專利名稱：采用等離子點火的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣化爐設備，尤其是一種采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒 嘴系統。
背景技術：
對于氣化爐而言，傳統的進料方式一般采用水煤漿進料，然后出現了干煤粉進料， 干煤粉進料相對水煤漿進料有明顯的技術優勢，是今后氣化爐進料方式的發展趨勢。但目前干煤粉氣化爐開工操作過程繁瑣復雜，在冷態時首先啟動點火燒嘴，點燃 其噴出的可燃氣體，然后由點火燒嘴點燃使用燃油的開工燒嘴，按照升溫曲線對氣化爐進 行烘爐，當溫度和壓力達到了工藝要求的工況時，煤粉燒嘴再進行化工投料。由于整個烘爐 過程較長，需要將氣化爐升至140(TC左右高溫，會耗費大量燃氣和燃油。隨著燃氣和燃油 價格上漲，會給氣化爐啟動帶來較高的成本。對于采用干煤粉進料的氣化爐，例如殼牌氣化 爐，為了滿足在不同的工藝階段使用，必須在氣化爐上安裝三種不同作用的燒嘴才能完成 相應的工作，這樣就造成了不但燒嘴數量多，而且氣化爐設備本體開孔較多，給設備設計制 造和安全帶來不利。
發明內容
本發明的目的是提供一種采用等離子點火的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，采用等 離子體點火裝置，利用高溫的空氣等離子體直接點燃干煤粉，以價格較便宜的煤粉代替燃 氣和燃油進行氣化爐的點火和加溫加壓，同時不需提供其他多余的和通道燒嘴，直接通過 一個復合燒嘴實現點火燒嘴、開工燒嘴、煤粉燒嘴三個燒嘴的功能，因此可以減少烘爐成本 和制造難度，而且可以增加安全性。本發明的技術方案如下
采用等離子點火的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征在于包括外環管、內環管和中 心管，所述中心管底端套接于內環管內，內環管底端套接于外環管內，所述中心管的頂端設 置有等離子發生器，中心管與等離子發生器之間通過法蘭連接；所述中心管上還設置有分 別與煤粉_空氣供應系統、中心氣化劑供應系統和置換氣供應系統相連的管道，內環管上 設置有與煤粉_運載氣供應系統相連的管道，外環管上設置有與外環氣化劑供應系統相連 的管道；所述等離子發生器連接有引弧裝置，引弧裝置穿過法蘭中心孔插接在中心管內。所述外環管和內環管之間通過法蘭連接，內環管與中心管之間也通過法蘭連接。所述中心管與煤粉_空氣供應系統、中心氣化劑供應系統和置換氣供應系統相連 的管道上均設置有可控閥門，用于分別調節該三個系統通入煤粉-空氣、中心氣化劑和置 換氣的用量。所述內環管設置的管道上設置有可控閥門，用于調節煤粉-運載氣的用量。所述外環管與外環氣化劑供應系統相連的管道上設置有可控閥門，用于了解外環 氣化劑的用量。
干煤粉氣化爐點火過程為
首先由煤粉-空氣供應系統供應點火和烘爐用燃料，同時外環氣化劑供應系統供應適
量氧氣；
啟動等離子發生器，將空氣電離為高溫的空氣等離子體，并通過引弧裝置將等離子弧 引至中心管前端，利用高溫的等離子體點燃中心管噴出的煤粉-空氣混合物，隨后打開與 內環管相連接的煤粉-運載氣供應系統，這時應加大外環管中氧氣供應量；
當由內環管噴出的煤粉被點燃且穩定后，關閉等離子發生器，調整煤粉-空氣和氧氣 的供應量和比例，開始進行氣化爐的烘爐；
氣化爐加熱到預定溫度和壓力后，將與中心管連接的煤粉-空氣供應系統關閉，同時 打開置換氣供應系統，以惰性的置換氣吹掃中心管內殘留的煤粉-空氣，以免煤粉接觸到 即將進入的氣化劑；
置換氣的通入時間根據實際情況進行嚴格控制，太短不能將煤粉與氧氣隔離開，太長 則可能使爐內溫度降低，造成熄火；
然后，切換到中心氣化劑供應系統，即打開中心氣化劑供應系統，同時關閉置換氣供應 系統，并在中心氣化劑供應系統和外環氣化劑供應系統的管道(可控閥門之前的管道段)中 加入水蒸氣；
