CN104903651B - 燃烧炉及加压型煤气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃烧炉及加压型煤气化炉。本发明的燃烧炉及加压型煤气化炉中，设置：燃烧炉主体(41)，能够吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及点火火炬(42)，配置在燃烧炉主体(41)的内侧，从基端部传播火焰并从前端部送出，通过将点火火炬(42)的前端部(42a)相对于燃烧炉主体(41)的前端部(41a)配置在基端部侧，减轻点火时的点火火炬的前端部中的热负载，由此能够提高耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于加压型煤气化炉等火炉的燃烧炉以及具有该燃烧炉的加压型煤气化炉。
背景技术
例如，在煤炭煤气化炉等煤气化炉中，在启动用燃烧炉的附近设置有用于对该启动用燃烧炉点火的点火火炬。
作为现有的点火火炬，例如有下述专利文献1中记载的点火火炬。该专利文献1的点火火炬构成为从煤气化炉的外侧延伸至内侧，并且在位于煤气化炉外的一端侧设置有点火部，以便燃料和燃烧用空气从煤气化炉的一端送入，并向该煤气化炉的另一端送出火焰。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2011-117713号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述现有的点火火炬中，在位于煤气化炉外的基端部侧设置有点火部。因此，使用点火火炬对启动用燃烧炉点火时，通过点火部形成的火焰通过配管内向前端部侧传播，对从启动用燃烧炉的前端部吐出的燃料气体点火。此时，由于点火火炬的配管具有规定长度，因此在火焰传播时产生热伸长。如此一来，点火火炬的前端部比启动用燃烧炉的前端部更向前方突出，点火时易承受热负载。点火火炬的前端部形成有火焰保持部，因此有可能因点火时的热负载而烧损火焰保持部。
本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种通过减轻点火火炬前端部的热负载来实现耐久性的提高的燃烧炉及加压型煤气化炉。
用于解决课题的方法
用于实现上述目的的本发明的燃烧炉，其具有：燃烧炉主体，能够吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及点火火炬，配置在所述燃烧炉主体的内侧，从基端部传播火焰并从前端部送出，所述点火火炬的前端部相对于所述燃烧炉主体的前端部配置在基端部侧。
因此，在从燃烧炉主体吹入的燃料气体被点火而形成火焰时，由于点火火炬的前端部相对于燃烧炉主体的前端部位于基端部侧，因此能够相对于燃烧炉主体的火焰减轻点火火炬前端部中的热负载，能够提高耐久性并延长寿命。
本发明的燃烧炉，其中，在所述点火火炬非工作期间，所述点火火炬的前端部配置在比所述燃烧炉主体的前端部更靠基端部侧。
因此，在非工作期间，点火火炬的前端部位于后退位置，因此能够相对于燃烧炉主体的火焰减轻点火火炬前端部中的热负载。
本发明的燃烧炉，其中，所述点火火炬的非工作期间包括从所述点火火炬的基端部向前端部传播火焰之前、或者对来自所述燃烧炉主体的燃料气体点火之后停止基于所述点火火炬的火焰传播之后。
因此，在从点火火炬的基端部向前端部传播火焰之前、或者对来自燃烧炉主体的燃料气体点火之后停止基于点火火炬的火焰传播之后，点火火炬的前端部位于后退位置，因此能够相对于燃烧炉主体的火焰减轻点火火炬前端部中的热负载。
本发明的燃烧炉，其中，在所述点火火炬工作期间，所述点火火炬的前端部配置在与所述燃烧炉主体的前端部大致相同的位置。
