專(zhuān)利名稱(chēng)：分布燃燒方法和燃燒器的制作方法
分布燃燒方法和燃燒器
背景技術(shù)：
相對(duì)于基于空氣的燃燒，燃料的氧燃燒是用于在工業(yè)爐內(nèi)增加熱量利用(熱效率)的公知策略。氧燃料燃燒器具有更高的火焰溫度，這增加了從火焰到負(fù)載的輻射傳熱。但是較高的火焰溫度在某些情況下可能具有負(fù)面的后果，尤其是對(duì)于較低溫度的爐子(例如用于再生鋁熔化)而言。由于高的火焰溫度，增大了 NOxB成的可能性。因此，如果N2通過(guò)燃料或者由于空氣滲流到爐中而進(jìn)入燃燒區(qū)，則可以顯著增加NO5^A形成。另外，較高溫度的火焰可在爐中造成熱點(diǎn)或者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有不利影響。在某些情況下，像鋁的熔化，高火焰溫度還可以增加金屬氧化物的比率，從而導(dǎo)致金屬損失。為了克服上面的問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了分布燃燒作為用于以較低的但是非常均勻的溫度執(zhí)行氧燃燒的策略。也稱(chēng)作稀釋燃燒、溫和燃燒或者無(wú)焰燃燒(在某些情況下當(dāng)火焰不再可見(jiàn)時(shí))，該策略的中心思想是在燃燒之前用爐氣體(大多數(shù)是H2O和CO2的混合物)來(lái)稀釋反應(yīng)物，以便在爐內(nèi)獲得較低的并且更均勻的溫度分布。被稀釋混合物的溫度應(yīng)該保持在自動(dòng)點(diǎn)火溫度以上以維持無(wú)焰模式。不像在傳統(tǒng)燃燒方法中觀察到的物質(zhì)傳輸和化學(xué)反應(yīng)之間的復(fù)雜的相互作用，高度稀釋的反應(yīng)物通過(guò)增加燃燒反應(yīng)的時(shí)間比例使得燃燒成為動(dòng)態(tài)受限的過(guò)程。這種緩慢的燃燒過(guò)程在通過(guò)高度分布的反應(yīng)區(qū)時(shí)特別明顯，在所述反應(yīng)區(qū)中，峰值溫度很低從而顯著減少了 N0X。許多(現(xiàn)有技術(shù))已經(jīng)提出了用于分布燃燒的燃燒器。W02004/029511利用由燃燒器的氧噴嘴產(chǎn)生的噴射器效果來(lái)實(shí)現(xiàn)爐氣體的內(nèi)部再循環(huán)。燃料的下游噴射使得氧能夠在到達(dá)燃料之前與爐氣體混合。W02004/029511包括圍繞燃料噴射器放置成圓形的6個(gè)氧供應(yīng)管。這些氧供應(yīng)管優(yōu)選地以超音速傳送氧。與W02004/029511燃燒器一樣，U.S.專(zhuān)利N0.6，007, 326涉及低濃度燃料和低濃度氧在爐內(nèi)的燃燒。反應(yīng)物的稀釋是`利用它們?cè)诟咚傧碌目臻g分離噴射獲得的?？梢詫⑷剂虾脱趸瘎╊A(yù)先加熱到環(huán)境溫度以上的任何溫度。U.S.公布專(zhuān)利申請(qǐng)US20070254251披露了為無(wú)焰燃燒方式設(shè)計(jì)的燃燒器。其包括起到不同作用的多個(gè)燃料和氧化劑噴射器。用于將燃料和氣態(tài)氧化劑噴射到爐或燃燒區(qū)中的多個(gè)噴嘴環(huán)繞一可能的中央火焰穩(wěn)定器?？梢允褂每諝饣蜓踝鳛檠趸瘎！├醚醯姆植既紵紵鞅仨氁蕾?lài)反應(yīng)物的高速?lài)娚洹８咚賴(lài)娚渫ǔＰ枰邏貉鹾吞烊粴庥糜诓僮?。因?yàn)檫@種缺陷，存在對(duì)于利用使用相對(duì)較低壓力下的氧的燃燒器實(shí)現(xiàn)分布燃燒的需要。不管氧化劑供應(yīng)壓力如何，分布燃燒通常通過(guò)燃料和氧化劑向爐內(nèi)的分開(kāi)噴射實(shí)現(xiàn)的。將一種或兩種反應(yīng)物噴射流噴射到爐中，其噴射方式使得便于將爐氣體帶入所述噴射流中一例如通過(guò)使用高速度梯度、渦流或不良流線體。根據(jù)兩種反應(yīng)物流彼此相互作用/混合之前實(shí)現(xiàn)一種或這兩種反應(yīng)物的充分稀釋的目標(biāo)來(lái)確定噴射流之間的距離。例如，U.S.專(zhuān)利N0.5，961，312披露了一種燃燒器設(shè)計(jì)，其中，燃料與空氣噴射流之間的距離L由公式(L/Da)X[(Va/X) _5]>10給出，其中Da是空氣噴嘴的直徑，Va是空氣的速度，V。是空氣的單位速度(lm/s)。類(lèi)似地，U.S.專(zhuān)利N0.6，007，326要求，為了產(chǎn)生低的NOx，在燃料與氧化劑噴射流之間有至少6英寸并且優(yōu)選地是24英寸的距離，以獲得稀釋的燃燒條件。噴射流之間的這些間距要求通常會(huì)使燃燒器特別巨大和龐大。有時(shí)，還使用反應(yīng)物噴嘴之間的非零角度噴射來(lái)延遲反應(yīng)物的混合，直到它們被爐氣體稀釋。例如，U.S.專(zhuān)利N0.5，772，421披露了一種燃燒器設(shè)計(jì)，其中將燃料和氧化劑排出成使得它們起初彼此遠(yuǎn)離分散、但是最終在爐內(nèi)混合。但是，分散的噴射流的混合取決于爐的幾何形狀、燃燒器操作和燃燒器在爐內(nèi)的位置。結(jié)果，這些燃燒器通常僅在某些特定的爐中和在特定的操作條件下才是有效的。另一種實(shí)現(xiàn)分布燃燒的策略是通過(guò)使用多個(gè)噴嘴將其中一種反應(yīng)物分布在爐中。另一種反應(yīng)物通常作為高速或高漩渦噴射流被供應(yīng)，以?shī)A帶爐氣體。例如，U.S.專(zhuān)利N0.6，773，256披露了一種燃燒器，其中少量燃料被供應(yīng)到氧化劑流中以獲得貧燃料火焰。余下的燃料經(jīng)由多個(gè)燃料噴嘴、在距離所述火焰固定距離處被供應(yīng)。所述燃料噴嘴可以設(shè)計(jì)成根據(jù)希望的分級(jí)相對(duì)于所述火焰以不同的角度噴射燃料。這種設(shè)計(jì)策略會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較大的復(fù)雜的燃燒器，其制造相對(duì)昂貴并且難于控制。由于上述缺陷，存在對(duì)于利用簡(jiǎn)單、緊湊的燃燒器獲得分布燃燒的需要。用于獲得高度分級(jí)燃燒的其中一個(gè)重要條件是高的爐溫。對(duì)于高度分級(jí)燃燒，為了保持燃燒室內(nèi)部的完全燃燒，必須將爐預(yù)先加熱到自動(dòng)點(diǎn)火溫度以上，一般高于700°C或高于800°C。大多數(shù)的高度分級(jí)燃燒器需要預(yù)熱燃燒器，以用于在分階段之前獲得所需的爐溫。例如，W02006/031163披露了一種可以在火焰和分級(jí)模式下操作的燃燒器。起初，當(dāng)爐子冷的時(shí)候，將燃料和氧化劑從同軸開(kāi)口(管套管)噴射，以具有穩(wěn)定的火焰。一旦爐溫達(dá)到燃料的自動(dòng)點(diǎn)火溫度，則將燃料和氧化劑從在空間上彼此分開(kāi)的開(kāi)口噴射，以在爐內(nèi)部具有分布燃燒。幾乎所有分級(jí)燃燒器設(shè)計(jì)的問(wèn)題在于，除了在名義設(shè)計(jì)功率下之外，它們?cè)谌紵鞴β氏峦ǔ＞哂胁畹男阅?。這些燃燒器一般在名義功率條件下操作得非常好，但是在燃燒器功率從名義功率改變到某一其他功率的瞬間，它們的燃燒效率和發(fā)射特性通常顯著下降。燃燒器功率的這種變化對(duì)于大多數(shù)的工業(yè)爐來(lái)講是非常普遍的情況。由于上面描述的缺陷，還存在對(duì)于在多種燃燒器功率下都能獲得令人滿(mǎn)意的分布燃燒的燃燒器的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種分布燃燒的方法，其包括如下步驟。將包括第一反應(yīng)物R1的第一部分和第二反應(yīng)物R2的第一部分的第一噴射流從燃料-氧化劑噴嘴噴射到燃燒空間中。將R1或R2的第二部分的第二噴射流從至少一個(gè)次級(jí)噴槍噴射到所述燃燒空間中?？拷龅谝粐娚淞骱?或第二噴射流噴射驅(qū)動(dòng)流體的第三噴射流，以使所述第一噴射流朝向所述第二噴射流彎曲、使所述第二噴射流朝向所述第一噴射流彎曲、或者使所述第一和第二噴射流朝向彼此彎曲。R1是燃料、R2是氧化劑，或者R1是氧化劑、R2是燃料。如果第二噴射流是R1的噴射流，則在第二噴射流噴射開(kāi)始之后，減少R1的第一部分并且增加R1的第二部分，直到在第一部分與第二部分之間獲得所需的R1的分級(jí)程度。如果第二噴射流是R2的噴射流，則在第二噴射流的噴射開(kāi)始之后，減少R2的第一部分并且增加R2的第二部分，直到在第一部分與第二部分之間獲得所需的R2的分級(jí)程度。本發(fā)明還公開(kāi)了另一種分布燃燒的方法，其包括如下步驟。將包括氧化劑的第一部分和燃料的第一部分的燃燒反應(yīng)物的第一噴射流從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射到燃燒空間中。將包括其中一種燃燒反應(yīng)物的第二部分的第二噴射流從至少一個(gè)次級(jí)噴槍噴射到所述燃燒空間中?？拷龅谝粐娚淞鲊娚淙剂系牡谌龂娚淞鳎允沟谝粐娚淞鞒虻诙娚淞鲝澢?。氧化劑的第一部分裹罩燃料的第一部分，或者燃料的第一部分裹罩氧化劑的第一部分。第二噴射流的燃燒反應(yīng)物與第一噴射流中的環(huán)形地圍繞另一種反應(yīng)物進(jìn)行噴射的燃燒反應(yīng)物相同。在第二噴射流的噴射開(kāi)始之后，減少環(huán)形裹罩的燃燒反應(yīng)物的第一部分并且增加相同反應(yīng)物的第二部分，直到在第一部分與第二部分之間獲得該種反應(yīng)物的所需的分級(jí)程度。本發(fā)明還公開(kāi)了另一種分布方法，其包括如下步驟。將包括氧化劑的第一部分和燃料的第一部分的燃燒反應(yīng)物的第一噴射流從燃料-氧化劑噴嘴噴射到燃燒空間中，其中氧化劑的第一部分裹罩燃料的第一部分、或者燃料的第一部分裹罩氧化劑的第一部分。將包括其中一種燃燒反應(yīng)物的第二部分的第二噴射流從至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍噴射到所述燃燒空間中，該第二噴射流的燃燒反應(yīng)物與第一噴射流中的環(huán)形地圍繞另一種燃燒反應(yīng)物進(jìn)行噴射的燃燒反應(yīng)物相同。靠近第二噴射流噴射驅(qū)動(dòng)流體的第三噴射流，以使第二噴射流朝向第一噴射流彎曲。如果第二噴射流是氧化劑的噴射流，則在第二噴射流的噴射開(kāi)始之后，減少氧化劑的第一部分并且增加氧化劑的第二部分，直到在第一部分與第二部分之間獲得總氧化劑的所需的分級(jí)程度。如果第二噴射流是燃燒的噴射流，則在第二噴射流噴射開(kāi)始之后，減少燃料的第一部分并且增加燃燒的第二部分，直到在第一部分與第二部分之間獲得總?cè)剂系乃璧姆旨?jí)程度。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于實(shí)現(xiàn)分布燃燒的系統(tǒng)，包括:氧化劑源；燃料源；驅(qū)動(dòng)流體源；燃燒器模塊；插設(shè)在所述燃燒器模塊中的燃料-氧化劑噴嘴；和插設(shè)在所述燃燒器模塊中的至少一個(gè)次級(jí)噴槍。所述燃料-氧化劑噴嘴包括主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有穿過(guò)其中延伸的較大直徑的內(nèi)孔、穿過(guò)其中延伸的同心地布置在所述較大直徑的內(nèi)孔內(nèi)的較小直徑的管、和穿過(guò)其中延伸的與所述較大直徑的內(nèi)孔分隔開(kāi)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體通道，所述較小直徑的管的內(nèi)部限定了布置在中心的反應(yīng)物噴射通道，所述較大直徑的內(nèi)孔的內(nèi)表面和所述較小直徑的管的外表面限定了環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道。該燃料-氧化劑噴嘴還包括覆蓋主噴嘴本體的遠(yuǎn)離所述燃燒器模塊布置的末端的帽，所述帽包括面對(duì)所述主噴嘴本體的所述末端的第一面和背向所述燃燒器模塊的第二面，所述帽還包括一末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道和環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通、并且具有與所述較大直徑的內(nèi)孔相當(dāng)?shù)闹睆?，所述帽還包括與所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和與所述第二面或者所述末端開(kāi)口流體連通的腔體。所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍包括布置在中心的噴嘴。所述氧化劑源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道或者環(huán)形的反應(yīng)物通道流體連通。如果所述氧化劑源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通，則所述燃料源與所述環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通，并且所述氧化劑源另外還與所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍的布置在中心的噴嘴流體連通。如果所述氧化劑源與環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通，則所述燃料源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通，并且所述燃料源另外還與所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍的布置在中心的噴嘴流體連通。所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和帽的腔體適于引導(dǎo)來(lái)自流體噴射通道的驅(qū)動(dòng)流體流、并且將其以一定角度朝向從反應(yīng)物噴射通道噴射的燃料和氧化劑的噴射流噴射、以使所述燃料/氧化劑的噴射流從其正常軸線偏轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還公開(kāi)了另一種用于實(shí)現(xiàn)分布燃燒的系統(tǒng)，包括:氧化劑源；燃料源；驅(qū)動(dòng)流體源；燃燒器模塊；插設(shè)在所述燃燒器模塊中的燃料-氧化劑噴嘴；和插設(shè)在所述燃燒器模塊中的至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍。所述燃料-氧化劑噴嘴包括主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有穿過(guò)其中延伸的較大直徑的內(nèi)孔、穿過(guò)其中延伸的同心地布置在所述較大直徑的內(nèi)孔內(nèi)的較小直徑的管，所述較小直徑的管的內(nèi)部限定了布置在中心的反應(yīng)物噴射通道，所述較大直徑的內(nèi)孔的內(nèi)表面和所述較小直徑的管的外表面限定了環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道。所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍包括主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有穿過(guò)其中延伸的反應(yīng)物噴射內(nèi)孔和與所述反應(yīng)物噴射內(nèi)孔分隔開(kāi)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道，所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍還包括覆蓋該主噴嘴本體的遠(yuǎn)離所述燃燒器模塊布置的末端的帽，所述帽包括面對(duì)所述主噴嘴本體的所述末端的第一面和背向所述燃燒器模塊的第二面，所述帽還包括一末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口與所述反應(yīng)物噴射內(nèi)孔流體連通、并且具有與所述反應(yīng)物噴射內(nèi)孔相當(dāng)?shù)闹睆?，所述帽還包括與所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和與所述第二面或者所述末端開(kāi)口流體連通的腔體。所述氧化劑源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道或環(huán)形的反應(yīng)物通道流體連通。如果所述氧化劑源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通，則所述燃料源與環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通，并且所述氧化劑源另外還與所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍的布置在中心的噴嘴流體連通。如果所述氧化劑源與環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通，則所述燃料源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通，并且所述燃料源另外還與所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍的布置在中心的噴嘴流體連通。所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道適于引導(dǎo)來(lái)自流體噴射通道的驅(qū)動(dòng)流體流、并且將其以一定角度朝向從所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍噴射的燃燒反應(yīng)物噴射、以使所述燃料/氧化劑的噴射流從其正常軸線偏轉(zhuǎn)。所述方法和/或系統(tǒng)可以彼此一起使用并且可以包括一個(gè)或多個(gè)如下方面。- R2的第一部分環(huán)形地裹罩Rl的第一部分。 - R2是氧化劑，Rl是燃料。-所述氧化劑是氧。-所述燃料是天然氣。-所述燃料是燃油。-所述氧化劑是空氣。-所述第一噴射流朝向所述第二噴射流彎曲。-所述第一噴射流朝向所述第二噴射流彎曲，所述第二噴射流是R2的噴射流，所述驅(qū)動(dòng)流體是R1。-所述第二噴射流朝向所述第一噴射流彎曲，所述第二噴射流是R2的噴射流，所述驅(qū)動(dòng)流體是R2。-被彎曲的噴射流從初始噴射軸線彎向彎曲噴射軸線，初始和彎曲軸線形成最大為40°的角度Θ。- Θ 最大為 15。。- R1或R2的第二部分構(gòu)成該反應(yīng)物總量的90-95%，以產(chǎn)生為90_95%的所需的分
