本發(fā)明涉及一種工藝燒嘴，尤其涉及一種水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴。

背景技術(shù)：

水煤漿氣化技術(shù)自誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷的摸索、研究和不斷的完善發(fā)展，已經(jīng)在煤化工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。其中具有代表性的有多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐、清華水冷壁水煤漿氣化爐和德士古水煤漿加壓氣化爐。隨著國(guó)家對(duì)煤清潔利用技術(shù)的大力推廣，水煤漿加壓氣化技術(shù)在我國(guó)得到了迅速發(fā)展，其主要優(yōu)點(diǎn)有：裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠；自動(dòng)化程度高；操作控制比較靈活；煤氣化效率高；工藝指標(biāo)先進(jìn)；環(huán)保性能比較優(yōu)越，廢水排放較少；氣化爐運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大（50%~110%之間可穩(wěn)定運(yùn)行）；適應(yīng)大型化（單爐投煤量3000噸/日）。

工藝燒嘴是水煤漿氣化技術(shù)的核心設(shè)備，燒嘴性能的好壞、壽命的長(zhǎng)短直接影響到整個(gè)裝置的運(yùn)行質(zhì)量，氣化裝置的大部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都與工藝燒嘴有關(guān)。燒嘴使用壽命是決定水煤漿氣化爐生產(chǎn)周期長(zhǎng)短的關(guān)鍵因素，60%的煤氣化安全事故都與燒嘴有關(guān)，或由燒嘴引起，或首先造成燒嘴損壞。燒嘴損壞時(shí)，可能直接造成氣化反應(yīng)氧碳比失調(diào)，使氣化爐進(jìn)料系統(tǒng)物料絮亂，引發(fā)氣化爐超溫、過(guò)氧爆炸等嚴(yán)重事故。因此，運(yùn)行過(guò)程中要特別關(guān)注燒嘴使用壽命和效率。

由于工藝燒嘴噴頭有少部分伸入到氣化爐燃燒室內(nèi)部，工作環(huán)境比較惡劣，受高溫輻射、高速氣流和煤漿沖刷、高溫腐蝕氣體和熔渣沖蝕等因素影響，造成使用周期比較短，目前工藝燒嘴使用周期在70天左右，嚴(yán)重制約了煤氣化系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行和高負(fù)荷生產(chǎn)。到了使用周期后需要停車(chē)更換，每次更換燒嘴停開(kāi)車(chē)過(guò)程中會(huì)造成一定量煤漿及其他原材物料的損失，因此延長(zhǎng)工藝燒嘴使用壽命是提高氣化爐運(yùn)行周期、增加效益的有效途徑之一，對(duì)于企業(yè)而言顯得尤為重要。由于殘?jiān)鼘?duì)燒嘴安裝孔的堵塞嚴(yán)重，每次檢修拔出工藝燒嘴時(shí)阻力較大，均會(huì)造成冷卻水盤(pán)管的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，延長(zhǎng)工藝燒嘴的使用壽命，便于工藝燒嘴的安裝和拔出，減小對(duì)燒嘴安裝孔耐火磚的損壞。

為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種水煤漿加壓氣化爐夾套冷卻式工藝燒嘴，包括燒嘴本體、位于燒嘴本體上端的氣體入口、位于燒嘴下端的噴頭組件以及環(huán)繞在燒嘴本體外側(cè)的冷卻水夾套，燒嘴本體包括同軸線由內(nèi)向外依次設(shè)置的中心氧通道、水煤漿通道和外環(huán)氧通道，所述氣體入口包括中心氧入口、水煤漿入口和外環(huán)氧入口，中心氧入口、水煤漿入口和外環(huán)氧入口分別與中心氧通道、水煤漿通道和外環(huán)氧通道相連通，所述冷卻水夾套包括冷卻水內(nèi)腔和冷卻水外腔，冷卻水內(nèi)腔與冷卻水外腔底部相通，之間通過(guò)隔板隔開(kāi)，冷卻水內(nèi)腔連通冷卻水入口，冷卻水外腔連通冷卻水出口；所述噴頭組件包括中心氧噴頭、水煤漿噴頭和外環(huán)氧噴頭，中心氧噴頭端面與外環(huán)氧噴頭端面相距4±0.5mm，水煤漿噴頭端面外環(huán)氧噴頭端面相距1±0.5mm，冷卻水夾套的端部包裹在外環(huán)氧噴頭的外側(cè)。

