用于啟動(dòng)氣化器中的氣化反應(yīng)的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于啟動(dòng)氣化器中的氣化反應(yīng)的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括氣化器。氣化器包括配置在氣化室周圍的耐火材料和配置在耐火材料周圍的封殼。系統(tǒng)還包括點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化室中并以小于近似982℃的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。
【專利說(shuō)明】用于啟動(dòng)氣化器中的氣化反應(yīng)的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中公開(kāi)的主題涉及氣化器，并且更特別地，涉及用于啟動(dòng)氣化器中的氣化反應(yīng)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣化器設(shè)計(jì)成通過(guò)使含碳原料與氧氣發(fā)生反應(yīng)而生成合成氣體或合成氣。在完成氣化循環(huán)或氣化器的跳閘發(fā)生之后，可合乎需要的是再起動(dòng)氣化器。然而，用以再起動(dòng)氣化器(例如，在熱再起動(dòng)情況或熱交換情況下)的時(shí)間段被氣化器內(nèi)的溫度限制。在氣化器溫度下降到再起動(dòng)氣化器所需的溫度閾值之下的情況下，需要安裝預(yù)熱燃燒器以將氣化器加熱到用于利用原料發(fā)生的成功氣化反應(yīng)(例如，點(diǎn)火)的閾值之上。由于該延遲，故可損失用于使原料氣化的有價(jià)值時(shí)間，這進(jìn)而可導(dǎo)致化學(xué)品的生產(chǎn)損失、電力的生成損失等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在下面總結(jié)與原始要求權(quán)利的本發(fā)明的范圍相稱的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例不意圖限制要求權(quán)利的本發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)要總結(jié)。實(shí)際上，本發(fā)明可包含可與下面闡述的實(shí)施例相似或不同的各種形式。
[0004]根據(jù)第一實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括氣化器。氣化器包括配置在氣化室周圍的耐火材料和配置在耐火材料周圍的封殼。系統(tǒng)還包括點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化室中并以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。
[0005]根據(jù)第二實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化器的氣化室中并啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0006]根據(jù)第三實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化器的氣化室中并以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0007]—種系統(tǒng)，其包括:氣化器，其包括:配置在氣化室周圍的耐火材料；以及配置在耐火材料周圍的封殼；以及點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化室中并以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。
[0008]優(yōu)選地，封殼包括至少一個(gè)側(cè)壁，其中，點(diǎn)燃裝置聯(lián)接于至少一個(gè)側(cè)壁，并且點(diǎn)燃裝置的一部分延伸穿過(guò)耐火材料到氣化室中。
[0009]優(yōu)選地，系統(tǒng)包括氣化燃料噴射器，其中，點(diǎn)燃裝置聯(lián)接于氣化燃料噴射器。
[0010]優(yōu)選地，氣化燃料噴射器包括噴射器凸緣和噴射器末端，并且點(diǎn)燃裝置與噴射器凸緣集成并延伸至噴射器末端。
[0011]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置包括延伸到氣化室中以啟動(dòng)氣化反應(yīng)的至少一個(gè)桿，其中，至少一個(gè)桿構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0012]優(yōu)選地，至少一個(gè)桿構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)桿的安培數(shù)測(cè)量。
