CN205368275U - 一种新型鼓风口氧气烧嘴 - Google Patents

Abstract

一种新型鼓风口氧气烧嘴，包括喷射***和冷却***，喷射***包括主喷管，主喷管的前端为烧嘴头部，冷却***包括冷却水进水管和绕在主喷管上的冷却水盘管，其特征在于，在烧嘴头部布置有水夹套，水夹套中有集水腔，集水腔进水口与冷却水进水管连通，出水口与冷却水盘管连通。所述水夹套的迎火面设置有保护罩，水夹套和保护罩的端部均有供主喷管前端穿出的孔，本实用新型在烧嘴头部增设水夹套，使整个烧嘴头部均可受到冷却，并在水夹套外部增设防护用的导热系数较低的耐高温耐腐蚀材料，使得烧嘴头部在受到全面冷却的情况下与炉内的带腐蚀性高温气体隔离，可有效的延长鼓风口氧气烧嘴的使用寿命，减少修复成本。

Description

一种新型鼓风口氧气烧嘴

技术领域

本实用新型涉及一种新型鼓风口氧气烧嘴，用于BGL碎煤熔渣加压气化炉，亦可作为能源，环保，冶金，石油，化工等工业领域的工业装置中处于高温环境下的喷射装置。

背景技术

BGL碎煤熔渣气化技术属于液态排渣的气化炉，该技术相对于目前国内普遍应用的煤化工技术最大的特点就是：利用的原煤是褐煤(低质煤)，而我国80％左右的煤炭资源均是褐煤等低质煤，符合我国煤炭深加工产业政策，也是我国未来煤化工发展的主要趋势，国内已有数套该装置运行。根据国内运行经验，鼓风口氧气烧嘴的平均使用寿命为90天左右，其经常性维修与更换已经成为BGL气化炉频繁停炉的主要原因之一，严重影响了企业的经济效益。

BGL碎煤熔渣气化炉中褐煤(低质煤)从顶部由煤锁间歇进入气化炉，气化剂蒸汽、氧气从气化炉下部的鼓风口氧气烧嘴以相同角度喷入炉内，在中心处形成富氧燃烧区。通过控制气化剂氧浓度来调整炉内反应温度达到灰熔点温度以上，使灰渣变成熔融态后进入熔渣池，然后通过连接短节(燃烧环)间歇排入激冷室，最后从渣锁间歇排入冲渣沟。

通常BGL碎煤熔渣气化炉有六台鼓风口氧气烧嘴，以一定的水平夹角均布对置安装于气化炉侧壁上深入炉内熔渣池部分。鼓风口氧气烧嘴是单通道缩变径结构设计，采用冷却水盘管和铸铜结构形式冷却，利用铜材料良好的导热性能将烧嘴表面所受炉内高温热量带走。现有结构设计中冷却水不能对烧嘴头部进行良好冷却，头部又处于炉内熔渣池附近约1500℃的高温环境中，因此头部经常会因高温烧蚀，口部通道结构尺寸变形，严重影响烧嘴使用寿命短和性能参数，同时铜材料的维修麻烦。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种新型鼓风口氧气烧嘴，烧嘴头部增设水夹套，使整个烧嘴头部均可受到冷却，并在水夹套外部增设防护用的导热系数较低的耐高温耐腐蚀材料，使得烧嘴头部在受到全面冷却的情况下与炉内的带腐蚀性高温气体隔离，可有效的延长鼓风口氧气烧嘴的使用寿命，减少修复成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型鼓风口氧气烧嘴，包括喷射***1和冷却***2，喷射***1包括主喷管6，主喷管6的前端为烧嘴头部，冷却***2包括冷却水进水管9和绕在主喷管6上的冷却水盘管12，其特征在于，在烧嘴头部布置有水夹套10，水夹套10中有集水腔101，集水腔101进水口与冷却水进水管9连通，出水口与冷却水盘管12连通。

所述集水腔101中设置有分水器102和隔水件103。

所述冷却***2包括管状的铸铜体14，冷却水盘管12和其盘绕的主喷管6的一部分位于铸铜体14中，水夹套10与铸铜体14的前端连接，且集水腔101与铸铜体14的连接面上设置有强化导热及结合强度的翅片结构。

