個階段均會對燒嘴造成高溫?fù)p壞。燒嘴主體材質(zhì)為奧氏體不銹鋼。目前燒嘴噴頭材質(zhì)可選用的最耐磨的材料有鈷基合金和金屬陶瓷等，但這類材料存在抗高溫?zé)釠_擊性能較差、以及高溫中易產(chǎn)生氧化等問題。因此，目前燒嘴噴頭的材質(zhì)一般都選用耐高熱應(yīng)力的鎳合金鋼。對于受磨損嚴(yán)重的水煤漿燒嘴而言，由于鎳合金鋼耐磨粒磨損性能比鈷基合金和金屬陶瓷等耐磨材料低數(shù)倍，因此，水煤漿燒嘴使用鎳合金鋼類的耐高溫材料，不利于提高其壽命。要解決水煤漿燒嘴的磨損問題，首先需要解決好高溫對燒嘴噴頭的烘烤問題，即解決好對燒嘴噴頭的降溫冷卻問題，而后才能考慮使用不耐高溫但非常耐磨的材料。對于干煤粉燒嘴而言，由于無法觀察到燒嘴噴頭被損壞的過程，因此，人們在很長時間內(nèi)無法了解高溫?zé)龘p和磨損中哪一種為燒嘴噴頭損壞的主要原因。但通過近年來引進的一部分內(nèi)冷式燒嘴已創(chuàng)造一年以上使用壽命的情況分析，由于內(nèi)冷式燒嘴的特點是散熱比較快和均勻，燒嘴不易燒壞，壽命變長，證明了燒嘴的損壞是燒壞先于磨壞。因此，解決燒嘴噴頭以及燒嘴前臉夾套的高溫?fù)p壞問題，也就成了延長燒嘴壽命的一個主要方面。為解決上述問題申請人:，荷蘭國際殼牌研究有限公司，公布了專利申請?zhí)?0010193981. 6和專利申請?zhí)?00710193983. 5的兩種燃燒器(即燒嘴)。申請人:，華東理工大學(xué)，公布了專利申請?zhí)?00420114032. 6，名稱為一種粉煤部分氧化制備合成氣燒嘴。申請人:，北京航天萬源煤化工工程有限公司，公布了專利申請?zhí)?00810246579. 4， 名稱為一種組合式噴嘴燃燒器。從上述現(xiàn)有專利技術(shù)的一個共同點是在燒嘴伸入氣化爐部分的外殼部份設(shè)置為冷卻水盤管或冷卻水夾套，并在燒嘴頂部設(shè)置有燒嘴前臉夾套。利用冷卻水在冷卻水盤管或冷卻水夾套以及燒嘴前臉夾套中的循環(huán)，達到對燒嘴冷卻降溫的目的，而延長燒嘴壽命。其不足之處在于燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套等部位仍然時常發(fā)生被高溫?fù)p壞以及燒嘴噴頭磨損嚴(yán)重的事故，因此，燒嘴的壽命一般為3 6個月，最好的情況也只能接近1年。經(jīng)本專利發(fā)明人反復(fù)分析和研究發(fā)現(xiàn)上述各種現(xiàn)有專利技術(shù)中，燒嘴被高溫?fù)p壞的主要原因和存在的不足之處在于上述各項專利技術(shù)均未在燒嘴燃料通道前端的噴頭部位直接設(shè)置冷卻水夾套，也沒有設(shè)置其它降溫冷卻裝置，而導(dǎo)致燒嘴噴頭散熱不良，易被高溫?zé)龘p，從而對燒嘴壽命造成嚴(yán)重?fù)p害。其具體損害情況主要由如下3個方面造成(1)在氣化反應(yīng)時由于燒嘴噴頭暴露在爐內(nèi)1700°C左右的高溫?zé)彷椛浼盁釟饬鳝h(huán)境中，其降溫只能依靠燃料燒嘴投料后的A、B兩個方面進行；A、在燃料燒嘴的燃料管道向爐內(nèi)噴投燃料過程中，利用燃料的低溫和氣化劑通道輸出的氣化劑把燒嘴噴頭和其端面唇口部位的高溫?zé)崃恳谱?，起到對燒嘴噴頭的降溫作用。B、由于燃料燒嘴向爐內(nèi)噴射的燃料密度高達350 400kg/m3，因此，在燒嘴噴頭出口處形成了一個煤粉射流層，該煤粉射流層有力的遮擋和阻隔了爐膛燃燒中心1700°C的高溫?zé)彷椛浜蜔釟饬鲗靽婎^的高溫烘烤，從而降低了燒嘴噴頭部位的溫度，防止燒嘴噴頭被過熱高溫?zé)龘p。