一種長壽命煤氣化工藝燒嘴的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長壽命煤氣化工藝燒嘴。包括煤粉噴槍、助燃?xì)怏w噴槍和蒸汽噴槍3個(gè)組件，其中煤粉噴槍還設(shè)置有燃?xì)鈬娮旌偷入x子雙保險(xiǎn)點(diǎn)火裝置。煤粉、助燃?xì)怏w和蒸汽3個(gè)噴槍依次組合，即構(gòu)成具有煤粉通道、燃?xì)馔ǖ?、助燃?xì)怏w通道和蒸汽通道等4個(gè)通道的工藝燒嘴。所述煤粉通道、助燃?xì)怏w與蒸汽通道的燒嘴套和燒嘴前臉均采用高級陶瓷材料制成。整個(gè)燒嘴用輕質(zhì)耐火材料模塊與爐內(nèi)高溫輻射隔開，取消了傳統(tǒng)燒嘴的冷卻系統(tǒng)，有效地解決了工藝燒嘴的高溫腐蝕、疲勞開裂和沖刷磨損問題，可以滿足工業(yè)應(yīng)用一年以上滿負(fù)荷、長周期運(yùn)行的要求。本發(fā)明適用于粉煤氣化或水煤漿氣化等部分燃燒氣化工藝。
【專利說明】一種長壽命煤氣化工藝燒嘴

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤化工高溫耐磨燒嘴。更為特別的是，本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及用于煤氣化反應(yīng)爐的高溫燃燒器工藝燒嘴。

【背景技術(shù)】
[0002]在粉煤氣化、水煤漿氣化等部分燃燒氣化工藝中，工藝燒嘴都是不可或缺的熱工部件。由于燒嘴噴頭處于1500°C以及4?SMPa的高溫高壓工藝氣體中，工況條件下受到的輻射、應(yīng)變、腐蝕、沖刷作用使其極易損壞，是煤粉燒嘴設(shè)備的易耗件。如果一個(gè)燒嘴的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命在一年以上，在兩次系統(tǒng)維修停車之間不更換或維修燒嘴，就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、長周期和滿負(fù)荷運(yùn)行。但事實(shí)上，現(xiàn)行工藝燒嘴很難達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，大部分燒嘴的壽命在2個(gè)月左右，個(gè)別較好的能夠達(dá)到4個(gè)月左右，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)和能耗指標(biāo)。為此，相關(guān)領(lǐng)域研發(fā)人員不斷探索，嘗試在現(xiàn)有噴嘴結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，但都難以解決噴嘴的燒損問題。
[0003]已公開的煤氣化技術(shù)中，所采用的工藝燒嘴(或稱燃燒器)均以Texaco、Shell和GSP的結(jié)構(gòu)型式為設(shè)計(jì)藍(lán)本，物料導(dǎo)入方式為內(nèi)混或外混，物流通道設(shè)置3?6個(gè)，或豎起置頂下噴，或多個(gè)燒嘴水平對置，結(jié)構(gòu)型式各異，但有一共通點(diǎn)，就是都設(shè)置有強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)，讓冷卻液以特定方式高效、快速循環(huán)，對燃燒器的面火端進(jìn)行冷卻，以緩和噴嘴的熱疲勞破壞，達(dá)到保護(hù)的目的。