一种喷嘴在线更换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种喷嘴在线更换装置，其特征在于炉口凸缘（２３）设有过渡压力罐（３），其罐上设有在役喷嘴（５）和待役喷嘴（１８），新旧喷嘴（５）（１８）在与炉内无压差的过渡压力罐（３）内，通过更换装置的驱动机构的作用和快装拆密封连接组件（１）的开闭，可以在线完成新旧喷嘴（５）（１８）的更换；采用本实用新型专利技术可以不停炉、不置换、不抽引、不预热在线完成喷嘴更换；可以避免炉砖免遭急冷急热的损害，延长炉砖的使用寿命；可以在喷嘴气化指标没有恶化前就进行更换，保证喷嘴的性能指标总是在完好状态下运行；从而能够达到气化炉长周期稳定运行，减少喷嘴和炉砖更换费用，降低停产损失。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种工业炉用配套装置，更具体的说涉及气化喷嘴在线更换装置。
技术介绍
德士古水煤浆气化装置，从原料制备与输送的安全、可靠，煤耗、氧耗和电耗低，开停车方便，投资费用省，国产化率高，建设周期短，可等压合成，三废排放少和许可证费用低等诸多方面具有明显优势，却存在着先天性技术缺陷，气化喷嘴极易损坏，喷嘴运行周期短，炉砖更换和维修的费用高。 现有的德士古水煤浆工艺喷嘴，包括拥有自主产权的多喷嘴对置式水煤浆气化喷嘴，一般都是采用日本为航天工业研制的当今最耐高温的UMCo50合金材料，据介绍这种合金是应用于工况稳定、没有硬颗粒冲刷，短时段的火箭喷射口部位。对于水煤浆气化炉喷嘴而言，不仅要求该材料具备能耐1400℃～1500℃高温辐射，还要求能耐高速硬微粒的冲刷，能耐硫气氛腐蚀，又要求能够长期稳定运行。在具备这样性能的材料目前还没有研制出来的前提下，为了能在上述苛刻条件下维持装置运行。目前，国内外气化炉所用的喷嘴均是在喷嘴运行一段时间后，喷嘴损坏进行更换或喷嘴没损坏也进行预防性定期更换的被动方式来应付。 现有气化装置更换喷嘴的过程首先切断喷嘴的气化剂与气化物料阀门，气化炉停止造气。用中压常温氮气吹扫氧气管线、气化炉、激冷室及洗涤塔，用蒸汽抽引器抽引使炉内保持微负压，这时气化炉开始炉温降低，拆开喷嘴与炉口连接法兰，用电动葫芦将喷嘴拔出炉口，这时有大量冷空气进入炉内，炉温进一步降低。安装完好的新喷嘴前，需要用预热烧嘴对气化炉进行预热至1150～1200℃温度，使炉温升高，调节抽引器的蒸汽量，使炉内保持微负压，切断预热烧嘴燃料气，用电动葫芦吊走预热烧嘴，将完好的备用喷嘴安装在气化炉炉口，将新喷嘴法兰与炉口凸缘连接好，将喷嘴各进料口法兰连接好，之后将喷嘴冷却水的金属软管切换为硬管，打开气化剂与被气化物料的阀门完成喷嘴更换，气化炉开始重新造气，整个过程如果順利，一般需要8～10小时。 在喷嘴更换的过程中，由于有大量空气和常温氮气进入炉内又有预热烧嘴升温，炉内温度由高到低，由低到高，炉内压力由高到无，由无到高，炉砖受冷热温度变化快、变化大，每更换一次喷嘴对炉砖损坏都是相当严重的，引起炉砖裂纹和剥落，甚至引起炉壁超温，被迫停炉更换或修补整套炉砖。以目前水煤浆和渣油气化技术的状况，就是因为一套40万元喷嘴的损坏被迫频繁停炉更换，结果导致400万元一整套的炉砖损坏，被迫换砖修补，甚至停炉重新砌筑。 即使这样也难以保证整套装置能够正常运行，为此，人们只好采取用多设置一套热备气化炉的方案来弥补该技术缺陷。从而导致气化装置的一次性投资费用大幅度，甚至成倍的增加，另外，频繁更换喷嘴，累计起来所造成的停产损失也相当严重。
技术实现思路
为了克服现有喷嘴的技术缺陷和喷嘴更换过程中对炉砖造成损坏的弊病。本技术采用如“左轮手枪”或“匣子枪”和“载人卫星过渡仓”结构设计的原理，提供一种喷嘴在线更换方法及其更换装置，能够在不改变炉内压力和温度的条件下，在短的时间内全自动完成喷嘴更换；还采取在役喷嘴还没有“疲劳”就仿效“车轮战术”的方式及时进行更换，可以保证每台在役喷嘴性能指标总是在完好状态下运行，使得气化炉长期运行稳定，从而延长炉砖使用寿命。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是 喷嘴在线更换方法设计思路在炉口外设置一个能承受炉内同等压力的容器，该容器可以在炉口凸缘上转动或移动，容器上载有两台或多台喷，嘴，喷嘴与炉口采用快装拆密封结构连接，更换喷嘴前，通过给该容器充气或引入炉内气，使容器内的压力与炉内压力相等，新旧喷嘴的更换过程是在与炉内无压差的容器内进行，在外力的作用下完成拔出炉外或推入炉内的轴向移动和相互位置对调，完成新旧喷嘴的更换，新喷嘴安装完毕后，容器内压泄至常压。 