[0013]優(yōu)選地，系統(tǒng)包括構(gòu)造成經(jīng)由安培數(shù)測(cè)量監(jiān)測(cè)至少一個(gè)桿的健康讀數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0014]優(yōu)選地，至少一個(gè)桿構(gòu)造成耐受在近似1090° C至2760° C之間的范圍內(nèi)的溫度。
[0015]優(yōu)選地，至少一個(gè)桿被電氣地加熱到982° C至1650° C之間的溫度以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0016]一種系統(tǒng)，其包括:點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化器的氣化室中并啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)，其中，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0017]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。
[0018]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成聯(lián)接于氣化器的封殼的側(cè)壁或頂壁，并且點(diǎn)燃裝置的一部分構(gòu)造成延伸穿過(guò)氣化器的耐火材料到氣化室中。
[0019]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成與氣化燃料噴射器的噴射凸緣集成并延伸至氣化燃料噴射器的噴射器末端的末端。
[0020]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置包括至少一個(gè)桿，并且至少一個(gè)桿構(gòu)造成耐受在近似1090° C至2760° C之間的范圍內(nèi)的溫度。
[0021]優(yōu)選地，至少一個(gè)桿被電氣地加熱到982° C至1650° C之間的溫度以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0022]一種系統(tǒng)，其包括:點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化器的氣化室中并以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)，其中，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0023]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成聯(lián)接于氣化器的封殼的側(cè)壁或頂壁，并且點(diǎn)燃裝置的一部分構(gòu)造成延伸穿過(guò)氣化器的耐火材料到氣化室中。
[0024]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成與氣化燃料噴射器的噴射凸緣集成并延伸至氣化燃料噴射器的噴射器末端的末端。
[0025]優(yōu)選地，點(diǎn)燃裝置包括至少一個(gè)桿，并且至少一個(gè)桿構(gòu)造成耐受在近似1090° C至2760° C之間的范圍內(nèi)的溫度。
[0026]優(yōu)選地，至少一個(gè)桿被電氣地加熱到982° C至1650° C之間的溫度以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]當(dāng)參考附圖閱讀下列詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在該附圖中，同樣的標(biāo)記遍及附圖表示同樣的部件，其中:
圖1是包括點(diǎn)燃裝置的氣化器的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D；
圖2是聯(lián)接于氣化器的封殼的側(cè) 壁的點(diǎn)燃裝置的實(shí)施例在圖1的線2-2內(nèi)截取的截面?zhèn)纫晥D；以及
圖3是與氣化燃料噴射器集成的點(diǎn)燃裝置的實(shí)施例在圖1的線3-3內(nèi)截取的截面?zhèn)纫晥D。
[0028]部件列表
106氣化器108點(diǎn)燃裝 置150軸向軸線或方向152徑向軸線或方向154周向軸線或方向156封殼
158第一端部部分160第二端部部分162中間部分164頂壁166底壁168側(cè)壁170耐火材料172壁組件174外部176內(nèi)部178氣化室180燃料噴射器186縱向軸線187 出口188距離190噴射軸線194箭頭196附圖標(biāo)記204出口軸線206桿
208監(jiān)測(cè)系統(tǒng)210控制器212熱面層214隔尚層
216可鑄造或纖維絕緣層
218密封件
220絕緣體
222第一部分
224第二部分
226 開(kāi)口
228 開(kāi)口
230 開(kāi)口
232氧氣
