一种烧嘴头和包含烧嘴头的长明灯烧嘴制造技术

本实用新型专利技术是关于一种烧嘴头和包含烧嘴头的长明灯烧嘴。本实用新型专利技术对烧嘴进行结构和热力学上的优化，以增加其机械稳定性，从而使嘴可承受来自于冷却系统和反应室之间的更高的压差并增加烧嘴的使用寿命。上述问题是通过包含端板和与其相连的四个管座的烧嘴解决的，其中管之间包括烧嘴的中心通道及三个环形通道，端板的外壁以恒定的曲率与中心管管座相连，同时也以恒定的曲率与外管的管座相连；端板的内壁以恒定的曲率与第二、第三圈管的管座相连，其中环形通道和外环形通道与端板的冷却通道一起构成用于冷却剂的流道和中间环形通道，端板内、外壁间的冷却通道中布置导流片，端板中的喷嘴孔与通道相配，从内壁穿过外壁形成了用于介质输送的喷嘴环。

A burner head and a long lamp burner with a burner head

【技术实现步骤摘要】
一种烧嘴头和包含烧嘴头的长明灯烧嘴
本技术是关于一种烧嘴的烧嘴头，及一种用于气化反应室的包含此烧嘴头的长明灯烧嘴。
技术介绍
常规的烧嘴用于气流床气化炉碳部分氧化制合成气中。反应室通过长明灯烧嘴(也叫作点火烧嘴或开工烧嘴)中燃烧液化气(天然气或合成气)被加热到反应温度，然后气化烧嘴(也叫作主烧嘴或煤粉烧嘴)内固态粉燃料(如煤)与氧气的混合物喷射进反应室内后，被长明灯烧嘴点燃后互相发生反应从而产生了对外放热的气化流程。固体燃料的部分氧化反应发生在气化烧嘴的火焰区域内及相邻区域。一旦气化流程稳定后，就可以关闭长明灯烧嘴。气化中常用的碳载体有碳粉、有机焦及生物质原料，通常氧气是以纯氧或混合了蒸汽的方式供给。煤粉的气化温度范围通常从1200℃到1800℃，气化压力为40到80bar。长明灯烧嘴安置于气化烧嘴中央或与这些气化烧嘴整合在一起。长明灯烧嘴是通过电子打火器进行点火的。通常已知的长明灯烧嘴与气化烧嘴有一个长圆柱形的外壳，至少在烧嘴头部有水冷却，有一个中心管和几个与其同轴的环形通道用于介质输送。长明灯烧嘴和气化烧嘴，至少头部要伸入反应室中并承受高温应力。因此至少在烧嘴头部通常是双层壁结构并用水冷却。头部端面区域的高热载荷被冷却水转移，所以高温腐蚀显著的降低。烧嘴通常由几个同轴管及其头部将几个同轴管连接在一起的端板。为了增加冷却水的流速，通常会在烧嘴头部冷却水通道中设置分隔片用于提高换热从而移走更多热量。端板冷却水通道的设计有很多种。因此烧嘴头部的结构非常复杂。此外这些烧嘴高昂的造价对于传统制造来说也是缺点。由于制造的原因，烧嘴端板与管子的壁厚最小要有3毫米，限制了可转移热量的最大值。用于烧嘴头部的耐磨材料及其制造也是造价高昂。此外，烧嘴头部件的焊接不仅由于其复杂结构而繁琐，而且由于其采用了镍基材料更需要特殊的焊接工艺。在专利DE3837586A1中一种已知的组合烧嘴，展示了一个设置中心长明灯烧嘴的气化烧嘴。每个烧嘴都有一个水冷外壳。在气化烧嘴的环状外部，组合烧嘴的端面呈凹形，氧气与调节气位于凹形区域内的喷口向内部倾斜排布，从而提高了从轴向喷出固体燃料与它们的混合效果。氧气环形通道的末端是一个在烧嘴头部与燃料环形通道同轴安置的氧气喷口环。在长明灯烧嘴中心管内有一个点火电极。一个火检安放在气化烧嘴的氧气环形通道中。然而其并没有解释复杂结构及圆形烧嘴头是如何制造的。专利DE3440088A1展示了一种气化烧嘴，其头部为凹形以保护烧嘴头免于受热反应气体的影响，其特征是通过一个向头部内向延展的一个环形烧嘴水冷室，以及向内倾斜与可选的切向的氧气喷嘴，产生了一个旋流。其缺点是造成了一个反向的旋涡，增大了火焰区域向烧嘴头转移的的风险。专利US4.865.542A展示了一种烧嘴头部装有额外平面前部环的粉烧嘴，此环包含有一个横截面积恒定的内部螺旋流道。冷却水从烧嘴圆柱形外环形流道流过，然后沿螺旋方向流进烧嘴内环形流道。平面前部环的外壁结构与相对应的位于烧嘴前端板的槽连接在一起。然而，此种结构可能会存在平面前部环与烧嘴前端板的水密封问题。