专利名称：碎煤熔渣气化炉的燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及碎煤熔渣气化炉，特别是涉及一种碎煤熔渣气化炉中被设置在激冷室上部间隔部段内的燃烧器结构。
背景技术：
碎煤熔渣气化炉包含一个柱状的煤气化压力容器(碎煤熔渣气化炉壳体)。煤或其它含碳燃料从煤气化压力容器顶部投入，利用鼓风口(喷嘴)将炉外的氧气和蒸汽引至煤气化压力容器里面的下部燃料中，在高温高压下使煤或其它含碳燃料气化。残余灰分如熔渣和铁收集于煤气化压力容器底部的渣池中，残余灰分如熔渣和铁一起通过渣池底部的排渣口间歇地排出(通常叫做“排渣”)，进入渣池下部间隔部段(连接短节)内的激冷室的水中，残余灰分如熔渣和铁得到冷激和冷却。燃烧器(烧嘴)位于排渣口下方。从下面燃烧器(烧嘴)来的热的燃烧气体产物经排渣口向上以鼓泡形式传递，维持熔渣温度并托住渣池中的熔渣和铁。通过控制排放系统从间隔部段(连接短节)向大气排气，降低间隔部段(连接短节)和激冷室中的压力，在激冷室和煤气化压力容器间产生差压，利用压差和熔渣液位推动熔渣和铁经排渣口向下排放。通过实际运 行效果发现，排渣口和燃烧器会产生结渣和污垢，由此会影响气化炉的稳定操作和运行周期，停车检修将造成巨大的经济损失。其原因可能是燃烧器结构不合理、开孔形式不恰当及安装位置不当，造成其燃烧气体产物没有起到维持熔渣温度和托渣的作用，致使两次排渣间隔之间排渣口有过多的渣和铁的液滴滴落。来自燃烧器的燃烧气体产物和来自空气环管的助燃气相互作用，在激冷室内造成强烈的湍流，将这些液滴分裂成小液滴。这些小液滴随气体流动，沉积在间隔部段内的激冷室上部的各部件表面，例如空气环管和燃烧器表面。燃烧器是加压熔渣气化炉稳定运行的重要部件，燃烧器的结构、形式、安装位置及燃烧器所采用燃料气或助燃气的种类、用量都会直接影响到碎煤熔渣气化炉的顺利排渣及托洛操作。因此，所属领域的技术人员需要一种能够有效避免或减少滴渣和排渣口堵塞危害的碎煤熔渣气化炉的燃烧器。
发明内容
为了减少滴渣对易损部件燃烧器本身、排渣口等的沉积和堵塞影响，避免排渣口堵塞致使装置停车检修带来的不利影响和重大经济损失，延长燃烧器寿命和维护周期，降低经济损失，提高气化炉操作的稳定性和运行周期，本发明旨在提供一种能够避免或减少滴渣和排渣口堵塞危害且能够很好地起到了托渣、扰动和稳定渣池的作用的用于碎煤熔渣气化炉的燃烧器。除非特殊情况有其他限制，否则下列定义适用于本说明书中使用的术语。此外，除非另行进行说明，否则本文所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的技术人员通常理解是一样的。如发生矛盾，以本说明书及其包括的定义为准。对于本发明而言，本申请文件中所使用的一些术语的含义如下:
“燃烧器”是指工业燃料炉上用的燃烧装置，燃烧器在行业中被俗称为“烧嘴”。“鼓风口”是指靠近碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器底部，用于喷入单个流股(如引入蒸汽和氧气、空气、氮气等)或者工艺物料(如水煤浆、焦油等)进入气化炉的燃烧区，该部件在行业中被俗称为“喷嘴”。“排渣”是指在碎煤熔渣气化炉中，熔渣和铁通过渣池的排渣口间歇地向下排出，进入渣池下部激冷室的水中的过程。“间隔部段”是指被设置在煤气化压力容器与下部激冷容器之间并且分别与上面的煤气化压力容器和下面的下部激冷容器相连的部段，该部段被设置在激冷室的上部，可呈现为“连接短节”、“夹心法兰”等形式。“其它含碳燃料”包含固体垃圾、固体含碳生物质、焦油、渣油、含碳生物质料浆等固态或液态燃料。如本文中所用，方向性术语“上”、“下”与说明书附图纸面上的具体方向是相一致的。术语“垂直”、“纵向”是指在说明书附图纸面上大体上竖直的方向；而“横向”、“水平”是指在说明书附图纸面上大体上水平的方向。如本文所用，术语“约”是指数量、尺寸、配方、参数以及其他数量和特性是不精确的并且不需要是精确的值，但是可以与精确值近似和/或大于或小于精确值，以便反映容许偏差、测量误差等，以及所属领域的技术人员已公知的其他因素。当本文在描述材料、方法 或机械设备时带有“所属领域的技术人员已公知的”短语、或同义的词或短语时，该术语表示所述材料、方法和机械设备在提交本专利申请时是常规的，并且包括在本说明书内。同样涵盖于该描述中的是，目前非常规的但是当适用于相似目的时将成为本领域公认的材料、方法、和机械。如本文所用，术语“包含”、“含有”、“包括”、“涵盖”、“具有”或任何其他同义词或它
