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CN102278753A - 一种水煤浆加压气化炉燃烧器 - Google Patents

一种水煤浆加压气化炉燃烧器 Download PDF

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CN102278753A
CN102278753A CN201110162920XA CN201110162920A CN102278753A CN 102278753 A CN102278753 A CN 102278753A CN 201110162920X A CN201110162920X A CN 201110162920XA CN 201110162920 A CN201110162920 A CN 201110162920A CN 102278753 A CN102278753 A CN 102278753A
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CN
China
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coal
water
slurry
oxygen
channel
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CN201110162920XA
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English (en)
Inventor
张梅
杨晓光
郭飞
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Xi'an Tuowo Energy Dynamic Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Tuowo Energy Dynamic Science & Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种用于水煤浆加压气化炉组合式燃烧器。位于燃烧器中心的中心氧气通道，环绕所述中心氧气通道设置的水煤浆通道，环绕所述水煤浆通道设置的环隙氧气通道，环绕所述环隙氧气通道设置的空气夹层，环绕所述空气夹层设置的保护蒸汽通道，以及环绕所述保护蒸汽通道的冷却系统；所述冷却系统包括冷却腔、冷却水输送管道和冷却水安装法兰；其特殊之处是，所述冷却水输送管道是螺旋型冷却水输送管道，所述回流管道是螺旋型回流管道。本发明解决了背景技术中水煤浆喷头易磨损、迎火面周向分布径向裂纹、气化炉使用寿命短的技术问题。本发明水煤浆喷嘴采用了硬质合金，硬质合金具有高温耐磨性能，减少了水煤浆喷嘴的磨损。

