專利名稱：減少從燃燒煤粉燃燒器中產(chǎn)生no的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及工業(yè)和電站爐子和鍋爐領(lǐng)域，特別涉及新型有用的可以有效減少NOX產(chǎn)物的用于煤粉燃燒爐或鍋爐的過熱空氣(OFA)口結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
NOX是一種從例如煤的礦物燃料的燃燒中產(chǎn)生的非預(yù)期副產(chǎn)品。許多工業(yè)用爐和鍋爐燃燒作為初級燃料的煤粉。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NOX排放物對環(huán)境有負(fù)面影響，因此目前在全世界范圍內(nèi)都在對NOX排放物進(jìn)行管制。
燃燒煤粉的爐和鍋爐內(nèi)的大部分NOX都是在礦物燃料的燃燒期間形成的。這部分NOX形成物被稱為燃料NOX。燃料NOX是在脫揮發(fā)和碳化燃燒(charburnout)期間由燃料和氧結(jié)合產(chǎn)生的氧化形成。
多年來已知的一種減少NOX產(chǎn)物的有效方法是在脫揮發(fā)的關(guān)鍵步驟中減少氧氣利用率。通過從爐中去掉一部分燃燒空氣和將別處的空氣導(dǎo)入爐內(nèi)的方式可以減少氧氣利用率。這種方法通常被稱為空氣分離。
過熱空氣(OFA)口通常用作爐和鍋爐內(nèi)的這種空氣分離系統(tǒng)的一部分。這種OFA口的運(yùn)用例如已在美國專利US3048131、US5205226和US5809913中公開。為更好地理解這種OFA系統(tǒng)，讀者可以參考“蒸汽及發(fā)生和利用(Steam/itsgeneration and use)”，1992年第40版，Stultz & Kitto，Eds.，Babcock & Wilcox公司具有該版的版權(quán)。這篇文章在此導(dǎo)入作為參考，就好像其在此已全文登出一樣，尤其應(yīng)參考其中的第13章第13-6至13-11頁。
在NOX抑制中過熱空氣的效率取決于過熱空氣的量、過熱空氣回引處的燃燒器火焰位置和回引率。增加過熱空氣量有助于從燃燒器中降低NOX水平，但過熱空氣量的連續(xù)增加最終也將導(dǎo)致NOX的量增加。這是由于燃燒移動到爐或鍋爐中OFA口之外的某一區(qū)域進(jìn)行而引起的。
由于OFA系統(tǒng)的目的是使化學(xué)反應(yīng)能穿過一低氧濃度區(qū)，以抑制NPX形成為碳?xì)浠衔?，?yōu)選為清除氧，所以過熱空氣的導(dǎo)入爐中的導(dǎo)入點同樣很重要。過早增加過熱空氣將會由于預(yù)期的化學(xué)反應(yīng)被中斷而失去益處。而且，為了避免增加爐內(nèi)的富氧區(qū)，OFA增加率也很重要。通常是將過熱空氣逐漸導(dǎo)入燃燒過程中，以完成燃燒，而不是在局部向火焰注入大量氧氣。同時OFA口必須設(shè)計有足夠的噴射動量，以穿透爐腔(furnace enclosure)，并向整個爐腔提供過熱空氣。
圖1和2示出了一種通用的燃燒器和OFA口以及所形成的火焰通路的現(xiàn)有技術(shù)裝置。爐腔10具有三層燃燒器12、14、16。圖示的爐腔10是一種典型的雙沖鍋爐；即燃燒器12、14、16定向為通過爐腔10的前、后壁30、32彼此對置。穿過爐腔10的前、后壁30、32的最高層的開孔由OFA口20組成。
圖2中示出了由前、后壁30、32上的各排燃燒器12、14、16產(chǎn)生的相似的火焰通路13、15、17。底層燃燒器12水平噴火，因此從相對的燃燒器12中發(fā)出的火焰通路13在爐腔10的中心位置附近發(fā)生碰撞。未燃燒的可燃物和熱氣在集中在爐腔10的中間處的通路13a中向上流。第二層燃燒器14受到氣體和可燃物的上向流13a的影響，使得從相對燃燒器14中噴出的第二層火焰通路15在爐腔10的中心附近向上彎曲。第三層燃燒器16更加受到向上氣流13a的影響，因此從這些燃燒器噴出的第三層火焰通路17比第二層火焰通路15更快地向上彎曲。
如圖所示，OFA空氣通路22與第二和第三層燃燒器火焰通路15、17交叉，并靠近向上流的氣體和可燃物13a。圖1和2所示的這種傳統(tǒng)的OFA口構(gòu)造雖然很有用，但在向爐腔10內(nèi)噴入OFA時，結(jié)果會有很大的變化。在其它因素中，由于在燃燒器和OFA口之間停留時間的差異，和通過爐內(nèi)的氣流中導(dǎo)致OFA和火焰通路的不同的相互作用的差異，因而減少NOX的效果不一致。