们的任何其他变型均指非排他性的包括。例如，包括特定要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些具体列出的要素，而是可以包括其他未明确列出的要素，或此类工艺、方法、制品或设备固有的要素。术语“由…组成”、“由…构成”或任何其他同义词或它们的任何其他变型均指排他性的包括。例如，由特定要素构成的工艺、方法、制品或设备仅限于那些具体列出的要素。具体而言，为实现本发明的上述目的而采用的技术方案如下所述:
1.一种碎煤熔渣气化炉的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器被设置在间隔部段内，所述间隔部段将碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器与激冷室连接在一起，所述燃烧器环绕着煤气化压力容器的排渣口下部进行设置，并且所述燃烧器设有独立的开孔，用以分别引导燃料气和助燃气进入所述间隔部段中。2.根据技术方案I所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器被设置在所述排渣口下部外侧的凹口中且邻接所述排渣口的下部部分外侧。3.根据技术方案2所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器的下端与所述排渣口的下端开口大致处在同一平面上。4.根据前述技术方案I 一 3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括同心设置的第一环形通道和在外侧环绕所述第一环形通道的第二环形通道，第一端口和第二端口，以及第一开孔和第二开孔，
所述第一环形通道至少包括第一供给管且所述第二环形通道至少包括第二供给管。5.根据技术方案4所述的燃烧器，其特征在于，燃料气经所述第一供给管、所述第一环形通道、所述第一端口和所述第一开孔进入所述间隔部段中；助燃气经所述第二供给管、所述第二环形通道、所述第二端口和所述第二开孔进入所述间隔部段中。6.根据技术方案I所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器的开孔的至少一部分被布置成朝向所述排渣口的纵向轴线的方向倾斜向下，所述开孔的轴线与所述排渣口的纵向轴线形成锐角。7.根据技术方案I所述 的燃烧器，其特征在于，至少有一个所述锐角是75°。8.根据技术方案I所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料气是富甲烷气或天然气或是大于最小热值12 MJ/Nm3的单一或混合气体。9.根据技术方案I所述的燃烧器，其特征在于，所述助燃气是氧气、或者空气、或者氧气与氮气和/或二氧化碳的混合物、或者空气与氮气和/或二氧化碳的混合物。10.根据技术方案9所述的燃烧器，其特征在于，所述助燃气包含在所述燃烧器处进行燃烧所需的10-90%的氧气。采用本发明的技术方案可以获得以下技术效果:
1.碎煤熔渣气化炉排渣口的凹口结构的设置使得燃烧器的下端可以与所述排渣口的下端开口大致处在同一平面上，从位置上避免了燃烧器本身受到排渣口滴渣的影响，同时，因为环绕着且邻接所述排渣口的下端设置燃烧器，不但能够维持排渣口的温度，而且有利于燃烧所产生的热量被渣池内的熔渣吸收，更为重要的是可以减少排渣操作的延迟时间，达到瞬间排渣的目的。2.燃烧器由同轴心的第一通道和第二通道组成，从结构上避免了现有技术中燃料气和一次空气外混造成燃烧火焰不稳定和激冷室壁过热的现象，至少可以通过燃烧器的第二通道提供部分燃烧所需的氧气，极为有效地延长了气化炉的稳定运行周期。3.通道呈环形，有利于安装在排渣口周围，更有利于热量向排渣口及渣池中的熔渣和铁传递，而空气环管置于燃烧器外周，使得燃烧器的燃料置于比较冷却的富氧环境中，其燃烧热量集中于排渣口内，有效地降低了激冷室壁的温度。4.燃烧器的第一环形通道和第二环形通道分别通过第一端口和第二端口在燃烧器内侧底部位置形成第一开孔和第二开孔，降低了回火和返混的可能性，并减少了燃烧器发生爆炸的可能性；在第一环形通道和第二环形通道的内侧底部等距离对应处分别形成第一开孔和第二开孔可以让燃料气和一次空气混合的更加充分、更加均匀，从而使反应更完全、燃烧更充分，确保燃烧温度能够达到排渣口正常排渣的温度要求，极为有效地降低了排渣口的堵塞频率，延长了气化炉的运行周期。5.燃烧器的开孔倾斜向下设置，可促使沿图1所示箭头14方向产生气流循环动力。燃烧器通过第一端口和第二端口向下倾斜分别形成第一开孔和第二开孔，使得第一开孔和第二开孔的第一端口轴线和第二端口轴线分别与排渣口的纵向轴线成锐角，特别是至少有一个锐角为75°时，从燃烧器的开孔布置上确保了气体燃料和助燃气能够在环形燃烧器确定的空间内混合、燃烧；同时，不但保证了燃烧产物能够向排渣口内传递，而且也在结构设置上保证了激冷室上部护罩内的气流循环，有效地保证了燃烧气体的鼓泡传热、扰动和托渣，进一步的降低了排渣口的堵塞频率，延长了气化炉的运行周期和稳定性。6.燃料气的燃烧热值大于12MJ/Nm3，从燃料上能够确保燃烧能够达到排渣口正常排渣和托渣所需的温度要求，保证了排渣的操作稳定性。7.助燃气中含氧量保证了燃料气燃烧的充分必要性，而助燃气的供应温度可以为环境温度，更是可以进一步降低了激冷室内的温度，从而保证了熔渣和铁的激冷效果。