234末端236第一氧氣通路 238燃料 240燃料通路 242第二氧氣通路 244室或通道 246噴射器凸緣 248近側(cè)上游端部 250絕緣體?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029]將在下面描述本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)特定實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，可不在說(shuō)明書中描述實(shí)際實(shí)施的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在任何這種實(shí)際實(shí)施的開(kāi)發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)方案中，必須作出許多實(shí)施特定決定以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目的，諸如服從系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，其可因?qū)嵤┒悺４送?，?yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這種開(kāi)發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開(kāi)的技術(shù)人員而言將不過(guò)為設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。
[0030]當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”意圖指的是存在元件中的一個(gè)或更多個(gè)。用語(yǔ)“包含”、“包括”和“具有”意圖為包括的，并且指的是可存在除了列出元件之外的附加元件。
[0031]本公開(kāi)涉及用于以較低的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化器內(nèi)的氣化反應(yīng)的系統(tǒng)。特別地，系統(tǒng)包括點(diǎn)燃裝置，其延伸到氣化室中來(lái)以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)(例如，點(diǎn)火)。點(diǎn)燃裝置可聯(lián)接于氣化器的封殼的側(cè)壁或頂壁，并且延伸穿過(guò)耐火材料到氣化器室中。可選地，點(diǎn)燃裝置可與氣化燃料噴射器的噴射器凸緣集成。聯(lián)接于側(cè)壁(或頂壁)或與氣化燃料噴射器的噴射器凸緣集成的點(diǎn)燃裝置可包括一個(gè)或更多個(gè)桿。這些桿可被電氣地加熱(例如，到近似982° C至小于近似1650° C之間的溫度)來(lái)以較低的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化反應(yīng)。一個(gè)或更多個(gè)桿的安培數(shù)可被測(cè)量和監(jiān)測(cè)以確定一個(gè)或更多個(gè)桿的健康讀數(shù)。另外，桿可至少部分地絕緣(例如，與側(cè)壁)以阻止氣化器的某些構(gòu)件(例如，側(cè)壁)的加熱。通過(guò)以較低的耐火材料溫度實(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)的啟動(dòng)(例如，點(diǎn)火)，點(diǎn)燃裝置改進(jìn)單元的可靠性和可用性。
[0032]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是包括點(diǎn)燃裝置108的實(shí)施例的氣化器106的截面?zhèn)纫晥D。氣化器106和點(diǎn)燃裝置108可為氣化設(shè)備或動(dòng)力設(shè)備(諸如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)動(dòng)力設(shè)備)的一部分。然而，公開(kāi)的實(shí)施例不受限于任何特別應(yīng)用，并且因此公開(kāi)的實(shí)施例可與任何類型的應(yīng)用一起使用。如在下面詳細(xì)討論的，點(diǎn)燃裝置108的各種實(shí)施例可以以較低的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化反應(yīng)。特別地，點(diǎn)燃裝置108可以以小于982° C(1800° F)的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化反應(yīng)。
[0033]氣化器106可具有軸向軸線或方向150、徑向軸線或方向152和周向軸線或方向154。氣化器106包括封殼156 (也被稱為殼)，其起到用于氣化器106的殼體或外殼的作用。封殼156包括第一端部部分158和第二端部部分160。中間部分162由封殼156的軸向地位于第一端部部分158與第二端部部分160之間的區(qū)段限定。第一端部部分158和第二端部部分160分別包括穹頂形頂壁164和三角形(例如，錐形)底壁166。平行于軸線150的側(cè)壁168(例如，環(huán)形側(cè)壁)配置在頂壁164與底壁166之間的中間部分162中。
