一种水煤浆气化烧嘴系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水煤浆气化烧嘴系统，属于水煤浆气化的煤化工领域；包括烧嘴、氧气供应系统、燃料气供应系统和水煤浆供应系统；烧嘴的内部从内至外依次设置有中心氧管道、燃料气管道、水煤浆管道和主氧管道；氧气供应系统分别与中心氧管道和主氧管道连通，向烧嘴内部供氧；燃料气供应系统与燃料气管道管道连通，向烧嘴内部供燃料气；水煤浆供应系统与水煤浆管道连通，向烧嘴内部供水煤浆；烧嘴的顶部设置有外部点火器；烧嘴的底部伸入外部气化炉中；本发明专利技术气化炉点火、烘炉、投料、运行等过程可只由一个烧嘴独立连续完成而避免更换烧嘴；简化了气化炉开车流程，并减小了开车过程安全隐患。

A burner system for coal water slurry gasification

【技术实现步骤摘要】
一种水煤浆气化烧嘴系统
本专利技术属于水煤浆气化的煤化工领域，涉及一种水煤浆气化烧嘴系统。
技术介绍
传统的水煤浆加压气化炉，均带有耐火砖内衬，以GE(德士古)气化工艺最为典型，其所使用的烧嘴设备包括预热烧嘴和工艺烧嘴两个独立的装置。预热烧嘴用于将气化炉炉膛加热到指定温度并完成烘炉过程，典型的预热烧嘴系统如图1所示，其由箱体、点火棒、电点火器、长明灯、燃料气枪及燃料气供应系统组成，助燃空气采用炉内负压引风由箱体侧面进入。其中燃料气供应系统包含一条主燃气管路及一条长明灯支管路，分别送入燃料气枪及长明灯。工艺烧嘴用于将水煤浆及氧气送入气化炉并完成投料及正常运行过程，现有工艺烧嘴系统如图2所示，其由工艺烧嘴本体、氧气供应系统及水煤浆供应系统组成。其中工艺烧嘴本体包含主氧通道、水煤浆通道及中心通道三个通道；氧气供应系统又包含一条主氧气管路及一条中心氧支管路，分别送入工艺烧嘴主氧通道及中心通道；水煤浆供应系统送入工艺烧嘴水煤浆通道。气化炉的点火方式为耐火砖蓄热式点火：预热烧嘴首先工作，由开工抽引器使气化炉内形成负压将空气引入气化炉，然后点火棒发火引燃长明灯，长明灯火焰进一步引燃燃料气枪，并通过燃料气供应系统主燃气管路的燃料气调节阀来控制预热烧嘴负荷，最终将炉膛加热到一定温度(800℃～1000℃)，对耐火砖进行蓄热；然后及时将预热烧嘴卸下，快速更换为工艺烧嘴，并对气化炉系统进行氮气置换；最后依次打开水煤浆供应系统煤浆切断阀、氧气供应系统主氧路氧气切断阀，将水煤浆及氧气送入工艺烧嘴，水煤浆和氧气的混合物被气化炉耐火砖蓄热直接点燃，完成投料。气化炉开工过程极其繁琐，并且更换烧嘴期间及氮气置换过程中会损失部分热量，如果气化炉内温度降低到700℃以下，增加了气化炉投料成功的风险。同时在热状态下更换烧嘴，工作条件恶劣，也存在安全隐患。并且负压引风的烘炉形式，当开工抽引器工作不稳定炉膛压力波动时，预热烧嘴还容易回火伤人。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种水煤浆气化烧嘴系统，气化炉点火、烘炉、投料、运行等过程可只由一个烧嘴独立连续完成而避免更换烧嘴；简化了气化炉开车流程，并减小了开车过程安全隐患。本专利技术解决技术的方案是：一种水煤浆气化烧嘴系统，包括烧嘴、氧气供应系统、燃料气供应系统和水煤浆供应系统；其中，烧嘴为轴向竖直放置的中空管状结构；烧嘴的内部从内至外依次设置有中心氧管道、燃料气管道、水煤浆管道和主氧管道；氧气供应系统分别与中心氧管道和主氧管道连通，实现向烧嘴内部供氧；燃料气供应系统与燃料气管道管道连通，实现向烧嘴内部供燃料气；水煤浆供应系统与水煤浆管道连通，实现向烧嘴内部供水煤浆；烧嘴的顶部设置有外部点火器；烧嘴的底部伸入外部气化炉中；且中心氧管道、燃料气管道、水煤浆管道、主氧管道和烧嘴的底部均设置有通孔；实现将氧、燃料气和水煤浆输入至外部气化炉中。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述氧气供应系统包括第一调节阀、第一切断阀、第二调节阀、第三调节阀、第二切断阀、第四调节阀和第三切断阀；其中，第一调节阀的一端与外部氧源连通；第一调节阀的另一端与第一切断阀的一端连通；第一切断阀的一端分别与第四调节阀的一端和主氧管道连通；第四调节阀的另一端与第三切断阀串联后，与中心氧管道连通；第二调节阀的一端与氧源连通；第二调节阀的另一端与第二切断阀串联后与主氧管道连通；第三调节阀与第二调节阀并联。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述燃料气供应系统包括第五调节阀、第六调节阀、混合器和第四切断阀；第五调节阀的一端与外部燃料气源连通；第五调节阀的另一端与混合器和第四切断阀依次串联后，与燃料气管道连通；第六调节阀与第五调节阀并联。