但是，在氣化反應(yīng)過程中，因氧量、煤量、二氧化碳、蒸汽的變化，以及氣化爐的壓差、煤線和氧線的壓力變化和波動等，使氣化反應(yīng)過程中的爐內(nèi)溫度和壓力均處于忽高忽低地不穩(wěn)定狀態(tài)或超高溫狀態(tài)，當(dāng)燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套形成高溫蠕變條件時，由于沒有在燒嘴燃料通道前端的燒嘴噴頭上設(shè)置冷卻水夾套，也沒有設(shè)置其它冷卻裝置，而極易導(dǎo)致燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套產(chǎn)生熱疲勞裂紋和發(fā)生高溫?zé)g。為此，現(xiàn)有技術(shù)的解決措施主要是著力于調(diào)整火焰中心距燃料燒嘴端面的距離， 以降低燃料燒嘴端面的溫度，延長其使用壽命。但由于受到爐膛內(nèi)空間限制，并不能達到理想的降溫效果。因此，其根本出路還是應(yīng)尋找其它更直接和更可靠的降溫保護辦法。(2)在氣化爐開車預(yù)熱和停車降溫這兩個階段中由于燃料燒嘴沒有投放燃料，而使燃料燒嘴的噴頭部位不存在投料時燃料對燒嘴噴頭所形成的A、B兩個方面降溫保護時，燒嘴噴頭和其端面唇口部位必然會受到氣化爐開車預(yù)熱過程中爐膛內(nèi)600 1000°C的高溫?zé)彷椛浜蜔釟饬鞯暮婵?，以及停車時爐膛內(nèi)溫度由1700°C左右開始下降過程中的高溫?zé)彷椛浜蜔釟饬鞯暮婵?，而使燒嘴噴頭和其端面唇口形成梯度溫差，萌生裂紋并擴展形成應(yīng)力裂紋以及熱疲勞裂紋等對燒嘴噴頭和其端面唇口部位造成高溫?zé)龘p。雖然上述開車和停車的兩個階段中發(fā)生的高溫?zé)龘p，不會一次性的將燒嘴噴頭和其端面唇口部位完全損壞，但會對其壽命造成一定影響。特別是氣化爐的運行與電站鍋爐的運行有很大的不同之處氣化爐在其計劃的運行周期(計劃運行周期一般為一年)中，由于種種原因，不可避免的會有若干次的反復(fù)開車、停車，這種多次反復(fù)開停車對燒嘴噴頭造成多次高溫?fù)p害的累積結(jié)果，必然會嚴(yán)重?fù)p害燒嘴噴頭和其端面唇口的壽命。甚至，導(dǎo)致燒嘴噴頭被燒壞。為此，多數(shù)氣化爐，如德士古爐將預(yù)熱燒嘴和燃料燒嘴安裝在同一位置，預(yù)熱完成后，將預(yù)熱燒嘴更換為燃料燒嘴，以防止燃料燒嘴在點火預(yù)熱過程中受到高溫?fù)p壞。其不足之處在于拆裝和更換燒嘴的過程，增加了氣化爐操作運行程序的復(fù)雜性、 危險性，以及操作工人的勞動強度，并因拆裝更換不同燒嘴而增加了氣化爐開車過程所需的操作時間。(3)、一些氣化爐的結(jié)構(gòu)是將點火燒嘴、預(yù)熱燒嘴和燃料燒嘴同時安裝在氣化爐的不同位置，或者將點火燒嘴和預(yù)熱燒嘴以及燃料燒嘴組合在一起構(gòu)成復(fù)合式燒嘴。此時，燃料燒嘴的燒嘴噴頭在氣化爐開車時受到預(yù)熱階段600 IOOiTC預(yù)熱高溫的烘烤，以及燃料燒嘴的燒嘴噴頭在停車時受到爐內(nèi)高溫下降階段1700°c左右的高溫的烘烤時，對燒嘴噴頭的降溫保護主要措施是利用氣化爐上的燃料燒嘴準(zhǔn)備投料時和氣化爐停車時都必須對燒嘴進行氮氣吹掃置換系統(tǒng)內(nèi)的氧氣或煤氣以防止發(fā)生爆炸的同時，依靠氮氣將燒嘴噴頭部位的熱氣流移走的對流傳熱方式進行降溫。但由于氮氣不具備燃料燒嘴投料時，燃料在燒嘴噴頭出口處所形成的那種煤粉流層能遮擋和降低爐膛燃燒中心高溫?zé)彷椛鋵靽婎^形成的高溫烘烤，而只能是利用氮氣將燒嘴噴頭部位的熱氣流移走的對流傳熱方式進行降溫，因此，其降溫效果較差，燒嘴噴頭及其唇口仍然會在很大程度上遭受到預(yù)熱階段的600 1000°C高溫?zé)彷椛洌约巴＼嚂r 1700°C左右高溫?zé)彷椛鋵靽婎^形成的高溫烘烤，從而影響燒嘴噴頭壽命。因此，對燒嘴噴頭降溫的根本出路同樣是應(yīng)尋求其它更全面和更可靠的降溫辦法。

