一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水煤漿加壓氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化工藝噴嘴系水煤漿加壓氣化裝置中的一項關(guān)鍵核心部件，它的質(zhì)量關(guān)乎煤氣化工藝的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。在煤氣化反應(yīng)工藝過程中，需將全部原料、輔料(中心氧、水煤漿、外氧)通過工藝噴嘴連續(xù)不斷地噴入氣化爐內(nèi)，達到煤氣化反應(yīng)。
[0003]目前，根據(jù)噴嘴的安裝方式，工藝噴嘴的型式分為兩種:一種是將噴嘴安裝于氣化爐的頂部，這種方式稱之為垂直單噴式工藝噴嘴;另一種是安裝在氣化爐爐身圓周，呈對置安裝，稱為對置式工藝噴嘴。
[0004]這兩種工藝噴嘴從原理和功能上基本是一樣的，在結(jié)構(gòu)上也沒有較大的區(qū)別。
[0005]本發(fā)明結(jié)合圖1現(xiàn)有技術(shù)工藝噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖，對煤氣化工藝噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作原理簡述如下。
[0006]在安裝煤氣化工藝噴嘴之前，應(yīng)保證氣化爐內(nèi)溫度在800?1000°C左右。安裝時，第一步、將工藝噴嘴N4和N5 口與對應(yīng)的冷卻水管路通過金屬軟管連接，保證冷卻水能夠正常循環(huán)，達到冷卻效果;第二步、將工藝噴嘴裝入氣化爐的對應(yīng)位置，用螺栓將煤氣化工藝噴嘴的安裝法蘭FL和氣化爐爐頂法蘭對齊扣緊，達到密封要求;第三步、待工藝噴嘴固定好后，將中心氧接管與工藝噴嘴NI接口對接，并用螺栓壓緊，保證其密封;第四步、將水煤漿接管與工藝噴嘴N2接口對接，并用螺栓壓緊，保證其密封;第五步、將外環(huán)氧管線與工藝噴嘴N3接口對接，并用螺栓壓緊保證密封要求。
[0007]所有管線接好后，將三種原、輔物料(中心氧、水煤漿、外氧)按DCS控制系統(tǒng)的要求通入管道內(nèi)，經(jīng)工藝噴嘴頭部噴頭導(dǎo)向和預(yù)混合后噴出。物料一經(jīng)噴出工藝噴嘴后，在氣化爐內(nèi)高溫(800?1000°C)、高壓(4.0Mpa左右或6.0Mpa左右)、富氧(99.9%純氧)環(huán)境下瞬間發(fā)生裂解反應(yīng)，生成合成氣(Co+H)、高溫溶渣和部分其它氣體等。正常裂解反應(yīng)后，爐內(nèi)溫度將保持在1350°C左右(根據(jù)原料煤的不同，爐內(nèi)裂解反應(yīng)溫度有一定的偏差)，爐內(nèi)壓力將保持在4.5Mpa或6.5Mpa左右。在工藝噴嘴整個工作過程中，冷卻水將不間斷地循環(huán)，對工藝噴嘴外氧噴頭端部進行冷卻。
[0008]由于煤氣化工藝噴嘴外氧噴頭和冷卻水盤管處在整個煤氣化工藝噴嘴的前部，直接與爐內(nèi)的高溫、高壓、高蝕氣體接觸，受爐內(nèi)高溫輻射和高壓熱流氣體沖刷，噴嘴外氧噴頭的強度、耐腐蝕能力等均直接影響整個工藝噴嘴的使用效果和使用壽命。
[0009]目前使用的大多數(shù)工藝噴嘴，其外氧噴頭端面為平面結(jié)構(gòu)，正常使用一段時間后經(jīng)常會出現(xiàn)外氧噴頭前端平面大面積龜裂現(xiàn)象，從而造成外氧噴頭前端面強度不足，影響使用壽命。
[0010]本申請人在先申請的ZL201420613814.8的實用新型專利，將平面結(jié)構(gòu)的外氧噴頭端面改進為圓弧狀且圓弧向外突出，有效地緩解了噴頭龜裂或燒穿的風(fēng)險。然而，由于外氧噴頭前端采用圓弧外突，與其焊接的冷卻水管也伴隨其外，導(dǎo)致外氧噴頭與冷卻水管的焊接點處于高溫高壓環(huán)境，時間一久會引起焊縫的開裂和損壞，嚴(yán)重影響工藝噴嘴的使用壽命O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種保證外氧噴頭在長時間高溫、高蝕環(huán)境下使用而不產(chǎn)生端面龜裂或燒蝕，又能避免外氧噴頭前端面及外圓棱邊純氧燒蝕以及外氧噴頭與冷卻水管焊縫處長期高溫?zé)g造成開裂等問題，從而提高整個工藝噴嘴的運行效果并延長其壽命的設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴。
