專利名稱：復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種噴嘴，特別是涉及一種可以霧化高濃度燃料并適用于燃燒石油 水焦?jié){燃^^的工業(yè)鍋爐或者工業(yè)爐窖的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴。
背景技術(shù)：
目前，大量的工業(yè)鍋爐或者工業(yè)爐窖設(shè)備因須控制排氣污染而改用重油、天然氣或 者煤氣等燃燒后排放廢氣污染較小的所謂"清潔燃料"，由此導(dǎo)致對這些能源的需求越 來越大，而這些自然能源卻越來越少，價格也越來越高，使得工業(yè)鍋爐燃燒此類"清潔 燃料"的成本大幅度上升。因此，人們總是在不斷地尋求一種既環(huán)保又價廉的新燃料。 本申請人采用石油加工過程產(chǎn)生的高硫石油焦進行廢物利用，研究開發(fā)出一種可以廣泛 推廣應(yīng)用于工業(yè)鍋爐的石油水焦?jié){燃料及其配方和制作工藝方法，將高硫石油焦經(jīng)破碎 處理，并加入適量的水和化學(xué)添加劑制成一種高熱值、低灰分、低硫量的清潔燃料。該 燃料不僅原料來源廣、價格低廉，而且使用該燃料還可以減少因石油加工企業(yè)作為廢棄 殘渣堆放的石油焦占用大面積土地，以及石油焦粉塵、石油焦中以硫為主的等有害物質(zhì) 的釋放而造成的環(huán)境污染。使用該石油水焦?jié){燃料，既能合理利用自然資源，又能降低 工業(yè)鍋爐設(shè)備的燃料費用，同時還可以通過對燃燒后排放的煙氣進行環(huán)保處理以減少環(huán) 境污染和回收工業(yè)原料，也更符合國家節(jié)約石油資源，提高資源循環(huán)利用率的能源政策。 但是，由于石油水焦?jié){粘性大、易沉淀，使得燃料在鍋爐噴嘴中容易淀積、堵塞，并且
由于石油^^焦?jié){的揮發(fā)份約11.3%,含水份約30%，燃燒時存在著火難、易結(jié)焦、易積 灰、難燃盡等問題。因此，相應(yīng)的石油水焦?jié){鍋爐噴嘴將直接影響到石油水焦槳能否燃
燒穩(wěn)定、可靠和完善，這就需要設(shè)計出一種專用于燃用石油水焦?jié){的噴嘴。
現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)鍋爐或者工業(yè)爐窖設(shè)備的噴嘴大都是建立在燃燒常用燃料或者水 煤漿的基礎(chǔ)上設(shè)計的，如中國實用新型專利ZL 200420028115.3公開的"燃水煤漿、油 兩用燃燒器噴嘴組件"(授權(quán)公告號CN2711544Y;授權(quán)公告日2005年7月20日)、中 國發(fā)明專利申請200510061444.7公開的"水煤漿氣化噴嘴"(公開號CN1752521A;公 開日2006年3月29日)、中國實用新型專利ZL 200420028118. 7公開的"水煤漿氣化 噴嘴噴頭"(授權(quán)公告號CN2711543Y;授權(quán)公告日2005年7月20日)。中國實用新型 專利ZL 02240519. 4公開的"兩級反向沖擊預(yù)混型水煤漿噴嘴"(授權(quán)公告號CN2554477Y;授權(quán)公告日2003年6月4日)等。中國實用新型專利ZL 02240519. 4公開的"兩級反向 沖擊預(yù)混型水煤漿噴嘴"的主要結(jié)構(gòu)是由槍體，噴頭，壓帽組成，其中，噴頭通過絲 坐與槍體中的漿管螺接，使槍體的外徑與漿管和噴頭之間形成霧化介質(zhì)通道，壓帽與槍 體螺接，并壓緊噴片，在噴頭的一級預(yù)混腔底部對稱設(shè)置水煤漿孔，對著每一漿空旁設(shè) 置有一定方向的一次沖擊孔， 一級預(yù)混腔與二級預(yù)混腔通過縮口環(huán)相通，縮口環(huán)周圍二 級預(yù)混腔中對稱均勻設(shè)置與一次沖擊孔方向相反的二次沖擊孔，在噴頭的頭部安裝有噴 片，其上制有噴孔和噴片撞擊面。
然而，因水煤漿與水焦?jié){在特性上具有顯著差異，如直接將上述專利的噴嘴技術(shù)用 來燃用石油水焦?jié){會帶來霧化程度不夠、熱效率低，或者著火難、蒸汽耗量大、燃燒穩(wěn) 定性不夠、易結(jié)焦、易積灰、難燃盡等問題，都無法很好地滿足石油水焦?jié){的燃燒要求。 因此，提供一種能夠克服燃用石油水焦?jié){時易淀積、易堵塞、著火難、易結(jié)焦、易積灰、 難燃盡等問題，并且石油水焦?jié){霧化效果好、能充分高效燃燒、熱效率高，產(chǎn)品使用壽 命長、安全可靠的燃用石油水焦?jié){的噴嘴已成為亟待解決的問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種可以避免燃用石油水 焦?jié){時出現(xiàn)的易淀積、易堵塞、著火難、易結(jié)焦、易積灰、難燃盡的現(xiàn)象，而石油水焦 漿霧化效果好、能充分高效燃燒、熱效率高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、安全可靠、 操作、調(diào)整和檢修方便的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){ 噴嘴,包括有噴頭、混合室、二級混合室，所述的混合室與燃料管對接，所述的噴頭與蒸 汽管密封對接，噴頭設(shè)置有噴孔，所述的混合室的管狀壁設(shè)置有至少兩圈環(huán)繞管狀壁的 均勻分布的沖擊孔，所述的二級混合室設(shè)置于混合室與噴孔之間，二級混合室中設(shè)置有 旋流裝置。