專利名稱：碎煤熔渣氣化爐的燃燒器的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及碎煤熔渣氣化爐，特別是涉及一種碎煤熔渣氣化爐中被設置在激冷室上部間隔部段內的燃燒器結構。
背景技術：
碎煤熔渣氣化爐包含一個柱狀的煤氣化壓力容器(碎煤熔渣氣化爐殼體)。煤或其它含碳燃料從煤氣化壓力容器頂部投入，利用鼓風口(噴嘴)將爐外的氧氣和蒸汽引至煤氣化壓力容器里面的下部燃料中，在高溫高壓下使煤或其它含碳燃料氣化。殘余灰分如熔渣和鐵收集于煤氣化壓力容器底部的渣池中，殘余灰分如熔渣和鐵一起通過渣池底部的排渣口間歇地排出(通常叫做“排渣”)，進入渣池下部間隔部段(連接短節)內的激冷室的水中，殘余灰分如熔渣和鐵得到冷激和冷卻。燃燒器(燒嘴)位于排渣口下方。從下面燃燒器(燒嘴)來的熱的燃燒氣體產物經排渣口向上以鼓泡形式傳遞，維持熔渣溫度并托住渣池中的熔渣和鐵。通過控制排放系統從間隔部段(連接短節)向大氣排氣，降低間隔部段(連接短節)和激冷室中的壓力，在激冷室和煤氣化壓力容器間產生差壓，利用壓差和熔渣液位推動熔渣和鐵經排渣口向下排放。通過實際運 行效果發現，排渣口和燃燒器會產生結渣和污垢，由此會影響氣化爐的穩定操作和運行周期，停車檢修將造成巨大的經濟損失。其原因可能是燃燒器結構不合理、開孔形式不恰當及安裝位置不當，造成其燃燒氣體產物沒有起到維持熔渣溫度和托渣的作用，致使兩次排渣間隔之間排渣口有過多的渣和鐵的液滴滴落。來自燃燒器的燃燒氣體產物和來自空氣環管的助燃氣相互作用，在激冷室內造成強烈的湍流，將這些液滴分裂成小液滴。這些小液滴隨氣體流動，沉積在間隔部段內的激冷室上部的各部件表面，例如空氣環管和燃燒器表面。燃燒器是加壓熔渣氣化爐穩定運行的重要部件，燃燒器的結構、形式、安裝位置及燃燒器所采用燃料氣或助燃氣的種類、用量都會直接影響到碎煤熔渣氣化爐的順利排渣及托洛操作。因此，所屬領域的技術人員需要一種能夠有效避免或減少滴渣和排渣口堵塞危害的碎煤熔渣氣化爐的燃燒器。
發明內容
為了減少滴渣對易損部件燃燒器本身、排渣口等的沉積和堵塞影響，避免排渣口堵塞致使裝置停車檢修帶來的不利影響和重大經濟損失，延長燃燒器壽命和維護周期，降低經濟損失，提高氣化爐操作的穩定性和運行周期，本發明旨在提供一種能夠避免或減少滴渣和排渣口堵塞危害且能夠很好地起到了托渣、擾動和穩定渣池的作用的用于碎煤熔渣氣化爐的燃燒器。除非特殊情況有其他限制，否則下列定義適用于本說明書中使用的術語。此外，除非另行進行說明，否則本文所用的所有科技術語的含義與本發明所屬領域的技術人員通常理解是一樣的。如發生矛盾，以本說明書及其包括的定義為準。對于本發明而言，本申請文件中所使用的一些術語的含義如下:
“燃燒器”是指工業燃料爐上用的燃燒裝置，燃燒器在行業中被俗稱為“燒嘴”。“鼓風口”是指靠近碎煤熔渣氣化爐的煤氣化壓力容器底部，用于噴入單個流股(如引入蒸汽和氧氣、空氣、氮氣等)或者工藝物料(如水煤漿、焦油等)進入氣化爐的燃燒區，該部件在行業中被俗稱為“噴嘴”。“排渣”是指在碎煤熔渣氣化爐中，熔渣和鐵通過渣池的排渣口間歇地向下排出，進入渣池下部激冷室的水中的過程。“間隔部段”是指被設置在煤氣化壓力容器與下部激冷容器之間并且分別與上面的煤氣化壓力容器和下面的下部激冷容器相連的部段，該部段被設置在激冷室的上部，可呈現為“連接短節”、“夾心法蘭”等形式。“其它含碳燃料”包含固體垃圾、固體含碳生物質、焦油、渣油、含碳生物質料漿等固態或液態燃料。如本文中所用，方向性術語“上”、“下”與說明書附圖紙面上的具體方向是相一致的。術語“垂直”、“縱向”是指在說明書附圖紙面上大體上豎直的方向；而“橫向”、“水平”是指在說明書附圖紙面上大體上水平的方向。如本文所用，術語“約”是指數量、尺寸、配方、參數以及其他數量和特性是不精確的并且不需要是精確的值，但是可以與精確值近似和/或大于或小于精確值，以便反映容許偏差、測量誤差等，以及所屬領域的技術人員已公知的其他因素。當本文在描述材料、方法 或機械設備時帶有“所屬領域的技術人員已公知的”短語、或同義的詞或短語時，該術語表示所述材料、方法和機械設備在提交本專利申請時是常規的，并且包括在本說明書內。同樣涵蓋于該描述中的是，目前非常規的但是當適用于相似目的時將成為本領域公認的材料、方法、和機械。如本文所用，術語“包含”、“含有”、“包括”、“涵蓋”、“具有”或任何其他同義詞或它
