CN116064173B - 一种水煤浆工艺烧嘴 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水煤浆工艺烧嘴，包括烧嘴本体，所述烧嘴本体具有通道结构和喷头结构，所述通道结构与所述喷头结构连通，在所述喷头结构的喷出端面设置有抓钉，同时在所述喷头结构外设置有保护层。上述水煤浆工艺烧嘴，通过设置抓钉及涂抹耐火材料提高工艺烧嘴的寿命，延长气化炉运行周期，减少气化装置维修费用，节约检修成本费，同时提升装置运行的安全、稳定。

Description

一种水煤浆工艺烧嘴

技术领域

本申请涉及煤化工艺技术领域，特别涉及一种水煤浆工艺烧嘴。

背景技术

水煤浆工艺烧嘴是水煤浆加压气化中最关键的设备之一，其寿命的长短直接制约了气化炉的长效稳定运行，影响企业的经济效益。工艺烧嘴的寿命一直是各个企业最为关心的问题。

在实际生产过程中，会产生各种对烧嘴不利的因素，导致工艺烧嘴的寿命缩短，一般工艺烧嘴的运行周期只有30-40天，生产过程中更换烧嘴不仅耽误生产时间，而且某种程度上对企业的经济效益也会产生很大影响。而在多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉中，因为工艺烧嘴处于气化炉的筒体部位，在水煤浆进行气化时会产生大量的热气流和热辐射，工艺烧嘴会长时间受到这些热气流和热辐射的冲刷，且这些气流中的硫、氢等气体具有一定的腐蚀性，长时间腐蚀会造成工艺烧嘴的损坏。目前国内工艺烧嘴使用寿命短的问题仍然属于行业难题，大多存在如下问题：

1、工艺烧嘴外氧喷头的端面迎着气化炉高温工艺气体，在高温条件下随着时间的推移会对喷头端面产生高温烧蚀，产生龟裂现象；

2、因为工艺烧嘴室内的温度低于相同压力下的露点温度，所以内卷的气流会在工艺烧嘴室内冷凝，对工艺烧嘴的外氧管壁进行腐蚀；

3、正常燃烧过程中因为水煤浆的对流撞击和扩散，工艺烧嘴室内会有灰渣聚集，在烧嘴喷头前部会形成一层渣膜，在灰渣流动性不好的情况下会有少量熔融状态的渣流到喷头端面上部，再到喷头混合通道处，高速流动的氧气把熔融渣雾化，但是这个过程中就会影响水煤浆的雾化效果，还会产生一股高温气体回流，对烧嘴产生磨损和烧蚀，严重时还会出现回火现象，造成烧嘴冷却水盘管与外氧通道外壁烧蚀损坏。

发明内容

本申请的目的是提供一种水煤浆工艺烧嘴，通过设置抓钉及涂抹耐火材料提高工艺烧嘴的寿命，延长气化炉运行周期，减少气化装置维修费用，节约检修成本费，同时提升装置运行的安全、稳定。

为实现上述目的，本申请提供一种水煤浆工艺烧嘴，包括烧嘴本体，所述烧嘴本体具有通道结构和喷头结构，所述通道结构与所述喷头结构连通，在所述喷头结构的喷出端面设置有抓钉，同时在所述喷头结构外设置有保护层。

在一些实施例中，所述通道结构包括中心氧通道、外环氧通道、水煤浆通道，所述中心氧通道、所述外环氧通道、所述水煤浆通道的中心轴线重合，且所述中心氧通道、所述水煤浆通道、所述外环氧通道由内向外依次套装。

在一些实施例中，所述外环氧通道形成于外环氧通道外壁与水煤浆通道外壁之间，所述水煤浆通道形成于水煤浆通道外壁与中心氧通道外壁之间，所述中心氧通道形成于中心氧通道外壁以内。

在一些实施例中，在所述外环氧通道外壁设置所述保护层。

在一些实施例中，所述喷头结构包括中心氧喷头、外环氧喷头、水煤浆喷头，所述中心氧喷头、所述外环氧喷头、所述水煤浆喷头的中心轴线重合，且所述中心氧喷头、所述水煤浆喷头、所述外环氧喷头由内向外依次套装。

在一些实施例中，所述抓钉设置于所述外环氧喷头的端面。

在一些实施例中，在所述外环氧喷头设置所述保护层。

在一些实施例中，所述烧嘴本体还具有冷却结构，所述冷却结构在外包裹所述通道结构和所述喷头结构。

在一些实施例中，所述冷却结构为烧嘴冷却水盘管，所述烧嘴冷却水盘管在所述水煤浆工艺烧嘴头部进行缠绕设置且焊接固定，在所述烧嘴冷却水盘管设置所述保护层。

在一些实施例中，所述保护层为碳化硅耐火涂层。

相对于上述背景技术，本申请所提供的水煤浆工艺烧嘴包括烧嘴本体，烧嘴本体具有通道结构和喷头结构，通道结构与喷头结构连通，在喷头结构的喷出端面设置有抓钉，同时在喷头结构外设置有保护层。

