一種改進型水煤漿工藝燒嘴的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種改進型水煤漿工藝燒嘴，解決水煤漿工藝燒嘴在使用過程中，冷卻水盤管和外噴頭焊接處，由于氣化燃燒反應產生的熱應力損壞的問題。
【背景技術】
[0002]目前，國內外水煤漿工藝燒嘴主要有兩種類型:第一種類型是頂置的德士古水煤漿工藝燒嘴，其主要結構特點是三通道流體介質設計，采用中心氧通道和煤漿通道首先進行預混，再通過高速的外環氧進行二次沖擊霧化，燒嘴頭部冷卻水采用盤管式結構，分為內層和外層，一進一出；第二種類型是華東理工大學自主研發的四噴嘴水煤漿工藝燒嘴，其主要結構特點是同樣采用三通道流體介質設計，通過四個對稱布置在氣化爐氣化室中上部同一水平面的工藝噴嘴，與氧氣一起對噴進入氣化爐，燒嘴頭部冷卻水同樣采用盤管式結構。
[0003]這兩種水煤漿工藝燒嘴在設計結構上非常相似，尤其是燒嘴頭部冷卻結構均采用冷卻水盤管結構，當時上述這種結構冷卻效果不是很理想，同時，由于冷卻水盤管結構產生的熱應力而導致盤管與頭部連接處斷裂，是燒嘴損壞的主要原因之一。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種改進型水煤漿工藝燒嘴，提高了冷卻水對于燒嘴外管的冷卻效率，特別是使燒嘴冷卻水溫度保持均勻，同時提高了燒嘴頭部的換熱效率，延長了燒嘴的使用壽命。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種改進型水煤漿工藝燒嘴，包括:
[0007]一燒嘴本體，所述燒嘴本體的中部設置有中心氧通道，以中心氧通道為軸線依次環繞設置有水煤漿通道和外氧通道，
[0008]一位于燒嘴本體端部的噴頭組件，所述噴頭組件包括一位于中心氧通道端部的中心氧噴頭，一位于水煤漿通道端部的水煤漿噴頭，以及一位于外氧通道端部的外環氧噴頭；所述中心氧噴頭以及水煤漿噴頭分別將中心氧、水煤漿送至位于整個燒嘴本體端部的預混合腔內，且所述預混合腔與外噴頭端面連通；
[0009]還包括一與燒嘴本體固定連接的冷卻水夾套結構，所述冷卻水夾套結構包括有內部連通的冷卻水內壁管以及冷卻水外壁管，所述冷卻水外壁管連接有冷卻水入口法蘭，所述冷卻水內壁管連接有冷卻水出口法蘭。
[0010]在本實用新型的一個優選實施例中，還包括位于燒嘴端部的冷卻水流動集水腔體，所述冷卻水流動集水腔體由外環氧噴頭以及與外環氧噴頭固定連接的頭部鍛件構成。
[0011]在本實用新型的一個優選實施例中，還包括一用于增大冷卻水流速的冷卻水隔水管，所述冷卻水隔水管一端與燒嘴頭部隔水環進行連接，另一端與0型圈滑動密封件進行連接。
[0012]在本實用新型的一個優選實施例中，所述中心氧通道以及水煤漿通道的出口設置成漸變縮口結構。
[0013]通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0014](1)冷卻水夾套結構，避免了冷卻水盤管結構在彎曲制造上產生的應力、變形量、減薄量不均勻等因數，燒嘴的整體強度和剛度有所增強；
[0015](2)避免了冷卻水盤管和外噴頭焊接處熱應力損壞；
[0016](3)提高了冷卻水對于燒嘴外管的冷卻效率，特別是使燒嘴冷卻水溫度保持均勻，同時提高了燒嘴頭部的換熱效率；
