专利名称：非预混式开工烧嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开工烧嘴，尤其涉及一种非预混式开工烧嘴。
背景技术：
我国是个缺油少气、煤炭资源相对丰富的国家，煤制甲醇、煤制油、煤制天然气、煤制烯烃等在我国能源可持续利用中占重要地位。发展煤化工离不开合成气的制备。煤的加压气化是制作合成气的必要手段。而气化炉的点火开工系统正是设备中核心部件。现有的开工烧嘴的设计原理对系统控制要求很高，存在开工不容易成功，费时费力的缺陷。主要是因为现有产品采用了烧嘴结构体内的预混方式，也就是说燃烧剂和氧化剂两种介质在未流出烧嘴结构体之前便混合，二者以混合物方式一起高速喷出烧嘴结构体进行燃烧。这样燃烧剂的雾化需 要借助氧化剂的高速冲击，这样对燃烧剂和氧化剂的压力配比控制提出了较高的要求。在使用过程均不同程度地遇到因两种介质压力控制不当或进入时序控制不好导致的开工失利甚至开工烧嘴不断被回火烧坏的问题。
发明内容
为了解决现有的开工烧嘴存在的技术要求苛刻、容易被烧坏的技术问题，本发明提供一种非预混式开工烧嘴。本发明的技术解决方案为:一种非预混式开工烧嘴，所述烧嘴头部设置有头部喷注件2，其特殊之处在于:所述头部喷注件2包括端面板、氧化剂通道4、燃烧剂通道5、水冷却夹层，所述端面板分别与氧化剂通道4、燃烧剂通道5、水冷却夹层3焊接密封；所述头部喷注件的端面板12设置有火焰喷嘴，所述火焰喷嘴包括八个氧化剂喷嘴7和一个燃烧剂喷嘴6，所述氧化剂喷嘴7与氧化剂通道4相连，所述燃烧剂喷嘴6位于端面板中心且与燃烧剂通道5相连，所述燃烧剂喷嘴6和燃烧剂通道5之间设置有雾化器9 ;所述多个氧化剂喷嘴7均匀设置在燃烧剂喷嘴6周围且氧化剂喷嘴7轴线与头部喷注件端面板12之间的夹角为34度；所述水冷却夹层3与外部循环水相通。本发明所具有的优点:1、利用燃烧剂独立雾化方式实现了有氧化剂或无氧化剂情况下燃烧剂均可以雾化方式喷出，一旦有氧化剂喷出，两种介质即可混合并实现燃烧。这样大大简化了系统控制的方面对燃烧剂氧化剂压力及时序控制要求，大大拓宽了氧化剂燃烧剂混合比的调节范围，不会断火，避免了由于系统原因介质供应波动而重复开车的成本。2、本发明通过先雾化燃烧剂之后再将燃烧剂和氧化剂混合，根本解决了原先预混烧嘴开车和关车时容易回火的问题。3、本发明所述头部喷注件为一体式结构，即氧化剂喷嘴和燃烧剂喷嘴设置在同一个零件上，火焰的质量通过加工便可保证，这样避免了原先产品反复装卸引起火焰质量下降的问题。
4、本发明燃烧剂和氧化剂各自通过自身喷嘴喷出，然后经过一定的距离掺混，经过一定掺混距离后才开始产生火焰。这样通过冷流体及混合物将高温的火焰与头部喷注件头部充分隔离，避免了高温火焰对头部喷注件的破坏。而冷的流体高速喷出头部喷注件后的膨胀过程，其实又是个降温的过程，这样就实现了介质本身对头部喷注件头部的自身冷却。所以本发明克服了原先烧嘴高温火焰直接贴在头部喷注件壁面燃烧导致头部喷注件容易破坏的缺陷。5、头部喷注件内设置有水冷却夹层，通过冷却水的进出对烧嘴外壁加以冷却。同时，本发明水冷却夹层仅仅需要抵抗来自气化炉的辐射热，而不必考虑高温火焰对头部的破坏，所以结构简单。
图1为本发明第一种结构的结构示意图:图2为图1的右视图；其中:2-头部喷注件，3-水冷却夹层，4-氧化剂通道，5-燃烧剂通道，6-燃烧剂喷嘴，7-氧化剂喷嘴，8-冷却夹套，9-雾化器，10-冷却水入口，11-冷却水出口，12-头部喷注件端面板，13-氧化剂喷嘴出口处端面，14-燃烧剂喷嘴出口处端面，21-火焰区，22-混合区，23-雾化区，24-助燃区。
