CN2688395Y - 气液混合相气化喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要涉及非催化氧化法气化炉用气液混合相气化喷嘴。一种气液混合相气化喷嘴，包括带有法兰盘的气化介质进口管或液化介质进口管与其对应的多流道喷管相固连，喷头与喷管固连或为一体，其主要特点是还包括有所述喷头与喷管为等壁厚固连，其过渡为平滑过渡；喷头内、外壁为锥形，其壁厚以直线均匀减薄，呈梯形；喷头端部的喷口壁厚为1～5mm。本实用新型的喷嘴与气化炉拱顶及炉口结构的合理布置获得了最佳的流场及温度场匹配而达到最好的气化效果，保证有效气体成分大于95.5％，最高可达96.3％。延长了气化喷嘴的操作寿命，解决由于气化喷嘴的损坏引起气化炉炉口砖损坏而导致的炉口砖使用寿命短，频繁停车问题，满足气化装置的长周期，满负荷运行要求，提高装置的经济效益。
Description
技术领域：
本实用新型主要涉及非催化氧化法气化炉用气液混合相气化喷嘴的结构。
背景技术：
由于国际油价飙升以及作为合成氨原料的石油炼制品深加工技术发展引起的供应短缺，作为以轻油、重油、渣油为原料的大型合成氨装置面临着原料来源紧张、原料价格上涨、企业经济效益下滑、原料成分日益偏离设计成分的困境，从而带来装置操作的波动、能耗加大、操作费用增高，使企业生存、发展面临严峻的形势；另一方面，随着国内大量天然气资源的开发，在能够利用天然气实施原料路线改造的国内石化行业的大中型合成氨厂已经完成或正在进行装置的“油改气”；而对一些综合性大型企业，石油炼制副产品如炼厂干气，石油沥青等如何充分合理利用，依托现有资源进行原料技术线路的改造，提高装置的经济效益已成为亟待解决的问题。那么关键的问题就是作为合成氨装置核心设备的气化炉及其气化喷嘴，过去均为国外公司的专利技术且整机进口。在生产操作运行中，由于气化炉工作环境较为恶劣，处于火焰中，气化喷嘴的端部极易发生烧损现象，维修喷嘴需经专利商发送到国外，耗费大量的财力和时间。由于气化喷嘴进口价格较高，不可能多备备件，频繁的喷嘴烧损及停炉更换严重影响了装置的效益及安全运行。
申请号为97235458.1，名称为“五通道负荷可控式水煤浆气化喷嘴”的实用新型专利，公开了一种新的喷嘴结构，为了使喷嘴部分耐烧损，加厚了喷嘴的壁厚，使流道的内腔有凸台，气化物质在喷口处受到阻碍，不利于气化物质的气化。
发明内容：
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种气液混合相气化喷嘴。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种气液混合相气化喷嘴，包括带有法兰盘的气化介质进口管(1)或液化介质进口管(11)与其对应的多流道喷管(2)相固连，喷头(3)与喷管(2)固连或为一体，其主要特点是还包括有所述喷头(3)与喷管(2)为等壁厚固连，其过渡为平滑过渡；喷头内、外壁为锥形，其壁厚以直线均匀减薄，呈梯形；喷头(3)端部的喷口壁厚为1～5mm。
所述的气液混合相气化喷嘴在内喷管(a)，外喷管(b)的连接处设有滑动密封装置(8)。所述的滑动密封装置(8)是在外喷管(b)的内壁设有凸台或垫片，在内喷管(a)的外壁与外喷管(b)内壁的凸台或垫片上设有压紧密封环(81)，其上设有密封垫(82)，连接法兰(83)空套于内喷管(a)与外喷管(b)固连，连接法兰(83)的凸缘压紧在密封垫(82)上。
三流道气液混合相气化喷嘴喷头(3)端部的内腔与中心线的夹角αx第1流道(21)夹角α1为0°～5°，第2流道(22)夹角α2为10°～18°，第3流道(23)夹角α3为15°～25°。五流道气液混合相气化喷嘴喷头(3)端部的内腔与中心线的夹角第1流道(21)夹角α1为0°～2°，第2流道(22)夹角α2为1°～5°，第3流道(23)夹角α3为5°～8°第4流道(24)夹角α4为15°～18°，第5流道(25)夹角α5为20°～25°。三流道气液混合相气化喷嘴喷头端部外腔与水平线的夹角βx第1流道(21)夹角β1为90°～85°，第2流道(22)夹角β2为85°～70°，第3流道(23)夹角β3为80°～65°。五流道气液混合相气化喷嘴喷头(3)端部外腔与水平线的夹角βx第1流道(21)夹角β1为90°～85°，第2流道(22)夹角β3为85°～80°，第3流道(23)夹角β3为80°～75°第4流道(24)为夹角β475°～70°，第5流道(25)夹角β5为60°～40°。