上述水煤浆工艺烧嘴与现有技术相比，第一，通过设置抓钉，会形成一层挂渣，不仅达到以渣抗渣的效果，减少工艺烧嘴的冲刷磨损，还减少了熔融渣随内卷气流流到工艺烧嘴喷头端面的几率，减少了回火现象的发生；第二，通过涂抹耐火材料，利用保护层耐高温、耐磨、抗冲刷、耐腐蚀和质量轻的特点，能够将高温热辐射和端面高温回流冲刷隔离，有效的保护了在水煤浆气化时对撞产生的灰渣与热气流、热辐射对工艺烧嘴的冲刷及热腐蚀；综上，该水煤浆工艺烧嘴通过设置抓钉及涂抹耐火材料提高工艺烧嘴的寿命，延长气化炉运行周期，减少气化装置维修费用，节约检修成本费，同时提升装置运行的安全、稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的水煤浆工艺烧嘴的示意图。

其中：

1-烧嘴本体、2-抓钉、3-碳化硅耐火涂层、

11-通道结构、12-喷头结构、13-冷却结构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本申请实施例提供的水煤浆工艺烧嘴的示意图。

在第一种具体的实施方式中，本申请提供了一种水煤浆工艺烧嘴，包括烧嘴本体1，烧嘴本体1主要分为两部分，分别为通道结构11和喷头结构12；其中，通道结构11与喷头结构12连通，进而利用通道结构11向喷头结构12输送水煤浆和纯氧，再经由喷头结构12进入气化炉，在出口雾化混合，燃烧室进行反应。

在本实施例中，该水煤浆工艺烧嘴针对烧嘴本体1的部分结构进行改进，改进内容主要包括两部分，分别为在喷头结构12的喷出端面设置有抓钉2，以及同时在喷头结构12外设置有保护层。

上述水煤浆工艺烧嘴与现有技术相比，两项改进内容均能够有效延长工艺烧嘴因烧蚀造成损坏的时间，是延长工艺烧嘴寿命的关键。

在该水煤浆工艺烧嘴的效果说明中，第一，通过设置抓钉2，会形成一层挂渣，不仅达到以渣抗渣的效果，减少工艺烧嘴的冲刷磨损，还减少了熔融渣随内卷气流流到工艺烧嘴喷头端面的几率，减少了回火现象的发生；第二，通过涂抹耐火材料，利用保护层耐高温、耐磨、抗冲刷、耐腐蚀和质量轻的特点，能够将高温热辐射和端面高温回流冲刷隔离，有效的保护了在水煤浆气化时对撞产生的灰渣与热气流、热辐射对工艺烧嘴的冲刷及热腐蚀；综上，该水煤浆工艺烧嘴通过设置抓钉2及涂抹耐火材料提高工艺烧嘴的寿命，延长气化炉运行周期，减少气化装置维修费用，节约检修成本费，同时提升装置运行的安全、稳定。

需要注意的是，本实施例仅在上述两方面对水煤浆工艺烧嘴的烧嘴本体1进行改进，除上述说明以外，没有对水煤浆工艺烧嘴的其他部分进行改变，而改进后的水煤浆工艺烧嘴及烧嘴本体1适用于现有水煤浆工艺烧嘴的使用方法，相关内容可参照现有技术，这里不再一一赘述。

在一些实施例中，通道结构11具有多种通道，具体包括中心氧通道、外环氧通道、水煤浆通道。

在本实施例中，中心氧通道、外环氧通道、水煤浆通道的中心轴线重合，并且中心氧通道、水煤浆通道、外环氧通道由内向外依次套装，此时中心氧通道位于最中心，外环氧通道位于最外缘，水煤浆通道位于中心和外缘之间。

在使用时，中心氧通道和外环氧通道同为供氧通道，而水煤浆通道位于中心氧通道和外环氧通道之间，一方面环形供氧通道的形式能够使纯氧供气均匀，另一方面纯氧包围水煤浆的形式能够提高雾化混合效果以及气化反应效率。

在一些实施例中，烧嘴本体1具有外环氧通道外壁、水煤浆通道外壁和中心氧通道外壁，三者的截面均呈环形且由外向内依次嵌套。

在本实施例中，外环氧通道形成于外环氧通道外壁与水煤浆通道外壁之间，水煤浆通道形成于水煤浆通道外壁与中心氧通道外壁之间，中心氧通道形成于中心氧通道外壁以内，进而实现上述中心氧和外环氧与水煤浆的充分混合。

在一些实施例中，喷头结构12具有多种喷头，具体包括中心氧喷头、外环氧喷头、水煤浆喷头。

在本实施例中，中心氧喷头、外环氧喷头、水煤浆喷头的中心轴线重合，并且中心氧喷头、水煤浆喷头、外环氧喷头由内向外依次套装，三者的喷头端面齐平，此时中心氧喷头位于最中心并与中心氧通道连通，外环氧喷头位于最外缘并与外环氧通道连通，水煤浆喷头位于中心和外缘之间并与水煤浆通道连通。

