CN102676230A - 用于冷却喷射器嘴尖的方法及设备 - Google Patents

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CN102676230A CN2012100815253A CN201210081525A CN102676230A CN 102676230 A CN102676230 A CN 102676230A CN 2012100815253 A CN2012100815253 A CN 2012100815253A CN 201210081525 A CN201210081525 A CN 201210081525A CN 102676230 A CN102676230 A CN 102676230A
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Abstract

本发明涉及用于冷却喷射器嘴尖的方法及设备。具体而言，提供了一种结合气化系统(200)使用的进料喷射器嘴尖(312)。进料喷射器嘴尖包括入口(402)、嘴尖端部(404)、从入口至嘴尖端部沿纵向延伸穿过进料喷射器嘴尖的流动通路(400)、大致外接流动通路且从入口延伸至嘴尖端部的环形冷却通道(330)，以及将环形冷却通道与流动通路隔开的缓冲区(418)，其中，流动通路由外壁(408)和内壁(410)限定，缓冲区在入口处具有第一宽度，缓冲区在嘴尖端部处具有第二宽度，第一宽度比第二宽度更宽。

Description

用于冷却喷射器嘴尖的方法及设备
技术领域
本发明主要涉及在功率生成设备中使用的气化系统，并且更具体地涉及在整体气化联合循环(IGCC)设备中使用的喷射器嘴尖(tip)。
背景技术
至少一些公知的IGCC设备包括与至少一个产生功率的涡轮系统形成一体的气化系统。例如，至少一些公知的气化系统将燃料、空气或氧、液态水和/或蒸汽和/或CO2的混合物转变成合成气体或″合成气″。合成气引送至燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器向将电功率供送至电网的发电机供能。来自于至少一些公知燃气涡轮发动机的排气供送至热回收蒸汽发生器(HRSG)，该热回收蒸汽发生器产生用于驱动蒸汽轮机的蒸汽。由蒸汽轮机产生的功率也驱动将电功率提供至电网的发电机。
至少一些公知的气化系统使用至少一个进料喷射器来将燃料供送到联接在气化系统内的反应容器中。公知的进料喷射器会经受反应容器内的宽广极端温度。具体而言，公知的进料喷射器的嘴尖经受高温，该高温随着时间的推移会阻碍进料喷射器的有效操作和/或缩短进料喷射器的寿命期限。此外，至少一些公知的进料喷射器可能易于因颗粒冲击而点火。随着时间的推移，经受这些因素会不利地影响公知进料喷射器的操作和/或缩短公知进料喷射器的寿命期限。
为了防止对进料喷射器的破坏，至少一些公知的气化系统采用供送自闭环水系统的冷却水来冷却喷射器。然而，这些冷却系统仅提供有限的冷却，且因此喷射器仍会受到热损坏和/或由于颗粒冲击而点火。
发明内容
一方面，提供了一种组装进料喷射器的方法。该方法包括提供进料喷射器嘴尖，该嘴尖包括入口、嘴尖端部、从入口至嘴尖端部沿纵向延伸穿过进料喷射器嘴尖的流动通路、大致外接流动通路的环形冷却通道，以及将环形冷却通道与流动通路隔开的缓冲区。该方法还包括将进料喷射器嘴尖联接到进料喷射器上以使流体能够引送穿过流动通路，使得流体在流过嘴尖端部之前流过入口，以及将冷却组件联接到进料喷射器上以使冷却流体流能够引送至环形冷却通道中，其中，在入口处缓冲区具有第一宽度而在嘴尖端部处缓冲区具有第二宽度，第一宽度比第二宽度更宽。
另一方面，提供了一种结合气化系统使用的进料喷射器嘴尖。进料喷射器嘴尖包括入口、嘴尖端部、从入口至嘴尖端部沿纵向延伸穿过进料喷射器嘴尖的流动通路、大致外接流动通路且从入口延伸至嘴尖端部的环形冷却通道，以及将环形冷却通道与流动通路隔开的缓冲区，其中，流动通路由外壁和内壁限定，以及缓冲区在入口处具有第一宽度，缓冲区在嘴尖端部处具有第二宽度，第一宽度比第二宽度更宽。