所述的气液混合相气化喷嘴各喷管内腔的横截面与喷头端部的环形面积比为第1流道(21)为10.6～9.2∶1，第2流道(22)为6.7～4.3∶1，第3流道(23)为4.9～2.5∶1或第1流道(21)为3.9～1.5∶1，第2流道(22)为8.2～5.8∶1，第3流道(23)为13～10.6∶1第4流道(24)为9.8～7.4∶1，第5流道(25)为13.2～10.8∶1。
本实用新型喷嘴的第一流道(21)的喷管由支撑环(5)与相邻喷管壁固连或为盲孔与相邻喷管壁固连的气流导向块(6)固连；气流导向块(6)上设有的通气孔(7)可连通不相邻的流道。
所述的气液混合相气化喷嘴在喷嘴端部的外壁上设有冷却盘管(4)，冷却盘管(4)可为2-5层，每层可设为2～10圈，可设有2-5个进水和出水口。通过采用水冷盘管型喷嘴冷却方式及采用耐高温合金材料及薄壁流道端部结构，保证了气化喷嘴的高温强度，且有效降低了流道端部的局部回流过氧烧蚀，大大延长了气化喷嘴的操作寿命，气化炉满足了长周期稳定操作的要求。
本实用新型多流道喷管为二流道一六流道喷管。
本实用新型的的有益效果是，气化炉内的高温热区距离短且火焰变短，几乎没有黑区而引起气化炉拱顶热流密度加大，对拱顶辐射加大，气化炉拱顶金属外壁温度不但没有升高，反而下降10～15℃，保证了气化炉的正常操作。气化喷嘴与气化炉拱顶及炉口结构的合理布置获得了最佳的流场及温度场匹配而达到最好的气化效果，保证有效气体成分大于95.5％，最高可达96.3％。延长了气化喷嘴的操作寿命，解决由于气化喷嘴的损坏引起气化炉炉口砖损坏而导致的炉口砖使用寿命短，频繁停车问题，满足气化装置的长周期，满负荷运行要求，提高装置的经济效益。
附图说明：
图1为本实用新型实施例1三流道的主视图；
图2为本实用新型实施例1三流道喷嘴端部放大图；
图3为本实用新型实施例1三流道滑动密封装置放大图；
图4为本实用新型实施例2五流道的主视图；
图5为本实用新型实施例2五流道喷嘴端部放大图。
具体实施方式：
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：
下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但本发明并不局限于实施例：
见图1、图2，本实用新型实施例1气液混合相三流道气化喷嘴，带有法兰盘的气化介质进口管1或液化介质进口管11与其对应的多流道喷管2相固连，喷头3与喷管2为一体，喷头3与喷管2为等壁厚固连，其过渡为平滑过渡；喷头内、外壁为锥形，其壁厚以直线均匀减薄，呈梯形；喷头3端部的喷口壁厚为1～5mm。三流道气液混合相气化喷嘴喷头3端部的内腔与中心线的夹角αx第1流道21夹角α1为0°～5°，第2流道22夹角α2为10°～18°，第3流道23夹角α3为15°～25°。其喷头端部外腔与水平线的夹角βx第1流道21夹角β1为90°～85°，第2流道22夹角β2为85°～70°，第3流道23夹角β3为80°～65°。各喷管内腔的横截面与喷头端部的环形面积比为第1流道21为10.6～9.2∶1，第2流道22为6.7～4.3∶1，第3流道23为4.9～2.5∶1。喷嘴的第一流道21的喷管为盲孔与相邻喷管壁固连的气流导向块6固连；气流导向块6上设有的通气孔7可连通不相邻的流道。
所述的气液混合相气化喷嘴在喷嘴端部的外壁上设有冷却盘管4，冷却盘管4可为2-5层，每层可设为10圈，设有2个进水和2个出水口。
见图3，气液混合相气化喷嘴在内喷管a，外喷管b的连接处设有滑动密封装置8。在外喷管b的内壁设有凸台或垫片，在内喷管a的外壁与外喷管b内壁的凸台或垫片上设有压紧密封环81，其上设有密封垫82，连接法兰83空套于内喷管a与外喷管b固连，连接法兰83的凸缘压紧在密封垫82上。
