專利名稱：用于監(jiān)視密封組件的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及反應(yīng)室，此類反應(yīng)室包括在用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC) 發(fā)電設(shè)備的氣化系統(tǒng)中，且更具體地，涉及用于監(jiān)視兩種過(guò)程流體之間的密封功能性的方法和裝置。
背景技術(shù)：
大部分已知的IGCC設(shè)備包括與至少一個(gè)發(fā)電渦輪機(jī)系統(tǒng)成一體的氣化系統(tǒng)。例如，至少一些已知的氣化系統(tǒng)將燃料、空氣或氧氣、蒸汽和/或CO2的混合物轉(zhuǎn)換成合成氣體或“合成氣”。該合成氣被引導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)供電的發(fā)電機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器。 來(lái)自至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣被供應(yīng)到生成用于驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)的蒸汽的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)。蒸汽輪機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力還驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)供電的發(fā)電機(jī)。至少一些已知的氣化系統(tǒng)包括噴射系統(tǒng)，其為氣化反應(yīng)器供給過(guò)程流體，以有利于至少一個(gè)放熱反應(yīng)。噴射系統(tǒng)可包括多個(gè)同心的卡口，這些卡口組合形成多個(gè)通道，各個(gè)通道為氣化反應(yīng)器供給過(guò)程流體。然而，當(dāng)前的卡口設(shè)計(jì)，且更具體地，此類系統(tǒng)所使用的卡口末端可能由于組裝和/或維護(hù)的問(wèn)題而受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，提供了一種用于在噴射器給料組件內(nèi)監(jiān)視密封組件的功能性的方法。該方法包括為密封組件提供緩沖流體，測(cè)量緩沖流體的壓力和流率的至少其中一個(gè)，以及至少部分地基于該緩沖流體的壓力和流率的至少其中一個(gè)而確定密封組件的功能性。在另一方面，提供了一種密封監(jiān)視系統(tǒng)，用于監(jiān)視噴射器給料組件中的至少一個(gè)密封組件的功能性。噴射器給料組件包括第一部段和第二部段，第二部段構(gòu)造成用于聯(lián)接到第一部段上，其中第一部段和第二部段各包括限定至少一個(gè)通道的至少一個(gè)壁。該系統(tǒng)包括緩沖流體供給系統(tǒng)，其用于將緩沖流體供給定位在第一部段和第二部段之間的密封組件。該系統(tǒng)還包括緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)，其配置成監(jiān)視供給密封組件的緩沖流體的壓力和緩沖流體的流率的至少其中一個(gè)，并至少部分地基于緩沖流體壓力和緩沖流體流率的至少其中一個(gè)而確定密封組件的功能性。在又一方面，提供了一種發(fā)電設(shè)備。發(fā)電設(shè)備包括至少一個(gè)碳質(zhì)反應(yīng)劑源、至少一個(gè)氧化的流體反應(yīng)劑源和至少一個(gè)反應(yīng)器。該至少一個(gè)反應(yīng)器包括至少一個(gè)噴射裝置，其與該至少一個(gè)碳質(zhì)反應(yīng)劑源以及至少一個(gè)氧化的流體反應(yīng)劑源保持流動(dòng)連通。該至少一個(gè)噴射裝置包括轉(zhuǎn)接器和末端部段。末端部段構(gòu)造成可釋放地聯(lián)接在轉(zhuǎn)接器上，其中轉(zhuǎn)接器和末端部段各包括限定至少一個(gè)通道的至少一個(gè)壁。該至少一個(gè)噴射裝置還包括一種緩沖流體壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其構(gòu)造成將緩沖流體供給定位在轉(zhuǎn)接器和末端部段之間的至少一個(gè)密封組件，并監(jiān)視該至少一個(gè)密封組件的功能性。


圖1是一種示例性整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的示意圖。圖2是可用于生成合成氣體，例如可與圖1中所示的IGCC發(fā)電設(shè)備一起使用的氣化反應(yīng)器的示意性的橫截面圖；圖3是可與圖2中所示的氣化反應(yīng)器一起使用的示例性噴射器給料組件的示意性的透視圖；圖4是圖3中所示的示例性噴射器給料組件的分解圖；圖5是圖3中所示的示例性噴射器給料組件的一部分的示意性的透視圖；圖6是沿著區(qū)域6所取的噴射器給料組件的末端部分的示意性的橫截面圖，其可與圖5的噴射器給料組件一起使用；圖7是圖5中所示的示例性末端部分的另一示意性的橫截面圖；圖8是包括緩沖流體供給管道的示例性噴射裝置的透視圖；圖9是監(jiān)視噴射裝置中的密封件的示例性方法的方框圖；且圖10是一種示例性密封壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)的管道和儀表簡(jiǎn)圖。零部件列表100IGCC 設(shè)備110燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)114燃?xì)鉁u輪118第一發(fā)電機(jī)120 第一轉(zhuǎn)子130蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)132蒸汽渦輪134第二發(fā)電機(jī)136 第二轉(zhuǎn)子140蒸汽發(fā)生系統(tǒng)142HRSG144熱傳遞裝置146蒸汽導(dǎo)管148排氣導(dǎo)管150蒸汽導(dǎo)管152煙囪氣導(dǎo)管200氣化系統(tǒng)202空氣分離單元204空氣導(dǎo)管206 導(dǎo)管208反應(yīng)器2IOO2 導(dǎo)管211制漿單元212材料供給導(dǎo)管213供水導(dǎo)管
214漿狀物導(dǎo)管215·處理單元216漁導(dǎo)管217 導(dǎo)管218熱合成氣導(dǎo)管219合成氣導(dǎo)管220原質(zhì)合成氣導(dǎo)管22ILTGC 單元222細(xì)料導(dǎo)管228清潔合成氣導(dǎo)管230酸性氣體脫除子系統(tǒng)300噴射裝置302氣化腔303緩沖流體控制和監(jiān)視系統(tǒng)304反應(yīng)器壁306頭部端蓋308頭端部分310尾端部分312末端部分314 孔316軸向中心線318縱向中心線319噴射器給料組件320第一再循環(huán)區(qū)域321內(nèi)部氧氣供給部段322第二再循環(huán)區(qū)域323漿狀物供給部段3 2 402供給部段3 2 502旁路管線326冷卻流體入口歧管327冷卻流體出口歧管3 冷卻流體線圈329安裝凸緣332卡口轉(zhuǎn)接器部分334模塊化末端336外部GOX卡口轉(zhuǎn)接器338漿狀物卡口轉(zhuǎn)接器340內(nèi)部GOX卡口轉(zhuǎn)接器341 末端
343末端
344漿狀物通道
345外部GOX通道
346內(nèi)部GOX通道
348內(nèi)部GOX噴嘴
350漿狀物噴嘴
352外部GOX噴嘴
353定位硬件
354外表面
357-361密封組件
410密封
412密封
414壓力口
452內(nèi)部GOX末端
454漿狀物末端
500外部GOX末端
520緩沖流體供給管道
550方法
552使密封組件定位
5M將流體引導(dǎo)至密封組件
556測(cè)量緩沖流體的壓力
558監(jiān)視壓力和/或流率
560確定所測(cè)量的壓力...