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述水煤浆供应系统包括第五切断阀和吹扫器；第五切断阀的一端与外部水煤浆连通；第五切断阀的另一端与水煤浆管道连通；吹扫器设置在水煤浆管道的入口处，且吹扫器与第五切断阀连通。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述调节阀实现对流量的调节；切断阀实现对管路连通或断开控制；所述混合器实现对燃料气的充分混合；吹扫器实现去除水煤浆的杂志。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述第二调节阀与第三调节阀的流量调节范围不同；通过配合调节第二调节阀和第三调节阀实现对外部氧源输入量的控制；第五调节阀与第六调节阀的流量调节范围不同；通过配合调节第五调节阀和第六调节阀实现对外部燃料气源输入量的控制。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述烧嘴系统的工作过程为：初始状态，第四切断阀闭合实现管路连通；外部燃料气源经第五调节阀和第六调节阀进入混合器，混合后进入燃料气管道；第一切断阀和第三切断阀打开实现管路断开；第二切断阀闭合；实现外部氧气源经第二调节阀和第三调节阀后进入主氧管道；外部点火器点火，点燃外部氧气源和外部燃料气的混合气体；实现对外部气化炉的暖炉；当外部气化炉温度到达阈值a时，打开第二切断阀，实现管路断开；打开第四切断阀，实现管路断开；闭合第五切断阀，实现管路连通；外部水煤浆源进入水煤浆管道；打开第一切断阀和第三切断阀；实现外部氧源依次经第一调节阀、第四调节阀后进入中心氧管道；外部水煤浆源在烧嘴中燃烧，实现正常运行。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述阈值a为780℃-820℃。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述烧嘴系统还包括2个观火通道和2个火检摄像装置；2个观火通道对称设置烧嘴的两侧；每个观火通道的顶部对应安装1个火检摄像装置；观火通道伸入外部气化炉内部；通过火检摄像装置和观火通道实现对外部气化炉内部燃烧情况的观察。在上述的一种水煤浆气化烧嘴系统，所述观火通道与烧嘴轴线的夹角为0-45°。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术将传统预热烧嘴与工艺烧嘴功能合二为一，气化炉点火、烘炉、投料、运行等过程可只由一个烧嘴独立完成而避免更换烧嘴；(2)本专利技术烧嘴开车过程可实现自动化连续操作，操作简单方便，开车程序大大简化；(3)本专利技术烧嘴配套了火检摄像装置，可在点火、烘炉、投料、运行全程监测炉内火焰状况，系统运行安全可靠；(4)烧嘴通过优化冷却结构，可显著改善烧嘴头部及外管的冷却效果，提高烧嘴使用寿命；(5)不再需要开工抽引器对气化炉进行抽负压操作，烘炉阶段不再需要消耗低压蒸汽。附图说明图1为本专利技术烧嘴系统示意图；图2为本专利技术观火通道和火检摄像装置示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。本专利技术提出了一种水煤浆气化烧嘴系统，简化了气化炉开车流程，并减小开车过程安全隐患，改造后，气化炉点火、烘炉、投料、运行等过程可只由一个烧嘴独立连续完成而避免更换烧嘴。如图1所示，水煤浆气化烧嘴系统，主要包括烧嘴4、氧气供应系统2、燃料气供应系统1和水煤浆供应系统3；其中，烧嘴4为轴向竖直放置的中空管状结构；烧嘴4的内部从内至外依次设置有中心氧管道41、燃料气管道42、水煤浆管道43和主氧管道44；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水煤浆气化烧嘴系统，其特征在于：包括烧嘴(4)、氧气供应系统(2)、燃料气供应系统(1)和水煤浆供应系统(3)；其中，烧嘴(4)为轴向竖直放置的中空管状结构；烧嘴(4)的内部从内至外依次设置有中心氧管道(41)、燃料气管道(42)、水煤浆管道(43)和主氧管道(44)；氧气供应系统(2)分别与中心氧管道(41)和主氧管道(44)连通，实现向烧嘴(4)内部供氧；燃料气供应系统(1)与燃料气管道(42)管道连通，实现向烧嘴(4)内部供燃料气；水煤浆供应系统(3)与水煤浆管道(43)连通，实现向烧嘴(4)内部供水煤浆；烧嘴(4)的顶部设置有外部点火器；烧嘴(4)的底部伸入外部气化炉中；且中心氧管道(41)、燃料气管道(42)、水煤浆管道(43)、主氧管道(44)和烧嘴(4)的底部均设置有通孔；实现将氧、燃料气和水煤浆输入至外部气化炉中。/n