例如，授權(quán)給國際殼牌公司的專利US 4865542、US 4887962、CN1039646A、CN 101363622 A、CN 201228965 Y、授權(quán)給德士古公司的專利 US 6276611 B1、US 6805773 BUCN 1101113 A和CN 1261910 A、授權(quán)給西門子公司的專利WO 2009/027361A2、US 8196531 B2、CN 101403496 A、CN 101788146 A，授權(quán)給康菲公司的專利 US8083519、授權(quán)給伊斯曼化學(xué)公司的專利CN 1426446A、授權(quán)給北京航天動力研究所的專利CN 1710333 A、授權(quán)給中國船舶重工集團(tuán)第七一一研究所的專利CN 1916493 A、授權(quán)給東方電氣集團(tuán)專利CN 102166549 A、CN 103045306 A、授權(quán)給神華集團(tuán)的專利CN 202137071U、CN 102260534 A、CN 102260534 A、CN 103497785 A、CN 102031152 A、授權(quán)給西安拓沃能動科技有限公司的專利CN 102278753 A和授權(quán)給杭州浙南壓縮機(jī)有限公司的專利CN103305284 A等等，這些專利要么使用帶有內(nèi)部冷卻通路的金屬中空壁元件，盤繞所謂的窗式冷卻水槽，要么在燃燒器外部纏繞金屬冷卻盤管，并在燒嘴前端提供一個(gè)圓盤形或帽罩形的金屬薄壁冷卻裝置補(bǔ)充冷卻。盡管如此，現(xiàn)有工藝燒嘴的使用壽命及可靠性仍不能滿足實(shí)際生產(chǎn)中所需的長周期運(yùn)行的要求。燒嘴內(nèi)管磨損、冷卻罩與水冷盤管龜裂、前臉金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱應(yīng)力斷裂、噴嘴出口熱疲勞開裂等問題依然嚴(yán)重，成為影響氣化爐連續(xù)運(yùn)行周期的瓶頸。
[0004]如本領(lǐng)域中已知的，工藝燒嘴的使用壽命主要與金屬的材質(zhì)高度相關(guān)。上述燒嘴本體多為316不銹鋼材料，燒嘴頭部采用鎳基合金或鈷基合金，如Inconel' Nicanel718、GH188和UMCo_50等，也有個(gè)別燒嘴在出口或前臉涂敷ZrO2涂層或陶瓷涂層，如US 6228224、CN 201228965 Y，或者在噴嘴前臉設(shè)置碳化鎢或碳化硅耐熱耐磨保護(hù)性插件，以降低來自燃燒區(qū)域的輻射以及燃燒氣體紊流再循環(huán)的加熱，如CN 93118217.4、CN1205676A、 CN 1261910 A、 US 6276611 B1、 US 6805773 B1、 US 6228224、 US 6276611、 US6805773等，但可以連續(xù)工作的時(shí)間也只有3(Γ60天。
[0005]查閱《金屬手冊》(ASM國際，2014版，第一卷《性能和選擇:鑄鐵，鋼，高性能合金》、第二卷《特性與選擇:有色合金及特種材料》、第十一卷《失效分析與預(yù)防》、第十三卷A《腐蝕:原理，測試，和保護(hù)》)可知，高溫合金的性能主要取決于它的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)。高溫合金的強(qiáng)度較多地依賴于Y相的形貌、體積和尺寸，這些因素受熱處理過程中的溫度、冷卻速度以及時(shí)效溫度和時(shí)間的影響。不同的熱處理即不同的加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度以及各種特殊的熱處理，可以使合金的晶粒度、強(qiáng)化相的沉淀和溶解、析出相的數(shù)量和顆粒尺寸、甚至晶界狀態(tài)等不同。在使用過程中，應(yīng)力、時(shí)間、溫度和環(huán)境均可能引起冶金上的不穩(wěn)定，這些不穩(wěn)定性包括穿晶沿晶斷裂轉(zhuǎn)變、再結(jié)晶、時(shí)效或過時(shí)效(碳化物、硼化物或氮化物相的沉淀或溶解)、金屬間相的沉淀、向平衡相的延遲轉(zhuǎn)變、有序-無序轉(zhuǎn)變、一般氧化、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、熔渣引起的腐蝕以及微量元素的污染等，從而降低強(qiáng)度導(dǎo)致失效。