下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。说明书附图并不一定是严格按照比例进行绘制的且说明书附图仅仅是示意性的图示。在本申请的说明书附图中，使用相同或相似的附图标号表示相同或相似的元件。图1示出了根据本发明的一个实施例的碎煤熔渣气化炉的不完全剖面视图，该不完全剖面视图示出了煤气化压力容器的下端和激冷室的上部部分，该不完全剖面视图特别地示出了在激冷室上部护罩内形成的环形循环气流；和
图2为图1中所示燃烧器的剖面放大视图。部件及附图标记列表
权利要求
1.一种碎煤熔渣气化炉的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器被设置在间隔部段内，所述间隔部段将碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器与激冷室连接在一起，所述燃烧器环绕着煤气化压力容器的排渣口下部进行设置，并且所述燃烧器设有独立的开孔，用以分别引导燃料气和助燃气进入所述间隔部段中。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器被设置在所述排渣口下部外侧的凹口中且邻接所述排渣口的下部部分外侧。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器的下端与所述排渣口的下端开口大致处在同一平面上。
4.根据前述权利要求1一 3中任一项所述的燃烧器，其特征在于， 所述燃烧器包括同心设置的第一环形通道和在外侧环绕所述第一环形通道的第二环形通道，第一端口和第二端口，以及第一开孔和第二开孔， 所述第一环形通道至少包括第一供给管且所述第二环形通道至少包括第二供给管。
5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，燃料气经所述第一供给管、所述第一环形通道、所述第一端口和所述第一开孔进入所述间隔部段中；助燃气经所述第二供给管、所述第二环形通道、所述第二端口和所述第二开孔进入所述间隔部段中。
6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器的开孔的至少一部分被布置成朝向所述排渣口的纵向轴线的方向倾斜向下，所述开孔的轴线与所述排渣口的纵向轴线形成锐角。
7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，至少有一个所述锐角是75°。
8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料气是富甲烷气或天然气或是大于最小热值12 MJ/Nm3的单一或混合气体。
9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述助燃气是氧气、或者空气、或者氧气与氮气和/或二氧化碳的混合物、或者空气与氮气和/或二氧化碳的混合物。
10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述助燃气包含在所述燃烧器处进行燃烧所需的10-90%的氧气。
全文摘要
本发明涉及碎煤熔渣气化炉的燃烧器。所述燃烧器被设置在间隔部段内，所述间隔部段将碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器与激冷室连接在一起，所述燃烧器环绕着煤气化压力容器的排渣口进行设置，并且所述燃烧器设有独立的开孔，用以分别引导燃料气和助燃气进入所述间隔部段中。本发明通过改进燃烧器的结构、形式、安装位置及采用燃料气或助燃气的种类、用量，从而有效地避免或减少了滴渣和排渣口堵塞危害，很好地起到了托渣、扰动和稳定渣池的作用。
文档编号F23D14/58GK103215075SQ20131015457
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者傅敏燕, 丁烙勇, 陆欢庆, 王正予, 张津驰 申请人:上海泽玛克敏达机械设备有限公司