[實用新型]一種內置水冷壁的一體式工藝燒嘴噴嘴

有效

• 申請號: 201820804806.X
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN208844001U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 劉紅賓
• 申請（專利權）人: 北京精益增材科技有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種內置水冷壁的一體式工藝燒嘴噴嘴。該燒嘴噴嘴為整體式單體結構，設有第一氧氣管、水煤漿管和管壁內置水夾套的第二氧氣管；各管壁之間設有連接結構連接，連接結構與噴嘴軸線夾角不大于45°；連接結構截面可以是矩形、圓形、橢圓形和水滴形；第一氧氣管進氣口端面、水煤漿管入口端面、第二氧氣管內壁入口端面、冷卻管隔板端面和冷卻管外壁底端面距離燒嘴噴嘴頂端面——即出口端面——的距離依次等距離減小。本實用新型一體化結構，簡化了燒嘴噴嘴的制造工序，消除了裝配誤差，提高了制造精度；內置冷卻通道，提高了燒嘴散熱效率，可以有效延長燒嘴使用壽命。

技術領域

本實用新型屬于煤氣化技術領域，應用于水煤漿工藝燒嘴。

背景技術

隨著環境保護意識的提高，傳統能源——煤炭的清潔利用迫在眉睫。煤炭氣化是煤炭清潔利用的重要方向。工藝燒嘴作為水煤漿氣化工藝的核心裝備之一，需要在1400℃高溫和含硫含氯氣體火焰中傳統持續工作，其使用壽命直接影響煤氣化工藝的穩定和產能。

當前國內使用的工藝燒嘴結構都繼承于美國德士古工藝燒嘴設計，都是由冷卻水盤管，頭部帶有冷卻腔的第二氧氣噴嘴、水煤漿噴嘴和第一氧氣噴嘴構成。該結構的工藝燒嘴在使用中始終存在第二氧氣噴嘴噴口處龜裂、水煤漿噴嘴噴口內壁和第一氧氣噴嘴噴口外壁沖蝕磨損和水冷盤管焊口破損泄漏等問題，原來使用不銹鋼材質，燒嘴使用壽命不超過30天。將易龜裂和磨損的燒嘴頭部更換為UMCo50或者Hayness188后，其平均使用壽命延長到了90天。但該類型噴嘴將由16個部件裝配焊接制成，導致工藝燒嘴噴嘴處存在大量焊縫。該工藝流程長，需要極高的裝配精度，可靠性卻不高。

增材制造技術在制造復雜結構方面具有顯著優勢。采用增材制造技術制造一體式工藝燒嘴，可以消除焊縫，可以將傳統燒嘴上外置的冷卻水排內置，提高燒嘴噴嘴的換熱效率，有效提高燒嘴使用壽命。

發明內容

為了提高當前水冷盤管水煤漿工藝燒嘴的可靠性，延長其工作壽命，本實用新型公開了一種采用增材制造技術制造的結構優化的一體化工藝燒嘴噴嘴，其特征為：

S1、所述噴嘴為整體式單體結構，由第一氧氣噴嘴、水煤漿噴嘴和管壁內置冷卻流道的第二氧氣噴嘴共計三個噴嘴，以軸線重合和按前述順序由內到外逐層嵌套的方式構成。第一氧氣噴嘴又稱中心氧氣噴嘴，位于最內層，是中心氧氣的通道；水煤漿噴嘴居中位于第二層，包裹中心氧氣噴嘴，其與中心氧噴嘴之間的環形縫隙為水煤漿通道；最外層是第二氧氣噴嘴，其與水煤漿噴嘴之間的環形縫隙為外環氧氣通道，其管壁內置冷卻流道，用于冷卻液流通給燒嘴噴嘴降溫；三個噴嘴共軸，即以軸線重合和按前述順序由內到外逐層嵌套的方式構成；噴嘴進料口處呈階梯狀，第一氧氣噴嘴進氣口端面、水煤漿噴嘴進漿口端面、內冷卻流道進水口端面和外冷卻流道出水口端面到第二氧氣噴嘴噴口外端面的距離依次減小；

S2、以最外層第二氧氣噴嘴噴口外端面為原點，位于其內的第一氧氣噴嘴噴口外端面到該原點的距離大于水煤漿噴嘴噴口外端面到該原點的距離；

S3、最內層的第一氧氣噴嘴與居中的水煤漿噴嘴之間和居中的水煤漿噴嘴與最外層的內置冷卻流道的第二氧氣噴嘴之間由連接結構進行連接固定，使三個噴嘴融合為一個整體；

S4、所述第二氧氣噴嘴管壁上的內置冷卻流道為夾層結構，即“第二氧氣噴嘴內管壁-內冷卻流道-隔板-外冷卻流道-第二氧氣噴嘴外管壁”三重夾層結構，在第二氧氣噴嘴噴口處，內、外冷卻流道連通；冷卻管壁與隔板之間沿圓周設置數個與燒嘴軸線呈一定角度的連接結構。

S5、噴嘴進料口處呈階梯狀，第一氧氣噴嘴進氣口端面、水煤漿噴嘴進料口端面、內冷卻流道進水口端面和外冷卻流道出水口端面到第二氧氣噴嘴噴口外端面的距離依次減小，相鄰臺階的高度差不超過20mm；