逐步調整各系統供應量，調至干煤粉氣化爐正常工作所需的工藝參數值，根據不同爐 型和具體情況而定，無統一的參數值。所述煤粉-空氣供應系統提供的空氣就是泛指的空氣，所述中心氣化劑供應系統 和外環氣化劑供應系統提供的氣化劑可為氧氣或/和水蒸氣，所述置換氣供應系統提供的 置換氣可為氮氣或二氧化碳，所述煤粉-運載氣供應系統提供的運載氣可為氮氣或二氧化 碳，需根據情況進行具體選擇。本發明帶來的有益效果如下
1、采用等離子直接點燃煤粉方式，可以用燃煤代替以往燃油和燃氣的方式，降低干煤 粉氣化爐啟動成本；
2、采用中心管物料供應系統切換方式，只需通過一個燒嘴則可以完成點火、開工和運 行全過程功能，有效降低了設備制造難度和操作復雜性。
圖1為本發明復合燒嘴的結構示意圖
其中附圖標記為1等離子發生器，2法蘭，3中心管，4中部法蘭，5內環管，6底部法蘭， 7外環管，8引弧裝置，9連接煤粉-空氣供應系統的管道，10連接置換氣供應系統的管道， 11連接中心氣化劑供應系統的管道，12連接煤粉-運載氣供應系統的管道，13連接外環氣 化劑供應系統的管道。
具體實施例方式如圖1所示，采用等離子點火的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，包括外環管7、內環 管5和中心管3，所述中心管3底端套接于內環管5內，內環管5底端套接于外環管7內，所 述中心管3的頂端設置有等離子發生器1，中心管3與等離子發生器1之間通過法蘭2連接；所述中心管3上還設置有分別與煤粉-空氣供應系統、中心氣化劑供應系統和置換氣供 應系統相連的管道9、10、11，內環管5上設置有與煤粉-運載氣供應系統相連的管道12，外 環管7上設置有與外環氣化劑供應系統相連的管道13 ；所述等離子發生器1連接有引弧裝 置8，引弧裝置8穿過法蘭中心孔插接在中心管3內。所述外環管7和內環管5之間通過法蘭6連接，內環管5與中心管3之間也通過
法蘭4連接。所述中心管3與煤粉_空氣供應系統、中心氣化劑供應系統和置換氣供應系統相 連的管道上均設置有可控閥門，用于分別調節該三個系統通入煤粉-空氣、中心氣化劑和 置換氣的用量。所述內環管5設置的管道上設置有可控閥門，用于調節煤粉-運載氣的用量。所述外環管7與外環氣化劑供應系統相連的管道上設置有可控閥門，用于了解外 環氣化劑的用量。干煤粉氣化爐點火過程為
首先由煤粉_空氣供應系統供應點火和烘爐用燃料，同時外環氣化劑供應系統供應適
量氧氣；
啟動等離子發生器1，將空氣電離為高溫的空氣等離子體，并通過引弧裝置8將等離子 弧引至中心管3前端，利用高溫的等離子體點燃中心管3噴出的煤粉-空氣混合物，隨后打 開與內環管5相連接的煤粉-運載氣供應系統，這時加大外環管7中氧氣供應量；
當由內環管5噴出的煤粉被點燃且穩定后，關閉等離子發生器1，調整煤粉_空氣和氧 氣的供應量和比例，開始進行氣化爐的烘爐；
氣化爐加熱到預定溫度和壓力后，將與中心管3連接的煤粉-空氣供應系統關閉，同時 打開置換氣供應系統，以惰性的置換氣吹掃中心管3內殘留的煤粉-空氣，以免煤粉接觸到 即將進入的氣化劑(特別當氣化劑采用氧氣時)；
置換氣的通入時間根據實際情況進行嚴格控制，太短不能將煤粉與氧氣隔離開，太長 則可能使爐內溫度降低，造成熄火；
然后，切換到中心氣化劑供應系統，即打開中心氣化劑供應系統，同時關閉置換氣供應 系統，并在中心氣化劑供應系統和外環氣化劑供應系統的管道(可控閥門之前的管道段)中 加入水蒸氣；
逐步調整各系統供應量，調至干煤粉氣化爐正常工作所需的工藝參數值。逐步調整各系統供應量，調至干煤粉氣化爐正常工作所需的工藝參數值，根據不 同爐型和具體情況而定，無統一的參數值。
權利要求
1.采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征在于包括外環管(7)、 內環管(5)和中心管(3)，所述中心管(3)底端套接于內環管(5)內，內環管(5)底端套接于 外環管(7)內，所述中心管(3)的頂端設置有等離子發生器(1)，中心管(3)與等離子發生器 (1)之間通過法蘭(2)連接；所述中心管(3)上還設置有分別與煤粉-空氣供應系統、中心 氣化劑供應系統和置換氣供應系統相連的管道，內環管(5)上設置有與煤粉-運載氣供應 系統相連的管道(12)，外環管(7)上設置有與外環氣化劑供應系統相連的管道(13)；所述 等離子發生器(1)還連接有引弧裝置(8)，引弧裝置(8)穿過法蘭中心孔插接在中心管(3) 內。