[0006]正是由于高溫合金對溫度很敏感，其高溫穩(wěn)定性和強(qiáng)度不僅取決于晶界碳化物質(zhì)點(diǎn)的存在，而且也取決于固溶體Y相基體中的r沉淀質(zhì)點(diǎn)的存在，所以要對合金的溫度使用范圍做出限制。超過這些合金正常技術(shù)規(guī)范規(guī)定的使用溫度，就會引起r質(zhì)點(diǎn)和碳化物質(zhì)點(diǎn)二者數(shù)量的減少，使高溫性能特別是蠕變性能和持久性能顯著變壞，就會產(chǎn)生很高的熱應(yīng)力，造成熱疲勞開裂、碳化物形成結(jié)塊、晶粒嚴(yán)重粗化、過度氧化或磨蝕，加速熱腐蝕、熔化以及尺寸的異常增大。一般地，保持溫度越高，組織變化越快。時(shí)間愈長，粗化愈明顯。保持溫度下降，顯微組織分解發(fā)生變化。在最高的保待溫度下，如有外加應(yīng)力，合金的熱腐蝕速率更高。
[0007]如Inconel 718，熔化溫度1260?1320°C，這種合金常常用在超過最后時(shí)效溫度620°C的場合，雖然可能出現(xiàn)少量粗化的Y’相，但是，在620°C以下溫度時(shí)，通常不會出現(xiàn)有害影響。如果過熱溫度超過700°C，Y'強(qiáng)化相就會退化，然后出現(xiàn)較多的σ相析出物，結(jié)果，降低了合金的強(qiáng)度。
[0008]再如Incoloy 825耐熱鉻鎳鐵合金，熔點(diǎn)1400°C，其C含量雖只有0.05%,在過熱情況下，碳化物仍然容易在晶界處呈薄片狀連續(xù)析出，導(dǎo)致碳化物析出的附近形成帶狀貧Cr區(qū)，由于Cr、Mo擴(kuò)散速度慢，靠近晶粒邊界附近的Cr、Mo含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于耐腐蝕介質(zhì)侵蝕所需的最低臨界值。由于耐蝕元素Cr和Mo在析出相中富積，導(dǎo)致其含量在晶界處缺失，當(dāng)溫度升高，鈍化膜遭到破壞，晶界處就容易首先形成局部腐蝕。
[0009]此外，鎳基合金對于含硫氣氛的腐蝕也是極其敏感的。在高溫高壓H2S/C02環(huán)境中，再循環(huán)的氣流與噴嘴射出流體的匯合產(chǎn)生立軸旋渦，高腐蝕性的硫化合物以紊流方式圍繞著噴嘴端并在匯合處磨刷燒嘴前臉，使燃燒器端頭附近的金屬特別易于被硫化氣氛侵蝕，出現(xiàn)通常在燃燒器技術(shù)中沒有遇到的獨(dú)特問題，即局部腐蝕形成的點(diǎn)蝕坑。點(diǎn)蝕坑內(nèi)局部介質(zhì)酸化以及S—、HS—的富積，又會破壞鈍化膜的自修復(fù)機(jī)制，加速蝕坑內(nèi)金屬的溶解，從而導(dǎo)致點(diǎn)蝕坑的快速擴(kuò)大。這種點(diǎn)蝕坑的形成及發(fā)展，對于鎳基合金在酸性環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂往往起著重要作用，結(jié)果導(dǎo)致較嚴(yán)重的蠕變斷裂。
