[實用新型]一種新型煤氣化工藝燒嘴噴嘴

有效

• 申請號: 201821660652.8
• 申請日: 2018-10-14
• 公開（公告）號: CN209010463U
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 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;C10J3/76
• 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新型煤氣化工藝燒嘴噴嘴。該燒嘴噴嘴為整體式單體結構，由內壁、外壁、連接內外壁的流道隔板、進水口和出水口五部分構成。該噴嘴前部為球形、橢圓形或者錐形，后部分為圓柱形。相鄰流道隔板與內、外壁分別構成三角形流道；與內部構成的流道為進水通道，與外壁構成的流道為出水通道，進出水通道到噴頭頭部連通。本實用新型的噴嘴為一體化結構，流道隔板實現了隔離流體、強化結構和增加導熱面積復合功能。簡化了燒嘴噴嘴的制造工序，消除了焊縫，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，應用于煤氣化工藝燒嘴。

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。工藝燒嘴作為煤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分為水煤漿工藝燒嘴和粉煤型工藝燒嘴。水煤漿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。但該類型噴嘴由16個部件裝配焊接制成，存在大量焊縫，可靠性偏低。粉煤型工藝燒嘴主要是采用水夾套結構，由于其工作壓力不高，理論使用壽命長于水煤漿工藝燒嘴。但實際使用中，其維修和更換周期與水煤漿工藝燒嘴相近。粉煤型工藝燒嘴的失效方式與水煤漿工藝燒嘴相同，都是噴口磨損、噴嘴端面龜裂和焊口腐蝕開裂泄漏三種形式。

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工藝燒嘴噴嘴，可以消除傳統水煤漿工藝燒嘴的外置冷卻水排，將粉煤型工藝燒嘴的水夾套轉變為內置冷卻流道，提高燒嘴噴嘴的換熱效率，消除焊縫，有效提高燒嘴使用壽命。

發明內容

為了提高當前煤氣化工藝燒嘴的可靠性，延長其工作壽命，本發明公開了一種采用增材制造技術制造的結構優化的工藝燒嘴噴嘴，其特征為：

S1、所述噴嘴為整體式單體結構，由內壁、外壁（也稱為外殼）、按照一定角度連接內外壁的流道隔板、進水口和出水口五部分構成；

S2、所述噴嘴外壁由前、后兩部分形狀構成；前部即噴嘴噴口部分，其形狀為半球形、半橢球形或者錐形；后部分為與進、出水口相連部分，其形狀為圓柱形；

S3、所述流道隔板符合空間螺旋線；在通過本噴嘴中軸線的縱截面上，所述流道隔板截面中心線與本噴嘴中軸線呈45°夾角；在噴嘴的圓柱形部分，所述流道隔板與噴嘴內、外壁相連接構成三角形截面；在噴嘴的前部球形部分，所述流道隔板與噴嘴外壁構成扇形，與內壁構成三角形和單邊為內凹圓弧的三角異形；流道隔板與外壁形成的流道為出水流道；流道隔板與內壁形成的流道為進水流道；進水流道與出水流道在噴嘴頭部相連通；

S4、所述噴嘴的進水口和出水口在所述噴嘴尾部，呈軸對稱分布；與所述與噴嘴外壁連接部分的進出水口的軸線與噴嘴中心軸線夾角不大于45°；進出水口尾端軸線與噴嘴中心軸線平行；

S5、所述噴嘴的內壁、外壁和流道隔板厚度有兩種類型：第一種是厚度恒定，第二種是厚度根據所受壓力情況進行改變，即隨著壓力增加厚度增加，隨著壓力減小厚度減小；

S6、所述噴嘴的流道內可以添加擾流板消除旋渦區和不流動區域；

S7、所述噴嘴的流道隔板與內外壁連接處都進行倒圓角，圓角半徑不小于R0.1mm，不大于R20mm；

S8、所述噴嘴的制造工藝為：激光選區熔化技術；