一種外掛防護層冷卻水夾套結構制造技術

本實用新型專利技術屬于煤化工領域，公開了一種外掛防護層冷卻水夾套結構，該結構包括冷卻水夾套（1）、防護套（2）和連接套（3），防護套（2）通過連接套（3）外掛于冷卻水夾套（1）的外端面，冷卻水夾套（1）和防護套（2）固定連接。本實用新型專利技術帶外掛防護層的冷卻水夾套結構總成中，新設計的冷卻水夾套以延伸后的引導端結構取代原始的導流唇口設計，這樣，在高溫環境下，原來唇口銳角處的集中應力可以有效向延伸的自由端釋放，大大延緩了原來唇口處因應力而導致的徑向裂紋的發生。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于煤化工領域，涉及ー種外掛防護層冷卻水夾套結構。
技術介紹
目前，煤化工行業發展勢頭迅猛，從氣化原材料物理形態分類，以干粉氣化爐、水煤漿氣化為代表的等多種新型氣化爐型先后投入使用，正日益主導著我國煤化工エ業的技術格局。在這些類型的氣化技術系統里，燒嘴是將物料輸送進氣化爐爐膛并創造有利于高效氣化反應所需流動場的核心設備，歷來受到設備設計和維護人員的高度重視。燒嘴頭部工作環境十分惡劣，具有體現在以下三個方面環境溫度高。現在氣化爐基本工作在高溫(氣化溫度彡1500°C )環境下，因煤粉品質在工程上難以實現足夠的一致性，導致燒嘴頭部的局部富氧環境復雜，在燒嘴頭部冷卻水套這些部位溫度甚至可達到1800°C以上；在燒嘴頭部冷卻夾套上，其輻射端面部處于高速顆粒沖刷環境中。高速噴射的反應物料氣流(平均射速為)在燒嘴安裝罩擴ロ部位形成多個強カ回流區域，卷帶著煤粉顆粒等小體積物體對燒嘴的端面形成連續、反復的沖刷效應；在燒嘴冷卻水夾套端面，普遍存在著因交變溫度梯度引起的應カ梯度，進而在冷卻水夾套等存在過渡唇ロ的尖鋭部位(如圖3. I和圖3. 2所示)形成環狀應力集中區域。惡劣的工作環境對燒嘴的工程壽命構成嚴重影響I.因為煤粉品質的穩定性難以達到一致，在設定的氧煤比條件下，燒嘴ロ部就不可避免地出現局部富氧區，此時燃燒過程中會產生極高溫部位，超過材料抗溫極限，對燒嘴頭部形成直接燒蝕破壞；2.高溫下多種顆粒長期反復沖刷導致了輻射面在一定時間后出現分布不均的點蝕坑，構成進ー步破壞的應力集中點；3.高溫環境下，由于燒嘴輻射端冷卻面和高溫面存在一定的溫度梯度，而溫度梯度引發的應力梯度在一定工作時間后必然導致應カ疲勞，此時金屬晶間失效的發生難以避免。金屬冶煉加工過程中無法避免的微小局部晶體缺陷以及顆粒沖刷導致的點蝕坑都將加速金屬表面的破壞，最終形成穿透型破損ロ ；4.在燒嘴唇ロ尖鋭部位，是應カ十分集中的部位。在燒嘴特殊工作環境中所產生的各種破壞誘因作用下，此環形部位極易造成熱應カ疲勞而發展形成多條放射性裂紋?？紤]到因燒嘴冷卻水夾套端面破壞引發的故障引發停爐將導致巨大的經濟損失，因此，采用多種輔助技術改進這些工作面使用壽命已是行業里高度關注和持續著カ改進的方向。一般來說，制造商采用的手段不外乎以下三種I.在頭部水冷段一般采取耐腐蝕、抗高溫氧化的Inconel系列材料制造，配合水冷套內部環形高壓水冷卻技木，以最大限度實現燒嘴的長期使用；2.特殊固溶熱處理工藝(消除端面加工應力，優化金屬晶間結構性能提高抗燒蝕抗氧化性能);3.表面噴涂エ藝，在表面噴涂ー層氧化鋯等抗高溫材料。然而，在實踐中，以上主要的通用手段均未達到理想的效果，與當前煤化工用戶的心理期待相差甚遠。由于煤燒嘴所處的客觀存在的惡劣工作環境，無論是特種材料選型還是熱處理工藝的選擇，僅僅是滿足使用的最基本條件而已；而在表面簡單地噴涂的各種特種抗蝕材料因為噴涂深度淺(一般為微米級)，結合強度(附著力)比較差等，在工程實踐中也早被證明無法根本解決普遍的使用壽命偏短的問題。煤化工工程界亟 待ー種簡便、有效的工程手段來大幅度延長煤燒嘴冷卻水套使用壽命的問題。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本技術的目的是提供一種外掛防護層冷卻水夾套結構，該結構全面提升了現有煤燒嘴高溫端的抗燒蝕、抗氧化等級，大幅度延長了燒嘴大修周期，給受制于煤燒嘴大修壽命的煤化工生產效益帶來了簡便、高效的提升手段。本技術的技術方案如下本技術提供了一種外掛防護層冷卻水夾套結構，該結構包括冷卻水夾套、防護套和連接套，防護套通過連接套外掛于冷卻水夾套的外端面，冷卻水夾套和防護套固定連接。所述的固定連接是以定位環連接。所述的冷卻水夾套和防護套之間設有間距Imm的溫度膨脹間隙。所述的防護套的材質為碳化硅或氮化硅。