562提供密封功能告警
600緩沖流體供給系統(tǒng)
602緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)
604緩沖流體源
608低流量分支
610高流量分支
612旁路分支
614流量指示器
616DCS邏輯塊
618開(kāi)關(guān)
620閥門
630流量指示器
632DCS邏輯塊
634開(kāi)關(guān)
636閥門
640止回閥
650控制閥
654壓力傳感器
655閥門
656壓力指示器
658控制系統(tǒng)
660壓力控制閥
662隔離閥
664隔離閥
668差壓指示器
670壓力傳感器
672-678隔離閥
680排氣閥
682排氣閥
684壓力指示器
686壓力指示器
688局部壓力指示器
具體實(shí)施例方式圖1是示例性氣化設(shè)施，具體而言示例性整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備 100的示意圖。備選地，文中所述的生產(chǎn)合成氣體的方法和裝置與呈任何構(gòu)造的使得能夠?qū)嵤┐祟惙椒ê脱b置的任何合適的氣化設(shè)備一起使用。在示例性實(shí)施例中，IGCC設(shè)備100 包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)110。渦輪114經(jīng)由第一轉(zhuǎn)子120而可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在第一發(fā)電機(jī)118 上。渦輪114與至少一個(gè)燃料源以及至少一個(gè)空氣源保持流動(dòng)連通(兩者都將在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述)，并且構(gòu)造成接收分別來(lái)自燃料源和空氣源(兩者在圖1中都未顯示)的燃料和空氣。渦輪114將空氣和燃料混合起來(lái)，產(chǎn)生熱的燃燒氣體(未顯示)，并將氣體內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能量。旋轉(zhuǎn)能量經(jīng)由轉(zhuǎn)子120傳遞給發(fā)電機(jī)118，其中發(fā)電機(jī)118將旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換成電能(未顯示)，以用于傳輸給至少一個(gè)負(fù)載，包括但不限于電網(wǎng)(未顯示)。IGCC設(shè)備100還包括蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)130。在示例性實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)130包括經(jīng)由第二轉(zhuǎn)子136可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到第二發(fā)電機(jī)134上的蒸汽輪機(jī)132。IGCC設(shè)備100進(jìn)一步包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)140。在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)140包括至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 142，其經(jīng)由排氣管道148從渦輪114接收排氣(未示出)，該排氣管道148供應(yīng)用于HRSG142內(nèi)的熱量以從至少一個(gè)鍋爐給水源產(chǎn)生一股或多股蒸汽流，該鍋爐給水源包括但不限于至少一股經(jīng)加熱的鍋爐給水流(未示出)。HRSG142還經(jīng)由至少一個(gè)蒸汽管道146與至少一個(gè)熱傳遞裝置144流動(dòng)連通地聯(lián)接。裝置144還與至少一個(gè)經(jīng)加熱的鍋爐給水管道(未示出)流動(dòng)連通地聯(lián)接，其中裝置144從同一或單獨(dú)的鍋爐給水源(未示出)接收經(jīng)加熱的鍋爐給水(未示出)。HRSG 142經(jīng)由管道146從裝置 144接收蒸汽(未示出)，其中HRSG 142有利于向蒸汽增加熱能。HRSG 142經(jīng)由蒸汽管道 150與渦輪132流動(dòng)連通地聯(lián)接。在示例性實(shí)施例中，經(jīng)冷卻的燃燒氣體經(jīng)由煙氣管道152 從HRSG 142排出到大氣。備選地，來(lái)自HRSG 142的過(guò)剩的燃燒氣體的至少一部分被引導(dǎo)以便在IGCC設(shè)備100中其它部位使用。管道150構(gòu)造成將蒸汽(未示出)從HRSG 142引導(dǎo)到渦輪132。渦輪132構(gòu)造成從HRSG 142接收蒸汽并將蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能。旋轉(zhuǎn)能經(jīng)由轉(zhuǎn)子136傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)134，其中發(fā)電機(jī)134構(gòu)造成有利于將旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)換成電能(未示出)，以便傳輸?shù)桨ǖ幌抻陔娋W(wǎng)的至少一個(gè)負(fù)載。蒸汽冷凝并經(jīng)由冷凝物管道(未示出)作為鍋爐給水返回。 備選地，來(lái)自HRSG 142、蒸汽輪機(jī)132和/或熱傳遞裝置144的蒸汽的至少一部分被弓I導(dǎo)以便在IGCC 100中其它部位使用。IGCC設(shè)備100還包括氣化系統(tǒng)200。在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)200包括經(jīng)由空氣管道204與空氣源流動(dòng)連通地聯(lián)接的至少一個(gè)空氣分離單元202。該空氣源包括但不限于專用的空氣壓縮機(jī)(未示出)和典型地與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)110相關(guān)的壓縮機(jī)(未示出)。 單元202構(gòu)造成將空氣分離成一股或多股氧氣(O2)流、氮?dú)?N2)流和其它成分流(均未示出)。其它成分流可經(jīng)由排氣孔(未示出)釋放或被收集在儲(chǔ)存單元(未示出)中。在示例性實(shí)施例中，N2的至少一部分經(jīng)由N2管道被引導(dǎo)到燃?xì)廨啓C(jī)114以有利于燃燒。系統(tǒng)200包括氣化反應(yīng)器208，該氣化反應(yīng)器208與單元202流動(dòng)連通地聯(lián)接并構(gòu)造成經(jīng)由A管道210接收從單元202引來(lái)的02。系統(tǒng)200還包括材料研磨和漿化單元 211。單元211分別經(jīng)由含碳材料供應(yīng)管道212和供水管道213與含碳材料源和水源(均未示出)流動(dòng)連通地聯(lián)接。在示例性實(shí)施例中，含碳材料為原油焦(petroleum coke)即石油焦(pet coke)。此外，在示例性實(shí)施例中，單元211構(gòu)造成將石油焦和水混合以形成經(jīng)由石油焦?jié){狀物管道214被引導(dǎo)到反應(yīng)器208的石油焦?jié){狀物流(未示出)。備選地，使用有利于IGCC 100如文中所述操作的包括含碳固體的任何材料。同樣，備選地，使用包括固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料物質(zhì)的非漿狀物燃料，包括燃料和其它材料的混合物，例如但不限于燃料和渣添加劑。反應(yīng)器208構(gòu)造成分別經(jīng)由管道214和210接收材料漿狀物流和仏流。反應(yīng)器 208還構(gòu)造成有利于熱原質(zhì)合成氣體(合成氣)流(未示出)的產(chǎn)生。此外，反應(yīng)器208還構(gòu)造成產(chǎn)生作為合成氣生產(chǎn)的副產(chǎn)品的熱渣和炭(兩者均未示出)。反應(yīng)器208經(jīng)由熱合成氣管道218與熱傳遞裝置144流動(dòng)連通地聯(lián)接。裝置144 構(gòu)造成接收熱原質(zhì)合成氣流并經(jīng)由管道146將至少一部分熱量傳遞到HRSG 142。隨后，裝置144產(chǎn)生經(jīng)由合成氣管道218被引導(dǎo)到滌氣器和低溫氣體冷卻(LTGC)單元211的經(jīng)冷卻的原質(zhì)合成氣流(未示出)。單元221構(gòu)造成去除原質(zhì)合成氣流內(nèi)夾雜的渣和炭的一部分(有時(shí)稱為“細(xì)料(fines)”)并有利于經(jīng)由細(xì)料管道222去除細(xì)料。細(xì)料被輸送到廢棄物收集系統(tǒng)(未示出)以便最終處置和/或再循環(huán)回到氣化反應(yīng)器208，以利用細(xì)料內(nèi)未使用的碳含量。