[0034]不出的實(shí)施例還包括作襯里在同心地配置在封殼156內(nèi)側(cè)的氣化器壁164、166、168的內(nèi)側(cè)上的耐火材料170。在某些實(shí)施例中，耐火材料170可包括多個(gè)層。耐火材料170和封殼156形成使氣化器106的外部174與氣化器106的內(nèi)部176分離的壁組件172。內(nèi)部176包括氣化室178或燃燒室，其中，熱解、燃燒、氣化或它們的組合可發(fā)生。壁組件172構(gòu)造成在氣化期間阻止傳熱和氣態(tài)成分從內(nèi)部176泄漏至外部174。另外，耐火材料170可由耐火材料(例如，陶瓷)制成，并且設(shè)計(jì)成充當(dāng)氣化器106內(nèi)的熱保護(hù)層。例如，耐火材料170或耐火材料絕緣襯里可由在暴露于高溫時(shí)維持其預(yù)定物理和化學(xué)特性的任何材料制成。除了保護(hù)封殼156免受高溫操作之外，耐火材料170可控制熱損失，并且用作用于用來(lái)起動(dòng)氣化器106的燃燒過(guò)程的熱源。實(shí)際上，耐火材料170可在氣化器106變成能夠以氣化模式操作之前加熱到等于或高于溫度閾值的溫度。
[0035]在圖1中示出的實(shí)施例中，燃料噴射器180 (例如，氣化燃料噴射器)配置在封殼156的第一端部部分158的頂壁164中。燃料噴射器180與出口 187縱向地偏置距離188，并且包括確定源自燃料噴射器180的流的大體方位的噴射軸線190。燃料噴射器180可構(gòu)造成將燃料、氧氣(例如，空氣或任何含氧混合物)或燃料與氧氣的混合物噴射到氣化室178中。例如，燃料噴射器180可噴射呈含碳原料(諸如煤、石油或生物質(zhì))形式的燃料。事實(shí)上，燃料噴射器180可噴射適合于經(jīng)由氣化生產(chǎn)合成氣體或合成氣的任何材料(例如，有機(jī)材料，諸如木料或塑料廢料)。在某些實(shí)施例中，燃料可為干燃料或液態(tài)漿料，諸如煤漿。在其它實(shí)施例中，燃料噴射器180可單獨(dú)或與適合的燃料結(jié)合噴射受控的量的氧氣。在特定實(shí)施例中，燃料噴射器180可包括一個(gè)或更多個(gè)通路。例如，燃料噴射器180可包括用以噴射燃料的一個(gè)或更多個(gè)燃料通路和用以噴射氧氣的一個(gè)或更多個(gè)氧氣通路。
[0036]在示出的實(shí)施例中，噴射軸線190平行于軸線150，并且垂直于氣化器106的徑向軸線152。換言之，噴射軸線190平行于縱向軸線186。這種特征具有如下效果:在使用期間沿如由箭頭194指示的大體向下方向(例如，下游流動(dòng)方向)引導(dǎo)從燃料噴射器180出現(xiàn)的流體流穿過(guò)氣化室178。在某 些實(shí)施例中，噴射軸線190可以以近似O至45度、O至30度、O至20度或O至10度之間的角度遠(yuǎn)離縱向軸線186被引導(dǎo)。此外，燃料噴射器180的某些實(shí)施例可提供發(fā)散噴霧，例如，源自燃料噴射器180的流體流可如由附圖標(biāo)記196指示地沿大體向下方向(例如，下游流動(dòng)方向)朝向側(cè)壁168向外發(fā)散。
[0037]在示出的氣化器106的實(shí)施例中，得到的合成氣沿著由出口軸線204大體限定的路徑經(jīng)由出口 187從氣化器106出現(xiàn)。就是說(shuō)，合成氣經(jīng)由氣化器106的底壁166中的位置離開(kāi)氣化器106。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本文中公開(kāi)的氣化器設(shè)計(jì)可與其中出口未配置在底壁中的各種其它氣化系統(tǒng)一起使用。例如，公開(kāi)的實(shí)施例可與氣流床氣化器結(jié)合使用。在這種實(shí)施例中，穿過(guò)氣化室178的流的方向可向上穿過(guò)氣化器106,即，沿與箭頭194相反的方向。在這些系統(tǒng)中，得到的合成氣可離開(kāi)位于氣化器106的頂壁164上或附近的出口，而熔渣可通過(guò)底壁166離開(kāi)。再例如，公開(kāi)的實(shí)施例可使用在流化床氣化器中。同樣地，這種裝置中的出口可位于氣化器106的頂壁164附近，這是因?yàn)榱鞯姆较虼篌w向上。
[0038]以上提到的點(diǎn)燃裝置108延伸到氣化器106的氣化室178中。點(diǎn)燃裝置108的長(zhǎng)度基于點(diǎn)燃裝置108相對(duì)于燃料噴射器180的氣化器幾何形狀和位置而變化。在某些實(shí)施例中，點(diǎn)燃裝置108聯(lián)接于氣化器106的側(cè)壁168。在一些實(shí)施例中，點(diǎn)燃裝置108聯(lián)接于氣化器106的頂壁164。特別地，點(diǎn)燃裝置108的一部分延伸穿過(guò)耐火材料170到氣化室178中?？蛇x地或另外，點(diǎn)燃裝置108聯(lián)接于燃料噴射器180。例如，點(diǎn)燃裝置106與噴射器凸緣集成，并且以平行方式延伸到并超過(guò)燃料噴射器180的噴射器末端。