所述的防護套的內表面設有多條向心的導流槽或者環形均布的小孔。所述的防護套的外表面拋光或者磨光。所述的連接套材料為高溫合金材料。所述的冷卻水夾套的內ロ沿邊設有延伸引導噴管部位，有效控制應カ集中位置處產生熱應カ疲勞裂紋。所述的冷卻水夾套的材質是高溫鎳基Inconel718材料。本技術同現有技術相比，具有以下優點和有益效果I、本技術外掛的碳-碳材料防護套采用近乎貼壁的環形設計，不對煤粉/煤漿的霧化角的產生任何干擾影響，不影響氣化燃燒的流動特性，與多種規格和形式的氣化爐用燒嘴頭部結構均可實現有效兼容。2、本技術帶外掛防護層的冷卻水夾套結構總成中，新設計的冷卻水夾套以延伸后的引導端結構取代原始的導流唇ロ設計，這樣，在高溫環境下，原來唇ロ銳角處的集中應カ可以有效向延伸的自由端釋放，大大延緩了原來唇ロ處因應力而導致的徑向裂紋的發生。3、本技術帶外掛防護層的冷卻水夾套結構總成，將暴露在高溫、高蝕環境中的Inconel鋼制部件有效隔離，而流入夾層的少量平衡爐氣因為夾層的高阻力，其對金屬表面的沖刷動力幾乎忽略不計，對金屬外殼的燒蝕破壞作用被降到最低，為采用鋼制的冷卻夾套營造了長期穩定工作的局部環境。4、本技術外掛防護層冷卻水夾套結構采用一種采用全新外掛式抗燒蝕環形結構輔助外殼對原先暴露在爐膛環境中的燒嘴頭部冷卻水夾套實施隔離，它全面提升了現有氣化爐干煤粉燒嘴和水煤漿燒嘴冷卻水高溫端面的抗燒蝕、抗氧化性能，大幅度延長了燒嘴的使用壽命，給受制于煤燒嘴大修壽命的煤化工生產效益帶來了簡便、高效的提升手段。附圖說明圖I是本技術實施例的外掛防護層冷卻水夾套結構示意圖。圖2是本技術的防護套上設有導流槽的結構示意圖。圖3是本技術的防護套上設有環形均布的小孔的結構示意圖。其中1為冷卻水夾套,2為防護套,3為連接套。具體實施方式·以下結合附圖所示實施例對本技術作進ー步的說明。實施例如圖I所示，圖I是本技術實施例的外掛防護層冷卻水夾套結構示意圖。一種外掛防護層冷卻水夾套結構，該結構包括冷卻水夾套I、防護套2和連接套3，防護套2通過連接套3外掛于冷卻水夾套I的外端面，冷卻水夾套I和防護套2以定位環固定連接。冷卻水夾套I和防護套2之間設有間距Imm的溫度膨脹間隙。如圖2和圖3所示，圖2是本技術的防護套上設有導流槽的結構示意圖；圖3是本技術的防護套上設有環形均布的小孔的結構示意圖。防護套2的材質為碳化硅或氮化硅，在防護套2的內表面設有多條向心的導流槽或者環形均布的小孔，防護套2的外表面拋光或者磨光。該結構采用壓注燒結成型，外形可以進行機加工成型。防護套2的內側接觸的是高溫、高壓、腐蝕性的氣體，外側接觸的是高溫、高壓、腐蝕和粉顆粒沖擊的空間環境。連接套3材料為高溫合金材料。冷卻水夾套I的內ロ沿邊設有延伸引導噴管部位，有效控制應カ集中位置處產生熱應カ疲勞裂紋；冷卻水夾套I的材質是高溫鎳基Inconel718材料。連接套3采用的是水夾套外壁相同材料，主要是將碳-碳材料防護套2固定在冷卻水夾套上，通過碳-碳材料防護套2的外沿臺階和連接套3內沿臺階相卡，連接套3的另外一邊采用點焊在水夾套外壁，如圖I所示。在安裝連接套3時，一定要保證冷卻水夾套I和碳-碳材料防護套2之間留有Imm間隙余量?？偨YPBS_1型帶外掛防護層的冷卻水夾套結構總成，沿用積極、簡潔的工程設計思路，合理采用物理防護手段，對原先冷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種外掛防護層冷卻水夾套結構，其特征在于：該結構包括冷卻水夾套（1）、防護套（2）和連接套（3），防護套（2）通過連接套（3）外掛于冷卻水夾套（1）的外端面，冷卻水夾套（1）和防護套（2）固定連接。

【技術特征摘要】
1.一種外掛防護層冷卻水夾套結構，其特征在于該結構包括冷卻水夾套(I)、防護套(2)和連接套(3)，防護套(2)通過連接套(3)外掛于冷卻水夾套(I)的外端面，冷卻水夾套(I)和防護套(2)固定連接。2.根據權利要求I所述的外掛防護層冷卻水夾套結構，其特征在于所述的固定連接是以定位環連接。3.根據權利要求I所述的外掛防護層冷卻水夾套結構，其特征在于所述的冷卻水夾套(I)和防護套(2)之間設有間距Imm的溫度膨脹間隙。4.根據權利要求I所述的外掛防護層冷卻水夾套結構，其特征在于所述的防護套(2)的材質為碳化硅或氮化硅。5.根據權利要求I所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦華圣，張云兵，張斌，
申請(專利權)人：剩沅能源設備上海有限公司，
類型：實用新型
國別省市：