所述水夹套10及其内部的分水器102和隔水件103均为镍基合金件。

所述隔水件103为紫铜件。

所述水夹套10的迎火面设置有保护罩11，水夹套10和保护罩11的端部均有供主喷管6前端穿出的孔。

所述保护罩11为非金属陶瓷件，使用一组沉头铆钉固定于水夹套10上，沉头铆钉所在沉孔以耐火材料固封。

所述保护罩11为镍基合金件或钴基合金件，堆焊于水夹套10迎火面。

所述冷却水盘管12为紫铜管盘或纯镍管盘。

所述主喷管6的尾端设置氧蒸汽法兰3。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、针对原纯盘管冷却结构无法延伸至靠近端面，对烧嘴头部即主喷管的出口进行有效冷却保护，于烧嘴头部采用了水夹套的结构，重点强化了冷却水与烧嘴头部端面的换热，有效的改变了烧嘴头部换热不足的情况，可有效的保护主喷管出口处以及烧嘴头部端面，减缓其因温度过高而发生的变形；

2、在采用主动冷却的基础上，于烧嘴头部水夹套端面设置被动保护罩，利用保护罩的耐高温、抗氧化及抗腐蚀的特性阻绝烧嘴头部端面及主喷管出口与炉内高温、氧化气氛以及腐蚀性气氛直接接触，可极大的减缓高温烧蚀现象的发生。在开停车过程中，可有效防止因回火对烧嘴头部造成的损害。

3、本实用新型从主动冷却及被动防御两个方面着手，有效的保护鼓风口氧气烧嘴端面及主喷管出口，普遍可延长使用寿命1.5～2.0倍，大大的减少了不易维修的铸铜体的维修量。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1中铸铜体、水夹套及保护罩的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

本实用新型的原理是通过改变鼓风口氧气烧嘴头部冷却水通道结构以及增添水夹套保护，在冷却水进入头部水夹套以后增加冷却水与烧嘴头部的换热面积，延长冷却水在烧嘴头部内冷却时间的双重作用，迅速带走头部所受高温，使烧嘴头部得到良好的冷却，并且使烧嘴头部与炉内高温腐蚀性气体隔绝，确保烧嘴头部所用材料不因高温及氧化腐蚀性环境而发生损坏，从而提供一种寿命更长的运行更加稳定的鼓风口氧气烧嘴。

如图1、图2和图3所示，其技术方案如下：

1.鼓风口氧气烧烧嘴结构

鼓风口氧气烧嘴主要由喷射***1与冷却***2构成，喷射***1包括一根接有氧气与蒸汽混合气体的主喷管6，主喷管6可选择减缩变径管，其尾端设置氧蒸汽法兰3，并在靠近尾端位置安装有用于连接检测设备的检测孔法兰4以及安装法兰5。冷却***2包括管状的铸铜体14、冷却水盘管12和冷却水进水管9，冷却水盘管12整***于铸铜体14中，冷却水进水管9入口端安装冷却水入口法兰7，冷却水盘管12的出口端接冷却水出水管13，冷却水出水管13的出口端安装冷却水出口法兰8。主喷管6的前端(即细端)穿过铸铜体14。

2.冷却***结构

针对鼓风口氧气烧嘴头部的高效冷却以及耐腐蚀保护，本实用新型在烧嘴头部增设了可以增大了烧嘴头部的有效换热面积，延长冷却时间的水夹套10，并增设了保护罩11进行隔热、防氧化及腐蚀。

具体地，在烧嘴头部布置水夹套10，水夹套10中有集水腔101，集水腔101中设置有分水器102和隔水件103，水夹套10及其内部的分水器102和隔水件103均为导热系数优良且耐高温耐腐蚀的镍基合金件。隔水件103也可为导热系数极佳的紫铜件。分水器102和隔水件103可使得布水均匀，集水腔101进水口与冷却水进水管9连通，出水口与冷却水盘管12连通。冷却水盘管12为紫铜管盘或纯镍管盘。

水夹套10与铸铜体14的前端连接，且集水腔101与铸铜体14的连接面上设置有强化导热及结合强度的翅片结构。

保护罩11可以是耐高温、耐腐蚀、导热系数良好的镍基合金件或钴基合金件，堆焊于水夹套10迎火面。也可以是低导热系数、抗氧化、耐腐蚀的非金属陶瓷件，使用一组沉头铆钉固定于水夹套10上，沉头铆钉所在沉孔以耐火材料固封。水夹套10和保护罩11的端部均有供主喷管6前端穿出的孔。

高温高压的氧气与水蒸气混合气体经由氧蒸汽法兰3进入主喷管6，经过缩颈的主喷管6达到提速的目的后喷入炉膛内，主喷管6的尾部有检测孔法兰4，用以连接检测炉内火焰的检测装置。