單元221還構(gòu)造成進(jìn)一步冷卻原質(zhì)合成氣流。裝置144還有利于從熱原質(zhì)合成氣流去除渣和炭。具體而言，渣和炭處理單元215 經(jīng)由熱渣管道216與裝置144流動(dòng)連通地聯(lián)接。單元215構(gòu)造成抑制(quench)炭和渣的平衡，同時(shí)將渣分裂成小塊，其中產(chǎn)生渣和炭去除流(未示出)并經(jīng)管道217引導(dǎo)。以類似于上述細(xì)料的方式，渣和炭被引導(dǎo)到廢棄物收集子系統(tǒng)(未示出)以便最終處理和/或再循環(huán)回到氣化反應(yīng)器208以利用渣和炭?jī)?nèi)未使用的碳。系統(tǒng)200進(jìn)一步包括酸性氣體去除子系統(tǒng)230，其與單元221流動(dòng)連通地聯(lián)接并構(gòu)造成經(jīng)由原質(zhì)合成氣管道220接收經(jīng)冷卻的原質(zhì)合成氣流。子系統(tǒng)230還構(gòu)造成有利于如以下進(jìn)一步論述從原質(zhì)合成氣流去除酸性成分(未示出)的至少一部分。此類酸性氣體成分包括但不限于H2S和C02。子系統(tǒng)230進(jìn)一步構(gòu)造成有利于將酸性氣體成分的至少一部分分離成包括但不限于H2S和(X)2的成分。在示例性實(shí)施例中，(X)2未被回收和/或隔離。 備選地，子系統(tǒng)230經(jīng)由至少一個(gè)(X)2管道(未示出)與反應(yīng)器208流動(dòng)連通地聯(lián)接，其中 CO2流(未示出)被引導(dǎo)到反應(yīng)器208的預(yù)定部分。經(jīng)由子系統(tǒng)230去除此類CO2和H2S有利于產(chǎn)生經(jīng)由清潔合成氣管道2 被引導(dǎo)到燃?xì)廨啓C(jī)114的清潔合成氣流(未示出)。在操作中，空氣分離單元202經(jīng)由管道204接收空氣。空氣被分離成02、N2和其它成分。其它成分被排出或收集，其中N2的至少一部分經(jīng)由導(dǎo)管206被引導(dǎo)到渦輪114且& 的至少一部分經(jīng)由管道210被引導(dǎo)到氣化反應(yīng)器208。N2和&的剩余部分可作為多股流按需被引導(dǎo)到IGCC 100的其它部分，包括但不限于儲(chǔ)存。同樣，在操作中，材料研磨和漿化單元211分別經(jīng)由管道212和213接收石油焦和水，形成石油焦?jié){狀物流，并經(jīng)由管道214將石油焦?jié){狀物流引導(dǎo)到反應(yīng)器208。反應(yīng)器208經(jīng)由管道210接收02，經(jīng)由管道214接收石油焦。反應(yīng)器208有利于產(chǎn)生經(jīng)由管道218被引導(dǎo)到裝置144的熱原質(zhì)合成氣流。反應(yīng)器208中形成的渣副產(chǎn)品的一部分經(jīng)由渣處理單元215以及管道216和217被去除。裝置144有利于冷卻熱原質(zhì)合成氣流以產(chǎn)生經(jīng)由管道219被引導(dǎo)到滌氣器和LTGC單元221的經(jīng)冷卻的原質(zhì)合成氣流，且該合成氣被進(jìn)一步冷卻。包括渣和炭的一部分(呈細(xì)料形式)的顆粒物質(zhì)經(jīng)由管道22從合成氣被去除。冷卻的合成氣流被引導(dǎo)到酸性氣體去除子系統(tǒng)230，其中酸性氣體成分被選擇性地去除使得清潔合成氣流形成并經(jīng)由管道2 被引導(dǎo)到燃?xì)廨啓C(jī)114。此外，在操作中，渦輪114分別經(jīng)由管道206和2 接收N2和清潔合成氣。渦輪 114壓縮來(lái)自至少一個(gè)空氣源(未示出)的空氣，渦輪114隨后將其與合成氣燃料混合物并燃燒，從而產(chǎn)生熱燃燒氣體。渦輪114引導(dǎo)熱燃燒氣體以引起渦輪114旋轉(zhuǎn)，渦輪114隨后經(jīng)由轉(zhuǎn)子120旋轉(zhuǎn)第一發(fā)電機(jī)118。排氣的至少一部分經(jīng)由排氣管道148從渦輪114被引導(dǎo)到HRSG 142以有利于生成蒸汽。經(jīng)由熱傳遞裝置144從熱合成氣被去除的熱量的至少一部分經(jīng)由管道146作為蒸汽被引導(dǎo)到HRSG 142。HRSG 142接收來(lái)自裝置144的蒸汽，連同一股或多股鍋爐給水流一起，以及來(lái)自渦輪114的排氣。熱量從排氣被傳遞到一股或多股鍋爐給水流以及來(lái)自裝置 144的蒸汽，從而產(chǎn)生一股或多股相繼的蒸汽流并增加來(lái)自裝置144的蒸汽中所包含的熱能。在示例性實(shí)施例中，如上所述生成的蒸汽流中的至少一股被加熱至過(guò)熱狀態(tài)。備選地， 前述蒸汽流中的一股或多股被混合在一起，以形成可被加熱至過(guò)熱狀態(tài)的一股或多股混合流。備選地，形成高溫飽和蒸汽。過(guò)熱蒸汽的至少一部分經(jīng)由管道150被引導(dǎo)到蒸汽輪機(jī) 132并引起渦輪132旋轉(zhuǎn)。渦輪132經(jīng)由第二轉(zhuǎn)子136旋轉(zhuǎn)第二發(fā)電機(jī)134。蒸汽的剩余部分被引導(dǎo)以便在IGCC設(shè)備100內(nèi)的其它部位使用。圖2是可用于合成氣生成、例如可與IGCC發(fā)電設(shè)備100 —起使用的氣化反應(yīng)器 208的示意性截面圖。反應(yīng)器208包括與氣化空腔302流動(dòng)連通地聯(lián)接的至少一個(gè)噴射裝置300 (在文中也備稱為噴射器300)。在示例性實(shí)施例中，裝置300為如文中所述的環(huán)形三聯(lián)氣化器噴射器噴嘴，從而包括三個(gè)環(huán)形通道(下面進(jìn)一步描述)。備選地，裝置300是包括但不限于帶有四個(gè)或更多個(gè)環(huán)形通道的任何適當(dāng)?shù)膰娚淦鲊娮?。此外，備選地，裝置300 是包括但不限于三個(gè)或更多個(gè)同心通道的是任何適當(dāng)?shù)膰娚淦鲊娮?，其中各通道以有利于噴射裝置300如文中所述操作的任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造與上述環(huán)形通道流動(dòng)連通地聯(lián)接。此外， 在示例性實(shí)施例中，密封壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303與噴射裝置300保持流動(dòng)連通?？涨?02至少部分地由大致圓柱形反應(yīng)器壁304和頭部端蓋306限定。在示例性實(shí)施例中，氣化反應(yīng)器208呈大致圓柱形。備選地，反應(yīng)器208包括有利于反應(yīng)器208如文中所述操作的任何構(gòu)造。此外，在示例性實(shí)施例中，裝置300具有大致豎直定向(下面進(jìn)一步描述)，其中裝置300穿透反應(yīng)器208的頂部并大致指向下。備選地，裝置300具有包括但不限于大致水平定向的任何定向。在示例性實(shí)施例中，壁304包括至少一種陶瓷耐火材料，其包括但不限于熱回火磚。備選地，壁304是流體冷卻式的，其中冷卻流體包括但不限于水和/或蒸汽。蓋306密封地聯(lián)接到反應(yīng)器208的頭端部分308的至少一部分上?？涨?02也部分地由密封地聯(lián)接到壁304的至少一部分上的尾端蓋(未示出)限定，其中尾端蓋定位在與部分308相對(duì)的尾端部分310上。備選地，蓋306、頭端部分308、尾端蓋和尾端部分310相對(duì)于壁304定向在任何適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，包括有利于反?yīng)器208如文中所述操作的任何定向。此外，壁304可為有利于反應(yīng)器208如文中操作的任何構(gòu)造。此外，備選地，反應(yīng)器208具有有利于IGCC 100如文中所述操作的任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。噴射裝置300包括末端部分312，其穿過(guò)在頭端蓋306中限定的孔口 314插入并使用包括但不限于固位硬件(圖2中未示出)的緊固方法密封地聯(lián)接到頭端蓋306上。反應(yīng)器208構(gòu)造成使得噴射裝置300的軸向中心線316與氣化空腔302的縱向中心線318共線。末端部分312構(gòu)造成在空腔302內(nèi)形成多個(gè)再循環(huán)區(qū)。具體而言，末端部分312構(gòu)造成在氣化空腔302內(nèi)形成與末端部分312相距第一距離D1的第一再循環(huán)區(qū)320。再循環(huán)區(qū) 320具有大致呈超環(huán)面的形狀且該形狀為空間上大致連續(xù)或局部分段中的一種。此外，再循環(huán)區(qū)320定位成靠近中心線318并相對(duì)于中心線318大致繞中心線318確定中心。此外， 具體而言，末端部分312構(gòu)造成在氣化空腔302內(nèi)形成與末端部分312相距第二距離D2的第二再循環(huán)區(qū)322。再循環(huán)區(qū)322具有大致呈超環(huán)面的形狀且該形狀為空間上大致連續(xù)或局部分段中的一種。