CN108165313A - 可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴属于安装在循环流化床气化炉体外面、人工能随时调节喷气角度和喷气量喷气嘴。喷气嘴的喷气管套在外套管内，外套管由三段圆形管和两个调节总成组成，每个调节总成固定并密封连接在两个圆形管之间；调节总成的内空圆形与圆形管连接；两个调节总成的调节螺杆投影成“十”字形结构，即一个调节总成的两个气嘴角度调节装置使喷气管上、下调节位置，另一个调节总成的两个气嘴角度调节装置使喷气管左、右调节位置。优点：用人工可以随时在气化炉体外面调节喷气嘴向炉内360度变化的喷气角度，满足随时可人工调节炉体内360度变化的煤粉流化路径的需要；还可快速撤换式流化床气化剂喷气嘴。
Description
技术领域
本发明属于循环流化床气化炉的气化剂被喷入炉内用的喷气嘴，特别是涉及一种安装在循环流化床气化炉体外面、人工能随时调节喷气角度和喷气量喷气嘴。
背景技术
循环流化床粉煤气化工艺是目前煤气化领域应用非常广泛的煤气化工艺。采用4-10mm粒径的小颗粒煤作为气化原料，以气化剂(空气、氧气、富氧空气和水蒸汽)同时作为流化介质，一定压力的气化剂通过入炉喷气嘴自下而上通过流化床床层，通过控制气化剂的流速，使气化炉内的原料全部处流化状态，同时进行化学反应与热交换，生成煤气。
气化剂除了参与气化反应作为原料，同时起着流化介质作用，由于气化炉呈圆形，一般采用多支喷气嘴安装在气化炉的同一平面，气化剂流速的大小是气化炉内煤炭颗粒流化效果的重要因素之一，是用阀门开关幅度来控制气化剂的压力与流量大小来实现。喷气嘴的角度，即：喷气嘴安装与气化炉径向水平面之间的夹角，喷气嘴与气化炉中心夹角，多支喷气嘴角度一至性，以上几个角度对气化剂的流化用也具有重要的影响。
现有喷气嘴安装都是根据先确定好的角度安装，先确定这个角度依据是：气化炉需要气化剂流量、温度、颗粒原料煤特征参数，然后根据气化炉的结构尺寸，再作流化实验效果，最终确定一个较佳的设计喷气嘴角度。现在喷气嘴安装角度一旦确定，则安装焊接在气化炉上，其喷气角度和喷气管直径就固定不能变改了，并且更换喷气嘴很麻烦、需要时间长。而实际气化炉运行过程中，存在许多变化因素，一是气化炉的加工尺寸出现偏差，多支喷气嘴安装角度之间一至性的偏差；二是不同的煤气量、煤气质量对气化剂的流量要求是不一样的，三是气化剂的温度因换热效果原因与会存在偏差，其工况流量也会不一样，四是煤炭颗粒因煤种变化、加工过程波动其特征也会出现偏差。这些变化因素及偏差，使气化炉的气化剂入炉喷气嘴的直径、角度经常不能适应实际运行需要，轻者影响气化炉流化效果，气化反应效果不好，致使煤炭气化效率差，重者恶化气化炉流化效果，气化炉不能维持正常操作。
发明内容
为了解决循环流化床气化炉在正常工作时，气化剂喷气嘴喷气角度固定不能变改，并且更换喷气嘴来改变喷气管直径大小的操作很麻烦、需要长时间停炉的问题；本发明提供一种气化炉在正常工作时，对气化剂喷气嘴可在气化炉体外面，用人工随时调节向炉内的喷气角度，满足随时可调节炉体内煤粉流化路径的需要；并且只要短暂停止气化炉工作，能够快速更换不同直径喷气管的喷气嘴，即本发明提供一种可随时调节喷气角度、可快速撤换式流化床气化剂喷气嘴。
本发明的结构如下：
可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴，其特征在于：包括外套管1和套在外套管1内的喷气管2；
外套管1的结构：外套管1有一个能与连接管3可撤卸连接的外套管法兰盘端4，外套管1的另一端是与炉体外壳5上的孔相焊接连通的外套管焊接端6；外套管1由三段圆形管7和两个调节总成8组成，每个调节总成8固定并密封连接在两个圆形管7之间，成为圆形管7、调节总成8、圆形管7、调节总成8、圆形管7的壳体串联固定密封连接，而内空相通的组合式管体结构；