們的任何其他變型均指非排他性的包括。例如，包括特定要素列表的工藝、方法、制品或設備不必僅限于那些具體列出的要素，而是可以包括其他未明確列出的要素，或此類工藝、方法、制品或設備固有的要素。術語“由…組成”、“由…構成”或任何其他同義詞或它們的任何其他變型均指排他性的包括。例如，由特定要素構成的工藝、方法、制品或設備僅限于那些具體列出的要素。具體而言，為實現本發明的上述目的而采用的技術方案如下所述:
1.一種碎煤熔渣氣化爐的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器被設置在間隔部段內，所述間隔部段將碎煤熔渣氣化爐的煤氣化壓力容器與激冷室連接在一起，所述燃燒器環繞著煤氣化壓力容器的排渣口下部進行設置，并且所述燃燒器設有獨立的開孔，用以分別引導燃料氣和助燃氣進入所述間隔部段中。2.根據技術方案I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器被設置在所述排渣口下部外側的凹口中且鄰接所述排渣口的下部部分外側。3.根據技術方案2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器的下端與所述排渣口的下端開口大致處在同一平面上。4.根據前述技術方案I 一 3中任一項所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器包括同心設置的第一環形通道和在外側環繞所述第一環形通道的第二環形通道，第一端口和第二端口，以及第一開孔和第二開孔，
所述第一環形通道至少包括第一供給管且所述第二環形通道至少包括第二供給管。5.根據技術方案4所述的燃燒器，其特征在于，燃料氣經所述第一供給管、所述第一環形通道、所述第一端口和所述第一開孔進入所述間隔部段中；助燃氣經所述第二供給管、所述第二環形通道、所述第二端口和所述第二開孔進入所述間隔部段中。6.根據技術方案I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器的開孔的至少一部分被布置成朝向所述排渣口的縱向軸線的方向傾斜向下，所述開孔的軸線與所述排渣口的縱向軸線形成銳角。7.根據技術方案I所述 的燃燒器，其特征在于，至少有一個所述銳角是75°。8.根據技術方案I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料氣是富甲烷氣或天然氣或是大于最小熱值12 MJ/Nm3的單一或混合氣體。9.根據技術方案I所述的燃燒器，其特征在于，所述助燃氣是氧氣、或者空氣、或者氧氣與氮氣和/或二氧化碳的混合物、或者空氣與氮氣和/或二氧化碳的混合物。10.根據技術方案9所述的燃燒器，其特征在于，所述助燃氣包含在所述燃燒器處進行燃燒所需的10-90%的氧氣。采用本發明的技術方案可以獲得以下技術效果:
1.碎煤熔渣氣化爐排渣口的凹口結構的設置使得燃燒器的下端可以與所述排渣口的下端開口大致處在同一平面上，從位置上避免了燃燒器本身受到排渣口滴渣的影響，同時，因為環繞著且鄰接所述排渣口的下端設置燃燒器，不但能夠維持排渣口的溫度，而且有利于燃燒所產生的熱量被渣池內的熔渣吸收，更為重要的是可以減少排渣操作的延遲時間，達到瞬間排渣的目的。2.燃燒器由同軸心的第一通道和第二通道組成，從結構上避免了現有技術中燃料氣和一次空氣外混造成燃燒火焰不穩定和激冷室壁過熱的現象，至少可以通過燃燒器的第二通道提供部分燃燒所需的氧氣，極為有效地延長了氣化爐的穩定運行周期。3.通道呈環形，有利于安裝在排渣口周圍，更有利于熱量向排渣口及渣池中的熔渣和鐵傳遞，而空氣環管置于燃燒器外周，使得燃燒器的燃料置于比較冷卻的富氧環境中，其燃燒熱量集中于排渣口內，有效地降低了激冷室壁的溫度。4.燃燒器的第一環形通道和第二環形通道分別通過第一端口和第二端口在燃燒器內側底部位置形成第一開孔和第二開孔，降低了回火和返混的可能性，并減少了燃燒器發生爆炸的可能性；在第一環形通道和第二環形通道的內側底部等距離對應處分別形成第一開孔和第二開孔可以讓燃料氣和一次空氣混合的更加充分、更加均勻，從而使反應更完全、燃燒更充分，確保燃燒溫度能夠達到排渣口正常排渣的溫度要求，極為有效地降低了排渣口的堵塞頻率，延長了氣化爐的運行周期。5.燃燒器的開孔傾斜向下設置，可促使沿圖1所示箭頭14方向產生氣流循環動力。