CN107033971A - 用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴及水煤浆气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴及水煤浆气化炉，所述多通道组合烧嘴包括烧嘴本体和点火棒。烧嘴本体的一端设有与水煤浆气化炉的炉腔连通的烧嘴口，烧嘴本体内限定有分别与烧嘴口连通的第一氧气通道、第二氧气通道、燃料气通道和煤浆通道，煤浆通道的出口向外超出第一氧气通道的出口和燃料气通道的出口，点火棒可活动地设在烧嘴本体内，点火棒的点火端在水煤浆气化炉处于点火阶段时位于燃料气通道内且位于第一氧气通道的出口和煤浆通道的出口之间，以及在水煤浆气化炉点火完成后伸入第一氧气通道内。根据本发明的多通道组合烧嘴，通过将多个通道组合，可以提高水煤浆气化炉运行的可靠性，且可以延长点火棒的使用寿命。

Description

用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴及水煤浆气化炉

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，尤其是涉及一种用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴及水煤浆气化炉。

背景技术

相关技术中的水煤浆气化炉多采用预热烧嘴和工艺烧嘴相结合的运行方式。运行时先用燃料气对气化炉进行升温，待气化炉升至一定温度后，快速将预热烧嘴更换为工艺烧嘴，进行水煤浆和氧气的投料。

但是，利用上述烧嘴的运行方式存在以下的问题：1)预热烧嘴在点火、升温阶段和更换烧嘴阶段必须保证气化炉为负压状态，防止炉内火焰喷出；2)工艺烧嘴更换速度过慢或烘炉温度过低时，容易造成气化炉炉温低，可能产生气化炉投煤浆后无法燃烧或产生***的后果；3)因快速安装工艺烧嘴后无法进行试压试漏，可能造成燃料气、煤浆和氧气的泄露。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴，该多通道组合烧嘴的结构简单且可靠性高。

本发明还提出了一种具有上述多通道组合烧嘴的水煤浆气化炉。

根据本发明第一方面实施例的用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴，包括：烧嘴本体，所述烧嘴本体的一端设有适于与水煤浆气化炉的炉腔连通的烧嘴口，所述烧嘴本体内限定有分别与所述烧嘴口连通的第一氧气通道、第二氧气通道、燃料气通道和煤浆通道，所述煤浆通道的出口向外超出所述第一氧气通道的出口和所述燃料气通道的出口；点火棒，所述点火棒可活动地设在所述烧嘴本体内，所述点火棒的点火端在所述水煤浆气化炉处于点火阶段时位于所述燃料气通道内且位于所述第一氧气通道的出口和所述煤浆通道的出口之间，以及在所述水煤浆气化炉点火完成后伸入所述第一氧气通道内。

根据本发明实施例的用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴，通过将多个通道组合，可以使水煤浆气化炉无需切换烧嘴就可以实现点火、升温、投料一体化工作，由此可以防止水煤浆气化炉在运行过程中因切换烧嘴而出现的炉内火焰喷出、炉内温度过低及泄漏等问题，从而可以提高水煤浆气化炉运行的可靠性，并且在水煤浆气化炉点火完成后点火棒可以伸入第一氧气通道内，由此可以延长点火棒的使用寿命，同时水煤浆气化炉只需进行一次安装操作即可，无需更换烧嘴，操作更方便，可提高生产效率。

根据本发明的一些实施例，所述多通道组合烧嘴还包括至少一个火焰检测器，所述火焰检测器适于伸入所述水煤浆气化炉内，以检测所述水煤浆气化炉内的点火情况。

根据本发明的一些实施例，所述多通道组合烧嘴还包括：执行机构，所述执行机构与所述点火棒相连以驱动所述点火棒移动。

根据本发明的一些实施例，所述烧嘴本体包括：氧气内管，所述氧气内管内限定有所述第一氧气通道，所述点火棒沿所述氧气内管的轴向可活动地设在所述氧气内管内，以带动所述点火端伸入或伸出所述第一氧气通道；燃料管，所述燃料管套设在所述氧气内管外面，所述燃料管与所述氧气内管之间限定出所述燃料气通道；煤浆管，所述煤浆管套设在所述燃料管外面，所述煤浆管与所述燃料管之间限定出所述煤浆通道；氧气外管，所述氧气外管套设在所述煤浆管外面，所述氧气外管与所述煤浆管之间限定出所述第二氧气通道，所述氧气外管的一端设有所述烧嘴口。