本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，本工藝燒嘴為外混式預(yù)膜燒嘴。三股物流射出燒嘴，煤漿的內(nèi)外側(cè)為高速流動(dòng)的氧流股，且與煤漿呈一定的交匯角；氧流股通過(guò)撞擊、振動(dòng)等方式使煤漿霧化，可以達(dá)到100μm尺度。本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，外環(huán)氧通道和外環(huán)氧噴頭由硬質(zhì)合金制成。

本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，外環(huán)氧通道和外環(huán)氧噴頭由碳化鎢制成。

本發(fā)明所述的有益效果是：本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴采用夾套冷卻，可以增大冷卻水的流通面積，提高換熱效率，對(duì)燒嘴提供更好的冷卻保護(hù)；對(duì)燒嘴內(nèi)部各通道環(huán)隙進(jìn)行優(yōu)化，可以適應(yīng)不同煤種的需要以及達(dá)到更好的霧化效果，提高碳轉(zhuǎn)化率；采用耐高溫、耐腐蝕的高強(qiáng)度耐磨材料，可以延長(zhǎng)工藝燒嘴的使用壽命，從而延長(zhǎng)煤氣化系統(tǒng)的運(yùn)行周期和高負(fù)荷生產(chǎn)，使企業(yè)產(chǎn)生更大的效益；便于工藝燒嘴的安裝和拔出，減小對(duì)燒嘴安裝孔耐火磚的損壞。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為噴頭組件的放大圖；

圖3為噴頭組件端面的放大圖；

圖中：1、中心氧通道，2、水煤漿通道，3、外環(huán)氧通道，4、冷卻水內(nèi)腔，5、冷卻水外腔，6、冷卻水入口，7、冷卻水出口，8、中心氧入口，9、外環(huán)氧入口，10、水煤漿入口，11、隔板，12、中心氧噴頭，13、水煤漿噴頭，14、外環(huán)氧噴頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，一種水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，包括燒嘴本體、位于燒嘴本體上端的氣體入口、位于燒嘴下端的噴頭組件以及環(huán)繞在燒嘴本體外側(cè)的冷卻水夾套，燒嘴本體包括同軸線由內(nèi)向外依次設(shè)置的中心氧通道1、水煤漿通道2和外環(huán)氧通道3，所述氣體入口包括中心氧入口8、水煤漿入口10和外環(huán)氧入口9，中心氧入口8、水煤漿入口10和外環(huán)氧入口9分別與中心氧通道1、水煤漿通道2和外環(huán)氧通道3相連通，所述冷卻水夾套包括冷卻水內(nèi)腔4和冷卻水外腔5，冷卻水內(nèi)腔4與冷卻水外腔5底部相通，之間通過(guò)隔板11隔開(kāi)，冷卻水內(nèi)腔4連通冷卻水入口6，冷卻水外腔5連通冷卻水出口7；所述噴頭組件包括中心氧噴頭12、水煤漿噴頭13和外環(huán)氧噴頭14，冷卻水夾套的端部包裹在外環(huán)氧噴頭14的外側(cè)。本發(fā)明采用夾套冷卻，可以增大冷卻水的流通面積，提高換熱效率，對(duì)燒嘴提高更好的冷卻保護(hù)。

本發(fā)明中結(jié)合燒嘴實(shí)際運(yùn)行情況，通過(guò)模擬燒嘴霧化效果，對(duì)燒嘴內(nèi)部各通道端面間隙進(jìn)行優(yōu)化，中心氧噴頭端面與外環(huán)氧噴頭端面的距離D1為4mm，水煤漿噴頭端面外環(huán)氧噴頭端面的距離D2為1mm，以便更好底適應(yīng)不同煤種的需要及達(dá)到更好的霧化效果，提高碳轉(zhuǎn)化率。

本發(fā)明對(duì)燒嘴外環(huán)氧噴頭龜裂、外環(huán)氧通道的點(diǎn)蝕、煤漿噴頭的磨蝕等現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，選擇合適的耐高溫、耐腐蝕的金屬材料，選用碳化鎢或者硬質(zhì)合金， 如UMCo50 和Hayness188等高強(qiáng)度耐磨材料，可以延長(zhǎng)燒嘴使用壽命。

本發(fā)明所述的水煤漿加壓氣化爐夾套冷卻式工藝燒嘴為三流式套管結(jié)構(gòu)，噴頭處設(shè)有夾套式冷卻水腔，工作時(shí)中心氧通道1和外環(huán)氧通道3的高流速氧氣與中間水煤漿通道2的煤漿在噴頭處混合，在氧氣的沖擊下，煤漿以調(diào)整霧狀形式噴入氣化爐，達(dá)到霧化煤漿的效果。

以上描述的僅是本發(fā)明的基本原理和優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明作出的改進(jìn)和替換，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。