與燃料噴射器180集成的點(diǎn)燃裝置108包括一個(gè)或更多個(gè)桿206 (例如，輝光桿(glow rod))。桿206被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。在某些實(shí)施例中，桿206可被加熱到近似982。C 至 1650° C、近似 982。C 至 1200° C、近似 1200° C 至 1650° C、近似 1350° C至1400° C以及它們之間的所有子范圍之間的溫度，以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。例如，桿206可被加熱到1371° C(2500° F)的溫度以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。加熱的桿206使得能夠以在從小于近似990° C至小于970° C的范圍內(nèi)的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。在某些實(shí)施例中，加熱的桿206使得能夠以小于近似982° C(1800° F)的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。在某些實(shí)施例中，桿206可部分地絕緣，例如以防止側(cè)壁加熱。桿206可由高溫金屬(例如，鎢、鉬和/或銥)、合金或陶瓷制成。例如，桿206的材料可耐受在近似1090° C至2760° C、近似1090° C至1800° C、近似1800° C至2760° C的范圍和它們之間的任何其它子范圍內(nèi)的溫度。提到的范圍在下面也適用。
[0039]桿206還使得能夠進(jìn)行安培數(shù)測(cè)量。特別地，點(diǎn)燃裝置108聯(lián)接于測(cè)量或接收桿206的安培數(shù)的測(cè)量值的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208。這使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208能夠監(jiān)測(cè)桿206的健康讀數(shù)以確定桿206是否在期望的健康讀數(shù)極限內(nèi)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208可包括用以調(diào)節(jié)桿206的健康壽命的監(jiān)測(cè)以及桿206的電氣加熱的控制器210。在某些實(shí)施例中，控制器210可與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208分離。期望健康讀數(shù)極限可在每個(gè)點(diǎn)燃裝置108近似3至5安培的范圍內(nèi)，但是可基于點(diǎn)燃裝置108的設(shè)計(jì)而變化。因此，低于近似3安培的安培數(shù)測(cè)量值指示桿206需要替換。桿206可為可替換的。另外，桿206可用于多次開(kāi)動(dòng)，直到健康讀數(shù)落在期望極限之外。可選地，桿206可為犧牲的，并且僅在單次開(kāi)動(dòng)之后被替換。桿206足夠小以確保在它們脫落到氣化器106中的情況下沒(méi)有損壞。通過(guò)以較低的耐火材料溫度實(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)的啟動(dòng)(例如，點(diǎn)火)，點(diǎn)燃裝置108的實(shí)施例改進(jìn)單元的可靠性和可用性。
[0040]圖2是聯(lián)接于氣化器106的封殼156的側(cè)壁168的點(diǎn)燃裝置108的實(shí)施例在圖1的線2-2內(nèi)截取的截面?zhèn)纫晥D。如描繪的，點(diǎn)燃裝置108包括桿206。在某些實(shí)施例中，點(diǎn)燃裝置108包括一個(gè)或更多個(gè)桿206。桿206延伸穿過(guò)側(cè)壁168和耐火材料170到氣化室178中。特別地，桿206沿徑向152延伸到氣化室178中。耐火材料170包括多個(gè)層。特別地，耐火材料170包括與氣化室178交界的熱面層212、使熱面層212與側(cè)壁168隔離的隔離層214和可鑄造或纖維絕緣層216。密封件218在側(cè)壁168附近配置在桿206周圍。絕緣體220配置在密封件218內(nèi)，從而使桿206的第一部分222和第二部分224 (例如，加熱的部分)分離。絕緣體220可提供電絕緣和熱絕緣兩者。熱絕緣防止側(cè)壁168被桿206加熱。桿206延伸穿過(guò)側(cè)壁168的開(kāi)口 226、絕緣體220的開(kāi)口 228和耐火材料170的開(kāi)口230。如以上提到的，桿206被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。特別地，桿206的第二部分224被電氣地加熱。桿206可被加熱到近似982° C至1650° C、近似982° C至1200° C、近似1200° C至1650° C、近似1350° C至1400° C以及它們之間的所有子范圍之間的溫度，以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。加熱的桿206使得能夠以小于近似982° C(1800° F)的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。桿206可由高溫金屬(例如，鎢、鉬和/或銥)、合金或陶瓷制成。例如，桿206的材料可耐受在近似1090° C至2760° C的范圍內(nèi)的溫度。