进一步地，所述点火棒、所述氧气内管、所述燃料管、所述煤浆管和所述氧气外管同轴设置。

根据本发明的一些实施例，所述烧嘴本体还包括：冷却水外管，所述冷却水外管套设在所述氧气外管外面，所述冷却水外管与所述氧气外管之间限定出冷却水通道，所述冷却水通道的下端封闭。

进一步地，所述烧嘴本体还包括：冷却水内管，所述冷却水内管套设在所述氧气外管外面且位于所述冷却水通道内，以将所述冷却水通道分成外通道和内通道，所述外通道和所述内通道的下端连通。

更进一步地，所述冷却水内管的侧壁上设有与所述内通道连通的冷却水进口，所述冷却水外管的侧壁上设有与所述外通道连通的冷却水出口，所述冷却水进口高于所述冷却水出口。

根据本发明的一些实施例，所述氧气内管的外侧面上设有沿其径向延伸的第一氧气连接管，所述氧气外管的外侧面上设有沿其径向延伸的第二氧气连接管，所述燃料管的外侧面上设有沿其径向延伸的燃料气连接管，所述煤浆管的外侧面上设有沿其径向延伸的煤浆连接管，所述冷却水内管的外侧面上设有沿其径向延伸的第一冷却水连接管，所述冷却水外管的外侧面上设有沿其径向延伸的第二冷却水连接管。

根据本发明的一些实施例，所述多通道组合烧嘴通过连接法兰与所述水煤浆气化炉相连。

根据本发明第二方面实施例的水煤浆气化炉，包括根据本发明上述第一方面实施例的用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴。

根据本发明实施例的水煤浆气化炉，通过设置上述的多通道组合烧嘴，可以提高水煤浆气化炉的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的水煤浆气化炉的结构示意图。

附图标记：

水煤浆气化炉100，炉腔10，

多通道组合烧嘴1，烧嘴口11，

第一氧气通道12，氧气内管13，第一氧气连接管14，第二氧气通道15，氧气外管16，第二氧气连接管17，

燃料气通道21，燃料管22，燃料气连接管23，

煤浆通道31，煤浆管32，煤浆连接管33，

冷却水外管41，冷却水出口411，第二冷却水连接管42，冷却水内管43，冷却水进口431，第一冷却水连接管44，外通道45，内通道46，

点火棒5，点火端51，执行机构6，火焰检测器7，连接法兰8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1描述根据本发明实施例的用于水煤浆气化炉100的多通道组合烧嘴1。

参照图1，根据本发明第一方面实施例的用于水煤浆气化炉100的多通道组合烧嘴1，包括烧嘴本体和点火棒5。

具体而言，烧嘴本体的一端(例如，参照图1中烧嘴本体的下端)设有适于与水煤浆气化炉100的炉腔10连通的烧嘴口11，烧嘴本体内限定有分别与烧嘴口11连通的第一氧气通道12、第二氧气通道15、燃料气通道21和煤浆通道31。其中，第一氧气通道12、第二氧气通道15均可以通入氧气，燃料气通道21可以通入燃料气，煤浆通道31可以通入煤浆。煤浆通道31的出口向外超出第一氧气通道12的出口和燃料气通道21的出口，以便于煤浆通道31内的煤浆从出口处流入水煤浆气化炉100的炉腔10内。

点火棒5可活动地设在烧嘴本体内，点火棒5的点火端51在水煤浆气化炉100处于点火阶段时位于燃料气通道21内且位于第一氧气通道12的出口和煤浆通道31的出口之间，以及在水煤浆气化炉100点火完成后伸入第一氧气通道12内。由此，在水煤浆气化炉100处于点火阶段时，点火棒5的点火端51位于燃料气通道21内且位于第一氧气通道12的出口和煤浆通道31的出口之间，此时氧气分别通过第一氧气通道12和第二氧气通道15进入烧嘴口11，燃料气通过燃料气通道21进入烧嘴口11，点火棒5进行点火，燃料气在烧嘴口11处燃烧。氧气通过分别通过第一氧气通道12和第二氧气通道15进入烧嘴口11，可以使燃料气与氧气充分混合，并且可以增大燃烧火焰的辐射面积。