石油水焦?jié){經(jīng)燃料管進入混合室，蒸汽從蒸汽管經(jīng)混合室管狀壁的兩圈環(huán)繞 管狀壁的沖擊孔進入混合室，沖擊破碎石油水焦?jié){以較低的汽耗率予以霧化，形成蒸氣 與石油水焦?jié){混合物進入二級混合室，經(jīng)旋流裝置進一步形成旋流狀霧化混合燃氣流， 從噴頭設(shè)置的噴孔噴入工業(yè)鍋爐或者工業(yè)爐窖的爐膛內(nèi)燃燒。燃氣的噴出力及其射程和 膛內(nèi)進一步霧化效果可以通過調(diào)整蒸汽壓和石油水焦?jié){壓的比例，以及噴頭的噴孔數(shù)量 和孔徑來達到。從而可以避免燃用石油水焦?jié){時出現(xiàn)的易淀積、易堵塞、著火難、易結(jié) 焦、易積灰、難燃盡的現(xiàn)象，并使得復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴具有石油水焦 漿霧化效果好、能充分高效燃燒、熱效率高，并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、安全可靠、操作、調(diào)整和檢修方便。
作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴所述的混合 室的管狀壁設(shè)置的沖擊孔的中軸線與混合室的中軸線可以設(shè)置成不相交，即偏心穿入混 合室。以在沖擊破碎石油水焦?jié){時能以更低的汽耗率予以霧化，并在混合室形成旋流， 進一步提高混合燃氣流紊亂程度和霧化程度，以及燃氣流流速。作為本實用新型的更加 優(yōu)選實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴的混合室的管狀壁可以設(shè)置有兩圈 環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔，并可以設(shè)置成"逆——逆"結(jié)構(gòu)，即沖擊孔的中軸線 與混合室的中軸線不相交且兩中軸線投影的夾角大于90度。作為本實用新型的更加優(yōu)選 實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴的混合室的管狀壁也可以設(shè)置成"順—— 順"結(jié)構(gòu)，即沖擊孔的中軸線與混合室的中軸線不相交且兩中軸線投影的夾角小于90度。 作為本實用新型的更加優(yōu)選實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴的混合室的 管狀壁還可以設(shè)置成"逆——順"結(jié)構(gòu)或者"順——逆"結(jié)構(gòu)，即沖擊孔的中軸線與混 合室的中軸線不相交，且其中一圈沖擊孔的中軸線與混合室(4)的中軸線的投影的夾角大 于90度，另一圈小于90度。
作為本實用新型的更加優(yōu)選實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴所述的 混合室的管狀壁可以設(shè)置有兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔，每圈可以是8至12個 沖擊孔?？梢愿鶕?jù)使用要求予以調(diào)整設(shè)置。
作為本實用新型的更加優(yōu)選實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴所述的 二級混合室中可以設(shè)置有切向旋流片構(gòu)成的旋流裝置。進一步形成旋流狀霧化混合燃氣 流，提高混合燃氣流紊亂度、流速和霧化效果。作為本實用新型的更加進一步優(yōu)選實施 方式，該旋流裝置可以是由底座上均勻分布設(shè)置有4片或者4片以上楔形葉片的切向旋 流片和套管套接入二級混合室腔內(nèi)構(gòu)成，切向旋流片的底座與套管一端相接，套管另一 端與噴頭相接，切向旋流片可以采用鎢鋼材料制成。作為本實用新型的更加進一步優(yōu)選 實施方式，該旋流裝置的切向旋流片也可以設(shè)置成可旋轉(zhuǎn)的動配合連接結(jié)構(gòu)。
作為本實用新型的更加優(yōu)選實施方式，復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴所述的 噴頭設(shè)置有8至12個噴孔，噴孔中還可以鑲嵌有鎢鋼襯套?？梢愿鶕?jù)燃氣的噴出力及其 射程和膛內(nèi)進一步霧化效果的要求，結(jié)合調(diào)整蒸汽壓和石油水焦?jié){壓的比例，調(diào)整噴頭 的噴孔數(shù)量和孔徑。作為本實用新型的更加進一步優(yōu)選實施方式， 一般可以選擇噴頭設(shè) 置有10個噴孔，噴孔中可以鑲嵌有鎢鋼襯套。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(1) 蒸汽耗汽率低，石油水焦?jié){霧化效果好，燃燒充分高效、熱效率高，噴嘴不易堵 塞、不易結(jié)焦；