[0041]如上所述，桿206可聯(lián)接于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208和/或控制器210。來(lái)自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208和/或控制器210的電線聯(lián)接于桿206的第一部分222。如上所述，電線可實(shí)現(xiàn)桿206的第二部分224的加熱并監(jiān)測(cè)桿206的安培數(shù)測(cè)量值。桿206可為可替換的。另外，桿206可用于多次開(kāi)動(dòng)。可選地，桿206可為犧牲的，并且僅在單次開(kāi)動(dòng)之后被替換。桿206足夠小以確保在其脫落到氣化器106中的情況下沒(méi)有損壞。通過(guò)以較低的耐火材料溫度實(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)的啟動(dòng)(例如，點(diǎn)火)，點(diǎn)燃裝置108改進(jìn)單元的可靠性和可用性。
[0042]圖3是與燃料噴射器180集成的點(diǎn)燃裝置108的實(shí)施例在圖1的線3_3內(nèi)截取的截面?zhèn)纫晥D。雖然將描述用于燃料噴射器180的通路的一種布置，但是取決于特別燃燒系統(tǒng)的要求，其它布置為可能的。穿過(guò)燃料噴射器180的最內(nèi)部材料為氧氣232，其通過(guò)第一氧氣通路236引導(dǎo)至燃料噴射器180的末端234。第一氧氣通路236供應(yīng)用于燃料噴射器180的末端234下游的燃燒的氧氣232。氧氣232可包括但不受限于純氧氣、氧氣混合物和空氣。接下來(lái)的最外部材料為燃料238，其通過(guò)燃料通路240引導(dǎo)至末端234。因此，燃料通路240以同軸或同心布置包圍第一氧氣通路236。燃料238可包括干燃料、漿狀燃料、液態(tài)燃料或它們的任何組合。燃料通路240將燃料238引導(dǎo)至來(lái)自第一氧氣通路236的氧氣232的剛好下游，以增強(qiáng)燃料與氧氣的混合。接下來(lái)的最外部材料為氧氣232，其通過(guò)第二氧氣通路242引導(dǎo)至燃料噴射器180的末端234。因此，第二氧氣通路242以同軸或同心布置包圍燃料通路240。第二氧氣通路242可將氧氣232引導(dǎo)至燃料238與來(lái)自第一氧氣通路236的氧氣232的混合物以產(chǎn)生用于有效燃燒的細(xì)噴霧。來(lái)自第二氧氣通路242的氧氣232也可包括但不受限于純氧氣、氧氣混合物和空氣。如圖3所示，室或通道244可在燃料噴射器180的末端234附近形成在第二氧氣通路242中。在某些實(shí)施例中，通路236、240和242可朝向縱向軸線186會(huì)聚或成角度以將材料引導(dǎo)至末端234，并且通道244可在末端234附近配置在通路236、240和242的會(huì)聚部分中。
[0043]如示出的，點(diǎn)燃裝置108在燃料噴射器180的近側(cè)上游端部248處與噴射器凸緣246集成，并且以平行方式沿軸線方向150延伸到并超過(guò)噴射器末端234。如描繪的，點(diǎn)燃裝置108包括沿軸線方向150延伸到氣化室178中的桿206。桿206經(jīng)由絕緣體250至少部分地絕緣，以防止其它構(gòu)件(諸如燃料噴射器180或頂壁164)的加熱。每個(gè)絕緣體250以同軸或同心布置包圍每個(gè)桿206的一部分。如以上提到的，桿206被電氣地加熱以啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。桿206可被加熱到近似982° C至1650° C、近似982° C至1200° C、近似1200° C至1650° C、近似1350° C至1400° C以及它們之間的所有子范圍之間的溫度，以啟動(dòng)氣化反應(yīng)。加熱的桿206使得能夠以小于近似982° C(1800° F)的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)。桿206可由高溫金屬(例如，鎢)、合金或陶瓷制成。例如，桿206的材料可耐受在近似1093° C至2760° C之間的范圍內(nèi)的溫度。
