[发明专利]气化器预热器燃料系统及其组装方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及气化系统，并且更具体地，涉及包括整体预热器燃料和调节剂喷射系统的气化器。这种气化器能够集成到整体煤气化联合循环（IGCC）发电系统或者任何其它的化学处理系统中。

背景技术

至少一些已知的用于发电的联合循环发电系统包括集成有至少一个发电涡轮机系统的气化系统。例如，已知的气化器将燃料、空气或氧气、蒸汽、以及/或者石灰石的混合物转化成部分可燃烧的气体（有时被称为“合成气”）的输出。所产生的热的可燃烧气体被供给至燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器为将电力供给至电网的发动机提供电力。来自至少一些已知的燃气涡轮发动机的排气被引导至余热蒸汽发生器，该余热蒸汽发生器产生蒸汽以用于驱动蒸汽涡轮机。由蒸汽涡轮机产生的电力还为电网提供额外的电力。

气化器趋向于成为典型的大型装置，其必须在开始实际气化过程之前进行预热。对气化器进行预热可能花费若干小时，原因是典型气化器的尺寸和体积。在至少一些已知的气化器中，预热器结构（包括用于燃料和氧化剂的喷射器或喷嘴）是可移除部件，其必须在预热之前插入到气化器外壳中并且随后在预热之后移除。移除部件之后，在实际气化过程能够开始之前，除了其它过程之外，必须安装、对准、固定和检查实际气化过程期间所使用的气化原料进给结构以防泄漏。预热器结构使用气体燃料进行操作，例如天然气或丙烷。然而，输送例如煤粉的燃料的气化器原料进给结构不适于输送天然气、丙烷、或者其它的气体或可雾化液剂。

移除预热器结构、以及随后安装气化进给结构可能花费若干小时。在该时间期间，气化器的内部可能开始冷却。因此，由于在气化器的内部形成衬里的耐火材料在气化过程能够开始之前必须处于最低“点火”温度，所以需要将气化器的内部预热至较高的温度并且/或者需要预热较长的时间周期，以便适应在预热器和气化进给设备转变期间所发生的热损失和温度损失。此外，工厂的工人可能被迫加快工作以便在气化器过多冷却之前完成气化原料喷射设备的安装。用于预热器和气化原料进给机构二者中的设备趋向于大型、沉重、并且繁琐和难以操纵。因此，预热器与气化结构之间的每次切换都涉及由于被移动的设备的特性而带来的安全问题，以及执行设备切换的工作人员所意识到的紧迫感。

在至少一些已知的其它气化系统中，预热器结构被设置在永久安装的气化器中。然而，这种预热器结构连续操作，包括在实际气化期间。这种设备的连续操作由于热循环而造成预热器结构的过早降级。因此，将期望提供能够解决上述的效率、安全和设备降级考虑因素的用于对工厂中的气化器进行预热的系统的方法。

发明内容

在一个方面中，提供一种气化器。该气化器包括容器，该容器包括圆顶，该圆顶具有延伸穿过其中的纵向轴线。该气化器还包括初级喷嘴组件，该初级喷嘴组件联接至圆顶，以用于在正常气化操作期间将气化器原料和氧化剂喷射到所述容器中。该气化器还包括预热器组件，该预热器组件固定地联接至所述容器，所述预热器组件被构造成将燃料和氧化剂中的至少一种、以及冷却剂和调节剂中的至少一种选择性地排放至所述容器中，以有利于在正常气化操作之前对所述气化器进行预热。

如上所述预热器组件还包括：

分配环；以及

至少一个供给线路，所述至少一个供给线路联接至所述分配环，并且联接至燃料源、氧化剂源、冷却剂源、和调节剂源中的至少一个。

如上所述分配环还包括：

外部管；以及

内部管，所述内部管由所述外部管限定，其中所述外部管选择性地联接至氧化剂源并且联接至冷却剂源和调节剂源中的至少一个，所述内部管选择性地联接至燃料源并且联接至冷却剂源和调节剂源中的至少一个。

如上所述气化器还包括：

多个第一孔，所述多个第一孔被限定在所述外部管的下部表面中；以及

多个第二孔，所述多个第二孔被限定在所述内部管的下部表面中，其中所述第二孔与所述第一孔基本同心地对准。

如上所述分配环还包括包围所述气化容器的纵向轴线的连续环形结构、以及以环形取向围绕所述纵向轴线间隔开的至少两个分离的环段中的一种。

如上所述分配环包括圆形横截面和矩形横截面中的一种。

如上所述预热器组件还包括点火器，所述点火器联接至所述分配环以用于点燃从所述分配环排放的燃料和氧化剂混合物。