水煤浆气化炉100点火完成后，点火棒5伸入第一氧气通道12内，由此可以防止点火棒5被烧坏，延长点火棒5的使用寿命。而后，可以通过增加燃料气和氧气的流量调整炉本体内的热负荷，由此可以对煤浆气化炉进行预热。在煤浆气化炉预热完成时，即炉腔10内的温度达到投料温度时，此时煤浆通过煤浆通道31进入煤浆气化炉的炉腔10内，并停止燃料气的输送，逐步加大氧气量和煤浆量直至煤浆气化炉满负荷。

由此，在水煤浆气化炉100运行的过程中，多通道组合烧嘴1无需切换烧嘴就可以实现点火、升温、投料一体化工作，由此可以防止水煤浆气化炉100在运行过程中因切换烧嘴而出现的炉内火焰喷出、炉内温度过低及泄漏等问题，从而可以保证水煤浆气化炉100可靠连续地运行，并且可以提高水煤浆气化炉100的安全性。

根据本发明实施例的用于水煤浆气化炉100的多通道组合烧嘴1，通过将多个通道组合，可以使水煤浆气化炉100无需切换烧嘴就可以实现点火、升温、投料一体化工作，由此可以防止水煤浆气化炉100在运行过程中因切换烧嘴而出现的炉内火焰喷出、炉内温度过低及泄漏等问题，从而可以提高水煤浆气化炉100运行的可靠性，并且在水煤浆气化炉100点火完成后点火棒5可以伸入第一氧气通道12内，由此可以延长点火棒5的使用寿命，同时水煤浆气化炉100只需进行一次安装操作即可，无需更换烧嘴，操作更方便，可提高生产效率。

在本发明的一些实施例中，参照图1，多通道组合烧嘴1还包括至少一个火焰检测器7，即火焰检测器7可以为一个也可以为多个。火焰检测器7适于伸入水煤浆气化炉100内，以检测水煤浆气化炉100内的点火情况。由此，根据水煤浆气化炉100内的点火情况，可以适当调整氧气的量、燃料气的量及其比例，从而可以提高预热效率。

可以理解的是，当火焰检测器7设置为多个(例如，两个)时，多个火焰检测器7可以沿水煤浆气化炉100的周向均匀布置，从而有利于从不同的角度和方向观察水煤浆气化炉100内的火焰燃烧情况。

在本发明的一些实施例中，参照图1，多通道组合烧嘴1还包括执行机构6，执行机构6与点火棒5相连以驱动点火棒5移动。例如，在图1的示例中，在水煤浆气化炉100开始运行时，执行机构6驱动点火棒5向下移动，以使点火棒5的点火端51位于燃料气通道21内且位于第一氧气通道12的出口和煤浆通道31的出口之间，此时点火棒5可以进行点火工作。在点火棒5点火完成后，点火棒5停止工作，此时执行机构6驱动点火棒5向上移动，点火棒5的点火端51收回至第一氧气通道12内。由此，可以防止点火棒5被烧坏，延长点火棒5的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，参照图1，烧嘴本体包括氧气内管13、燃料管22、煤浆管32和氧气外管16。具体而言，氧气内管13内限定有第一氧气通道12，点火棒5沿氧气内管13的轴向可活动地设在氧气内管13内，以带动点火端51伸入或伸出第一氧气通道12。燃料管22套设在氧气内管13外面，燃料管22与氧气内管13之间限定出燃料气通道21，煤浆管32套设在燃料管22外面，煤浆管32与燃料管22之间限定出煤浆通道31，氧气外管16套设在煤浆管32外面，氧气外管16与煤浆管32之间限定出第二氧气通道15，氧气外管16的一端设有烧嘴口11。

由此，可以使多通道组合烧嘴1的结构简单、紧凑，并且有助于水煤浆气化炉100在预热阶段氧气和燃料气充分混合，使得燃料气充分燃烧，提高加热效率，同时也有助于在进行投料时煤浆与氧气的充分混合，提高煤浆的气化效率。可选地，点火棒5、氧气内管13、燃料管22、煤浆管32和氧气外管16同轴设置。