此外，再循環(huán)區(qū)322關(guān)于中心線318定位，S卩，大致繞中心線318確定中心，并緊鄰壁304。第一再循環(huán)區(qū)320在第二再循環(huán)區(qū)322內(nèi)貼近地確定中心。反應(yīng)器208的備選實(shí)施例可包括多個(gè)噴射裝置300，其中各裝置300具有中心線 316，使得各相關(guān)的中心線316與類似于中心線318的預(yù)定軸向方向共線。此類多個(gè)裝置 300的每一個(gè)可具有豎直(即朝正上方和/或朝正下方)和/或水平定向，包括有利于反應(yīng)器208如文中所述操作的純豎直定向與純水平定向之間的任何定向。此外，反應(yīng)器208的此類備選實(shí)施例可包括多個(gè)裝置300，其中所有裝置300具有大致類似的定向。此外，反應(yīng)器208的此類備選實(shí)施例可包括多個(gè)裝置300，其中第一數(shù)量的此類噴射器300具有不同于第二數(shù)量的此類裝置300的定向。反應(yīng)器208的再進(jìn)一步的備選實(shí)施例可包括多個(gè)裝置300，其中裝置300跨反應(yīng)器208的一個(gè)或多個(gè)表面分布，各裝置300具有不同的定向，且與系統(tǒng)303連通。此外，組成多個(gè)噴射器300的至少一部分的噴射器300可各自被安放在專用空腔(未示出)內(nèi)，該空腔是反應(yīng)器208的一部分或以其它方式與反應(yīng)器208結(jié)合，從而有利于從各個(gè)此類噴射器300分開(kāi)形成或擴(kuò)展多個(gè)再循環(huán)區(qū)。圖3是可與氣化反應(yīng)器208(在圖2中示出)一起使用的示例性噴射器給料組件319的示意性透視圖。噴射裝置軸向中心線316和氣化空腔縱向中心線318被示出以進(jìn)行透視。組件319包括與類似于O2管道210(在圖1中示出)的O2源流動(dòng)連通地聯(lián)接的內(nèi)氧氣(O2)供應(yīng)區(qū)段321。組件319還包括與類似于材料漿狀物管道214(在圖1中示出)的漿狀物源流動(dòng)連通地聯(lián)接的中間漿狀物區(qū)段323。組件319還包括與類似于&管道210的 O2源流動(dòng)連通地聯(lián)接的外&供應(yīng)區(qū)段324。區(qū)段324的至少一部分繞區(qū)段323的至少一部分延伸，區(qū)段323的至少一部分繞區(qū)段321的至少一部分延伸，且區(qū)段3 的至少一部分繞區(qū)段321的至少一部分延伸。此外，區(qū)段321、323和3 在它們流動(dòng)連通地結(jié)合末端312 的位置終止。因此，區(qū)段321、323和3M在組件319內(nèi)限定多個(gè)大致同心的通路或通道，或具體而言，內(nèi)化通道、中間漿狀物通道和外A通道(在圖3中均未示出)。組件319還包括&旁通管線325，其確立卡口區(qū)段3Μ和321之間的至少部分流動(dòng)連通，使得至少部分地基于當(dāng)A被引導(dǎo)通過(guò)卡口區(qū)段321和324、&旁通管線325時(shí)出現(xiàn)的累積預(yù)定A壓降以及隨后當(dāng)A從組件319排出時(shí)的成分有利于預(yù)定的&質(zhì)量流率。因此，有利于維持外O2質(zhì)量流率和內(nèi)02質(zhì)量流率(均未示出)的預(yù)定比率。旁通管線325有利于組件319在氣化反應(yīng)器208的改型翻新中的安裝和操作。備選地，結(jié)合或替代旁通管線325使用包括但不限于流動(dòng)孔口以及手動(dòng)操作和自動(dòng)化的節(jié)流閥的方法。組件319進(jìn)一步包括經(jīng)由多個(gè)冷卻流體盤管328與噴射裝置300的末端部分312 流動(dòng)連通地聯(lián)接的冷卻流體進(jìn)口歧管3 和冷卻流體出口歧管327。歧管3 和327以及盤管3 有利于引導(dǎo)冷卻流體以從末端部分312去除熱量(下面更詳細(xì)地論述)。組件319 還包括使用包括但不限于固位硬件(未示出)的緊固方法可去除且密封地聯(lián)接到頭端蓋 306上的安裝凸緣329。備選地，組件319具有有利于噴射裝置300如文中所述操作的任何數(shù)量的冷卻劑連接部和/或冷卻劑流動(dòng)裝置。圖4是示例性噴射器給料組件319的分解圖。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)氧氣供應(yīng)區(qū)段321至少部分地定位在漿狀物供應(yīng)區(qū)段323內(nèi)，該漿狀物供應(yīng)區(qū)段323至少部分地定位在外氧氣供應(yīng)區(qū)段324內(nèi)。組件319具有“卡口”設(shè)計(jì)，其中這里的區(qū)段321、323和324也稱為卡口和/或卡口區(qū)段321、323和324?？趨^(qū)段321包括端部343，卡口區(qū)段323包括端部；342，且卡口區(qū)段321包括端部；341。圖5是包括區(qū)域6的噴射器給料組件319的一部分的示意性透視圖。圖6是沿區(qū)域6(在圖5中示出)截取的噴射器給料組件319的末端部分312的示意性截面圖。末端部分312控制反應(yīng)劑供應(yīng)流體在噴射器給料組件319與氣化空腔302 (在圖2中示出)之間的流量分配。圖7是圖5中所示的示例性末端部分312的另一示意性的橫截面圖。此外，如示例性實(shí)施例中所示，轉(zhuǎn)接器部分332包括三個(gè)大致環(huán)形轉(zhuǎn)接器外氣態(tài)氧氣(GOX)卡口轉(zhuǎn)接器336、漿狀物卡口轉(zhuǎn)接器338和內(nèi)GOX卡口轉(zhuǎn)接器340。卡口轉(zhuǎn)接器336、338和340分別與卡口區(qū)段324、323和321 (全部在圖3中示出)流動(dòng)連通地聯(lián)接。 更具體地，外GOX卡口轉(zhuǎn)接器336聯(lián)接到卡口區(qū)段324的端部341上(兩者均在圖4中示出)。漿狀物卡口轉(zhuǎn)接器338聯(lián)接到卡口區(qū)段323的端部342上(兩者均在圖4中示出)。 內(nèi)GOX卡口轉(zhuǎn)接器340聯(lián)接到卡口區(qū)段321的端部343上(兩者均在圖4中示出)。轉(zhuǎn)接器部分332經(jīng)由已知的方法而聯(lián)接在噴射器給料組件319上，例如，但不限于焊接、釬焊和 /或定位硬件(未顯示)。在示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接器部分332可作為組件319的卡口區(qū)段321、323和3M的多個(gè)延伸體制成，而不是作為末端部分312的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件制成。即，在示例性實(shí)施例中，外GOX卡口轉(zhuǎn)接器336、漿狀物卡口轉(zhuǎn)接器338和內(nèi)GOX卡口轉(zhuǎn)接器340是在噴射器給料組件319的組裝期間分別單獨(dú)聯(lián)接到卡口區(qū)段321、323和3 上的單獨(dú)部件。備選地， 卡口轉(zhuǎn)接器336、338和340中的至少兩個(gè)被聯(lián)接在一起，以形成單個(gè)件。即，備選地，末端部分312包括一體的、整體形成的卡口轉(zhuǎn)接器部分332和模塊化末端334，其中轉(zhuǎn)接器部分 332聯(lián)接到組件319的卡口區(qū)段321、323和324上。在示例性實(shí)施例中，漿狀物卡口轉(zhuǎn)接器338和內(nèi)GOX卡口轉(zhuǎn)接器340部分地限定反應(yīng)劑或漿狀物通道344。漿狀物通道344與在組件319(在圖3中示出)內(nèi)限定并延伸的中間煤漿通道(未示出)流動(dòng)連通。在示例性實(shí)施例中，漿狀物卡口轉(zhuǎn)接器338和外GOX 卡口轉(zhuǎn)接器336部分地限定外反應(yīng)劑通道，即，外GOX通道345，且內(nèi)GOX卡口轉(zhuǎn)接器340 部分限定內(nèi)反應(yīng)劑通道，即，內(nèi)GOX通道346。內(nèi)GOX通道346和外GOX通道345與在組件 319內(nèi)限定并延伸的內(nèi)和外氧氣通道(均未示出)流動(dòng)連通地聯(lián)接。備選地，通道345和 346中的任一者定向成引導(dǎo)有利于氣化反應(yīng)器208的操作的任何過(guò)程流體，包括但不限于蒸汽、氮?dú)夂投趸?，且通?45和346與適當(dāng)?shù)牧黧w源流動(dòng)連通地聯(lián)接。為了形成第一再循環(huán)區(qū)320和第二再循環(huán)區(qū)322 (兩者均在圖2中示出)，末端部分312既包括發(fā)散噴嘴，又包括匯聚噴嘴。更具體而言，多個(gè)噴嘴形成在模塊化末端334內(nèi)， 包括內(nèi)GOX噴嘴348、漿狀物噴嘴350和外GOX噴嘴352。內(nèi)GOX噴嘴348和漿狀物噴嘴 350引導(dǎo)相應(yīng)的過(guò)程流體遠(yuǎn)離噴射器軸向中心線316，并稱為發(fā)散噴嘴。