本發(fā)明涉及一種工藝燒嘴，尤其涉及一種水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴。

背景技術(shù)：

水煤漿氣化技術(shù)自誕生以來，經(jīng)過不斷的摸索、研究和不斷的完善發(fā)展，已經(jīng)在煤化工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。其中具有代表性的有多噴嘴對置式水煤漿氣化爐、清華水冷壁水煤漿氣化爐和德士古水煤漿加壓氣化爐。隨著國家對煤清潔利用技術(shù)的大力推廣，水煤漿加壓氣化技術(shù)在我國得到了迅速發(fā)展，其主要優(yōu)點有：裝置運行穩(wěn)定可靠；自動化程度高；操作控制比較靈活；煤氣化效率高；工藝指標先進；環(huán)保性能比較優(yōu)越，廢水排放較少；氣化爐運行負荷調(diào)節(jié)范圍大（50%~110%之間可穩(wěn)定運行）；適應(yīng)大型化（單爐投煤量3000噸/日）。

工藝燒嘴是水煤漿氣化技術(shù)的核心設(shè)備，燒嘴性能的好壞、壽命的長短直接影響到整個裝置的運行質(zhì)量，氣化裝置的大部分技術(shù)經(jīng)濟指標都與工藝燒嘴有關(guān)。燒嘴使用壽命是決定水煤漿氣化爐生產(chǎn)周期長短的關(guān)鍵因素，60%的煤氣化安全事故都與燒嘴有關(guān)，或由燒嘴引起，或首先造成燒嘴損壞。燒嘴損壞時，可能直接造成氣化反應(yīng)氧碳比失調(diào)，使氣化爐進料系統(tǒng)物料絮亂，引發(fā)氣化爐超溫、過氧爆炸等嚴重事故。因此，運行過程中要特別關(guān)注燒嘴使用壽命和效率。

由于工藝燒嘴噴頭有少部分伸入到氣化爐燃燒室內(nèi)部，工作環(huán)境比較惡劣，受高溫輻射、高速氣流和煤漿沖刷、高溫腐蝕氣體和熔渣沖蝕等因素影響，造成使用周期比較短，目前工藝燒嘴使用周期在70天左右，嚴重制約了煤氣化系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行和高負荷生產(chǎn)。到了使用周期后需要停車更換，每次更換燒嘴停開車過程中會造成一定量煤漿及其他原材物料的損失，因此延長工藝燒嘴使用壽命是提高氣化爐運行周期、增加效益的有效途徑之一，對于企業(yè)而言顯得尤為重要。由于殘渣對燒嘴安裝孔的堵塞嚴重，每次檢修拔出工藝燒嘴時阻力較大，均會造成冷卻水盤管的損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，延長工藝燒嘴的使用壽命，便于工藝燒嘴的安裝和拔出，減小對燒嘴安裝孔耐火磚的損壞。

為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種水煤漿加壓氣化爐夾套冷卻式工藝燒嘴，包括燒嘴本體、位于燒嘴本體上端的氣體入口、位于燒嘴下端的噴頭組件以及環(huán)繞在燒嘴本體外側(cè)的冷卻水夾套，燒嘴本體包括同軸線由內(nèi)向外依次設(shè)置的中心氧通道、水煤漿通道和外環(huán)氧通道，所述氣體入口包括中心氧入口、水煤漿入口和外環(huán)氧入口，中心氧入口、水煤漿入口和外環(huán)氧入口分別與中心氧通道、水煤漿通道和外環(huán)氧通道相連通，所述冷卻水夾套包括冷卻水內(nèi)腔和冷卻水外腔，冷卻水內(nèi)腔與冷卻水外腔底部相通，之間通過隔板隔開，冷卻水內(nèi)腔連通冷卻水入口，冷卻水外腔連通冷卻水出口；所述噴頭組件包括中心氧噴頭、水煤漿噴頭和外環(huán)氧噴頭，中心氧噴頭端面與外環(huán)氧噴頭端面相距4±0.5mm，水煤漿噴頭端面外環(huán)氧噴頭端面相距1±0.5mm，冷卻水夾套的端部包裹在外環(huán)氧噴頭的外側(cè)。

本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，本工藝燒嘴為外混式預(yù)膜燒嘴。三股物流射出燒嘴，煤漿的內(nèi)外側(cè)為高速流動的氧流股，且與煤漿呈一定的交匯角；氧流股通過撞擊、振動等方式使煤漿霧化，可以達到100μm尺度。本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，外環(huán)氧通道和外環(huán)氧噴頭由硬質(zhì)合金制成。

