一种水煤浆头部夹套式烧嘴的制作方法

本技术属于水煤浆烧嘴，一种水煤浆头部夹套式烧嘴。

背景技术：

1、煤气化是煤化工龙头技术，按照原料种类不同分为块煤、水煤浆及粉煤气化，影响水煤浆气化装置稳定运行的因素较多，德士古水煤浆加压气化工艺是将水煤浆和99.6％纯氧经德士古烧嘴呈射流状进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以co+h2为主要成分的粗合成气，再经co变换装置将该粗合成气转换为甲醇的工艺。

2、该工艺中水煤浆工艺烧嘴技术是水煤浆气化技术中最关键的技术之一，它直接决定了工艺技术的效能和系统的稳定。水煤浆气化工艺烧嘴为三通道内外混合雾化形式，外流道和内流道输送高压氧气，中流道输送高压水煤浆，二次氧气(中心氧)与煤浆半预混后，再与一次氧气(外环氧)外混合进行雾化燃烧气化。烧嘴头部外面安装有冷却水盘管，冷却水流入到头部水室进行冷却降温。

3、然而，现有技术中烧嘴的冷却方式具有以下缺陷：

4、1、水煤浆工艺烧嘴冷却装置为冷却水盘管形式，管道弯曲成盘管后，会出现厚薄不均的现象，影响材质的整体强度和刚度。

5、2、烧嘴的冷却方式采用冷却水盘管进行冷却，冷却水进入头部的空间较小，换热面积不好，头部会因局部高温加速头部裂纹的扩张，缩短烧嘴头部的使用寿命。

6、3、冷却水盘管和外氧头部有一道焊缝，紧挨着烧嘴火焰喷出的位置，焊缝长期受到气化炉的高温，会在焊缝处开裂，影响气化炉的安全运行。

7、4、冷却水盘管的结构要使用弯制技术，盘管的圆度和厚度得保持一样，加工的结构也比较复杂，成本也较高。

8、因此，需要一种冷却效果更好，且不会因散热不均匀而导致裂纹，进而缩短水煤浆烧嘴使用寿命的冷却方式或装置来解决这一技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型解决技术问题所采取的技术方案是：一种水煤浆头部夹套式烧嘴，包括：自外向内依序同轴环筒状套设的外氧喷头、水煤浆喷头、中心氧喷头，外氧喷头呈圆锥与圆柱沿轴向贯通形，外氧喷头的头部外轮廓呈圆锥状，外氧喷头的杆部外轮廓呈圆柱状，水煤浆头部夹套式烧嘴还包括：冷却水夹套，冷却水夹套呈圆筒状，冷却水夹套内筒壁的形状大小与外氧喷头的头部外轮廓的形状大小相匹配，冷却水夹套贴合套设在外氧喷头的头部；冷却水夹套与外氧喷头的头部贴合接触，使得水煤浆烧嘴头部外轮廓能够全面积与冷却水夹套进行热交换，相对于以往的盘管式散热方式，增加了水煤浆烧嘴头部的换热面积，缩减了烧嘴头部因局部高温而导致的头部裂纹的扩张，增加烧嘴的使用安全和寿命；

2、冷却水夹套的圆筒筒壁内设有与外氧喷头同轴的环筒状的空腔，冷却水夹套的环筒状空腔内设有隔板，隔板将冷却水夹套的环筒状空腔沿径向分隔为互相隔离的同轴环筒状的内夹层和环筒状的外夹层，内夹层和外夹层在靠近外氧喷头头部喷嘴处环形贯通，内夹层远离外氧喷头头部喷嘴处设有进水口，外夹层远离外氧喷头头部喷嘴处设有出水口，内夹层和外夹层之间通过贯通处循环流动有冷却介质，冷却介质包括水；通过水或者其他冷却介质经过内夹层和外夹层循环流经水煤浆烧嘴头部以及水煤浆烧嘴的喷嘴部，使得水煤浆烧嘴头部、烧嘴部的热量能够快速交换散热，保证了水煤浆烧嘴头部以及烧嘴部的使用安全和寿命。

3、优选的，所述隔板与冷却水夹套的内壁之间还设有隔水环定位块，隔水环定位块的一端支撑隔板，隔水环定位块的另一端支撑冷却水夹套的内壁；隔水环定位块用于支撑隔板从而保证内夹层和外夹层的冷却介质循环通道形状稳定，进而使得冷却介质在内夹层和外夹层间循环时能够保证冷却循环的流量与流速，防止因支撑隔板在高压冷却介质下受压变形影响冷却降温效果。

4、更优的，所述隔水环定位块设有多个，隔水环定位块环状均布在内夹层内；环状均布的隔水环定位块能够保证支撑隔板环冷却水夹套内腔的冷却通道均能保证在高压冷却介质下不会受压变形，保证整个环形冷却水通道的稳定性。

5、优选的，所述冷却水夹套的喷嘴处可拆卸连接有环形的由耐高温材料制成的烧嘴头；可拆卸连接的耐高温的烧嘴头，方便烧嘴头在长时间高温环境中损毁后进行更换，或者按照烧嘴头的使用周期在损毁前提前进行更换，由于只需要更换可拆卸的头部而不需要更换整个烧嘴，降低了生产维护的成本；而烧嘴头提前更换可以选择在设备停产或正常维修时进行更换，从而避免了在生产使用期间的烧嘴头损毁情况的发生，有效避免了因烧嘴头损毁导致的生产使用事故及减少了相关的损失。

6、更优的，所述烧嘴头与冷却水夹套之间为焊接连接，烧嘴头朝向冷却水夹套一侧的侧面设有内凹的环槽，烧嘴头的环槽为组成冷却水夹套的环筒状空腔头部外壁的一部分；冷却水夹套和烧嘴头的焊缝设置在冷却水夹套后侧而没有在头部端面位置，因此，不会由于高温影响导致焊缝开裂或出现泄漏，使用相对安全；烧嘴头焊接连接冷却水夹套后成为环筒状空腔头部外壁的一部分，从而冷却介质在冷却水夹套的空腔中循环流通时直接接触烧嘴头，从而直接对烧嘴头进行冷却降温，减少了中间的热传导环节，增强了烧嘴头的冷却降温效果，保证了水煤浆烧嘴头部以及烧嘴头的使用安全和寿命。

7、更优的，所述内夹层和外夹层的贯通处位于烧嘴头的环槽处；环状的转向贯通处位于烧嘴头的环槽处，内夹层中的冷却介质需要经过贯通处才能流通至外夹层，保证了烧嘴头处冷却介质的充足，保障了冷却介质对烧嘴头的冷却降温效果。

8、优选的，所述内夹层和外夹层的贯通处设有贯通部定位块，贯通部定位块的中部固定支撑在隔板上，贯通部定位块的边缘部固定支撑在内夹层的内壁和或外夹层的内壁；贯通部定位块用于固定支撑隔板位于贯通处的隔板边缘，防止因冷却介质的高压以及在贯通处的快速转向的流体冲击导致隔板边缘变形进而影响冷却介质的流速与流量，保证贯通处以及整个冷却通道上的冷却效率与冷却效果。

9、更优的，所述贯通部定位块设有多个，贯通部定位块环状均布在内夹层和外夹层的贯通处；环状均布能够防止整个环形冷却通道截面的畅通，避免环形冷却通道截面上局部扇环区域不畅通的情况发生，杜绝了冷却介质在横截面上局部断流的情况发生。

10、更优的，所述贯通部定位块呈球形或长方体形；球形的贯通部定位块有利于冷却介质的通过，同时还能减少热量从外部传导至隔板的传导速度，而长方体形的贯通部定位块具有更好的支撑固定作用，能够更好的稳定隔板位于贯通部的边缘，可根据具体需求选择使用球形或者长方体形的贯通部定位块。

11、优选的，所述冷却水夹套的外圆周上设有沿径向向外凸出的环状的挡火板；挡火板用于遮挡自冷却水夹套沿轴向向后辐射的高温火焰或者高温气体的灼烧，防止高温火焰或者高温气体沿轴向向后损伤喷枪后部的不耐高温的设备或者管路。

12、本实用新型的有益效果是：

13、1、本实用新型通过以冷却水夹套结构，代替原先的盘管冷却结构，增加了头部的换热面积，缩减了烧嘴头部因局部高温而导致的头部裂纹的扩张，增加烧嘴的使用安全和寿命；由弯制盘管改为头部夹套式，减少了盘管弯制工艺，降低了加工的复杂性以及由于壁厚不均引起的材质整体强度和刚度减弱的现象，冷却结构变得简单，成本也有所降低；并且冷却水装置和烧嘴的焊缝没有在头部端面位置，不会由于高温影响导致焊缝开裂或出现泄漏，使用更加安全。

14、2、本实用新型将烧嘴头可拆卸连接在冷却水夹套的喷嘴处，可拆卸连接的烧嘴头能够降低高温损毁时的更换成本，同时可以选择在设备停产或正常维修时进行更换，从而避免了在生产使用期间的烧嘴头损毁情况的发生，有效避免了因烧嘴头损毁导致的生产使用事故及减少了相关的损失。

15、3、本实用新型通过将冷却水夹套的圆筒筒壁内的内夹层和外夹层在靠近外氧喷头头部喷嘴处环形贯通，且贯通处的烧嘴头与冷却水夹套之间为焊接连接，烧嘴头为组成冷却水夹套的环筒状空腔头部外壁的一部分，从而使得冷却介质直接接触烧嘴头，从而直接对烧嘴头进行冷却降温，增强了烧嘴头的冷却降温效果，保证了水煤浆烧嘴头部以及烧嘴头的使用安全和寿命。

16、4、本实用新型通过在冷却水夹套的外圆周上设置挡火板用于遮挡自冷却水夹套沿轴向向后辐射的高温火焰或者高温气体的灼烧，防止高温火焰或者高温气体沿轴向向后损伤喷枪后部的不耐高温的设备或者管路，有效减少了喷枪后部的设备或者管路的损伤。