級(jí)程度。-在所需的分級(jí)程度下實(shí)現(xiàn)無(wú)焰燃燒。-所述第一噴射流朝向所述第二噴射流彎曲；R2的第一部分環(huán)形地裹罩R1的第一部分；所述驅(qū)動(dòng)流體是R1 ;并且所述驅(qū)動(dòng)流體構(gòu)成來(lái)自燃料-氧化劑噴嘴的R1的總流量的
1-20%ο-所述第二噴射流朝向所述第一噴射流彎曲；R2的第一部分環(huán)形地裹罩R1的第一部分；所述驅(qū)動(dòng)流體是R2 ;并且所述驅(qū)動(dòng)流體構(gòu)成來(lái)自所述第二噴嘴的R2的總流量的
1-20%ο-所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍包括第一和第二次級(jí)噴槍?zhuān)龅谝缓偷诙渭?jí)噴槍距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的豎直距離、和距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的水平距離、并且在其相對(duì)側(cè)上進(jìn)行布置。-在所述第一噴射流中，R2裹罩R1；R2是氧化劑，R1是燃料；所述第一噴射流朝向所述第二噴射流彎曲；所述驅(qū)動(dòng)流體是R2 ;在名義燃燒器功率下，第三噴射流的速度是100m/s ;在名義燃燒器功率下，燃料的第一部分的速度是100-200m/s ;在名義燃燒器功率下，氧化劑的第一部分的速度是75-150m/s ;在名義燃燒器功率下，氧化劑的第二部分的速度是 75-200m/s。-增加R1或R2的第二部分的量以及減少該反應(yīng)物的第一部分的量，直到在燃燒空間內(nèi)達(dá)到燃料和氧化劑的自動(dòng)點(diǎn)火溫度。-在加熱階段和分布燃燒階段中執(zhí)行所述方法；在加熱階段期間，使用燃料和氧化劑的燃燒熱量熔化爐料；一旦在燃燒空間中達(dá)到所需溫度，便開(kāi)始從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變；在該轉(zhuǎn)變過(guò)程中，開(kāi)始進(jìn)行噴射第三噴射流的步驟；在該轉(zhuǎn)變過(guò)程期間，減少R1或R2的第一部分并且增加R1或R2的相應(yīng)的第二部分；當(dāng)實(shí)現(xiàn)所需的分級(jí)程度時(shí)，終止所述轉(zhuǎn)變過(guò)程并且開(kāi)始所述分布燃燒階段。-氧化劑的第一部分環(huán)形地裹罩燃料的第一部分，并且第二噴射流的燃燒反應(yīng)物是氧化劑。-燃料的第一部分環(huán)形地裹罩氧化劑的第一部分，并且第二噴射流的燃燒反應(yīng)物是燃料；燃料的第二部分構(gòu)成燃料總量的90-95%，以產(chǎn)生為90-95%的所需的分級(jí)程度。-氧化劑源與環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通。-氧化劑源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通。-所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍包括第一和第二次級(jí)噴槍?zhuān)龅谝缓偷诙渭?jí)噴槍距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的豎直距離、和距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的水平距離、并且在其相對(duì)側(cè)進(jìn)行布置。-所述較小直徑的管具有直徑D1，第一和第二次級(jí)噴槍的布置在中心的噴嘴分別具有直徑D2，第一和第二次級(jí)噴槍的軸心分開(kāi)一定距離X，該距離X是D1和D2中較小者的至少10倍。-燃料-氧化劑噴嘴的軸心與第一和第二次級(jí)噴槍的軸心分開(kāi)一豎直距離，該豎
直距離等于X。-帽的腔體流體連通在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與所述末端開(kāi)口之間，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和腔體適配使得，所述腔體使從所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流在所述末端開(kāi)口內(nèi)的一點(diǎn)處以一定角度朝向來(lái)自所述反應(yīng)物噴射通道的燃料和氧化劑的噴射流改變方向。-帽的腔體流體連通在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與所述帽的第二面之間，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和腔體適配成使得，所述腔體使從所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流在所述末端開(kāi)口下游的一點(diǎn)處以一定角度朝向來(lái)自所述反應(yīng)物噴射通道的燃料和氧化劑的噴射流改變方向。-所述第二噴射流從初始噴射軸線彎向彎曲噴射軸線，所述初始和彎曲軸線形成最大為40°的角度Θ。-由所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)(噴槍)噴射的燃燒反應(yīng)物的第二部分構(gòu)成該反應(yīng)物總量的90-95%，以產(chǎn)生為90-95%的所需的分級(jí)程度。-所述驅(qū)動(dòng)流體是氧化劑；所述驅(qū)動(dòng)流體構(gòu)成來(lái)自所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍的氧化劑的總流量的1_20%。-所述驅(qū)動(dòng)流體是燃料；所述驅(qū)動(dòng)流體構(gòu)成來(lái)自所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍的燃料的總流量的1_20%。-所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍包括第一和第二動(dòng)態(tài)噴槍?zhuān)龅谝缓偷诙?dòng)態(tài)噴槍距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的豎直距離、和距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的水平距離、并且在其相對(duì)側(cè)進(jìn)行布置。-所述驅(qū)動(dòng)流體是氧化劑；在名義燃燒器功率下，第三噴射流的速度是IOOm/s ;在名義燃燒器功率下，燃料的第一部分的速度是100-200m/s ;在名義燃燒器功率下，氧化劑的第一部分的速度是75-150m/s ;在名義燃燒器功率下，氧化劑的第二部分的速度是75_200m/s。-氧化劑源與環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通。-氧化劑源與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通。-所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)噴槍包括第一和第二動(dòng)態(tài)噴槍?zhuān)龅谝缓偷诙?dòng)態(tài)噴槍距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的豎直距離、和距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的水平距離、并且在其相對(duì)側(cè)上進(jìn)行布置。-所述較小直徑的管具有直徑D1，第一和第二動(dòng)態(tài)噴槍的布置在中心的噴嘴分別具有直徑D2，第一和第二次級(jí)噴槍的軸心分開(kāi)一定距離X，該距離X是D1和D2中的較小者的至少10倍。-燃料-氧化劑噴嘴的軸心與第一和第二動(dòng)態(tài)噴槍的軸心分開(kāi)一定豎直距離，該
豎直距離等于X。-帽的腔體流體連通在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與所述末端開(kāi)口之間，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和腔體適配成使得，所述腔體使從所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流在所述末端開(kāi)口內(nèi)的一點(diǎn)處以一定角度朝向來(lái)自所述反應(yīng)物噴射內(nèi)孔的燃料或氧化劑的噴射流改變方向。-帽的腔體流體連通在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與所述帽的所述第二面之間，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和腔體適配成使得，所述腔體使從所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流在所述末端開(kāi)口下游的一點(diǎn)處以一定角度朝向來(lái)自所述反應(yīng)物噴射內(nèi)孔的燃料或氧化劑的噴射流改變方向。


為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和目的，應(yīng)該結(jié)合附圖參照如下的詳細(xì)描述，其中相似的元件給出了相同或相似的附圖標(biāo)記，其中:圖1是示出有隱藏部件的、所公開(kāi)的燃燒器的第一實(shí)施方式的示意性正視圖，其中包括動(dòng)態(tài)噴槍和燃料/氧化劑噴嘴。圖2A是示出有隱藏部件的、所公開(kāi)的燃燒器的第二實(shí)施方式的示意性正視圖，其中包括動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴和次級(jí)反應(yīng)物噴槍。圖2B是圖2A的燃燒器的示意性正視圖，其中示出了動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴與次級(jí)噴槍之間的空間關(guān)系。圖2C是示出有隱藏部件的、所公開(kāi)的燃燒器的第二實(shí)施方式的示意性正視圖，其中包括動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴和兩個(gè)次級(jí)反應(yīng)物噴槍?zhuān)⑶沂境隽四承﹪娮炀嚯x。圖3A是所公開(kāi)的分布燃燒過(guò)程在加熱階段期間的示意圖，其中由燃料-氧化劑噴嘴噴射不可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3B是圖3A的過(guò)程在從加熱階段向分布燃燒階段轉(zhuǎn)變期間的示意圖，其中由燃料-氧化劑噴嘴噴射不可偏轉(zhuǎn)的噴射流，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3C是圖3A-B的過(guò)程在分布燃燒階段期間的示意圖，其中由燃料-氧化劑噴嘴噴射不可偏轉(zhuǎn)的噴射流，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3D是所公開(kāi)的分布燃燒過(guò)程在加熱階段期間的示意圖，其中由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3E是圖3D的過(guò)程在從加熱階段向分布燃燒階段轉(zhuǎn)變期間的示意圖，其中由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流，由次級(jí)噴槍噴射不可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3F是圖3D-E的過(guò)程在分布燃燒階段期間的示意圖，其中由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流，由次級(jí)噴槍噴射不可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3G是所公開(kāi)的分布燃燒過(guò)程在加熱階段期間的示意圖，其中由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3H是圖3G的過(guò)程在從加熱階段向分布燃燒階段轉(zhuǎn)變期間的示意圖，其中由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射一可偏轉(zhuǎn)的噴射流，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射另一可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖31是圖3G-H的過(guò)程在分布燃燒階段過(guò)程中的示意圖，其中由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射一可偏轉(zhuǎn)的噴射流，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射另一可偏轉(zhuǎn)的噴射流。圖3J是可選的吹掃技術(shù)的示意性俯視圖。圖4A是所公開(kāi)的燃燒器的燃料/氧化劑噴嘴的第一實(shí)施方式的示意性軸測(cè)圖。圖4B是圖4A的噴嘴沿著線B-B的橫截面視圖，圖示出了隱藏部件。圖4C是圖4A的噴嘴沿著線C-C的橫截面視圖，圖示出了隱藏部件。圖4D是圖4A的噴嘴沿著線D-D的橫截面視圖。圖4E是圖4A的噴嘴的縱切面的示意性正視圖。圖5A是所公開(kāi)的燃燒器的動(dòng)態(tài)噴槍的第一實(shí)施方式的示意性軸測(cè)圖。圖5B是圖5A的動(dòng)態(tài)噴槍沿著線B-B的橫截面視圖，圖示出了隱藏部件。圖5C是圖5A的動(dòng)態(tài)噴槍沿著線C-C的橫截面視圖，圖示出了隱藏部件。圖是圖5A的動(dòng)態(tài)噴槍沿著線D-D的橫截面視圖。圖5E是圖5A的動(dòng)態(tài)噴槍的縱切面的示意性正視圖。圖6A是所公開(kāi)的燃燒器的燃料/氧化劑噴嘴的第二實(shí)施方式的示意性軸測(cè)圖。