[0017](4)冷卻水夾套結構穩定，設計使用成熟，在使用過程中不容易損壞，延長了水煤漿工藝燒嘴的使用壽命。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0022]參照圖1，一種改進型水煤漿工藝燒嘴，包括:一燒嘴本體，所述燒嘴本體的中部設置有中心氧通道100，以中心氧通道100為軸線依次環繞設置有水煤漿通道200和外氧通道 300，
[0023]一位于燒嘴本體端部的噴頭組件，所述噴頭組件包括一位于中心氧通道端部的中心氧噴頭3，一位于水煤漿通道端部的水煤漿噴頭2，以及一位于外氧通道端部的外環氧噴頭1 ;所述中心氧噴頭以及水煤漿噴頭分別將中心氧、水煤漿送至位于整個燒嘴本體端部的預混合腔400內，且所述預混合腔與外環氧噴頭構成的外噴頭端面500連通；
[0024]還包括一與燒嘴本體固定連接的冷卻水夾套結構，所述冷卻水夾套結構包括有內部連通的冷卻水內壁管5以及冷卻水外壁管10，所述冷卻水外壁管連接有冷卻水入口法蘭，所述冷卻水內壁管連接有冷卻水出口法蘭。其中中心氧通道以及水煤漿通道的出口設置成漸變縮口結構。
[0025]冷卻水內壁管5 —端與頭部鍛件12進行焊接連接，另一端與0型圈滑動密封件7進行焊接。
[0026]冷卻水隔水管11 一端與燒嘴頭部隔水環4進行焊接，使冷卻水在燒嘴頭部能夠產生一定的阻力，增大冷卻水流速，另一端與0型圈滑動密封件7進行焊接。
[0027]冷卻水外壁管10與燒嘴頭部外環氧噴頭1焊接，外環氧噴頭1與頭部鍛件12焊接組成了燒嘴頭部的冷卻水流動集水腔體。
[0028]冷卻水入口法蘭6的法蘭接管與冷卻水外壁管10開孔焊接，焊接位置處于0型圈滑動密封件7的兩個密封件之間。冷卻水出口法蘭8的法蘭接管與冷卻水外壁管10開孔焊接，焊接位置處于0型圈滑動密封件7的兩個密封件右端(或靠近燒嘴頭部)，這樣就能保證冷卻水從水夾套內層流入，經過燒嘴頭部循環一周后從冷卻水夾套外層流出。
[0029]當外噴頭組焊過程中產生的焊接熱應力會通過滑動的“0”型圈滑動來釋放焊接應力，而工藝燒嘴在高溫、氧化、熱沖擊等工作環境下形成的熱變形應力同樣“0”型圈滑動來釋放和緩解。
[0030]中心氧的出口設計成漸變縮口形式，目的是對中心氧進行加速，同時其端面相對于外氧頭的端面有一定的縮入量，這樣形成一個水煤漿和中心氧的預混合腔，水煤漿的出口管路也設計成漸變縮口形式，使進入預混合腔的水煤漿具備一定的速度。在預混合腔內，利用中心氧對水煤漿進行稀釋和初加速，改善水煤漿的流動性能，其目的是為了保證水煤漿在離開燒嘴后的霧化效果。
[0031]外氧頭的縮入量更大一些，目的是提供更高氧氣流速，使通過預混合腔的水煤漿混合物進行良好的霧化，以便在氣化爐內達到良好的氣化效果。
[0032]無論是中心氧、水煤漿還是外氧的流通面積，均需要滿足各自介質的流量要求。在供應壓力允許的情況下，力爭達到良好的混合和霧化效果。但是，中心氧的比例有一定的限制，一般為總氧量的5%?25%，其余均作為外氧。中心氧量不能太小，不然達不到對煤漿的稀釋和加速作用。中心氧量也不能太大，一方面，氧量過大會使預混合腔的混合物流速增加太多，造成中心管出口處的磨損加重，降低燒嘴的連續使用壽命；另一方面，中心氧量增大時，必然使燒嘴出口物料的軸向速度分量增大，徑向速度分量減小，其結果是使整個燒嘴出口的火焰變得細長，無法與氣化爐的內部型面匹配，造成較大直徑的煤粉顆粒在氣化爐內停留時間變短，爐渣中的含碳量增加，引起氣化效率降低，而且，會使火焰直沖爐底，影響爐底激冷環的正常運行。
