專利名稱：天然氣氣化燒嘴的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石化生產(chǎn)設備技術領域，涉及一種合成氨生產(chǎn)設備用燃燒器燒嘴，特別是一種可將氧氣和天然氣按一定的過氧系數(shù)噴入轉化爐進行燃燒的天然氣氣化燒嘴。
燒嘴是合成氨生產(chǎn)過程中加壓氣化工藝的關鍵部件，它在高溫、高壓下工作。目前本領域公知的合成氨生產(chǎn)裝置都是采用重油部分氧化法生產(chǎn)的，由于存在著重油價格高、消耗大及污染嚴重等缺陷、在很大程度上制約了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，同時對社會生態(tài)環(huán)境也有極大破壞。近年來，由于國內(nèi)外石油價格上漲，以油為原料的合成氨廠的成本也隨之大幅度上升，迫使生產(chǎn)企業(yè)不得不改變原料路線以求在新環(huán)境中的立足和發(fā)展。隨著目前國內(nèi)天然氣工程建設的快速發(fā)展及對環(huán)保要求的日益提高，天然氣已逐步成為產(chǎn)氣區(qū)和輸氣管線沿線城市的重要能源，用天然氣取代重油作為合成氨生產(chǎn)原料無疑將成為企業(yè)的最佳選擇。在此背景下，是否能夠在不對原生產(chǎn)裝置結構做較大改動的前提條件下，將合成氨生產(chǎn)方法由重油部分氧化法改造為天然氣部分氧化法，就成為本領域相關技術人員需待解決的問題。
本實用新型的目的在于針對本技術領域存在的上述問題，提供一種結構合理、性能可靠、效率高、壽命長、無污染且使用經(jīng)濟效益好的天然氣氣化燒嘴。
用于實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術解決方案是這樣的所提供的天然氣氣化燒嘴為一種采用三流道式噴口結構的燒嘴，它由自內(nèi)至外同軸套置且前部具有流線收縮型混合氣體出口部的中心管、中間環(huán)管和外環(huán)管構成，在外環(huán)管設有一個蒸汽環(huán)管，在蒸汽環(huán)管外設有一個前端封口的冷卻水套管，在冷卻水套管通道內(nèi)插裝一個環(huán)狀分水隔板，利用該分水隔板將冷卻水套管內(nèi)通道分隔為冷卻水進口通道和出口通道兩部分。實際結構中各環(huán)管間均采用定位環(huán)進行軸向和徑向定位。工作時，兩路氧氣(或燃料氣體)分別處在外環(huán)管和中心管，一路燃料氣體(或氧氣)在中間環(huán)管，三路氣體在燒嘴出口部以一定角度相互撞擊，進行充分混合，并在合適的過氧系數(shù)下被噴入轉化爐進行燃燒，經(jīng)過燃燒反應后最多地轉化為有效氣體氫和一氧化碳，一氧化碳再轉化為氫氣，氫氣和氮氣最終生成合成氨。產(chǎn)品設計中，根據(jù)爐壓和爐溫的具體情況，為保護燒嘴及附近爐壁安全可靠的工作，在外環(huán)管外增設一個蒸汽環(huán)管，在燒嘴蒸汽環(huán)管外增設了一個冷卻水套管，這樣通過以高壓冷卻水強制性冷卻燒嘴外壁和頭部的方式，達到保護燒嘴外壁和頭部不被燒壞及提高燒嘴壽命的目的。為消除各流道流體溫度不同引起的熱應力，燒嘴上也采用了相應的熱補償結構形式。
以下將結合文后附圖
對本實用新型內(nèi)容做進一步說明，該附圖為本實用新型一個具體實施例的結構示意圖。
