[发明专利]一种综合冷却式多重小火焰烧嘴的工作方法

说明书

一种综合冷却式多重小火焰烧嘴的工作方法，涉及洁净能源煤气化、燃烧技术领域。解决了因磨损、烧蚀、水冷系统泄露造成气流床气化炉烧嘴可靠性差的问题。该工作方法是基于综合冷却式多重小火焰烧嘴实现的，所述的综合冷却式多重小火焰烧嘴包括固定在同一法兰盘上的一个启动烧嘴和N个运行烧嘴，且N个运行烧嘴沿启动烧嘴周向均匀分布。本发明工作方法包括多重小火焰烧嘴的引燃、稳燃过程和多重小火焰烧嘴的熄灭过程，且在多重小火焰烧嘴的引燃过程中通过启动烧嘴的稳燃将N个运行烧嘴引燃、稳燃。本发明主要应用于气化炉。

技术领域

本发明涉及洁净能源煤气化、燃烧技术领域。

背景技术

气流床煤气化技术具有大型化、洁净、碳转化率高、煤种适应性较强等特点，是当今煤气化技术发展的主要方向，但在劣质煤、生物质及其混合物的气化方面仍然面临煤种适应性、经济性、可靠性和合成气H2/CO比例无法调节等的挑战。利用一种双涡快速流化床低温热解耦合弱旋旋风气化炉高温碳转化研发的一种劣质煤热壁炉、水冷壁炉分段耦合气化技术能够应对这种挑战,同所有气流床一样，分段耦合气化系统的弱旋旋风气化炉必须配置性能优良、安全可靠的烧嘴。

国内外对气流床气化炉烧嘴的研发一直在进行不懈的努力：现有技术描述了一种气冷烧嘴，焊接在烧嘴管上的陶瓷环在高温下证明并不可靠；现有技术描述了一种气冷烧嘴,所述薄壁陶瓷罩管在内外压差较大时难以有效实现。

现有技术描述了一种烧嘴，所述的采用形状锁合陶瓷覆层处理烧嘴管内外表面和采用金属尘化耐久的金属合金制作烧嘴管端部只能一定程度延长烧嘴寿命，并未提供可靠的烧嘴冷却方案；现有技术还描述了一种水冷烧嘴，仍然采用煤粉燃料和1400℃操作温度，防磨、防辐射性能没有得到有效改善；中国的实际运行经验表明，所谓最有效单一水冷保护的集中火焰烧嘴并不可靠，所以，现有技术描述的一种可充分水冷烧嘴因仍然采用煤粉燃料和单一集中火焰并不可靠；现有技术还描述了一种水冷组合式多喷嘴燃烧器，由于仍为单一集中火焰设计，并且所述三层水冷夹套不仅运行费用高而且结构复杂，导致向火受热面面积增大、因热应力集中及高温腐蚀性损坏泄露的几率明显加大；现有技术还描述了一种水冷可燃粉体旋流燃烧器，气化剂集中喷入于炉体中心，用于燃烧和气化的旋转粉体位于气化剂的外环，不利于两者混合，推迟的气化进程会使先行旋转分离的粉体旋入到渣膜中，对保证高碳转化率和高气化效率均会产生不利影响。

综上，目前所有气流床气化炉烧嘴的可靠性面临三个主要问题：磨损、烧蚀、水冷系统泄露。由于烧嘴的可靠性基本等同于气流床气化炉的可靠性，解决烧嘴的磨损、烧蚀、水冷系统泄露问题意义重大。

发明内容

本发明为了解决因磨损、烧蚀、水冷系统泄露造成气流床气化炉烧嘴可靠性差的问题，本发明提供了一种综合冷却式多重小火焰烧嘴的工作方法。

一种综合冷却式多重小火焰烧嘴的工作方法，所述的综合冷却式多重小火焰烧嘴包括固定在同一法兰盘上的一个启动烧嘴和N个运行烧嘴，且N个运行烧嘴沿启动烧嘴周向均匀分布，N个运行烧嘴的结构相同；N为大于或等于2的整数；

所述的启动烧嘴由氧化剂通道、燃料气环形通道、水蒸汽冷却环形通道和点火通道构成，并且氧化剂通道、燃料气环形通道和水蒸汽冷却环形通道由内至外依次嵌套，

点火通道位于氧化剂通道内，且贯穿氧化剂通道，

水蒸汽冷却环形通道的内环壁上盘绕有多层水冷管，并形成循环回路；

水蒸汽冷却环形通道的底部出气口处嵌入有水蒸汽旋流器；水蒸汽冷却环形通道内通入的水蒸汽用于冷却燃料气环形通道，

水蒸汽旋流器用于使水蒸汽冷却环形通道内的水蒸汽形成旋流，然后喷入到气化炉内，

氧化剂通道、燃料气环形通道、水蒸汽冷却环形通道和点火通道底部连通；