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CN101665725B - 一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴 - Google Patents

一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴 Download PDF

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CN101665725B CN 200810042527 CN200810042527A CN101665725B CN 101665725 B CN101665725 B CN 101665725B CN 200810042527 CN200810042527 CN 200810042527 CN 200810042527 A CN200810042527 A CN 200810042527A CN 101665725 B CN101665725 B CN 101665725B
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张永贵
张世程
匡建平
朱国庆
朱惠春
朱尚龙
刘恿孙
熊浪
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SHANGHAI QIYAO THERMAL ENGINEERING CO., LTD.
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711th Research Institute of CSIC
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Abstract

本发明公开了一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴，由自内至外同轴套置的具有前收口端的内烧嘴和外烧嘴构成，所述外烧嘴的外壁周围还设有采用单旋方式的冷却水套，所述内烧嘴的前端处设有一点火电极，所述外烧嘴的嘴口设有超音速雾化装置。本发明采用超音速雾化，保证背压在不断增加过程中，烧嘴燃油和雾化气流量波动很小，烧嘴出口速度变化不大，从而保证雾化效果，使高温火焰远离烧嘴头部；采用中心点火方式，从而省去了点火烧嘴，功能上实现“二合一”；采用单旋的冷却方式，确保烧嘴头在高温高压条件下不被烧坏，延长烧嘴的使用寿命。

Description

一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴
技术领域
本发明涉及一种粉煤气化炉用开工烧嘴，尤其涉及一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴。
背景技术
现有的粉煤气化炉启动点火过程，采用点火烧嘴和开工烧嘴的联合运行的形式，先用点火烧嘴将开工烧嘴点燃，然后用开工烧嘴将气化炉加热到高温、高压状态。通过现有装置运行的情况来看，启动过程复杂，开工烧嘴头部经常烧坏。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供一种新型的粉煤气化炉启动点火复合式烧嘴，本发明能将粉煤气化炉从常温、常压状态升至高温(1000℃)、高压(1.0MPa)状态，为煤粉投入气化炉创造合适的条件。
本发明的目的是这样实现的：
本发明公开了一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴，由自内至外同轴套置的具有前收口端的内烧嘴和外烧嘴构成，所述外烧嘴包括内壁、中间层、外壁、内壁和中间层间的通道以及中间层和外壁间的通道，所述外烧嘴的外壁周围还设有一前端封口的冷却水套，所述内烧嘴的前端处设有一点火电极，所述中间层和外壁间的通道在沿轴向距离外烧嘴前端15-30cm处为渐缩渐扩结构，所述冷却水套为内外双层环状通道结构，在冷却水套的前端设有一使所述内外双层环状通道连通的单旋流道通道。
所述内壁和中间层间的通道通过位于其前端的若干个孔与所述中间层和外壁间通道连通。
所述外烧嘴的前端出口设有若干个大小相同且平均环状分布的楔块，所述楔块之间均留有作为气流出口通道的缝隙。
所述单旋流道通道为螺旋状结构，螺心处设有内层环状通道的入口，螺纹的尽头处设有外层环状通道的出口。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下的优点和特点：
1、采用超音速雾化，保证背压在不断增加过程中(背压与初压的比值仍小于临界压力比)，烧嘴燃油和雾化气流量波动很小，烧嘴出口速度变化不大，从而保证雾化效果，使高温火焰远离烧嘴头部。
2、采用中心点火方式，从而省去了点火烧嘴，功能上实现“二合一”；
3、采用单旋的冷却方式，确保烧嘴头在高温高压条件下不被烧坏，延长烧嘴的使用寿命。
附图说明
图1是本发明纵向剖面结构示意图；
图2是图1中外烧嘴2的结构示意图；
图3是图2的A-A’向的结构示意图；
图4是图1中冷却水套3的结构示意图；
图5是图4的B-B’向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图5，本发明粉煤气化炉用复合式开工烧嘴，由自内至外同轴套置的具有前收口端的内烧嘴1和外烧嘴2构成，所述外烧嘴包括内壁21、中间层22、外壁23、内壁21和中间层22间的通道24以及中间层22和外壁23间的通道25，所述外烧嘴的外壁23周围还设有一前端封口的冷却水套3。
所述内烧嘴1内设有一通道，该通道为天然气通道，内烧嘴1的前端处设有一点火电极11。
所述外烧嘴内壁和中间层间的通道24为燃油通道，所述外烧嘴中间层和外壁间的通道25为氧气通道，所述内壁和中间层间的通道24通过位于其前端的若干个长孔26与所述中间层和外壁间通道连通25，燃油通过长孔后与氧气混合，所述中间层和外壁间的通道25在沿轴向距离外烧嘴前端15-30cm处为渐缩渐扩结构29，氧气通过该结构后速度大大增加，有助于雾化从长孔26中喷出的燃油，所述外烧嘴的前端出口处设有若干个大小相同且平均环状分布的楔块27，所述楔块27斜面与底面的夹角θ为20～40°，所述楔块27之间均设有作为气流出口通道28的缝隙。
氧气和燃油的混合气体(以下简称混合气体)进入气流出口通道28的过程属于渐缩过程，根据上述原理，进入气流出口通道28后的混合气体速度达到了音速；
混合气体喷出气流出口通道28射入大空间的过程属于渐扩过程，根据上述原理，射入大空间的混合气体的速度达到了超音速。
该超音速雾化结构保证了雾化效果，使高温火焰远离烧嘴头部，很好地保护了烧嘴。
所述冷却水套3为双层环状通道结构，分别为内层环状通道31和外层环状通道32，内层环状通道31为冷却水的入水通道，外层环状通道32为冷却水的出水通道，在冷却水套的前端设有一使所述内外双层环状通道连通的单旋流道通道，所述单旋流道通道为平面螺旋形，螺心处设有冷却水引入口33，与内层环状通道31相连，螺旋的尽头处设有冷却水流出口34，与外层环状通道32相连，冷却水通过冷却水引入口33进入旋转冷却通道，旋转流动一周后从冷却水流出口34流出，旋转流动通过减薄湍流流动的层流底层，从而极大提高对流换热系数，强化烧嘴头部的冷却效果。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (1)

1.一种粉煤气化炉用复合式开工烧嘴，由自内至外同轴套置的具有前收口端的内烧嘴和外烧嘴构成，所述外烧嘴包括内壁、中间层、外壁、内壁和中间层间的通道以及中间层和外壁间的通道，所述外烧嘴的外壁周围还设有一前端封口的冷却水套，其特征在于，所述内烧嘴的前端处设有一点火电极，所述中间层和外壁间的通道在沿轴向距离外烧嘴前端15-30cm处为渐缩渐扩结构，所述冷却水套为内外双层环状通道结构，在冷却水套的前端设有一使所述内外双层环状通道连通的单旋流道通道，
所述内壁和中间层间的通道通过位于其前端的若干个长孔与所述中间层和外壁间通道连通，
所述外烧嘴的前端出口设有若干个大小相同且平均环状分布的楔块，所述楔块之间均留有作为气流出口通道的缝隙，
所述单旋流道通道为平面螺旋形，螺心处设有内层环状通道的入口，螺纹的尽头处设有外层环状通道的出口。
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