實用新型內(nèi)容為解決上述燒嘴專利技術(shù)中存在的缺點和不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種將適量的冷卻水或被霧化后的冷卻水噴射到燒嘴噴頭部位，形成湍流水環(huán)，直接包覆在受到氣化爐高溫?zé)彷椛浜透邷責(zé)釟饬骱婵镜臒靽婎^部位，并同時噴灑到燒嘴前臉夾套部位， 通過冷卻水被高溫氣化而帶走燒嘴噴頭上大量熱量的蒸發(fā)換熱和對流換熱的燒嘴。使燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套在氣化爐點火預(yù)熱時的1000 1200°C高溫階段、氣化反應(yīng)時的1700°C高溫階段和停車時從1700°C開始的高溫下降階段，三個階段中均可以同時或在不同高溫段受到直接的冷卻降溫，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中燒嘴噴頭部位因沒有冷卻水直接進行冷卻降溫而受到的高溫?fù)p壞，以及燒嘴前臉夾套易被高溫?zé)龘p的問題。以避免露點腐蝕和高溫蠕變條件的產(chǎn)生，有效的防止?fàn)t內(nèi)高溫?zé)彷椛浼盁釟饬鲗靽婎^和燒嘴前臉夾套造成的高溫?zé)龘p，使燒嘴能穩(wěn)定運行，延長其使用壽命。本實用新型目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于氣化爐的燒嘴，包括至少一個燃料通道和與該燃料通道同軸并直接套裝在一起的氣化劑通道，所述氣化劑通道套裝在燃料通道外時，在燃料通道出口端的噴料口上固定連接有燒嘴噴頭，或者所述氣化劑通道套裝在燃料通道內(nèi)時，在氣化劑通道出口端的噴氣口上固定連接有燒嘴噴頭，其特征在于所述氣化劑通道內(nèi)還設(shè)有至少一根冷卻管，該冷卻管的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道外，冷卻管的冷卻劑輸出口位于氣化劑通道內(nèi)，冷卻管從外部引入冷卻劑冷進入氣化劑通道內(nèi)并噴射到燒嘴噴頭部位，最后由噴氣口噴出。作為優(yōu)化所述的冷卻管是帶有噴孔的環(huán)形管。作為優(yōu)化所述的冷卻管是直管。作為優(yōu)化所述的冷卻管是螺旋形管。上述3種不同結(jié)構(gòu)的冷卻管，各有如下不同的優(yōu)點，可以根據(jù)氣化爐的具體要求選用1、環(huán)形管其優(yōu)點是在噴射過程中能將燃料通道或者氣化劑通道和燒嘴噴頭同時進行冷卻。2、直管其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于制作和安裝。3、螺旋管其優(yōu)點是噴射出的冷卻劑呈旋流狀，有利于冷卻劑對燒嘴噴頭形成包覆狀態(tài)。作為優(yōu)化所述冷卻管冷卻劑輸出口為噴嘴結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)化在氣化劑通道上設(shè)置有冷卻管，該冷卻管的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道外，輸出口位于氣化劑通道殼體上，并與氣化劑通道內(nèi)連通。作為優(yōu)化所述氣化劑通道的外部或者燃料通道的外部設(shè)置有冷卻水夾套或冷卻
水盤管。作為優(yōu)化所述燒嘴頂部設(shè)置有燒嘴前臉夾套。作為優(yōu)化所述冷卻劑為水。工作過程為在氣化爐點火預(yù)熱時600 1000°C的高溫階段、氣化反應(yīng)時1700°C 的高溫階段和停車時從1700°C開始的高溫下降階段，可以在這三個運行階段中均使用或在不同的高溫階段使用燒嘴上的冷卻水夾套或冷卻水盤管、以及燒嘴前臉夾套中的循環(huán)冷卻水對燒嘴降溫的同時，冷卻管從外部引入冷卻劑進入氣化劑通道內(nèi)對氣化劑通道的管壁進行降溫的同時噴射到燒嘴噴頭部位時，冷卻劑被氣化劑通道出口部位的錐形內(nèi)壁阻擋形成湍流環(huán)，且包覆在燒嘴噴頭部位，并噴灑到燒嘴前臉夾套部位，直接對燒嘴噴頭部位和燒嘴前臉夾套部位進行降溫，最后由噴氣口噴出進入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成水蒸汽。