[實用新型]一種變壓、變工況油燒嘴

有效

• 申請號: 201220610905.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN202938295U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王明坤;姜從斌;信偉;郭進軍;陳拴柱;魏佳
• 申請（專利權）人: 航天長征化學工程股份有限公司
• 主分類號: F23D11/10
• 分類號: F23D11/10;F23D11/38
• 代理公司: 北京驥馳知識產權代理有限公司 11422
• 代理人: 陳書香;唐曉峰

技術領域

本實用新型涉及一種油燒嘴，尤其是涉及一種用于氣化爐的并能夠適應高壓環境下的變壓、變工況工作的新型開工燒嘴。

背景技術

高效潔凈的煤氣化技術是當今我國煤氣化技術發展的主流，已工業化的煤氣化技術主要為粉煤加壓和水煤漿氣化兩種氣化技術方式。

氣化爐是水煤漿氣化和粉煤加壓氣化技術的關鍵設備，氣化爐的開工過程通常均由開工燒嘴完成。

水煤漿氣化爐在開工時，開工燒嘴處于微負壓和常壓工況，待爐內溫度達到投料溫度，將開工燒嘴拆除，同時安裝耐火磚和開工燒嘴盲法蘭后，氣化爐才能進行投料開車，點火方式為人工點火，因此，整個開工、點火過程操作繁瑣，自動化程度低，易于熄火且不易察覺，工人勞動強度大，現場操作人員安全性差。

粉煤加壓氣化爐在開工時，開工燒嘴可實現一定壓力范圍內的變壓、變工況負荷調節，但壓力范圍通常不高于1.0MPa，相應工業化的粉煤加壓氣化爐的爐壓通常也不高于4.0MPa，這嚴重制約了更加節能、更加環保的大型化、高壓化煤氣化技術的發展。

此外，?粉煤加壓氣化爐的開工燒嘴在變壓、變工況工作過程中，由于意外情況造成停車后，爐壓需要重新降至常壓，才能重新啟動開工燒嘴的點火和變壓、變工況操作，造成整個熄火事故處理時間較長。

實用新型內容

為了克服現有煤氣化技術中開工燒嘴的不足,?本實用新型提供一種新型的適應高壓環境下的變壓、變工況油開工燒嘴，該燒嘴不僅可實現從常壓0MPaG到高壓2.0MPaG壓力范圍內的任意定壓、變壓、連續變工況下的液體燃料和氧化劑的穩定點火和燃燒，而且可保證0-8MPaG爐壓、1200-1700℃爐溫下燒嘴的密封和不燒蝕。

本實用新型上述目的是通過如下技術方案實現的：

本實用新型提供的一種能夠適應高壓環境下變壓、變工況工作的油燒嘴，包括身部套管及預混射流頭部2部分，其中：

身部套管采用同軸式布置結構，自內到外分別為液體燃料外套管、霧化劑外套管和氧化劑外套管；套管與套管之間的環形空間形成各路介質通道，其最內層為燃料介質通道，中間層為霧化劑通道，最外層為氧化劑通道；各介質通道進口端依次設有液體燃料入口、霧化劑入口和氧化劑入口，并通過霧化劑蓋板和氧化劑蓋板分別密封。這種結構的好處在于結構簡單，便于拆解維修，同時實現了液體燃料、霧化劑和氧化劑的同軸輸送；

預混射流頭部包括液體燃料噴孔、霧化劑噴孔、一級霧化混合室、二級霧化混合室、霧化燃料噴嘴、主噴嘴、氧化劑旋流裝置；該頭部的主要作用是實現液體燃料的高效霧化以及霧化燃料與氧化劑的充分均勻混合；

燒嘴的身部和頭部的最外層布置有冷卻結構進行熱防護，燒嘴本體通過安裝法蘭與氣化爐爐體密封連接，可確保燒嘴接口8MPaG爐壓下具備良好的密封。

優選地，所述的冷卻結構的通道為雙層封閉式環狀通道結構，由氧化劑外套管和冷卻介質外套管構成，并通過冷卻夾套分隔成內、外兩層環狀通道和；兩層環狀通道分別設有冷卻介質出口和冷卻介質入口，并通過冷卻介質蓋板密封。

優選地，冷卻結構的通道為內外雙層的封閉式環狀通道結構，冷卻介質為高密度、高沸點、反應活性差、傳熱良好的液體充當，例如油、水。由此決定該燒嘴冷卻方式為油冷或水冷。同時，燒嘴爐內部分的材質優選耐高溫、耐腐蝕的鎳基、鈷基或/和哈氏合金材料,?例如Co50、INCONEL600、?哈氏C-22、Hastelloy?C-276、Incoloy800H等。

冷卻結構和爐內耐高溫合金的設置，可大大延長燒嘴的使用壽命，尤其爐內燒嘴頭部的抗燒蝕能力，可確保燒嘴長周期穩定工作在1200-1700高溫下。

優選地，冷卻結構的進口和出口可互換，冷卻介質流向可根據需要靈活調整。

優選地，燒嘴的燃料介質可為輕、重柴油，生物柴油，甲醇合成型柴油等液體燃料；霧化劑可為空氣，氮氣以及蒸汽；氧化劑可為氧氣、空氣以及氧氣與惰性氣體的混合氣體。燒嘴的介質適應性非常廣泛。

優選地，液體燃料噴孔為單孔或多孔結構，居中布置，噴孔可為直孔或型面孔；型面孔指直線、曲線或拉瓦爾曲線的收縮孔、擴張孔或兩者的結合；多孔可為兩孔、三孔或更多孔的相互撞擊結構。單孔的主要作用是節流，多孔的主要作用是節流和破碎燃料。

優選地，霧化劑噴孔為多孔結構，且以角度a沿圓周方向均勻布置于液體燃料噴孔周圍；霧化劑噴孔為音速噴孔，噴孔個數為3-10個，噴孔角度a為30°-90°。霧化劑噴孔的作用是引導霧化劑對液體燃料進行初次霧化，利用霧化劑的高速碰撞動量將液體燃油破碎成細小顆粒。