又一方面，提供了一种气化系统。该气化系统包括反应容器和大致沿纵向延伸穿过反应容器的至少一个进料喷射器。该至少一个进料喷射器包括入口、嘴尖端部、从入口至嘴尖端部沿纵向延伸穿过进料喷射器嘴尖的流动通路、大致外接流动通路且从入口延伸至嘴尖端部的环形冷却通道，以及将环形冷却通道与流动通路隔开的缓冲区，其中，流动通路由外壁和内壁限定，以及缓冲区在入口处具有第一宽度，缓冲区在嘴尖端部处具有第二宽度，第一宽度比第二宽度更宽。
附图说明
图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)功率生成设备的简图；
图2为可结合图1中所示的IGCC功率生成设备使用的气化反应器的示意性截面视图。
图3为可结合图2中所示的气化反应器使用的示例性进料喷射器进给组件的一部分的示意性透视图。
图4为可结合图3中所示的喷射器进给组件使用且沿区域4截取的喷射装置嘴尖部分的示意性截面视图；
图5为图4中所示的喷射装置嘴尖部分的另一示意性截面视图；
图6为图4中所示的喷射装置嘴尖部分且沿区域6截取的示意性透视剖面图；
图7为用于组装进料喷射器的示例性方法的流程图。零件清单
100IGCC设备
110燃气涡轮发动机
114涡轮
118第一发电机
120转子
130蒸汽涡轮发动机
132蒸汽涡轮
134第二发电机
136第二转子
140蒸汽发生系统
142HRSG
144设备
144热传递设备
146蒸汽导管
148排出气体导管
150蒸汽导管
152烟道气导管
200气化系统
202空气分离单元
204，206导管
208气化反应器
210O2导管
211研磨和制浆单元
212材料供送导管
213水供送导管
214石油焦浆料导管
215熔渣和炭处理单元
216热熔渣导管
217导管
218热合成气导管
219合成气导管
220粗合成气导管
221LTGC单元
222细粉(fines)导管
228清洁合成气导管
230酸性气体去除子系统
300喷射器进给组件
302气化腔
304反应器壁
306头端盖
308头端部分
310尾端部分
312进料喷射器嘴尖
314孔口
318纵向中心线
320冷却组件
326冷却水入口歧管
327冷却水出口歧管
330冷却通道
344浆料通道
345外部GOX通道
346内部GOX通道
348，350，352喷嘴
400流动通路
402入口
404嘴尖端部
406流动改变装置(feature)
408外壁
410内壁
412第一侧
414第二侧
416内部冷却通道壁
418缓冲区
1000方法
1002提供进料喷射器嘴尖
1004将进料喷射器嘴尖联接至进料喷射器
1006将冷却组件联接至进料喷射器
具体实施方式
本文所述的方法及系统有利于加强气化系统的操作。具体而言，使用如本文所述的冷却通道有利于冷却进料喷射器的嘴尖部分。此外，使用如本文所述的冷却通道有利于抑制进料喷射器材料由于颗粒冲击而自动点火。冷却嘴尖部分和抑制进料喷射器点火改善了进料喷射器的耐用性和稳定性，且因此减少了与使用进料喷射器的IGCC设备相关的维护、修理和更换成本。此外，用于冷却如本文所述的进料喷射器的方法及设备有利于降低与IGCC设备相关的资金成本。
图1为示例性气化装置的简图，且更具体的是示例性整体气化联合循环(IGCC)功率生成设备100。作为备选，本文所述的方法及设备可结合任何其它构造和/或功率生成设备中的任何气化装置使用。在示例性实施例中，IGCC设备包括具有涡轮114的燃气涡轮发动机110。涡轮114经由第一转子120可旋转地联接到第一发电机118上，且还与至少一个燃料源和至少一个空气源(图1中均未示出)成流动连通地联接，以便分别从燃料源和空气源接收燃料和空气。涡轮114混合空气和燃料，产生热燃烧气体(未示出)，且将燃烧气体内的热能转变成旋转能。旋转能经由转子120传输至发电机118，其中发电机118将旋转能转变成电能(未示出)以便输送至至少一个负载，包括但不限于电网(未示出)。