外GOX噴嘴352將相應(yīng)過(guò)程流體引向噴射器軸向中心線316，并因此稱為匯聚噴嘴。備選地，外GOX噴嘴352 相對(duì)于噴射器軸向中心線316是發(fā)散噴嘴或平行噴嘴。噴射裝置300，其包括帶有末端部分312的噴射器給料組件319，該末端部分312 具有包括噴嘴348、350和352的發(fā)散和匯聚噴嘴兩者，有利于反應(yīng)劑流，即，漿狀物和GOX 流(均未示出)，以預(yù)定動(dòng)量成預(yù)定角度混合。噴嘴348、350和352也有利于提高漿狀物與氧氣之間的化學(xué)反應(yīng)效率。如文中所述定向和構(gòu)造噴嘴348、350和352具有包括但不限于反應(yīng)劑蒸發(fā)的有利結(jié)果。具體而言，形成再循環(huán)區(qū)320和322有利于增加漿狀物和GOX的停留時(shí)間，使得含碳材料與GOX之間的放熱反應(yīng)更有效地發(fā)生。此外，在頭端部分308(在圖2中示出)附近處形成此類再循環(huán)區(qū)320和322的另外一個(gè)益處有利于增加該附近處的熱釋放，并因此有利于漿狀物流中的水的蒸發(fā)。然而，由于局部化的放熱反應(yīng)和相關(guān)的熱釋放，噴射裝置300的部分，即，噴射裝置300的至少一個(gè)外表面，暴露于熱合成氣(未示出)，包括但不限于外表面354(也在圖4中示出)。下面進(jìn)一步論述此類高溫暴露。一般而言，已知的噴射器組件的首次組裝以及試運(yùn)行后的現(xiàn)場(chǎng)維修和維護(hù)拆卸和重新組裝均由于在此類噴射器組件內(nèi)包括發(fā)散噴嘴和匯聚噴嘴兩者而變得復(fù)雜。例如，大多數(shù)情況下，如果較大的卡口具有尺寸類似于或小于發(fā)散末端的帶匯聚噴嘴的匯聚末端， 則難以從下一個(gè)較大的已知卡口去除具有至少部分地形成發(fā)散噴嘴的發(fā)散末端的已知卡口，因?yàn)檫@種匯聚末端可妨礙此類發(fā)散末端的軸向去除。因此，通過(guò)從匯聚噴嘴352拆卸發(fā)散噴嘴348和350而部分拆卸末端部分312特別困難。其中噴射器中的噴嘴之間發(fā)生此類干涉的一種拆卸方法包括從反應(yīng)器空腔(即，如文中所述且在圖2中示出的空腔302)去除噴射器(即，如文中所述的噴射器300)，并切掉已知卡口的末端。
然而，在示例性實(shí)施例中，模塊化末端334簡(jiǎn)化了噴射裝置300的組裝、拆卸和現(xiàn)場(chǎng)維修，同時(shí)有利于發(fā)散和匯聚噴嘴348、350和352的組合的使用。實(shí)現(xiàn)這種簡(jiǎn)化是由于匯聚和發(fā)散噴嘴348、350和352形成在可釋放地聯(lián)接到轉(zhuǎn)接器部分332上的模塊化末端334 內(nèi)?？谵D(zhuǎn)接器336、338和340的尺寸設(shè)計(jì)為使得當(dāng)模塊化末端334未聯(lián)接到轉(zhuǎn)接器部分 332上時(shí)可從下一個(gè)較大的轉(zhuǎn)接器和相應(yīng)的卡口去除各轉(zhuǎn)接器和相應(yīng)的卡口。在示例性實(shí)施例中，模塊化末端334從通過(guò)包括例如釬焊或焊接的已知聯(lián)接方法結(jié)合在一起的多個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件制造為單個(gè)構(gòu)件。備選地，單件式模塊化末端334可通過(guò)包括直接金屬激光燒結(jié)的方法形成。單件式模塊化末端334與轉(zhuǎn)接器部分332流動(dòng)連通地聯(lián)接。模塊化末端334可作為一個(gè)件制成，以實(shí)現(xiàn)期望的噴嘴精確度并且還使現(xiàn)場(chǎng)組裝和拆卸容易。此外，在示例性實(shí)施例中，模塊化末端334經(jīng)由包括但不限于固位硬件353(下面進(jìn)一步論述)的已知聯(lián)接方法可去除地聯(lián)接到轉(zhuǎn)接器部分332上。備選地，模塊化末端 334經(jīng)由使模塊化末端334能如文中所述操作的任何已知的聯(lián)接方法可去除地聯(lián)接到轉(zhuǎn)接器部分332上。固位硬件353和外表面3M彼此緊鄰。此外，在示例性實(shí)施例中，包括經(jīng)由固位硬件353可去除地聯(lián)接在一起而不是焊接在一起的模塊化末端334和轉(zhuǎn)接器部分332的末端部分312還包括多個(gè)密封件，其用于維持漿狀物通道；344、外GOX通道345、內(nèi)GOX通道346、冷卻水歧管326、冷卻水歧管327和在噴射器給料組件319外部的空腔302內(nèi)的熱合成氣流(未示出)之間的分離。更具體而言，在示例性實(shí)施例中，密封組件357維持外GOX通道345與接觸外表面354的合成氣之間的分離。此外，密封組件358維持外GOX通道345與漿狀物通道344之間的分離。此外，密封組件359維持漿狀物通道344與內(nèi)GOX通道346之間的分離。此外，密封組件360有利于維持冷卻流體進(jìn)口歧管326、外GOX通道345和接觸外表面354的熱合成氣之間的分離。 再者，密封組件361有利于維持冷卻流體出口歧管327、外GOX通道345和接觸外表面3M 的熱合成氣之間的分離。密封組件357、358、359、360和361以使模塊化末端334能夠如文中所述操作的任何構(gòu)造，包括但不限于金屬密封件、0形圈、單一或冗余密封件及它們?nèi)魏谓M合，由任何材料制成。各密封組件357、358、359、360和361有利于防止在氣化過(guò)程中使用的過(guò)程流體和冷卻劑的意外混合，同時(shí)利用包括通過(guò)焊接或釬焊連接在一起的多個(gè)構(gòu)件的噴射器末端。在示例性實(shí)施例中，密封組件357包括多個(gè)密封件，例如密封件410和412，以及至少一個(gè)壓力端口 414。該至少一個(gè)壓力端口 414從外表面354穿過(guò)GOX卡口轉(zhuǎn)接器336而延伸到密封組件357中。該至少一個(gè)壓力端口 414提供了密封壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303(如圖2中所示)與密封件410及412之間的流動(dòng)連通。在示例性實(shí)施例中，密封件410和412是高壓流體緩沖密封件，其包括但不限于兩個(gè)注有流體(例如氮?dú)?的密封件。通過(guò)監(jiān)視氮?dú)獾膲毫?、氮?dú)獾牧髀屎?或流體(例如被密封件隔開(kāi)的過(guò)程流體)和/或緩沖流體的成分可確定密封件的有效性(本文也被稱為功能性)，例如密封件是否發(fā)生超過(guò)預(yù)定的可接受量的泄漏。另外，通過(guò)在比被隔開(kāi)的過(guò)程流體的壓力更高的壓力下注入氮?dú)?，氮?dú)鈱⑹切孤┑牡谝涣黧w。如果發(fā)生泄漏，控制哪種流體首先泄漏可防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)的流體復(fù)合物的偶然混合。例如，危險(xiǎn)的流體復(fù)合物，例如GOX 和合成氣可能嚴(yán)重地?fù)p害噴射裝置300、氣化反應(yīng)器208以及IGCC設(shè)備100中的其它構(gòu)件。 然而，如果氮?dú)庑孤┏雒芊饧獠⑶覚z測(cè)到泄漏，那么在泄漏變得更壞，且任何潛在危險(xiǎn)流體混合之前可執(zhí)行氣化反應(yīng)器208的順序關(guān)閉。在較高壓力的緩沖流體泄漏出密封件之外的同時(shí)提供給執(zhí)行順序關(guān)閉的時(shí)間量至少部分地依賴于泄漏的嚴(yán)重性以及可用于注入到密封件中的緩沖流體的數(shù)量。備選地，高壓力的流體緩沖密封件還可用于內(nèi)部GOX卡口轉(zhuǎn)接器340和內(nèi)部GOX 末端452之間，以及槳狀物卡口轉(zhuǎn)接器338和漿狀物末端妨4之間，以及或替代密封組件 360和361。例如，為了防止流體在外部GOX卡口轉(zhuǎn)接器336和外部GOX末端500之間泄漏，高壓力的流體緩沖密封件可替代或補(bǔ)充密封組件360。如上所述，高壓力的流體緩沖密封件可被注入各種流體。例如，在使用氮?dú)庾鳛槔鋮s流體的情況下，不同成分的密封緩沖氣體可能是有利的。例如，如果使用氬氣作為密封件緩沖流體，那么在密封件中使用氬氣將容許通過(guò)監(jiān)視冷卻流體的成分而檢測(cè)泄漏。冷卻流體中氬氣的超過(guò)預(yù)定水平的檢測(cè)將指示已經(jīng)發(fā)生了緩沖密封件的泄漏。雖然是參照密封組件360進(jìn)行描述，但流體緩沖密封件可用于替代文中所述的任何密封件或密封組件，而且還可用于防止在噴射器組件內(nèi)任何相鄰的表面之間的流體泄漏。另外，獨(dú)立的密封組件可連接在公共系統(tǒng)303，或獨(dú)立系統(tǒng)303或其組合上。圖8是包括密封件緩沖流體供給管道520的噴射裝置300的透視圖。密封件緩沖流體供給管道520提供了在密封壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303(如圖2中所示)和壓力端口 414(如圖7中所示)之間的流動(dòng)連通。密封件緩沖流體供給管道520與壓力端口 414以及密封組件357保持流動(dòng)連通。在其它示例性實(shí)施例中，密封件緩沖流體供給管道520還可與其它密封組件保持流動(dòng)連通，包括但不限于密封組件358和359。圖9是用于監(jiān)視噴射裝置，例如噴射裝置300(圖3中所示)中的密封組件，例如密封組件357(圖7中所示)的功能性的示例性方法550的方框圖。起作用的密封件防止了流體在限定于例如外部GOX卡口轉(zhuǎn)接器336和外部GOX末端500 (圖7中所示)之間的配合部分處發(fā)生泄漏。然而，一定數(shù)量的流體可能泄漏而穿過(guò)功能性密封件，當(dāng)穿過(guò)密封而泄漏的流體數(shù)量由于例如密封件磨損、密封件損傷和/或不正確的安裝而超過(guò)預(yù)定的水平或數(shù)量時(shí)，密封件變得不起作用，其被稱為密封件故障的狀態(tài)?？纱┻^(guò)密封而泄漏的可接受的流體數(shù)量取決于密封件的應(yīng)用而變化。方法550包括將密封組件，例如密封組件357定位(步驟552)在需要隔開(kāi)的過(guò)程流體之間，并將流體引導(dǎo)(步驟554)至密封組件357，以產(chǎn)生流體緩沖。如上所述，可使用各種流體，包括但不限于氮?dú)夂蜌鍤狻７椒?50還包括測(cè)量(步驟556)提供給密封組件357 的緩沖流體的壓力，和/或用于保持該壓力的流率。方法550還包括監(jiān)視(步驟558)該壓力和/或用于保持該壓力的流率，并確定(步驟560)所測(cè)量的壓力和/或流率是否在與功能性密封相對(duì)應(yīng)的預(yù)定的范圍內(nèi)。如果壓力或流率不在預(yù)定的范圍內(nèi)，那么在一個(gè)示例中， 將密封功能告警提供(步驟562)給IGCC設(shè)備100的操作員。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，密封功能告警可具有變化的水平，以反映密封故障的嚴(yán)重性。在另一實(shí)施例中，如果確定(步驟560)密封故障已經(jīng)發(fā)生，就執(zhí)行氣化反應(yīng)器208的自動(dòng)關(guān)閉。監(jiān)視(步驟558)還可包括監(jiān)視緩沖流體和/或過(guò)程流體的成分。變化的流體成分指示流體已經(jīng)泄漏到或泄漏出密封組件357。該示例性方法不僅提供了監(jiān)視噴射裝置中密封件的功能性的方法，而且還基本上防止了被密封件間隔開(kāi)的兩種過(guò)程流體的交叉泄漏。緩沖流體在比密封組件357的相反側(cè)上的過(guò)程流體的壓力更高的壓力下被注入到密封組件357中。因?yàn)榫彌_流體處于比兩種過(guò)程流體的任一種的壓力都更高的壓力下，所以如果發(fā)生密封故障，那么緩沖流體將是泄漏的第一流體。通過(guò)引導(dǎo)(步驟554)緩沖流體可防止額外的損傷，緩沖流體將不以危險(xiǎn)的方式與兩種過(guò)程流體的任一過(guò)程流體起反應(yīng)。如上所述，如果發(fā)生密封故障，控制哪種流體首先泄漏可防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)的流體復(fù)合物不合適的混合。危險(xiǎn)的流體復(fù)合物，例如與合成氣復(fù)合的GOX可能對(duì)噴射裝置300、氣化反應(yīng)器208和/或IGCC設(shè)備100內(nèi)的其它構(gòu)件造成損傷。然而，如果非反應(yīng)性的緩沖流體泄漏出密封件之外并且檢測(cè)到泄漏時(shí)，那么在泄漏變得更壞，并且任何潛在危險(xiǎn)的流體發(fā)生混合之前可執(zhí)行氣化反應(yīng)器208的順序關(guān)閉。在較高壓力的緩沖流體泄漏出密封件之外的同時(shí)提供給執(zhí)行順序關(guān)閉的時(shí)間量至少部分地依賴于泄漏的嚴(yán)重性和可用于注入到密封件中的緩沖流體的數(shù)量。圖10是緩沖流體壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303的簡(jiǎn)化的管道和儀表簡(jiǎn)圖。在示例性實(shí)施例中，密封壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303控制噴射裝置300的密封組件，例如密封組件 357(圖7中所示)中的流體壓力。例如，當(dāng)密封組件357正確地起作用時(shí)，少量緩沖流體可穿過(guò)其中而泄漏。此外，當(dāng)密封組件357正確地起作用時(shí)，只有少量泄漏的緩沖流體必須進(jìn)行更換，以便在密封組件357中保持恒定的壓力。然而，如果密封組件357受損或沒(méi)有正確地起作用，則密封組件357通常將泄漏更大量的緩沖流體。因此，為了嘗試在密封組件357 上保持基本恒定的壓力，由于從密封組件357泄漏出更大量的緩沖流體，需要更高的緩沖流體的流率。通過(guò)監(jiān)視緩沖密封流體壓力和/或緩沖流體流率可確定密封組件的健康。緩沖流體壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303包括緩沖流體供給系統(tǒng)600和緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602。緩沖流體供給系統(tǒng)600包括緩沖流體源604、止回閥640、壓力傳感器654、壓力指示器656、壓力控制閥660和隔離閥662以及664?？刂葡到y(tǒng)658聯(lián)接在緩沖流體供給系統(tǒng) 600和緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602上?？刂葡到y(tǒng)658可備選地包括在緩沖流體供給系統(tǒng)600和 /或緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602內(nèi)。在示例性實(shí)施例中，通過(guò)壓力傳感器6M檢測(cè)密封組件，例如密封組件357中的緩沖流體壓力。壓力傳感器肪4將壓力轉(zhuǎn)換成壓力指示656，其被提供給控制系統(tǒng)658。控制系統(tǒng)658至少部分地基于壓力指示656而調(diào)節(jié)緩沖流體通過(guò)控制閥660的流量。在示例性實(shí)施例中，控制閥660定位在緩沖流體源604的下游和緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602的上游。例如，當(dāng)密封組件357中的壓力下降到設(shè)定值以下時(shí)，控制系統(tǒng)658發(fā)送信號(hào)以提高控制閥 660的開(kāi)度，從而增加緩沖流體流向密封組件357的流量，并且增加密封組件357中的壓力。 相反，當(dāng)密封組件357中的壓力升高而接近設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)658發(fā)送信號(hào)以減小控制閥 660的開(kāi)度，從而降低緩沖流體的流量。備選地，可替代地利用定位在緩沖流體源604下游和緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602上游的壓力調(diào)節(jié)器或自調(diào)節(jié)的壓力控制閥(兩者都未顯示)來(lái)促進(jìn)密封組件357中的壓力調(diào)節(jié)。此外備選地，可通過(guò)包括在緩沖流體源604內(nèi)的控制器(未顯示)來(lái)調(diào)節(jié)密封組件357中的壓力。此外，可通過(guò)如文中所述促進(jìn)系統(tǒng)303的操作的任何方法來(lái)控制密封組件357中的壓力。在示例性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)658是一種分布式控制系統(tǒng)(DCS)。備選地，控制系統(tǒng)658可而為任何合適類型的控制系統(tǒng)，其如文中所述促進(jìn)了系統(tǒng)303的操作。在一個(gè)備選實(shí)施例中，控制閥650結(jié)合在系統(tǒng)303內(nèi)作為自動(dòng)排氣閥。閥門650 定位在緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602的下游和隔離閥664的上游，并與壓力指示器656、控制系統(tǒng)658和閥門660協(xié)作，從而當(dāng)密封組件357中的壓力高于所需的設(shè)定值時(shí)通過(guò)排出緩沖流體而調(diào)節(jié)密封組件357中的壓力。也就是說(shuō)，控制系統(tǒng)658將造成閥門650打開(kāi)以避免密封組件357或系統(tǒng)303中的過(guò)大壓力，且然后當(dāng)壓力指示器656回到所需的水平時(shí)重新關(guān)閉。此外，為了最小化緩沖流體的使用，造成閥門650打開(kāi)的壓力設(shè)定值或壓力范圍比造成閥門660打開(kāi)的壓力設(shè)定值或壓力范圍更高，所以閥門650和660不會(huì)同時(shí)打開(kāi)。另外，在一些實(shí)施例中，在系統(tǒng)303中可結(jié)合流量測(cè)量裝置或系統(tǒng)(兩者都未顯示)，以監(jiān)視通過(guò)閥門650排出的緩沖流體的流率。備選地，閥門650可以是壓力調(diào)節(jié)器或自調(diào)節(jié)的壓力控制閥。此外備選地，通過(guò)包括在緩沖流體源604內(nèi)的控制器可調(diào)節(jié)密封組件357中的壓力。此外，可通過(guò)如本文所述促進(jìn)系統(tǒng)303的操作的任何方法來(lái)控制密封組件357中的壓力。緩沖流體壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)303還包括緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)602。在示例性實(shí)施例中，流體監(jiān)視系統(tǒng)602包括三個(gè)平行的流率計(jì)量分支低流量分支608、高流量分支610 和旁路分支612。低流量分支608包括用于監(jiān)視穿過(guò)分支608的流體流率的流量指示器 614，以及與開(kāi)關(guān)618和閥門620保持流動(dòng)連通的分布式控制系統(tǒng)(DCS)邏輯塊616。開(kāi)關(guān) 618是常激勵(lì)的，以迫使閥門620進(jìn)入打開(kāi)位置。高流量分支610包括流量指示器630，其用于監(jiān)視穿過(guò)分支610的流體流率。流量指示器通常能夠測(cè)量處于有限范圍內(nèi)的流率。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，流量指示器630設(shè)計(jì)成測(cè)量比流量指示器614更高的流率，同時(shí)具有與流量指示器614的上端流率測(cè)量能力相重疊的低端流率測(cè)量能力。換句話說(shuō)，流量指示器630能夠測(cè)量的流率范圍包括比流量指示器614所能夠測(cè)量的流率范圍更高的流率，但延伸到流量指示器614能夠測(cè)量的最大流率以下。相反，流量指示器614能夠測(cè)量比流量指示器630所能夠測(cè)量的流率更低的流率，但延伸到流量指示器630所能夠測(cè)量的最小流量以上。高流量分支610還包括與開(kāi)關(guān) 634和閥門636保持流動(dòng)連通的DCS邏輯塊632。開(kāi)關(guān)634是常去激勵(lì)的，以迫使閥門636 進(jìn)入關(guān)閉位置。旁路分支612提供了圍繞低流量分支608和高流量分支610的旁路。旁路分支 612包括閥門655，其是關(guān)閉的，除非低流量分支608和高流量分支610正在維修。旁路分支612容許緩沖流體到達(dá)密封組件357，即使當(dāng)高流量分支610和低流量分支608不操作時(shí)，例如當(dāng)儀表正在維修時(shí)。當(dāng)密封組件357正確地起作用(即沒(méi)有顯著的泄漏)時(shí)，DCS邏輯塊632控制開(kāi)關(guān)634以關(guān)閉閥門636。關(guān)閉閥門636關(guān)閉了高流量分支610，防止緩沖流體流過(guò)高流量分支610。另外，當(dāng)密封組件357正確地起作用時(shí)，DCS邏輯塊616控制開(kāi)關(guān)618以打開(kāi)閥門 620。打開(kāi)閥門620容許流體從緩沖源604流過(guò)低流量分支608。如果密封組件357沒(méi)有正確地起作用，并且形成了顯著的泄漏，那么穿過(guò)低流量分支608的流體流率將在形成泄漏之前隨著緩沖流體源604連續(xù)供給相同壓力下的緩沖流體而增加。DCS邏輯塊632配置成當(dāng)穿過(guò)流量指示器614的流率達(dá)到流量指示器630所能夠測(cè)量的流率范圍的預(yù)定的百分比時(shí)激勵(lì)開(kāi)關(guān)634，從而打開(kāi)閥門636。另外，DCS邏輯塊 616配置成當(dāng)穿過(guò)流量指示器614的流率處于流量指示器630所能夠測(cè)量的流率范圍的預(yù)定的百分比以內(nèi)時(shí)使開(kāi)關(guān)618去激勵(lì)，從而打開(kāi)閥門620。打開(kāi)閥門636容許緩沖流體流過(guò)高流量分支610。如上所述，流量指示器630能夠測(cè)量比流量指示器614更高的流率。相反，DCS邏輯塊632配置成當(dāng)穿過(guò)流量指示器630的流率達(dá)到流率范圍的預(yù)定的百分比，低于該百分比流量指示器630不能測(cè)量時(shí)，可激勵(lì)開(kāi)關(guān)618，打開(kāi)閥門620，從而容許緩沖流體流過(guò)低流量分支608。另外，DCS邏輯塊616配置成使開(kāi)關(guān)634去激勵(lì)，從而關(guān)閉閥門636。閥門636的關(guān)閉防止緩沖流體流過(guò)高流量分支610。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，DCS邏輯塊616和632可觸發(fā)閥門620和636。例如，當(dāng)從流量指示器630接收到穿過(guò)流量指示器630的流率已經(jīng)下降至流量指示器630所能夠測(cè)量的最大流率的10%的信號(hào)時(shí)，或者當(dāng)從流量指示器614接收到穿過(guò)指示器614的流率已經(jīng)達(dá)到指示器614所能夠測(cè)量的最大流率的90%的信號(hào)時(shí)，DCS邏輯塊616和632將觸發(fā)閥門620和636。流量指示器614和630選擇為使得穿過(guò)系統(tǒng)303的流率范圍可從當(dāng)密封組件357 正確地起作用時(shí)的低流率測(cè)量至當(dāng)密封組件357受損和/或泄漏時(shí)的高流率。系統(tǒng)303還包括止回閥640。止回閥640防止穿過(guò)系統(tǒng)303的回流。例如，當(dāng)發(fā)生密封件故障，以及防止系統(tǒng)303為密封組件357注入緩沖流體的緩沖流體供給故障時(shí)，來(lái)自噴射裝置300的合成氣可到達(dá)密封組件357并泄漏到系統(tǒng)303中。止回閥640防止合成氣流向緩沖流體源604。此外，隔離閥662和664可自動(dòng)關(guān)閉，從而在發(fā)生此類泄漏或緩沖流體供給故障的情況下將密封組件357、系統(tǒng)303和緩沖流體源604隔離開(kāi)。系統(tǒng)303還包括隔離閥672，674，676和678、排氣閥680和682、以及局部壓力指示器684，686和688，以有利于流量計(jì)614和630的維修。更具體地說(shuō)，閥門672，674和680 以及壓力指示器684使得能夠進(jìn)行流量指示器614的隔離和降壓，以及在流量指示器614、 閥門676，678，682和壓力指示器686之間的管線的隔離和降壓。類似地，閥門672，674和 680使得能夠進(jìn)行流量指示器630的隔離和降壓，以及在流量指示器630、閥門676，678和 682及壓力指示器686之間的管線的隔離和降壓。另外，局部壓力指示器688通過(guò)為系統(tǒng) 303提供局部壓力讀數(shù)而有利于維修。此外，閥門672和676可分別用于將緩沖流體排入到流量指示器614和630中并對(duì)其重新加壓，從而減少當(dāng)流量指示器614和630分別恢復(fù)服務(wù)時(shí)密封組件327的臨時(shí)壓力下降的可能性。在一個(gè)備選實(shí)施例中，系統(tǒng)303還包括差壓指示器668。密封組件357的壓差受到控制系統(tǒng)658的監(jiān)視，以進(jìn)一步監(jiān)視密封的狀態(tài)和完整性。例如，在密封組件357的靜壓力下高于正常的緩沖流體流率可能是由于密封組件357上過(guò)高的壓差，而非密封完整性損失的指示。另一方面，正常的靜壓力、結(jié)合正常的緩沖流體流率、但低的壓差可能是過(guò)大的泄漏率和降低的密封完整性的指示。在密封組件357和被密封件357隔開(kāi)的過(guò)程流體之間，或者在密封組件357和反應(yīng)器208之間的壓差可通過(guò)差壓指示器668進(jìn)行測(cè)量。為了確保工藝流和緩沖流體的隔離， 差壓指示器668可使用測(cè)量相關(guān)壓力的壓力傳感器的輸出，例如壓力傳感器6M和壓力傳感器670，而不是將差壓傳感器直接連接到密封組件357和工藝流或反應(yīng)器208上。壓力傳感器670可聯(lián)接到，例如但不限于氧氣供給、燃料供給、冷卻劑供給和反應(yīng)器208上。備選地，還可在控制系統(tǒng)658內(nèi)通過(guò)減去相關(guān)靜壓力指示值來(lái)確定壓差。在又一備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)658可用于調(diào)節(jié)提供給密封組件357的緩沖流體的流率，從而將密封組件357上至少一個(gè)壓差保持在特定的壓力范圍內(nèi)。例如，通過(guò)將密封件上的壓差保持在有限的壓差范圍內(nèi)而非容許壓差由于密封組件357保持在相對(duì)恒定的高的靜壓力下而發(fā)生顯著變化，可改善密封件壽命，和/或可使用低成本的密封件。