CN209619289U - 水煤浆气化炉烧嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水煤浆气化炉烧嘴，包括由内向外依次同中心轴设置的中心氧通道、煤浆通道、外氧通道和冷却水夹套；煤浆通道内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第一扇形固定块，外氧通道内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第二扇形固定块；冷却水夹套包括进水通道、出水通道和窗式冷却水槽；窗式冷却水槽包括第一弧形角，第一弧形角位于窗式冷却水槽向外氧通道过渡处，且位于窗式冷却水槽的外侧。该水煤浆气化炉烧嘴，各通道的同轴性好，且其对向火端端面的冷却较均匀，其向火端端面处的热应力分散，有助于延长其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于煤气化装置领域，特别涉及一种水煤浆气化炉烧嘴。
背景技术
煤的洁净与高效利用是当今世界能源与环境保护领域中的重大技术课题，也是我国国民经济可持续发展的关键技术之一，煤气化是将一次能源转化成洁净的二次能源的主要途径。
目前在煤气化领域，水煤浆气化炉占据了半壁江山，其核心设备是气化炉烧嘴，传统水煤浆气化炉烧嘴本体为冷却盘管结构，这种结构换热效率差，端面壁厚不易控制，易烧龟裂，合成气夹带灰渣进入烧嘴室，灰渣包裹冷却盘管，使冷却盘管与烧嘴室凝固为一体，造成拆装困难，管件易损坏，合成气中的硫及氢腐蚀水煤浆气化炉烧嘴的外表面，使其耐煤质波动性差，降低了水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命。且传统水煤浆气化炉烧嘴中各通道的同轴性差，使用过程中可能会出现偏差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水煤浆气化炉烧嘴，该水煤浆气化炉烧嘴结构简单、使用方便，各通道的同轴性好，且其对向火端端面的冷却较均匀，其向火端端面处的热应力分散，有助于延长其使用寿命。
本实用新型的技术方案如下：
一种水煤浆气化炉烧嘴，包括由内向外依次同中心轴设置的中心氧通道、煤浆通道、外氧通道和冷却水夹套；
所述煤浆通道内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第一扇形固定块，所述第一扇形固定块包括同中心角的第一圆弧面和第二圆弧面，所述第一圆弧面的半径小于所述第二圆弧面，所述第一扇形固定块通过所述第一圆弧面固定至所述中心氧通道的外壁上，通过所述第二圆弧面与所述煤浆通道的内壁相配合；所述外氧通道内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第二扇形固定块，所述第二扇形固定块包括同中心角的第三圆弧面和第四圆弧面，所述第三圆弧面的半径小于所述第四圆弧面，所述第二扇形固定块通过所述第三圆弧面固定至所述煤浆通道2的外壁上，通过所述第四圆弧面与所述冷却水夹套的内壁相配合；
所述冷却水夹套包括进水通道、出水通道和窗式冷却水槽，所述进水通道和所述出水通道由内向外依次同中心轴设置，且通过所述窗式冷却水槽相连通，所述窗式冷却水槽在所述水煤浆气化炉烧嘴的向火端螺旋盘绕；
所述窗式冷却水槽包括第一弧形角，所述第一弧形角位于所述窗式冷却水槽向所述外氧通道过渡处，且位于所述窗式冷却水槽的外侧。
优选地，所述第一弧形角所对应的中心角为30-90°。
优选地，所述窗式冷却水槽包括第二弧形角，所述第二弧形角位于所述窗式冷却水槽内，且对应所述第一弧形角的位置。
优选地，所述第二弧形角所对应的中心角为30-90°。
优选地，所述窗式冷却水槽的向火端端面上设置有耐火层，所述耐火层的厚度为1-5mm，优选2-4mm，比如3mm。
优选地，所述窗式冷却水槽在所述水煤浆气化炉烧嘴的向火端螺旋盘绕2-5圈。
优选地，所述窗式冷却水槽的向火端端面的厚度为2-8mm，优选4-6mm，比如5mm。
