一種應用於BGL氣化爐的盤管冷卻式燒嘴的製作方法

2023-05-12 18:33:21

本實用新型涉及一種燒嘴，具體地說是一種應用於BGL氣化爐的盤管冷卻式燒嘴。

背景技術：

在BGL氣化爐中，塊煤通過煤料床頂部的閘鬥倉進入加壓的氣化爐中，在這一過程中結渣劑和煤一起添加。當煤逆著向上的氣流在氣化爐中由上向下移動時，被乾燥、脫除揮發分、氣化、最終燃燒。在氣化爐的基底，噴嘴將水蒸汽和氧的混合物噴入燃燒區，在這裡氧和餘下的焦反應釋放出溫度高於2000℃的高熱。這樣的高溫足以使灰熔化，並提供熱量以支持氣化反應。液態灰渣先排到爐底收集池裡,然後再自動排入水冷裝置。灰渣在水冷裝置形成一種無味的、不可滲濾的熔渣狀玻璃質固體。

由於BGL氣化爐具有煤轉化成合成氣效率較高，處理能力高，蒸汽和氧氣消耗少，產品氣中CO2含量低以及礦渣以不可瀝濾的玻璃狀透明固體的形式離開過程的優點，因此近年來BGL氣化爐受到廣泛的關注。但是由於應用於BGL氣化爐上的燒嘴需要插入到熔渣內，工作環境非常惡劣，而傳統的應用於BGL氣化爐上的燒嘴採用如圖1所示的結構。圖中A部分為與熔渣接觸部分，採用耐高溫合金材料INCONEL625製成，B部分為導熱部分，一般採用紫銅製作而成，其主要作為是傳遞INCONEL625部分的熱量，再通過布置在導熱部分內部的冷卻管，將熱量帶走，控制頭部高溫，保護燒嘴。存在的問題是，受到空間的限制，冷卻管道進入不了高溫頭部，即圖中的A部分，只能靠導熱部分將頭部高熱帶出，再傳遞給冷卻管將熱量帶出，導致頭部經常損壞，一月左右要進行頭部堆焊搶修一次，影響燒嘴運行周期。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提供了一種應用於BGL氣化爐的盤管冷卻式燒嘴，該燒嘴通過在燒嘴體的頭部設置冷卻水腔，使冷卻水直接進入到燒嘴體的頭部，由間接冷卻變為直接冷卻有效的避免了傳統燒嘴中由於導熱不及時而造成燒嘴頭部損壞的情況，使燒嘴頭部保持在一定的安全溫度內，延長了燒嘴的使用壽命。

本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是：

一種應用於BGL氣化爐的盤管冷卻式燒嘴，包括燒嘴體，所述燒嘴體的前端設置有冷卻水腔，所述的冷卻水腔內設置有隔板，所述的隔板將冷卻水腔分割成了進水腔和出水腔，且所述的出水腔包圍在所述進水腔的外部；

所述的進水腔與進水管相連通，所述的出水腔與出水管相連通；

所述的隔板上設置有若干個沿斜前方布置的用於連通進水腔和出水腔的導流孔，且經過導流孔導流後的冷卻水在所述的出水腔內形成渦流。

進一步地，所述燒嘴體上同軸設置有用於通入氧氣和蒸汽混合氣體的中心孔。

進一步地，所述中心孔的前端設置有第一孔，且所述的第一孔與中心孔之間共同形成了環形的凸臺，所述的第一孔內設置有噴嘴，所述噴嘴的後端抵靠在所述的凸臺上。

進一步地，所述的冷卻水腔呈半球狀，所述的隔板呈半球面狀，且所述的隔板與所述的冷卻水腔同心布置。

進一步地，所述的進水管和出水管纏繞在所述燒嘴體的外部，且所述的進水管和出水管呈雙螺旋結構布置。

進一步地，所述隔板的厚度大於等於10mm。

本實用新型的有益效果是：

1、通過在燒嘴體的頭部設置冷卻水腔，使冷卻水直接進入到燒嘴體的頭部，有間接冷卻變為直接冷卻有效的避免了傳統燒嘴中由於導熱不及時而造成燒嘴頭部損壞的情況，是燒嘴頭部保持在一定的安全溫度內，延長了燒嘴的使用壽命。

