[实用新型]一种加压气化炉用液态燃料高效组合燃烧器

说明书

本实用新型提供了一种加压气化炉用液态燃料高效组合燃烧器，属于煤气化领域。本实用新型的组合燃烧器由同轴设置的内侧的点火燃烧器和外侧的主燃烧器组装而成。点火燃烧器由内向外分别为中空的在线检测系统通道、开工点火LPG燃料气通道、开工点火氧气通道、冷却水进出水通道和惰性气体保护通道；主燃烧器由内向外分别为内侧主氧气通道、液体燃料通道、外侧主氧气通道、冷却水进出水通道。本实用新型的组合燃烧器气化效率高，且具备在线检测功能，在点火燃烧器和主燃烧器向火端的冷却水通道中设置强化传热翅片，在主燃烧器的各物料通道中设置了高效的导流结构，并在液体燃料通道中设置了专用防磨层，使气化火焰稳定、燃烧器使用寿命长，气化炉可平稳长周期运行。

技术领域

本实用新型属于煤气化领域，尤其是涉及一种加压气化炉用液态燃料高效组合燃烧器。

背景技术

在煤气化工艺中，原料煤与气化剂通过燃烧器中的各物料通道喷射进入气化炉混合，并反应生成合成气。燃烧器是煤气化的核心设备，其结构设计对物料的混合效果以及气化效率影响很大。根据原料煤的不同可以将煤气化分为干煤粉气化与水煤浆气化，两者的混合机理、反应条件存在较大的差异。

干煤粉燃烧器的操作压力一般不高于4.5MPa（表压），且干煤粉通道中干煤粉流速一般不高于4m/s；而水煤浆燃烧器具有更高的操作压力，一般介于2.8～8.7MPa（表压）且水煤浆通道流速一般达到或者超过8m/s。相对于干煤粉气化，水煤浆气化中燃烧器的水煤浆通道经受更高的操作压力和更高的流速，加之通道中为固液两相流动，通道端部磨蚀强度很大，同时也严重制约了水煤浆燃烧器的使用寿命，故水煤浆通道的耐磨能力成为亟待解决的问题。

现有水煤浆燃烧器大多采用开工点火燃烧器和工艺主燃烧器配合使用，即烘炉前使用点火燃烧器对气化炉燃烧室进行加热升温，升温达到1000～1200℃，需要立即拆卸点火燃烧器更换为主燃烧器。该过程需要严格控制炉温及燃烧器的更换拆卸时间，否则需要重新烘炉。另外现有水煤浆燃烧器端部冷却效果较差，容易引起端部超温和局部产生裂纹，限制了燃烧器的使用寿命。因此现有大多数水煤浆燃烧器的缺陷还在于工艺操作繁琐、投料开车风险高、粗合成气效率低及使用寿命短。

组合燃烧器是将点火燃烧器和主燃烧器整合为一体的燃烧器。现有的水煤浆组合燃烧器存在的问题包括：（1）水煤浆对燃烧器物料通道的磨蚀不利于燃烧器的长周期使用；（2）检测系统与组合燃烧器分离，且检测系统直接伸入气化炉内部，在燃烧器端部高温区域容易引起烧损，进而影响燃烧器火焰的监控，安全性较差；（3）点火燃烧器与主燃烧器未设置隔离惰性保护气通道，在实际运行过程中容易引起火焰返混至点火燃烧器区域引起点火燃烧器烧损，进而影响使用寿命；（4）主燃烧器氧气通道单一，仅有一个主氧通道，且无高效扰流结构，限制了粗合成气的合成效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种加压气化炉用液态燃料高效组合燃烧器，本实用新型的组合燃烧器气化效率高且具备在线检测功能，设置了专用防磨结构，可确保气化炉在安全的环境中平稳长周期运行。

本实用新型的加压气化炉用液态燃料高效组合燃烧器由同轴设置的内侧的点火燃烧器和外侧的主燃烧器组合而成，其中，

点火燃烧器采用同轴环形通道套合结构，由内向外分别为中空的在线检测系统通道、开工点火LPG燃料气通道、开工点火氧气通道、冷却水进出水通道和惰性气体保护通道及连接法兰；连接法兰与惰性气体保护通道外侧筒体焊接为一体；在线检测系统通道的背火端安装有红外测温装置，所述红外测温装置中设有火焰成像系统；高压电点火端口设置在在线检测系统通道的上部，并通过导线与点火燃烧器向火端点火装置连接；且在线检测系统通道、开工点火LPG燃料气通道、开工点火氧气通道在燃烧器向火端向燃烧器轴线方向收口；惰性气体保护通道两个壁面均与轴线平行；惰性气体保护通道、冷却水进出水通道、开工点火氧气通道、开工点火LPG燃料气通道、在线检测系统通道的出口端距组合燃烧器向火端的距离依次增大；