在本发明的一些实施例中，参照图1，烧嘴本体还包括冷却水外管41，冷却水外管41套设在氧气外管16外面，冷却水外管41与氧气外管16之间限定出冷却水通道，冷却水通道内通入冷却水，从而可以对多通道组合烧嘴1进行冷却。冷却水通道的下端封闭，由此可以防止冷却水通道内的冷却水流入水煤浆气化炉100的炉腔10内，冷却效果好。

进一步地，参照图1，烧嘴本体还包括冷却水内管43，冷却水内管43套设在氧气外管16外面且位于冷却水通道内，以将冷却水通道分成外通道45和内通道46，外通道45和内通道46的下端连通。由此可以延长冷却水在冷却水通道内的流动路径，提高冷却效率。

更进一步地，参照图1，冷却水内管43的侧壁上设有与内通道46连通的冷却水进口431，冷却水外管41的侧壁上设有与外通道45连通的冷却水出口411。由此，冷却水可以从冷却水进口431流入内通道46，再经内通道46的下端流入外通道45内，冷却水在内通道46和外通道45的流动的过程中与烧嘴本体进行换热，换热后的冷却水通过冷却水出口411流出。优选地，冷却水进口431高于冷却水出口411，由此可以形成水位差，有利于冷却水的流入和排出。

在本发明的一些实施例中，参照图1，氧气内管13的外侧面上设有沿氧气内管13的径向延伸的第一氧气连接管14，氧气可以通过第一氧气连接管14通入氧气内管13内。氧气外管16的外侧面上设有沿氧气外管16的径向延伸的第二氧气连接管17，氧气可以通过第二氧气连接管17通入氧气外管16内。燃料管22的外侧面上设有沿燃料管22的径向延伸的燃料气连接管23，燃料气可以通过燃料气连接管23通入燃料管22内。煤浆管32的外侧面上设有沿煤浆管32的径向延伸的煤浆连接管33，煤浆可以通过煤浆连接管33通入煤浆管32内。冷却水内管43的外侧面上设有沿冷却水内管43的径向延伸的第一冷却水连接管44，冷却水可以通过第一冷却水连接管44流入冷却水内管43内。冷却水外管41的外侧面上设有沿冷却水外管41的径向延伸的第二冷却水连接管42，与烧嘴本体换热后的冷却水可以通过第二冷却水连接管42流出冷却水外管41。

由此，便于氧气、燃料气、煤浆的输送工作，同时便于各部件的安装，安装时相互之间的干扰性小。

在本发明的一些实施例中，参照图1，多通道组合烧嘴1通过连接法兰8与水煤浆气化炉100相连。由此，可以保证多通道组合烧嘴1和水煤浆气化炉100连接的紧密性。

当然，多通道组合烧嘴1和水煤浆气化炉100的连接方式不限于上述的连接方式。

参照图1，根据本发明第二方面实施例的水煤浆气化炉100，包括根据本发明上述第一方面实施例的用于水煤浆气化炉100的多通道组合烧嘴1。

根据本发明实施例的水煤浆气化炉100，通过设置上述的多通道组合烧嘴1，可以提高水煤浆气化炉100的可靠性。

下面以图1为例具体描述根据本发明实施例的水煤浆气化炉100的工作过程。

如图1所示，水煤浆气化炉100在点火之前将氧气与燃料气的流量的比例调节至适当的比例。在水煤浆气化炉100开始运行时，氧气分别通入第一氧气通道12和第二氧气通道15，燃料气通入燃料气通道21，而后氧气和燃料气流入烧嘴口11。同时，执行机构6驱动点火棒5向下移动伸出第一氧气通道12进行点火，此时可以通过火焰检测器7观检测水煤浆气化炉100内的点火情况，通过上述检测到的情况，可以及时调整氧气与燃料气的流量及比例，保证水煤浆气化炉100的正常和稳定运行。

在点火棒5点火完成后，点火棒5停止工作，同时执行机构6驱动点火棒5向上移动收回至第一氧气通道12内，防止点火棒5被烧坏。在点火棒5收回至第一氧气通道12后，通过增加燃料气和氧气的流量调整水煤浆气化炉100内的热负荷。在水煤浆气化炉100内的热负荷达到相应条件后(即炉腔10内的温度达到投料温度后)，将煤浆通入煤浆通道31内，并将燃料气退出，即此时投入水煤浆气化炉100内的是煤浆和氧气，煤浆和氧气而后进入炉炉腔10内进行气化工作，由此可以使煤浆与氧气充分混合接触，提高煤浆的气化效率。随后，可以逐步增大氧气和煤浆量直至水煤浆气化炉100满负荷。