[0010]在此情況下，試圖通過冷卻降溫來延長受熱部位的壽命，收效顯然不大。相反，強(qiáng)制冷卻導(dǎo)致急冷急熱、熱應(yīng)力增大，長期運(yùn)行必然會造成燒嘴受損甚至提前失效。[0011 ] 因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡單而運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的燒嘴，能夠保證運(yùn)轉(zhuǎn)壽命在一年以上，在兩次系統(tǒng)維修停車之間無需更換或維修燒嘴，且制造成本低廉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種新型的煤粉霧化燃燒噴嘴，該噴嘴適用于粉煤氣化、水煤漿氣化等部分燃燒的氣化工藝，耐熱耐磨，使用壽命及可靠性完全適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)中長周期運(yùn)行的需要，并能得到良好的氣化效果。
[0013]如上所述，現(xiàn)有煤氣化工藝燒嘴大多采用不銹鋼、鎳基合金或鈷基合金制作。同不銹鋼、鎳基或其它合金相比，陶瓷材料具有更高的耐磨、耐高溫和耐腐蝕性能，理論上作為工藝燒嘴的基礎(chǔ)材料，其使用壽命應(yīng)當(dāng)更長。前述有關(guān)專利建議在燒嘴出口或面火端涂敷陶瓷涂層鍍膜或設(shè)置保護(hù)性耐火陶瓷嵌入件的依據(jù)即源于此。事實(shí)上，陶瓷燃燒器在熱風(fēng)爐上的應(yīng)用已早而有之，只是傳統(tǒng)的陶瓷材料存在韌性低、抗熱震性能差等缺陷，在高能量頻繁沖擊的工況條件下，很容易出現(xiàn)熱崩并導(dǎo)致噴嘴失效。
[0014]隨著耐火材料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代高科技陶瓷制品得以開發(fā)，如氮化硅結(jié)合碳化娃、氮氧化娃結(jié)合碳化娃、反應(yīng)燒結(jié)碳化娃(RBSC、又稱自結(jié)合SiC)、重結(jié)晶碳化娃(R-SiC)、滲硅碳化硅(SiSiC)和碳化鎢、碳化硼、氮化硼基陶瓷、氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷、硅鋁硼釔復(fù)合陶瓷、Al2O3基復(fù)合陶瓷等等，按照不同工藝制成的多種用途耐火材料，其高溫性能也因此更加優(yōu)良，從而使高級陶瓷材料進(jìn)入新的應(yīng)用領(lǐng)域，取得了更好的使用效果O
[0015]因此，本發(fā)明建議引入當(dāng)代陶瓷高新技術(shù)成果來制作適于粉煤、水煤漿氣化工藝長周期運(yùn)行需要的工藝燒嘴。
[0016]按照本發(fā)明，該燒嘴的耐磨耐熱部件特別是燒嘴套全部采用高級陶瓷制作，并取消傳統(tǒng)燒嘴的冷卻系統(tǒng)，簡化工藝燒嘴的結(jié)構(gòu)型式，徹底解決急冷急熱引起的應(yīng)變?nèi)毕輪栴}。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案。
[0018]一種長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述工藝燒嘴由煤粉噴槍、助燃?xì)怏w噴槍、蒸汽噴槍和前臉組合而成。所述煤粉噴槍的煤粉通道為一高級陶瓷管，入口端套在帶外接法蘭和組合法蘭的鋼管內(nèi)，出口端則安裝在末端帶等離子點(diǎn)火裝置和旋流噴嘴的燃?xì)夤軜?gòu)成的剛性固定架上。所述燃?xì)夤苎靥沾晒芡鈧?cè)呈圓形排列，固定在組合法蘭上，形成籠狀固定架，將作為煤粉噴嘴的陶瓷管固定住。所述助燃?xì)怏w噴槍套在煤粉噴槍外，與煤粉噴槍組合法蘭連接，形成與煤粉通道同中心軸的環(huán)狀氣體通道，通道前端的陶瓷燒嘴套即構(gòu)成助燃?xì)怏w噴嘴。所述蒸汽噴槍套在助燃?xì)怏w噴槍外，與助燃?xì)怏w噴槍組合法蘭連接，形成與助燃?xì)怏w噴槍同中心軸的環(huán)狀蒸汽通道，通道前端的陶瓷燒嘴套即構(gòu)成蒸汽噴嘴。蒸汽噴嘴前端設(shè)置有熱輻射屏蔽板，構(gòu)成燒嘴前臉。在蒸汽噴槍的外側(cè)，從前臉至安裝法蘭之間四周用輕質(zhì)耐火材料模塊包裹，將燒嘴與爐內(nèi)高溫輻射隔開。