圖6B是圖6A的噴嘴的縱切面的示意性正視圖。圖7A是所公開(kāi)的燃燒器的動(dòng)態(tài)噴槍的第一實(shí)施方式的示意性軸測(cè)圖。圖7B是圖7A的動(dòng)態(tài)噴槍的縱切面的示意性正視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)了一種用于分布燃燒的簡(jiǎn)單、緊湊的燃燒器，其通過(guò)利用動(dòng)態(tài)噴槍或動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴實(shí)現(xiàn)的對(duì)于噴射流的流體導(dǎo)向而在爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)其中一種反應(yīng)物(燃料或氧化劑)的寬的分布。在分布燃燒階段中，動(dòng)態(tài)噴槍或動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴使用驅(qū)動(dòng)流體(驅(qū)動(dòng)流體一般是燃料、氧化劑或不活潑氣體，比如回收的煙氣)代替移動(dòng)式機(jī)械部件來(lái)彎曲/轉(zhuǎn)變/改變主要為或全部為僅其中一種反應(yīng)物的供應(yīng)方向，從而與通過(guò)具有固定反應(yīng)物供應(yīng)方向的燃料-氧化劑噴嘴的單個(gè)噴槍所能實(shí)現(xiàn)的相比，其能夠?qū)⒎磻?yīng)物分散在更大的可用體積上。來(lái)自動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴或動(dòng)態(tài)噴槍的這種主要為單種或者完全為單種的反應(yīng)物與其他種類(lèi)的反應(yīng)物(從次級(jí)噴槍或燃料-氧化劑噴嘴噴射，或者從動(dòng)態(tài)噴槍或動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射)的混合被延遲了，因?yàn)槠渲幸环N反應(yīng)物的偏轉(zhuǎn)/彎曲后的噴射流能使該反應(yīng)物在與其他反應(yīng)物混合之前被爐氣體夾帶。在所公開(kāi)的分布燃燒過(guò)程的操作的第一階段(加熱階段)中，燃料和氧化劑通過(guò)管套管式的燃料/氧化劑噴嘴、作為一種反應(yīng)物被另一種反應(yīng)物裹罩的噴射流噴射到燃燒室(比如工業(yè)爐)中，并在其中燃燒。這種裹罩的噴射流可以通過(guò)動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴或通過(guò)非動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴被噴射。“動(dòng)態(tài)”燃料-氧化劑噴嘴是指通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)流體可以使由燃料裹罩的氧化劑或者由氧化劑裹罩的燃料的噴射流彎曲/偏轉(zhuǎn)，而“非動(dòng)態(tài)”燃料-氧化劑噴嘴是指不能使由燃料裹罩的氧化劑或者由氧化劑裹罩的燃料的噴射流彎曲/偏轉(zhuǎn)(即，沒(méi)有提供驅(qū)動(dòng)流體)。在加熱階段過(guò)程中，燃料和氧化劑的噴射流不被驅(qū)動(dòng)流體以流體方式彎曲。加熱階段持續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到燃料和氧化劑的自動(dòng)點(diǎn)火溫度，一般高于700°C或者高于800 °C。動(dòng)態(tài)或非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴供應(yīng)了其中一種反應(yīng)物的第一部分。為了最終獲得分布燃燒，在從加熱階段向第二操作階段(分布燃燒階段)轉(zhuǎn)變期間，需要將該反應(yīng)物的分級(jí)的第二部分引入燃燒室中，同時(shí)減少該反應(yīng)物的第一部分(來(lái)自動(dòng)態(tài)或非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴)。當(dāng)使用動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴時(shí)，可以通過(guò)次級(jí)噴槍或動(dòng)態(tài)噴槍噴射反應(yīng)物的第二部分。當(dāng)使用非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴時(shí)，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)噴槍噴射反應(yīng)物的第二部分。在轉(zhuǎn)變過(guò)程的開(kāi)始，通過(guò)次級(jí)噴槍(在動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的情況下)或通過(guò)動(dòng)態(tài)噴槍(在動(dòng)態(tài)或非動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴的情況下)將反應(yīng)物的第二部分少量地引入。同時(shí)，并且為了保持進(jìn)入燃燒空間中的反應(yīng)物的相同的總流率，將來(lái)自動(dòng)態(tài)或非動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴的該反應(yīng)物的第一部分的噴射減少相應(yīng)的量。當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行從加熱階段向分布燃燒階段的這種轉(zhuǎn)變時(shí)，進(jìn)一步增加第二部分的量并且進(jìn)一步減少第一部分的量。這種情況持續(xù)進(jìn)行，直到相比于該反應(yīng)物的第一部分的量，所需部分(即，所需分級(jí))的該反應(yīng)物作為第二部分(來(lái)自次級(jí)噴槍或動(dòng)態(tài)噴槍)被噴射。在從第一階段向第二階段轉(zhuǎn)變期間，打開(kāi)閥以允許驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)通過(guò)形成在動(dòng)態(tài)噴槍或動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴的主噴嘴本體中的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道。驅(qū)動(dòng)流體以一定角度朝向作為布置在中心的噴嘴的噴射流被噴射的反應(yīng)物噴射(在動(dòng)態(tài)噴槍的情況下)或者以一定角度朝向作為噴射流被噴射的燃料和氧化劑噴射(在管套管式的動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴的情況下)。在僅噴射單種反應(yīng)物的動(dòng)態(tài)噴槍的情況下，在該單種反應(yīng)物從動(dòng)態(tài)噴槍出來(lái)之前，所噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流可以與該單種反應(yīng)物的噴射流相交叉(第一實(shí)施方式)。替代性地，在該單種反應(yīng)物已經(jīng)從動(dòng)態(tài)噴槍出來(lái)之后，驅(qū)動(dòng)流體的噴射流可以與該單種反應(yīng)物的噴射流相交叉(第二實(shí)施方式)。在驅(qū)動(dòng)流體與單種反應(yīng)物噴射流交叉的第一實(shí)施方式中，動(dòng)態(tài)噴槍可以使用一種主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有布置在中心的反應(yīng)物噴射通道，和一個(gè)或多個(gè)與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道分隔開(kāi)的、穿過(guò)該主噴嘴本體延伸的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道。主噴嘴本體的末端由一帽覆蓋并且連接到所述帽。所述帽具有末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口沿著布置在中心的噴射通道的軸線取向，并且尺寸基本確定成與其直徑匹配，從而通過(guò)布置在中心的反應(yīng)物噴射通道的單種反應(yīng)物流繼續(xù)通過(guò)所述帽的末端開(kāi)口。所述帽可以在面對(duì)噴嘴本體末端的側(cè)面上包括一腔體。所述腔體在所述帽的軸向方向上延伸(上游到下游)，以在與動(dòng)態(tài)噴槍的軸線垂直的平面內(nèi)的一平坦表面處終止。所述腔體還在徑向方向上向外延伸到足夠遠(yuǎn)，從而其與驅(qū)動(dòng)流體通道的出口流體連通。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體通道出來(lái)時(shí)，腔體的所述平坦表面改變驅(qū)動(dòng)流體的流動(dòng)方向，從而使其與由布置在中心的噴嘴所噴射的反應(yīng)物流以大約直角交叉。代替所述腔體，所述帽可以被鉆有孔，這些孔的端部配合在驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口與所述帽的末端開(kāi)口的內(nèi)表面之間。因此，反應(yīng)物從布置在中心的反應(yīng)物噴射通道的末端流出并且以噴射流的形式穿過(guò)所述帽的末端，同時(shí)所述驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口流入所述孔并且以噴射流的形式以一定角度與所述末端開(kāi)口內(nèi)部的反應(yīng)物的噴射流交叉。不管使用腔體或是使用孔，由于驅(qū)動(dòng)流體噴射流與反應(yīng)物噴射流交叉，因此導(dǎo)致反應(yīng)物噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)。彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度可以通過(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)進(jìn)行控制。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物噴射流向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流向燃燒器的右邊彎曲，則從布置在反應(yīng)物噴射通道左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體。在驅(qū)動(dòng)流體與單種反應(yīng)物噴射流交叉的第二實(shí)施方式中，動(dòng)態(tài)噴槍可以使用一種主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有布置在中心的反應(yīng)物噴射通道，和一個(gè)或多個(gè)與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道分隔開(kāi)的、穿過(guò)該主噴嘴本體延伸的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道。主噴嘴本體的末端由一帽覆蓋并且連接到所述帽。所述帽具有末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口沿著布置在中心的噴射通道的軸線取向，并且尺寸基本確定成與其直徑匹配，從而通過(guò)布置在中心的反應(yīng)物噴射通道的單種反應(yīng)物流繼續(xù)通過(guò)所述帽的末端開(kāi)口。所述帽還(具有)穿過(guò)其中的第一端部和第二端部，所述第一端部與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口匹配，所述第二端部穿過(guò)所述帽的末端、與所述帽的末端開(kāi)口分隔開(kāi)地延伸。相對(duì)于布置在中心的噴嘴的軸線以一定角度鉆出有孔，但是這些孔不與所述帽的末端開(kāi)口交叉。因此，反應(yīng)物從布置在中心的反應(yīng)物噴射通道的末端流出并且以噴射流的形式穿過(guò)所述末端開(kāi)口，同時(shí)驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口流入到所述孔中并且以噴射流的形式、與反應(yīng)物噴射流成一定角度地離開(kāi)所述帽。在反應(yīng)物已經(jīng)從動(dòng)態(tài)噴槍出來(lái)之后，驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與反應(yīng)物的噴射流交叉。由于驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與反應(yīng)物的噴射流交叉，因此導(dǎo)致反應(yīng)物的噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體的噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)。彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度可以通過(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)進(jìn)行控制。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體可以使反應(yīng)物噴射流向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流向燃燒器的右邊彎曲，則從布置在反應(yīng)物噴射通道左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體。不管驅(qū)動(dòng)流體是在其從動(dòng)態(tài)噴槍出來(lái)之前或者之后與反應(yīng)物的噴射流交叉，該驅(qū)動(dòng)流體可以是燃料、氧化劑或者任何不活潑氣體，比如回收的煙氣。一般地，驅(qū)動(dòng)流體是與動(dòng)態(tài)噴槍所噴射的反應(yīng)物相同的反應(yīng)物。例如，氧化劑可以作為來(lái)自動(dòng)態(tài)噴槍的噴射流并同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)流體的噴射流被噴射，或者燃料可以作為來(lái)自動(dòng)態(tài)噴槍的噴射流并同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)流體的噴射流被噴射。在同時(shí)噴射兩種反應(yīng)物(S卩，燃料和氧化劑)的動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的情況下，在燃料和氧化劑從動(dòng)態(tài)噴槍出來(lái)之前，所噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流可以與燃料和氧化劑的噴射流交叉(第一實(shí)施方式)。替代性地，在燃料和氧化劑從動(dòng)態(tài)噴槍出來(lái)之后，驅(qū)動(dòng)流體的噴射流可以與燃料和氧化劑的噴射流交叉(第二實(shí)施方式)。在驅(qū)動(dòng)流體與單種反應(yīng)物的噴射流交叉的第一實(shí)施方式中，動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴可以使用一種主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有穿過(guò)其中延伸的、布置在中心的較大直徑的內(nèi)孔。同心地布置在較大直徑的內(nèi)孔中的是較小直徑的管，以便形成由環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道包圍的、布置在中心的反應(yīng)物噴射通道。因此，其形成了管套管式的結(jié)構(gòu)，其中一種反應(yīng)物的環(huán)狀流在位于主噴嘴本體的內(nèi)表面與所述管的外表面之間的環(huán)形空間中流動(dòng)，而另一種反應(yīng)物的中心流流過(guò)所述管。所述主噴嘴本體還包括一個(gè)或多個(gè)與所述環(huán)形空間分隔開(kāi)的、穿過(guò)其中延伸的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道。主噴嘴本體的末端由一帽覆蓋。所述帽具有末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口沿著所述管和內(nèi)孔的軸線取向，并且尺寸基本確定成與所述內(nèi)孔的直徑匹配，從而環(huán)形地裹罩另一反應(yīng)物的一種反應(yīng)物流繼續(xù)穿過(guò)所述帽的末端開(kāi)口。所述帽可以在面對(duì)所述噴嘴本體的末端的側(cè)面上包括一腔體。所述腔體在所述帽的軸向方向上延伸(上游到下游)，以在與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的軸線垂直的平面內(nèi)的一平坦表面處終止。第一和第二反應(yīng)物從所述管和環(huán)形空間的末端流出，并且從所述帽的末端開(kāi)口流出。所述腔體還在徑向方向上向外延伸到足夠遠(yuǎn)，從而其與驅(qū)動(dòng)流體通道的出口流體連通。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體通道出來(lái)時(shí)，腔體的所述平坦表面改變驅(qū)動(dòng)流體的流動(dòng)方向，從而使其與燃料和氧化劑流以大約直角交叉。代替所述腔體，所述帽可以鉆有孔，這些孔的端部配合在驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口與所述帽的末端開(kāi)口之間。因此，驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口流入所述孔并以一定角度與燃料和氧化劑流交叉。該角度可以是直角或者大于0°的銳角。由于驅(qū)動(dòng)流體的噴射流(從所述孔噴射、或者噴射到所述腔體中、和朝向所述末端開(kāi)口噴射)與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉，因此導(dǎo)致這些反應(yīng)物的噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體的噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)。彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度可以通過(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)進(jìn)行控制。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物噴射流向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流向燃燒器的右邊彎曲，則從布置在反應(yīng)物噴射通道左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體。