优选地，所述窗式冷却水槽的向火端端面为钴基合金端面。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的水煤浆气化炉烧嘴，结构简单、使用方便，各通道的同轴性好，且其对向火端端面的冷却较均匀，其向火端端面处的热应力分散，且其强度高，抗氧化、抗腐蚀和耐高温性均较好，有助于延长其使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的水煤浆气化炉烧嘴在一种实施方式中的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1中的B部分放大结构示意图。
具体实施方式
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本实用新型的内容，实用新型并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。
本实用新型提供一种水煤浆气化炉烧嘴，如图1-3所示，包括由内向外依次同中心轴设置的中心氧通道1、煤浆通道2、外氧通道3和冷却水夹套；
所述煤浆通道2内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第一扇形固定块21，所述第一扇形固定块21包括同中心角的第一圆弧面和第二圆弧面，所述第一圆弧面的半径小于所述第二圆弧面，所述第一扇形固定块21通过所述第一圆弧面固定至所述中心氧通道1的外壁上，通过所述第二圆弧面与所述煤浆通道2的内壁相配合；所述外氧通道3内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第二扇形固定块31，所述第二扇形固定块31包括同中心角的第三圆弧面和第四圆弧面，所述第三圆弧面的半径小于所述第四圆弧面，所述第二扇形固定块31通过所述第三圆弧面固定至所述煤浆通道2的外壁上，通过所述第四圆弧面与所述冷却水夹套的内壁相配合；
所述冷却水夹套包括进水通道4、出水通道5和窗式冷却水槽6，所述进水通道4和所述出水通道5由内向外依次同中心轴设置，且通过所述窗式冷却水槽6相连通，所述窗式冷却水槽6在所述水煤浆气化炉烧嘴的向火端螺旋盘绕；
所述窗式冷却水槽6包括第一弧形角61，所述第一弧形角61位于所述窗式冷却水槽6向所述外氧通道3过渡处，且位于所述窗式冷却水槽6的外侧。
本实用新型的水煤浆气化炉烧嘴，包括由内向外依次同中心轴设置的中心氧通道1、煤浆通道2、外氧通道3和冷却水夹套，是指所述煤浆通道2同中心轴环绕设置于所述中心氧通道1的外围一周，所述外氧通道3同中心轴环绕设置于所述煤浆通道2的外围一周，所述冷却水夹套同中心轴环绕设置于所述外氧通道3的外围一周。
可以理解至少3个第一扇形固定块21间隔设置，至少3个第二扇形固定块31间隔设置，以分别保持所述煤浆通道2和外氧通道3的畅通。
本实用新型的水煤浆气化炉烧嘴，通过第一扇形固定块21和第二扇形固定块31的设置，使得各通道之间能够很好地保持同轴性，防止使用过程中出现偏差而影响其正常使用；窗式冷却水槽的设置，使其冷却水夹套对水煤浆气化炉烧嘴向火端的冷却效果好，换热效率高，有助于分散水煤浆气化炉烧嘴向火端的热应力，使其均匀受热和冷却，避免热应力集中而烧坏，延长其使用寿命；现有设计中所述窗式冷却水槽向所述外氧通道过渡处为直角设置，易造成该处热应力集中而缩短水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命；相对于现有技术，本实用新型中窗式冷却水槽中第一弧形角的设置，能够很好地分散该处的热应力，避免该处热应力集中造成冷却水泄漏进而停工而影响生产进程，从而延长水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命。
在一种实施方式中，所述第一扇形固定块21所对应的中心角为10-100°，优选20-60°，比如40°，从而一方面具有较好的支撑能力，能够保持所述煤浆通道2与所述中心氧通道1的同轴性，另一方面能够保证所述煤浆通道2的畅通。
在一种实施方式中，所述第二扇形固定块31所对应的中心角为10-100°，优选20-60°，比如40°，从而一方面具有较好的支撑能力，能够保持所述外氧通道3以及冷却水夹套与所述中心氧通道1的同轴性，另一方面能够保证所述外氧通道3的畅通。
在一种实施方式中，所述第一弧形角61所对应的中心角为30-90°，优选50-70°，比如60°。