當(dāng)用于一個600兆瓦(MW)的電站鍋爐或爐子設(shè)備中時，圖1和2所示的OFA結(jié)構(gòu)將具有一個計算出的從燃燒器到OFA口的總體流動停留時間，其中下燃燒器12的停留時間為2.7秒、第二層燃燒器14的停留時間為1.3秒，而第三層燃燒器16的停留時間則只有0.6秒。因此，第三層燃燒器16相對于OFA的導(dǎo)入?yún)^(qū)會遭受到不充足的停留時間，這將會導(dǎo)致增加產(chǎn)生的NOX量。往往，減少這種類型的爐子中的NOX排放的最有效的方法是不使用第三層燃燒器16。
另一種增加第二和第三層燃燒器14、16的停留時間的方法是增加OFA口20和第三層燃燒器16之間的距離。但是，這需要在爐腔10的上爐區(qū)中增加額外空間。由于增加OFA口20的空間需要一個更高的爐腔10，從而增加了成本，并需要更大的建筑物。
因此需要這樣一種OFA結(jié)構(gòu)，其在燃燒器和OFA口之間可以提供一致的最小的停留時間，但不需要一個更大的爐子或不使已經(jīng)存在的燃燒器停止工作。而且，還需要一種能更好地控制各燃燒器層的OFA口空氣流，以減少NOX排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種新型的用于進(jìn)一步減少燃燒煤粉地爐和鍋爐中的NOX產(chǎn)物的OFA口裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于改進(jìn)燃燒器和OFA口之間的停留時間的OFA口構(gòu)造。
因此，提供了一種包括本發(fā)明的OFA系統(tǒng)的爐子或鍋爐，其中多個過熱空氣口設(shè)置在爐腔側(cè)壁上，用以向燃燒器火焰通路橫向?qū)隣FA。OFA口最理想地設(shè)置為在各個燃燒器層火焰通道處噴射過熱空氣，且提供良好的停留時間。氣流速率、空氣噴射速度和動量都調(diào)整為產(chǎn)生最大效率、且能使過熱空氣在預(yù)期燃燒器層火焰通路處噴入爐腔，而能避免由于在更高的燃燒器層中出現(xiàn)的過量的氧而增加NOX產(chǎn)物。
第一種OFA口裝置提供給具有三個燃燒器層的對置壁式火爐或鍋爐。一個OFA口設(shè)置在大約爐腔的中心位置處噴射空氣，從底層燃燒器噴出的火焰在此中心位置處相會。一對OFA口垂直間隔設(shè)置在其上方并水平地朝向前、后壁，以與第二層燃燒器的火焰通路大致相交。第二對OFA口進(jìn)一步設(shè)置在第一對之上且更靠近前、后壁，用以噴射與第三層燃燒器的火焰通路相交的OFA。
另一種構(gòu)造提供給寬爐腔，其中一些OFA口設(shè)置在側(cè)壁中，其它的一些OFA口則位于前和/或后壁上。這些OFA口設(shè)置為通過側(cè)壁并間隔地導(dǎo)入過熱空氣，以與從底層燃燒器中噴出的火焰通道相交。用于向例如三種高度燃燒器層結(jié)構(gòu)中的第二層和第三層燃燒器的上層燃燒器的火焰通路中噴入空氣的OFA口，位于爐腔的前和/或后壁上。或者，底層OFA口設(shè)置為通過側(cè)壁并隔開地導(dǎo)入過熱空氣，以與底層火焰通道相交，且上層OFA口也設(shè)置為通過側(cè)壁導(dǎo)入過熱空氣，以與第二層燃燒器火焰通路相交。用于向第三層燃燒器的燃燒器火焰通路噴入過熱空氣的OFA口位于爐腔的前和/或后壁上。
另一種構(gòu)造提供給單壁式火爐和鍋爐，其中燃燒器僅設(shè)置為通過前壁。OFA口以常規(guī)的對角線方式分布在爐側(cè)壁上，該對角線從與后壁相鄰的爐腔下端延伸通向與前壁相鄰的爐腔上端。與燃燒器層數(shù)量相當(dāng)?shù)腛FA口或比燃燒器層數(shù)量還多的OFA口設(shè)置為形成所述對角線布置。這些OFA口設(shè)置為至少將過熱空氣噴射穿過爐腔，并通常會進(jìn)入各個燃燒器層的火焰通路中。
在從屬于該公開內(nèi)容并形成該公開內(nèi)容的一部分的權(quán)利要求書中特定指出了一些不同的表征本發(fā)明的新特征。為了更好地理解本發(fā)明、理解其運(yùn)行優(yōu)點和由其使用而獲得的特定目的，參考使用了所附的附圖和相關(guān)描述，其中舉例說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。


