CN212227017U - 一种点火烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种点火烧嘴，包括点火器、用于通入燃料气的燃料气通道、用于通入空气的空气通道和用于通入氮气的氮气通道，点火器、氮气通道、燃料气通道、空气通道依次沿内向外同轴设置，燃料气通道上设置有燃料气进口和燃料气出口，空气通道上设置有空气进口和空气出口，所述的燃料气出口轴线与空气出口轴线呈一定夹角相交。本实用新型的点火烧嘴中的点火器、燃料气通道、空气通道依次沿内向外同轴设置，改变了传统的燃料气与空气的混合方式和点火器的点火位置，点火烧嘴易于点火且能形成稳定燃烧的火焰，避免发生脱火导致烧嘴熄灭。

Description

一种点火烧嘴

技术领域

本实用新型属于气化炉烧嘴技术领域，具体涉及一种点火烧嘴。

背景技术

块煤加压熔渣气化炉属于固定床液态排渣气化炉，该技术相对于国内普遍应用的煤化工技术最大的特点就是：利用的原煤是高灰熔点的无烟块煤。在小氮肥行业，无烟块煤是主要原料来源之一，据统计到2017年年底，采用无烟煤为原料的合成氨产能2125万吨，占比44.1％，其中采用无烟块煤为原料的合成氨产量占70％以上。常压间歇式固定床气化炉(UGI炉)是无烟块煤气化的主要方式，而UGI气化炉气化效率低下，气和水的污染物产量巨大，国家相关部门已明确提出升级和停产UGI炉的相关要求，计划到2020年全面关停间UGI炉。块煤加压熔渣气化技术是解决小氮肥行业无烟块煤高效清洁利用的重要方式。

块煤加压熔渣气化炉在开车过程中需要首先将点火烧嘴点燃，由点火烧嘴引燃主燃烧器为气化炉的升温提供热量，进而为气化炉投蒸氧提供条件。点火烧嘴和主燃烧器安装与气化炉的燃烧室内，燃烧室下部存在有大量的激冷水，点火时燃烧室由氮气充压至1.0～4.5MPa压力后开始点火，即点火烧嘴点火时处于高压潮湿环境，在这种环境下烧嘴的点火非常困难，且点火器极易损坏。

如图1所示现有的点火烧嘴结构，目前的烧嘴结构主要存在以下问题：

(1)燃料气喷口直向前喷射燃料气，与同向而来的空气掺混较慢，使得在点火器的点火位置处无可供点燃的燃料气和空气的混合气；

(2)为了使得在点火器处有可燃的混合气，部分烧嘴采用在燃料气喷口处加装挡片，将喷口喷出的燃料气引导至点火器头部来达到点火的目的，这又导致了点火器长期处于高温中进而造成点火器寿命大大缩短；

(3)燃烧器无稳焰区域，火焰燃烧不稳定易发生脱火现象；

(4)燃料气进口与空气进口为焊接件无法拆卸，损坏后的维修困难；

(5)点火器处于高压潮湿环境，当水蒸气进入点火器头部的绝缘层，造成点火器击穿极易损坏，现场平均点火三次就需要更换一根点火器。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种点火烧嘴，解决现有的点火烧嘴空气与燃料气掺混较慢导致点火器前段无法形成稳定的燃烧区域。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种点火烧嘴，包括点火器、用于通入燃料气的燃料气通道和用于通入空气的空气通道、用于通入氮气的氮气通道，所述的点火器、氮气通道、燃料气通道、空气通道依次沿内向外同轴设置，燃料气通道上设置有燃料气进口和燃料气出口，空气通道上设置有空气进口和空气出口，所述的燃料气出口轴线与空气出口轴线呈一定夹角相交。

优选的，所述的燃料气出口轴线向空气通道方向倾斜，燃料气出口轴线与燃料气通道轴线的夹角为10°～90°。

具体的，所述的点火器外部依次套设有第一管道、第二管道和第三管道，第一管道与点火器之间设置的间隙形成所述的氮气通道，第二管道与第一管道之间设置的间隙形成所述的燃料气通道，第三管道和第二管道之间设置的间隙形成所述的空气通道；所述的第一管道的两端设置有氮气进口和氮气出口，所述的第二管道的两端设置有燃料气进口和燃料气出口，所述的第三管道的两端设置有空气进口和空气出口。

具体的，位于点火器头部的空气通道中设置有空气均布器，空气均布器上设置有多个绕空气通道周向均匀分布的空气出口；第二管道靠近点火器头部的一端设置为向第一管道方向逐渐收缩的弧形面，且与第一管道封闭连接，弧形面上周向设置多个沿其周向均匀分布的燃料气出口。