所述第一弧形角61所对应的中心角在一个合适的范围内时才能更好地分散热应力；当所述第一弧形角61过小时，一方面不好加工，另一方面会影响所述外氧通道3的形状，从而对水煤浆气化炉烧嘴的结构造成较大的影响；当所述第一弧形角61过大时，一方面没必要，也不方便加工，另一方面所述第一弧形角61可能会从水煤浆气化炉烧嘴的向火端端面凸出来，从而进一步造成该处热应力集中而适得其反。
在一种实施方式中，所述窗式冷却水槽6包括第二弧形角62，所述第二弧形角62位于所述窗式冷却水槽内6，且对应所述第一弧形角61的位置。
同样地，窗式冷却水槽中第二弧形角的设置，能够很好地分散该处的热应力，避免该处热应力集中，从而延长水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命。
在一种实施方式中，所述第二弧形角62所对应的中心角为30-90°，优选50-70°，比如60°。
同样地，所述第二弧形角62所对应的中心角在一个合适的范围内时才能更好地分散热应力；当所述第一弧形角61过小或过大时，一方面不方便加工，另一方面会影响所述窗式冷却水槽的形状，从而影响对水煤浆气化炉烧嘴向火端的冷却效果，造成该处热应力集中而适得其反。
在一种实施方式中，所述窗式冷却水槽6的向火端端面上设置有耐火层7，所述耐火层7的厚度为1-5mm，优选2-4mm，比如3mm。
由于水煤浆气化过程中会产生酸性气体，所以水煤浆气化炉烧嘴的使用环境是酸性高温环境，在使用过程中容易烧坏龟裂，或者被酸性气体腐蚀。耐火层的设置，有助于提高所述窗式冷却水槽6的向火端端面的强度、抗氧化性、抗腐蚀性和抗高温作用，保护所述窗式冷却水槽6的向火端端面，防止其使用过程中龟裂和腐蚀，从而延长所述水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命。
在一种实施方式中，所述耐火层7为碳化硅涂层。碳化硅涂层具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀的性质，能够对所述窗式冷却水槽6的向火端端面进行有效防护，防止其使用过程中龟裂和腐蚀，从而延长所述水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命。
在一种实施方式中，所述窗式冷却水槽6在所述水煤浆气化炉烧嘴的向火端螺旋盘绕2-5圈，优选3-4圈。盘绕的圈数越多，对所述水煤浆气化炉烧嘴向火端的冷却作用越均匀快速，冷却效果越好，防止其向火端热应力集中的作用越好；但是盘绕的圈数太多的话，一方面局限于所述水煤浆气化炉烧嘴本身的体积大小而无法实施，另一方面会影响冷却水的流动，造成冷却水流动太慢而影响换热效率，从而影响其对所述水煤浆气化炉烧嘴向火端的冷却效果，适得其反；盘绕圈数在2-5，优选3-4时，一方面冷却效果好，另一方面容易实施。
在一种实施方式中，所述窗式冷却水槽6的向火端端面的厚度为2-8mm，优选4-6mm，比如5mm。
所述窗式冷却水槽6的向火端端面的厚度太薄时强度不够，容易烧坏，太厚时影响水煤浆气化炉烧嘴的正常使用；其厚度在2-8mm，优选4-6mm时，强度和使用性能均能兼顾到。
在一种实施方式中，所述窗式冷却水槽6的向火端端面为钴基合金端面。
由于水煤浆气化过程中会产生酸性气体，所以水煤浆气化炉烧嘴的使用环境是酸性高温环境，在使用过程中容易烧坏龟裂，或者被酸性气体腐蚀。所述窗式冷却水槽6的向火端端面为钴基合金端面，有助于保证所述窗式冷却水槽6的向火端端面的强度、抗氧化性、抗腐蚀性和抗高温作用，防止其使用过程中龟裂和腐蚀，从而延长所述水煤浆气化炉烧嘴的使用寿命。
如图1所示，本实用新型的水煤浆气化炉烧嘴的使用过程如下：
中心氧通道1中通入高速氧气流，煤浆通道2通入水煤浆，外氧通道3中通入高速氧气流；水煤浆气化炉烧嘴的向火端出口处，从中心氧通道1出来的高速氧气流和从外氧通道3出来的高速氧气流将从煤浆通道2出来的煤浆雾化，受气化炉内高温耐火砖的高温辐射作用，水煤浆气化炉烧嘴的向火端出口处迅速发生气化反应，高速热流在气化炉内进行撞击、返流等；冷却水自冷却水夹套的进水通道4输入，并经所述窗式冷却水槽6对水煤浆气化炉烧嘴的向火端进行换热以将水煤浆气化炉烧嘴的向火端端面的热量带走，然后再经出水通道5输出，从而降低所述窗式冷却水槽6向火端的温度，防止其烧损；煤浆与高速氧气流反生反应，生成的液体渣及粗煤气经气化炉排渣口流出，进入下游工序。冷却水则进入缓冲罐进行循环使用。