因此，由于在工作期间点火火炬的前端部位于与燃烧炉主体的前端部大致相同的位置，此时，通过从基端部传播并从前端部送出的火焰，能够对从燃烧炉主体吹入的燃料气体适当地进行点火。
本发明的燃烧炉，其中，所述点火火炬的工作期间包括从所述点火火炬的基端部向前端部传播火焰的期间。
因此，从点火火炬的基端部向前端部传播火焰时，点火火炬的前端部位于与燃烧炉主体的前端部大致相同的位置，因此能够通过点火火炬对从燃烧炉主体吹入的燃料气体适当地进行点火。
本发明的燃烧炉，其中，所述点火火炬的非工作期间的前端部的位置考虑传播火焰的配管的长度而设定。
因此，能够适当地设定点火火炬中的工作期间的位置与非工作期间的位置。
本发明的燃烧炉，其中，在所述点火火炬的基端部设置有点火部，在所述点火部的燃料流动方向下游侧设置有开闭阀。
因此，通过在点火火炬的基端部设置点火部，能够不依赖于前端部侧的状态而轻松地进行点火部的检查。并且，通过在点火部的燃料流动方向的下游侧设置开闭阀，能够通过关闭该开闭阀来分离基端部侧与前端部侧，即使在需要检查时，也能够通过关闭开闭阀来使点火部侧与火焰分离，并能够轻松地进行检查。
并且，本发明的加压型煤气化炉，其中，具有：燃烧炉主体，固定于火炉壁，能够向火炉内吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及点火火炬，以配置在所述燃烧炉主体的内侧的方式固定于所述火炉壁，从基端部传播火焰并从前端部送出，所述点火火炬的前端部相对于所述燃烧炉主体的前端部配置在基端部侧。
因此，在从燃烧炉主体吹入的燃料气体被点火而形成火焰时，点火火炬的前端部相对于燃烧炉主体的前端部位于基端部侧，因此能够相对于燃烧炉主体的火焰减轻点火火炬前端部中的热负载，能够提高耐久性并延长寿命。
发明效果
根据本发明的燃烧炉及加压型煤气化炉，点火火炬的前端部相对于燃烧炉主体的前端部配置在基端部侧，因此能够相对于燃烧炉主体的火焰减轻点火火炬前端部中的热负载，能够提高耐久性并延长寿命。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例所涉及的燃烧炉的示意图。
图2是表示本实施例的燃烧炉的作用的示意图。
图3是本实施例的煤炭煤气化炉容器的纵剖视图。
图4是表示本实施例的煤炭煤气化炉容器的横剖视图的图3的A-A剖视图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明所涉及的燃烧炉的优选实施例进行详细说明。另外，本发明并不受该实施例的限定，并且，实施例有多个时，还包括将各实施例组合而构成的实施例。
实施例
图1是表示本发明的一实施例所涉及的燃烧炉的示意图，图2是表示本实施例的燃烧炉的作用的示意图，图3是本实施例的煤炭煤气化炉容器的纵剖视图，图4是表示本实施例的煤炭煤气化炉容器的横剖视图的图3的A-A剖视图。
如图3及图4所示，本实施例中，煤气化炉(加压型煤气化炉)1从下朝上依次具有轻烧室3、燃烧部5及减压部7。轻烧室3中设置有启动用燃烧炉(燃烧炉)12。对于启动用燃烧炉12，将进行后述，在燃烧炉主体41的内侧配置点火火炬42而构成。
燃烧部5中设置有微粉碳燃烧器14及焦炭燃烧器16。减压部7中设置有煤气化燃烧器18。轻烧室3中燃烧通过启动用燃烧炉12投入喷雾的轻油，其产生的燃烧气体加热上部的燃烧部5。并且，成为煤炭点火温度以上的燃烧部5中，成为仅投入到该燃烧部5的煤气化剂的空气和煤炭燃烧而成为高温，煤炭中的灰溶解而流下，在燃烧部5中燃烧而生成的高温气体会上升。减压部7中，从燃烧部5上升的高温气体与重新投入的煤炭发生反应，能够有效地将煤炭转换为气体。