也可以是在輸入冷卻劑的同時向氣化劑通道輸入氣化劑，使冷卻劑與氣化劑混合噴射到燒嘴燃料通道前端的燒嘴噴頭部位，被氣化劑通道出口部位的錐形內(nèi)壁阻擋，而包覆在燒嘴噴頭部位后，再噴灑到燒嘴前臉夾套部位，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成水蒸汽。在上述過程中，高溫環(huán)境下的燒嘴噴頭部位被冷卻劑包覆，冷卻劑汽化吸熱、帶走大量熱量這種汽化吸熱的方式同冷卻劑和水蒸汽流動所產(chǎn)生的對流傳熱相結(jié)合，達到對燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套進行直接降溫的目的，加強了對燒嘴的降溫效果，從而避免了燒嘴噴頭受到高溫?fù)p壞，以及燒嘴前臉夾套易被高溫?zé)龘p的問題。使燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套的溫度均保持在所需的合適范圍，避免露點腐蝕和高溫蠕變條件的產(chǎn)生，有效的防止?fàn)t內(nèi)高溫?zé)彷椛浼盁釟饬鲗靽婎^和燒嘴前臉夾套造成的高溫?zé)龘p，使燒嘴能穩(wěn)定運行，延長燒嘴使用壽命。由于冷卻劑噴射出燒嘴后，不會流淌到爐膛內(nèi)壁上，而是噴射到爐膛內(nèi)的空間，被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化為水蒸汽。因此，不會對爐內(nèi)水冷壁掛渣層或爐膛耐火材料造成損壞。所產(chǎn)生的水蒸汽既可以在爐膛內(nèi)作為氣化反應(yīng)所需的氣化劑，也可在氣化爐投料前或停車后， 進行氮氣吹掃置換燒嘴中及爐內(nèi)的氧氣或煤氣的同時隨吹入的氮氣一起排出爐膛，不會對氣化反應(yīng)造成任何危害，也不會對裝置后工序造成任何影響。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明在燒嘴的氣化劑通道內(nèi)增設(shè)了冷卻管，通過冷卻管將冷卻劑噴射到燒嘴噴頭部位和噴灑到燒嘴前臉夾套部位，形成汽化換熱和對流傳熱相結(jié)合的降溫方法，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因燒嘴噴頭無冷卻水的降溫保護而受到的高溫?fù)p壞，以及燒嘴前臉夾套易被高溫?zé)龘p的問題。而具有如下優(yōu)點1、在氣化爐點火預(yù)熱時的600 1000°C高溫預(yù)熱階段和停車時從1700°C高溫開始的下降階段中本發(fā)明通過冷卻管將冷卻劑噴射到燒嘴噴頭部位和噴灑到燒嘴前臉夾套，進行汽化換熱和對流換熱的降溫方法同現(xiàn)有技術(shù)中釆用的在氣化爐投料前或停車時進行氮氣吹掃，置換燒嘴及爐內(nèi)氧氣或煤氣以防止發(fā)生爆炸的同時，依靠氮氣將燒嘴噴頭部位和燒嘴前臉夾套的熱氣流移走的單一對流傳熱降溫方法相比，具有更好更快的降溫效果和降溫速度。因而可以更好的使燒嘴噴頭部位的溫度保持在所需的合適溫度范圍，從而解決了現(xiàn)有燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套在氣化爐的點火預(yù)熱階段以及氣化爐停車時的高溫下降階段因受爐內(nèi)高溫?zé)彷椛浜蜔釟饬骱婵径a(chǎn)生的高溫氧化和超溫?zé)g等問題，使燒嘴能穩(wěn)定運行，延長燒嘴使用壽命。