改进的气化进料注射器和相关方法技术

用于气化设备的进料注射器，该进料注射器包括会聚于出口端（１８）的多根同心管（１２、１４、１６），所述多根同心管中的至少一根在内侧的管子具有固定在其外表面上的多个静态螺旋扭转混合元件（４４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景本专利技术涉及通常与燃气涡轮发电站有关的燃料气化设备(fuelgasification apparatus)，具体而言，涉及用于向锅炉或其它燃烧装置中引入燃料组分的进料注射器(feed injector)。常常将蒸汽加到氧气流中并将含黑水(black water)的蒸汽和/或烟灰加到燃料流中。本专利技术为一种装置，该装置旨在在进料注射器本身当中增进蒸汽与氧气的混合和/或增进燃料与黑水流的混合。
技术实现思路
根据本专利技术的示范性实施方案，将混合装置引入到常规进料注射器中，以增进原料流的良好混合。在示范性实施方案中，将多个静态螺旋扭转混合元件(static，helically-twisted mixing element)加在注射器径向最内层管的外表面上，以确保在注射器中央管和中间管之间的中部环带中流动的燃料和黑水流均匀地混合(乳化)，并均匀地输送至注射器端部(injector tip)周围的所有位置。在示范性实施方案中，将六组或六组以上的混合器元件加在中央管的外表面上。使这些混合元件沿中央管或筒位于距离注射器端部尽可能远的位置，例如，在距离注射器端部约12英寸以内。这种定位使燃料中的黑水再凝聚(re-agglomeration)的概率最小化。在示范性构形中，多对或多组的混合元件沿左手和右手方向排列，各混合元件环绕中央管外周延伸约180°。因而，一方面，示范性实施方案包括用于气化过程的进料注射器，该<br>进料注射器包括会聚于出口端的多根同心管，多根同心管中的至少一根在内侧的管子(interior tube)具有固定在其外表面上的多个静态螺旋扭转混合元件。另一方面，示范性实施方案包括用于气化设备的进料注射器，在所述气化设备中混合不同的燃料组分流，所述进料注射器包括：会聚于所述注射器出口端的多根同心设置管，所述多根同心设置管限定了至少两个环形-->通道和一个中央通道；和固定在所述多根同心设置管中的在内侧的管子上的多个静态螺旋扭转混合元件，所述混合元件左右手交替成对排列。再一方面，示范性实施方案包括经由进料注射器向燃烧装置供给燃料组分的方法，该方法包括(a)提供进料注射器，该进料注射器包括会聚于出口端的多根同心管，所述同心管包括外管、中间管和中央管，从而形成两个环形通道和一个中央通道；(b)在两个环形通道中的径向上在内侧的一个通道内，将多个静态螺旋扭转混合元件固定到至少中央管的外周表面上；以及(c)经由两个环形通道和中央通道供给燃料组分，而经由所述出口端排出。现将结合下述附图对本专利技术进行详细地说明。附图说明图1为常规气化器进料注射器的侧视图；图2为图1所示的注射器的左端正视图；图3为穿过图1所示注射器的端部的局部截面图；图4为根据本专利技术的示范性实施方案引入静态混合元件的气化器进料注射器的简化侧视图；图5为取自图4所示注射器的中央管的局部侧视图；以及图6为如图5所示的中央管的透视图。具体实施方案图1～3示例了常规气化器进料注射器10，其通常包括第一径向外管或筒12、第二中间管或筒14和中央管或筒16。外筒12从注射器的前端部18向后延伸至大约注射器的中间位置，其在此终止于第一管接头20(coupling)。第一外筒具有邻近管接头20的进口22。中间筒14从端部18向后超过管接头20延伸至第二管接头24，筒14在此终止。邻近管接头24，筒14具有进口26。径向中央管或筒16从前端部18向后超过第一和第二管接头20、24延伸至第三管接头28，中央管或筒16在此终止。邻近管接头28，中央管或筒16具有进口30。从而，所述构形形成会聚于前端部18的三个纵向排列的同心通道或环带32、34和中央通道36。在典型的气化过程中，进口22作为向径向外环带32供给氧气/蒸汽的主进口；进口26作为向中间或中-->部环带34供给燃料/蒸汽或水(黑水)的主进口；以及进口30作为向径向内通道或中央通道36供给氧气/蒸汽的次进口。