在示例性实施例中，IGCC设备100还包括蒸汽涡轮发动机130。更具体而言，发动机130包括蒸汽涡轮132，蒸汽涡轮132经由第二转子136可旋转地联接到第二发电机134上。
在示例性实施例中，IGCC设备100还包括蒸汽发生系统140。更具体而言，在示例性实施例中，系统140包括至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)142，其经由排出气体导管148从涡轮114接收排出气体(未示出)，排出气体导管148引送在HRSG 142内使用的热量以由至少一个锅炉供水源产生一股或多股蒸汽流，其中，供水源包括但不限于至少一股加热的锅炉供水流(未示出)。HRSG 142还经由至少一个蒸汽导管146而与至少一个热传递设备144成流动连通地联接。设备144还与至少一个加热锅炉供水导管(未示出)成流动连通地联接，使得设备144从相同的或单独的锅炉供水源(未示出)接收加热的锅炉供水(未示出)。HRSG 142经由导管146从设备144接收蒸汽(未示出)，其中，HRSG 142向蒸汽提供附加的热能。HRSG 142经由蒸汽导管150而与涡轮132成流动连通地联接。在示例性实施例中，冷却的燃烧气体从HRSG 142经由烟道气导管152排至大气。作为备选，从HRSG 142排放的过多燃烧气体的至少一部分经引送以便用于IGCC设备100中的其它位置。
导管150将蒸汽(未示出)从HRSG 142引送至涡轮132。涡轮132从HRSG 142接收蒸汽，且将蒸汽中的热能转变成旋转能。旋转能经由转子136传输至发电机134，其中，发电机134将旋转能转变成电能(未示出)以便输送至至少一个负载，包括但不限于电网。蒸汽经冷凝并作为锅炉供水经由冷凝物导管(未示出)返回。作为备选，来自于HRSG 142、蒸汽涡轮132和/或热传递设备144的至少一部分蒸汽可经引送以便用于IGCC设备100中的其它位置。
IGCC设备100还包括气化系统200。此外，在示例性实施例中，系统200包括至少一个空气分离单元202，其经由空气导管204而与空气源成流动连通地联接。此类空气源可包括但不限于仅包括专用空气压缩机(未示出)和/或通常与燃气涡轮发动机110相关的压缩机(未示出)。单元202将空气分成一股或多股氧(O2)流、氮(N2)流以及其它成分流(均未示出)。这些其它成分流可经由排出口(未示出)释放或收集在储存单元(未示出)中。在示例性实施例中，为了有利于燃烧，至少一部分N2经由N2导管206引送至燃气涡轮114。
系统200包括气化反应器208，气化反应器208与单元202成流动连通地连接且经由O2导管210接收引送自单元202的O2。系统200还包括材料研磨和制浆单元211。单元211分别经由含碳材料供送导管212和水供送导管213而与含碳材料源和水源(均未示出)成流动连通地联接。在示例性实施例中，含碳材料为石油焦炭或石油焦。此外，在示例性实施例中，单元211将石油焦和水混合在一起以形成石油焦浆料流(未示出)，该石油焦浆料流经由石油焦浆料导管214引送至反应器208。作为备选，使IGCC设备100能够如本文所述那样操作的包括含碳固体的任何材料都可使用。另外，作为备选，可使用包括固体、液体和气体燃料物质的非浆料燃料，例如包括燃料和其它材料的混合物，例如但不限于燃料和熔渣添加剂。
反应器208分别经由导管214和210接收材料浆料流和O2流。反应器208产生热的粗合成气体(合成气)流(未示出)，以及作为合成气生产的副产物的热熔渣和炭(均未示出)。
反应器208经由热合成气导管218而与热传递设备144成流动连通地联接。设备144接收热的粗合成气流并经由导管146将至少一部分热量传递至HRSG 142。随后，设备144产生冷却的粗合成气流(未示出)，该粗合成气流经由合成气导管219引送至洗涤器和低温气体冷却(LTGC)单元221。单元221除去粗合成气流内携带的部分熔渣和炭(有时称为″细粉″)，且有利于经由细粉导管222除去细粉。细粉发送至废物收集系统(未示出)以便最终处理和/或再循环回到气化反应器208中，从而利用细粉内未使用的碳含量。单元221还冷却粗合成气流。
