[发明专利]用于增加燃料喷射器寿命的系统

说明书

技术领域

在本文中公开的主题涉及燃料喷射器，且更具体地，涉及用于气化器的燃料喷射器。

背景技术

各种燃烧系统使用燃料喷射器，以将燃料喷入燃烧室。例如，整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备包括带有一个或更多燃料喷射器的气化器。燃料喷射器将例如有机给料的燃料和氧气及蒸汽一起供应到气化器中，以产生合成气。通常，燃烧发生在燃料喷射器下游。然而，火焰的临近处和/或来自燃烧的热可损坏燃料喷射器和/或降低燃料喷射器的寿命，特别是如果燃料喷射器超过一定温度时。因此，水冷却盘管可绕各个燃料喷射器盘卷以提供水冷却。不幸的是，水冷却盘管可在燃料喷射器中引起明显的热梯度，从而增加应力裂纹在燃料喷射器中形成的可能性。

发明内容

以下概述了与最初所主张权利的发明的范围相称的某些实施例。这些实施例并非意图限制所主张权利的发明的范围，相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包括与以下阐述的实施例可能类似或不同的各种形式。

在第一实施例中，系统包括气化燃料喷射器。气化燃料喷射器包括：构造成喷射燃料的燃料导管；构造成喷射氧气的第一氧气导管；构造成喷射氧气的第二氧气导管；构造成流动冷却气体的冷却气体导管。冷却气体是阻燃性的。

在第二实施例中，系统包括燃料喷射器。燃料喷射器包括：构造成喷射燃料的燃料导管；构造成喷射氧气的第一氧气导管；构造成在燃料喷射器和燃料喷射器下游的燃烧区域之间喷射含碳气体的含碳气体导管。

在第三实施例中，系统包括燃烧室和联接至燃烧室的燃料喷射器。燃料喷射器包括：构造成喷射燃料的燃料导管；构造成喷射氧气的第一氧气导管；和构造成冷却燃料喷射器的多个泻流冷却(effusion cooling)孔。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中贯穿附图，相似符号代表相似零件，其中：

图1是结合根据一个实施例的燃料喷射器的IGCC发电设备的方块图；

图2是带有冷却气体导管的燃料喷射器的一个实施例的轴向横截面图；

图3是带有冷却气体导管的燃料喷射器的实施例的径向横截面图；以及

图4是带有冷却气体导管、冷却液体导管和冷却盘管的燃料喷射器的一个实施例的轴向横截面图。

零部件列表

100整体煤气化联合循环(IGCC)系统

102燃料源

103给料制备单元

104燃料喷射器

105冷却剂

106气化器

108渣

110气体净化器

111硫

112硫处理器

113盐

114水处理单元

116碳捕获系统

118燃气涡轮发动机

120燃烧器

122空气分离单元(ASU)

123补充的空气压缩机

124稀释剂(DGAN)压缩机

128冷却塔

130涡轮

131驱动轴

132压缩机

134负载

136蒸气涡轮发动机

138热回收蒸气发生(HRSG)系统

140第二负载

142冷凝器

152轴向轴线

154上游侧

156末端

158氧气

160第一氧气导管

161第一氧气出口

162燃料

164燃料导管

165燃料出口

166预混合区域

168第二氧气导管

169第二氧气出口

170冷却气体

172冷却气体导管

173冷却气体出口

174径向冷却孔

178角度

200带有气体和液体冷却两者的燃料喷射器

202冷却液体

204冷却液体导管

206入口

208出口

210冷却盘管

具体实施方式