[實用新型]粉煤燒嘴

有效

• 申請號: 201920172877.7
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN209722060U
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 張雷;劉廣飛;段文錚
• 申請（專利權）人: 陜西宏遠燃燒設備有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50
• 代理公司: 61201 西安永生專利代理有限責任公司
• 代理人: 何彩霞<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種粉煤燒嘴,燒嘴本體的一端面設置有燒嘴均布器，燒嘴均布器的相對端面設置有燒嘴頭部，該燒嘴安裝時，氣化爐外壁上設置有4～6個氣化爐連接法蘭，粉煤燒嘴穿過氣化爐連接法蘭插入氣化爐并插入膜式水冷壁內，由粉煤燒嘴本體連接法蘭與氣化爐連接法蘭固定，粉煤燒嘴的中心線與膜式水冷壁中心面的夾角γ為4°～6°，本實用新型改進了粉煤燒嘴混合方式，調節燒嘴火焰高溫區范圍，使主火焰與粉煤燒嘴前壁之間保持合理的距離，以減小火焰輻射熱對燒嘴的影響，改變了粉煤燒嘴頭部偏角，增大燃燒切圓半徑，使高溫區范圍增大，發生移動，從而改善粉煤燒嘴安裝位置環境的實際工況，提高了粉煤燒嘴使用壽命，高溫區增大和移動還有利于氣化爐的排渣。

技術領域

本實用新型屬于煤化工燃燒設備技術領域，具體涉及到一種干粉氣流床煤氣化裝置上安裝和使用的粉煤燒嘴及安裝方式。

背景技術

干粉加壓煤氣化工藝是始于上世紀70年代，該氣化工藝對煤種適應性較廣，對煤的灰分、硫分和氧含量，對煤的粒度、粘結性、結焦性及活性等均不敏感等諸多突出優點，得到了廣泛的應用。

干粉煤氣化技術中最具有代表性的是荷蘭shell煤氣化、五環爐煤氣化及西安熱工院兩段煤氣化技術，這些氣化工藝的氣化爐通常使用多個燒嘴成雙對稱布置, 遇到負荷變動時,可增減進燒嘴的粉煤量,也可調整燒嘴運行個數以適應生產要求。粉煤燒嘴采用多套筒套管式結構，由外向內分別是冷卻水層，氧蒸汽層，最中心是粉煤通道。粉煤通過CO₂或N₂攜帶由粉煤燒嘴的粉煤噴管噴入氣化爐爐膛內部，與粉煤燒嘴氧蒸汽通道噴入的氧氣充分混合燃燒，為爐膛提供氣化需要的熱量，多余的粉煤與蒸汽等物質發生多重反應，產生CO和H₂。

粉煤燒嘴采用4噴嘴或6噴嘴與爐膛中心呈4°-6°夾角對置布置安裝，在爐膛中心形成一切圓，這樣爐膛內燃燒產物產生氣流旋轉，粉煤燒嘴頭部形成高溫回流區，回流而來的燃燒產物不斷沖刷其頭部，同時燒嘴本身火焰也會產生大量的輻射熱，因此燒嘴工作環境惡劣，極易受到周圍氣流等因素的影響導致燒嘴出現問題，現就較為常見的幾種損壞形式進行介紹。

(1)頭部龜裂

煤粉中硫雜質在高溫條件下轉變成氣態硫化物,如SO₂和H₂S，在粉煤燒嘴所處的氧化、還原交變環境中，硫化物引起燒嘴中心孔邊沿處的鎳基合金優先發生高溫硫腐蝕,并且由于該位置屬于尖角位置，熱應力導致的應力幾種現象較為明顯，各種因素最終形成裂紋。在氣化爐反復啟停過程中,燒嘴中心孔處的顯微裂紋在熱應力作用下加劇擴展,導致燒嘴頭部中心孔處最終出現宏觀開裂。由于這些裂紋都是沿著晶粒間隙進行，也叫沿晶裂紋。

(2)頭部點蝕

點蝕是在金屬表面部地區出現縱深發展的腐蝕小孔，其余地區不腐蝕或腐蝕輕微，這種腐蝕形態叫點蝕，又叫孔蝕或小孔腐蝕。

燒嘴頭部在惡劣的工況下，由于冷卻水中含有氯離子等，在頭部高溫環境中，由于局部沸騰換熱等因素影像冷卻水換熱，導致局部溫度過高，高溫加速了腐蝕的發生，最終破壞燒嘴金屬的保護膜，造成點蝕。

(3)頭部粘結腐蝕

由于氣化爐內存在旋流現象，旋轉的氣流夾帶正在燃燒的粉煤共同運動，并未粉煤氣化創造停留時間，但是由于旋轉的氣流存在離心力，高溫的融溶灰在離心力的作用下向外圍運動，并逐漸增大運動軌跡半徑，正常情況下融溶灰在圓周運動的過程中逐漸燃燒或氣化，部分粘結在膜式水冷壁上形成掛渣層保護爐壁，但是仍然有一小部分粘結在燒嘴前壁面上，由于前壁面內部始終存在冷卻水冷卻，壁面溫度相對較低，因此融溶灰部分迅速凝結，并且高溫融溶灰含有大量腐蝕性鹽類，并在在高溫環境中加速了硫酸鹽等腐蝕性鹽類的腐蝕作用，在周圍氣流的作用下腐蝕性鹽類會導致燒嘴金屬基材脫落，形成腐蝕坑，最終導致頭部漏水停車檢修。

發明內容