设备144还从热的粗合成气流中除去熔渣和炭。具体而言，在示例性实施例中，熔渣和炭处理单元215经由热熔渣导管216而与设备144成流动连通地联接。单元215使剩余的炭和熔渣熄灭且同时将熔渣破碎成较小的块，在其中产生熔渣和炭去除流(未示出)且使其经由导管217引送。以类似于上文所述的细粉的方式，熔渣和炭被引送至废物收集子系统(未示出)以便最终处理和/或再循环到气化反应器208中。
系统200还包括酸性气体去除子系统230，其与单元221成流动连通地联接以便经由粗合成气导管220接收冷却的粗合成气流。如下文详细描述的那样，子系统230还从粗合成气流中除去至少一部分酸性成分(未示出)。这些酸性气体成分可包括但不限于H2S和CO2。子系统230将至少一些酸性气体成分分成包括但不限于H2S和CO2的成分。在示例性实施例中，CO2未经再循环和/或封存。作为备选，子系统230可经由至少一个CO2导管(未示出)而与反应器208成流动连通地联接，其中，CO2(未示出)流引送至反应器208的预定部分。通过子系统230去除CO2和H2S产生了清洁的合成气流(未示出)，该合成气流经由清洁合成气导管208引送至燃气涡轮114。
在操作期间，空气分离单元202经由导管204接收空气。空气分成O2、N2以及将会排出或收集的其它成分。至少一部分N2经由导管206引送至涡轮114，以及至少一部分O2经由导管210引送至气化反应器208。N2和O2的任何剩余部分都可根据需要作为多股流而引送至IGCC 100的其它部分，包括但不限于储存器。另外，在操作中，材料研磨和制浆单元211分别经由导管212和213接收石油焦和水。形成的石油焦浆料流经由导管214引送至反应器208。
反应器208经由导管210接收O2，经由导管214接收石油焦。反应器208产生热的粗合成气流，该合成气流经由导管218引送至设备144。形成在反应器208中的一些熔渣副产物经由熔渣处理单元215和导管216及217除去。设备144有利于冷却热的粗合成气流以产生冷却的粗合成气流，该冷却的粗合成气流经由导管219引送至洗涤器和LTGC单元221且合成气被进一步冷却。包括一些熔渣和炭(呈细粉形式)的颗粒物质经由导管222从合成气中除去。冷却的粗合成器引送至酸性气体去除子系统230，在其中酸性气体成分有选择地除去，且在其中形成的清洁合成气流经由导管228引送至燃气涡轮114。
此外，在操作中，涡轮114分别经由导管206和228接收N2和清洁合成气。涡轮114压缩来自于至少一个空气源(未示出)的空气，涡轮114随后使该空气与合成气燃料混合并燃烧以产生热燃烧气体。涡轮114引送热燃烧气体而引起涡轮114旋转，这随后经由转子120使第一发电机118旋转。至少一部分排出气体从涡轮114经由排出气体导管148引送至HRSG142以有利于产生蒸汽。
经由热传递设备144从热合成气中除去的至少一部分热量作为蒸汽经由导管146引送至HRSG 142。HRSG 142接收来自于设备144的蒸汽，连同一股或多股锅炉供水流和来自于涡轮114的排出气体一起。热量从排出气体传递至锅炉供水以产生一股或多股蒸汽流，并增加包含在来自于设备144的蒸汽中的热能。在示例性实施例中，产生的至少一股蒸汽流经加热至过热状态。作为备选，两股或多股蒸汽流可混合在一起以形成至少一股可加热至过热状态的混合流。作为备选，可形成高温饱和蒸汽。至少一部分过热蒸汽经由导管150引送至蒸汽涡轮132而引起涡轮132旋转。涡轮132通过第二转子136使第二发电机134旋转。剩余的蒸汽可经引送以便在IGCC设备100中的其它位置使用。
图2为气化反应器208的示意性截面视图。图3为可结合气化反应器208使用的喷射器进给组件300的一部分的示意性透视图。在反应器208中，喷射器进给组件300与气化腔302成流动连通地联接。
腔302至少部分地由大致圆柱形的反应器壁304和头端盖306限定。作为备选，反应器208可具有使反应器208能够如本文所述那样操作的任何构造。在示例性实施例中，喷射器进给组件300大致竖直地定向，使得喷射器进给组件300穿过反应器208的顶部。作为备选，喷射器进给组件300可具有任何定向，包括但不限于大致水平的定向。