所述具体进料组分仅是示范性的。冷却旋管(cooling coil)38环绕注射器的端部，经进口40向该旋管供水，水经出口42离开该旋管。就这点而言(To this point)，该说明将应用于已知的气化器注射器。根据本专利技术的示范性实施方案，如图4～6所示，将静态混合元件44加在中央管或筒16的外部。在示范性实施方案中，将混合元件44固定在中央管或筒16的外周。所述混合元件由螺旋扭转刚性板形成，各元件沿右手或左手方向扭转180°。如图4和5所示，具有3组(或3对)左手元件46和3组(或3对)右手元件48。十二个元件或板位于尽可能靠近注射器前端部18的位置，例如距离所述端部约12英寸。这种定位使燃料中的黑水再凝聚的概率最小化。可将定子混合元件(stator mixing element)焊接在管16的外表面上。对于除邻近端部18的最后一对元件以外的所有元件，各元件均可具有三个1英寸的焊段(两个在端部，一个在中部)。最接近端部18的最后一对元件44应具有满焊缝(full weld)。这种配置确保：如果一个元件44与管16脱离，则在其离开端部前邻近端部18的元件44将会将其“抓住”。另外，各元件典型的轴向长度为5.89英寸，对于约84英寸长的注射器，应用于中央管的整个静态混合器部分的轴向长度可为35～38英寸数量级。所述尺寸仅是示范性的，可随注射器的大小、混合要求等而改变。应当理解的是，在管16上，混合器元件组46、48的数量以及所述元件的螺距可根据所要求的混合度改变。还应当理解的是，如果需要的话，混合器元件还可应用于中间管14的外部，从而作为加在中央管16上的混合元件的替换体或作为除加在中央管16上的混合元件以外的元件，在通道32内增进混合。尽管结合目前认为最实用且最优选的实施方案对本专利技术进行了说明，然而应当理解的是本专利技术不受限于所披露的实施方案，相反，而是意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种改进和等价构形。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气化设备的进料注射器，其包括会聚于出口端的多根同心管，所述多根同心管中的至少一根在内侧的管子具有固定在其外表面上的多个静态螺旋扭转混合元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-4-18 11/107,8111.一种用于气化设备的进料注射器，其包括会聚于出口端的多根同心
管，所述多根同心管中的至少一根在内侧的管子具有固定在其外表面上的
多个静态螺旋扭转混合元件。
2.权利要求1的进料注射器，其中所述多根同心管包括三根管，所述
三根管包括中央管、径向中间管和径向外管，从而形成径向外环形通道、
径向中间环形通道和中央通道，所述多个静态螺旋扭转混合元件固定在所
述径向中间管和外管中的至少一个的外表面上。
3.权利要求2的进料注射器，其中所述多个静态螺旋扭转混合元件固
定在所述中央管的外表面上。
4.权利要求1的进料注射器，其中所述多个静态螺旋扭转混合元件包
括轴向上邻近的多组螺旋扭转板，每组包括两块螺旋扭转板。
5.权利要求4的进料注射器，其中所述邻近的多组螺旋扭转板分别沿
左手和右手方向排列。
6.权利要求4的进料注射器，其中所述螺旋扭转板中的每一个都环绕
所述外表面延伸180°。
7.权利要求1的进料注射器，其中所述静态螺旋扭转混合元件焊接在
所述外表面上。
8.权利要求4的进料注射器，其中所述螺旋扭转板中的每一个都焊接
在所述外表面上。
9.权利要求2的进料注射器，其还包括所述径向外通道的氧气/蒸汽主
进口；所述中央通道的氧气/蒸汽次进口；和所述径向中间通道的燃料/黑水
/蒸汽进口。
10.权利要求1的进料注射器，其中所述出口端被冷却旋管环绕。
11.一种用于气化设备的进料注射器，在所述气化设备中混合不同的
燃料组分流，所述进料注射器包括：会聚于所述注射器出...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利C钱，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]