2、在氣化反應(yīng)時的1700°C高溫階段中通過冷卻管將冷卻劑噴射到燒嘴噴頭部位和噴灑到燒嘴前臉夾套所產(chǎn)生的降溫效果與燒嘴向爐內(nèi)噴投燃料時燃料所產(chǎn)生的降溫效果相結(jié)合，而形成的雙重降溫，加強了對燒嘴噴頭和燒嘴前臉夾套部位的冷卻降溫效果， 而解決了現(xiàn)有技術(shù)在燒嘴投料后的氣化反應(yīng)階段中，因氧量、煤量、二氧化碳、蒸汽的變化以及氣化爐的壓差、煤線和氧線的壓力變化和波動等使?fàn)t內(nèi)高溫和氣壓均處于忽高忽低的不穩(wěn)定狀態(tài)對燒嘴噴頭造成的局部梯度溫差，所導(dǎo)致的燒嘴噴頭部位的材質(zhì)和燒嘴前臉夾套的材質(zhì)萌生裂紋并擴展為應(yīng)力裂紋和高溫蠕變引起的熱疲勞裂紋，以及高溫氧化和超溫?zé)g等問題的發(fā)生。從而可以更加有效地延長燒嘴使用壽命。3、在氣化爐的運行過程中由于采用了通過冷卻管將冷卻劑噴射到燒嘴噴頭的降溫方法，而加強和完善了對燒嘴噴頭的降溫效果，為采用鈷基合金和金屬陶瓷等目前抗磨粒磨損性能最好的材料替換現(xiàn)在使用的鎳基合金材料創(chuàng)造了條件。從而可大幅度提高燒嘴噴頭的耐磨性，為使燒嘴壽命的進一步提高提供保證。4、在氣化爐的運行過程中由于增設(shè)和完善了對燒嘴噴頭的降溫裝置，可以將點火燒嘴、預(yù)熱燒嘴和燃料燒嘴同時安裝在氣化爐上。解決了現(xiàn)有氣化爐在開車、氣化反應(yīng)和停車三個階段中需要對不同燒嘴進行拆裝和更換所造成的操作復(fù)雜、危險性大和操作工人的勞動強度高等問題，以及因拆裝不同燒嘴而增加了開、停車過程的操作時間等問題，提高了氣化爐的運行效率。5、本專利對燒嘴噴頭增設(shè)的冷卻降溫裝置，結(jié)構(gòu)簡單，只需在現(xiàn)有技術(shù)燒嘴的氣化劑通道內(nèi)加裝冷卻管或在氣化劑通道的殼體上加裝與氣化劑通道連通的冷卻管即可。且成本低，既可用于新設(shè)計的燒嘴，也可用于部分舊氣化爐燒嘴的改造。

圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1燒嘴前臉夾套，2冷卻水盤管，3氣化劑通道，4燃料通道，5冷卻管，6燃料輸入口，7氣化劑輸入口，8氣化劑通道的噴氣口，9燒嘴噴頭，10冷卻水夾套、11噴嘴。
具體實施方式
下列非限制性實施例用于說明本發(fā)明。實施例一見圖1 一種用于氣化爐的燒嘴。該燒嘴包括燃料通道4與氣化劑通道3同軸并直接套裝在氣化劑通道3的內(nèi)部、燃料通道4的輸入端為燃料輸入口 6，燃料通道4的出口端固定連接有燒嘴噴頭9，氣化劑通道3的輸入端為氣化劑輸入口 7，氣化劑通道3的出口端為噴氣口 8、氣化劑通道3的外部設(shè)置有冷卻水夾套10或冷卻水盤管2。本實施例是在氣化劑通道3的外部設(shè)置冷卻水盤管2，在燒嘴頂部設(shè)置有燒嘴前臉夾套1。燒嘴前臉夾套1的中心有一個通孔，將燒嘴氣化劑通道3前端的噴氣口 8和燒嘴燃料通道4前端的燒嘴噴頭9及其唇口裸露在外，成為燒嘴氣化劑和燃料向爐內(nèi)噴射的通道口。在氣化劑通道3上設(shè)置有冷卻管5，該冷卻管5上的冷卻劑輸出口是帶有霧化噴水孔的環(huán)形管，并套裝在燃料通道4的外圓上。冷卻管5的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道 3的外部并與供給系統(tǒng)連接。在通過燒嘴上的冷卻水盤管2，以及燒嘴前臉夾套1中的循環(huán)冷卻水對燒嘴降溫的同時，通過氣化爐控制系統(tǒng)中的溫度控制裝置，將適量的冷卻水通過帶有噴水孔的環(huán)形冷卻管5霧化后噴射到燒嘴燃料通道4對其降溫的同時繼續(xù)向前噴射到其前端的燒嘴噴頭 9時，冷卻水被氣化劑通道3前端噴氣口 8上的圓錐形內(nèi)壁阻擋，形成湍流水環(huán)并包覆在燒嘴噴頭9對直進行直接降溫后，再噴灑到燒嘴前臉夾套1部位對其對直接降溫，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成水蒸汽?