[0019]所述煤粉噴槍、助燃?xì)怏w噴槍和蒸汽噴槍的結(jié)構(gòu)主體均用耐熱不銹鋼材料制作，優(yōu)選地，使用310s或316不銹鋼材料制作。
[0020]所述籠狀固定架，建議用3?5根燃?xì)夤茏龀?，其中至?根燃?xì)夤馨惭b有等離子點(diǎn)火裝置，構(gòu)成雙保險(xiǎn)點(diǎn)火燒嘴。優(yōu)選地，燃?xì)夤芗捌湫鳠焓褂?16不銹鋼材料制作。
[0021]所述高級陶瓷管、助燃?xì)怏w燒嘴套、蒸汽燒嘴套和燒嘴前臉，可使用公知的氮化硅結(jié)合碳化娃、氮氧化娃結(jié)合碳化娃、反應(yīng)燒結(jié)碳化娃(RBSC、又稱自結(jié)合SiC)、重結(jié)晶碳化硅(R-SiC)、滲硅碳化硅(SiSiC)和碳化鎢、碳化硼、氮化硼基陶瓷、氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷、硅鋁硼釔復(fù)合陶瓷、Al2O3基復(fù)合陶瓷、鈦酸鋁等高級陶瓷制成。優(yōu)選地，使用德國進(jìn)口的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅(RBSC)、重結(jié)晶碳化硅(R-SiC)或美國進(jìn)口的滲硅碳化硅(SiSiC)制作。
[0022]所述陶瓷助燃?xì)怏w燒嘴套、蒸汽燒嘴套，與各自金屬本體的連接采用緊固件或壓配合件、螺紋件、卡合件、夾具等方式連接，并采用柔性耐熱材料作為密封材料以緩沖材料間的不同熱膨脹。
[0023]更進(jìn)一步地，所述助燃?xì)怏w出口、蒸汽出口與中心軸線之間需形成α夾角，使噴出的氣體或蒸汽在噴嘴出口處的文丘里噴口區(qū)產(chǎn)生真空，并將煤粉噴嘴噴出的煤粉射入霧化區(qū)。煤粉射流在兩個(gè)環(huán)形噴嘴的高壓氣流沖擊下，氣流與粉體特別是水煤漿表面層產(chǎn)生的摩擦力使之與內(nèi)層產(chǎn)生相對位移；高壓風(fēng)氣流產(chǎn)生的沖擊力將粉體特別是水煤漿體擊碎，使粉體射速產(chǎn)生波動并形成所謂的壓縮突變，增加了粉體的切線方向速度，讓煤粉射流得到進(jìn)一步加速，加快煤粉與氧化劑的混合速度。
[0024]更進(jìn)一步地，所述助燃?xì)怏w出口、蒸汽出口與中心軸線之間夾角α的大小可依據(jù)氣化爐的直徑和高度來調(diào)整，α >20?60°，優(yōu)選以燒灼態(tài)煤粉射流不直接打到爐壁和爐底為宜。
[0025]更進(jìn)一步地，所述助燃?xì)怏w環(huán)形噴嘴、蒸汽環(huán)形噴嘴的出口分別設(shè)置半拉瓦爾型旋流導(dǎo)向器，使噴出的氣體和蒸汽在出口處形成強(qiáng)烈的旋風(fēng)，保證煤粉噴出時(shí)迅速形成混合旋流。
[0026]更進(jìn)一步地，在蒸汽噴槍的外側(cè)，從前臉至安裝法蘭之間四周采用輕質(zhì)耐火材料模塊包裹，將燒嘴與爐內(nèi)高溫輻射隔開。優(yōu)選地，靠近陶瓷前臉的蒸汽燒嘴套外圍采用較為致密的2#輕質(zhì)耐火材料模塊包裹，確保燒嘴金屬本體受熱溫度< 200°C。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的氣化工藝噴嘴具有如下有益效果。
[0028]( I)燒嘴的耐磨耐熱部件全部采用高級陶瓷材料做成，并很好地解決了金屬本體與陶瓷燒嘴套的連接問題，有效地解決了現(xiàn)行工藝燒嘴的高溫腐蝕、疲勞開裂和沖刷磨損問題，同時(shí)也解決了噴嘴內(nèi)口耐熱耐磨涂層、保護(hù)性鑲嵌襯件因膨脹系數(shù)不同引起的脫落、失效問題，可以滿足工業(yè)應(yīng)用滿負(fù)荷、長周期運(yùn)行一年以上的需求。