在示例性实施例中，壁304由至少一种陶瓷耐火材料制成，例如但不仅限于热回火砖。作为备选，壁304为流体冷却的，其中冷却流体可包括但不仅限于氮、水和/或蒸汽。盖306密封地联接到反应器208头端部分308的至少一部分上。腔302还由尾端盖(未示出)部分地限定，该尾端盖密封地联接到壁304的至少一部分上。更具体而言，尾端盖联接在反应器208的与部分308相对的尾端部分310处。作为备选，反应器208具有使IGCC 100能够如本文所述那样操作的任何构造。
喷射器进给组件300包括嘴尖312，嘴尖312插入穿过限定在头端盖306中的孔口314并使用公知的紧固方法密封地联接到头端盖306上。反应器208定向为使得喷射器进给组件300的轴向中心线316与气化腔302的纵向中心线318大致共线。喷射器进给组件300还包括如下文详细描述那样的冷却组件320。
作为备选，反应器208可包括多个喷射进给组件300，其中各组件300均具有中心线316，中心线316类似于中心线318而与预定轴向定向大致共线。各组件300均可具有竖直定向、水平定向或使反应器208能够如本文所述那样操作的任何定向。此外，反应器208的备选实施例可包括所有都充分类似地定向的多个组件300，或包括多个组件300，这些组件300包括至少一个组件300，其具有不同于所有剩余组件300的定向。
图4为沿区域4(图3中所示)截取的喷射器进给组件300的嘴尖312的示意性截面视图。图5为嘴尖312的另一示意性截面视图，其从图3中所示的透视图关于中心线316成90°定向。嘴尖312控制喷射器进给组件300与气化腔302之间的反应物供送流体的流动分布。
在示例性实施例中，冷却组件320的冷却水入口歧管326和冷却水出口歧管327至少部分地限定在嘴尖312中。冷却水入口歧管326和冷却水出口歧管327分别成流体连通地联接到外接嘴尖312的冷却通道330上。在一个实施例中，冷却通道330为环形。作为备选，冷却通道330可具有使冷却通道330能够如本文所述那样起作用的任何形状和/或定向。
反应物或浆料通道344限定在嘴尖312内。外部气态氧(GOX)通道345和内部GOX通道346也限定在嘴尖312中。内部GOX通道346和外部GOX通道345分别与限定在组件300内的内部氧通道和外部氧通道(均未示出)成流动连通地联接。作为备选，通道345和/或346可定向为引送能使气化反应器208操作的任何过程流体穿过嘴尖312，包括但不限于蒸汽、氮和/或二氧化碳。在示例性实施例中，冷却通道330大致外接外部GOX通道345。
在示例性实施例中，内部GOX通道346包括喷嘴348。浆料通道344也包括喷嘴350，以及外部GOX通道345也包括喷嘴352。喷嘴348，350和352有利于混合腔302内的反应物流。此外，喷嘴348，350和352也有利于改善浆料与氧之间的化学反应的效率。
在示例性实施例中，嘴尖312由多个独立构件制造为单体构件，该多个独立构件通过公知的联接方法连结在一起，例如包括硬钎焊或焊接。作为备选，嘴尖312可由包括直接金属激光烧结的方法形成。在另一实施例中，嘴尖312可制造为一件式组件。
图6为沿区域6(图5中所示)截取的嘴尖312的一部分的示意性截面视图。如上文所述，冷却通道330大致外接外部GOX通道345。外部GOX通道345还包括流动通路400，其形成外部GOX通道345的一部分。反应物经由流动通路400从入口402流至嘴尖端部404。在入口402与嘴尖端部404之间，流动通路400包括限定为邻近入口402的至少一个流动改变装置406。更具体而言，流动通路400还由外壁408与内壁410限定，而流动改变装置406由在流动改变装置406处改变方向的外壁408和内壁410形成。在示例性实施例中，流动改变装置406由外壁408和内壁410中的角度变化形成。作为备选，外壁408和/或内壁410可定形为(也即成弓形地)产生流动改变装置406(未示出)。