专利JP4739090B2展示了一种带有锥形喷嘴插件的平而前端板的内冷却烧嘴，其中冷却水通道在烧嘴头部有一个定距体，定距体通过几个朝向邻近表面的圆柱形隔片安装于流道的中间。专利WO2014/090476A1与WO2014/090481A1展示了一种使用金属增材方法(激光熔融法)制造的一体的烧嘴头，避免了用不同的组件组装的复杂方式。此烧嘴头包含一个内部冷却件和一个内中空的定距体，与烧嘴头部通过支持结构牢固的定位并连接在一起。定距体设计成可允许冷却剂从中流过的结构。进一步实例提出了一种类似于分隔间样子分成几个流道的烧嘴头，其中冷却剂被平行的分成几路，在端部进行转向；或者是从轴向而来的冷却剂通过环形的冷却通道流入平面端部，通道之间是桥状或梁状的支撑结构。这种一体的烧嘴头部以相同的水平面与烧嘴上部焊接。在有很多支撑结构处部位，烧嘴头部的壁厚可以减薄设计，这产可以提高热交换。上述的方案的缺点在于，若采用复杂的传统方法制造，组装中会产生许多接近高热应力区域的焊缝；否则只能接受采用费用低的金属增材法制造的耐低压差的烧嘴头，为了达到最大的热交换，倾向于使用薄壁。就算使用金属增材法制造这种封闭的烧嘴头，也还需要一个用传统方法制造的定距体。由于烧嘴头的传统设计理念，薄壁且耐高压差的金属增材方法的可能性还不能完全达到。
技术实现思路
本技术目的是从结构与热力上对烧嘴头进行优化，以提高其机械稳定性，从而可以使烧嘴头承受更高的来自于冷却水系统与反应室之间的压差。另一目的是通过对烧嘴头部结构优化，减少处于热影响区内的烧嘴头部连接焊缝，从而提高烧嘴的使用寿命。本技术为达到其目的，采用的技术方案如下：一种烧嘴头，用于一种包含多个输送介质到烧嘴头部的同轴管的烧嘴，其中，一个环绕着中心通道(1K)的中心管(1)及其它管构成多个同轴环形通道，烧嘴头包括一个带有用于中心通道(1K)的中心孔(6)的前部呈环形的端板(5)，以及与端板(5)相连接的、同轴的构成了管末端的管座，端板(5)包括一个内壁(5i)和一个外壁(5a)，其中内壁(5i)与外壁(5a)之间设有冷却通道(7)，一些喷嘴孔(8)均布在一个围绕着端板(5)中心孔(6)的同心环形曲面上，烧嘴头包括端板(5)和4个与端板(5)相连接的管座(1E、2E、3E、4E)，管座(1E、2E、3E、4E)同轴，且分别构成了中心管(1)、第二圈管(2)、第三圈管(3)与外管(4)的末端，其中管(1、2、3、4)构成了烧嘴的中心通道(1K)及其它两个环形通道(2K、3K)和一个外环形通道(4K)，端板(5)的外壁(5a)以恒定的曲率与中心管(1)的管座(1E)在中心孔(6)处相连，同时也以恒定的曲率与外管(4)的管座(4E)在其外圆周处相连；端板(5)的内壁(5i)分别以恒定的曲率与第二圈管(2)和第三圈管(3)的管座(2E、3E)相连，其中环形通道(2K)和外环形通道(4K)与端板(5)的冷却通道(7)一起构成了一个用于冷却剂的流道和位于内外环形通道之间、前部由端板内壁封闭的中间环形通道，位于端板(5)的冷却通道(7)中的径向布置的导流片(9)，构成了用于冷却剂的径向向外逐渐变宽的流道(10)，端板(5)中的喷嘴孔(8)与流道(11)相配，流道(11)位于中间环形通道(3K)之中，从内壁(5i)穿过外壁(5a)形成了一个用于介质输送的喷嘴环，其中流道(11)均布置于导流片(9)中。优选的，内环形通道(2K)与冷却剂进入管线相连，外环形通道(4K)与冷却剂出口管线相连。优选的，径向导流片(9)的侧面与轴向有一个准确的角度，从而使得冷却剂在冷却通道(7)中流动时可产生一个切向分量。优选的，端板(5)中流道(10)的横截面由内向外逐渐减小。优选的，流道(11)向径向内倾斜，另外沿周向排布，通过此方式介质从流道(11)中向中心切向方向倾斜喷出。优选的，在端板(5)的冷却通道(7)中还另外布置了支撑梁(12)和肋板(15)，特别是在端板(5)与管座(1E、2E、3E、4E)之间的曲面区域。优选的，端板(5)为凹形。优选的，管座(1E、2E、3E、4E)的长度由内向外逐渐减小。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.