外套管1当中调节总成8的结构：包括一个方形外壳而内空圆形的外方内圆短管9，外方内圆短管9两侧从方形边到内圆边的两块挡板10之间的夹层空间成为导向板11的导向槽12；外方内圆短管9有一两相对面分别都设有调节用孔13，调节用孔13中卡紧有密封函管14；密封函管14与气嘴角度调节装置滑动连接；气嘴角度调节装置的结构：在外方内圆短管9外面的调节用孔13位置设有调节支架15，在调节支架15内固定的设有上固定环圈16和下固定环圈17，上固定环圈16和下固定环圈17的外缘与调节支架15固定连接，上固定环圈16和下固定环圈17之间的间隔空间中设有调节螺母18；一根调节螺杆19穿过上固定环圈16、调节螺母18、下固定环圈17、密封函管14，使调节螺杆19一端在外套管1外面，调节螺杆19另一端在外套管1里面，调节螺杆19在外套管1里面端连接有导向板11，导向板11与外套管1内的喷气管2接触；一个调节总成8中相对面的两个气嘴角度调节装置的两个导向板11分别与喷气管2某一直径的两个相面管体外壁接触；导向板11的两端卡入在外方内圆短管9两侧挡板10之间夹层空间的导向槽12内。
外套管1上两个调节总成8组合成对喷气管2的万向调节结构：两个调节总成8的内空圆形大小与圆形管7大小相同，两个调节总成8的内空圆形与圆形管7连接；一个调节总成8的相对面的两根调节螺杆19在一条直线上，两个调节总成8的调节螺杆19投影成“十”字形结构，即一个调节总成8的两个气嘴角度调节装置使喷气管2上、下调节位置，另一个调节总成8的两个气嘴角度调节装置使喷气管2左、右调节位置，；
在喷气管2的外套管法兰盘端4那一端连接有一块柔性环板20，柔性环板20的外直径与外套管法兰盘端4的外直径相同，柔性环板20的内孔与喷气管2的一端固定连接；柔性环板20在不同直径位置设有凹凸环形圈21弹性结构；柔性环板20边缘与外套管法兰盘端4用螺栓连接。
优选的，还包括一个连接管3，连接管3的法兰盘与柔性环板20相邻，成为连接管3的法兰盘、柔性环板20、外套管法兰盘端4三者重叠用螺栓连接的结构。
优选的，外套管1的圆形管7外面设有环形水箱22，环形水箱22设有进水管和出水管。
现有喷气嘴与气化炉的关系是：喷气嘴角度固定了、喷气嘴直径固定了，固定了不能随气化炉实际工作为变化而进行相应进行喷气角度变化、也不得把喷气嘴直径调整，使气化炉不能工作在最佳状态。
本发明是一种可快速更换不同直径的喷气嘴、气化炉在正常工作时也能调节喷气嘴的喷出气体角度的循环流化床气化炉气化剂入炉喷气嘴。
本发明的喷气嘴喷气角度调节方法：先按气化炉需要气化剂流量、温度、颗粒原料煤特征参数，根据气化炉的结构尺寸，作流化实验效果，确定一个较佳的设计喷气嘴角度与喷气嘴直径，按确定好的直径为依据，制作好本发明这种喷气嘴，然后再依据确定的理论角度将喷气嘴安装在气化炉的进气孔上，进行冷态与热态的流化实验，调节两个调节总成8的上、下、左、右四个螺母，对喷气嘴的喷气角度进行优化现场调节，满足最佳的流化状态。实现气化炉在工作状态，喷气嘴中喷气管可随时调节喷气角度的功能。
本发明的喷气嘴中的喷气喷管更换方法：由于喷气嘴中的喷气管与柔性环板焊为一个整体，与喷气嘴的外套管1是可拆卸的，当喷气管的直径不适宜时，可先将另外适宜尺寸的喷气管与柔性环板制作好，并焊接好。再短时停止炉气化工作，拆下原来的喷气管与柔性环板组件，将新制作的喷气管与柔性环板组件安装上去。实现喷气嘴中喷气管的直径可以快速更换的功能。
实际操作的建议：
1、理论计算、实验模拟确定的喷气嘴角度，与实际运行的工况出现偏差，不能达到最佳的流化效果，可对喷气嘴的两个调节总成8的上、下、左、右调节螺杆19进行调节，达到对喷气嘴中喷气管的喷气角度调节的目的，消除喷气角度偏差带来对气化炉工作状态不佳的影响；
2、喷气嘴的两个调节总成8上、下、左、右的调节螺母、与调节螺杆大小要配合，调节时记录旋转方向与旋转圈数，可保障调各个不同节螺母调节的一至性；也可根据每支喷气嘴在炉气化上实际位置不同，小幅度改变相同位置调节螺母的旋转方向与圈数，对单支喷气嘴进行特定微调，满足炉气化最佳的流化要求。