在所有附圖中圖1是一位于現(xiàn)有技術(shù)爐腔上的燃燒器和OFA口的局部前試圖；圖2是圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)爐腔的側(cè)視圖，其示出了爐腔內(nèi)的火焰通路；圖3是具有本發(fā)明的過熱空氣口構(gòu)造的爐腔的側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明的過熱空氣口構(gòu)造的另一種實旋例的側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明的過熱空氣口構(gòu)造的另一種實施例的局部透視圖；圖6是本發(fā)明的過熱空氣口構(gòu)造的另一種實施例的局部透視圖；和圖7是用于單壁火爐或鍋爐的本發(fā)明的過熱空氣口構(gòu)造的一種實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，其中在七幅附圖中相同的附圖標(biāo)記都用于表示相同的或功能相似的元件，圖3-6各自都示出了一種包括本發(fā)明的OFA構(gòu)造的對置壁式火爐的爐腔10。和圖1和2所示的爐腔10一樣，在圖3-6的每幅圖中，前、后壁30、32上分別設(shè)置有三個燃燒器層12、14、16。但是，正如那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識到的一樣，本發(fā)明可適用于具有更少或更多燃燒器層的單壁式和對置壁式火爐腔10。
圖3中，過熱空氣口200、202、204位于側(cè)壁35中而不是位于前壁或后壁30、32中。OFA口200、202、204設(shè)置為使得噴射空氣可以總體上分別與火焰通路13a、15、17橫向交叉。也就是說，下OFA口200將會向底層燃燒器12的火焰噴射過熱空氣，中OFA口202向第二層燃燒器14提供OFA，上OFA口204則向第三層燃燒器16的火焰噴射空氣。
OFA口200、202、204垂直地且水平地間隔分布，使得下OFA口200最靠近爐下端和中心，而上OFA口204最靠近前壁和后壁30、32，且最靠近爐10的上端。OFA口200、202、204設(shè)置為能最好地向爐腔10的橫截面提供OFA，且能在燃燒器區(qū)中進(jìn)行完全燃燒。過熱空氣量、空氣噴射速度和動量選擇為能確保過熱空氣沖入爐中，能確保經(jīng)由這些口200、202、204供給的過熱空氣與燃燒器燃燒器通路13a、15和17的良好混合。
間隔設(shè)計為在可以使NOX產(chǎn)物減到最少的時刻向燃燒器火焰通路輸送OFA。OFA口200、202、204的垂直和水平間隔防止了在過熱空氣與第二和第三層燃燒器14、16的火焰通路15、17之間發(fā)生不期望的相互作用。OFA口200、202、204的交錯排列結(jié)構(gòu)避免了公知OFA系統(tǒng)的問題，在這種公知OFA系統(tǒng)中，過熱空氣向上層燃燒器14、16的火焰通路15、17供給得太快。因此，本發(fā)明的橫向OFA供給結(jié)構(gòu)可以更有效地減少燃料NOX。
盡管下OFA口200圖示為位于底層燃燒器火焰通路13的交叉點之上，但是可以將其設(shè)置得更向下一些、使其在更靠近該交叉點之處噴射OFA。從底層燃燒器12中噴出的火焰預(yù)期為在火焰通路13相交之后不久，便已完全進(jìn)行碳化反應(yīng)(char reactions)。因此，OFA在該交叉點附近的導(dǎo)入不會有害地產(chǎn)生更多的燃料NOX產(chǎn)物。
可以將OFA口200、202、204的位置調(diào)節(jié)為能更精確地將過熱空氣導(dǎo)入預(yù)期的火焰通路13、13a、15或17中。同時，將OFA口的位置設(shè)置為能在燃燒器和過熱空氣之間提供充分的停留時間。
例如，圖4示出了另一種只具有兩層OFA口200、202的OFA口結(jié)構(gòu)。該OFA口200、202還是水平和垂直地交錯排列。但是底層OFA口200基本上沿爐腔10的垂直中心線(前、后壁30、32之間)對稱分布，因此也沿由燃燒器火焰通路13a表示的上升且可燃的氣流對稱分布。中層OFA口202設(shè)置在底層OFA口200的上方，且比下OFA口200更靠近前、后爐壁30、32。