本实施例中，启动用燃烧炉12对置配置有多个，以便在煤气化炉1内形成回转流。如图1所示，该启动用燃烧炉12由燃烧炉主体41及点火火炬42构成。燃烧炉主体41能够吹入混合有燃料和空气的燃料气体。点火火炬42配置在燃烧炉主体41的内侧，能够从基端部传播火焰并从前端部送出。并且，燃烧炉主体41能够通过点火火炬42的火焰进行点火，并作为启动用燃烧炉12形成火焰。
燃烧炉主体41中设置有形成于外筒51与内筒52之间的燃料气体通道53，在前端部形成有能够向煤气化炉1内吹入燃料气体的喷嘴54。该外筒51及内筒52呈圆筒形状，固定于火炉壁1a，在基端部设置有未图示的气体燃料供给部及燃烧用空气供给部。
点火火炬42配置在燃烧炉主体41的内侧，呈圆筒形状并固定于火炉壁1a。该点火火炬42中作为主要部分从煤气化炉1外的基端部依次设置有混合燃料和燃烧用空气的混合室20、点火部22、开闭阀24、燃烧管26及火焰保持部28。
混合室20中设置有燃料供给口30及燃烧用空气供给口31。因此，燃料与燃烧用空气在该混合室20内充分混合，通过设置于燃料流动的下游侧的点火部22点火。作为点火部22，适当地使用基于电热塞或点火器等的点火。
混合室20及点火部22配置在煤气化炉1的外部。并且，在混合室20与遍及煤气化炉1内而延伸的燃烧管26之间设置有开闭阀24。开闭阀24设置于煤气化炉1的外部。该开闭阀24通过开闭通道能够使点火部22侧与煤气化炉1侧之间的流体流通或隔断流体。燃烧管26的前端部设置有内径大于该燃烧管26的火焰保持部28，火焰保持部28的内部固定有火焰保持板28a。
并且，供辅助燃料流通的辅助燃料管32从炉外向炉内插入，通过燃烧管26的一侧向火焰保持部28延伸。能够通过该辅助燃料管32向火焰保持部28供给辅助燃料。
以上说明的本实施例的启动用燃烧炉12如下工作。
点火火炬42在点火之前首先从燃烧用空气供给口31仅供给燃烧用空气，使点火部22赤热。在点火部22的温度上升至点火温度之后，从燃料供给口30向混合室20内供给燃料，燃料与燃烧用空气被混合。此时的空气比(实际的投入空气量/理论上必要的空气量)为0.4～0.7左右。
被混合的燃料气体在点火部22点火而形成火焰。火焰通过被打开的开闭阀24，并在燃烧管26中传播。并且，从燃烧管26到达火焰保持部28的火焰在火焰保持部28内成为主火焰并燃烧。此时，相对于火焰保持部28从辅助燃料管32供给辅助燃料。由此，在火焰保持部28中成长的主火焰稳定地燃烧。
另一方面，燃烧炉主体41中，从喷嘴54向煤气化炉1内吹入混合有空气和燃料的燃料气体。点火火炬42中，若火焰保持部28的主火焰稳定，则从该火焰保持部28向外部流出，因此从燃烧炉主体41吹入煤气化炉1内的燃料气体通过来自点火火炬42的火焰被点火，启动用燃烧炉12被点火。
接着，对开闭阀24的使用方法进行说明。
煤气化炉1主要为了促进煤炭的燃烧煤气化反应，炉内除了高温条件之外，还需始终保持高压状态。因此，检查点火火炬42时，需要将加压运行中的煤气化炉的所有设备减压至常压的时间，检查后再加压时的各种动力的运转会花费大幅成本及能量。
如此，需要检查点火火炬42时，使用设置在设置于煤气化炉1外部的点火部22的燃料流动的下游侧的开闭阀24。即，在枪点火时或启动燃烧炉运行期间，在点火火炬42中发生故障而需要检查时，在该状态下关闭开闭阀24。由此，煤气化炉1内与点火部22侧被隔断，因此使点火部22侧向大气开放，实施检查工作。
这样构成的本实施例的启动用燃烧炉12中，点火火炬42的前端部42a相对于燃烧炉主体41的前端部41a配置在基端部侧(炉外侧)。
具体而言，在点火火炬42非工作期间，点火火炬42的前端部42a配置在比燃烧炉主体41的前端部41a更靠基端部侧。点火火炬42的非工作期间是指从点火火炬42的基端部向前端部传播火焰之前、或对来自燃烧炉主体41的燃料气体点火之后停止基于点火火炬42的火焰传播之后。
