[发明专利]干煤粉流化床气化炉高效型点火烧嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种流化床气化炉用的点火烧嘴，具体地说是一种干煤粉流化床气化炉高效型点火烧嘴。

背景技术

随着全球性石油资源的紧缺性日趋严重，煤碳资源在化工行业中的实用地位变得越来越重要。随之而来的是，在化工行业中对煤炭的煤气化应用越来越广泛，有逐渐代替石油化工的趋势。而在煤化工行业中，气化炉是煤化工行业中的重点，在气化炉中，点火烧嘴与工艺烧嘴是气化炉的重要部分。点火烧嘴在其中所起的作用是在气化炉投入使用初，升炉温与点燃煤介质。但在点火烧嘴使用过程中出现以下方面问题：点火过程需要采用高电流，且点火困难，常需要多次引燃点火才能够成功；点火烧嘴容易被烧坏，使用寿命短，增加使用成本及更换的劳动成本，降低煤气化的工作效率。使用的冷却水套的端头为折流板式的结构，冷却水在流经端头部位时，无法进入到烧嘴的各个部位，造成冷却不均匀，局部超温现象严重。同时由于冷却水流速低，容易获取足够的热量而被汽化，产生大量蒸汽对烧嘴的寿命造成显著损害。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种点火操作简单、方便，点火电流值小，点火成功率高的干煤粉流化床气化炉通用点火烧嘴。

为实现其目的，本发明采取以下方案：

本发明公开了一种干煤粉流化床气化炉高效型点火烧嘴，其包括烧嘴和冷却水套。所述烧嘴分为内烧嘴和外烧嘴，所述冷却水套分为外层冷却水套和内层冷却水套。自烧嘴的轴心由内层向外层依次同轴套置为内烧嘴、外烧嘴和外层冷却水套。所述内层冷却水套设置在所述外烧嘴的壁体内，且套置在所述内烧嘴外面。所述内烧嘴包括轴向设置的点火电缆和燃料气通道；沿所述内烧嘴的轴向还设有目镜通道，所述目镜通道的轴线与所述内烧嘴的轴线重合；所述点火电缆通过电缆紧定钉设置在所述目镜通道的外壁上；所述目镜通道分为前、后两段，目镜通道的前、后段通过陶瓷绝缘环套绝缘固连为一体，在所述目镜通道的外壁上设有点火电缆，所述点火电缆的放电端部通过金属固定钉固装在所述目镜通道前段部分的外壁上；所述目镜通道的前端套装有能够形成旋转射流的旋流点火器，所述目镜通道与所述旋流点火器的接触面之间设有陶瓷衬层；所述旋流点火器包括一旋流锥形头，在所述旋流锥形头的外壁上设有径向倾斜的旋流导流齿；所述旋流锥形头的前端设有轴向的中心凹槽式锥形沉孔，所述目镜通道的前端面延伸设置到所述中心凹槽式锥形沉孔的后端面；所述外烧嘴上设有与所述旋流点火器的旋流锥形头前端面对应的点火氧出口。

作为对本发明的技术方案的进一步改进，在所述目镜通道前段的端面上设轴向延伸的环状凸缘，所述环状凸缘的轴向高度H3不大于所述环状凸缘的外圈边缘相对所述目镜通道前段端部的外边缘之间的间距L3，所述旋流点火器的旋流锥形头的外壁上的旋流导流齿的径向倾斜方向与所述旋流点火器之间的夹角为α角，所述α角取值范围为55°至75°。

作为对本发明的技术方案的进一步改进，所述外烧嘴的前端为封口端，且所述外烧嘴自外向内依次包括外壁、第一中间层、第二中间层、第三中间层及内壁。所述外壁与第一中间层之间为环状的二次氧进气通道。所述二次氧进气通道的前端处为渐扩口结构，在该渐扩口结构的顶端均布设有多个径向向内侧倾斜并轴向延伸至所述外烧嘴的前端面的二次氧出口，且所述的多个二次氧出口的前端口的圆心位于与烧嘴的前端面同心的圆圈上。所述内层冷却水套包括内层冷却水出水环状通道、内层冷却水进水环状通道及内层冷却水进出水连通部。所述第一中间层与第二中间层之间为所述内层冷却水出水环状通道。所述第二中间层与第三中间层之间为环状的一次氧进气通道。所述一次氧进气通道的前端轴向依次为渐扩口通道结构及恒定腔通道结构，且恒定腔通道的型腔尺寸与渐扩口通道结构最前端的型腔尺寸一致。所述一次氧进气通道的恒定腔通道结构的前端设轴向的分配口。在所述分配口的前端均布设置径向向内侧倾斜并轴向延伸至所述外烧嘴前端面的一次氧出口。在所述分配口的上半部分以轴向垂直面为对称面，设有两个径向向内倾斜，并轴向延伸的点火氧出口，所述点火氧出口的进氧口设在所述分配口腔体的侧壁上，所述点火氧出口的喷氧端口延伸至所述旋流点火器的旋流锥形头的前端面处。所述第三中间层与内壁之间为所述内层冷却水进水环状通道；所述内层冷却水进水环状通道与所述内层冷却水出水环状通道的前端通过内层冷却水进出水连通部连通，所述内层冷却水进出水连通部的连通通道为孔式或狭缝式的环状射流流道。特别是采用孔式结构时，在当量截流一定的情况下，能够有效增大冷却水与流道壁的接触面积，提高冷却水的流速，增强换热效果。