專利名稱：采用等離子點火的干煤粉氣化爐復合燒嘴系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)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(tǒng)。
背景技術：
對于氣化爐而言，傳統(tǒng)的進料方式一般采用水煤漿進料，然后出現(xiàn)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(yōu)勢，是今后氣化爐進料方式的發(fā)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(tài)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(shù)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(tǒng)，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(xiàn)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(fā)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(tǒng)，其特征在于包括外環(huán)管、內(nèi)環(huán)管和中 心管，所述中心管底端套接于內(nèi)環(huán)管內(nèi)，內(nèi)環(huán)管底端套接于外環(huán)管內(nèi)，所述中心管的頂端設 置有等離子發(fā)生器，中心管與等離子發(fā)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(tǒng)、中心氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供應系統(tǒng)相連的管道，內(nèi)環(huán)管上 設置有與煤粉_運載氣供應系統(tǒng)相連的管道，外環(huán)管上設置有與外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)相連 的管道；所述等離子發(fā)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(nèi)。所述外環(huán)管和內(nèi)環(huán)管之間通過法蘭連接，內(nèi)環(huán)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(tǒng)、中心氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供應系統(tǒng)相連 的管道上均設置有可控閥門，用于分別調節(jié)該三個系統(tǒng)通入煤粉-空氣、中心氣化劑和置 換氣的用量。所述內(nèi)環(huán)管設置的管道上設置有可控閥門，用于調節(jié)煤粉-運載氣的用量。所述外環(huán)管與外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)相連的管道上設置有可控閥門，用于了解外環(huán) 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(tǒng)供應點火和烘爐用燃料，同時外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)供應適
量氧氣；
啟動等離子發(fā)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(nèi)環(huán)管相連接的煤粉-運載氣供應系統(tǒng)，這時應加大外環(huán)管中氧氣供應量；
當由內(nèi)環(huán)管噴出的煤粉被點燃且穩(wěn)定后，關閉等離子發(fā)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(tǒng)關閉，同時 打開置換氣供應系統(tǒng)，以惰性的置換氣吹掃中心管內(nèi)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(jù)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(nèi)溫度降低，造成熄火；
然后，切換到中心氣化劑供應系統(tǒng)，即打開中心氣化劑供應系統(tǒng)，同時關閉置換氣供應 系統(tǒng)，并在中心氣化劑供應系統(tǒng)和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)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(tǒng)供應量，調至干煤粉氣化爐正常工作所需的工藝參數(shù)值，根據(jù)不同爐 型和具體情況而定，無統(tǒng)一的參數(shù)值。所述煤粉-空氣供應系統(tǒng)提供的空氣就是泛指的空氣，所述中心氣化劑供應系統(tǒng) 和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)提供的氣化劑可為氧氣或/和水蒸氣，所述置換氣供應系統(tǒng)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(tǒng)提供的運載氣可為氮氣或二氧化 碳，需根據(jù)情況進行具體選擇。本發(fā)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(tǒng)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(fā)明復合燒嘴的結構示意圖
其中附圖標記為1等離子發(fā)生器，2法蘭，3中心管，4中部法蘭，5內(nèi)環(huán)管，6底部法蘭， 7外環(huán)管，8引弧裝置，9連接煤粉-空氣供應系統(tǒng)的管道，10連接置換氣供應系統(tǒng)的管道， 11連接中心氣化劑供應系統(tǒng)的管道，12連接煤粉-運載氣供應系統(tǒng)的管道，13連接外環(huán)氣 化劑供應系統(tǒng)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(tǒng)，包括外環(huán)管7、內(nèi)環(huán) 管5和中心管3，所述中心管3底端套接于內(nèi)環(huán)管5內(nèi)，內(nèi)環(huán)管5底端套接于外環(huán)管7內(nèi)，所 述中心管3的頂端設置有等離子發(fā)生器1，中心管3與等離子發(fā)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(tǒng)、中心氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供 應系統(tǒng)相連的管道9、10、11，內(nèi)環(huán)管5上設置有與煤粉-運載氣供應系統(tǒng)相連的管道12，外 環(huán)管7上設置有與外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)相連的管道13 ；所述等離子發(fā)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(nèi)。所述外環(huán)管7和內(nèi)環(huán)管5之間通過法蘭6連接，內(nèi)環(huán)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(tǒng)、中心氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供應系統(tǒng)相 連的管道上均設置有可控閥門，用于分別調節(jié)該三個系統(tǒng)通入煤粉-空氣、中心氣化劑和 置換氣的用量。所述內(nèi)環(huán)管5設置的管道上設置有可控閥門，用于調節(jié)煤粉-運載氣的用量。所述外環(huán)管7與外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)相連的管道上設置有可控閥門，用于了解外 環(huán)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(tǒng)供應點火和烘爐用燃料，同時外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)供應適