圖5的OFA口結(jié)構(gòu)最適合用于寬度(W)與深度(D)的截面比接近或超過2的爐腔10中，但是將其用于物理結(jié)構(gòu)上很寬(例如寬于40英尺)而不管寬深比是多少的爐腔10中也是理想地。OFA口200、202設(shè)置為通過爐的兩側(cè)壁35，用以在下層燃燒器12、14的位置橫向噴射過熱空氣。在某種環(huán)境中，只可以采用一個OFA口200，其基本上位于各個側(cè)壁35的中心處。如果還采用了附加的OFA口202，則將它們沿OFA口200對稱設(shè)置，且設(shè)置在稍微高一點的位置上，如圖中所示和前面所述。附加OFA口208設(shè)置在爐的前、后壁30、32的中心線附近、且高于最高排燃燒器16的位置上?？赏ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的計算流體動力(CFD)模擬技術(shù)來確定這些OFA口208的特定數(shù)量和位置。通常由于希望過熱空氣能穿透進(jìn)最中心的部分，所以當(dāng)爐寬W開始增加時，便將第一OFA口208應(yīng)用在前、后壁30、32的大約中心線的位置，且當(dāng)爐寬W進(jìn)一步增加時(很大的W/D比)，便要采用附加OFA口208，其優(yōu)選為基本上對稱設(shè)置在前、后壁30、32的中心線兩側(cè)。當(dāng)寬度開始增加時，前壁OFA口208與單獨使用橫向定向的OFA口相比能更好地將OFA空氣導(dǎo)入爐腔10的中心處。OFA口200或208的尺寸選擇為可以確保充足的過熱空氣量，空氣噴射速度和動量設(shè)置為可確保過熱空氣沖入爐腔10中，進(jìn)而確保經(jīng)由這些孔供給的過熱空氣與燃燒器火焰通路13a、15和17的良好混合。
在某種環(huán)境中，可能希望將OFA口208設(shè)置成可以覆蓋前、后壁30、32的寬W更多的部分，即使?fàn)t腔10的W/D比等于或接近于1，或者甚至小于1，也是如此。圖6示出了這種爐腔結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其中W/D比不大于1，各個側(cè)壁35上至少設(shè)置一個OFA口200，和多個OFA口208，以便沿爐寬度W方向覆蓋除爐腔10的一中心部分之外的更多部分。位于各個側(cè)壁35上的至少一個OFA口200置于與那些位于前、后壁30、32上的OFA口208大約相同的高度上。在該實施例中，這些側(cè)壁OFA口200通常會提供約30％的過熱空氣，位于前、后壁30、32中的多個OFA口208提供其余地過熱空氣。在某種環(huán)境下，各個側(cè)壁35上的至少一個OFA口200可以置于與上排燃燒器16大約相同的高度上，如圖6中的200A所示，或者甚至可以置于一個更低的大約對應(yīng)于燃燒器區(qū)的中心C的高度上；也就是置于三層燃燒器結(jié)構(gòu)中的中間排燃燒器14的高度位置上，如圖6中的200B所示。
圖7示出了另一種與單壁火爐一起使用的OFA口結(jié)構(gòu)，其中燃燒器12、14、16只設(shè)置在爐腔10的前壁30上。在這種爐子中，火焰通路最初主要是受后壁32的影響。底層、第二層和第三層燃燒器12、14、16的火焰通路13、15、17分別由圖中所示線路表示。
OFA口200、202、204和206設(shè)置為通過爐腔側(cè)壁35噴射OFA。OFA口200、202、204分別設(shè)置為在燃燒器12、14、16的火焰通路的位置上噴射過熱空氣。OFA口206提供額外的最接近前壁30的空氣，以確保燃料完全燃燒。
可以改變設(shè)置在任何給定層上的OFA口200、202、204、206、208的特定數(shù)量，以最好地向選定區(qū)域輸送OFA。例如，盡管圖3示出了一個下OFA口200，圖4示出了兩個，但是如果需要可以使用三個或更多，以確保良好的燃燒和覆蓋。如上所述，在設(shè)置OFA口時，主要考慮的是向給定層的適當(dāng)火焰通路提供OFA，從而確保各燃燒器層合適的停留時間。
本發(fā)明的OFA結(jié)構(gòu)解決了空氣向第二和第三層燃燒器導(dǎo)入得太快的問題，且不需要一個更高的爐腔。此處的OFA結(jié)構(gòu)提供了一種更有效的用于控制NOX而不必停止使用一些燃燒器層的系統(tǒng)。這些OFA結(jié)構(gòu)是一種花費不多的設(shè)計，這種設(shè)計可以調(diào)整OFA導(dǎo)入火焰通路的導(dǎo)入點，以最好地控制給定類型爐子的NOX。
本發(fā)明的OFA結(jié)構(gòu)還提供了更好的空氣混合控制，使得從上層燃燒器噴出的火焰不會太快地充滿空氣。至少底層中的OFA口的橫向方向可使OFA更好地噴向底層燃燒器火焰，而不會與第二和第三層(或更高)的燃燒器火焰發(fā)生干擾。OFA可以從側(cè)壁中噴出足夠的量，以在預(yù)期的火焰通路中產(chǎn)生良好的穿透和分布，而不損害其它燃燒器層火焰通路。由于第二和第三層火焰在OFA導(dǎo)入之間具有足夠的時間燃燒，因而可以減少NOX產(chǎn)物。因此，借助于OFA口相對于燃燒器層的橫向方向可以使空氣分級更有效。應(yīng)當(dāng)相信的是，本發(fā)明通過側(cè)壁提供的過熱空氣的百分比可以達(dá)到總過熱空氣量的20至100％。該范圍的上限表示所有過熱空氣都通過側(cè)壁OFA口提供的情形，而該范圍的下限則是表示過熱空氣既由根據(jù)本發(fā)明的兩側(cè)壁OFA口又由前、后壁OFA口導(dǎo)入的情形。
雖然詳細(xì)圖示并描述了本發(fā)明的一些特定實施例，以說明本發(fā)明原理的應(yīng)用，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可以根據(jù)后面的權(quán)利要求所包括的內(nèi)容來改變本發(fā)明的形式，而不會偏離本發(fā)明的原理。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于包括工業(yè)用或電站蒸汽發(fā)生器、鍋爐或爐子的新結(jié)構(gòu)，或者可用于對現(xiàn)有的工業(yè)或電站蒸汽發(fā)生器、鍋爐或爐子進(jìn)行替代、維修或改進(jìn)。在本發(fā)明的一些實施例中，較好的是本發(fā)明的某些特征有時不必與其它特征一起應(yīng)用。例如，OFA口可以單獨地用于側(cè)壁上，或者與前壁上的或前、后壁上的OFA口組合使用，這取決于此處所描述的燃燒裝置。因此，所有這些改變和實施例都完全落入下列權(quán)利要求的范圍和等效物之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于礦物燃料火爐或鍋爐的過熱空氣口裝置，該火爐或鍋爐具有形成爐腔的前、后壁和一對側(cè)壁，垂直間隔分布、通過至少前壁和后壁之一的底層、第二和第三層燃燒器，當(dāng)?shù)V物燃料在該爐腔內(nèi)燃燒時該燃燒器分別產(chǎn)生底層、第二和第三火焰通路，該過熱空氣口裝置可有效地減少燃料NOX在該爐腔內(nèi)在燃燒期間形成，該過熱空氣口裝置包括至少一個通過至少一個側(cè)壁的下過熱空氣口，其設(shè)置用以將過熱空氣橫向地噴入底層火焰通路中；和至少一個通過至少一個側(cè)壁的中間過熱口，該口垂直間隔分布在所述至少一個下過熱空氣口之上，且從所述至少一個下過熱空氣口處水平地偏移，其設(shè)置用以將過熱空氣橫向地噴入至少一個第二和第三層火焰通路中。
2.如權(quán)利要求1所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，還包括至少一個通過至少一個側(cè)壁的上過熱空氣口，該口垂直間隔分布在所述至少一個中間過熱空氣口之上，且從所述至少一個中間過熱空氣口處水平地偏移，且用以將過熱空氣橫向地噴入第三層火焰通路中。
3.如權(quán)利要求1所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，還包括至少一個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口，該口用以將過熱空氣噴入第三層火焰通路中。
4.如權(quán)利要求3所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，該爐腔具有寬深比約大于1的橫截面。
5.如權(quán)利要求3所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上置于爐腔寬度的中心處。
6.如權(quán)利要求1所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個下過熱空氣口包括多個彼此相鄰的過熱空氣口。
7.如權(quán)利要求1所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個中間過熱空氣口包括多個彼此相鄰的過熱空氣口。
8.如權(quán)利要求1所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個中間過熱空氣口包括多個沿前壁和后壁之間的垂直中心線對稱設(shè)置的過熱空氣口。
9.如權(quán)利要求1所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，還包括多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口，其用以將過熱空氣噴入第三層火焰通路中。
10.如權(quán)利要求9所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上置于爐腔的寬度中心處。
11.如權(quán)利要求8所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，該爐腔具有寬深比約大于1的橫截面。
12.如權(quán)利要求9所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上設(shè)置為橫跨爐腔的寬度。
13.如權(quán)利要求9所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上對稱設(shè)置在前壁和后壁的中心線的兩側(cè)。
14.一種用于礦物燃料火爐或鍋爐的過熱空氣口裝置，該火爐或鍋爐具有形成爐腔的前、后壁和一對側(cè)壁，垂直間隔分布、通過至少前壁和后壁之一的上層燃燒器和下層燃燒器，當(dāng)?shù)V物燃料在該爐腔內(nèi)燃燒時該燃燒器用以產(chǎn)生上燃燒器火焰通路和下燃燒器火焰通路，該過熱空氣口裝置可有效地減少燃料NOX在該爐腔內(nèi)在燃燒期間形成，該過熱空氣口裝置包括一種位于至少前壁和后壁之一上、且位于最高層燃燒器上方的過熱空氣口布置，如此設(shè)置的過熱空氣口布置用以將一部分過熱空氣導(dǎo)入由最高層燃燒器產(chǎn)生的上火焰通路中；和至少一個通過各個所述側(cè)壁的過熱空氣口，該口設(shè)置用以將過熱空氣橫向噴入由一下燃燒器層產(chǎn)生的下燃燒器火焰通路中。
15.如權(quán)利要求14所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個通過各個所述側(cè)壁的過熱空氣口設(shè)置用以將過熱空氣橫向噴入由一底燃燒器層產(chǎn)生的底燃燒器火焰通路中。
16.如權(quán)利要求14所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，該垂直間隔分別的上層和下層燃燒器限定出了具有中心區(qū)域C的區(qū)域，且其中該側(cè)壁過熱空氣口位于基本上與該中心區(qū)域C相同的高度處。
17.如權(quán)利要求14所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，該至少一個通過各個所述側(cè)壁的過熱空氣口位于基本上與最高層燃燒器相同的高度處，該最高層燃燒器位于至少前壁和后壁之一上。
18.如權(quán)利要求14所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，該至少一個通過各個所述側(cè)壁的過熱空氣口位于基本上與位于至少前壁和后壁之一上的過熱空氣口結(jié)構(gòu)相同的高度處。