2、本實用新型中的噴嘴採用可拆卸調整的結構，當需要調整時，將噴嘴從夾套內抽出，調整好尺寸後插入夾套內焊接牢固便可使用，方便、簡捷。

3、通過在冷卻水腔內設置隔板，並在隔板上設置導流孔，且所述的導流孔沿斜前方布置，從而使冷卻水在出水腔內形成渦流，在高溫區內形成均布高速流場，對頭部的高溫區進行均勻降溫，這樣不僅提高了冷卻效果，同時也避免冷卻水在高溫的環境下快速蒸發變成氣體，對燒嘴造成不利。

附圖說明

圖1為傳統的應用於BGL氣化爐上的燒嘴的結構示意圖；

圖2為本實用新型的結構示意圖；

圖3為圖2中A部分的放大結構示意圖；

圖4為本實用新型中隔板的主視圖；

圖5為圖4中的A-A剖視圖；

圖6為圖4中仰視圖；

圖7為圖6中的B-B剖視圖；

圖8為圖7中B部分的放大結構示意圖。

圖中：1-燒嘴體，11-冷卻水腔，12-隔板，121-導流孔，13-進水腔，14-出水腔，15-中心孔，2-進水管，3-出水管，4-噴嘴。

具體實施方式

如圖2和圖3所示，一種應用於BGL氣化爐的盤管冷卻式燒嘴包括燒嘴體1，所述燒嘴體1上沿迴轉軸的方向設置有用於通入氧氣和蒸汽混合氣體的中心孔15。所述燒嘴體1的前端(以氣流的行進方向為前，下同)設置有冷卻水腔11，且所述燒嘴體1的前端穿過冷卻水腔11凸出於冷卻水腔11的外部。所述的冷卻水腔11內設置有隔板12，所述的隔板12將冷卻水腔11分割成了進水腔13和出水腔14，且所述的出水腔14包圍在所述進水腔13的外部，所述的進水腔13與進水管2相連通，所述的出水腔14與出水管3相連通。所述的進水管2和出水管3纏繞在所述燒嘴體1的外部，且所述的進水管2和出水管3呈雙螺旋結構布置。

如圖4所示，所述的隔板12上沿軸線方向設置有若干層導流孔121，作為一種具體實施方式，本實施例中沿軸線方向設置了五層導流孔121。如圖6和圖7所示，各層所述的導流孔121在軸向平面上均布，如圖7所示，即相鄰層的導流孔121之間的夾角相等，均為α。如圖5所示，每層內的各個導流孔121沿同向布置(這裡的同向是指同為順時針或同為逆時針布置)，這樣設計的主要目的是，通過沿斜前方傾斜設置的導流孔121，使冷卻水在出水腔14內形成渦流，從而在高溫區形成均布的高速流場，對燒嘴頭部的高溫區進行均勻降溫，以適應燒嘴的高強度、高溫連續運行，避免出現局部高溫區而導致散熱不均，出現局部燒損。另一方面也可以避免冷卻水在頭部高溫區快速蒸發，變成氣體，使冷卻水腔11內的壓力升高，對燒嘴造成損傷。

進一步地，若所述的冷卻水腔11採用錐形或是其他具有尖角的形狀，在出水腔14內形成渦流時，尖角處會出現冷卻死角，即該處沒有冷卻水進入，或冷卻水進入之後不流動，從而使該位置溫度升高，得不到有效的冷卻，為此，優選的，所述的冷卻水腔11採用半球狀，相應的，所述的隔板12為半球面狀，且所述的隔板12與所述的冷卻水腔11同心布置。

進一步地，由於當隔板12的厚度過薄時，會影響渦流的形成，因此，優選的，所述隔板12的厚度大於10mm。

進一步地，由於燒嘴出口的大小需要根據燒嘴的負荷量進行具體的計算，因此當燒嘴的負荷量改變時就需要整個更換燒嘴，不僅更換過程繁瑣，而且需要備用多種規格的燒嘴，成本也會隨之增加，為了克服這一類問題，如圖3 所示，所述中心孔15的前端設置有第一孔，且所述的第一孔與中心孔15之間共同形成了環形的凸臺，所述的第一孔內設置有噴嘴4，所述噴嘴4的後端抵靠在所述的環形凸臺上。這樣在安裝噴嘴4時，直接將噴嘴4插入到燒嘴口內，使噴嘴4的後端抵靠在環形的凸臺上，然後將噴嘴4的前端與燒嘴體1焊接牢固即可。當需要更換噴嘴4時，只需要將噴嘴4前端的焊點通過磨削的方式打磨掉，然後抽出噴嘴4進行更換即可，方便快捷，不需要更換整個噴嘴4。