本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，外環(huán)氧通道和外環(huán)氧噴頭由碳化鎢制成。

本發(fā)明所述的有益效果是：本發(fā)明所述水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴采用夾套冷卻，可以增大冷卻水的流通面積，提高換熱效率，對燒嘴提供更好的冷卻保護；對燒嘴內(nèi)部各通道環(huán)隙進行優(yōu)化，可以適應(yīng)不同煤種的需要以及達到更好的霧化效果，提高碳轉(zhuǎn)化率；采用耐高溫、耐腐蝕的高強度耐磨材料，可以延長工藝燒嘴的使用壽命，從而延長煤氣化系統(tǒng)的運行周期和高負荷生產(chǎn)，使企業(yè)產(chǎn)生更大的效益；便于工藝燒嘴的安裝和拔出，減小對燒嘴安裝孔耐火磚的損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為噴頭組件的放大圖；

圖3為噴頭組件端面的放大圖；

圖中：1、中心氧通道，2、水煤漿通道，3、外環(huán)氧通道，4、冷卻水內(nèi)腔，5、冷卻水外腔，6、冷卻水入口，7、冷卻水出口，8、中心氧入口，9、外環(huán)氧入口，10、水煤漿入口，11、隔板，12、中心氧噴頭，13、水煤漿噴頭，14、外環(huán)氧噴頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

如圖1所示，一種水煤漿加壓氣化爐用夾套冷卻式工藝燒嘴，包括燒嘴本體、位于燒嘴本體上端的氣體入口、位于燒嘴下端的噴頭組件以及環(huán)繞在燒嘴本體外側(cè)的冷卻水夾套，燒嘴本體包括同軸線由內(nèi)向外依次設(shè)置的中心氧通道1、水煤漿通道2和外環(huán)氧通道3，所述氣體入口包括中心氧入口8、水煤漿入口10和外環(huán)氧入口9，中心氧入口8、水煤漿入口10和外環(huán)氧入口9分別與中心氧通道1、水煤漿通道2和外環(huán)氧通道3相連通，所述冷卻水夾套包括冷卻水內(nèi)腔4和冷卻水外腔5，冷卻水內(nèi)腔4與冷卻水外腔5底部相通，之間通過隔板11隔開，冷卻水內(nèi)腔4連通冷卻水入口6，冷卻水外腔5連通冷卻水出口7；所述噴頭組件包括中心氧噴頭12、水煤漿噴頭13和外環(huán)氧噴頭14，冷卻水夾套的端部包裹在外環(huán)氧噴頭14的外側(cè)。本發(fā)明采用夾套冷卻，可以增大冷卻水的流通面積，提高換熱效率，對燒嘴提高更好的冷卻保護。

本發(fā)明中結(jié)合燒嘴實際運行情況，通過模擬燒嘴霧化效果，對燒嘴內(nèi)部各通道端面間隙進行優(yōu)化，中心氧噴頭端面與外環(huán)氧噴頭端面的距離D1為4mm，水煤漿噴頭端面外環(huán)氧噴頭端面的距離D2為1mm，以便更好底適應(yīng)不同煤種的需要及達到更好的霧化效果，提高碳轉(zhuǎn)化率。

本發(fā)明對燒嘴外環(huán)氧噴頭龜裂、外環(huán)氧通道的點蝕、煤漿噴頭的磨蝕等現(xiàn)象進行分析研究，選擇合適的耐高溫、耐腐蝕的金屬材料，選用碳化鎢或者硬質(zhì)合金， 如UMCo50 和Hayness188等高強度耐磨材料，可以延長燒嘴使用壽命。

本發(fā)明所述的水煤漿加壓氣化爐夾套冷卻式工藝燒嘴為三流式套管結(jié)構(gòu)，噴頭處設(shè)有夾套式冷卻水腔，工作時中心氧通道1和外環(huán)氧通道3的高流速氧氣與中間水煤漿通道2的煤漿在噴頭處混合，在氧氣的沖擊下，煤漿以調(diào)整霧狀形式噴入氣化爐，達到霧化煤漿的效果。

以上描述的僅是本發(fā)明的基本原理和優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明作出的改進和替換，屬于本發(fā)明的保護范圍。