烧嘴头，用于一种包含多个输送介质到烧嘴头部的同轴管的烧嘴，其中，一个环绕着中心通道(1K)的中心管(1)及其它管构成多个同轴环形通道，烧嘴头包括一个带有用于中心通道(1K)的中心孔(6)的前部呈环形的端板(5)，以及与端板(5)相连接的、同轴的构成了管末端的管座，端板(5)包括一个内壁(5i)和一个外壁(5a)，其中内壁(5i)与外壁(5a)之间设有冷却通道(7)，一些喷嘴孔(8)均布在一个围绕着端板(5)中心孔(6)的同心环形曲面上，其特征在于，烧嘴头包括端板(5)和4个与端板(5)相连接的管座(1E、2E、3E、4E)，管座(1E、2E、3E、4E)同轴，且分别构成了中心管(1)、第二圈管(2)、第三圈管(3)与外管(4)的末端，其中管(1、2、3、4)构成了烧嘴的中心通道(1K)及其它两个环形通道(2K、3K)和一个外环形通道(4K)，端板(5)的外壁(5a)以恒定的曲率与中心管(1)的管座(1E)在中心孔(6)处相连，同时也以恒定的曲率与外管(4)的管座(4E)在其外圆周处相连；端板(5)的内壁(5i)分别以恒定的曲率与第二圈管(2)和第三圈管(3)的管座(2E、3E)相连，其中环形通道(2K)和外环形通道(4K)与端板(5)的冷却通道(7)一起构成了一个用于冷却剂的流道和位于内外环形通道之间、前部由端板内壁封闭的中间环形通道，位于端板(5)的冷却通道(7)中的径向布置的导流片(9)，构成了用于冷却剂的径向向外逐渐变宽的流道(10)，端板(5)中的喷嘴孔(8)与流道(11)相配，流道(11)位于中间环形通道(3K)之中，从内壁(5i)穿过外壁(5a)形成了一个用于介质输送的喷嘴环，其中流道(11)均布置于导流片(9)中。...

【技术特征摘要】
2017.12.20 DE 202017107794.21.烧嘴头，用于一种包含多个输送介质到烧嘴头部的同轴管的烧嘴，其中，一个环绕着中心通道(1K)的中心管(1)及其它管构成多个同轴环形通道，烧嘴头包括一个带有用于中心通道(1K)的中心孔(6)的前部呈环形的端板(5)，以及与端板(5)相连接的、同轴的构成了管末端的管座，端板(5)包括一个内壁(5i)和一个外壁(5a)，其中内壁(5i)与外壁(5a)之间设有冷却通道(7)，一些喷嘴孔(8)均布在一个围绕着端板(5)中心孔(6)的同心环形曲面上，其特征在于，烧嘴头包括端板(5)和4个与端板(5)相连接的管座(1E、2E、3E、4E)，管座(1E、2E、3E、4E)同轴，且分别构成了中心管(1)、第二圈管(2)、第三圈管(3)与外管(4)的末端，其中管(1、2、3、4)构成了烧嘴的中心通道(1K)及其它两个环形通道(2K、3K)和一个外环形通道(4K)，端板(5)的外壁(5a)以恒定的曲率与中心管(1)的管座(1E)在中心孔(6)处相连，同时也以恒定的曲率与外管(4)的管座(4E)在其外圆周处相连；端板(5)的内壁(5i)分别以恒定的曲率与第二圈管(2)和第三圈管(3)的管座(2E、3E)相连，其中环形通道(2K)和外环形通道(4K)与端板(5)的冷却通道(7)一起构成了一个用于冷却剂的流道和位于内外环形通道之间、前部由端板内壁封闭的中间环形通道，位于端板(5)的冷却通道(7)中的径向布置的导流片(9)，构成了用于冷却剂的径向向外逐渐变宽的流道(10)，端板(5)中的喷嘴孔(8)与流道(11)相配，流道(11)位于中间环形通道(3K)之中，从内壁(5i)穿过外壁(5a)形成了一个用于介质输送的喷嘴环，其中流道(11)均布置于导流片(9)中。2.如权利要求1所述的烧嘴头，其特征在于，内环形通道(2K)与冷却剂进入管线相连，外环形通道(4K)与冷却剂出口管线相连。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：单育兵，扶伟，亨利·亨佩尔，邹永胜，徐江，
申请(专利权)人：科林工业技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE