給料注射器系統與方法技術方案

本發明專利技術涉及給料注射器系統與方法。給料注射器系統包括大致同心的通道，其中一個構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送到反應區，且另一個構造成用以使得以帶有及不帶有漩流的方式來傳送氧化劑流。

【技術實現步驟摘要】
給料注射器系統與方法
本文所公開的主題大體涉及整體氣化聯合循環(IGCC)發電系統，且更具體地，涉及用于將給料注入到氣化器中的系統。
技術介紹
一些氣化器將燃料、空氣或氧氣、溫度調節劑和/或渣料添加劑的混合物轉換成部分氧化氣體的輸出，其有時也稱為“合成氣”。合成氣供應給燃氣渦輪發動機的燃燒器，其為將電能供應至電網的發電機提供動力。來自燃氣渦輪發動機的排氣可供應至余熱回收蒸汽發生器，余熱回收蒸汽發生器產生蒸汽以驅動蒸汽輪機。由蒸汽輪機所生成的動力可例如用于驅動為電網提供電能的發電機。將燃料，空氣，氧氣，溫度調節劑(例如水或蒸汽)，渣料添加劑，或者它們的任何組合從兩個或更多個單獨的源通過將給料源聯接至給料噴嘴的給料注射器而注入到氣化器中。給料源作為兩個或更多個給料流而橫過給料注射器，并且在噴嘴下游的反應區中結合在一起。通常，漿料或其它燃料流通過使用沖擊射流、沖擊流、同軸剪切層或者它們的組合而與氧化劑混合，如美國專利4775314中所說明。此外，氣化給料注射器已使用了機械裝置來產生固體流的螺漩流路，如WO2004/094568中所述。需要使以氣動的方式傳送的固體給料與氧化劑恰當地混合
技術實現思路
對于氣化操作，傳統的給料注射器未使用漩流式流體氧化劑流來增強或控制漿料或燃料流的混合。本文所述的實施例涉及不同的混合選擇，且更具體地涉及用于以氣動的方式傳送的燃料的混合選擇，其中若干種包括漩流，若干種不需要漩流。根據本文所公開的一個實施例，給料注射器系統包括構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送到反應區的圓形截面(圓形)通道，以及與該圓形通道大致同心且構造成用以使流體氧化劑流具有漩流的環形截面(環形)通道。根據本文所公開的另一實施例，給料注射器系統包括：中心主體，與中心主體大致同心且構造成用于使第一流體氧化劑流具有漩流的第一環形通道，與第一環形通道大致同心且構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送到反應區的第二環形通道，以及與第二環形通道大致同心且構造成用于使第二流體氧化劑流具有漩流的第三環形通道。根據本文所公開的又一實施例，給料注射器系統包括：構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送到反應區的圓形通道，與圓形通道大致同心且構造成用于傳送第一流體氧化劑流的第一環形通道，與第一環形通道同心且構造成用于傳送液態漿料的第二環形通道，以及與第二環形通道同心且構造成用于傳送第二流體氧化劑流的第三環形通道。根據本文所公開的又一實施例，給料注射器系統包括：構造成用于傳送液態漿料的圓形通道，與圓形通道大致同心且構造成用于傳送第一流體氧化劑流的第一環形通道，與第一環形通道同心且構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送至反應區的第二環形通道，以及與第二環形通道同心且構造成用于傳送第二流體氧化劑流的第三環形通道。附圖說明在參照附圖閱讀了以下詳細說明之后，將會更好地理解本專利技術的這些和其它特征、方面和優點，其中，在所有附圖中，相似的標號代表相似的部件，其中：圖1示意了根據本文所公開的一個實施例的具有一個圓形通道和一個環形通道的給料注射器系統的實施例；圖2示意了根據本文所公開的另一個實施例的具有會聚的環形通道的給料注射器系統的實施例；圖3示意了根據本文所公開的方面的具有兩個額外的環形通道的給料注射器系統的實施例；圖4示意了根據本文所公開的方面的、圖3中所示的具有相反方向的漩流的給料注射器系統的截面圖；圖5示意了根據本文所公開的方面的、圖3中所示的具有相同方向的漩流的給料注射器系統的截面圖；圖6示意了根據本文所公開的另一個實施例的給料注射器系統的實施例；具體實施方式本文所公開的實施例包括用于將給料注入氣化器中的系統和方法。如本文所用，單數形式“該”、“此”包括復數的所指對象，除非上下文另有其它明確指示。圖1示意了給料注射器系統10的一個實施例，給料注射器系統10包括圓形截面通道12和環形截面通道14。第一圓柱壁13限定了圓形通道12。圓形通道12處于中心且構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送到氣化器中的反應區。使用傳送氣體來使粉化固體燃料傳送經過圓形通道12。圓形通道12的直徑足夠大，以容許粉化固體燃料給料穿過，同時避免通道磨損。第二圓柱壁15圍繞第一圓柱壁13且與其大致同心。在圖1中將第二圓柱壁15顯示為部分省略以便于觀察。第一圓柱壁和第二圓柱壁之間的間隔限定了與圓形通道12大致同心的環形通道14。流體氧化劑流流過環形通道14。環形通道14包括多個漩流葉片24的布置，以使流體氧化劑流的流速具有切向速度分量(換句話說，以使流體氧化劑流具有漩流)。如圖1中所見，漩流葉片附連至第一圓柱壁13的外表面。在另一實施例中，漩流葉片24附連至壁15的內表面。在又一實施例中，漩流葉片24的一部分附連至壁13的外表面，且漩流葉片24的另一部分附連至壁15的內表面。在又一實施例中，漩流葉片中的一些附連至壁13的外表面和壁15的內表面兩者上。在再一實施例中，漩流葉片通過容許給料注射器系統以本文所提供的方式來工作的任何裝置保持就位。漩流的目的是增強以氣動的方式傳送經過圓形通道12的粉化固體燃料給料與流過環形通道14的流體氧化劑流之間的混合。環形通道14的排出端16可延伸超出圓形通道12的排出端18。在如圖1中所示的一個實施例中，排出端的最靠近管道15的中心軸線(內表面)的表面是直的。在如圖2中所示的另一實施例中，環形通道14的排出端17構造成以便會聚粉化固體燃料和氧化劑的流。在圖2的實施例中，管道15的內表面從排出端17上游的某軸向位置處起圓形直徑開口(內徑)減小，在排出端17處或其附近達到最小內徑。這就在第二圓柱壁內部于排出端17處產生了漏斗狀輪廓，以用于會聚粉化固體燃料與流體氧化劑流的組合流。參看圖3，在另一實施例中，環形通道14包括第一環形通道，且給料注射器系統還包括第二環形通道20。第二環形通道20與第一環形通道大致同心且由第二圓柱壁15和第三圓柱壁19之間的間隔限定。在一個實施例中，第二環形通道20構造成用以傳送液態漿料。液態漿料可包括，例如，液態載體流體和含碳燃料，渣化(slagging)添加劑，再循環固體，或者它們的組合。在某些實施例中，可傳送漿料和非漿料物質的組合。在另一實施例中，圓形通道12構造成以便傳送液態漿料，且第二環形通道20構造成以便以氣動的方式將粉化固體燃料給料從相應的源傳送到氣化器中的反應區。圖3另外示意了由第三圓柱壁19和第四圓柱壁21之間的間隔限定且與第二環形通道20大致同心的第三環形通道22。第三環形通道22的排出端23延伸超出圓形通道12的排出端、第一環形通道14的排出端和第二環形通道20的排出端。圖3中省略了第二圓柱壁15，第三圓柱壁19以及第四圓柱壁21的部分，以便于觀察。在實施例中，當其中存在第三環形通道時，使第二流體氧化劑流傳送經過第三環形通道。第三環形通道22還可包括多個漩流葉片24的布置，以使第二流體氧化劑流具有切向速度分量。漩流葉片附連到第三圓柱壁19的外表面、第四圓柱壁21的內表面、兩個表面，或者由容許給料注射器以本文所述的方式來起作用的任何其它方式保持就位。如有需要，可以使用例如間隔件或定心翅片(centeringfins)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種給料注射器系統１０，其包括：　構造成用于以氣動的方式將粉化固體燃料給料從源傳送到反應區的圓形通道１２；以及　與所述圓形通道１２大致同心且構造成以便為流體氧化劑流賦予漩流的環形通道１４。

【技術特征摘要】
US 2008-4-30 12/1120851.一種用于氣化器的給料注射器系統(50)，其包括：中心主體(51)，包括圓柱形部件(52)和自所述圓柱形部件(52)延伸的錐形部件(53)；第一環形通道(54)，與所述中心主體(51)的所述圓柱形部件(52)大致同心，構造成用以為流體氧化劑流賦予漩流；第二環形通道(56)，與所述第一環形通道大致同心，且構造成用于傳送粉化固體燃料給料；和第三環形通道(58)，與所述第二環形通道大致同心且構造成用以為第二氧化劑流賦予漩流；其中所述第一環形通道(54)包括附連到圓柱內壁的外表面以及圓柱外壁的內表面中的一個或兩者上的多個漩流葉片(24)，所述內壁和外壁構成所述第一環形通道，以及...

【專利技術屬性】
技術研發人員：DW達維斯，JS斯蒂芬森，JT布倫伯格，SB坦貝，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]