[实用新型]粉煤烧嘴

说明书

一种粉煤烧嘴,烧嘴本体的一端面设置有烧嘴均布器，烧嘴均布器的相对端面设置有烧嘴头部，该烧嘴安装时，气化炉外壁上设置有4～6个气化炉连接法兰，粉煤烧嘴穿过气化炉连接法兰插入气化炉并插入膜式水冷壁内，由粉煤烧嘴本体连接法兰与气化炉连接法兰固定，粉煤烧嘴的中心线与膜式水冷壁中心面的夹角γ为4°～6°，本实用新型改进了粉煤烧嘴混合方式，调节烧嘴火焰高温区范围，使主火焰与粉煤烧嘴前壁之间保持合理的距离，以减小火焰辐射热对烧嘴的影响，改变了粉煤烧嘴头部偏角，增大燃烧切圆半径，使高温区范围增大，发生移动，从而改善粉煤烧嘴安装位置环境的实际工况，提高了粉煤烧嘴使用寿命，高温区增大和移动还有利于气化炉的排渣。

技术领域

本实用新型属于煤化工燃烧设备技术领域，具体涉及到一种干粉气流床煤气化装置上安装和使用的粉煤烧嘴及安装方式。

背景技术

干粉加压煤气化工艺是始于上世纪70年代，该气化工艺对煤种适应性较广，对煤的灰分、硫分和氧含量，对煤的粒度、粘结性、结焦性及活性等均不敏感等诸多突出优点，得到了广泛的应用。

干粉煤气化技术中最具有代表性的是荷兰shell煤气化、五环炉煤气化及西安热工院两段煤气化技术，这些气化工艺的气化炉通常使用多个烧嘴成双对称布置, 遇到负荷变动时,可增减进烧嘴的粉煤量,也可调整烧嘴运行个数以适应生产要求。粉煤烧嘴采用多套筒套管式结构，由外向内分别是冷却水层，氧蒸汽层，最中心是粉煤通道。粉煤通过CO₂或N₂携带由粉煤烧嘴的粉煤喷管喷入气化炉炉膛内部，与粉煤烧嘴氧蒸汽通道喷入的氧气充分混合燃烧，为炉膛提供气化需要的热量，多余的粉煤与蒸汽等物质发生多重反应，产生CO和H₂。

粉煤烧嘴采用4喷嘴或6喷嘴与炉膛中心呈4°-6°夹角对置布置安装，在炉膛中心形成一切圆，这样炉膛内燃烧产物产生气流旋转，粉煤烧嘴头部形成高温回流区，回流而来的燃烧产物不断冲刷其头部，同时烧嘴本身火焰也会产生大量的辐射热，因此烧嘴工作环境恶劣，极易受到周围气流等因素的影响导致烧嘴出现问题，现就较为常见的几种损坏形式进行介绍。

(1)头部龟裂

煤粉中硫杂质在高温条件下转变成气态硫化物,如SO₂和H₂S，在粉煤烧嘴所处的氧化、还原交变环境中，硫化物引起烧嘴中心孔边沿处的镍基合金优先发生高温硫腐蚀,并且由于该位置属于尖角位置，热应力导致的应力几种现象较为明显，各种因素最终形成裂纹。在气化炉反复启停过程中,烧嘴中心孔处的显微裂纹在热应力作用下加剧扩展,导致烧嘴头部中心孔处最终出现宏观开裂。由于这些裂纹都是沿着晶粒间隙进行，也叫沿晶裂纹。

(2)头部点蚀

点蚀是在金属表面部地区出现纵深发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微，这种腐蚀形态叫点蚀，又叫孔蚀或小孔腐蚀。

烧嘴头部在恶劣的工况下，由于冷却水中含有氯离子等，在头部高温环境中，由于局部沸腾换热等因素影像冷却水换热，导致局部温度过高，高温加速了腐蚀的发生，最终破坏烧嘴金属的保护膜，造成点蚀。

(3)头部粘结腐蚀

由于气化炉内存在旋流现象，旋转的气流夹带正在燃烧的粉煤共同运动，并未粉煤气化创造停留时间，但是由于旋转的气流存在离心力，高温的融溶灰在离心力的作用下向外围运动，并逐渐增大运动轨迹半径，正常情况下融溶灰在圆周运动的过程中逐渐燃烧或气化，部分粘结在膜式水冷壁上形成挂渣层保护炉壁，但是仍然有一小部分粘结在烧嘴前壁面上，由于前壁面内部始终存在冷却水冷却，壁面温度相对较低，因此融溶灰部分迅速凝结，并且高温融溶灰含有大量腐蚀性盐类，并在在高温环境中加速了硫酸盐等腐蚀性盐类的腐蚀作用，在周围气流的作用下腐蚀性盐类会导致烧嘴金属基材脱落，形成腐蚀坑，最终导致头部漏水停车检修。

发明内容