[0044]如上所述，桿206可經(jīng)由電線聯(lián)接于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)208和/或控制器210，以實(shí)現(xiàn)桿206的加熱以及桿206的安培數(shù)測(cè)量值的監(jiān)測(cè)。桿206可為可替換的。另外，桿206可用于多次開(kāi)動(dòng)?？蛇x地，桿206可為犧牲的，并且僅在單次開(kāi)動(dòng)之后被替換。桿206足夠小以確保在它們脫落到氣化器106中的情況下沒(méi)有損壞。通過(guò)以較低的耐火材料溫度實(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)的啟動(dòng)(例如，點(diǎn)火)，點(diǎn)燃裝置108改進(jìn)單元的可靠性和可用性。[0045]公開(kāi)的實(shí)施例的技術(shù)效果包括提供用于以較低的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化器106內(nèi)的氣化反應(yīng)的系統(tǒng)。特別地，系統(tǒng)包括點(diǎn)燃裝置108，其延伸到氣化室178中來(lái)以小于近似1204° C(2200° F)的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化室178內(nèi)的氣化反應(yīng)(例如，點(diǎn)火)。在某些實(shí)施例中，點(diǎn)燃裝置108以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)氣化反應(yīng)。點(diǎn)燃裝置108可包括與燃料噴射器180的噴射器凸緣246集成的電氣加熱桿206或延伸穿過(guò)耐火材料170到氣化室178中的、聯(lián)接于側(cè)壁169的桿206。通過(guò)以較低的耐火材料溫度實(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)的啟動(dòng)(例如，點(diǎn)火)，點(diǎn)燃裝置108改進(jìn)單元的可靠性和可用性。
[0046]該書面的描述使用實(shí)例以公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)顯著差別的 等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，其包括: 氣化器，其包括: 配置在氣化室周圍的耐火材料；以及 配置在所述耐火材料周圍的封殼；以及 點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到所述氣化室中并以小于近似982° C的耐火材料溫度啟動(dòng)所述氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述封殼包括至少一個(gè)側(cè)壁，其中，所述點(diǎn)燃裝置聯(lián)接于所述至少一個(gè)側(cè)壁，并且所述點(diǎn)燃裝置的一部分延伸穿過(guò)所述耐火材料到所述氣化室中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括氣化燃料噴射器，其中，所述點(diǎn)燃裝置聯(lián)接于所述氣化燃料噴射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化燃料噴射器包括噴射器凸緣和噴射器末端，并且所述點(diǎn)燃裝置與所述噴射器凸緣集成并延伸至所述噴射器末端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)燃裝置包括延伸到所述氣化室中以啟動(dòng)所述氣化反應(yīng)的至少一個(gè)桿，其中，所述至少一個(gè)桿構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)所述氣化反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)桿構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)所述至少一個(gè)桿的安培數(shù)測(cè)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括構(gòu)造成經(jīng)由所述安培數(shù)測(cè)量監(jiān)測(cè)所述至少一個(gè)桿的健康讀數(shù)的監(jiān)`測(cè)系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)桿構(gòu)造成耐受在近似1090° C至2760° C之間的范圍內(nèi)的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)桿被電氣地加熱到982°C至1650° C之間的溫度以啟動(dòng)所述氣化反應(yīng)。
10.一種系統(tǒng),其包括: 點(diǎn)燃裝置，其構(gòu)造成延伸到氣化器的氣化室中并啟動(dòng)所述氣化室內(nèi)的氣化反應(yīng)，其中，所述點(diǎn)燃裝置構(gòu)造成被電氣地加熱以啟動(dòng)所述氣化反應(yīng)。
【文檔編號(hào)】C10J3/00GK103484162SQ201310231819
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】A.馬宗達(dá), J.C.施萊赫爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司