并且，在点火火炬42工作期间，点火火炬42的前端部42a配置在与燃烧炉主体41的前端部41a大致相同的位置。点火火炬42的工作期间是指从点火火炬42的基端部向前端部传播火焰的期间。
此时，点火火炬42的非工作期间的前端部42a的位置考虑传播火焰的配管(燃烧管26等)的长度而设定。即，点火火炬42具有规定长度，因此从基端部朝向前端部传播火焰时，以火炉壁1a的基点使基端部热伸长，并且向前端部热伸长。因此，点火火炬42在火焰传播的工作期间，设定点火火炬42的非工作期间的后退距离L，以便点火火炬42的前端部42a位于与燃烧炉主体41的前端部41a大致相同的位置。
以下，对本实施例的启动用燃烧炉12的作用及效果进行说明。
启动用燃烧炉12在启动之前，点火火炬42的前端部42a位于相对于燃烧炉主体41的前端部41a后退距离L的基端部侧。其中，若点火火炬42工作，则火焰从基端部侧朝向前端部侧传播，因此燃烧管26被加热而成为高温，沿长边方向朝向前端部侧发生热伸长。如此一来，如图2所示，点火火炬42的前端部42a位于与燃烧炉主体41的前端部41a大致相同的位置。因此，燃烧炉主体41接收来自点火火炬42的火焰，吹入煤气化炉1内的燃料气体被点火，能够作为启动用燃烧炉12形成火焰。
之后，若启动用燃烧炉12(燃烧炉主体41)的火焰稳定，则停止基于点火火炬42的火焰传播，并仅供给燃烧用空气。因此，点火火炬42中，燃烧管26被冷却而温度下降。如此一来，点火火炬42沿长边方向朝向基端部侧收缩，如图1所示，前端部42a位于从燃烧炉主体41的前端部41a后退的位置。因此，点火火炬42的前端部42a保持于从燃烧炉主体41的前端部41a向内部后退的位置，因此因燃烧炉主体41的火焰引起的热负载得到减轻，可防止烧损。
如此，本实施例的燃烧炉中，设置：燃烧炉主体41，能够吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及点火火炬42，配置在燃烧炉主体41的内侧，从基端部传播火焰并从前端部送出，点火火炬42的前端部42a相对于燃烧炉主体41的前端部41a配置在基端部侧。
因此，在从燃烧炉主体41吹入的燃料气体被点火而形成火焰时，由于点火火炬42的前端部42a相对于燃烧炉主体41的前端部41a位于基端部侧，因此能够相对于燃烧炉主体41的火焰减轻点火火炬42的前端部42a中的热负载，能够提高耐久性并延长寿命。
本实施例的燃烧炉中，在点火火炬42非工作期间，点火火炬42的前端部42a配置在比燃烧炉主体41的前端部41a更靠基端部侧。因此，在非工作期间，点火火炬42的前端部位于后退位置，因此能够相对于燃烧炉主体41的火焰减轻点火火炬42的前端部42a中的热负载。
具体而言，在从点火火炬42的基端部向前端部传播火焰之前、或者对来自燃烧体主体41的燃料气体点火之后停止基于点火火炬42的火焰传播之后，点火火炬42的前端部42a位于后退位置，因此能够相对于燃烧炉主体41的火焰减轻点火火炬42的前端部42a中的热负载。
本实施例的燃烧炉中，在点火火炬42工作期间，点火火炬42的前端部42a配置在与燃烧炉主体41的前端部41a大致相同的位置。因此，由于在工作期间，点火火炬42的前端部42a位于与燃烧炉主体41的前端部41a大致相同的位置，此时，通过从基端部传播并从前端部送出的火焰，能够对从燃烧炉主体41吹入的燃料气体适当地进行点火。
具体而言，从点火火炬42的基端部向前端部传播火焰时，点火火炬42的前端部42a位于与燃烧炉主体41的前端部41a大致相同的位置，因此能够通过点火火炬42对从燃烧炉主体41吹入的燃料气体适当地进行点火。
本实施例的燃烧炉中，点火火炬42的非工作期间的位置考虑传播火焰的燃烧管26的长度而设定。因此，能够适当地设定点火火炬42中的工作期间的位置与非工作期间的位置。
并且，本实施例的燃烧炉中，在点火火炬42的基端部设置点火部22，在该点火部22的燃料流动方向的下游侧设置开闭阀24。因此，能够不依赖于煤气化炉1内的状态而轻松地进行点火部22的检查。并且，通过关闭开闭阀24，能够分离煤气化炉1内与点火部22侧，其结果，即使由于各种不良情况而需要检查时，也能够通过关闭开闭阀24来使点火部22侧与煤气化炉1分离，能够不依赖于煤气化炉1内的状态而轻松地进行检查。
并且，本实施例的煤气化炉1中，设置：燃烧炉主体41，固定于火炉壁1a并能够向火炉内吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及点火火炬42，以配置在燃烧炉主体41内侧的方式固定于火炉壁1a，从基端部传播火焰并从前端部送出，点火火炬42的前端部42a相对于燃烧炉主体41的前端部41a配置在基端部侧。
因此，能够相对于燃烧炉主体41的火焰减轻点火火炬42的前端部42a中的热负载，能够提高耐久性并延长寿命。
另外，上述实施例中，将本发明的燃烧炉适用于煤气化炉1，但并不限定于煤气化炉1。并且，由点火部22、开闭阀24、燃烧管26及火焰保持部28构成了点火火炬42，但并不限定于该结构及配置。
符号说明
1-煤气化炉，1a-火炉壁，12-启动用燃烧炉(燃烧炉)，20-混合室，22-点火部，24-开闭阀，26-燃烧管，28-火焰保持部，41-燃烧炉主体，41a-前端部，42-点火火炬，42a-前端部。
Claims (6)
1.一种燃烧炉，其特征在于，具有：
燃烧炉主体，能够吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及
点火火炬，配置在所述燃烧炉主体的内侧，从基端部传播火焰并从前端部送出，
在所述点火火炬非工作期间，所述点火火炬的前端部配置在比所述燃烧炉主体的前端部更靠基端部侧，
在所述点火火炬工作期间，所述点火火炬的前端部通过热伸长而配置在与所述燃烧炉主体的前端部大致相同的位置。
2.根据权利要求1所述的燃烧炉，其特征在于，
所述点火火炬的非工作期间包括从所述点火火炬的基端部向前端部传播火焰之前、或者对来自所述燃烧炉主体的燃料气体点火之后停止基于所述点火火炬的火焰传播之后。
3.根据权利要求1所述的燃烧炉，其特征在于，
所述点火火炬的工作期间包括从所述点火火炬的基端部向前端部传播火焰的期间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧炉，其特征在于，
所述点火火炬非工作期间的前端部的位置考虑传播火焰的配管的长度而设定。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧炉，其特征在于，
在所述点火火炬的基端部设置有点火部，在所述点火部的燃料流动方向的下游侧设置有开闭阀。
6.一种加压型煤气化炉，其特征在于，具有：
燃烧炉主体，固定于火炉壁，能够向火炉内吹入混合有燃料和空气的燃料气体；及
点火火炬，以配置在所述燃烧炉主体的内侧的方式固定于所述火炉壁，从基端部传播火焰并从前端部送出，
在所述点火火炬非工作期间，所述点火火炬的前端部配置在比所述燃烧炉主体的前端部更靠基端部侧，
在所述点火火炬工作期间，所述点火火炬的前端部通过热伸长而配置在与所述燃烧炉主体的前端部大致相同的位置。
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