[0033]將原燒嘴冷卻水通過冷卻盤管直接進入外噴頭改為通過三層套管均勻外氧噴頭，其冷卻水工作原理見圖2。
[0034]通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0035](1)冷卻水夾套結構，避免了冷卻水盤管結構在彎曲制造上產生的應力、變形量、減薄量不均勻等因數，燒嘴的整體強度和剛度有所增強；
[0036](2)避免了冷卻水盤管和外噴頭焊接處熱應力損壞；
[0037](3)提高了冷卻水對于燒嘴外管的冷卻效率，特別是使燒嘴冷卻水溫度保持均勻，同時提高了燒嘴頭部的換熱效率；
[0038](4)冷卻水夾套結構穩定，設計使用成熟，在使用過程中不容易損壞，延長了水煤漿工藝燒嘴的使用壽命。
[0039]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種改進型水煤漿工藝燒嘴，其特征在于，包括: 一燒嘴本體，所述燒嘴本體的中部設置有中心氧通道，以中心氧通道為軸線依次環繞設置有水煤漿通道和外氧通道， 一位于燒嘴本體端部的噴頭組件，所述噴頭組件包括一位于中心氧通道端部的中心氧噴頭，一位于水煤漿通道端部的水煤漿噴頭，以及一位于外氧通道端部的外環氧噴頭；所述中心氧噴頭以及水煤漿噴頭分別將中心氧、水煤漿送至位于整個燒嘴本體端部的預混合腔內，且所述預混合腔與外噴頭端面連通； 還包括一與燒嘴本體固定連接的冷卻水夾套結構，所述冷卻水夾套結構包括有內部連通的冷卻水內壁管以及冷卻水外壁管，所述冷卻水外壁管連接有冷卻水入口法蘭，所述冷卻水內壁管連接有冷卻水出口法蘭。2.根據權利要求1所述的一種改進型水煤漿工藝燒嘴，其特征在于，還包括位于燒嘴端部的冷卻水流動集水腔體，所述冷卻水流動集水腔體由外環氧噴頭以及與外環氧噴頭固定連接的頭部鍛件構成。3.根據權利要求1所述的一種改進型水煤漿工藝燒嘴，其特征在于，還包括一用于增大冷卻水流速的冷卻水隔水管，所述冷卻水隔水管一端與燒嘴頭部隔水環進行連接，另一端與0型圈滑動密封件進行連接。4.根據權利要求1所述的一種改進型水煤漿工藝燒嘴，其特征在于，所述中心氧通道以及水煤漿通道的出口設置成漸變縮口結構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種改進型水煤漿工藝燒嘴，包括：一燒嘴本體，所述燒嘴本體的中部設置有中心氧通道，以中心氧通道為軸線依次環繞設置有水煤漿通道和外氧通道，一噴頭組件，所述噴頭組件包括一中心氧噴頭，一水煤漿噴頭，以及一外環氧噴頭；所述中心氧噴頭以及水煤漿噴頭分別將中心氧、水煤漿送至位于整個燒嘴本體端部的預混合腔內，且所述預混合腔與外環氧噴頭構成的外噴頭端面連通；還包括一與燒嘴本體固定連接的冷卻水夾套結構，所述冷卻水夾套結構包括有內部連通的冷卻水內壁管以及冷卻水外壁管，所述冷卻水外壁管連接有冷卻水入口法蘭，所述冷卻水內壁管連接有冷卻水出口法蘭。提高了燒嘴頭部的換熱效率，延長了燒嘴的使用壽命。
【IPC分類】C10J3/50
【公開號】CN205024175
【申請號】CN201520771140
【發明人】于曉亮, 劉小波, 朱曉龍, 靳磊, 吳遠剛, 陳杰
【申請人】西安航天源動力工程有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年9月30日