[0029](2)燒嘴前臉設(shè)置熱輻射屏蔽板，并采用輕質(zhì)耐火材料模塊填充，將燒嘴與爐內(nèi)高溫輻射以及燃燒氣體紊流再循環(huán)的加熱隔開。燒嘴本體的受熱僅限于高壓蒸汽和高速煤粉摩擦帶來的熱量，這些熱量完全可以靠這兩股射流自身和另外一個(gè)通道的助燃?xì)怏w帶走，沒有必要設(shè)置冷卻系統(tǒng)。
[0030](3)取消了傳統(tǒng)燒嘴的冷卻系統(tǒng)，簡化了工藝燒嘴的結(jié)構(gòu)型式和加工過程，有效地解決了急冷急熱造成的應(yīng)變?nèi)毕輪栴}，大大降低了燒嘴的制造成本和運(yùn)行成本。
[0031](4)由于進(jìn)氣環(huán)形通道與煤粉的進(jìn)料方向之間存在夾角α，使噴出的氣體在噴嘴出口處的文丘里噴口區(qū)產(chǎn)生真空，隔開了紊流氣體對燒嘴的加熱與磨刷。同時(shí)，在兩個(gè)環(huán)形噴嘴的高壓氣流沖擊下，氣流與粉體特別是水煤漿表面層產(chǎn)生的摩擦力使之與內(nèi)層產(chǎn)生相對位移。高壓風(fēng)氣流產(chǎn)生的沖擊力將粉體特別是水煤漿體擊碎，使粉體射速產(chǎn)生波動并形成所謂的壓縮突變，增加了粉體的切線方向速度，讓煤粉射流得到進(jìn)一步加速，從而增了煤粉中煤粒與氧氣的碰撞，使煤粉的霧化效果更好，并延長了煤粉在氣化爐內(nèi)的停留時(shí)間，提高了碳轉(zhuǎn)化率和合成氣產(chǎn)物中的有效氣體含量。
[0032]( 5 )本發(fā)明的燒嘴能很好地適用于氣化爐的任何安裝方式，如豎直安裝方式、水平安裝方式或者成一定角度的安裝方式，而且特別適用于燃燒區(qū)對位設(shè)置的方式。如此這般，就可以水平引入反應(yīng)物，噴嘴射流相互撞擊，促進(jìn)部分氧化過程，并減少對爐壁的沖刷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明提出的燒嘴結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案做詳細(xì)描述。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明的工藝燒嘴包括煤粉噴槍1、助燃?xì)怏w噴槍2和蒸汽噴槍3。所述煤粉噴槍I由陶瓷煤粉噴管15和燃?xì)夤?6組成的籠狀固定架17組成，陶瓷煤粉噴管入口端11套在帶外接法蘭12和組合法蘭13的鋼管內(nèi)，出口端則安裝在末端帶等離子點(diǎn)火裝置19和旋流噴嘴18的燃?xì)夤?6構(gòu)成的剛性固定架17上。所述燃?xì)夤?6可設(shè)置3飛根，沿陶瓷煤粉噴管15外側(cè)呈圓形排列，固定在組合法蘭13上，形成籠狀固定架17，將陶瓷煤粉噴管15固定住，并在其中2根燃?xì)夤?6上安裝等離子點(diǎn)火裝置，構(gòu)成雙保險(xiǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)。所述助燃?xì)怏w噴槍2套在煤粉噴槍I外，與煤粉噴槍I組合法蘭13連接，形成與陶瓷煤粉噴管15同中心軸的環(huán)形氣體通道22，槍管前端通過緊固件(或壓配合件、螺紋件、卡合件、夾具[圖上未標(biāo)示])與助燃?xì)怏w燒嘴套24連接，與半拉瓦爾型旋流導(dǎo)向器一起構(gòu)成助燃?xì)怏w旋風(fēng)出口 25。其中連接件內(nèi)填充柔性耐熱涂料以緩沖材料間的不同熱膨脹。所述蒸汽噴槍3套在助燃?xì)怏w噴槍2外，與助燃?xì)怏w噴槍組合法蘭23連接，形成與助燃?xì)怏w噴槍2同中心軸的環(huán)形蒸汽通道33，槍管前端通過緊固件(或壓配合件、螺紋件、卡合件、夾具[圖上未標(biāo)示])與蒸汽燒嘴套34連接，與半拉瓦爾型旋流導(dǎo)向器一起構(gòu)成蒸汽旋風(fēng)出口 35。