19.一種用于礦物燃料火爐或鍋爐的過熱空氣口裝置，該火爐或鍋爐具有形成爐腔的前、后壁和一對側(cè)壁，垂直間隔分布、通過前壁和后壁的底層、第二和第三層燃燒器，當(dāng)?shù)V物燃料在該爐腔內(nèi)燃燒時該燃燒器分別產(chǎn)生底層、第二和第三火焰通路，該過熱空氣口裝置可有效地減少燃料NOX在該爐腔內(nèi)在燃燒期間形成，該過熱空氣口裝置包括至少一個通過各個側(cè)壁的下過熱空氣口，其設(shè)置用以將過熱空氣橫向地噴入下火焰通路中；和至少一個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口，其用以向第二和第三火焰通路中噴射過熱空氣。
20.如權(quán)利要求19所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上置于爐腔寬度的中心處。
21.如權(quán)利要求19所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，該爐腔具有寬深比約大于1的橫截面。
22.如權(quán)利要求19所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述至少一個下過熱空氣口包括多個彼此相鄰的過熱空氣口。
23.如權(quán)利要求19所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，還包括多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口，其用以將過熱空氣噴入第二和第三層火焰通路中。
24.如權(quán)利要求23所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上置于爐腔的寬度中心處。
25.如權(quán)利要求23所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上設(shè)置為橫跨爐腔的寬度。
26.如權(quán)利要求23所述的過熱空氣口裝置，其特征在于，所述多個通過至少前壁和后壁之一的過熱空氣口基本上對稱設(shè)置在前壁和后壁的中心線的兩側(cè)。
27.一種在礦物燃料爐或鍋爐中的燃燒期間有效減少燃料NOX形成的方法，該礦物燃料爐或鍋爐具有形成一爐腔的前壁和后壁和一對側(cè)壁，該方法包括經(jīng)垂直間隔分布的底層、第二和第三層燃燒器將空氣和燃料導(dǎo)入通過至少前壁和后壁之一，并燃燒該燃料以分別在該爐腔中產(chǎn)生底層、第二和第三層火焰通路；通過一位于至少前壁和后壁之一上、處于最高層燃燒器上方的過熱空氣口布置將過熱空氣噴入至少第二和第三火焰通路之一中；和通過至少一個穿過至少一個側(cè)壁的底過熱空氣口將過熱空氣橫向噴入底火焰通路中。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，包括通過所述至少一個底側(cè)壁過熱空氣口橫向噴射過熱空氣，該過熱空氣口基本上位于與燃燒器區(qū)的中心區(qū)C相同的高度上，該燃燒器區(qū)由垂直間隔分布的多層燃燒器限定。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，包括通過所述至少一個底側(cè)壁過熱空氣口橫向噴射過熱空氣，該過熱空氣口基本上位于與最高層燃燒器相同的高度上，該最高層燃燒器位于至少前壁和后壁之一上。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，包括通過所述至少一個底側(cè)壁過熱空氣口橫向噴射過熱空氣，該過熱空氣口位于基本上與位于至少前壁和后壁之一上的過熱空氣口結(jié)構(gòu)相同的高度處。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，還包括通過多個側(cè)壁過熱空氣口將過熱空氣橫向噴入該底火焰通路中。
全文摘要
一種用于煤粉鍋爐或爐子的過熱空氣(OFA)口布置具有至少一個通過各側(cè)壁用以噴射OFA以增加各燃燒器層的停留時間的OFA口。也可使用多個OFA口，該多個OFA口垂直且水平地交錯排列，以在適當(dāng)?shù)臅r刻和位置有效地將過熱空氣輸入燃燒器火焰中，從而最有效地減少燃料NO
文檔編號F23C5/00GK1873325SQ200510098160
公開日2006年12月6日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者A·D·勞魯 申請人:巴布考克及威爾考克斯公司