燃燒器通過第一端口和第二端口向下傾斜分別形成第一開孔和第二開孔，使得第一開孔和第二開孔的第一端口軸線和第二端口軸線分別與排渣口的縱向軸線成銳角，特別是至少有一個銳角為75°時，從燃燒器的開孔布置上確保了氣體燃料和助燃氣能夠在環形燃燒器確定的空間內混合、燃燒；同時，不但保證了燃燒產物能夠向排渣口內傳遞，而且也在結構設置上保證了激冷室上部護罩內的氣流循環，有效地保證了燃燒氣體的鼓泡傳熱、擾動和托渣，進一步的降低了排渣口的堵塞頻率，延長了氣化爐的運行周期和穩定性。6.燃料氣的燃燒熱值大于12MJ/Nm3，從燃料上能夠確保燃燒能夠達到排渣口正常排渣和托渣所需的溫度要求，保證了排渣的操作穩定性。7.助燃氣中含氧量保證了燃料氣燃燒的充分必要性，而助燃氣的供應溫度可以為環境溫度，更是可以進一步降低了激冷室內的溫度，從而保證了熔渣和鐵的激冷效果。
下面結合說明書附圖對本發明進行詳細描述。說明書附圖并不一定是嚴格按照比例進行繪制的且說明書附圖僅僅是示意性的圖示。在本申請的說明書附圖中，使用相同或相似的附圖標號表示相同或相似的元件。圖1示出了根據本發明的一個實施例的碎煤熔渣氣化爐的不完全剖面視圖，該不完全剖面視圖示出了煤氣化壓力容器的下端和激冷室的上部部分，該不完全剖面視圖特別地示出了在激冷室上部護罩內形成的環形循環氣流；和
圖2為圖1中所示燃燒器的剖面放大視圖。部件及附圖標記列表
權利要求
1.一種碎煤熔渣氣化爐的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器被設置在間隔部段內，所述間隔部段將碎煤熔渣氣化爐的煤氣化壓力容器與激冷室連接在一起，所述燃燒器環繞著煤氣化壓力容器的排渣口下部進行設置，并且所述燃燒器設有獨立的開孔，用以分別引導燃料氣和助燃氣進入所述間隔部段中。
2.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器被設置在所述排渣口下部外側的凹口中且鄰接所述排渣口的下部部分外側。
3.根據權利要求2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器的下端與所述排渣口的下端開口大致處在同一平面上。
4.根據前述權利要求1一 3中任一項所述的燃燒器，其特征在于， 所述燃燒器包括同心設置的第一環形通道和在外側環繞所述第一環形通道的第二環形通道，第一端口和第二端口，以及第一開孔和第二開孔， 所述第一環形通道至少包括第一供給管且所述第二環形通道至少包括第二供給管。
5.根據權利要求4所述的燃燒器，其特征在于，燃料氣經所述第一供給管、所述第一環形通道、所述第一端口和所述第一開孔進入所述間隔部段中；助燃氣經所述第二供給管、所述第二環形通道、所述第二端口和所述第二開孔進入所述間隔部段中。
6.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器的開孔的至少一部分被布置成朝向所述排渣口的縱向軸線的方向傾斜向下，所述開孔的軸線與所述排渣口的縱向軸線形成銳角。
7.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，至少有一個所述銳角是75°。
8.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料氣是富甲烷氣或天然氣或是大于最小熱值12 MJ/Nm3的單一或混合氣體。
9.根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述助燃氣是氧氣、或者空氣、或者氧氣與氮氣和/或二氧化碳的混合物、或者空氣與氮氣和/或二氧化碳的混合物。
10.根據權利要求9所述的燃燒器，其特征在于，所述助燃氣包含在所述燃燒器處進行燃燒所需的10-90%的氧氣。
全文摘要
本發明涉及碎煤熔渣氣化爐的燃燒器。所述燃燒器被設置在間隔部段內，所述間隔部段將碎煤熔渣氣化爐的煤氣化壓力容器與激冷室連接在一起，所述燃燒器環繞著煤氣化壓力容器的排渣口進行設置，并且所述燃燒器設有獨立的開孔，用以分別引導燃料氣和助燃氣進入所述間隔部段中。本發明通過改進燃燒器的結構、形式、安裝位置及采用燃料氣或助燃氣的種類、用量，從而有效地避免或減少了滴渣和排渣口堵塞危害，很好地起到了托渣、擾動和穩定渣池的作用。
文檔編號F23D14/58GK103215075SQ20131015457
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者傅敏燕, 丁烙勇, 陸歡慶, 王正予, 張津馳 申請人:上海澤瑪克敏達機械設備有限公司