[实用新型]一种水煤浆气化炉工艺烧嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水煤浆气化炉工艺烧嘴。

背景技术

目前普遍采用的气化炉工艺烧嘴头部结构如图1所示，烧嘴的设计需要考虑的因素有以下：

(1)结构形式：为同心三套管，由外而内依次是外喷头(外氧管)1、中喷头(水煤浆管)2和内喷头(中心氧管)3，烧嘴中心氧管3的出口设计成缩口形式，目的是对中心氧进行加速，同时其端面相对于烧嘴端面基准面有一定的缩入量，这样形成一个水煤浆和中心氧的预混合腔4，水煤浆的出口管路也设计成缩口形式，使进入预混合腔4的水煤浆具备一定的速度。在预混合腔4内，利用中心氧对水煤浆进行稀释和初加速，改善水煤浆的流变性能，其目的是为了保证水煤浆在离开烧嘴后的雾化效果。外氧管口的缩入量更大一些，目的是提供更高流速的氧气，使通过预混合腔4的水煤浆混合物进行良好的雾化，以便在气化炉内达到良好的气化效果。

(2)流通通道：无论是中心氧、还是水煤浆及外氧的流通面积，均需要满足各自介质的流量要求。在供应压力允许的情况下，力争达到良好的混合和雾化效果。但是，中心氧的比例有一定的限制，一般为总氧量的5％～25％，其余均作为外氧。中心氧量不能太小，不然达不到对煤浆的稀释和加速作用。中心氧量也不能太大，一方面，太大会使预混合区4的混合物流速增加太多，造成中心氧管3出口处的磨损加重，降低烧嘴的连续使用寿命；另一方面，中心氧量增大时，必然使烧嘴出口物料的轴向速度分量增大，径向速度分量减小，其结果是使整个烧嘴出口的火焰变得细长，无法与气化炉的内部型面匹配，造成较大直径的煤粉颗粒在气化炉内停留时间变短，炉渣中的含碳量增加，引起气化效率降低，而且，会使火焰直冲炉底，影响炉底激冷环的工作。

(3)流速：中心氧的出口流速一般为150～180m/s，煤浆出口流速一般为2～4m/s，预混合腔出口平均流速一般为12～20m/s，外氧的出口流速一般为160～200m/s。

根据多年来从事水煤浆气化炉工艺烧嘴研制的经验和工业化运行的生产实际情况，水煤浆气化炉工艺烧嘴的损坏方式主要有三种即冷却水盘管5损坏；中喷头2物理磨蚀；热、化学、应力使外喷头1受损。

中喷头2物理磨蚀是水煤浆气化炉工艺烧嘴的致命弱点，主要是混合物中含有大量的煤粉固体颗粒，造成中喷头2内腔磨损，也是影响水煤浆气化炉连续运行和整个工艺连续运行的主要因素之一。一般情况下，水煤浆气化炉工艺烧嘴连续运行30～60天，就需要停炉检修和更换，因此，水煤浆气化工艺必须有备用炉，这是造成投资费用、运行费用增加的重要原因之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过对现有的水煤浆气化炉工艺烧嘴的改进，降低对中喷头内腔的物理磨损，增强其抗磨损能力，从而减少停炉检修和维护的次数，进而减少投资费用和运行费用。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种水煤浆气化炉工艺烧嘴，包括供氧气流通的外喷头和设置在该外喷头内的供水煤浆流通的中喷头，其特征在于，该中喷头上设置有与外喷头腔室相通的用于将外喷头腔室内的氧气导入中喷头腔室中的氧气导入部，该导入部由多个导入孔和缓冲环构成，多个导入孔连通外喷头腔室与缓冲环，缓冲环与中喷头腔室相通。

上述多个导入孔是4～8个。

上述多个导入孔沿中喷头周向均匀设置。

缓冲环由中喷头的紧邻多个导入孔的每一位置处的内凹结构形成。

水煤浆气化炉工艺烧嘴还包括内喷头，内喷头的出口为缩口形式。内喷头的端面相对于烧嘴端面基准面有一定的缩入量，从而形成水煤浆和来自内喷头的氧气的一个预混合腔。中喷头的出口被设计成缩口的形式。外喷头的外围设置有冷却水盘管。

本实用新型的有益效果在于：通过该种结构的设计，实现了将外喷头中的部分氧气导入中喷头腔室内，从而在中喷头内壁附近形成一氧气层，起到阻止流经中喷头的水煤浆与中喷头腔室内壁的直接接触，进而达到降低水煤浆对中喷头腔室内壁(内腔)的磨损的作用，以延长因中喷头内腔磨损而引起的维护周期，降低投资和运行费用，尤其是运行费用的降低尤为明显。

附图说明

图1是现有水煤浆气化炉工艺烧嘴剖面示意图。

图2是改造后的水煤浆气化炉工艺烧嘴剖面示意图。

图3是沿着图2中所示的线X的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的描述。