量氧氣；
啟動等離子發(fā)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(nèi)環(huán)管5相連接的煤粉-運載氣供應系統(tǒng)，這時加大外環(huán)管7中氧氣供應量；
當由內(nèi)環(huán)管5噴出的煤粉被點燃且穩(wěn)定后，關閉等離子發(fā)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(tǒng)關閉，同時 打開置換氣供應系統(tǒng)，以惰性的置換氣吹掃中心管3內(nèi)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(jù)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(nèi)溫度降低，造成熄火；
然后，切換到中心氣化劑供應系統(tǒng)，即打開中心氣化劑供應系統(tǒng)，同時關閉置換氣供應 系統(tǒng)，并在中心氣化劑供應系統(tǒng)和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)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(tǒng)供應量，調至干煤粉氣化爐正常工作所需的工藝參數(shù)值。逐步調整各系統(tǒng)供應量，調至干煤粉氣化爐正常工作所需的工藝參數(shù)值，根據(jù)不 同爐型和具體情況而定，無統(tǒng)一的參數(shù)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(tǒng)，其特征在于包括外環(huán)管(7)、 內(nèi)環(huán)管(5)和中心管(3)，所述中心管(3)底端套接于內(nèi)環(huán)管(5)內(nèi)，內(nèi)環(huán)管(5)底端套接于 外環(huán)管(7)內(nèi)，所述中心管(3)的頂端設置有等離子發(fā)生器(1)，中心管(3)與等離子發(fā)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(tǒng)、中心 氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供應系統(tǒng)相連的管道，內(nèi)環(huán)管(5)上設置有與煤粉-運載氣供應 系統(tǒng)相連的管道(12)，外環(huán)管(7)上設置有與外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)相連的管道(13)；所述 等離子發(fā)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(nèi)。
2.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述外環(huán)管(7)和內(nèi)環(huán)管(5)之間通過法蘭(6)連接，內(nèi)環(huán)管(5)與中心管(3)之間 也通過法蘭(4)連接。
3.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述中心管(3)與煤粉-空氣供應系統(tǒng)、中心氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供應系統(tǒng)相連 的管道上均設置有可控閥門。
4.根據(jù)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(tǒng)，其特征在于工作過程如下首先由煤粉-空氣供應系統(tǒng)供應點火和烘爐用燃料，同時外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)供應氧 氣，啟動等離子發(fā)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(nèi)環(huán)管(5)相連接的煤粉-運載氣供應系統(tǒng)，此時加大外環(huán)氣化劑供應量；當由內(nèi)環(huán)管(5)噴出的煤粉被點燃且穩(wěn)定后，關閉等離子發(fā)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(tǒng)關閉，同 時打開置換氣供應系統(tǒng)，以惰性的置換氣吹掃中心管(3)內(nèi)殘留的煤粉-空氣；然后，切換到中心氣化劑供應系統(tǒng)，即打開中心氣化劑供應系統(tǒng)，同時關閉置換氣供應 系統(tǒng)，并在中心氣化劑供應系統(tǒng)和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)的管道中加入水蒸氣；調整各系統(tǒng)供應量，調至干煤粉氣化爐的工作工藝參數(shù)值。
5.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述中心氣化劑供應系統(tǒng)和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)提供的氣化劑為氧氣。
6.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述中心氣化劑供應系統(tǒng)和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)提供的氣化劑為水蒸氣。
7.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述中心氣化劑供應系統(tǒng)和外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)提供的氣化劑為氧氣和水蒸氣。
8.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述置換氣供應系統(tǒng)提供的置換氣為氮氣或二氧化碳。
9.根據(jù)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(tǒng)，其特征 在于所述煤粉-運載氣供應系統(tǒng)提供的運載氣可為氮氣或二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)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(tǒng)，包括外環(huán)管、內(nèi)環(huán)管和中心管，所述中心管底端套接于內(nèi)環(huán)管內(nèi)，內(nèi)環(huán)管底端套接于外環(huán)管內(nèi)，所述中心管的頂端設置有等離子發(fā)生器，中心管與等離子發(fā)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(tǒng)、中心氣化劑供應系統(tǒng)和置換氣供應系統(tǒng)相連的管道，內(nèi)環(huán)管上設置有與煤粉-運載氣供應系統(tǒng)相連的管道，外環(huán)管上設置有與外環(huán)氣化劑供應系統(tǒng)相連的管道；本發(fā)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(yōu)先權日2011年1月27日
發(fā)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