專(zhuān)利名稱(chēng)：影響控制徑向分層火焰核心燃燒爐的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及徑向分層火焰核心燃料爐，它被應(yīng)用在燃燒煤的燃燒爐的燃燒系統(tǒng)中，更具體地說(shuō)，涉及影響控制徑向分層火焰核心燃燒爐的方法。
在燃燒爐中成功地燃燒礦物燃料已很長(zhǎng)時(shí)間了。雖然近來(lái)愈來(lái)愈多地強(qiáng)調(diào)盡可能減小空氣污染。在這方面，尤其關(guān)于Nox控制的問(wèn)題，業(yè)已知道在燃燒爐內(nèi)燃燒煤期間，會(huì)產(chǎn)生氮氧化物。此外，也知道這些氮氧化物主要是由兩種獨(dú)立的機(jī)理產(chǎn)生的，它們已被確定為熱Nox和燃料Nox。
熱Nox由空氣中的氮分子和氧分子熱固定產(chǎn)生，而空氣是在實(shí)現(xiàn)礦物燃料燃燒過(guò)程中采用的。熱Nox的形成速度對(duì)局部火焰溫度是極為敏感的，而對(duì)于氧的局部濃度稍不敏感。實(shí)際上，所有的熱Nox是在最高溫度火焰區(qū)形成的。熱Nox濃度隨后由于燃燒氣體的熱猝熄而在普遍的程度上被“凍結(jié)”在高溫區(qū)。因此，煙氣的熱Nox濃度處在火焰峰值溫度的平衡特性值和在該煙氣溫度下的平衡值之間。
另一方面，燃料Nox由某些礦石燃料為煤和重油中有機(jī)結(jié)合的氮產(chǎn)生。燃料Nox的形成速率通常受礦物燃料和空氣流混合速率的強(qiáng)烈影響，尤其受局部氧濃度的影響。然而，由于燃料氮產(chǎn)生的煙氣Nox濃度通常僅僅是由礦物燃料中所有氮完全氧化產(chǎn)生的值的一個(gè)百分?jǐn)?shù)，例如百分之20至60。因此，按照前面所述，現(xiàn)在容易明白所有Nox的形成是局部氧值和火焰峰值溫度兩者的函數(shù)。
一些年來(lái)，就滿(mǎn)足限制由于在燃燒爐中燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的Nox排放物的需要而言，在現(xiàn)有技術(shù)中已采取了各種不同的方法。一種這樣的方法把焦點(diǎn)集中在發(fā)展所謂的低Nox燃燒系統(tǒng)，它適用于礦物燃料燃燒爐。在這方面，作為例證而不是限制，一個(gè)這種低Nox燃燒系統(tǒng)的例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.5,020,454的主題，其標(biāo)題為“分組同心切向燃燒系統(tǒng)”，于1991年6月4日公布，已轉(zhuǎn)讓給本專(zhuān)利申請(qǐng)同一受讓人。按照該專(zhuān)利描述，設(shè)置一分組的同心切向燃燒系統(tǒng)，它包括一風(fēng)箱；第一組燃料噴咀，安裝在風(fēng)箱內(nèi)，并可操作來(lái)將分組燃料噴入該燃燒爐，以便在其中形成第一富燃料區(qū)；第二組燃料噴咀，安裝在風(fēng)箱內(nèi)，并可操作來(lái)將分組燃料噴入該燃燒爐，以便在其中形成第二富燃料區(qū)；一個(gè)偏心空氣噴咀，安裝在風(fēng)箱內(nèi)，用以將空氣偏心噴入該燃燒爐內(nèi)，使偏心空氣離開(kāi)被噴入燃燒爐內(nèi)的分組燃料，指向燃燒爐壁；一個(gè)緊密配合的過(guò)熱空氣噴咀，安裝在風(fēng)箱內(nèi)，用以將緊密配合的過(guò)熱空氣噴入燃燒爐；和一個(gè)單獨(dú)的過(guò)熱空氣噴咀，安裝在風(fēng)箱內(nèi)，用以將單獨(dú)的過(guò)熱空氣噴入燃燒爐。