3、理论计算、实验模拟确定的喷气嘴可能需要的多种直径，并制造多种直径喷气管分别与柔性环板焊为一个整体的总成。当炉气化实际运行的工况出现偏差，可能出现喷气嘴的喷气管直径偏大或偏小，可短时停止炉气化工作，快速拆卸原来不适宜的喷气管与柔性环板总成，将需要的喷气管与柔性环板总成换上。实现喷气嘴中喷气管的直径可以快速更换的功能。
本发明的优点：用本发明的气化剂喷气嘴安装在气化炉上正常工作时，气化剂喷气嘴是安装在气化炉体外面，用人工可以随时在气化炉体外面调节喷气嘴向炉内360度变化的喷气角度，满足随时可人工调节炉体内360度变化的煤粉流化路径的需要；并且只要短暂停止气化炉工作，能够快速更换不同直径喷气管的喷气嘴，增加或减少喷气嘴的喷气量，即本发明是一种可随时调节喷气角度、可快速撤换式流化床气化剂喷气嘴。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为左和右两个方向调节螺母的调节总成结构示意图；
图3为上和下两个方向调节螺母的调节总成结构示意图；
图4为两个调节总成与外套管和喷气管结构示意图；
图中，1是外套管、2是喷气管、3是连接管、4是外套管法兰盘端、5是炉体外壳、6是外套管焊接端、7是圆形管、8是调节总成、9是外方内圆短管、10是挡板、11是导向板、12是导向槽、13是调节用孔、14是密封函管、15是调节支架、16是上固定环圈、17是下固定环圈、18是调节螺母、19是调节螺杆、20是柔性环板、21是凹凸环形圈、22是环形水箱。
具体实施方式
实施例1，可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴
如图1、2、3、4，可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴，包括外套管1和套在外套管1内的喷气管2；
外套管1的结构：外套管1有一个能与连接管3可撤卸连接的外套管法兰盘端4，外套管1的另一端是与炉体外壳5上的孔相焊接连通的外套管焊接端6；外套管1由三段圆形管7和两个调节总成8组成，每个调节总成8固定并密封连接在两个圆形管7之间，成为圆形管7、调节总成8、圆形管7、调节总成8、圆形管7的壳体串联固定密封连接，而内空相通的组合式管体结构；
外套管1当中调节总成8的结构：包括一个方形外壳而内空圆形的外方内圆短管9，外方内圆短管9两侧从方形边到内圆边的两块挡板10之间的夹层空间成为导向板11的导向槽12；外方内圆短管9有一两相对面分别都设有调节用孔13，调节用孔13中卡紧有密封函管14；密封函管14与气嘴角度调节装置滑动连接；气嘴角度调节装置的结构：在外方内圆短管9外面的调节用孔13位置设有调节支架15，在调节支架15内固定的设有上固定环圈16和下固定环圈17，上固定环圈16和下固定环圈17的外缘与调节支架15固定连接，上固定环圈16和下固定环圈17之间的间隔空间中设有调节螺母18；一根调节螺杆19穿过上固定环圈16、调节螺母18、下固定环圈17、密封函管14，使调节螺杆19一端在外套管1外面，调节螺杆19另一端在外套管1里面，调节螺杆19在外套管1里面端连接有导向板11，导向板11与外套管1内的喷气管2接触；一个调节总成8中相对面的两个气嘴角度调节装置的两个导向板11分别与喷气管2某一直径的两个相面管体外壁接触；导向板11的两端卡入在外方内圆短管9两侧挡板10之间夹层空间的导向槽12内。
外套管1上两个调节总成8组合成对喷气管2的万向调节结构：两个调节总成8的内空圆形大小与圆形管7大小相同，两个调节总成8的内空圆形与圆形管7连接；一个调节总成8的相对面的两根调节螺杆19在一条直线上，两个调节总成8的调节螺杆19投影成“十”字形结构，即一个调节总成8的两个气嘴角度调节装置使喷气管2上、下调节位置，另一个调节总成8的两个气嘴角度调节装置使喷气管2左、右调节位置；