具体的，所述的氮气进口、燃料气进口和空气进口均垂直于点火器轴线方向设置。

具体的，点火器尾部设置有点火器法兰，第一管道上设置有第一氮气通道法兰和第二氮气通道法兰，第二管道上设置有第一燃料气通道法兰和第二燃料气通道法兰，第三管道上设置有第一空气通道法兰和用于安装点火烧嘴的第二空气通道法兰，其中，点火器法兰与第一氮气通道法兰连接，第二氮气通道法兰和第一燃料气通道法兰连接，第二燃料气通道法兰和第一空气通道法兰连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的点火烧嘴中的点火器、燃料气通道、空气通道依次沿内向外同轴设置，改变了传统的燃料气与空气的混合方式和点火器的点火位置，点火烧嘴易于点火且能形成稳定燃烧的火焰，避免发生脱火导致烧嘴熄灭；并增加氮气通道通入氮气保护点火器，使得在点火器不运行的时候避免点火器受到燃烧室内水蒸气和其他腐蚀性气体的损坏。根据现场实际点火试验，点火成功率大于95％，点火器的使用寿命提升至10次以上。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是现有的点火烧嘴结构示意图。

图2是本实用新型的喷嘴的整体结构示意图。

图3是点火端的局部放大图。

图4是点火端的轴测图。

图中各标号表示为：1-点火器，2-燃料气通道，3-空气通道，4-氮气通道，5-第一管道，6-第二管道，7-第三管道；

101-点火器法兰；

201-燃料气进口，202-燃料气出口；

301-空气进口，302-空气出口，303-空气均布器；

401-氮气进口，402-氮气出口；

501-第一氮气通道法兰，502-第二氮气通道法兰；

601-弧形面，602-第一燃料气通道法兰，603-第二燃料气通道法兰；

701-第一空气通道法兰，702-第二空气通道法兰。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本实用新型的烧嘴可用于固定床碎煤熔渣加压气化炉中，通过该喷嘴引燃主燃烧器为气化炉的升温提供热量。该烧嘴结构还可以用于冶金、电力和工业窑炉等领域中。

以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指以相应附图的轮廓为基准定义的。

如图2所示，本实用新型给出一种点火烧嘴，包括点火器1、用于通入燃料气的燃料气通道2、用于通入空气的空气通道3和用于通入氮气的氮气通道4，其中，点火器1、氮气通道4、燃料气通道2、空气通道3依次沿内向外同轴设置。

燃料气通道2上设置有燃料气进口201和燃料气出口202，空气通道3上设置有空气进口301和空气出口302，燃料气出口202轴线与空气出口302轴线呈一定夹角相交，使得喷出的空气与喷出的燃料气相交掺混。在本实用新型的一个优选实施例中，燃料气出口202轴线向空气通道3方向倾斜，燃料气出口202轴线与燃料气通道2轴线的夹角为10°～90°，优选45°～60°。相对于图1所示的点火烧嘴结构，本实用新型的点火烧嘴改变了传统的燃料气与空气的混合方式和点火器的点火位置，点火烧嘴易于点火且能形成稳定燃烧的火焰，避免发生脱火导致烧嘴熄灭。而且通过增加氮气通道，通入氮气保护点火器，使得在点火器不运行的时候避免点火器受到燃烧室内水蒸气和其他腐蚀性气体的损坏。

在本实用新型的实施例中，该点火烧主要由点火器1、在点火器1外部依次套设的第一管道5、第二管道6和第三管道7组成，其中，第一管道5与点火器1之间设置的间隙形成氮气通道4，第二管道6与第一管道5之间设置的间隙形成燃料气通道2，第三管道7和第二管道6之间设置的间隙形成空气通道3。

在第一管道5的两端设置氮气进口401和氮气出口402，其中氮气出口由点火器1和第一管道5管壁之间的缝隙形成，当点火烧嘴停用时氮气通过该缝隙流出，起到保护点火器1的作用。第二管道6的两端设置燃料气进口201和燃料气出口202，第三管道7的两端设置有空气进口301和空气出口302。在本实施例中，氮气进口401、燃料气进口201和空气进口301均垂直于点火器1轴线方向设置。

位于点火器头部的空气通道3中设置有空气均布器303，空气均布器303上设置多个绕空气通道3周向均匀分布的空气出口302空气均布器为一板件，倾斜焊接在第三管道7和第二管道6管壁上，也可以是其他结构，如平板打孔或平板铣槽等结构都可作为本实用新型的空气均布器。如图3所示，第二管道6靠近点火器头部的一端设置为向第一管道5方向逐渐收缩的弧形面601，该弧形面601与第一管道5封闭连接，弧形面601上设置多个沿其周向均匀分布的燃料气出口202。从图3图面上可以看出，燃料气出口202与燃料气通道2轴线形成一定夹角，空气由空气入口进入空气通道中，然后经过空气均布器或旋流器整流之后与燃料气出口202喷出的燃料气快速相交掺混，形成低速回流区，点火容易，火焰稳定。在点火器1及燃料气出口202的前端面形成产生一个低压区，在这个低压区内形成一个小的可燃混合气低速回流区，回流区正好处于点火器的点火范围内从而使得点火成功率大大提高，同时低速回流区为远端高速火焰提供稳定的热量供应保证火焰的稳定性。