也就是說(shuō)，在密封組件357中的靜壓力依據(jù)相鄰的過(guò)程流體或反應(yīng)器208的靜壓力而升高或下降的同時(shí)，密封組件357上的壓差可保持在有限的壓差范圍內(nèi)，從而保持密封負(fù)載較低。此外備選地，控制系統(tǒng)658可用于在一組預(yù)定的極限內(nèi)監(jiān)視和調(diào)節(jié)不止一個(gè)壓差以及密封組件 357的靜壓力。另外，這組預(yù)定的極限可以是固定組或可變組，其中可變組考慮了密封組件 327、系統(tǒng)303、噴射器組件300和/或反應(yīng)器208的其中一個(gè)或多個(gè)內(nèi)的當(dāng)前操作狀態(tài)。例如，可以在啟動(dòng)期間使用一組預(yù)定的極限，并且在正常操作期間使用另一組預(yù)定的極限。備選地，可以有若干組預(yù)定的極限或程序用于調(diào)節(jié)密封組件357中的壓力，其如文中所述促進(jìn)了系統(tǒng)303的操作。文中所述用于監(jiān)視氣化系統(tǒng)的噴射器組件中所使用的密封功能性的方法和裝置促進(jìn)了包括匯聚型噴嘴和發(fā)散型噴嘴兩者的噴射器組件末端的利用。具有兩個(gè)部段即轉(zhuǎn)接器部段和模塊化末端部段的噴射器組件末端部分促進(jìn)了噴射器組件的維修和維護(hù)。密封組件容許轉(zhuǎn)接器部段和模塊化末端部段可釋放地聯(lián)接在一起，同時(shí)保持流體通道之間的隔離。匯聚型噴嘴和發(fā)散型噴嘴容許產(chǎn)生合成氣的流體流以預(yù)定的定向噴射到氣化反應(yīng)器中，其提高了合成氣生產(chǎn)效率。此外，本文所述的用于監(jiān)視密封功能性的方法和裝置有利于在發(fā)生密封故障時(shí)提供密封故障告警。告警容許在檢測(cè)到密封故障之后進(jìn)行有順序的系統(tǒng)關(guān)閉。另外，高壓密封緩沖流體的使用容許在密封故障的情況下控制泄漏哪種流體，其可防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)流體的
混合ο上面詳細(xì)描述了與IGCC設(shè)備相關(guān)聯(lián)的合成氣生產(chǎn)的示例性實(shí)施例。這些方法、設(shè)備和系統(tǒng)并不限于此處所述的特定的實(shí)施例，也不限于所示的特定的IGCC設(shè)備。本書面說(shuō)明使用示例來(lái)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，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可授予專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域中的技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有并非不同于權(quán)利要求字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元件，或者如果其包括與權(quán)利要求字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差異的等效的結(jié)構(gòu)元件，那么這些其它示例都屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其用于監(jiān)視噴射器給料組件(319)中的至少一個(gè)密封組件(357，358，359，360，361)的功能性，所述噴射器給料組件包括第一部段(321)和第二部段(323)，所述第二部段構(gòu)造成用于聯(lián)接到所述第一部段上，其中所述第一部段和所述第二部段各包括限定了至少一個(gè)通道(344)的至少一個(gè)壁(340，338)，所述系統(tǒng)包括緩沖流體供給系統(tǒng)(600)，其用于將緩沖流體供給定位在所述第一部段和所述第二部段之間的密封組件；和緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)(602)，其配置成監(jiān)視供給所述密封組件的緩沖流體的壓力和所述緩沖流體的流率的至少其中一個(gè)，并至少部分地基于所述緩沖流體壓力和所述緩沖流體流率的至少其中一個(gè)而確定所述密封組件的功能性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述緩沖流體供給系統(tǒng) (600)在預(yù)定的壓力和流率下供給緩沖流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述緩沖流體供給系統(tǒng) (600)在比所述密封組件所隔開(kāi)的任一過(guò)程流體的壓力更大的壓力下將緩沖流體供給所述密封組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng) (602)包括流率監(jiān)視器(614，630)和壓力監(jiān)視器(684，686，688)的至少其中一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述緩沖流體供給系統(tǒng)(600)還包括配置成將緩沖流體流供給所述密封組件的多個(gè)密封壓力分支(608，610， 612)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng) (602)還包括多個(gè)流率監(jiān)視器(614，630)，各所述多個(gè)流率監(jiān)視器聯(lián)接在所述多個(gè)密封壓力分支(608，610)的其中一個(gè)分支上，并配置成測(cè)量流率范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述多個(gè)密封壓力分支 (608,610)的至少其中兩個(gè)包括配置成測(cè)量不同的流率范圍的流率監(jiān)視器(614，630)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其特征在于，所述緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng) (602)確定所述過(guò)程流體和所述緩沖流體的至少其中一種流體的成分，并至少部分地基于成分確定而確定所述密封組件的功能性。
9.一種發(fā)電設(shè)備(100)，包括至少一個(gè)碳質(zhì)反應(yīng)劑源；至少一個(gè)氧化的流體反應(yīng)劑源；至少一個(gè)反應(yīng)器O08)，其包括與所述至少一個(gè)碳質(zhì)反應(yīng)劑源以及所述至少一個(gè)氧化的流體反應(yīng)劑源保持流動(dòng)連通的至少一個(gè)噴射裝置(300)，所述至少一個(gè)噴射裝置包括轉(zhuǎn)接器(336，338，340)和末端部段(334)，所述末端部段構(gòu)造成可釋放地聯(lián)接在所述轉(zhuǎn)接器上，其中所述轉(zhuǎn)接器和所述末端部段各包括限定至少一個(gè)通道(344，345，346)的至少一個(gè)壁；和緩沖流體壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)(303)，其配置成將緩沖流體供給定位在所述轉(zhuǎn)接器和所述末端部段之間的至少一個(gè)密封組件，并監(jiān)視所述至少一個(gè)密封組件的功能性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述壓力控制和監(jiān)視系統(tǒng)(303)包括流率監(jiān)視器(630，614)和壓力監(jiān)視器(684，686，688)的至少其中一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視密封組件的方法和系統(tǒng)，具體而言，描述了一種密封監(jiān)視系統(tǒng)，其用于監(jiān)視噴射器給料組件中的至少一個(gè)密封組件的功能性。噴射器給料組件包括第一部段和第二部段，第二部段構(gòu)造成用于聯(lián)接到第一部段上。第一部段和第二部段各包括限定至少一個(gè)通道的至少一個(gè)壁。該系統(tǒng)包括緩沖流體供給系統(tǒng)，其用于將緩沖流體供給定位在第一部段和第二部段之間的密封組件。該系統(tǒng)還包括緩沖流體監(jiān)視系統(tǒng)，其配置成監(jiān)視供給密封組件的緩沖流體的壓力和緩沖流體的流率的至少其中一個(gè)，并至少部分地基于緩沖流體壓力和緩沖流體流率的至少其中一個(gè)而確定密封組件的功能性。
文檔編號(hào)F02C9/00GK102374032SQ20111023876
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者A.H.富爾曼, B.E.麥克拉肯, J.S.斯蒂芬森, R.D.斯蒂爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司