[實用新型]一種采用新型噴頭的水煤漿工藝噴嘴

有效

• 申請號: 201420613814.8
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN204097420U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 王曉偉;馬明正;劉鵬;劉勇朋;胡戰卜
• 申請（專利權）人: 陜西鑫立噴嘴研制開發有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50;B05B7/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本實用新型涉及水煤漿工藝噴嘴技術領域，具體涉及一種采用新型噴頭的水煤漿工藝噴嘴。

背景技術

工藝噴嘴屬于水煤漿加壓氣化技術的關鍵設備，也是整個煤氣化系統和煤化工行業的關鍵設備之一。所有參于煤氣化反應的物料(中心氧、水煤漿、外氧)均需通過工藝噴嘴連續不斷的噴入氣化爐內。

工藝噴嘴一般有兩種使用方式，一種是使用時裝于氣化爐頂部，稱為垂直單噴式工藝噴嘴。另一種是在氣化爐爐身圓周對置安裝的形式，稱為對置式工藝噴嘴。但是兩種工藝噴嘴從功能和原理上是一樣的，結構上也沒有什么較大的區別。

接合工藝噴嘴簡圖1，對氣化爐工藝噴嘴的工作原理簡述如下：

工藝噴嘴是安裝在水煤漿加壓氣化爐上配套使用的，在安裝工藝噴嘴之前應保證氣化爐內溫度在800～1000℃左右。安裝時首先將工藝噴嘴N4和N5口與對應的冷卻水管路通過金屬軟管連接好，保證冷卻水能夠正常循環，達到冷卻效果。然后將工藝噴嘴裝入氣化爐對應位置，用螺栓將工藝噴嘴安裝法蘭FL和氣化爐爐頂法蘭壓緊達到密封要求。工藝噴嘴固定好后，將中心氧接管與工藝噴嘴N1接口接好，并用螺栓壓緊保證密封要求；將水煤漿接管與工藝噴嘴N2接口接好，并用螺栓壓緊保證密封要求；將外環管氧管線與工藝噴嘴N3接口接好，并用螺栓壓緊保證密封要求。所有管線接好后，將三種物料(中心氧、水煤漿、外氧)按DCS控制系統的要求通入管道內經工藝噴嘴頭部噴頭導向和預混合后噴出。物料一經噴出工藝噴嘴后在氣化爐內高溫(800～1000℃)、高壓(4.0Mpa左右或6.0Mpa左右)、富氧(99.9％純氧)環境下瞬間發生裂解反應，生成合成氣(Co+H)、高溫溶渣、和部分其它氣體等，正常裂解反應后爐內溫度將保持在1350℃左右(根據原料煤的不同，爐內裂解反應溫度有一定的偏差)，爐內壓力將保持在(4.5Mpa或6.5Mpa)左右。在工藝噴嘴整個工作過程中冷卻水將不間斷的循環對工藝噴嘴外環氧噴頭端部進行冷卻。

由于工藝噴嘴外氧噴頭03在整個工藝噴嘴的最前面，直接與爐內高溫、高壓、高蝕氣體接觸，其強度、耐腐蝕能力等均直接影響整個工藝噴嘴的使用壽命和使用效果。目前使用的大多數工藝噴嘴其外氧噴頭03端面為平面結構，端面面積較大，受高溫燒蝕的區域也就比較大，這樣在通入同樣大小的冷卻水的情況下，其冷卻效果相對較差，所以就比較容易因溫度過高造成外環氧噴頭端面燒蝕龜裂或燒穿，燒穿后冷卻水如果大量的噴入氣化爐內，在爐內高溫環境下會分解生成大量的氫氣，這樣就會有發生爆炸的危險。同時使用過程中因氣化爐內高壓的做用力造成端面凹陷的現像較多，端面凹陷后就會造成內部冷卻水腔減少，冷卻水流量減少的情況，這樣冷卻效果肯定會變差，從而加快了外環氧噴頭端面燒蝕或燒穿的危險。

另一個問題就是煤漿噴頭02磨損較快造成壓力差發生變化的情況也比較嚴重。因為一臺氣化爐的日用煤量大約在1500噸左右，這些煤被磨成很細微的粉未后與水和一些添加劑混合成水煤漿，然后將這些水煤漿通過工藝噴嘴的煤漿噴頭源源不斷的噴入氣化爐內。水煤漿通過煤漿噴頭口部時的初速度大約在120M/S左右，加之水煤漿里有60％左右(與添加劑效果有關)為煤的固體顆粒物，這樣高速長時間的從噴口噴出，勢必會造成煤漿噴頭02口部磨損變大，那么在水煤漿管道壓力、流量不變的情況下，噴頭口部尺寸的變化就會造成水煤漿噴出壓力的降底，而且這種降底是連續的，這樣就會造成整個水煤漿氣化系統的操作工況發生變化，給正常操作帶來較大困難或不能正常操作。最危險的情況還有可能造成爐內高溫、高壓氣體的倒灌，造成安全事故。

前期受加工工藝等原因的限制，工藝噴嘴內盤管04、外盤管05，均采用多段拼焊而成，在氣化爐內高溫、高壓環境下使用一段時間后，經常會從焊縫處發生開裂，造成工藝噴嘴冷卻水泄漏到氣化爐內，從而造成工藝噴嘴外氧頭03端面冷卻不足而燒壞的現像較為普遍。成為制約工藝噴嘴安全、長周期運行的一個瓶頸。