參見附圖，該天然氣氣化燒嘴自內(nèi)至外由同軸套置的中心管1、中間環(huán)管2、外環(huán)管3、蒸汽環(huán)管4和冷卻水套管5構成，并按階梯型排布方式設置。在外環(huán)管3和蒸汽環(huán)管4后側壁上分別設有一個用于輸入氧氣(或燃料氣體)的進氣口31及和輸入蒸汽的進氣口41，在中間環(huán)管2后端設有一個用于輸入燃料氣體(或氧氣)的進氣口21。在中間環(huán)管2和外環(huán)管3上均裝有一個熱補償器7。冷卻水套管5套置在蒸汽環(huán)管4壁外，在冷卻水套管5中設計有一個環(huán)狀分水隔板6，由此將該套管內(nèi)通道分隔成供冷卻水進入和回流的進口通道和出口通道。圖中標號51為冷卻水入口，52為冷卻水出口，8為軸向和徑向定位環(huán)。
本實用新型所述的天然氣氣化燒嘴具有效率高、使用可靠、壽命長、污染少和經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點，產(chǎn)品的實際運行結果表明采用該燒嘴后設備的有效產(chǎn)氣率平均已達到95％，用于合成氨生產(chǎn)時初步估算每噸合成氨的生產(chǎn)成本可降低10％以上，原燒油時用于凈化有效氣體去掉碳黑的沖洗水在改燒天然氣后已無須再使用，因而大大節(jié)約了水電消耗，且停車后燒嘴在高溫爐內(nèi)長時間干烤也不會出現(xiàn)燒損變形現(xiàn)象。鑒于從現(xiàn)在起至未來十年內(nèi)我國將進入天然氣的高速發(fā)展時期，通過“海氣上岸”、“西氣東輸”及進口液化天然氣等工程方案的實施將較大幅度地提高我國天然氣在一次能源結構中的比重，因此本實用新型產(chǎn)品的研制成功對石化工業(yè)進行油改氣、煤改氣技術改造乃至對天然氣能源的有效利用均具有極為重要的作用。
權利要求1.一種天然氣氣化燒嘴，其特征在于它由自內(nèi)至外同軸套置且前部具有流線收縮型混合氣體出口部的中心管(1)、中間環(huán)管(2)和外環(huán)管(3)構成，在外環(huán)管(3)設有一個蒸汽環(huán)管(4)，在蒸汽環(huán)管(4)外設有一個前端封口的冷卻水套管(5)，在冷卻水套管(5)通道內(nèi)插裝一個環(huán)狀分水隔板(6)，利用該分水隔板(6)將冷卻水套管(4)內(nèi)通道分隔為冷卻水進口通道和出口通道兩部分。
2.如權利要求1所述的天然氣氣化燒嘴，其特征在于中心管(1)、中間環(huán)管(2)、外環(huán)管(3)、蒸汽環(huán)管(4)和冷卻水套管(5)按階梯型排布方式同軸設置，各環(huán)管之間均采用定位環(huán)進行軸向和徑向定位，在外環(huán)管(3)和蒸汽環(huán)管(4)后側壁上各設有一個進氣口(31、41)，在中間環(huán)管(2)后端設有進氣口(21)。
3.如權利要求1所述的天然氣氣化燒嘴，其特征是在中間環(huán)管(2)和外環(huán)管(3)上均裝有一個熱補償器(7)。
專利摘要本實用新型涉及一種可將氧氣和天然氣噴入轉化爐進行燃燒的天然氣氣化燒嘴,由同軸套置且前部具有流線收縮型混合氣體出口部的中心管、中間環(huán)管和外環(huán)管構成,在外環(huán)管外設有一個蒸汽環(huán)管,在蒸汽環(huán)管外設有一前端封口的冷卻水套管,各環(huán)管間均采用定位環(huán)進行軸向和徑向定位。工作時,兩路氧氣(或燃料氣)分別在外環(huán)管和中心管,一路燃料氣(或氫氣)在中間環(huán)管,三路氣體在燒嘴出口部以一定角度相互撞擊、混合,進而在合適的過氧系數(shù)下噴入轉化爐燃燒,產(chǎn)品具有效率高、使用可靠、壽命長、污染少和經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點。
文檔編號F23D14/46GK2506879SQ0126576
公開日2002年8月21日 申請日期2001年10月23日 優(yōu)先權日2001年10月23日
發(fā)明者黃崇錫, 張相武, 杜煒東 申請人:陜西楊凌航天節(jié)水科技股份有限公司