同时，高压的冷却水由冷却水入口法兰7进入冷却水进水管9，冷却水进水管9与水夹套10直接相连，冷却水进入水夹套10的集水腔101，在烧嘴头部循环一周对头部端面进行有效冷却后，进入位于铸铜体14中的冷却水盘管12，对铸铜体14以及头部进行冷却，随后进入冷却水出水管13，流入冷却水出口法兰8离开鼓风口氧气烧嘴。集水腔101与铸铜体14接触的端面上的翅片可以保证水夹套10与铸铜体14紧密结合并具有良好的导热性能。保护罩11安装于水夹套10的迎火端面上，保护罩11中间有一略大于主喷管6小端直径的小孔，且主喷管6出口端面与保护罩11端面平齐或主喷管稍微缩进一些。保护罩11所用材料具有低导热系数、耐高温、抗氧化及耐腐蚀的特性，并且具有良好的抗热震性能。

根据以上结构提供如下设计参数的具体实施例：

冷却水入口温度40℃，冷却水出口温度50℃，冷却水流量3.2Nm³/h，冷却水入口压力5.47MPa，使用寿命可达180天以上。

烧嘴工长1850.0mm，前端冷却***(包括铸铜体14、水夹套10、保护罩11及冷却水盘管12)长720mm，直径180mm。冷却水盘管12由紫铜管盘制。安装法兰5内侧(伸入炉内部分)1200mm。冷却水经冷却水进水管9送入集水腔101，经分水器102均匀分至隔水件103中，与烧嘴头部端面进行换热达到冷却烧嘴头部的目的。由水夹套10流出后进入冷却水盘管12中与铸铜体14进行换热带走铸铜体14上的热量，而铸铜体14与水夹套10之间由多个翅片相连接，头部所受热量亦可经由铸铜体14被冷却水带走。流经冷却水盘管12后的冷却水经冷却水出水管13与冷却水出口法兰8流出。保护罩11为非金属的陶瓷基材料通过沉头铆钉固定于水夹套上，并使用耐火材料封住沉头铆钉，避免铆钉因直接接触高温发生变形。

综上，本实用新型的核心概念是在烧嘴头部端面迎火处增设水夹套10及保护罩11，实现冷却水直达烧嘴头部端面，增大冷却水与烧嘴头部间的换热面积，合理延长冷却水的停留时间，优化头部端面的换热效果。增设的保护罩11可以有效隔绝炉内高温、氧化气氛及腐蚀性气氛对烧嘴头部的直接损坏，同时防止开停车过程中因氧蒸汽量不足引起氧蒸汽扩散至烧嘴头部周围与煤发生剧烈反应致使烧嘴头部直接暴露在强烈的燃烧反应区域。任何基于本实用新型思路的实施方式，均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型鼓风口氧气烧嘴，包括喷射***(1)和冷却***(2)，喷射***(1)包括主喷管(6)，主喷管(6)的前端为烧嘴头部，冷却***(2)包括冷却水进水管(9)和绕在主喷管(6)上的冷却水盘管(12)，其特征在于，在烧嘴头部布置有水夹套(10)，水夹套(10)中有集水腔(101)，集水腔(101)进水口与冷却水进水管(9)连通，出水口与冷却水盘管(12)连通。

2.根据权利要求1所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述集水腔(101)中设置有分水器(102)和隔水件(103)。

3.根据权利要求2所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述冷却***(2)包括管状的铸铜体(14)，冷却水盘管(12)和其盘绕的主喷管(6)的一部分位于铸铜体(14)中，水夹套(10)与铸铜体(14)的前端连接，且集水腔(101)与铸铜体(14)的连接面上设置有强化导热及结合强度的翅片结构。

4.根据权利要求2所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述水夹套(10)及其内部的分水器(102)和隔水件(103)均为镍基合金件。

5.根据权利要求2所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述隔水件(103)为紫铜件。

6.根据权利要求1所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述水夹套(10)的迎火面设置有保护罩(11)，水夹套(10)和保护罩(11)的端部均有供主喷管(6)前端穿出的孔。

7.根据权利要求6所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述保护罩(11)为非金属陶瓷件，使用一组沉头铆钉固定于水夹套(10)上，沉头铆钉所在沉孔以耐火材料固封。

8.根据权利要求6所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述保护罩(11)为镍基合金件或钴基合金件，堆焊于水夹套(10)迎火面。

9.根据权利要求1所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述冷却水盘管(12)为紫铜管盘或纯镍管盘。

10.根据权利要求1所述新型鼓风口氧气烧嘴，其特征在于，所述主喷管(6)的尾端设置氧蒸汽法兰(3)。