在驅(qū)動(dòng)流體與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉的第二實(shí)施方式中，動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴可以使用一種主噴嘴本體，該主噴嘴本體同樣是具有布置在中心的較大直徑的內(nèi)孔和同心布置在所述較大直徑的內(nèi)孔中的較小直徑的管。同樣是其中一種反應(yīng)物流過(guò)所述管，同時(shí)另一種反應(yīng)物流過(guò)位于所述內(nèi)孔的內(nèi)表面與所述管的外表面之間的環(huán)形空間，以在所述管和內(nèi)孔的出口處環(huán)形地裹罩所述反應(yīng)物。動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴還包括穿過(guò)主噴嘴本體延伸的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道。所述主噴嘴本體的末端由一帽覆蓋。所述帽具有末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口沿著布置在中心的內(nèi)孔和管的軸線取向，并且尺寸基本確定成與所述內(nèi)孔的直徑匹配，從而穿過(guò)布置在中心的同心管的燃料和氧化劑流繼續(xù)穿過(guò)所述帽的末端開(kāi)口。所述帽還包括穿過(guò)其中鉆出的孔，該孔的第一端部與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口匹配，其第二端部穿過(guò)所述帽的末端開(kāi)口、與所述帽的末端開(kāi)口分隔開(kāi)地延伸。這些孔相對(duì)于布置在中心的同心管的軸線以一定銳角鉆出，但是這些孔不與所述帽的末端開(kāi)口交叉。因此，驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道的出口流入到所述孔中并以噴射流的形式相對(duì)于第一和第二反應(yīng)物噴射流以一定角度離開(kāi)所述帽。在第一和第二反應(yīng)物從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴出來(lái)之后，驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉。由于驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉，因此導(dǎo)致第一和第二反應(yīng)物的噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體的噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)。彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度可以通過(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)進(jìn)行控制。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物噴射流向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流向燃燒器的右邊彎曲，則從布置在反應(yīng)物噴射通道左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射驅(qū)動(dòng)流體。不管驅(qū)動(dòng)流體是在其從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴出來(lái)之前或者之后與燃料和氧化劑的噴射流交叉，該驅(qū)動(dòng)流體可以是燃料、氧化劑或者任何不活潑氣體，比如回收的煙氣。一般地但并非必要地，驅(qū)動(dòng)流體是與流過(guò)所述管的反應(yīng)物相同的反應(yīng)物。例如，當(dāng)燃料環(huán)形地裹罩氧化劑時(shí)，驅(qū)動(dòng)流體是氧化劑。作為另一個(gè)示例，當(dāng)氧化劑環(huán)形地裹罩燃料時(shí)，驅(qū)動(dòng)流體是燃料。雖然驅(qū)動(dòng)流體的噴射可以在轉(zhuǎn)變過(guò)程期間的任何時(shí)候開(kāi)始，但是，如果是接近轉(zhuǎn)變過(guò)程結(jié)束時(shí)開(kāi)始，則相比于轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)開(kāi)始可以增強(qiáng)火焰穩(wěn)定性——尤其是當(dāng)通過(guò)第二或動(dòng)態(tài)噴槍噴射的第二反應(yīng)物的量開(kāi)始達(dá)到全部第二反應(yīng)物的所需部分(即，達(dá)到所需的分級(jí)程度)時(shí)。由于兩股噴射流的噴射點(diǎn)是分隔開(kāi)的，因此彎曲/偏轉(zhuǎn)的噴射流更有機(jī)會(huì)夾帶爐氣體，并且從而在其與由燃燒器以第一和第二部分噴射的反應(yīng)物的其他部分反應(yīng)之前被稀釋。這種稀釋導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)較低的總體溫度和爐內(nèi)更高的溫度均勻性。因此，這造成分布燃燒，在一些情況下造成無(wú)焰燃燒。以流體的方式使流體噴射流彎曲的方法和裝置是公知的，比如由U.S.公布專(zhuān)利申請(qǐng)N0.US20100068666A1教導(dǎo)的，其內(nèi)容全文并入于此。一般地，第二反應(yīng)物的噴射流或者燃料和氧化劑的裹罩噴射流從其正常軸線彎曲最大40°，更一般地最大30°，甚至更一般地最大20° ,更一般地最大15° ,最一般地最大5°或10°。爐子的幾何形狀和燃燒器功率對(duì)于彎曲的噴射流內(nèi)的爐氣體夾帶程度具有影響。換言之，如果噴射流彎曲程度太高并且爐壁離噴射流足夠近，則會(huì)限制被夾帶的爐氣體的完全程度。如果爐子的幾何形狀不以這種方式限制彎曲的噴射流，則一般來(lái)講，噴射流的彎曲程度越大，其被爐氣體稀釋的程度就越大，總體爐溫就越低，爐溫就越均勻。另外，對(duì)于彎曲程度沒(méi)有過(guò)高并且爐子的幾何形狀沒(méi)有限制其爐氣體夾帶程度的噴射流而言，增加燃燒器功率可以導(dǎo)致噴射流太過(guò)靠近爐壁。結(jié)果，可能導(dǎo)致?tīng)t氣體夾帶減少。對(duì)于給定的爐子幾何形狀，技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，噴射流彎曲可能達(dá)到受限返回點(diǎn)。對(duì)于噴射流質(zhì)量流率的增加，技術(shù)人員將會(huì)類(lèi)似地意識(shí)到，可能需要減小彎曲角度。除了爐子幾何形狀之外，限制噴射流可能合適地彎曲的程度的另一個(gè)因素是噴射流連貫性。超出某一點(diǎn)，試圖將噴射流彎曲更大程度將導(dǎo)致第二反應(yīng)物噴射流的連貫性的損失。當(dāng)噴射流連貫性受到不利影響時(shí)，燃燒可能不再能夠維持。一般來(lái)說(shuō)，這種噴射流連貫性限制因素導(dǎo)致從其正常軸線最大約為40°的最大彎曲。在從加熱階段到分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變過(guò)程結(jié)束時(shí)，達(dá)到第二部分的希望程度的彎曲/偏轉(zhuǎn)和希望程度的分級(jí)。這些條件持續(xù)存在于分布燃燒階段。在分布燃燒階段過(guò)程中，一般將反應(yīng)物總量的90-95%作為第二部分噴射(從動(dòng)態(tài)噴槍或次級(jí)噴槍)，而僅將10-5%作為第一部分噴射(從非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴或動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴)。如果需要，可以以經(jīng)驗(yàn)的方式改變分級(jí)程度以導(dǎo)致不可見(jiàn)的火焰(即，無(wú)焰燃燒)。根據(jù)所需的分布燃燒的程度，較低程度的分級(jí)也是可能的。此外，如果由于爐子幾何形狀的限制而需要相對(duì)較短的火焰，則較低的分級(jí)程度可能是理想的。驅(qū)動(dòng)流體的流率一般是來(lái)自動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴或動(dòng)態(tài)噴槍的總流量的1-20%。因此，在動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的情況下，驅(qū)動(dòng)流體的流率一般是通過(guò)布置在中心的噴嘴和通過(guò)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的反應(yīng)物的總流量的1_20%。在動(dòng)態(tài)噴槍的情況下，驅(qū)動(dòng)流體的流率一般是通過(guò)布置在中心的噴嘴和通過(guò)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的反應(yīng)物的第二部分的總流量的1_20%。驅(qū)動(dòng)流體的速度在名義燃燒器功率下一般是100m/S或者更低，而燃料和第一氧化劑在名義燃燒器功率下的速度分別是100-200m/s和75-150m/s。氧化劑雖然可以是空氣、純氧、富含氧的空氣、或者包括氧和回收煙氣的合成空氣，但是一般地是具有至少90% (體積分?jǐn)?shù))純度的氧。燃料雖然可以是任何氣態(tài)或液態(tài)燃料，但是一般地是天然氣或燃油。在加熱階段過(guò)程中，第一氧化劑一般包括燃燒器總氧化劑流率的75-100%，但是燃燒器的總氧化劑流率的僅0-10%高于自動(dòng)點(diǎn)火溫度(一般總氧化劑流率的0-10%高于850°C )。另一方面，在加熱階段過(guò)程中，第二氧化劑在名義燃燒器功率下一般具有75-200m/s的速度并且包括燃燒器總氧化劑流率的0_25%，但是在高于自動(dòng)點(diǎn)火溫度的燃燒室溫度下包括多達(dá)90-100% (—般是總氧化劑流率的90-100%高于850°C )。一般地，氧化劑具有不少于90%的O2濃度(vol/vol)。次級(jí)噴槍雖然可以布置在能夠與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴相結(jié)合地獲得分布燃燒的任何位置上，但是，對(duì)于在靠近熔池的位置上希望具有相對(duì)較低的O2濃度的金屬熔化過(guò)程，其優(yōu)選地布置在動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴上方。對(duì)于在靠近熔池的位置上希望具有或者能容許相對(duì)較高的O2濃度的金屬熔化過(guò)程，次級(jí)噴槍可以位于動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴下方。另外，對(duì)于低熔點(diǎn)金屬，比如鉛，可以使火焰朝向未熔化的爐料彎曲，并且當(dāng)爐料熔化時(shí)使火焰移動(dòng)離開(kāi)爐料并朝向其他的未熔化爐料部分移動(dòng)。不管被熔化的爐料的構(gòu)成如何，為了最好的結(jié)果，動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的中心與次級(jí)噴槍的中心之間的最小距離應(yīng)該是次級(jí)噴槍的布置在中心的噴嘴或者動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的布置在中心的噴嘴兩者中較小一者的內(nèi)徑的至少10倍。類(lèi)似地，次級(jí)噴槍的中心之間的最小距離應(yīng)該是這些噴槍的布置在中心的噴嘴的內(nèi)徑的至少10倍。另外，非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的中心與動(dòng)態(tài)噴槍的中心之間的最小距離應(yīng)該是動(dòng)態(tài)噴槍的布置在中心的噴嘴或非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的布置在中心的噴嘴兩者中較小一者的內(nèi)徑的至少10倍。所公開(kāi)的燃燒器和分布燃燒方法的其中一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是其對(duì)于不同燃燒器功率的適應(yīng)性?？紤]具有空間上分隔開(kāi)的反應(yīng)物噴射(其反應(yīng)物噴射角度相對(duì)于彼此固定)的分布燃燒燃燒器的情況。這種燃燒器設(shè)計(jì)受到在典型燃燒器功率下實(shí)現(xiàn)分布燃燒的需要的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)這種燃燒器的功率從最佳功率降低時(shí)，反應(yīng)物沿著固定角度(或者彼此平行)的相對(duì)較低壓力的噴射將會(huì)傾向于在彼此混合之前增加反應(yīng)物與爐氣體的混合，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定的火焰。當(dāng)這種燃燒器的功率從最佳功率增加時(shí)，沿著固定角度(或者彼此平行)的相對(duì)較高壓力的噴射將會(huì)傾向于在反應(yīng)物混合之前使與爐氣體較少地混合，從而導(dǎo)致火焰和爐中的熱點(diǎn)、缺少分布燃燒、和存在可視火焰。另一方面，由于在本發(fā)明的燃燒器中其中一種反應(yīng)物的噴射角度可以改變，因此燃燒器在一定范圍內(nèi)的燃燒器功率下可以獲得一致的分布燃燒性能，從而為操作人員提供相當(dāng)大的操作彈性。此外，反應(yīng)物的可變的噴射角度還使燃燒器能夠改變不同產(chǎn)品的熔化物上方的o2/co濃度。例如鋁熔爐在金屬熔池上方的燃燒氣體中需要較低的O2濃度。在這些爐中，本發(fā)明的燃燒器可以以一定角度遠(yuǎn)離熔池噴射氧化齊U，以降低金屬熔池上方的O2濃度。作為另一個(gè)示例，鉛熔爐是相對(duì)低溫的爐子，其熔化的爐料可以承受更多的氧化氣氛。在這些爐中，本發(fā)明的燃燒器可以以一定角度朝向熔池噴射氧化劑，以增加向金屬熔池的對(duì)流熱傳遞?，F(xiàn)在將描述本發(fā)明的方法的多個(gè)實(shí)施方式。正如在圖3A-3C中最佳地圖示出的，在加熱階段過(guò)程中，從燃燒器模塊B由燃料-氧化劑噴嘴噴射兩種反應(yīng)物的不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ (氧化劑環(huán)形地裹罩燃料或者燃料環(huán)形地裹罩氧化劑)。技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到的是，不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ不能夠彎曲/偏轉(zhuǎn)。這是因?yàn)槿剂?氧化劑噴嘴不提供驅(qū)動(dòng)流體噴射流。因此，反應(yīng)物從燃料-氧化劑噴嘴沿著從燃料-氧化劑噴嘴直線延伸的軸線進(jìn)行噴射。一旦在爐中的燃燒空間內(nèi)達(dá)到所需的最小溫度(比如燃料和氧化劑的自動(dòng)點(diǎn)火溫度)，就開(kāi)始從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變。在該轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)，由動(dòng)態(tài)噴槍從燃燒器模塊B噴射作為可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的相對(duì)少量的僅其中一種反應(yīng)物(僅包含氧化劑或僅包含燃料)。不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ和可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ在點(diǎn)I處交叉。同時(shí)，將由燃料-氧化劑噴嘴噴射的相同類(lèi)型的反應(yīng)物的量減少相應(yīng)的量。為了清楚起見(jiàn)，將由動(dòng)態(tài)噴槍噴射的該單種反應(yīng)物稱(chēng)作該反應(yīng)物的第二部分，而將由燃料-氧化劑噴嘴噴射的相同類(lèi)型的反應(yīng)物稱(chēng)作該反應(yīng)物的第一部分。例如，如果所述單種反應(yīng)物是氧化劑，則動(dòng)態(tài)噴槍將噴射第二氧化劑，而非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴將噴射第一氧化劑。繼續(xù)參見(jiàn)圖3A-3C，在該轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)，可以由動(dòng)態(tài)噴槍以?xún)煞N方式中的一種方式噴射單種反應(yīng)物。在第一種選擇中，所有的單種反應(yīng)物都由動(dòng)態(tài)噴槍從布置在中心的噴嘴噴射。由于沒(méi)有單種反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，而是沿著從布置在中心的噴嘴直接向外延伸的軸線A1噴射。替代性地，在第二種選擇中，大部分來(lái)自動(dòng)態(tài)噴槍的該單種反應(yīng)物從布置在中心的噴嘴噴射，同時(shí)小部分由所述動(dòng)態(tài)噴槍噴射的該反應(yīng)物以一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流的形式噴射，所述驅(qū)動(dòng)噴射流環(huán)繞所述布置在中心的噴嘴。