在喷气管2的外套管法兰盘端4那一端连接有一块柔性环板20，柔性环板20的外直径与外套管法兰盘端4的外直径相同，柔性环板20的内孔与喷气管2的一端固定连接；柔性环板20在不同直径位置设有凹凸环形圈21弹性结构；柔性环板20边缘与外套管法兰盘端4用螺栓连接。
还包括一个连接管3，连接管3的法兰盘与柔性环板20相邻，成为连接管3的法兰盘、柔性环板20、外套管法兰盘端4三者重叠用螺栓连接的结构。
外套管1的圆形管7外面设有环形水箱22，环形水箱22设有进水管和出水管。
Claims (3)
1.可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴，其特征在于：包括外套管(1)和套在外套管(1)内的喷气管(2)；
外套管(1)的结构：外套管(1)有一个能与连接管(3)可撤卸连接的外套管法兰盘端(4)，外套管(1)的另一端是与炉体外壳(5)上的孔相焊接连通的外套管焊接端(6)；外套管(1)由三段圆形管(7)和两个调节总成(8)组成，每个调节总成(8)固定并密封连接在两个圆形管(7)之间，成为圆形管(7)、调节总成(8)、圆形管(7)、调节总成(8)、圆形管(7)的壳体串联固定密封连接；
外套管(1)当中调节总成(8)的结构：包括一个方形外壳而内空圆形的外方内圆短管(9)，外方内圆短管(9)两侧从方形边到内圆边的两块挡板(10)之间的夹层空间成为导向板(11)的导向槽(12)；外方内圆短管(9)有一两相对面分别都设有调节用孔(13)，调节用孔(13)中卡紧有密封函管(14)；密封函管(14)与气嘴角度调节装置滑动连接；气嘴角度调节装置的结构：在外方内圆短管(9)外面的调节用孔(13)位置设有调节支架(15)，在调节支架(15)内固定的设有上固定环圈(16)和下固定环圈(17)，上固定环圈(16)和下固定环圈(17)的外缘与调节支架(15)固定连接，上固定环圈(16)和下固定环圈(17)之间的间隔空间中设有调节螺母(18)；一根调节螺杆(19)穿过上固定环圈(16)、调节螺母(18)、下固定环圈(17)、密封函管(14)，使调节螺杆(19)一端在外套管(1)外面，调节螺杆(19)另一端在外套管(1)里面，调节螺杆(19)在外套管(1)里面端连接有导向板(11)，导向板(11)与外套管(1)内的喷气管(2)接触；一个调节总成(8)中相对面的两个气嘴角度调节装置的两个导向板(11)分别与喷气管(2)某一直径的两个相面管体外壁接触；导向板(11)的两端卡入在外方内圆短管(9)两侧挡板(10)之间夹层空间的导向槽(12)内。
外套管(1)上两个调节总成(8)组合成对喷气管(2)的万向调节结构：两个调节总成(8)的内空圆形大小与圆形管(7)大小相同，两个调节总成(8)的内空圆形与圆形管(7)连接；一个调节总成(8)的相对面的两根调节螺杆(19)在一条直线上，两个调节总成(8)的调节螺杆(19)投影成“十”字形结构，即一个调节总成(8)的两个气嘴角度调节装置使喷气管(2)上、下调节位置，另一个调节总成(8)的两个气嘴角度调节装置使喷气管(2)左、右调节位置；
在喷气管(2)的外套管法兰盘端(4)那一端连接有一块柔性环板(20)，柔性环板(20)的外直径与外套管法兰盘端(4)的外直径相同，柔性环板(20)的内孔与喷气管(2)的一端固定连接；柔性环板(20)在不同直径位置设有凹凸环形圈(21)弹性结构；柔性环板(20)边缘与外套管法兰盘端(4)用螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴，其特征在于：还包括一个连接管(3)，连接管(3)的法兰盘与柔性环板(20)相邻，成为连接管(3)的法兰盘、柔性环板(20)、外套管法兰盘端(4)三者重叠用螺栓连接的结构。
3.根据权利要求1或2所述的可调节喷气角度的气化炉气化剂可快速撤换式喷气嘴，其特征在于：外套管(1)的圆形管(7)外面设有环形水箱(22)，环形水箱(22)设有进水管和出水管。
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