[0012]為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，包括由內(nèi)向外依次同心設(shè)置的中心氧噴頭，煤漿噴頭和外氧噴頭，外氧噴頭的端面為圓弧狀，外氧噴頭體外盤繞冷卻水管，所述外氧噴頭端口處設(shè)一罩扣外氧噴頭端口的護蓋，所述護蓋包括護蓋本體和設(shè)在護蓋本體外側(cè)的護耳，護蓋本體中心設(shè)外氧噴頭的噴孔口，護蓋本體周邊設(shè)置4-6個連接孔，護蓋通過穿入連接孔的金屬絲桿與外氧噴頭連接，所述金屬絲桿一端穿入護蓋本體的連接孔，另一端與外氧噴頭體固定。
[0013]所述護蓋為耐高溫材料，優(yōu)選Al2O3，Cr-90的金屬氧化物。
[0014]所述護蓋的金屬絲桿為具有柔性或成鏈條的高溫合金鋼材料，一端制成鉤狀或尾端設(shè)墊片。
[0015]所述連接孔為槽孔，金屬絲桿嵌入槽內(nèi)，穿過槽孔，金屬絲桿尾端被卡槽孔外。
[0016]所述護耳突起于護蓋本體的外周，呈圓弧形蓋狀，護耳與護蓋本體制成一體。
[0017]所述護蓋本體中心的噴孔口與外氧噴頭的噴孔同心同孔。
[0018]所述連接孔的孔數(shù)優(yōu)選偶數(shù)，等距設(shè)置。
[0019]金屬絲桿一端與外氧噴頭的固定方式為焊接、插接或鑲接的一種。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:本發(fā)明為一種設(shè)有護蓋(罩)的煤氣化工藝噴嘴，能完全滿足水煤漿氣化爐對工藝噴嘴的使用需求;能有效防止工藝噴嘴外氧噴頭前端面龜裂或燒蝕、燒穿；同時還能有效防止外氧噴頭前端面外棱的純氧燒蝕，以及外氧噴頭與冷卻水管焊接處的燒裂、燒斷;可延長工藝噴嘴外氧噴頭30%左右的使用壽命，從而有利于延長整個工藝噴嘴的運行周期，解決了工藝噴嘴使用中因外氧噴頭過早損壞而停爐的實際問題。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)工藝噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴實施例1中保護蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴實施例3中保護蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]1、中心氧噴頭;2、煤漿噴頭;3、外氧噴頭;4、冷卻水管;5、護蓋;51、護蓋本體;52、護耳;53、噴孔口； 54、連接孔;6、金屬絲桿。
具體實施例
[0026]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施例作進一步詳細(xì)的描述。
[0027]實施例1
如圖2所示，一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，包括由內(nèi)向外依次同心設(shè)置的中心氧噴頭1、煤漿噴頭2和外氧噴頭3，所述外氧噴頭3的端面為圓弧狀，所述外氧噴頭3外周盤繞冷卻水管4。
[0028]外氧噴頭3端口處設(shè)一護蓋5，所述護蓋5由耐高溫金屬氧化物材料制成，具體成分為Al2O3, Cr-90的金屬氧化物。護蓋5通過金屬絲(桿)6與外氧噴頭3連接，護蓋5可罩扣外氧嗔頭3的?而口。
[0029]所述護蓋5包括護蓋本體51和護耳52。護蓋本體51兩側(cè)邊對稱設(shè)置一對圓弧形蓋狀護耳52，護耳52突起護蓋本體51外周，罩蓋突出外氧噴頭3的焊縫處，護蓋本體51與護耳52制成一體。護蓋本體51中心開設(shè)外氧噴頭3的噴孔口 53，噴孔口 53與外氧噴頭3的噴孔同心同孔。如圖3所示，護蓋本體51周邊等距設(shè)置6個槽孔54，所述金屬絲(桿)6為高溫合金鋼(Incone 1625或Incoly825的一種)制成，金屬絲(桿)6—端頭的形狀大于槽孔54孔形，金屬絲(桿)6穿過槽孔54，嵌入槽內(nèi)，與護蓋本體51形成固接，另一端與外氧噴頭3外壁焊接固定。
[0030]實施例2
護蓋本體51及其外側(cè)等距設(shè)置的四只護耳52由耐高溫陶瓷材料制作而成，護蓋本體51等距設(shè)有4個槽孔54，4個金屬絲(桿)6的一頭分別穿入槽孔54，嵌入槽內(nèi)，與外氧噴頭3外壁處插接，其余同實施例1。