由于一些單種反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ從所述軸線A1偏轉(zhuǎn)一定角度。當(dāng)從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，將相對(duì)更大比例的該種反應(yīng)物作為第二部分噴射，同時(shí)將相對(duì)更小比例的該單種反應(yīng)物作為第一部分噴射。此外，根據(jù)選擇了上面描述的第一種選擇或者第二種選擇，開(kāi)始進(jìn)行該單種反應(yīng)物的驅(qū)動(dòng)噴射流的噴射、或者使該驅(qū)動(dòng)噴射流的噴射增加。因此，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ開(kāi)始從所述軸線A1以一定角度偏轉(zhuǎn)、或者可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ被偏轉(zhuǎn)的角度增大。正如上面討論的，技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的偏轉(zhuǎn)程度部分地取決于作為一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流噴射的單種反應(yīng)物的量。繼續(xù)參見(jiàn)圖3A-3C，在從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變過(guò)程結(jié)束時(shí)，達(dá)到了作為第二部分噴射的單種反應(yīng)物相比于第一部分的所需比例(即，達(dá)到所需的分級(jí)程度)。另外，達(dá)到了可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的所需的彎曲程度。根據(jù)爐子的幾何形狀、燃燒器功率和分級(jí)程度，分布燃燒事實(shí)上可以是無(wú)焰燃燒。分布燃燒以這種方式實(shí)施，直到需要增大或減小燃燒器功率或者需要關(guān)掉燃燒器的時(shí)候。如果需要增大燃燒器功率，為了獲得爐氣體夾帶的滿(mǎn)意程度，增加可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的彎曲程度可能是有利的。如果燃燒器功率增加導(dǎo)致可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ偏轉(zhuǎn)/彎曲得太靠近爐壁并減少了爐氣體夾帶。在這種情況下，可以減小可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ偏轉(zhuǎn)/彎曲的角度，以實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)意的爐氣體夾帶程度。如果需要減小燃燒器功率，為了獲得穩(wěn)定的火焰，減小可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的彎曲程度可能是有利的。在另一個(gè)實(shí)施方式中，正如在圖3D-3F中最佳示出的，在加熱階段過(guò)程中，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴沿著軸線A1從燃燒器模塊B噴射兩種反應(yīng)物(環(huán)形地裹罩燃料的氧化劑或者環(huán)形地裹罩氧化劑的燃料)的可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ。環(huán)形噴射的反應(yīng)物稱(chēng)作該反應(yīng)物的第一部分。一旦在爐中的燃燒空間內(nèi)達(dá)到所需的最小溫度(比如燃料和氧化劑的自動(dòng)點(diǎn)火溫度)，則開(kāi)始從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變。在該轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴環(huán)形噴射的相對(duì)少量的相同類(lèi)型的反應(yīng)物(僅包含氧化劑或僅包含燃料)的噴射現(xiàn)在是由次級(jí)噴槍從燃燒器模塊B作為不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ噴射的。噴射的反應(yīng)物的該部分稱(chēng)作第二部分。該反應(yīng)物的第一部分和第二部分一起構(gòu)成了參與燃燒反應(yīng)的該反應(yīng)物的總量。技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到的是，不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ不能彎曲/偏轉(zhuǎn)。這是因?yàn)榇渭?jí)噴槍不提供反應(yīng)物的驅(qū)動(dòng)噴射流。因此，構(gòu)成第二部分的不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ從次級(jí)噴槍沿著從次級(jí)噴槍直線延伸的軸線進(jìn)行噴射。該反應(yīng)物的第一部分和第二部分一起構(gòu)成了參與燃燒反應(yīng)的該反應(yīng)物的總量。不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ和可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ在點(diǎn)I處交叉。同時(shí)，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射的第一部分的量減少相應(yīng)的量。例如，如果由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴環(huán)形噴射的反應(yīng)物是氧化劑，則次級(jí)噴槍將噴射第二氧化劑，而動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴將噴射第一氧化劑。繼續(xù)參見(jiàn)圖3D-3F，在該轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射的這種反應(yīng)物的噴射可以通過(guò)兩種方式中的一種方式進(jìn)行。在第一種選擇中，所有的該反應(yīng)物都由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射。由于沒(méi)有該反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，來(lái)自動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而是沿著從布置在中心的噴嘴直接向外延伸的軸線A1噴射。例如，如果由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射燃料、并且由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴以環(huán)繞燃料的環(huán)形裹罩流噴射第一氧化劑，則最初沒(méi)有燃料通過(guò)任何驅(qū)動(dòng)噴射流噴射。替代性地，在第二種選擇中，從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的布置在中心的噴嘴噴射的該種反應(yīng)物的大部分都從布置在中心的噴嘴噴射，而該種反應(yīng)物的小部分以一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流的形式噴射，所述驅(qū)動(dòng)噴射流環(huán)繞另一種反應(yīng)物的環(huán)形噴射的第一部分。由于一些該單種反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ從所述軸線A1偏轉(zhuǎn)一定角度。例如，如果由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射燃料、并且由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴以環(huán)繞所述燃料的環(huán)形裹罩流噴射第一氧化劑，那么，以一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流的形式噴射少量燃料，而大量燃料通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射，其中所述驅(qū)動(dòng)噴射流環(huán)繞第一氧化劑的環(huán)形噴射流。繼續(xù)參見(jiàn)圖3D-3F，當(dāng)從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，相對(duì)較大比例的第二部分通過(guò)次級(jí)噴槍噴射，同時(shí)相對(duì)較小比例的同種反應(yīng)物的第一部分由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴作為第一部分環(huán)形地噴射。此外，根據(jù)是選擇了上面描述的第一種選擇或第二種選擇，開(kāi)始反應(yīng)物的驅(qū)動(dòng)噴射流的噴射、或者增加所述驅(qū)動(dòng)噴射流的噴射。因此，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ開(kāi)始從所述軸線A1以一定角度偏轉(zhuǎn)、或者可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ偏轉(zhuǎn)的角度增大。正如上面討論的，技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的偏轉(zhuǎn)程度部分地取決于作為一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流噴射的單種反應(yīng)物的量。當(dāng)從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變過(guò)程結(jié)束時(shí)，達(dá)到了作為第二部分噴射的反應(yīng)物相比于第一部分的所需比例(即，達(dá)到了所需的分級(jí)程度)。另外，達(dá)到了可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的所需彎曲程度，并且可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ沿著軸線A2噴射。可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的彎曲角度由軸線4、4形成的角度Θ表示。根據(jù)爐子的幾何形狀、燃燒器功率和分級(jí)程度，分布燃燒事實(shí)上可以是無(wú)焰燃燒。分布燃燒以這種方式實(shí)施，直到需要增大或減小燃燒器功率或者需要關(guān)掉燃燒器的時(shí)候。如果需要增大燃燒器功率，為了獲得爐氣體夾帶的滿(mǎn)意程度，增加可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的彎曲程度可能是有利的。如果燃燒器功率增加導(dǎo)致可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ偏轉(zhuǎn)/彎曲得太靠近爐壁并且減少了爐氣體夾帶。在這種情況下，可以減小可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ偏轉(zhuǎn)/彎曲的角度，以實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)意的爐氣體夾帶程度。如果需要減小燃燒器功率，為了獲得穩(wěn)定的火焰，減小可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的彎曲程度可能是有利的。在另一個(gè)實(shí)施方式中，正如在圖3G-3I中最佳示出的，在加熱階段過(guò)程中，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴沿著軸線A1從燃燒器模塊B噴射兩種反應(yīng)物(環(huán)形裹罩燃料的氧化劑或者環(huán)形裹罩氧化劑的燃料)的第一可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ1。環(huán)形噴射的反應(yīng)物稱(chēng)作該反應(yīng)物的第一部分。一旦在爐中的燃燒空間內(nèi)達(dá)到所需的最小溫度(比如燃料和氧化劑的自動(dòng)點(diǎn)火溫度)，則開(kāi)始從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變。在該轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)，與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴環(huán)形噴射的相同類(lèi)型的反應(yīng)物(僅包含氧化劑或僅包含燃料)的相對(duì)較少量的噴射現(xiàn)在是由動(dòng)態(tài)噴槍從燃燒器模塊B作為第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ2噴射的。噴射的反應(yīng)物的該部分稱(chēng)作第二部分。該反應(yīng)物的第一部分和第二部分一起構(gòu)成了參與燃燒反應(yīng)的該反應(yīng)物的總量。構(gòu)成第二部分的第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ2從動(dòng)態(tài)噴槍噴射。該反應(yīng)物的第一部分和第二部分一起構(gòu)成了參與燃燒反應(yīng)的該反應(yīng)物的總量?？善D(zhuǎn)的噴射流DJ1、DJ2在點(diǎn)I處交叉。同時(shí)，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射的第一部分的量減少相應(yīng)的量。例如，如果由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴環(huán)形噴射的反應(yīng)物是氧化劑，則動(dòng)態(tài)噴槍將噴射第二氧化劑，而動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴將噴射第一氧化劑。繼續(xù)參見(jiàn)圖3D-3F，在該轉(zhuǎn)變過(guò)程開(kāi)始時(shí)，從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的布置在中心的噴嘴噴射的這種反應(yīng)物的由燃燒器B的噴射可以以?xún)煞N可選方式中的一種實(shí)現(xiàn)。在第一種方式中，由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射的所有反應(yīng)物僅通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射。由于沒(méi)有該反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流被噴射，因此，來(lái)自動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的第一可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，而是沿著從布置在中心的噴嘴直接向外延伸的軸線A1噴射。例如，如果由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射燃料、并且由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴以環(huán)繞燃料的環(huán)形裹罩流噴射第一氧化劑，則起初沒(méi)有燃料通過(guò)任何驅(qū)動(dòng)噴射流噴射。替代性地，在第二種方式中，從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴的布置在中心的噴嘴噴射的該種反應(yīng)物的大部分從布置在中心的噴嘴噴射，而該種反應(yīng)物的小部分以一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流的形式噴射，所述驅(qū)動(dòng)噴射流環(huán)繞另一種反應(yīng)物的環(huán)形噴射的第一部分。由于一些該單種反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，第一可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJl從所述軸線A1偏轉(zhuǎn)一定角度。例如，如果由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射燃料、并且由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴以環(huán)繞所述燃料的環(huán)形裹罩流噴射第一氧化劑，則以一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流的形式噴射少量燃料，而大量燃料通過(guò)布置在中心的噴嘴噴射，其中所述驅(qū)動(dòng)噴射流環(huán)繞第一氧化劑的環(huán)形噴射流。