喷嘴在线更换装置包括1、过渡压力罐，2、给料切换器，3、压力罐的密封，4、伸缩输送管，5、在役喷嘴，6、待役喷嘴，7、喷嘴轴向密封，8、快装拆密封连接组件，9、充压气出入口，10、外壳体，11、驱动机构(可以采用常规组件构成，如电机、减速机或气压、油压通过丝杠、蜗轮蜗杆、齿轮齿条或气缸、油缸完成)，12、程序控制系统。 喷嘴在线更换装置结构设计 1、对现有喷嘴的气化剂和被气化物料等介质入口多是径向法兰进料结构，通过采用三通与弯头等管件改为与喷头中心轴线平行的可伸缩的输送管进入喷嘴的结构形式。 2、将现有喷嘴法兰与炉口凸缘之间，所采用法兰连接改为卡箍密封连接(钢制压力容器GB150-1998附录G7)或齿啮式卡箍密封连接(钢制化工容器强度计算规定GB20582-1998)，也可以采用夹块夹紧配合伍德密封压垫(钢制压力容器GB150-1998附录G4)的快装拆连接结构，其密封元件可以是强制式、自紧式或半自紧式，在驱动机构的推拉或旋转作用下，通过卡箍或夹块的移动、齿啮的转动可以方便可靠的装卸喷嘴。 3、在炉口的凸缘上设置一个能承受炉内同等压力，又能够相对炉口做一定角度的转动或一定距离的移动的容器，容器上载有两台或多台可轴向移动的喷嘴，驱动机构可以是气缸、油缸或电机通过蜗轮蜗杆、齿轮齿条的作用完成移动和旋转动作。 4、过渡压力罐充压气可以是氮气、蒸汽或其它惰性气体，也可以是炉内气化气，靠自力式压力调节阀门能够将过渡压力罐内的压力充至与炉内压力相等，保证新旧喷嘴的更换过程是在与炉内无压差的容器内进行，在外力的作用下完成。 4、给料切换器是由带有法兰连接的物料和气化剂入口的切换器芯板、切换器密封和旋转外壳组成。 5、喷嘴各伸缩输送管端法兰和喷嘴轴向移动驱动油缸或气缸的后法兰都固定在切换器的旋转壳外的下部，该驱动机构油缸或气缸的活塞杆设计成空心的管状，中心管气化剂输送管从其中心穿过的结构形式，中心管气化剂供料也可以从外环气化剂伸缩输送管分出一支管结构。 6、给料切换器是由带有固定开孔方位的切换器芯板和切换器的旋转外壳组成，外环气化剂、中心管气化剂和被气化物料的给料入口的切换是与喷嘴旋转换位同时进行的，由于外壳体的两端与切换器的旋转外壳和过渡压力罐固联，为此，当过渡压力罐旋转时，切换器的旋转外壳也同时旋转，不旋转切换器的芯板开孔固定在与在役喷嘴连通的方位，在压力罐完成一定角度旋转的同时也完成了新旧喷嘴的供料输送通道给料入口的开闭切换。 7、给料切换器的旋转外壳和压力罐与外壳体的两端固联构成一个容器，该容器将多套工艺喷嘴、伸缩输送管、喷嘴轴向移动驱动油缸等构件罩在其中，构成一套在切换器芯板和炉口凸缘之间，在驱动机构外力作用下可旋转的整体。 8、为了方便人工拆卸退役喷嘴，安装新的待役喷嘴，外壳体的一侧设有喷嘴装卸门。 喷嘴在线更换主要由以下运动幅完成 1、快装拆密封连接组件的夹块或卡箍径向外撤与径向内推的运动幅或齿啮卡箍旋转的运动幅。 2、在役喷嘴拔出炉外和待役喷嘴推入炉内的运动幅。 3、完成待役喷嘴置换退役喷嘴(原在役喷嘴)旋转或移动的运动幅； 依靠本更换装置和程控系统、驱动机构完成上述运动幅，运行方案按以下步骤进行 1、首先打开过渡压力罐的充压气入口靠自力式压力调节阀使压力罐内压力与炉内压力相等； 2、自动关闭外环气化剂、中心管气化剂和被气化物料给料阀门暂停供料； 3、在驱动机构的外力作用径向外撤快装拆密封连接组件的夹块或卡箍或将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷嘴在线更换更换装置，包括中心气化剂伸缩通管（６）、被气化物料伸缩通管（７）、外环气化剂伸缩通管（８）、喷嘴驱动机构（９）、被气化物料伸缩闭管（１５）、外环气化剂伸缩闭管（１６）、中心气化剂伸缩闭管（１７），其特征在于，过渡压力罐（３）与炉口凸缘（２３）之间设有快装拆密封连接组件（１），在压力罐（３）上设有在役喷嘴（５）和待役喷嘴（１８），所述的在役喷嘴（５）和待役喷嘴（１８）与过渡压力罐（３）之间设有喷嘴轴向移动密封组件（２０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清林，刘欣，
申请(专利权)人：刘清林，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]