Description

一种水煤浆加压气化炉燃烧器
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，尤其涉及一种用于水煤浆加压气化炉组合式燃烧器。
背景技术
现有的水煤浆气化技术中，以美国德士古公司(Texaco)与华东理工大学的工艺比较成熟，在国内应用较为广泛，两者在燃烧器设计方面各有特色。
Texaco气化炉燃烧器以水煤浆为燃料，该燃烧器分为三层通道，中心通道介质为氧气，第二层通道介质为水煤浆，最外层通道介质为氧气。其中中心通道向燃烧器内收缩50～150mm，每台气化炉使用一台燃烧器，位于气化炉顶部。这种结构的燃烧器已经很成熟，
其缺陷如下：
(1)管内低速流动的水煤浆受到中心高速喷出的氧气的撞击，导致水煤浆与中心氧气混合物流动速度大幅度提高，增加了对第二层通道水煤浆喷头的磨损，因此必须经常更换易磨损部件(磨损部件寿命一般为30～60天)；
(2)冷却水压力较低，冷却水温较低，导致迎火面温差应力较大，在最外层通道出口存在尖边薄弱环节，在使用过程中此处易出现周向分布的径向裂纹，最终导致迎火面泄露(迎火面部件寿命一般为30～60天)严重影响燃烧器的使用寿命。
华东理工大学气化炉燃烧器以水煤浆为燃料，该燃烧器分为三层通道，中心通道介质为氧气，第二层通道介质为水煤浆，最外层通道介质为氧气，每台气化炉使用四台燃烧器，位于气化炉中部对称布置。
这种结构的燃烧器更加成熟，它解决了高速氧气加速水煤浆而使水煤浆喷头容易磨损的问题，水煤浆在喷出燃烧器后才受到中心氧气的撞击，对水煤浆喷头具有保护作用。但是迎火面产生周向分布径向裂纹的问题仍然没有解决，严重影响气化炉的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水煤浆加压气化炉燃烧器，其解决了背景技术中水煤浆喷头易磨损、迎火面周向分布径向裂纹、气化炉使用寿命短的技术问题。
本发明的技术解决方案是：
一种水煤浆加压气化炉燃烧器，包括：位于燃烧器中心的中心氧气通道，
环绕所述中心氧气通道设置的水煤浆通道，环绕所述水煤浆通道设置的环隙氧气通道，环绕所述环隙氧气通道设置的空气夹层，环绕所述空气夹层设置的保护蒸汽通道，以及环绕所述保护蒸汽通道的冷却系统；
所述中心氧气通道包括中心氧气喷嘴、中心氧气安装法兰和连通所述中心氧气喷嘴与所述中心氧气安装法兰的中心氧气输送管道；
所述水煤浆通道包括水煤浆喷嘴、水煤浆安装法兰和连通所述水煤浆喷嘴与所述水煤浆安装法兰的水煤浆输送管道；
所述环隙氧气通道包括环隙氧气喷嘴、环隙氧气安装法兰和连接所述环隙氧气喷嘴与所述环隙氧气安装法兰的环隙氧气输送管道；
所述保护蒸汽通道包括保护蒸汽喷嘴、保护蒸汽安装法兰和连接所述保护蒸汽喷嘴与所述保护蒸汽安装法兰的蒸汽输送管道；
所述冷却系统包括位于环绕所述保护蒸汽喷嘴出口设置的冷却腔、环绕所述保护蒸汽通道设置并连通于所述冷却腔起始端的冷却水输送管道、环绕所述保护蒸汽通道设置并连通与所述冷却腔终端的回流管道和连接所述冷却水输送管道与所述回流管道的冷却水安装法兰；保护蒸汽通道喷出的水蒸汽能够有效降低所述冷却腔内外表面的温度差异，减少温差应力，有效保护了燃烧器；
其特殊之处是，所述冷却水输送管道是螺旋型冷却水输送管道，所述回流管道是螺旋型回流管道。
本发明更进一步的改进是：所述中心氧气输送管道上设置有中心氧气连接法兰。在维修中心氧气输送管道时，可将需要维修的部分单独地拆卸和维修，而不会对其他部分产生影响。
本发明更进一步的改进是：所述水煤浆输送管道上设置有水煤浆连接法兰。
本发明更进一步的改进是：所述环隙氧气输送管道上设置有环隙氧气连接法兰。
本发明更进一步的改进是：所述水煤浆喷嘴内表面及出口处附有硬质合金层，硬质合金层是由碳化钨粉和钴粉通过粉末冶金工艺制成。能够显著提高水煤浆喷头的耐磨性能。
本发明更进一步的改进是：所述保护蒸汽通道上安装有燃烧器安装法兰。
本发明更进一步的改进是：所述冷却水安装法兰为2个。
本发明的优点是：
1.本发明水煤浆喷嘴采用了硬质合金，硬质合金具有高温耐磨性能，减少了水煤浆喷嘴的磨损。
2.本发明避开了环隙氧气与炉内回流的转化气在燃烧器喷口处燃烧，降低了迎火面内外表面温度差，使迎火面受到的温差应了小，提高了冷却水腔的使用寿命。
3.本发明中硬质合金具有优良的冷却功能，迎火面温差应力较小，使得气化炉的使用寿命延长，超过4000小时。
4.燃烧器的使用寿命与水煤浆气化定期停炉时间相匹配。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的头部局部示意图；
具体实施方式
一种水煤浆加压气化炉燃烧器，包括：位于燃烧器中心的中心氧气通道1，
环绕所述中心氧气通道1设置的水煤浆通道2，环绕所述水煤浆通道2设置的环隙氧气通道3，环绕所述环隙氧气通道3设置的空气夹层4，环绕所述空气夹层4设置的保护蒸汽通道5，以及环绕所述保护蒸汽通道5的冷却系统6；所述中心氧气通道1包括中心氧气喷嘴101、中心氧气安装法兰102和连通所述中心氧气喷嘴101与所述中心氧气安装法兰102的中心氧气输送管道103；中心氧气输送管道103上设置有中心氧气连接法兰104。在维修中心氧气输送管道时，可将需要维修的部分单独地拆卸和维修，而不会对其他部分产生影响。所述水煤浆通道2包括水煤浆喷嘴201、水煤浆安装法兰202和连通所述水煤浆喷嘴201与所述水煤浆安装法兰202的水煤浆输送管道203；所述水煤浆喷嘴201内表面及出口处附有硬质合金耐磨材料层，能够显著提高水煤浆喷头的耐磨性能。所述水煤浆输送管道203上设置有水煤浆连接法兰204。所述环隙氧气通道3包括环隙氧气喷嘴301、环隙氧气安装法兰302和连接所述环隙氧气喷嘴301与所述环隙氧气安装法兰302的环隙氧气输送管道303；所述环隙氧气输送管道303上设置有环隙氧气连接法兰304。所述保护蒸汽通道5包括保护蒸汽喷嘴501、保护蒸汽安装法兰502和连接所述保护蒸汽喷嘴501与所述保护蒸汽安装法兰502的蒸汽输送管道503；所述保护蒸汽通道5上安装有燃烧器安装法兰504。所述冷却系统6包括位于环绕所述保护蒸汽喷嘴501出口设置的冷却腔601、环绕所述保护蒸汽通道5设置并连通于所述冷却腔6起始端的冷却水输送管道602、环绕所述保护蒸汽通道5设置并连通与所述冷却腔601终端的回流管道603和连接所述冷却水输送管道602与所述回流管道603的冷却水安装法兰604；冷却水安装法兰604为2个。保护蒸汽通道5喷出的水蒸汽505能够有效降低所述冷却腔6内外表面的温度差异，减少温差应力，有效保护了燃烧器；其特殊之处是，所述冷却水输送管道602是螺旋型冷却水输送管道，所述回流管道603是螺旋型回流管道。
在使用过程中，中心氧气通过中心氧气通道1由中心氧气喷头101喷出，并与通过水煤浆通道2并由水煤浆喷头201喷出的水煤浆在燃烧器头部先混合，再与通过环隙氧气通道3并由环隙氧气喷头301喷出的环隙氧气混合，以高速射流的方式喷入炉膛并燃烧。

Claims (7)

1.一种水煤浆加压气化炉燃烧器，包括：位于燃烧器中心的中心氧气通道，
环绕所述中心氧气通道设置的水煤浆通道，环绕所述水煤浆通道设置的环隙氧气通道，环绕所述环隙氧气通道设置的空气夹层，环绕所述空气夹层设置的保护蒸汽通道，以及环绕所述保护蒸汽通道的冷却系统；
所述中心氧气通道包括中心氧气喷嘴、中心氧气安装法兰和连通所述中心氧气喷嘴与所述中心氧气安装法兰的中心氧气输送管道；
所述水煤浆通道包括水煤浆喷嘴、水煤浆安装法兰和连通所述水煤浆喷嘴与所述水煤浆安装法兰的水煤浆输送管道；
所述环隙氧气通道包括环隙氧气喷嘴、环隙氧气安装法兰和连接所述环隙氧气喷嘴与所述环隙氧气安装法兰的环隙氧气输送管道；
所述保护蒸汽通道包括保护蒸汽喷嘴、保护蒸汽安装法兰和连接所述保护蒸汽喷嘴与所述保护蒸汽安装法兰的蒸汽输送管道；
所述冷却系统包括位于环绕所述保护蒸汽喷嘴出口设置的冷却腔、环绕所述保护蒸汽通道设置并连通于所述冷却腔起始端的冷却水输送管道、环绕所述保护蒸汽通道设置并连通与所述冷却腔终端的回流管道和连接所述冷却水输送管道与所述回流管道的冷却水安装法兰；
其特殊之处是，所述冷却水输送管道是螺旋型冷却水输送管道，所述回流管道是螺旋型回流管道。
2.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉燃烧器，其特征在于：所述中心氧气输送管道上设置有中心氧气连接法兰。
3.根据权利要求1或2所述的水煤浆加压气化炉燃烧器，其特征在于：所述水煤浆输送管道上设置有水煤浆连接法兰。
4.根据权利要求3所述的水煤浆加压气化炉燃烧器，其特征在于：所述环隙氧气输送管道上设置有环隙氧气连接法兰。
5.根据权利要求4所述的水煤浆加压气化炉燃烧器，其特征在于：所述水煤浆喷嘴内表面及出口处附有硬质合金层。
6.根据权利要求5所述的水煤浆加压气化炉燃烧器，其特征在于：所述保护蒸汽通道上安装有燃烧器安装法兰。
7.根据权利要求6所述的水煤浆加压气化炉燃烧器，其特征在于：所述冷却水安装法兰为2个。
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