综上，根据本发明实施例的多通道组合烧嘴1及水煤浆气化炉100，无需切换烧嘴就可以实现点火、升温、投料一体化工作，由此可以提高水煤浆气化炉100运行的可靠性，且该水煤浆气化炉100结构简单、紧凑，设置的点火棒5在完成点火后可以收回至第一氧气通道12内，防止点火棒5被烧坏，同时水煤浆气化炉100只需进行一次安装操作即可，无需更换烧嘴，操作更方便，可提高生产效率，并通过设置的火焰检测器7可以观察水煤浆气化炉100的点火和运行情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴，其特征在于，包括：

烧嘴本体，所述烧嘴本体的一端设有适于与水煤浆气化炉的炉腔连通的烧嘴口，所述烧嘴本体内限定有分别与所述烧嘴口连通的第一氧气通道、第二氧气通道、燃料气通道和煤浆通道，所述煤浆通道的出口向外超出所述第一氧气通道的出口和所述燃料气通道的出口；

点火棒，所述点火棒可活动地设在所述烧嘴本体内，所述点火棒的点火端在所述水煤浆气化炉处于点火阶段时位于所述燃料气通道内且位于所述第一氧气通道的出口和所述煤浆通道的出口之间，以及在所述水煤浆气化炉点火完成后伸入所述第一氧气通道内。

2.根据权利要求1所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，还包括至少一个火焰检测器，所述火焰检测器适于伸入所述水煤浆气化炉内，以检测所述水煤浆气化炉内的点火情况。

3.根据权利要求1所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，还包括：执行机构，所述执行机构与所述点火棒相连以驱动所述点火棒移动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述烧嘴本体包括：

氧气内管，所述氧气内管内限定有所述第一氧气通道，所述点火棒沿所述氧气内管的轴向可活动地设在所述氧气内管内，以带动所述点火端伸入或伸出所述第一氧气通道；

燃料管，所述燃料管套设在所述氧气内管外面，所述燃料管与所述氧气内管之间限定出所述燃料气通道；

煤浆管，所述煤浆管套设在所述燃料管外面，所述煤浆管与所述燃料管之间限定出所述煤浆通道；

氧气外管，所述氧气外管套设在所述煤浆管外面，所述氧气外管与所述煤浆管之间限定出所述第二氧气通道，所述氧气外管的一端设有所述烧嘴口。

5.根据权利要求4所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述点火棒、所述氧气内管、所述燃料管、所述煤浆管和所述氧气外管同轴设置。

6.根据权利要求4所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述烧嘴本体还包括：

冷却水外管，所述冷却水外管套设在所述氧气外管外面，所述冷却水外管与所述氧气外管之间限定出冷却水通道，所述冷却水通道的下端封闭。

7.根据权利要求6所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述烧嘴本体还包括：冷却水内管，所述冷却水内管套设在所述氧气外管外面且位于所述冷却水通道内，以将所述冷却水通道分成外通道和内通道，所述外通道和所述内通道的下端连通。

8.根据权利要求7所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述冷却水内管的侧壁上设有与所述内通道连通的冷却水进口，所述冷却水外管的侧壁上设有与所述外通道连通的冷却水出口，所述冷却水进口高于所述冷却水出口。

9.根据权利要求7所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述氧气内管的外侧面上设有沿其径向延伸的第一氧气连接管，所述氧气外管的外侧面上设有沿其径向延伸的第二氧气连接管，所述燃料管的外侧面上设有沿其径向延伸的燃料气连接管，所述煤浆管的外侧面上设有沿其径向延伸的煤浆连接管，所述冷却水内管的外侧面上设有沿其径向延伸的第一冷却水连接管，所述冷却水外管的外侧面上设有沿其径向延伸的第二冷却水连接管。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的多通道组合烧嘴，其特征在于，所述多通道组合烧嘴通过连接法兰与所述水煤浆气化炉相连。

11.一种水煤浆气化炉，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴。