一种用于地下气化炉的燃烧点火装置及点火方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115651708A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211163267.3(22)申请日2022.09.23(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市南郊翟山(72)发明人冯乐乐刘杰庞家葆(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师钱超(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/72(2006.01)E21C37/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于地下气化炉的燃烧点火装置及点火方法(57)摘要本发明公开了一种用于地下气化炉的燃烧点火装置，包括连续管、同轴设于连续管内的注气管以及同轴设于注气管内的燃料管；注气管前端设有燃烧头，燃烧头内缩颈形成锥形的混合腔体，混合腔体前端设有喷火口，燃烧头位于喷火口处设有火花塞；燃料管前端形成锥形封闭端，锥形封闭端外圆周与混合腔体形成锥形通道，且燃料管位于混合腔体后端圆周向设有若干组燃料喷嘴；燃料管外壁与注气管内壁之间固定设有旋流机构，且旋流机构位于燃料喷嘴后侧。本发明结构紧凑，具有较佳的移动性能，便于在不同点火位置进行高效点火；燃料管与注气管在燃烧头内进行高效混合并形成螺旋状火焰锋面，提高点火能量、点火速度和点火成功率。CN115651708ACN115651708A权利要求书1/2页1.一种用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，包括连续管（1）、同轴设于连续管内的注气管（2）以及同轴设于注气管内的燃料管（3）；所述注气管（2）前端设有燃烧头（12），所述燃烧头（12）内缩颈形成锥形的混合腔体（8），所述混合腔体（8）前端设有喷火口（15），所述燃烧头（12）位于喷火口处设有火花塞（11）；所述燃料管（3）前端形成锥形封闭端（16），所述锥形封闭端（16）外圆周与混合腔体（8）形成锥形通道（18），且燃料管（3）位于混合腔体（8）后端圆周向设有若干组燃料喷嘴（7）；所述燃料管（3）外壁与注气管（2）内壁之间固定设有旋流机构（6），且旋流机构（6）位于燃料喷嘴（7）后侧。2.根据权利要求1所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述注气管（2）与连续管（1）管径比为1:1.7‑1:2.6，所述燃料管（3）与注气管（2）管径比为1:2‑1:3.3。3.根据权利要求2所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述旋流机构（6）包括沿着燃料管（3）圆周向均匀设置的5‑9个弧形叶片，且弧形叶片与注气管（2）内径向夹角为15°‑75°。4.根据权利要求1所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述的混合腔体（8）的锥度为1:0.7‑1:2。5.根据权利要求1所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述燃烧头（12）位于喷火口处圆周向设有若干组热电偶（13），所述热电偶（13）通过数据传输电缆（14）与控制中心电性连接。6.根据权利要求1所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述燃烧头（12）位于喷火口处圆周向设有气体检测探头（17），所述气体检测探头（17）通过数据传输电缆（14）与控制中心电性连接。7.根据权利要求1所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述注气管（2）进气端口分别与供氧管路、供氮管路连通。8.根据权利要求1所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述连续管（1）和注气管（2）之间形成安装腔体（4），所述安装腔体（4）内沿着注气管（2）外壁圆周呈螺旋状分布有冷却管（5）。9.根据权利要求8所述的用于地下气化炉的燃烧点火装置，其特征在于，所述安装腔体（4）内沿着管体长度方向间隔1‑3m设有若干组支撑结构，所述支撑结构包括沿着注气管（2）圆周向设置的3‑5组连接支架（9）。10.一种地下气化炉的点火方法，采用如权利要求1‑9任一所述的燃烧点火装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：开启供氮管路，向注气管中通入氮气，同时检测地下气化炉点火位置的二氧化碳和甲烷浓度，待可燃气体浓度低于理论爆炸极限下限后关闭供氮管路；步骤2：开启供氧管路，向注气管（2）中通入高压富氧空气，高压富氧空气流经旋流机构（6）后进入混合腔体（8），同时检测地下气化炉点火位置的氧气浓度；步骤3：待地下气化炉点火位置氧气浓度达到预期点火浓度后，开启燃料管路向燃料管（3）输送燃料，燃料与富氧空气在混合腔体（8）内充分混合；向火花塞（11）通电，点燃混合燃气，形成稳定的螺旋状燃烧锋面对煤层进行加热；步骤4：在对煤层进行持续加热时，热电偶（13）检测煤层燃烧点；当煤层燃烧温度和产气成分达到预期标准时，判定煤层进入自燃状态后，停止富氧空气和燃料的供应，关闭火花2CN115651708A