冷却通道330包括第一侧412和第二侧414。第一侧412靠近入口402和流动改变装置406，而第二侧414邻接流动通路400的嘴尖端部404。在另一实施例中，第一侧412可在流动改变装置406的下游。在又一实施例中，第一侧412可在流动改变装置406的上游，或可相对于中心线316形成在与流动改变装置406(未示出)相同的位置处。
内部冷却通道壁416分别在第一侧412与第二侧414之间延伸。在示例性实施例中，内部冷却通道壁416大致为平面的。然而，应当注意的是，内部冷却通道壁416可具有使嘴尖312能够如本文所述那样起作用的任何适合的形状(例如，弓形、无规则的，等)。
缓冲区418在内部冷却通道壁416与流动通路400外壁408之间。缓冲区418大致为实心的，且在示例性实施例中，由与嘴尖312的其余部分相同的材料制成。作为备选，嘴尖312和缓冲区418可由金属或诸如陶瓷材料之类的能使组件300如本文所述那样起作用的任何其它适合材料制成。
缓冲区宽度W在内部冷却通道壁416与流动通路400外壁408之间限定。在示例性实施例中，在第一侧412处的缓冲区418的第一宽度W1比在第二侧414处的缓冲区418的第二宽度W2更宽。
当内部冷却通道壁416为平面时，缓冲区418的宽度W从第一侧412到第二侧414均匀地渐缩。作为备选，当内部冷却通道壁为非平面的和/或不同地定向(例如，弓形、无规则的，等)，则缓冲区418具有对应的不同形状。
在操作中，当诸如氧之类的流体经由流动通路400从入口402流至嘴尖端部404时，则流体在流动改变装置406处改变流动方向。流动改变装置406还朝嘴尖端部404使流体加速。由于流动方向的改变，携带在流体中的颗粒在流动改变装置406处或附近冲击外壁408。由于流体以高速流动，故流体颗粒以类似的高速冲击外壁408。实际上，在一些情形下，冲击颗粒会点燃形成缓冲区418的材料。然而，由于缓冲区418限定在流动改变装置406处，故缓冲区418的附加宽度W有利于减小冲击颗粒将点燃形成缓冲区418的材料的可能性，如在下文将更为详细地描述。
此外，在示例性实施例中，流体颗粒在从入口402朝嘴尖端部404流动时加速。因此，在示例性实施例中，流体颗粒在离开嘴尖端部404并进入气化腔302时以其最快速度流动。由于提高了颗粒的速度，故流动通路400内的热应变通常在嘴尖端部404附近为最高的。因此，为了有利于冷却嘴尖312，冷却通道330的第二侧414定位成尽可能地靠近嘴尖端部404。
如上文所述，在示例性实施例中，第一宽度W1比第二宽度W2更宽。因此，缓冲区418在流动改变装置406处较宽(在该区域处，流体颗粒冲击外壁408)，而在流动通路400的嘴尖端部404附近最窄(在其中热应变通常为最高的)。因此，缓冲区418变化的宽度W有利于防止因流动改变装置406处或附近的冲击颗粒所造成的自动点火，且有利于通过冷却通道330在嘴尖端部404处加强对嘴尖312的冷却。
图7为组装进料喷射器例如图3中所示的进料喷射器300的示例性方法1000的流程图。首先，提供1002进料喷射器嘴尖312。进料喷射器312包括入口402、嘴尖端部404以及流动通路400，该流动通路400从入口402至嘴尖端部404沿纵向延伸穿过进料喷射器嘴尖312。所提供的进料喷射器嘴尖312还包括大致外接流动通路400的环形冷却通道330，以及将环形冷却通道330与流动通路400隔开的缓冲区418。方法1000还包括将进料喷射器嘴尖312联接1004到进料喷射器300上以使流体能够引送穿过流动通路400，使得流体在流过嘴尖端部404之前流过入口402，其中，在入口402处缓冲区418具有第一宽度W1，在嘴尖端部404处缓冲区418具有第二宽度W2，第一宽度W1比第二宽度W2更宽。此外，方法1000包括将冷却组件联接1006到进料喷射器300上以便引送冷却流体流穿过环形冷却通道330。
相比于公知的进料喷射器，本文所述的方法和设备由于冷却通道的形状和定向而减小了进料喷射器材料将自动点火的可能性。此外，相比于公知的进料喷射器，本文所述的方法和设备由于本文所述的冷却通道改善了喷射器进给组件的耐用性和稳定性而有利于减少维护、修理以及维护成本。