類(lèi)似地，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射的該種反應(yīng)物的噴射可以以?xún)煞N可選方式中的一種執(zhí)行。在第一種方式中，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射的所有該反應(yīng)物從布置在中心的噴嘴噴射。由于沒(méi)有該反應(yīng)物由動(dòng)態(tài)噴槍作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ2沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，而是沿著從布置在中心的噴嘴直接向外延伸的軸線B1噴射。替代性地，在第二種方式中，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射的該單種反應(yīng)物的大部分從布置在中心的噴嘴噴射，而該反應(yīng)物的小部分以一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流的形式噴射，所述驅(qū)動(dòng)噴射流環(huán)繞動(dòng)態(tài)噴槍的布置在中心的噴嘴。由于一些該單種反應(yīng)物作為驅(qū)動(dòng)噴射流噴射，因此，第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ2從軸線A1偏轉(zhuǎn)一定角度。繼續(xù)參見(jiàn)圖3D-3F，當(dāng)從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，由動(dòng)態(tài)噴槍噴射相對(duì)較大比例的該第二部分，同時(shí)由動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴作為第一部分環(huán)形地噴射相對(duì)較小比例的該相同類(lèi)型的反應(yīng)物的第一部分。此外，根據(jù)選擇了上面描述的第一種方式或第二種方式，開(kāi)始反應(yīng)物的驅(qū)動(dòng)噴射流的噴射、或者增加所述驅(qū)動(dòng)噴射流的噴射。因此，第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ2開(kāi)始從所述軸線A1以一定角度偏轉(zhuǎn)、或者第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ2偏轉(zhuǎn)的角度增大。正如上面討論的，技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的偏轉(zhuǎn)程度部分地取決于作為一股或多股驅(qū)動(dòng)噴射流噴射的單種反應(yīng)物的量。當(dāng)從加熱階段向分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變過(guò)程結(jié)束時(shí)，達(dá)到了作為第二部分噴射的反應(yīng)物相比于第一部分的所需比例(即，達(dá)到了所需的分級(jí)程度)。另外，達(dá)到了每股可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ1、DJ2的所需的彎曲程度，從而它們分別轉(zhuǎn)過(guò)分別由初始噴射軸線Ap B1和最終噴射軸線432形成的角度ΘΑ、ΘΒ。根據(jù)爐子的幾何形狀、燃燒器功率和分級(jí)程度，分布燃燒事實(shí)上可以是無(wú)焰燃燒。分布燃燒以這種方式實(shí)施，直到需要增大或減小燃燒器功率或者需要關(guān)掉燃燒器的時(shí)候。如果需要增大燃燒器功率，為了獲得爐氣體夾帶的滿(mǎn)意程度，增加第一和/或第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ1、DJ2的彎曲程度可能是有利的。如果燃燒器功率增加導(dǎo)致第一和/或第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ1、DJ2偏轉(zhuǎn)/彎曲得太靠近爐壁并且減少了爐氣體夾帶。在這種情況下，可以減小第一和第二可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ1、DJ2偏轉(zhuǎn)/彎曲的角度ΘΑ、ΘΒ，以實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)意的爐氣體夾帶程度。如果需要減小燃燒器功率，為了獲得穩(wěn)定的火焰，減小角度ΘΑ、θ Β中的其中之一或兩者可能是有利的。正如由圖3J最佳圖示出的，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ在兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ之間從燃燒器模塊B噴射?？梢栽趦晒刹豢善D(zhuǎn)的噴射流NDJ之間、在與噴射兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ相同的平面中噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ。在該第一種情況下，在分布燃燒階段過(guò)程中，使可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ掃過(guò)兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ之間。這是通過(guò)在可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的任一側(cè)上交替地噴射反應(yīng)物驅(qū)動(dòng)噴射流、以便使可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ以交替的方式朝向所述兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ彎曲/偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，在任一時(shí)刻，其中一股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ不與可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ交叉，而另一股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ與可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ交叉。替代性地，在第二種情況下，可以在所述兩個(gè)不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ之間、在噴射所述兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ的平面的上方或下方噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ。在該第二種情況下，在分布燃燒階段過(guò)程中，可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ已經(jīng)朝向噴射所述不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ的所述平面彎曲/偏轉(zhuǎn)。這當(dāng)然是通過(guò)反應(yīng)物的通過(guò)驅(qū)動(dòng)噴射流在該噴射流的與彎曲/偏轉(zhuǎn)方向相反的一側(cè)上的噴射實(shí)現(xiàn)。例如，如果在噴射所述兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ的所述平面的上方從燃燒器模塊B噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ，則從噴射可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的布置在中心的噴嘴(或者圍繞布置在中心的噴嘴噴射的另一種反應(yīng)物進(jìn)行噴射的一種反應(yīng)物的環(huán)形裹罩流)的上方噴射驅(qū)動(dòng)噴射流。此外，朝向可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ交替地噴射位于可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的相對(duì)的兩側(cè)上的驅(qū)動(dòng)噴射流，以便使所述可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ以交替的方式朝向或遠(yuǎn)離所述兩股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ中的一股或另一股彎曲/偏轉(zhuǎn)。因此，在任一時(shí)刻，其中一股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ不與可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ交叉，而另一股不可偏轉(zhuǎn)的噴射流NDJ與可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ交叉。不管選擇第一種情況還是選擇第二種情況，一般來(lái)說(shuō)，如果可能，希望具有較高的吹掃運(yùn)動(dòng)頻率。由于吹掃頻率受到閥的打開(kāi)和關(guān)閉以及因此在可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的一側(cè)上或者在可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ的另一側(cè)上噴射驅(qū)動(dòng)噴射流的能力的限制，因此，傳統(tǒng)的閥一般產(chǎn)生大約為IHz的最大頻率。 現(xiàn)在將要描述本發(fā)明的燃燒器的多個(gè)實(shí)施方式。正如在圖1、2A-2C、4A-4E、5A-5D、6A-6B和7A-7B中最佳圖示出的，可以使用多種不同類(lèi)型的燃燒器、噴嘴和噴槍來(lái)實(shí)施本發(fā)明的方法和噴射反應(yīng)物RjPR2。在一種情況下，R1是燃料，R2是氧化劑。在另一種情況下，R1是氧化劑，R2是燃料。正如在圖1中最佳示出的，本發(fā)明的燃燒器的第一實(shí)施方式包括燃燒器模塊B、動(dòng)態(tài)噴槍DL和非動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴F0N。燃燒器模塊B —般是由難熔非金屬材料、難熔金屬或者諸如銅或不銹鋼之類(lèi)的金屬制成的。燃燒器模塊B在需要時(shí)可以是水冷的。非動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴FON從布置在中心的噴嘴噴射反應(yīng)物R1的第一部分，并且從一環(huán)形空間噴射反應(yīng)物R2的第一部分，所述環(huán)形空間位于布置在中心的噴嘴與燃燒器模塊B中的同心地布置在該噴嘴周?chē)膬?nèi)孔之間、或者位于布置在中心的噴嘴與同心地布置在該噴嘴周?chē)牡诙娮熘g，在該種情況下，第二噴嘴插設(shè)在燃燒器模塊B中的所述內(nèi)孔中。動(dòng)態(tài)噴槍DL從布置在中心的噴嘴噴射反應(yīng)物R2的第二部分，并且從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射反應(yīng)物R2的驅(qū)動(dòng)部分，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與動(dòng)態(tài)噴槍DL的布置在中心的噴嘴軸向向外間隔開(kāi)。較小的圓形通過(guò)虛線示意性地繪出了反應(yīng)物R2的隱藏的驅(qū)動(dòng)部分。這是因?yàn)?，一般地，從?qū)動(dòng)流體噴射通道出來(lái)的反應(yīng)物R2的驅(qū)動(dòng)部分的噴射流與從布置在中心的噴嘴出來(lái)的反應(yīng)物R2的第二部分的噴射流在反應(yīng)物R2的噴射流(由布置在中心的噴嘴噴射)離開(kāi)動(dòng)態(tài)噴槍DL之前在一點(diǎn)處以一定角度交叉。替代性地，反應(yīng)物R2的驅(qū)動(dòng)部分的噴射流可以從動(dòng)態(tài)噴槍DL的末端表面(面對(duì)燃燒室的末端表面)出來(lái)、并且在該噴射流已經(jīng)完全從動(dòng)態(tài)噴槍DL出來(lái)之后與反應(yīng)物R2的第二部分的噴射流交叉。技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到的是，第一實(shí)施方式的燃燒器可以布置在不同于圖1所示取向的取向上。其可以向右或向左旋轉(zhuǎn)例如90度，或者旋轉(zhuǎn)180度。正如在圖2A中最佳圖示出的，本發(fā)明的燃燒器的第二實(shí)施方式包括燃燒器模塊B、次級(jí)噴槍SL和動(dòng)態(tài)燃料/氧化劑噴嘴DF0N。燃燒器模塊B —般是由難熔非金屬材料、難熔金屬或者諸如銅或不銹鋼之類(lèi)的金屬制成的。燃燒器模塊B在需要時(shí)可以是水冷的。次級(jí)噴槍SL包括用于將R2的第二部分作為噴射流噴射到爐中的噴嘴。次級(jí)噴槍SL是非動(dòng)態(tài)的。動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON從布置在中心的噴嘴噴射反應(yīng)物R1的第一部分，并且從一環(huán)形空間噴射反應(yīng)物R2的第一部分，所述環(huán)形空間位于布置在中心的噴嘴與燃燒器模塊B中的同心地布置在該噴嘴周?chē)膬?nèi)孔之間、或者位于布置在中心的噴嘴與同心布置在該噴嘴周?chē)牡诙娮熘g，在該種情況下，第二噴嘴插設(shè)在燃燒器模塊B中的所述內(nèi)孔中。動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON還從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射反應(yīng)物R1的驅(qū)動(dòng)部分，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的布置在中心的噴嘴軸向向外分隔開(kāi)。較小的圓形通過(guò)虛線示意性地繪出了反應(yīng)物R1的隱藏的驅(qū)動(dòng)部分。這是因?yàn)?，一般地，從?qū)動(dòng)流體噴射通道出來(lái)的反應(yīng)物R1的驅(qū)動(dòng)部分的噴射流與從布置在中心的噴嘴出來(lái)的由反應(yīng)物R2環(huán)形裹罩的反應(yīng)物R1的噴射流在噴射流(由布置在中心的噴嘴噴射)離開(kāi)動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON之前在一點(diǎn)處以一定角度交叉。替代性地，反應(yīng)物R1的驅(qū)動(dòng)部分的噴射流可以從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的末端表面(面對(duì)燃燒室的末端表面)出來(lái)、并且在該噴射流已經(jīng)完全從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON出來(lái)之后與R1A2噴射流交叉。技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，第二實(shí)施方式的燃燒器可以布置在不同于圖2A所示取向的取向上。其可以向右或向左旋轉(zhuǎn)例如90度，或者旋轉(zhuǎn)180度。用圖1的動(dòng)態(tài)噴槍DL代替圖2A的次級(jí)噴槍SL也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在該修改后的燃燒器中，由動(dòng)態(tài)噴槍DL和動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON噴射的每股噴射流可以分別通過(guò)反應(yīng)物R2和反應(yīng)物R1的驅(qū)動(dòng)噴射流進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。在任何時(shí)候都可以使一股或兩股所述噴射流偏轉(zhuǎn)。在圖2B中，次級(jí)噴槍SL的布置在中心的噴嘴的內(nèi)徑D1小于動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的布置在中心的噴嘴的內(nèi)徑D2。動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的中心可以與次級(jí)噴槍SL的中心分開(kāi)一段距離X，該距離X是內(nèi)徑D1的至少10倍。替代性地，如果D1大于D2,則X可以是D2的至少10倍。正如在圖2C中最佳示出的，本發(fā)明的燃燒器的第三實(shí)施方式除了包括兩個(gè)次級(jí)噴槍SL之外，與圖2A-B圖示出的第二實(shí)施方式相同。