(2) 噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，耐高溫性能和耐磨性好，使用壽命長、安全可靠；
(3) 易于控制，操作、調(diào)整簡單，使用、檢修方便。

利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本實用新型的任 何限制。
圖1是根據(jù)本實用新型的第一種實施方式的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴的 結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1所示的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴位于旋流裝置部位的A—A剖 面結(jié)構(gòu)示意圖3是圖1所示的的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴的噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本實用新型作進一步說明
圖1、圖2和圖3所示本實用新型的一種復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴中，包 括有噴頭1及其10個鑲嵌有鎢鋼襯套的噴孔9;由切向旋流片2和套管3套接入二級
混合室8腔內(nèi)構(gòu)成的旋流裝置，切向旋流片2由底座上均勻分布設(shè)置有4片楔形葉片構(gòu)
成，切向旋流片2由鉤鋼材料制成；混合室4及其管狀壁上的兩圈均勻分布且偏心、逆 向的沖擊孔5;與噴頭1密封對接的蒸汽管6;與混合室4對接的燃料管7;以及二級混
合室8。
實施例l
根據(jù)本實用新型的第一種實施方式的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴如圖1所 示，這是用于燃用石油水焦?jié){的電站鍋爐的噴嘴的具體實施例，其中包括有噴頭l、混
合室4、 二級混合室8、蒸汽管6、燃料管7和旋流裝置。本實施例中噴頭l的結(jié)構(gòu)如 圖1和圖3所示，可以設(shè)置有10個鑲嵌有鎢鋼襯套的噴孔9，以解決噴孔9的高溫區(qū)和 高速旋流中的微粒碰撞、磨擦所需的耐高溫性能和耐磨性能，以延長使用壽命；混合室4 的管狀壁設(shè)置有兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的逆向的沖擊孔5,兩圈之間相隔一段距離形 成二級沖擊結(jié)構(gòu)，沖擊孔5的中軸線與混合室4的中軸線夾角大于90度，但一般不超過 145度為宜， 一般每圈可以設(shè)置10個沖擊孔5，兩圈沖擊孔5之間還可以沿混合室4的 中軸線方向相互錯開；燃料管7與混合室4密封對接；蒸汽管6與噴頭1螺紋對接，對接時可加耐熱墊片以提高密封效果；二級混合室8設(shè)置于混合室4與噴孔9之間；旋流 裝置設(shè)置于二級混合室8中。石油水焦?jié){經(jīng)燃料管7進入混合室4，蒸汽從蒸汽管6經(jīng)混 合4室管狀壁的兩圈環(huán)繞管狀壁的沖擊孔5進入混合室4，逆向沖擊破碎石油水焦?jié){，以 較低的汽耗率予以霧化，形成蒸氣與石油水焦槳混合物，并提高速度以增大沖擊力進入 二級混合室8,經(jīng)旋流裝置進一步形成旋流狀霧化混合燃氣流，從噴頭1設(shè)置的噴孔9 噴入鍋爐爐膛內(nèi)燃燒。燃氣的噴出力及其射程和膛內(nèi)進一步霧化效果可以通過調(diào)整蒸汽 壓和石油水焦?jié){壓的比例，以及噴頭1的噴孔9數(shù)量和孔徑來達到。 實施例2
根據(jù)本實用新型的第二種實施方式的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦槳噴嘴，在燃用 石油水焦?jié){的電站鍋爐噴嘴的具體實施例中，混合室4的管狀壁設(shè)置的沖擊孔5的中軸 線與混合室的中軸線可以設(shè)置成不相交，即偏心穿入混合室4。以在沖擊破碎石油水焦?jié){ 時能以更低的汽耗率予以霧化，并在混合室形成旋流，進一步提高混合燃氣流紊亂程度 和霧化程度，以及燃氣流流速。 實施例3
根據(jù)本實用新型的第三種實施方式的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，在燃用 石油水焦?jié){的電站鍋爐噴嘴的具體實施例中，二級混合室8中可以設(shè)置有切向旋流片2 構(gòu)成的旋、流裝置。混合燃氣流經(jīng)切向旋流片2使之高速旋轉(zhuǎn)進入二級混合室8，進一步形 成旋流狀霧化混合燃氣流，提高混合燃氣流紊亂度、流速和霧化效果。旋流裝置的結(jié)構(gòu) 如圖1和圖2所示，可以是由底座上均勻分布設(shè)置有4片楔形葉片的切向旋流片2和套 管3套接入二級混合室8腔內(nèi)構(gòu)成，切向旋流片2的底座與套管3—端相接，套管3另 一端與噴頭l相接；切向旋流片2可以采用鎢鋼材料制成，以解決其靠近噴孔9的高溫 區(qū)和高速旋流中的微粒碰撞、磨擦所需的耐高溫性能和耐磨性能，以延長使用壽命。切 向旋流片2的楔形葉片也可以設(shè)置成5片或者更多，具體片數(shù)視石油水焦?jié){的粘度、微
粒大小情況予以設(shè)置。
