[实用新型]一种喷嘴在线更换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业炉用配套装置，更具体的说涉及气化喷嘴在线更换装置。

背景技术

德士古水煤浆气化装置，从原料制备与输送的安全、可靠，煤耗、氧耗和电耗低，开停车方便，投资费用省，国产化率高，建设周期短，可等压合成，三废排放少和许可证费用低等诸多方面具有明显优势，却存在着先天性技术缺陷，气化喷嘴极易损坏，喷嘴运行周期短，炉砖更换和维修的费用高。

现有的德士古水煤浆工艺喷嘴，包括拥有自主产权的多喷嘴对置式水煤浆气化喷嘴，一般都是采用日本为航天工业研制的当今最耐高温的UMCo50合金材料，据介绍这种合金是应用于工况稳定、没有硬颗粒冲刷，短时段的火箭喷射口部位。对于水煤浆气化炉喷嘴而言，不仅要求该材料具备能耐1400℃～1500℃高温辐射，还要求能耐高速硬微粒的冲刷，能耐硫气氛腐蚀，又要求能够长期稳定运行。在具备这样性能的材料目前还没有研制出来的前提下，为了能在上述苛刻条件下维持装置运行。目前，国内外气化炉所用的喷嘴均是在喷嘴运行一段时间后，喷嘴损坏进行更换或喷嘴没损坏也进行预防性定期更换的被动方式来应付。

现有气化装置更换喷嘴的过程：首先切断喷嘴的气化剂与气化物料阀门，气化炉停止造气。用中压常温氮气吹扫氧气管线、气化炉、激冷室及洗涤塔，用蒸汽抽引器抽引使炉内保持微负压，这时气化炉开始炉温降低，拆开喷嘴与炉口连接法兰，用电动葫芦将喷嘴拔出炉口，这时有大量冷空气进入炉内，炉温进一步降低。安装完好的新喷嘴前，需要用预热烧嘴对气化炉进行预热至1150～1200℃温度，使炉温升高，调节抽引器的蒸汽量，使炉内保持微负压，切断预热烧嘴燃料气，用电动葫芦吊走预热烧嘴，将完好的备用喷嘴安装在气化炉炉口，将新喷嘴法兰与炉口凸缘连接好，将喷嘴各进料口法兰连接好，之后将喷嘴冷却水的金属软管切换为硬管，打开气化剂与被气化物料的阀门完成喷嘴更换，气化炉开始重新造气，整个过程如果順利，一般需要8～10小时。

在喷嘴更换的过程中，由于有大量空气和常温氮气进入炉内又有预热烧嘴升温，炉内温度由高到低，由低到高，炉内压力由高到无，由无到高，炉砖受冷热温度变化快、变化大，每更换一次喷嘴对炉砖损坏都是相当严重的，引起炉砖裂纹和剥落，甚至引起炉壁超温，被迫停炉更换或修补整套炉砖。以目前水煤浆和渣油气化技术的状况，就是因为一套40万元喷嘴的损坏被迫频繁停炉更换，结果导致400万元一整套的炉砖损坏，被迫换砖修补，甚至停炉重新砌筑。

即使这样也难以保证整套装置能够正常运行，为此，人们只好采取用多设置一套热备气化炉的方案来弥补该技术缺陷。从而导致气化装置的一次性投资费用大幅度，甚至成倍的增加，另外，频繁更换喷嘴，累计起来所造成的停产损失也相当严重。

实用新型内容

为了克服现有喷嘴的技术缺陷和喷嘴更换过程中对炉砖造成损坏的弊病。本实用新型采用如“左轮手枪”或“匣子枪”和“载人卫星过渡仓”结构设计的原理，提供一种喷嘴在线更换方法及其更换装置，能够在不改变炉内压力和温度的条件下，在短的时间内全自动完成喷嘴更换；还采取在役喷嘴还没有“疲劳”就仿效“车轮战术”的方式及时进行更换，可以保证每台在役喷嘴性能指标总是在完好状态下运行，使得气化炉长期运行稳定，从而延长炉砖使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

喷嘴在线更换方法设计思路：在炉口外设置一个能承受炉内同等压力的容器，该容器可以在炉口凸缘上转动或移动，容器上载有两台或多台喷，嘴，喷嘴与炉口采用快装拆密封结构连接，更换喷嘴前，通过给该容器充气或引入炉内气，使容器内的压力与炉内压力相等，新旧喷嘴的更换过程是在与炉内无压差的容器内进行，在外力的作用下完成拔出炉外或推入炉内的轴向移动和相互位置对调，完成新旧喷嘴的更换，新喷嘴安装完毕后，容器内压泄至常压。

喷嘴在线更换装置包括：1、过渡压力罐，2、给料切换器，3、压力罐的密封，4、伸缩输送管，5、在役喷嘴，6、待役喷嘴，7、喷嘴轴向密封，8、快装拆密封连接组件，9、充压气出入口，10、外壳体，11、驱动机构(可以采用常规组件构成，如：电机、减速机或气压、油压通过丝杠、蜗轮蜗杆、齿轮齿条或气缸、油缸完成)，12、程序控制系统。

喷嘴在线更换装置结构设计：

1、对现有喷嘴的气化剂和被气化物料等介质入口多是径向法兰进料结构，通过采用三通与弯头等管件改为与喷头中心轴线平行的可伸缩的输送管进入喷嘴的结构形式。