为了各个通道和点火器的拆装方便，在本实用新型的一个优选实施例中，在点火器1尾部设置点火器法兰101，第一管道5上设置第一氮气通道法兰501和第二氮气通道法兰502，第二管道6上设置第一燃料气通道法兰602和第二燃料气通道法兰603，第三管道7上设置第一空气通道法兰701和第二空气通道法兰702，其中，点火器法兰101与第一氮气通道法兰501连接，第二氮气通道法兰502和第一燃料气通道法兰602连接，第二燃料气通道法兰603和第一空气通道法兰701连接，第二空气通道法兰702用于将点火烧嘴安装到其他构件上。上述对接法兰与安装法兰均可自由拆卸，用于满足点火烧嘴中各个部件的拆解维修。

以下给出本实用新型的具体实施参数：

第三管道(空气管)φ65×2.5mm，第二管道(燃料气管)φ38×3mm，第一管道(氮气管)φ20×2mm，其中，2.5mm、3mm、2mm表示壁厚。燃料气喷头处设置有8个φ2mm的小孔，小孔与轴线呈45°夹角。空气均布器上有16个6×4的方形孔对空气进行整流。燃料气温度25℃，燃料气流量30Nm3/h，燃料气入口压力3.5MPa；空气温度25℃，空气流量300Nm3/h，空气入口压力3.5MPa；氮气温度25℃，氮气流量5Nm3/h，氮气入口压力3.5MPa；燃烧室背压1.5MPa。试验参数和试验结果见表1。

表1点火烧嘴的试验记录结果

从上表可以看出，通过本实用新型的点火烧嘴点火成功率高，点火成功率大于95％。另外，根据空气流量和燃料气流量的比例大小可以看出，点火烧嘴可在30％～130％的负荷范围内调节，保证稳定燃烧。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本实用新型的思想，同样应当视其为本实用新型所公开的内容。

Claims (6)

1.一种点火烧嘴，包括点火器(1)、用于通入燃料气的燃料气通道(2)和用于通入空气的空气通道(3)，燃料气通道(2)上设置有燃料气进口(201)和燃料气出口(202)，空气通道(3)上设置有空气进口(301)和空气出口(302)，其特征在于，

还包括用于通入氮气的氮气通道(4)，所述的点火器(1)、氮气通道(4)、燃料气通道(2)、空气通道(3)依次沿内向外同轴设置，所述的燃料气出口(202)轴线与空气出口(302)轴线呈一定夹角相交。

2.如权利要求1所述的点火烧嘴，其特征在于，所述的燃料气出口(202)轴线向空气通道(3)方向倾斜，燃料气出口(202)轴线与燃料气通道(2)轴线的夹角为10°～90°。

3.如权利要求1所述的点火烧嘴，其特征在于，所述的点火器(1)外部依次套设有第一管道(5)、第二管道(6)和第三管道(7)，第一管道(5)与点火器(1)之间设置的间隙形成所述的氮气通道(4)，第二管道(6)与第一管道(5)之间设置的间隙形成所述的燃料气通道(2)，第三管道(7)和第二管道(6)之间设置的间隙形成所述的空气通道(3)；所述的第一管道(5)的两端设置有氮气进口(401)和氮气出口(402)，所述的第二管道(6)的两端设置有燃料气进口(201)和燃料气出口(202)，所述的第三管道(7)的两端设置有空气进口(301)和空气出口(302)。

4.如权利要求3所述的点火烧嘴，其特征在于，位于点火器头部的空气通道(3)中设置有空气均布器(303)，空气均布器(303)上设置有多个绕空气通道(3)周向均匀分布的空气出口(302)；第二管道(6)靠近点火器头部的一端设置为向第一管道(5)方向逐渐收缩的弧形面(601)，该弧形面(601)与第一管道(5)封闭连接，弧形面(601)上设置多个沿其周向均匀分布的燃料气出口(202)。

5.如权利要求3所述的点火烧嘴，其特征在于，所述的氮气进口(401)、燃料气进口(201)和空气进口(301)均垂直于点火器(1)轴线方向设置。

6.如权利要求1所述的点火烧嘴，其特征在于，所述的点火器(1)尾部设置有点火器法兰(101)，第一管道(5)上设置有第一氮气通道法兰(501)和第二氮气通道法兰(502)，第二管道(6)上设置有第一燃料气通道法兰(602)和第二燃料气通道法兰(603)，第三管道(7)上设置有第一空气通道法兰(701)和用于安装点火烧嘴的第二空气通道法兰(702)，其中，点火器法兰(101)与第一氮气通道法兰(501)连接，第二氮气通道法兰(502)和第一燃料气通道法兰(602)连接，第二燃料气通道法兰(603)和第一空气通道法兰(701)连接。

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