次級(jí)噴槍SL與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的相對(duì)的兩側(cè)分隔開(kāi)相等間距。如果次級(jí)噴槍SL的布置在中心的噴嘴的內(nèi)徑D1小于燃料-氧化劑噴嘴DFON的布置在中心的噴嘴的內(nèi)徑D2,則每個(gè)次級(jí)噴槍SL的中心與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的中心分開(kāi)一段豎直距離X，該距離X是D1的至少10倍。如果D1大于D2,則X是D2的至少10倍。次級(jí)噴槍SL的中心還應(yīng)該分開(kāi)一段水平距離y，該距離7是01和％中較小者的至少10倍。技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到的是，第三實(shí)施方式的燃燒器可以布置在不同于圖2C所示取向的取向上。其可以向右或向左旋轉(zhuǎn)例如90度，或者旋轉(zhuǎn)180度。用圖1的動(dòng)態(tài)噴槍DL代替圖2C的次級(jí)噴槍SL也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在該修改后的燃燒器中，由動(dòng)態(tài)噴槍DL和動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON噴射的每股噴射流可以分別通過(guò)反應(yīng)物R2和反應(yīng)物R1的驅(qū)動(dòng)噴射流進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。在任何時(shí)候都可以使一股或兩股所述噴射流偏轉(zhuǎn)。在圖5A-5E中不出了一種適合于用在本發(fā)明的方法和燃燒器中的動(dòng)態(tài)噴槍DL。該動(dòng)態(tài)噴槍DL包括主噴嘴本體MB和帽CP。布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC和多個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC穿過(guò)主噴嘴本體MB延伸。帽CP覆蓋主噴嘴本體MB的面對(duì)燃燒室的端部。反應(yīng)物R2流動(dòng)通過(guò)穿過(guò)主體延伸的布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC并從該反應(yīng)物通道進(jìn)行噴射。當(dāng)使用動(dòng)態(tài)噴槍DL來(lái)使從該動(dòng)態(tài)噴槍噴射的反應(yīng)物的噴射流偏轉(zhuǎn)時(shí)，反應(yīng)物R2還流動(dòng)通過(guò)四個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC。所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC以相同的徑向距離等距離地分隔開(kāi)，并且穿過(guò)主噴嘴本體MB延伸。可選地，在主噴嘴本體MB中可以存在少到三個(gè)、兩個(gè)或僅一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC或者多到八個(gè)(驅(qū)動(dòng)流體噴射通道)。在任何情況下，驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC —般在徑向上以相等距離圍繞布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC。在圖5A-B中用虛線圖示出了驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC，因?yàn)閺膭?dòng)態(tài)噴槍DL的前側(cè)看不到它們。主噴嘴本體MB的末端(面對(duì)燃燒室)由帽CP覆蓋并且連接到帽CP。所述帽CP具有沿著布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC的軸線取向的末端開(kāi)口 T0。末端開(kāi)口 TO尺寸一般確定成與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC的直徑匹配，以便使流過(guò)其中的反應(yīng)物R2流繼續(xù)流過(guò)末端開(kāi)口 TO并從動(dòng)態(tài)噴槍DL流出。所述帽CP在面對(duì)主體MB的末端的側(cè)面
上具有一腔體。所述腔體在所述帽CP的軸向方向上延伸(上游到下游)，以在與動(dòng)態(tài)噴槍DL的軸線垂直的平面內(nèi)的一平坦表面處終止。雖然圖5B、5C和5E中的外壁OW圖示出了具有基本正方形的周界的腔體，其中每個(gè)拐角延伸到驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC附近的一點(diǎn)處，但是，所述腔體可以具有任何形狀，只要其在末端開(kāi)口 TO與驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC之間延伸、以在它們之間提供流體連通即可。事實(shí)上，所述腔體可包括四個(gè)腔室，每個(gè)腔室單獨(dú)地連通在末端開(kāi)口 TO與相應(yīng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC之間。繼續(xù)參見(jiàn)圖5A-5E，反應(yīng)物R2流出布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC的末端并且從所述帽CP中的末端開(kāi)口 TO流出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)物R2流流出驅(qū)動(dòng)流體噴射通道時(shí)，所述腔體的所述平坦表面改變驅(qū)動(dòng)反應(yīng)物R2流的方向，從而使其與從布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC噴射的反應(yīng)物R2的噴射流以大約直角交叉。由于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)物R2的噴射流與來(lái)自布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC的反應(yīng)物R2的噴射流交叉，因此導(dǎo)致反應(yīng)物R2的中心噴射流在背離驅(qū)動(dòng)反應(yīng)物R2的噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)。彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向可以通過(guò)將反應(yīng)物R2提供到合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC來(lái)進(jìn)行控制。彎曲/偏轉(zhuǎn)的角度可以通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)反應(yīng)物R2的壓力來(lái)進(jìn)行控制。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC的上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物的偏轉(zhuǎn)噴射流DJ向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流DJ向燃燒器的右邊彎曲，則從位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC的左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體。在圖7A-7B中示出了適合用在本發(fā)明的方法和燃燒器中的另一種動(dòng)態(tài)噴槍DL。該動(dòng)態(tài)噴槍DL包括主噴嘴本體MB和帽CP。布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC穿過(guò)主噴嘴本體MB延伸。帽CP覆蓋主噴嘴本體MB的面對(duì)燃燒室的端部。反應(yīng)物R2流動(dòng)通過(guò)穿過(guò)主體延伸的布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC并且從該反應(yīng)物噴射通道噴射。當(dāng)使用動(dòng)態(tài)噴槍DL來(lái)使從中噴射的反應(yīng)物的噴射流偏轉(zhuǎn)時(shí)，反應(yīng)物R2還流動(dòng)通過(guò)四個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC。驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC以相同的徑向距離等距離地分隔開(kāi)，并且穿過(guò)主噴嘴本體MB延伸?？蛇x地，在主噴嘴本體MB中可以存在三到八個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC，它們分別與相應(yīng)的孔H流體連通。在任何情況下，驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC —般在徑向上以相等距離圍繞布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC。主噴嘴本體MB的末端(面對(duì)燃燒室)由帽CP覆蓋并且連接到帽CP。所述帽CP具有沿著布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC的軸線取向的末端開(kāi)口 T0。末端開(kāi)口 TO的尺寸一般確定成與布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC的直徑匹配，從而使流過(guò)其中的反應(yīng)物R2流繼續(xù)流過(guò)末端開(kāi)口并從動(dòng)態(tài)噴槍DL流出。所述帽CP還包括從中鉆出的兩個(gè)孔H，每個(gè)孔流體連通到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC的出口與所述帽CP的與末端開(kāi)口 TO分隔開(kāi)的末端表面之間。這些孔H相對(duì)于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC以一定角度鉆出，但是所述孔H不與所述帽的末端開(kāi)口 TO交叉。因此，反應(yīng)物以通過(guò)末端開(kāi)口 TO的噴射流的形式流出布置在中心的反應(yīng)物噴射通道的末端，而驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC的出口流入這些孔H中、并且相對(duì)于反應(yīng)物的噴射流成一定角度地以噴射流的形式從所述帽CP出來(lái)。在反應(yīng)物從動(dòng)態(tài)噴槍DL出來(lái)之后，驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與反應(yīng)物的噴射流交叉。由于驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與反應(yīng)物的噴射流交叉，因此導(dǎo)致反應(yīng)物的噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體的噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)控制彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物的可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流DJ向燃燒器的右邊彎曲，則從位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體。在圖4A-4E中示出了適合用在本發(fā)明的方法和燃燒器中的一種動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DF0N。該動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON可以使用一種主噴嘴本體MB，該主噴嘴本體MB具有穿過(guò)其中延伸的布置在中心的較大直徑的內(nèi)孔LDB。同心地布置在較大直徑的內(nèi)孔LDB內(nèi)的是較小直徑的管SDT，以便形成由環(huán)形反應(yīng)物噴射通道ARIC環(huán)繞的布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC。因此，其形成了管套管式的結(jié)構(gòu)，其中一種反應(yīng)物的環(huán)形流在位于主噴嘴本體MB的內(nèi)表面與所述管SDT的外表面之間的環(huán)形空間中流動(dòng)，另一種反應(yīng)物的中心流流動(dòng)通過(guò)布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC。所述主噴嘴本體MB還包括與所述環(huán)形反應(yīng)物噴射通道ARIC分隔開(kāi)的、穿過(guò)其中延伸的四個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC。主噴嘴本體MB可以具有少到一至三個(gè)或者多到八個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC。當(dāng)使用多于一個(gè)的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC時(shí)，它們一般徑向等距離地布置在較大直徑的內(nèi)孔LDB周?chē)?。主噴嘴本體MB的末端由帽CP覆蓋。所述帽CP具有末端開(kāi)口 T0，該末端開(kāi)口 TO沿著所述管SDT和內(nèi)孔LDB的軸線取向，并且尺寸基本確定成與所述內(nèi)孔LDB的直徑匹配，從而環(huán)形地裹罩另一種反應(yīng)物的一種反應(yīng)物流繼續(xù)穿過(guò)所述帽CP的末端開(kāi)口 T0。所述帽在面對(duì)所述噴嘴本體MB的末端的側(cè)面上包括一腔體。所述腔體在所述帽CP的軸向方向上延伸(上游到下游)，以在與動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON的軸線垂直的平面內(nèi)的一平坦表面處終止。繼續(xù)參見(jiàn)圖4A-4E，第一和第二反應(yīng)物流出布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC和環(huán)形反應(yīng)物噴射通道ARIC的末端，并且從所述帽CP的末端開(kāi)口 TO流出。所述腔體還在徑向方向上向外延伸到足夠遠(yuǎn)，從而其與驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC的出口流體連通。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)流體從驅(qū)動(dòng)流體通道AFIC出來(lái)時(shí)，腔體的所述平坦表面改變驅(qū)動(dòng)流體的流動(dòng)方向，從而使其與燃料和氧化劑流以大約直角交叉。由于驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉，因此導(dǎo)致這些反應(yīng)物的噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)。可以通過(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)控制彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道CDRIC上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物噴射流向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流DJ向燃燒器的右邊彎曲，則從位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體。在圖6A-6B中示出了適合用在本發(fā)明的方法和燃燒器中的另一種動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DF0N。該動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON包括主噴嘴本體MB，所述主噴嘴本體MB具有布置在中心的較大直徑的內(nèi)孔LDB和同心地布置在較大直徑的內(nèi)孔LDB內(nèi)的較小直徑的管SDT0其中一種反應(yīng)物流動(dòng)通過(guò)布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC，該反應(yīng)物噴射通道構(gòu)成所述較小直徑的管SDT的內(nèi)部；而另一種反應(yīng)物流動(dòng)通過(guò)位于所述內(nèi)孔LDB的內(nèi)表面與所述管SDT的外表面之間的環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道ARIC，以在所述管SDT和所述內(nèi)孔LDB的出口處環(huán)形地裹罩所述反應(yīng)物。