其中連接件內(nèi)填充柔性耐熱涂料以緩沖材料間的不同熱膨脹。助燃?xì)怏w、蒸汽環(huán)形出口與中心軸線成α夾角，確保在噴嘴出口處形成文丘里噴口區(qū)。所述α夾角大小可根據(jù)氣化爐的直徑和高度來調(diào)整，以燒灼態(tài)煤粉射流不直接打到爐壁和爐底為宜。蒸汽噴槍3上有安裝法蘭32，用于燒嘴與氣化爐的安裝就位。同時(shí)，在蒸汽燒嘴套34前端設(shè)置熱輻射屏蔽板，構(gòu)成燒嘴前臉43，并在蒸汽噴槍的外側(cè)，從前臉43到安裝法蘭32之間的周圍空間，分別用1#耐火材料模塊41和2#耐火材料模塊42包裹，將燒嘴與爐內(nèi)高溫輻射隔開。
[0036]以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，而并非是對本發(fā)明的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的專業(yè)技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，也可對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修改，這些改進(jìn)和修改也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述工藝燒嘴由煤粉噴槍、助燃?xì)怏w噴槍、蒸汽噴槍和前臉組合而成。
2.如權(quán)利要求1所述的長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述煤粉噴槍包括煤粉通道和由燃?xì)夤軜?gòu)成的內(nèi)嵌式籠狀固定架。
3.如權(quán)利要求1所述的長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述煤粉噴槍的煤粉通道、所述助燃?xì)怏w噴槍和蒸汽噴槍的燒嘴套與所述燒嘴前臉均采用高級陶瓷材料做成。
4.如權(quán)利要求1所述的長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述助燃?xì)怏w噴槍和蒸汽噴槍的金屬本體與陶瓷燒嘴套采用緊固件或壓配合件、螺紋件、卡合件、夾具等方式連接。
5.如權(quán)利要求1所述的長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述助燃?xì)怏w噴槍和蒸汽噴槍的金屬本體與陶瓷燒嘴套的接口采用柔性耐熱材料作為密封件，以緩沖材料間的不同熱膨脹。
6.如權(quán)利要求1所述的長壽命煤氣化工藝燒嘴，其特征在于，所述工藝燒嘴不設(shè)冷卻系統(tǒng)，在安裝法蘭到燒嘴前臉的外圍空間，采用輕質(zhì)耐火材料模塊填充，將燒嘴與爐內(nèi)高溫福射隔開。
7.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)嵌式籠狀固定架，其特征在于，所述籠狀固定架由3飛根燃?xì)夤墉h(huán)狀排列構(gòu)成，嵌在助燃?xì)怏w通道內(nèi)，用于固定作為煤粉通道的陶瓷管。
8.如權(quán)利要求7所述的3飛根燃?xì)夤?，其特征在于，所述燃?xì)夤墉h(huán)狀排列，安裝在助燃?xì)怏w通道內(nèi)，其中至少2根燃?xì)夤馨惭b有等離子點(diǎn)火裝置，構(gòu)成雙保險(xiǎn)點(diǎn)火燒嘴。
【文檔編號】C10J3/50GK104342211SQ201410596522
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】莫銀斌 申請人:莫銀斌