本文所述的方法及系统有利于加强气化系统的操作。具体而言，使用如本文所述的冷却通道有利于冷却进料喷射器的嘴尖部分。此外，使用如本文所述的冷却通道有利于抑制进料喷射器材料由于颗粒冲击而自动点火。冷却嘴尖部分和抑制进料喷射器点火改善了进料喷射器的耐用性和稳定性，且因此减少了与使用进料喷射器的IGCC设备相关的维护、修理和更换成本。此外，用于冷却如本文所述的进料喷射器的方法及设备有利于降低与IGCC设备相关的资金成本。
上文详细描述了与IGCC设备相关的冷却进料喷射器的示例性实施例。这些方法、设备和系统不限于本文所述的特定实施例或具体示出的进料喷射器和IGCC设备。尽管本发明根据各种具体实施例进行了描述，但本领域的技术人员将认识到的是本发明可结合处于权利要求的精神和范围内的改进来实施。
本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员构想出的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的同等结构元件，则认为这些实例处在权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种结合气化系统(200)使用的进料喷射器嘴尖(312)，所述进料喷射器嘴尖包括：
入口(402)；
嘴尖端部(404)；
从所述入口至所述嘴尖端部沿纵向延伸穿过所述进料喷射器嘴尖的流动通路(400)，所述流动通路由外壁(408)和内壁(410)限定；
环形冷却通道(330)，其大致外接所述流动通路且从所述入口延伸至所述嘴尖端部；以及
将所述环形冷却通道与所述流动通路隔开的缓冲区(418)，所述缓冲区在所述入口处具有第一宽度，所述缓冲区在所述嘴尖端部处具有第二宽度，所述第一宽度比所述第二宽度更宽。
2.根据权利要求1所述的进料喷射器嘴尖(312)，其特征在于，所述流动通路(400)还包括构造成用以使流体加速穿过所述流动通路的流动改变装置(406)。
3.根据权利要求2所述的进料喷射器嘴尖(312)，其特征在于，所述流动改变装置(406)至少为弯曲的和成角的中的一种。
4.根据权利要求1所述的进料喷射器嘴尖(312)，其特征在于，所述环形冷却通道(330)还包括从所述入口(402)延伸至所述嘴尖端部(404)的冷却通道壁(416)。
5.根据权利要求4所述的进料喷射器嘴尖(312)，其特征在于，所述冷却通道壁(416)从所述入口(402)至所述嘴尖端部(404)大致为平面的，所述缓冲区(418)的宽度从所述入口至所述嘴尖端部均匀地渐缩。
6.根据权利要求4所述的进料喷射器嘴尖(312)，其特征在于，所述冷却通道壁(416)为弓形。
7.根据权利要求1所述的进料喷射器嘴尖(312)，其特征在于，所述缓冲区(418)由金属材料和陶瓷材料中的一种制成。
8.一种气化系统(200)，包括：
反应容器(302)；以及
大致沿纵向延伸穿过所述反应容器的至少一个进料喷射器(300)，所述至少一个进料喷射器包括：
入口(402)；
嘴尖端部(404)；
从所述入口至所述嘴尖端部沿纵向延伸穿过所述进料喷射器的流动通路(400)，所述流动通路由外壁(408)和内壁(410)限定；
大致外接所述流动通路且从所述入口延伸至所述嘴尖端部的环形冷却通道(330)；以及
将所述环形冷却通道与所述流动通路隔开的缓冲区(418)，所述缓冲区在所述入口处具有第一宽度，所述缓冲区在所述嘴尖端部处具有第二宽度，所述第一宽度比所述第二宽度更宽。
9.根据权利要求8所述的气化系统(200)，其特征在于，所述流动通路(400)还包括构造成用以使流体加速穿过所述流动通路的流动改变装置(406)。
10.根据权利要求9所述的气化系统(200)，其特征在于，所述流动改变装置(406)至少为弯曲的和成角的中的一种。
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