见图4、图5，气液混合相气化喷嘴为五流道水冷盘管型，最外层有蒸汽保护流道，无火盆遮蔽，与气化炉拱顶炉口的改造相匹配，具有效气体成分高及操作寿命较长的共同优点。除以下不同外，其余结构与上述图1、2相同。五流道气液混合相气化喷嘴喷头3端部的内腔与中心线的夹角第1流道21夹角α1为0°～2°，第2流道22夹角α2为1°～5°，第3流道23夹角α3为5°～8°，第4流道24夹角α4为15°～18°，第5流道25夹角α5为20°～25°。喷头3端部外腔与水平线的夹角βx第1流道21夹角β1为90°～85°，第2流道22夹角β3为85°～80°，第3流道23夹角β3为80°～75°第4流道24为夹角β475°～70°，第5流道25夹角β5为60°～40°。各喷管内腔的横截面与喷头端部的环形面积比为第1流道21为3.9～1.5∶1，第2流道22为8.2～5.8∶1，第3流道23为13～10.6∶1第4流道24为9.8～7.4∶1，第5流道25为13.2～10.8∶1。喷嘴的第一流道21的喷管由支撑环5与相邻喷管壁固连，喷嘴的端部有与相邻喷管壁固连的气流导向块6；气流导向块6上设有的通气孔7可连通不相邻的二、四流道。
Claims (8)
1.一种气液混合相气化喷嘴，包括带有法兰盘的气化介质进口管(1)或液化介质进口管(11)与其对应的多流道喷管(2)相固连，喷头(3)与喷管(2)固连或为一体，其特征是还包括有所述喷头(3)与喷管(2)为等壁厚固连，其过渡为平滑过渡；喷头内、外壁为锥形，其壁厚以直线均匀减薄，呈梯形；喷头(3)端部的喷口壁厚为1～5mm。
2.如权利要求1所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是包括在内喷管(a)，外喷管(b)的连接处设有滑动密封装置(8)。
3.如权利要求1或2所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是所述的滑动密封装置(8)是在外喷管(b)的内壁设有凸台或垫片，在内喷管(a)的外壁与外喷管(b)内壁的凸台或垫片上设有压紧密封环(81)，其上设有密封垫(82)，连接法兰(83)空套于内喷管(a)与外喷管(b)固连，连接法兰(83)的凸缘压紧在密封垫(82)上。
4.如权利要求3所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是所述的喷头(3)端部的内腔与中心线的夹角αx第1流道(21)夹角α1为0°～5°，第2流道(22)夹角α2为10°～18°，第3流道(23)夹角α3为15°～25°或第1流道(21)夹角α1为0°～2°，第2流道(22)夹角α2为1°～5°，第3流道(23)夹角α3为5°～8°第4流道(24)夹角α4为15°～18°，第5流道(25)夹角α5为20°～25°；喷头端部外腔与水平线的夹角βx第1流道(21)夹角β1为90°～85°，第2流道(22)夹角β2为85°～70°，第3流道(23)夹角β3为80°～65°或第1流道(21)夹角β1为90°～85°，第2流道(22)夹角β3为85°～80°，第3流道(23)夹角β3为80°～75°第4流道(24)为夹角β475°～70°，第5流道(25)夹角β5为60°～40°。
5.如权利要求4所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是包括有各喷管内腔的横截面与喷头端部的环形面积比为第1流道(21)为10.6～9.2∶1，第2流道(22)为6.7～4.3∶1，第3流道(23)为4.9～2.5∶1或第1流道(21)为3.9～1.5∶1，第2流道(22)为8.2～5.8∶1，第3流道(23)为13～10.6∶1第4流道(24)为9.8～7.4∶1，第5流道(25)为13.2～10.8∶1。
6.如权利要求5所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是包括有喷嘴的第一流道(21)的喷管由支撑环(5)与相邻喷管壁固连或为盲孔与相邻喷管壁固连的气流导向块(6)固连；气流导向块(6)上设有的通气孔(7)可连通不相邻的流道。
7.如权利要求6所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是包括有在喷嘴端部的外壁上设有冷却盘管(4)，冷却盘管(4)可为2-5层，每层可设为2～10圈，可设有2-5个进水和出水口。
8.如权利要求1所述的气液混合相气化喷嘴，其特征是包括有所述的多流道喷管为二流道—六流道喷管。
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2004
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