最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用 新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本 實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，包括有噴頭(1)、混合室(4)、二級混合室(8)，所述的混合室(4)與燃料管(7)對接，所述的噴頭(1)與蒸汽管(6)密封對接，噴頭(1)設(shè)置有噴孔(9)，其特征在于所述的混合室(4)的管狀壁設(shè)置有至少兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔(5)，所述的二級混合室(8)設(shè)置于混合室(4)與噴孔(9)之間，二級混合室(8)中設(shè)置有旋流裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于所述 的混合室(4)的管狀壁設(shè)置的沖擊孔(5)的中軸線與混合室(4)的中軸線不相交，即偏心穿入 混合室(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于 所述的混合室(4)的管狀壁設(shè)置有兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔(5),并設(shè)置成"逆——逆"結(jié)構(gòu)，即沖擊孔(5)的中軸線與混合室(4)的中軸線不相交且兩中軸線投影的 夾角大于90度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于-所述的混合室(4)的管狀壁設(shè)置有兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔(5)，并設(shè)置成"順——順"結(jié)構(gòu)，即沖擊孔(5)的中軸線與混合室(4)的中軸線不相交且兩中軸線投影的 夾角小于90度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于-所述的混合室(4)的管狀壁設(shè)置有兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔(5)，并設(shè)置成"逆——順"結(jié)構(gòu)或者"順——逆"結(jié)構(gòu)，即沖擊孔(5)的中軸線與混合室(4)的中軸線不 相交，且其中一圈沖擊孔(5)中軸線與混合室(4)的中軸線的投影的夾角大于90度，另一圈 小于90度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于-所述的混合室(4)的管狀壁設(shè)置有兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔(5)，每圈為8至12 個沖擊孔(5)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于 所述的二級混合室(8)中設(shè)置有切向旋流片(2)構(gòu)成的旋流裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于所述 的旋流裝置是由底座上均勻分布設(shè)置有4片或者4片以上楔形葉片的切向旋流片(2)和套管(3)套接入二級混合室(8)腔內(nèi)構(gòu)成，切向旋流片(2)的底座與套管(3)—端相接，套管(3)另 一端與噴頭(l)相接，切向旋流片(2)為鵒鋼材料制成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于-所述的噴頭(l)設(shè)置有8至12個噴孔(9)，噴孔(9)中鑲嵌有鎢鋼襯套。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，其特征在于所述 的噴頭(l)設(shè)置有10個噴孔(9)。
專利摘要一種可以霧化高濃度燃料并適用于燃燒石油水焦?jié){燃料的工業(yè)鍋爐或者工業(yè)爐窖復(fù)式?jīng)_擊混合旋流型石油水焦?jié){噴嘴，包括有噴頭、混合室、二級混合室，混合室與燃料管對接，噴頭與蒸汽管密封對接，噴頭設(shè)置有噴孔，所述的混合室的管狀壁設(shè)置有至少兩圈環(huán)繞管狀壁的均勻分布的沖擊孔，所述的二級混合室設(shè)置于混合室與噴孔之間，二級混合室中設(shè)置有旋流裝置?？梢员苊馊加檬退?jié){時出現(xiàn)的易淀積、易堵塞、著火難、易結(jié)焦、易積灰、難燃盡的現(xiàn)象，具有石油水焦?jié){噴嘴霧化效果好、能充分高效燃燒、熱效率高，并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、安全可靠、操作、調(diào)整和檢修方便的特點。
文檔編號F23D11/12GK201129724SQ20072017320
公開日2008年10月8日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
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