【技术特征摘要】
1.一种水煤浆气化烧嘴系统，其特征在于：包括烧嘴(4)、氧气供应系统(2)、燃料气供应系统(1)和水煤浆供应系统(3)；其中，烧嘴(4)为轴向竖直放置的中空管状结构；烧嘴(4)的内部从内至外依次设置有中心氧管道(41)、燃料气管道(42)、水煤浆管道(43)和主氧管道(44)；氧气供应系统(2)分别与中心氧管道(41)和主氧管道(44)连通，实现向烧嘴(4)内部供氧；燃料气供应系统(1)与燃料气管道(42)管道连通，实现向烧嘴(4)内部供燃料气；水煤浆供应系统(3)与水煤浆管道(43)连通，实现向烧嘴(4)内部供水煤浆；烧嘴(4)的顶部设置有外部点火器；烧嘴(4)的底部伸入外部气化炉中；且中心氧管道(41)、燃料气管道(42)、水煤浆管道(43)、主氧管道(44)和烧嘴(4)的底部均设置有通孔；实现将氧、燃料气和水煤浆输入至外部气化炉中。


2.根据权利要求1所述的一种水煤浆气化烧嘴系统，其特征在于：所述氧气供应系统(2)包括第一调节阀(21)、第一切断阀(22)、第二调节阀(23)、第三调节阀(24)、第二切断阀(25)、第四调节阀(26)和第三切断阀(27)；其中，第一调节阀(21)的一端与外部氧源连通；第一调节阀(21)的另一端与第一切断阀(22)的一端连通；第一切断阀(22)的一端分别与第四调节阀(26)的一端和主氧管道(44)连通；第四调节阀(26)的另一端与第三切断阀(27)串联后，与中心氧管道(41)连通；第二调节阀(23)的一端与氧源连通；第二调节阀(23)的另一端与第二切断阀(25)串联后与主氧管道(44)连通；第三调节阀(24)与第二调节阀(23)并联。


3.根据权利要求2所述的一种水煤浆气化烧嘴系统，其特征在于：所述燃料气供应系统(1)包括第五调节阀(11)、第六调节阀(12)、混合器(13)和第四切断阀(14)；第五调节阀(11)的一端与外部燃料气源连通；第五调节阀(11)的另一端与混合器(13)和第四切断阀(14)依次串联后，与燃料气管道(42)连通；第六调节阀(12)与第五调节阀(11)并联。


4.根据权利要求3所述的一种水煤浆气化烧嘴系统，其特征在于：所述水煤浆供应系统(3)包括第五切断阀(31)和吹扫器(32)；第五切断阀(31)的一端与外部水煤浆连通；第五切断阀(31)的另一端与水煤浆管道(43)连通；吹扫器(32)设置在水煤浆管道(43)的入口处，且吹扫器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马利锦，唐强，杨海军，颜超，辛争秋，郭莹，李钰阳，王岳，赵顶，靳宝雨，吴辉霞，
申请(专利权)人：北京航化节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11