在使用时，中心氧喷头和外环氧喷头分别接收中心氧通道和外环氧通道送入的中心氧和外环氧，水煤浆喷头接收水煤浆通道送入的水煤浆，水煤浆在中心氧和外环氧的环形包裹下喷入气化炉，保障雾化混合效果以及气化反应效率。

更进一步额度，抓钉2设置于外环氧喷头的端面，抓钉2可以是5cm厚。

在一些实施例中，烧嘴本体1还具有冷却结构13，冷却结构13在外包裹通道结构11和喷头结构12。

在本实施例中，冷却结构13与通道结构11和喷头结构12充分接触，保障与高温区面积的充分接触，可有效减小烧嘴表面的高温区域，带走更多喷嘴表面热量。

优选地，冷却结构13采用水冷的形式，以冷却水循环的形式带走喷嘴表面的热量，实现对喷嘴的冷却降温。

示例性的，冷却结构13为烧嘴冷却水盘管，烧嘴冷却水盘管在水煤浆工艺烧嘴头部进行缠绕设置且焊接固定；更具体的，烧嘴冷却水盘管与外环氧喷头的表面对接焊接。

在使用时，烧嘴冷却水盘管的进水端进水的同时出水端出水，利用烧嘴冷却水盘管在水煤浆工艺烧嘴外形成冷却水的循环回路，带走喷嘴表面的热量，实现对喷嘴的冷却降温。

在一些实施例中，为进一步提高水煤浆工艺烧嘴的保护效果和使用寿命，还可在外环氧通道外壁设置保护层、在外环氧喷头设置保护层以及在烧嘴冷却水盘管设置保护层。

在一种具体的实施方式中，保护层为碳化硅耐火涂层3。

示例性的，在水煤浆工艺烧嘴的外环氧喷头的外壁周围设置5cm厚的抓钉2，并在外环氧喷头表面、喷头端面、烧嘴冷却水盘管及外环氧外壁涂抹一层碳化硅耐火涂层。

通过上述对水煤浆工艺烧嘴的保护措施，设置抓钉2及涂抹耐火材料提高工艺烧嘴的寿命，延长气化炉运行周期，减少气化装置维修费用，节约检修成本费，同时提升装置运行的安全、稳定。

第一，外环氧喷头端面设置抓钉2，会形成一层挂渣，不仅达到以渣抗渣的效果，减少工艺烧嘴的冲刷磨损，还减少了熔融渣随内卷气流流到工艺烧嘴喷头端面的几率，减少了回火现象的发生。

第二，在外环氧喷头表面、喷头端面、烧嘴冷却水盘管及外环氧外壁涂抹碳化硅耐火涂层，根据碳化硅耐高温、耐磨、抗冲刷、耐腐蚀和质量轻的特点，能够将高温热辐射和端面高温回流冲刷隔离，有效的保护了在水煤浆气化时对撞产生的灰渣与热气流、热辐射对工艺烧嘴的冲刷及热腐蚀，延长了工艺烧嘴寿命，从原来的30-40天提升到60天以上，使气化装置能长周期稳定运行，提高企业的经济效益。

需要注意的是，本申请中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的水煤浆工艺烧嘴进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水煤浆工艺烧嘴，包括烧嘴本体，所述烧嘴本体具有通道结构和喷头结构，所述通道结构与所述喷头结构连通，其特征在于，在所述喷头结构的喷出端面设置有抓钉，同时在所述喷头结构外设置有保护层；所述喷头结构包括中心氧喷头、外环氧喷头、水煤浆喷头，所述中心氧喷头、所述外环氧喷头、所述水煤浆喷头的中心轴线重合，且所述中心氧喷头、所述水煤浆喷头、所述外环氧喷头由内向外依次套装，所述抓钉设置于所述外环氧喷头的端面；所述保护层为碳化硅耐火涂层。

2.根据权利要求1所述的水煤浆工艺烧嘴，其特征在于，所述通道结构包括中心氧通道、外环氧通道、水煤浆通道，所述中心氧通道、所述外环氧通道、所述水煤浆通道的中心轴线重合，且所述中心氧通道、所述水煤浆通道、所述外环氧通道由内向外依次套装。

3.根据权利要求2所述的水煤浆工艺烧嘴，其特征在于，所述外环氧通道形成于外环氧通道外壁与水煤浆通道外壁之间，所述水煤浆通道形成于水煤浆通道外壁与中心氧通道外壁之间，所述中心氧通道形成于中心氧通道外壁以内。

4.根据权利要求3所述的水煤浆工艺烧嘴，其特征在于，在所述外环氧通道外壁设置所述保护层。

5.根据权利要求1所述的水煤浆工艺烧嘴，其特征在于，在所述外环氧喷头设置所述保护层。

6.根据权利要求1所述的水煤浆工艺烧嘴，其特征在于，所述烧嘴本体还具有冷却结构，所述冷却结构在外包裹所述通道结构和所述喷头结构。

7.根据权利要求6所述的水煤浆工艺烧嘴，其特征在于，所述冷却结构为烧嘴冷却水盘管，所述烧嘴冷却水盘管在所述水煤浆工艺烧嘴头部进行缠绕设置且焊接固定，在所述烧嘴冷却水盘管设置所述保护层。