所述動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON還包括穿過(guò)主噴嘴本體MB延伸的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC。主噴嘴本體MB的末端由帽CP覆蓋。所述帽CP具有末端開(kāi)口 T0，該末端開(kāi)口 TO沿著所述內(nèi)孔LDB和所述管SDT的軸線取向，并且尺寸基本確定成與所述內(nèi)孔LDB的直徑匹配，從而通過(guò)布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC/環(huán)形驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC的燃料和氧化劑流繼續(xù)穿過(guò)所述帽CP的末端開(kāi)口 T0。所述帽CP還包括從中鉆出的兩個(gè)孔H，這些孔的第一端部與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC的出口匹配，其第二端部穿過(guò)所述帽CP的末端、與所述帽CP的末端開(kāi)口 TO分隔開(kāi)地延伸。這些孔H相對(duì)于動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON以一定銳角角度鉆出，但是所述孔H不與所述帽CP的末端開(kāi)口 TO交叉。因此，驅(qū)動(dòng)流體從其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC的出口流入相應(yīng)的孔H中，并且相對(duì)于第一和第二反應(yīng)物的噴射流成一定角度地以噴射流的形式從所述帽CP出來(lái)。在第一和第二反應(yīng)物從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴DFON出來(lái)之后，驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉。由于驅(qū)動(dòng)流體的噴射流與第一和第二反應(yīng)物的噴射流交叉，因此導(dǎo)致第一和第二反應(yīng)物的噴射流在背離驅(qū)動(dòng)流體的噴射流的方向上彎曲/偏轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)以合適的速度、通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體來(lái)控制彎曲/偏轉(zhuǎn)的方向和角度。例如，通過(guò)位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC上方的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體，可以使反應(yīng)物的可偏轉(zhuǎn)的噴射流DJ向下彎曲/偏轉(zhuǎn)。如果要使噴射流DJ向燃燒器的右邊彎曲，則從位于布置在中心的反應(yīng)物噴射通道⑶RIC左邊的驅(qū)動(dòng)流體噴射通道AFIC噴射驅(qū)動(dòng)流體。示例I建造具有圖2C所示的基本設(shè)計(jì)的燃燒器并進(jìn)行測(cè)試，其中R1是天然氣，R2是氧。通過(guò)布置在中心的較小直徑的管?chē)娚涮烊粴?，而通過(guò)位于布置在中心的較小直徑的管與較大直徑的內(nèi)孔之間的環(huán)形空間噴射第一氧。其利用從驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的天然氣的驅(qū)動(dòng)噴射流，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道位于天然氣和第一氧的噴射流的下方。次級(jí)噴槍噴射第二氧。在表IA中示出了噴槍/直徑的數(shù)量和類(lèi)型。該燃燒器設(shè)計(jì)成具有在表IB中示出的各種反應(yīng)物噴射速度，其中考慮了在1麗下的操作。表IA:示例I燃燒器的設(shè)計(jì)特征
權(quán)利要求
1.一種分布燃燒的方法，包括如下步驟: 將包括氧化劑的第一部分和燃料的第一部分的燃燒反應(yīng)物的第一噴射流從動(dòng)態(tài)燃料-氧化劑噴嘴噴射到燃燒空間中，其中所述氧化劑的第一部分裹罩所述燃料的第一部分、或者所述燃料的第一部分裹罩所述氧化劑的第一部分； 將包括其中一種燃燒反應(yīng)物的第二部分的第二噴射流從至少一個(gè)次級(jí)噴槍噴射到所述燃燒空間中，所述第二噴射流的所述燃燒反應(yīng)物與所述第一噴射流中的環(huán)形地圍繞另一種燃燒反應(yīng)物進(jìn)行噴射的燃燒反應(yīng)物相同； 靠近所述第一噴射流噴射燃料的第三噴射流，以使所述第一噴射流朝向所述第二噴射流彎曲，其中，在所述第二噴射流的噴射開(kāi)始之后，減少環(huán)形裹罩的所述燃燒反應(yīng)物的所述第一部分，并且增加相同反應(yīng)物的所述第二部分，直到在所述第一部分與所述第二部分之間獲得該種反應(yīng)物的所需的分級(jí)程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氧化劑的第一部分環(huán)形地裹罩所述燃料的第一部分，所述第二噴射流的所述燃燒反應(yīng)物是氧化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氧化劑是氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述燃料是天然氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述燃料是燃油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氧化劑是空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述燃料是天然氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述燃料是燃油。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述燃料的第一部分環(huán)形地裹罩所述氧化劑的第一部分，所述第二噴射流的所述燃燒反應(yīng)物是燃料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一噴射流從一初始噴射軸線彎向一彎曲噴射軸線，所述初始軸線和彎曲軸線形成最大為40°的角度0。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，Θ最大為15°。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述氧化劑的第二部分構(gòu)成氧化劑總量的90-95%，以產(chǎn)生為90-95%的所需的分級(jí)程度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述燃料的第二部分構(gòu)成燃料總量的90-95%，以產(chǎn)生為90-95%的所需的分級(jí)程度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所需的分級(jí)程度下實(shí)現(xiàn)無(wú)焰燃燒。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中: 所述驅(qū)動(dòng)流體是燃料；以及 所述驅(qū)動(dòng)流體構(gòu)成來(lái)自燃料-氧化劑噴嘴的燃料總流量的1_20%。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中: 所述驅(qū)動(dòng)流體是氧化劑；以及 所述驅(qū)動(dòng)流體構(gòu)成來(lái)自燃料-氧化劑噴嘴的氧化劑總流量的1_20%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍包括第一和第二次級(jí)噴槍?zhuān)龅谝缓偷诙渭?jí)噴槍距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的豎直距離、和距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的水平距離、并且在其相對(duì)側(cè)上進(jìn)行布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中:所述驅(qū)動(dòng)流體是氧化劑； 在名義燃燒器功率下，所述第三噴射流的速度是lOOm/s ； 在名義燃燒器功率下，所述燃料的第一部分的速度是100-200m/s ； 在名義燃燒器功率下，所述氧化劑的第一部分的速度是75-150m/s ； 在名義燃燒器功率下，所述氧化劑的第二部分的速度是75-200m/s。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，增加作為所述第二噴射流噴射的所述第二部分的量，以及減少該種反應(yīng)物的所述第一部分的量，直到在所述燃燒空間內(nèi)達(dá)到所述燃料和氧化劑的自動(dòng)點(diǎn)火溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 在加熱階段和分布燃燒階段中執(zhí)行所述方法； 在所述加熱階段期間，使用所述燃料和氧化劑的燃燒熱量熔化爐料； 一旦在所述燃燒空間中達(dá)到所需溫度，便開(kāi)始從所述加熱階段向所述分布燃燒階段的轉(zhuǎn)變； 在該轉(zhuǎn)變過(guò)程中，開(kāi)始進(jìn)行噴射所述第三噴射流的所述步驟； 在該轉(zhuǎn)變過(guò)程期間，減少在所述第一噴射流中環(huán)形地噴射的燃燒反應(yīng)物的所述第一部分，并且增加作為所述第二噴射流噴射的該種反應(yīng)物的相應(yīng)的第二部分；以及當(dāng)實(shí)現(xiàn)所需的分級(jí)程度時(shí)終止所述轉(zhuǎn)變過(guò)程，并且開(kāi)始所述分布燃燒階段。
21.一種用于實(shí)現(xiàn)分布燃燒的系統(tǒng)，包括: 氧化劑源； 燃料源； 驅(qū)動(dòng)流體源； 燃燒器模塊； 插設(shè)在所述燃燒器模塊中的燃料-氧化劑噴嘴，該燃料-氧化劑噴嘴包括: 主噴嘴本體，該主噴嘴本體具有穿過(guò)其中延伸的較大直徑的內(nèi)孔、穿過(guò)其中延伸的同心地布置在所述較大直徑的內(nèi)孔內(nèi)的較小直徑的管、和穿過(guò)其中延伸的與所述較大直徑的內(nèi)孔分隔開(kāi)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體通道，所述較小直徑的管的內(nèi)部限定了布置在中心的反應(yīng)物噴射通道，所述較大直徑的內(nèi)孔的內(nèi)表面和所述較小直徑的管的外表面限定了環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道；和 覆蓋所述主噴嘴本體的遠(yuǎn)離所述燃燒器模塊布置的末端的帽，所述帽包括面對(duì)所述主噴嘴本體的所述末端的第一面和背向所述燃燒器模塊的第二面，所述帽還包括一末端開(kāi)口，該末端開(kāi)口與所述布置在中心的反應(yīng)物噴射通道和所述環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通、并且具有與所述較大直徑的內(nèi)孔相當(dāng)?shù)闹睆?，所述帽還包括與所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道以及與所述第二面或者所述末端開(kāi)口流體連通的腔體； 插設(shè)在所述燃燒器模塊中的至少一個(gè)次級(jí)噴槍?zhuān)摯渭?jí)噴槍包括布置在中心的噴嘴，其中: 所述氧化劑源與所述布置在中心的反應(yīng)物噴射通道或者所述環(huán)形的反應(yīng)物通道流體連通； 如果所述氧化劑源與所述布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通，則所述燃料源與所述環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通，并且所述氧化劑源另外還與所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍的所述布置在中心的噴嘴流體連通； 如果所述氧化劑源與所述環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通，則所述燃料源與所述布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通，并且所述燃料源另外還與所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍的所述布置在中心的噴嘴流體連通；和 所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和帽的腔體適于引導(dǎo)來(lái)自所述流體噴射通道的驅(qū)動(dòng)流體流、并且將其以一角度朝向從所述反應(yīng)物噴射通道噴射的燃料和氧化劑的噴射流噴射、以使所述燃料/氧化劑的噴射流從其正常軸線偏轉(zhuǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述氧化劑源與所述環(huán)形的反應(yīng)物噴射通道流體連通。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述氧化劑源與所述布置在中心的反應(yīng)物噴射通道流體連通。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)次級(jí)噴槍包括第一和第二次級(jí)噴槍?zhuān)龅谝缓偷诙渭?jí)噴槍距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的豎直距離、和距離所述燃料-氧化劑噴嘴以相同的水平距離、并且在其相對(duì)側(cè)上進(jìn)行布置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述較小直徑的管具有直SD1，所述第一和(第二)次級(jí)噴槍的所述布置在中心的噴嘴分別具有直徑D2，所述第一和第二次級(jí)噴槍的軸心分開(kāi)一定距離X，該距離X是D1和D2中的較小者的至少10倍。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述燃料-氧化劑噴嘴的軸心與所述第一和第二次級(jí)噴槍的所述軸心分開(kāi)一定豎直距離，該豎直距離等于X。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述帽的腔體流體連通在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與所述末端開(kāi)口之間，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和腔體適配成使得，所述腔體使從所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流在所述末端開(kāi)口內(nèi)的一點(diǎn)處以一定角度朝向來(lái)自所述反應(yīng)物噴射通道的燃料和氧化劑的噴射流改變方向。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述帽的腔體流體連通在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)流體噴射通道與所述帽的所述第二面之間，所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道和腔體適配成使得，所述腔體使從所述驅(qū)動(dòng)流體噴射通道噴射的驅(qū)動(dòng)流體的噴射流在所述末端開(kāi)口下游的一點(diǎn)處以一定角度朝向來(lái)自所述反應(yīng)物噴射通道的燃料和氧化劑的噴射流改變方向。
全文摘要
在加熱階段，來(lái)自燃料-氧化劑噴嘴的燃料和氧化劑噴射流(燃料環(huán)形地裹罩氧化劑或者氧化劑環(huán)形地裹罩燃料)的噴射在燃燒空間中燃燒。在從加熱階段向分布燃燒階段轉(zhuǎn)變期間，將一定量的燃料或氧化劑的第二部分作為噴射流噴射到燃燒空間中，同時(shí)減少來(lái)自燃料-氧化劑噴嘴的相同反應(yīng)物的第一部分。在轉(zhuǎn)變階段期間的某一點(diǎn)處，朝向來(lái)自燃料-氧化劑噴嘴的噴射流和/或朝向反應(yīng)物的第二部分的噴射流以一定角度噴射驅(qū)動(dòng)流體的噴射流。使反應(yīng)物的第一部分和/或反應(yīng)物的第二部分的噴射流朝向兩股噴射流中的另一股彎曲/偏轉(zhuǎn)。增加反應(yīng)物的第二部分的分級(jí)，直到實(shí)現(xiàn)所需的分級(jí)程度，并且開(kāi)始分布燃燒階段。
文檔編號(hào)F23D14/20GK103109132SQ201180043244
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者V·喬達(dá)摩, R·S·普拉巴卡爾, R·P·齊阿瓦, M·默特貝里, B·格朗德, B·勒魯 申請(qǐng)人:喬治洛德方法研究和開(kāi)發(fā)液化空氣有限公司