2.根據權利要求1所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述外環管(7)和內環管(5)之間通過法蘭(6)連接，內環管(5)與中心管(3)之間 也通過法蘭(4)連接。
3.根據權利要求1所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述中心管(3)與煤粉-空氣供應系統、中心氣化劑供應系統和置換氣供應系統相連 的管道上均設置有可控閥門。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴 系統，其特征在于工作過程如下首先由煤粉-空氣供應系統供應點火和烘爐用燃料，同時外環氣化劑供應系統供應氧 氣，啟動等離子發生器(1)，將空氣電離為高溫的空氣等離子體，并通過引弧裝置(8)將等 離子弧引至中心管(3)前端，通過等離子弧點燃中心管(3)噴出的煤粉-空氣混合物，隨后 打開與內環管(5)相連接的煤粉-運載氣供應系統，此時加大外環氣化劑供應量；當由內環管(5)噴出的煤粉被點燃且穩定后，關閉等離子發生器(1)，調整煤粉-空氣 和氧氣的供應量和比例，開始進行氣化爐的烘爐；氣化爐加熱到預定溫度和壓力后，將與中心管(3)連接的煤粉-空氣供應系統關閉，同 時打開置換氣供應系統，以惰性的置換氣吹掃中心管(3)內殘留的煤粉-空氣；然后，切換到中心氣化劑供應系統，即打開中心氣化劑供應系統，同時關閉置換氣供應 系統，并在中心氣化劑供應系統和外環氣化劑供應系統的管道中加入水蒸氣；調整各系統供應量，調至干煤粉氣化爐的工作工藝參數值。
5.根據權利要求4所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述中心氣化劑供應系統和外環氣化劑供應系統提供的氣化劑為氧氣。
6.根據權利要求4所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述中心氣化劑供應系統和外環氣化劑供應系統提供的氣化劑為水蒸氣。
7.根據權利要求4所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述中心氣化劑供應系統和外環氣化劑供應系統提供的氣化劑為氧氣和水蒸氣。
8.根據權利要求4所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述置換氣供應系統提供的置換氣為氮氣或二氧化碳。
9.根據權利要求4所述的采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，其特征 在于所述煤粉-運載氣供應系統提供的運載氣可為氮氣或二氧化碳。
全文摘要
本發明提供了采用等離子點火裝置的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統，包括外環管、內環管和中心管，所述中心管底端套接于內環管內，內環管底端套接于外環管內，所述中心管的頂端設置有等離子發生器，中心管與等離子發生器之間通過法蘭連接；所述中心管上還設置有分別與煤粉-空氣供應系統、中心氣化劑供應系統和置換氣供應系統相連的管道，內環管上設置有與煤粉-運載氣供應系統相連的管道，外環管上設置有與外環氣化劑供應系統相連的管道；本發明采用等離子直接點燃煤粉方式，可以用燃煤代替以往燃油和燃氣的方式，降低干煤粉氣化爐啟動成本，同時只需通過一個燒嘴就可以完成點火、開工和運行全過程功能，有效降低了設備制造難度和操作復雜性。
文檔編號C10J3/50GK102071066SQ20111002848
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者曹立勇, 王曉亮, 胡春云, 胡蘊成, 趙慶 申請人:中國東方電氣集團有限公司