具体实施例方式如图1和图2所示为本发明非预混式开工烧嘴，烧嘴头部设置有头部喷注件2，头部喷注件包括端面板、氧化剂通道4、燃烧剂通道5、水冷却夹层3，端面板分别与氧化剂通道、燃烧剂通道、水冷却夹层焊接密封；头部喷注件端面板12设置有火焰喷嘴，火焰喷嘴包括氧化剂喷嘴7和燃烧剂喷嘴6，燃烧剂喷嘴的数量为一个；氧化剂喷嘴的数量为八个；氧化剂喷嘴与氧化剂通道相连，燃烧剂喷嘴和燃烧剂通道相连，每个燃烧剂喷嘴和燃烧剂通道之间均设置有雾化器9 ;八个氧化剂喷嘴均匀设置在燃烧剂喷嘴周围且氧化剂喷嘴轴线与头部喷注件端面板之间的夹角的范围为34度。这样氧化剂喷嘴出口便以倾斜的角度喷出气氧化剂，可整体构成合适的旋流。为了防止来自气化炉的辐射热对氧化剂通道或燃烧剂通道内介质的影响，头部喷注件内设置有水冷却夹层，冷却夹层内设置有冷却夹套8用于增加水循环效果，水冷却夹层与外部循环水相通。本发明原理:参见图1，本发明包括位于中心环的燃烧剂喷嘴、位于外环的氧化剂喷嘴以及外部循环冷却水系统。燃料燃烧剂通过机械方式的独立雾化后通过中心环的燃烧剂喷嘴喷出形成雾化区23，燃烧剂喷嘴的数目根据实际工况的要求，可以是单喷嘴或多喷嘴，助燃气氧化剂则通过外环的氧化剂喷嘴高速喷出，形成助燃区24。这样保证了只要上游提供足够的燃烧剂压(< 2MPa)，则喷出烧嘴的燃烧剂已经处于雾化状态。而氧化剂则通过独立的通道流过烧嘴，并经过氧化剂喷嘴以高速喷出。氧化剂喷嘴数目和喷嘴大小也根据实际工况要求相应变化。这样燃烧剂氧化剂分别各自走自己独立的流道，直到烧嘴结构体外，雾化的燃烧剂与氧化剂才相遇并混合形成燃烧剂雾混合区22，并被外火源点燃，进行燃烧，形成火焰区21。这样不仅点火容易，又不容易灭火。而火焰起燃点远离烧嘴本体，实现了流体对烧嘴的自身冷却，避免了火焰对烧嘴的高温破坏。烧嘴外壁设置冷却通道夹层，通过冷却水对烧嘴壁加以冷却保护。外冷却通道冷却剂可以是冷却水或其它安全水。
权利要求
1.一种非预混式开工烧嘴，所述烧嘴头部设置有头部喷注件(2)，其特征在于:所述头部喷注件(2)包括端面板、氧化剂通道(4)、燃烧剂通道(5)、水冷却夹层，所述端面板分别与氧化剂通道(4)、燃烧剂通道(5)、水冷却夹层(3)焊接密封；所述头部喷注件的端面板(12)设置有火焰喷嘴，所述火焰喷嘴包括八个氧化剂喷嘴(7)和一个燃烧剂喷嘴￠)，所述氧化剂喷嘴(7)与氧化剂通道(4)相连，所述燃烧剂喷嘴(6)位于端面板中心且与燃烧剂通道(5)相连，所述燃烧剂喷嘴(6)和燃烧剂通道(5)之间设置有雾化器(9);所述多个氧化剂喷嘴(7)均匀设置在燃烧剂喷嘴(6)周围且氧化剂喷嘴(7)轴线与头部喷注件端面板(12)之间的夹角为34度；所 述水冷却夹层(3)与外部循环水相通。
全文摘要
本发明涉及一种非预混式开工烧嘴，头部喷注件设置有氧化剂喷嘴和燃烧剂喷嘴，氧化剂喷嘴与氧化剂通道相连，燃烧剂喷嘴和燃烧剂通道相连，燃烧剂喷嘴和燃烧剂通道之间设置有雾化器；本发明利用燃烧剂独立雾化方式实现了有氧化剂或无氧化剂情况下燃烧剂均可以雾化方式喷出，一旦有氧化剂喷出，两种介质即可混合并实现燃烧。这样大大简化了系统控制的方面对燃烧剂氧化剂压力及时序控制要求，大大拓宽了氧化剂燃烧剂混合比的调节范围，不会断火，避免了由于系统原因介质供应波动而重复开车的成本，根本解决了原先预混烧嘴开车和关车时容易回火的问题，避免了高温火焰对头部喷注件的破坏。
文档编号F23D11/36GK103175202SQ20111043701
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者于晓亮 申请人:西安航天远征流体控制股份有限公司