專利名稱：改進型火炬頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種用于處理廢氣的焚化爐機械裝置，特別涉及一種改進型火炬頭。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的火炬頭其冷卻保護方式為環(huán)管式見圖I所示，冷卻蒸汽環(huán)管位于火炬頭端口以下270mm處,其上部均勻分布有一周Φ =8mm的小孔, 冷卻蒸汽通過小孔噴到火炬頭上，起冷卻保護作用。此火炬頭于1987年投用，1990年發(fā)現(xiàn)火炬頭已經(jīng)燒掉大半，由于霧化效果不好，黑煙滾滾，影響了環(huán)保達標。1990年大檢修時由車間設(shè)計一坐簡單的火炬頭，火炬頭的冷卻保護結(jié)構(gòu)沒有改變，仍然采用傳統(tǒng)的環(huán)管式結(jié)構(gòu)見圖2所示。此火炬頭于1991年檢查時已經(jīng)燒掉1/3，連保護蒸汽冷卻環(huán)管自身也難逃燒壞的厄運。造成冷卻保護作用不合理的原因是由其結(jié)構(gòu)造成。由流體力學(xué)可知，風(fēng)在長圓柱體的背風(fēng)側(cè)易產(chǎn)生繞流旋渦區(qū)，旋渦區(qū)的大小和風(fēng)速有關(guān)，這可由雷諾因數(shù)Ra來判斷，當風(fēng)速< 2級時，Ra< 1，圓柱型后側(cè)形成層流附面層；當風(fēng)速> 3級時，Ra^ 1.35X 103，出現(xiàn)了附面層分離，產(chǎn)生了低壓旋渦區(qū)。由于當?shù)仫L(fēng)速經(jīng)常大于3級，在火炬頭背風(fēng)側(cè)產(chǎn)生的繞流旋渦低壓區(qū)會使火焰向低壓旋渦區(qū)聚集，燒蝕背風(fēng)側(cè)外壁，致使火炬頭溫度升高。從火炬頭破壞的外貌看，顯碎晶狀，端口不規(guī)則，厚度沒變化，并且具有方向性(顯示為南北方向破壞)。由此可以斷定，火炬頭的破壞是在低于奧氏體不銹鋼融化溫度以下的一種特殊的破壞形式，即奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕破壞。奧氏體不銹鋼中含有少量的C，約為O. 06、. 14%，這是C和Cr形成碳化物Cr23C6,奧氏體不銹鋼的室溫組織是奧氏體和Cr23C6。當溫度低于400°C時，Cr23C6較穩(wěn)定，不會析出，6000C以上時它會溶于奧氏體內(nèi)，且隨著溫度的升高而增加，400°C 850°C范圍內(nèi)時，不論緩慢冷卻通過該范圍還是加熱達到該溫度范圍，碳化物Cr23C6都會沿晶界析出，使晶界附近形成貧Cr區(qū)，產(chǎn)生嚴重的晶間腐蝕?？朔霓k法是采用快速冷卻的辦法通過該敏化溫度區(qū)，使Cr的碳化物來不及析出，而火炬頭的環(huán)境無法達到。18-8鋼在650Π00 時對晶間腐蝕特別敏感。煉廠瓦斯氣燃燒火焰溫度在900°C° 1100°C范圍，這樣，火炬頭端口附近必然存在一個敏化溫度區(qū)65(T700°C，燃燒的間斷性會造成一個緩冷和再加熱的條件，因此很容易產(chǎn)生晶間腐蝕。瓦斯氣中H2S的存在加速了腐蝕進程，使火炬頭主體沿晶界破裂，形成不規(guī)則斷口。另外，環(huán)管距上端太近，主管燒掉10(T200mm后，冷卻蒸汽環(huán)管已起不到作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可降低火炬頭附近瓦斯的濃度和燃燒黑煙、且可以消除火炬霧化蒸汽、延長火炬頭使用壽命的改進型火炬頭。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種改進型火炬頭，包括火炬主管，還包括設(shè)于火炬主管上部的蒸汽夾套，所述蒸汽夾套包括沿火炬主管的外側(cè)壁設(shè)置的中空的管狀夾套和向管狀夾套輸送冷卻蒸汽的輸氣管，所述管狀夾套與火炬主管同軸設(shè)置且管狀夾套的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管的外側(cè)壁之間設(shè)有間隙，所述管狀夾套的上端開口，其底端與火炬主管固定連接。所述輸氣管為4個且均勻分布于管狀夾套的四周。所述管狀夾套的頂端高于火炬主管的頂端。所述管狀夾套的頂端高出火炬主管頂端100mm。所述管狀夾套的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管的外 側(cè)壁之間的間隙為50_。所述蒸汽夾套的高度為1000mm。所述管狀夾套的底端與火炬主管之間焊接連接。采用上述技術(shù)方案取得的技術(shù)進步為本實用新型的蒸汽夾套可以產(chǎn)生卷吸作用，將火炬頭周圍大量的空氣帶入燃燒區(qū)，降低了瓦斯?jié)舛?，使得燃燒黑煙明顯減少，進而消除火炬的霧化蒸汽，節(jié)約了大量能源；改進型火炬頭的使用壽命明顯增長，保證了長周期免維護，且使用安全；本實用新型為今后火炬頭的設(shè)計提供了幫助，為火炬頭成本的降低打下了基礎(chǔ)。

圖I為傳統(tǒng)的火炬頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為改進后的傳統(tǒng)火炬頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型蒸汽夾套的射流卷吸作用示意圖；其中，I、管狀夾套；2、輸氣管，3、火炬主管，4、冷卻蒸汽環(huán)管。
具體實施方式
由圖I所示可知，改進型火炬頭，包括火炬主管3，，還包括設(shè)于火炬主管3上部的蒸汽夾套，所述蒸汽夾套包括沿火炬主管3的外側(cè)壁設(shè)置的中空的管狀夾套I和向管狀夾套I輸送冷卻蒸汽的輸氣管2，所述管狀夾套I與火炬主管3同軸設(shè)置且管狀夾套I的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管3的外側(cè)壁之間設(shè)有間隙，所述管狀夾套I的上端開口，其底端與火炬主管3固定連接；所述輸氣管2為4個且均勻分布于管狀夾套I的四周；所述管狀夾套I的頂端高于火炬主管3的頂端；所述管狀夾套I的頂端高出火炬主管3頂端IOOmm ;所述管狀夾套I的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管3的外側(cè)壁之間的間隙為50mm ;所述蒸汽夾套的高度為IOOOmm ;所述管狀夾套I的底端與火炬主管3之間焊接連接，還可通過其他方式固定連接。由圖3與圖I、圖2比較可知，本實用新型與傳統(tǒng)火炬頭的最大區(qū)別在于，將原有的冷卻蒸汽環(huán)管4換成具有相同作用的蒸汽夾套。本實用新型中，蒸汽夾套中的管狀夾套I與火炬主管3之間留有50mm間距，且管狀夾套I的頂端高出火炬主管3頂端100 mm，冷卻蒸汽由4支均勻分布于管狀夾套I外側(cè)的輸氣管2引入蒸汽夾套內(nèi)部。整個管狀夾套I長度為1000 mm，可以適用于各種長度的火炬頭。改進型火炬頭特殊的結(jié)構(gòu)使得作用于原火炬頭上冷卻蒸汽環(huán)管4的冷卻蒸汽的風(fēng)損失減少，蒸汽的冷卻面積增加。由于蒸汽的射流卷吸作用見圖4所示，火炬頭周圍的空氣不斷地被卷進射流范圍內(nèi)，使射流范圍不斷擴大?；鹁嬷鞴?的圓柱型噴嘴的射流邊界為一個圓錐面，蒸汽夾套可以近似看作一圓環(huán)面上的圓柱型噴嘴的集合，這樣在火炬頭軸心的縱切面上起始區(qū)內(nèi)產(chǎn)生“W”型的特殊蒸汽氣流，見圖4所示。特殊蒸汽氣流使得瓦斯氣在蒸汽射流交匯處形成的圓錐頂部與蒸汽充分混合，然后再燃燒。冷卻蒸汽把火炬頭和火焰隔開，因此，火炬主體的溫度以蒸汽溫度(15(T200°C )和燃燒的瓦斯氣的熱輻射溫度為主，不會超過400 V，因此也不會導(dǎo)致腐蝕破壞。改進后的火炬頭，由于特殊結(jié)構(gòu)一起的卷吸作用的存在，使得火炬頭頂部周圍的大量空氣被帶入燃燒區(qū)，降低了瓦斯?jié)舛?，使得燃燒產(chǎn)生的黑煙明顯減少，進而火炬的霧化蒸汽可以消除，節(jié)約了大量能源。改進型火炬頭可長周期免維護安全使用， 為設(shè)備“兩年一修”打下了堅實的基礎(chǔ)。這一改造的成功，也為今后火炬頭的設(shè)計提供了理論幫助，火炬頭的材質(zhì)完全可以由價格相對低的碳鋼材質(zhì)代替，制作容易并且可大大節(jié)約了成本和制造費用。
權(quán)利要求1.一種改進型火炬頭，包括火炬主管(3)，其特征在于還包括設(shè)于火炬主管(3)上部的蒸汽夾套，所述蒸汽夾套包括沿火炬主管(3)的外側(cè)壁設(shè)置的中空的管狀夾套(I)和向管狀夾套(I)輸送冷卻蒸汽的輸氣管(2 )，所述管狀夾套(I)與火炬主管(3 )同軸設(shè)置且管狀夾套(I)的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管(3)的外側(cè)壁之間設(shè)有間隙，所述管狀夾套(I)的上端開口，其底端與火炬主管(3)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進型火炬頭，其特征在于所述輸氣管(2)為4個且均勻分布于管狀夾套(I)的四周。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改進型火炬頭，其特征在于所述管狀夾套(I)的頂端高于火炬主管(3)的頂端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進型火炬頭，其特征在于所述管狀夾套(I)的頂端高出火炬主管(3)頂端100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進型火炬頭，其特征在于所述管狀夾套(I)的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管(3)的外側(cè)壁之間的間隙為50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進型火炬頭，其特征在于所述蒸汽夾套的高度為1000mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進型火炬頭，其特征在于所述管狀夾套(I)的底端與火炬主管(3)之間焊接連接。
專利摘要本實用新型公開了一種改進型火炬頭，屬于一種用于處理廢氣的焚化爐機械裝置。本實用新型包括火炬主管，還包括設(shè)于火炬主管上部的蒸汽夾套，蒸汽夾套包括沿火炬主管的外側(cè)壁設(shè)置的中空的管狀夾套和向管狀夾套輸送冷卻蒸汽的輸氣管，管狀夾套與火炬主管同軸設(shè)置且管狀夾套的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管的外側(cè)壁之間設(shè)有間隙，管狀夾套的上端開口，其底端與火炬主管固定連接。本實用新型的蒸汽夾套可產(chǎn)生卷吸作用，將火炬頭周圍的空氣帶入燃燒區(qū)，降低了瓦斯?jié)舛龋瑴p少了燃燒黑煙，消除了火炬的霧化蒸汽，節(jié)約了大量能源；改進型火炬頭的使用壽命明顯增長，且使用安全；本實用新型為今后火炬頭的設(shè)計提供了幫助，為火炬頭成本的降低打下了基礎(chǔ)。
文檔編號F23G7/06GK202581350SQ20122023679
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者李建輝, 曹士宏 申請人:滄州華海煉油化工有限責(zé)任公司