[0031 ] 實施例3
如圖4所示，護蓋本體51內(nèi)壁等距設(shè)有6個定位沉孔54和定位槽，6個金屬絲(桿)6—端分別穿入定位沉孔54，嵌入定位槽內(nèi)，另一端與外氧噴頭3外壁焊接固定，其余同實施例1。將沉(槽)孔和定位槽設(shè)于護蓋本體51內(nèi)壁，使得金屬絲(桿)6被護蓋5整體罩蓋，避免了金屬絲(桿)6被高溫?zé)g的風(fēng)險，也有效地解決了金屬材料和非金屬材料的連接問題。
[0032] 實施例4
護蓋5與外氧噴頭3通過鏈鉤連接，護蓋本體51外側(cè)等距設(shè)置三只護耳，其余同實施例1o
【主權(quán)項】
1.一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，包括由內(nèi)向外依次同心設(shè)置的中心氧噴頭(1)，煤漿噴頭(2)和外氧噴頭(3)，外氧噴頭(3)的端面為圓弧狀，外氧噴頭(3)體外盤繞冷卻水管(4)，其特征在于:所述外氧噴頭(3)端口處設(shè)一罩扣外氧噴頭(3)端口的護蓋(5)，所述護蓋(5)包括護蓋本體(51)和設(shè)在護蓋本體(51)外側(cè)的護耳(52)，護蓋本體(51)中心設(shè)外氧噴頭(3)的噴孔口(53)，護蓋本體(51)周邊設(shè)置4-6個連接孔(54)，護蓋(5)通過穿入連接孔(54)的金屬絲桿(6)與外氧噴頭(3)連接，所述金屬絲桿(6)—端穿入護蓋本體(51)的連接孔(54)，另一端與外氧噴頭(3)體固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:所述護蓋(5)為耐高溫材料，優(yōu)選AI2O3，Cr-90的金屬氧化物。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:所述護蓋(5)的金屬絲桿(6)為具有柔性或成鏈條的高溫合金鋼材料，一端制成鉤狀或尾端設(shè)墊片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:所述連接孔(54)為槽孔，金屬絲桿(6)嵌入槽內(nèi)，穿過槽孔，金屬絲桿(6)尾端被卡槽孔外。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:所述護耳(52)突起于護蓋本體(51)的外周，呈圓弧形蓋狀，護耳(52 )與護蓋本體(51)制成一體。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:所述護蓋本體(51)中心的噴孔口(53)與外氧噴頭(3)的噴孔同心同孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:所述連接孔(54)的孔數(shù)優(yōu)選偶數(shù)，等距設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，其特征在于:金屬絲桿(6)一端與外氧噴頭(3)的固定方式為焊接、插接或鑲接的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種設(shè)有護蓋的煤氣化工藝噴嘴，包括中心氧噴頭、水煤漿噴頭、外氧噴頭，外氧噴頭的端面為圓弧狀，外氧噴頭體外盤繞冷卻水管，所述外氧噴頭端口處設(shè)一罩扣外氧噴頭端口的護蓋，所述護蓋包括護蓋本體和設(shè)在護蓋本體外側(cè)的護耳，護蓋本體中心設(shè)外氧噴頭的噴孔口，護蓋本體周邊設(shè)置4-6個連接孔，護蓋通過金屬絲桿與外氧噴頭連接，所述金屬絲桿一端穿入護蓋本體的連接孔，另一端與外氧噴頭體固定。本發(fā)明的優(yōu)點為：能有效防止工藝噴嘴外氧噴頭前端面龜裂或燒蝕、燒穿；有效防止外氧噴頭前端面外棱的純氧燒蝕，以及外氧噴頭與冷卻水管焊接處的燒裂、燒斷；有利于延長整個工藝噴嘴的運行周期。
【IPC分類】C10J3/50
【公開號】CN105505473
【申請?zhí)枴緾N201610074856
【發(fā)明人】王曉偉, 劉勇朋, 胡戰(zhàn)卜, 趙旭清
【申請人】陜西鑫立噴嘴研制開發(fā)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月3日