本实用新型的水煤浆气化炉烧嘴，结构简单、使用方便，各通道的同轴性好，且其对向火端端面的冷却较均匀，其向火端端面处的热应力分散，且其强度高，抗氧化、抗腐蚀和耐高温性均较好，有助于延长其使用寿命。
Claims (13)
1.一种水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，包括由内向外依次同中心轴设置的中心氧通道(1)、煤浆通道(2)、外氧通道(3)和冷却水夹套；
所述煤浆通道(2)内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第一扇形固定块(21)，所述第一扇形固定块(21)包括同中心角的第一圆弧面和第二圆弧面，所述第一圆弧面的半径小于所述第二圆弧面，所述第一扇形固定块(21)通过所述第一圆弧面固定至所述中心氧通道(1)的外壁上，通过所述第二圆弧面与所述煤浆通道(2)的内壁相配合；所述外氧通道(3)内的其中一个横截面上分散设置有至少3个第二扇形固定块(31)，所述第二扇形固定块(31)包括同中心角的第三圆弧面和第四圆弧面，所述第三圆弧面的半径小于所述第四圆弧面，所述第二扇形固定块(31)通过所述第三圆弧面固定至所述煤浆通道(2)的外壁上，通过所述第四圆弧面与所述冷却水夹套的内壁相配合；
所述冷却水夹套包括进水通道(4)、出水通道(5)和窗式冷却水槽(6)，所述进水通道(4)和所述出水通道(5)由内向外依次同中心轴设置，且通过所述窗式冷却水槽(6)相连通，所述窗式冷却水槽(6)在所述水煤浆气化炉烧嘴的向火端螺旋盘绕；
所述窗式冷却水槽(6)包括第一弧形角(61)，所述第一弧形角(61)位于所述窗式冷却水槽(6)向所述外氧通道(3)过渡处，且位于所述窗式冷却水槽(6)的外侧。
2.根据权利要求1所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述第一弧形角(61)所对应的中心角为30-90°。
3.根据权利要求2所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)包括第二弧形角(62)，所述第二弧形角(62)位于所述窗式冷却水槽(6)内，且对应所述第一弧形角(61)的位置。
4.根据权利要求3所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述第二弧形角(62)所对应的中心角为30-90°。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)的向火端端面上设置有耐火层(7)，所述耐火层(7)的厚度为1-5mm。
6.根据权利要求5所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述耐火层(7)的厚度为2-4mm。
7.根据权利要求6所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述耐火层(7)的厚度为3mm。
8.根据权利要求5所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述耐火层(7)为碳化硅涂层。
9.根据权利要求1-4和6-8中任一项所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)在所述水煤浆气化炉烧嘴的向火端螺旋盘绕2-5圈。
10.根据权利要求9所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)的向火端端面的厚度为2-8mm。
11.根据权利要求10所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)的向火端端面的厚度为4-6mm。
12.根据权利要求11所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)的向火端端面的厚度为5mm。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的水煤浆气化炉烧嘴，其特征在于，所述窗式冷却水槽(6)的向火端端面为钴基合金端面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |