一种水夹套工艺烧嘴装置、冷却水系统及运行方法与流程

技术特征：

1.一种水夹套工艺烧嘴装置，其特征在于，包括中心氧管(108)、水煤浆管(111)、外氧管(114)和冷却水夹套管(116)，其中，所述中心氧管(108)前端为中心氧喷头(101)，后端一侧管壁设置有中心氧入口(109)，中心氧入口(109)用于供入氧化剂；

所述水煤浆管(111)的前端为水煤浆喷头(102)，后端一侧管壁设置有水煤浆入口(112)，顶端设有第一连接法兰(110)，将水煤浆管(111)顶端封闭，水煤浆管(111)套置在中心氧管(108)外侧，互相通过第一连接法兰(110)连接；其中，水煤浆入口(112)用于供入液体燃料；

所述外氧管(114)的前端为外喷头(103)，后端一侧管壁设置有外氧入口(115)，顶端设有第二连接法兰(113)，将外氧管(114)顶端封闭，外氧管(114)套置在水煤浆管(111)外侧，互相通过第二连接法兰(113)连接；其中，外氧入口(115)用于供入氧化剂；

冷却水夹套管(116)套置在外氧管(114)外侧，前端通过外喷头(103)与外氧管(114)连为一体，形成冷却水腔体，后端管壁设置有冷却水进口(117)及冷却水出口(118)；冷却水夹套管(116)与外氧管(114)之间装设有环形冷却水隔板(107)，将冷却水腔体隔为内外两层，使冷却水由内层供入外层引出或由外层供入内层引出；冷却水隔板(107)的前端设置有冷却水分布环(104)；外氧管(114)外壁、冷却水夹套管(116)内壁以及外喷头(103)内壁均分布有扰流子或肋片、旋流片(105)。

2.根据权利要求1所述的水夹套工艺烧嘴装置，其特征在于，所述中心氧管(108)、水煤浆管(111)、外氧管(114)、冷却水夹套管(116)、冷却水隔板(107)、中心氧喷头(101)、水煤浆喷头(102)、外喷头(103)、冷却水分布环(104)同轴。

3.根据权利要求1所述的水夹套工艺烧嘴装置，其特征在于，所述外喷头(103)前端面分布有渣钉(106)。

4.根据权利要求1所述的水夹套工艺烧嘴装置，其特征在于，中心氧喷头(101)外壁与水煤浆喷头(102)内壁实施耐磨处理。

5.一种水夹套工艺烧嘴冷却水系统，用于实施权利要求1至4之一所述水夹套工艺烧嘴装置的冷却，其特征在于，包括：

冷却水罐(2)，设置在整个冷却水系统的最高处；冷却水罐(2)内下部为冷却水，上部为氮气，通过控制氮气的压力来维持整个系统的压力；冷却水由水罐底部下降管(10)引出，经上升管(11)后由侧壁返回；

冷却水泵(3)，入口与下降管(10)连通，出口设置有止回阀(8)；

事故切断阀xv-1，设置在下降管(10)与冷却水泵止回阀(8)出口之间；

两流量计f1/f2、两温度计t1/t2、两压力表p1/p2、两手动调节阀(7)，分别设置在工艺烧嘴(1)冷却水进出口前后；

循环阀xv-2，设置在工艺烧嘴(1)冷却水出口的上升管(11)上，通过循环阀xv-2后，冷却水将循环回冷却水罐(2)；

排水阀xv-3，设置在工艺烧嘴(1)冷却水出口与循环阀xv-2之间，通过排水阀xv-3后，冷却水将被排放。

6.根据权利要求5所述的水夹套工艺烧嘴冷却水系统，其特征在于，所述冷却水罐(2)的顶部设置有压力控制系统，包含压力表p3、补气阀pv-1、排气阀pv-2及安全阀psv，其中补气阀pv-1连通氮气源，排气阀pv-2和安全阀psv出口放空；冷却水罐(2)的侧壁设置有液位控制系统，包含液位计li(9)以及补水控制阀fv-1。

7.一种水夹套工艺烧嘴冷却水系统的运行方法，其特征在于，包括：

冷却水泵(3)正常时，关闭事故切断阀xv-1、排水阀xv-3，打开循环阀xv-2；由冷却水罐(2)底部下降管(10)引出的冷却水经冷却水泵(3)升压后，送入工艺烧嘴(1)进行换热，随后经上升管(11)循环回冷却水罐(2)，完成一个循环；

在工艺烧嘴(1)内部，冷却水通过外喷头(103)及冷却水夹套管(116)从炉膛吸热，并通过外氧管(114)壁面向外氧管(114)内的氧化剂放热，通过氧化剂将热量带回炉膛；

冷却水泵(3)故障时，事故切断阀xv-1、排水阀xv-3打开，循环阀xv-2关闭；由冷却水罐(2)底部下降管(10)引出的冷却水依靠重力及氮气压力继续流动并对烧嘴(1)进行冷却，出水经排水阀xv-3排放。

8.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，运行时，控制所述工艺烧嘴(1)的冷却水进口压力高于气化炉压力0.1～1.0mpa。

9.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，运行时，控制所述工艺烧嘴(1)中外氧入口(115)的氧化剂流量占总氧化剂流量的70％～90％。

10.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，运行时，控制所述工艺烧嘴(1)中外喷头头部冷却水流阻小于1mpa。

11.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，运行时，所使用的冷却水为欠饱和脱盐水。

技术总结
本发明提供了一种水夹套工艺烧嘴装置、冷却水系统及运行方法，所述工艺烧嘴装置包括由内至外依次套设的中心氧管、水煤浆管、外氧管和冷却水夹套管，冷却水夹套管前端通过外喷头与外氧管连为一体，形成冷却水腔体，装设的环形冷却水隔板将冷却水腔体隔为内外两层，使冷却水由内层供入外层引出或由外层供入内层引出；冷却水隔板的前端设置有冷却水分布环；外氧管外壁、冷却水夹套管内壁以及外喷头内壁均分布有扰流子等，强化了烧嘴头部换热效果，延长了烧嘴使用寿命；水夹套式结构使冷却水流阻减小，进而降低冷却水泵功率；通过工艺烧嘴冷却水夹套结构的合理设计结合冷却水系统的运行方法，能够实现烧嘴冷却水从炉膛带出的热量全部回收，更加节能。

技术研发人员：唐强;马利锦;吴辉霞;辛争秋;李钰阳;宋晓峰;赵顶;郭莹
受保护的技术使用者：北京航化节能环保技术有限公司
技术研发日：2021.04.07
技术公布日：2021.07.23