[發(fā)明專利]一種氣化爐工藝燒嘴結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310238036.9
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103333717A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 費名儉;郭文元;蔣自平;陳央;屠宏斌;周永康
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術(shù)研究院有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到氣化爐結(jié)構(gòu)，具體指一種氣化爐工藝燒嘴結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

燒嘴是氣化爐的關(guān)鍵部件之一，它的主要作用是將燃料和氣化劑以一定速度導(dǎo)入氣化爐，在高速噴射的氣化劑的動力作用下，實現(xiàn)燃料與氣化劑的充分混合后發(fā)生不完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)。由于氣化爐內(nèi)的工作溫度通常高于1400℃，并處于加壓的環(huán)境下，因此對燒嘴的要求很高，如果燒嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計不當，將會導(dǎo)致燃料與氣化劑混合效果差、燒嘴端部冷卻不足、熱應(yīng)力過高，嚴重時影響氣化爐正常運行。

為了增加燒嘴的運行周期，避免燒嘴在應(yīng)力下產(chǎn)生裂紋，人們做了大量的研發(fā)工作。

例如，專利號為CN200610030864.3、CN201120103388.X、CN200920070813.2、CN00121897.2和CN200610030864.3，公告號為CN102278753A所公開的技術(shù)方案均是通過提高燒嘴材料的性能及改善冷卻效果，來降低燒嘴前端面的溫度，使之降到材料許可范圍內(nèi)。這些方案均存在受壓件材料的許用值偏低的問題，從而導(dǎo)致采用的多為高性能材料，而忽略燒嘴前端面區(qū)域由于高熱流密度引起的熱應(yīng)力。

公告號為CN101956982A所公開的技術(shù)方案是通過在燒嘴前端面處噴水，利用水的汽化帶走熱量來保持燒嘴區(qū)域的較低溫度。但是這種方案要保障燒嘴長周期運行存在較大不確定性，主要問題為燒嘴附近的氣流不是靜止的，噴入的水雖然能氣化吸熱，但是不單單吸燒嘴區(qū)域的熱，另外噴入水后對進入氣化爐的合成氣成分也有一定的影響，尤其是在微型通孔情況下存在較大的溫度梯度。

專利號為CN201020534852.6和公告號為CN101956982A所公開的技術(shù)方案，都采用通過小孔噴水來吸收熱量，同樣存在上述問題，而且由于額外引入的冷卻盤管本身的熱流密度很大，也存在由于溫度梯度過大導(dǎo)致熱應(yīng)力過大而出現(xiàn)失效，使冷卻盤管也成為一個主要的事故源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠有效延長高溫高輻射條件下使用壽命以及運行周期的氣化爐工藝燒嘴結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該氣化爐工藝燒嘴結(jié)構(gòu)，包括燒嘴本體，所述本體上由內(nèi)至外依次設(shè)有多個原料通道和冷卻水腔，其特征在于所述燒嘴的前端面上設(shè)有與所述燒嘴的前端面相適配的耐火度大于等于1770℃的隔熱層，該隔熱層與所述燒嘴的前端面相平行，所述的隔熱層通過多個間隔設(shè)置的渣釘連接所述燒嘴的前端面。

所述的隔熱層采用氧化鋁、氧化鎂或碳化硅制備而成。

所述渣釘選用高溫合金N06600、N06230或N06002，通過折彎、沖壓或焊接的方法制備而成。

所述渣釘為“Y”型，渣釘?shù)囊蛔侄诉B接所述燒嘴的前端面，所述渣釘?shù)闹ρ径寺裨O(shè)在所述的隔熱層內(nèi)。

所述隔熱層和所述燒嘴的前端面之間還設(shè)有與所述燒嘴前端面相適配的遮熱環(huán)，該遮熱環(huán)采用高溫合金N06600、N06230或N06002制備而成，所述遮熱環(huán)與所述燒嘴的前端面和所述隔熱層之間均具有間隙；所述遮熱環(huán)通過多根間隔設(shè)置的連接凸柱焊接在所述燒嘴的前端面上；所述渣釘連接在所述遮熱環(huán)上。

所述遮熱環(huán)的厚度為所述燒嘴的前端面厚度的0.5-5mm，所述隔熱層的厚度為所述燒嘴的前端面厚度的2-20mm。

所述遮熱環(huán)與所述隔熱層的通孔的大小與外圈原料通道的直徑匹配。

所述遮熱環(huán)與所述燒嘴前端面之間的間距為0.5-5mm。

所述隔熱層與所述遮熱環(huán)之間的間距為0.5-5mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明避開了本領(lǐng)域改善燒嘴使用壽命以及提供其運行周期的常規(guī)思路，采用在燒嘴的前端面前設(shè)置耐火度超過1770℃的隔熱層來阻擋氣化爐內(nèi)的高溫輻射，使通過燒嘴本體前端面的熱流密度大幅減少，從而大幅降低前端面附近由溫度梯度引起的熱應(yīng)力，并可同時降低燒嘴前端面的溫度，變相提高了材料的使用性能，使燒嘴的許用應(yīng)力增大，有效延長了氣化爐工藝燒嘴的運行周期。本發(fā)明的技術(shù)方法可以極大地減少燒嘴本體5前端面7的熱流密度，可以較好地解決燒嘴在氣化爐高溫高輻射條件下，燒嘴前端由熱應(yīng)力導(dǎo)致的貫穿裂紋的損壞問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例裝配結(jié)構(gòu)的立體示意圖；

圖2為圖1的縱向剖視圖；

圖3為本發(fā)明實施例分解結(jié)構(gòu)的立體示意圖；

圖4為發(fā)明實施例中燒嘴的溫度分布圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。