；蛘咴诶鋮s管5輸入的冷卻水與從氣化劑輸入口 7輸入的氣化劑混合后，被氣化劑通道3的噴氣口 8的圓錐形內(nèi)壁阻擋，而包覆在燒嘴噴頭9，再噴射到燒嘴前臉夾套1，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成含有水蒸汽的氣化劑。在上述過程中，冷卻水與氣化劑通道，以及暴露在氣化爐內(nèi)1000 1700°C高溫環(huán)境中的燒嘴噴頭9和燒嘴前臉夾套1直接接觸，而形成汽化換熱和對流換熱，達到冷卻降溫的目的。使氣化劑通道和燒嘴噴頭9的溫度更加穩(wěn)定的保持在所需的合適范圍內(nèi)。以避免露點腐蝕和高溫蠕變條件的產(chǎn)生，有效的防止?fàn)t內(nèi)高溫?zé)彷椛浼盁釟饬鲗靽婎^9和燒嘴前臉夾套1造成的高溫?zé)龘p。使燒嘴能穩(wěn)定運行，延長其使用壽命。由于冷卻水噴射出燒嘴噴頭9和噴灑在燒嘴前臉夾套1后，不會流淌到爐膛內(nèi)壁上，而是噴射到爐膛內(nèi)的空間，被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化為水蒸汽，因此，不會對爐內(nèi)水冷壁掛渣層或爐膛耐火材料造成損壞。所產(chǎn)生的氣化氣體既可以保留在爐膛內(nèi)作為燃燒反應(yīng)時所需的氣化劑，也可以在氣化爐投料前或停車后，進行氮氣吹掃置換燒嘴及爐內(nèi)氧氣或煤氣的同時隨吹入的氮氣一起排出爐膛，不會對氣化反應(yīng)造成任何危害，也不會對裝置后工序造成任何影響。實施例二見圖2 氣化劑通道3的外部設(shè)置有冷卻水夾套10。冷卻管5是由至少兩根直管并聯(lián)在一起，安裝在氣化劑通道3內(nèi)，其中，冷卻管5的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道3外部，冷卻劑輸出口的結(jié)構(gòu)為噴嘴11，并位于氣化劑通道3內(nèi)。當(dāng)被噴嘴11霧化后的冷卻水噴射到燒嘴燃料通道4和其前端的燒嘴噴頭9部位時，被氣化劑通道3的噴氣口 8的錐形內(nèi)壁阻擋，而形成湍流水環(huán)，包覆在燒嘴噴頭9部位，并噴灑到燒嘴前臉夾套1部位，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成水蒸汽。其余與實施例一相同。實施例三見圖3 氣化劑通道3的外部設(shè)置有冷卻水夾套10。冷卻管5是一根螺旋形管，纏繞在燃料通道4外圓周壁上。螺旋形冷卻管5的冷卻水輸入口位于氣化劑通道3外部，冷卻劑輸出口的結(jié)構(gòu)為噴嘴11并位于氣化劑通道3內(nèi)，當(dāng)被霧化后的冷卻水噴射到燒嘴燃料通道4前端的燒嘴噴頭9部位時，被氣化劑通道3的噴氣口 8的錐形內(nèi)壁阻擋，而形成湍流水環(huán)，包覆在燒嘴噴頭部位，并噴灑到燒嘴前臉夾套部位，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成水蒸汽。其余與實施例一相同。實施例四見圖4 燃料通道4套裝在氣化劑通道的3的外部、在燃料通道4的外部設(shè)置有冷卻水盤管2。在氣化劑通道3的氣化劑輸入口 7上設(shè)置有與氣化劑通道3相連通的冷卻管 5，另外該冷卻管5也還可以在氣化劑通道3內(nèi)再連接一冷卻管(也可如本實施例所示不連接)。在氣化劑通道的噴氣口 8上焊接有燒嘴噴頭9，將冷卻水通過冷卻管5進入氣化劑通道3并噴射到氣化劑通道3前端的燒嘴噴頭9后，再噴濺到燒嘴前臉夾套1部位，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)?；蛘邚睦鋮s管5輸入的冷卻水與輸入氣化劑通道3的氣化劑混合后，噴射到氣化劑通道3前端的燒嘴噴頭9時后，再噴濺到燒嘴前臉夾套1，最后噴射入爐膛內(nèi)被爐內(nèi)高溫轉(zhuǎn)化成含有水蒸汽的氣化劑。其余與實施例一相同。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于氣化爐的燒嘴，包括至少一個燃料通道和與該燃料通道同軸并直接套裝在一起的氣化劑通道，所述氣化劑通道套裝在燃料通道外時，在燃料通道出口端的噴料口上固定連接有燒嘴噴頭，或者所述氣化劑通道套裝在燃料通道內(nèi)時，在氣化劑通道出口端的噴氣口上固定連接有燒嘴噴頭，其特征在于所述氣化劑通道內(nèi)還設(shè)有至少一根冷卻管， 該冷卻管的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道外，冷卻管的冷卻劑輸出口位于氣化劑通道內(nèi)， 冷卻管從外部引入冷卻劑進入氣化劑通道內(nèi)并噴射到燒嘴噴頭部位，最后由噴氣口噴出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化爐的燒嘴，其特征是所述的冷卻管是帶有噴孔的環(huán)形管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化爐的燒嘴，其特征是所述的冷卻管是直管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化爐的燒嘴，其特征是所述的冷卻管是螺旋形管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的一種用于氣化爐的燒嘴，其特征是所述冷卻管的冷卻劑輸出口為噴嘴結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化爐的燒嘴，其特征是在氣化劑通道上設(shè)置有冷卻管，該冷卻管的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道外，輸出口位于氣化劑通道殼體上與氣化劑通道內(nèi)連通。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4或6中任一權(quán)利要求所述的用于氣化爐的燒嘴，其特征在于 所述氣化劑通道的外部或者燃料通道的外部設(shè)置有冷卻水夾套或冷卻水盤管。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4或6中任一權(quán)利要求所述的用于氣化爐的燒嘴，其特征在于 所述燒嘴頂部設(shè)置有燒嘴前臉夾套。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣化爐的燒嘴，其特征在于所述冷卻劑為水。
專利摘要本實用新型公開了一種用于氣化爐的燒嘴，屬于氣化裝置領(lǐng)域，包括燒嘴前部外殼上設(shè)置的冷卻水夾套或冷卻水盤管，在燒嘴頂部設(shè)置有燒嘴前臉夾套。至少一個燃料通道和與該燃料通道同軸并直接套裝在一起的氣化劑通道，其特征在于所述氣化劑通道內(nèi)還設(shè)有至少一根冷卻管，該冷卻管的冷卻劑輸入口位于氣化劑通道外，冷卻管的冷卻劑輸出口位于氣化劑通道內(nèi)，冷卻管從外部引入冷卻劑進入氣化劑通道內(nèi)并直接噴射到燒嘴頭部進行冷卻降溫，最后由噴氣口噴出。能有效的防止?fàn)t內(nèi)高溫?zé)彷椛浼盁釟饬鲗祛^部造成的高溫?zé)龘p，使燒嘴能穩(wěn)定運行，并有效延長燒嘴使用壽命。
文檔編號C10J3/48GK202265552SQ20112038913
公開日2012年6月6日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者周松銳, 曹蕾 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司