這種低Nox燃燒系統(tǒng)的另一例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.5,315,939的主題，其標(biāo)題為“整體低Nox切向燃燒系統(tǒng)”，于1994年3月31日公布，已轉(zhuǎn)讓給本專(zhuān)利申請(qǐng)同一受讓人。按照該專(zhuān)利的描述，設(shè)置一整體低Nox切向燃燒系統(tǒng)，它包括粉化同體燃料供應(yīng)裝置；火焰接觸粉化固體燃料噴咀端部；同心點(diǎn)燃噴咀；緊密配合過(guò)熱空氣；和多級(jí)單獨(dú)過(guò)熱空氣，當(dāng)采用粉化固體燃料燃燒爐時(shí)，該整體低Nox切向燃燒系統(tǒng)能將Nox排放值限制在少于0.15 1L/106BTM，而同時(shí)保持煙灰碳少于5％,CO排放物少于百萬(wàn)分之50。
這種低Nox燃燒系統(tǒng)的再一個(gè)例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.5,343,820的主題，其標(biāo)題為“用于Nox控制的先進(jìn)的過(guò)熱空氣系統(tǒng)”，公布于1994年9月6日，已轉(zhuǎn)讓給本專(zhuān)利申請(qǐng)的同一受讓人。按照該專(zhuān)利的描述，設(shè)置一種用于Nox的先進(jìn)的過(guò)熱空氣系統(tǒng)，它包括多高度的過(guò)熱空氣隔室，過(guò)熱空氣供給該隔室，使在它們之間具有預(yù)定的最佳過(guò)熱空氣分布，使自單獨(dú)的過(guò)熱空氣隔室排出的過(guò)熱空氣形成一水平“噴霧”，或使“扇形”分布的過(guò)熱空氣以顯著高于以前采用的速度自單獨(dú)的過(guò)熱空氣隔室排出。
另一方法，在現(xiàn)有技術(shù)中采取來(lái)滿(mǎn)足限制由于在燃燒爐中燃燒礦物燃料而產(chǎn)生的Nox排放物的需要，其焦點(diǎn)集中在發(fā)展各種所謂的低Nox燃燒器，它們適用于組合成在礦物燃料燃燒爐內(nèi)采用的燃燒系統(tǒng)。在這方面，作為例證而不是限制，這種低Nox燃燒器的一個(gè)例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.4,422,931的主題，其標(biāo)題為“用粉化煤燃燒器燃燒粉化煤的方法”，于1983年12月27日公布，已轉(zhuǎn)讓給日本神戶(hù)的Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha。按照該專(zhuān)利的描述，設(shè)置一種低Nox燃燒器，其中粉化煤經(jīng)低Nox燃燒器的燃燒空氣出口與初級(jí)空氣一起供給，并經(jīng)一渦旋器噴入燃燒爐內(nèi)，同時(shí)以渦旋方式緩慢流動(dòng)。二次空氣經(jīng)一個(gè)包圍燃燒空氣出口的內(nèi)圓環(huán)形出口與排氣一起噴入燃燒爐，該二次空氣按具體情況既可以渦旋方式緩慢流動(dòng)，也可不以渦旋方式流動(dòng)。三次空氣經(jīng)包圍該內(nèi)圓環(huán)形出口的一外圓環(huán)形出口與排氣一起噴入燃燒爐，同時(shí)以渦旋方式流動(dòng)。與一次空氣一起供給燃燒爐的粉化煤被燃燒，形成一次火焰。粉化煤在低溫下與紙O2一起緩慢燃燒，形成一次火焰，該火焰的亮度低，因?yàn)?，一次空氣占為燃燒所有供給燃燒爐的粉化煤所需空氣節(jié)的大約20～30％，且被阻止了跟二次及三次空氣的混合。粉化煤的揮發(fā)組份的燃燒主要引起一次火焰的形成，因此，粉化煤在低溫下以低亮度火焰緩慢燃燒。在該種燃燒方式中，極大地產(chǎn)生Nox產(chǎn)物，諸如是引起脫氮反應(yīng)的活化中間產(chǎn)物的碳?xì)浠衔?，NH3,HON和CO會(huì)大量產(chǎn)生，并在非燃燒狀態(tài)下存在長(zhǎng)時(shí)期。這樣，這些非燃燒組分與Nox反應(yīng)形成N2·炭，它作為一次火焰的非燃燒組分大量產(chǎn)生，在二次火焰中被燃燒。剩余的揮發(fā)成分主要由二次空氣燃燒，二次空氣經(jīng)內(nèi)圓環(huán)形出口噴出，形成二次火焰。大多數(shù)炭由二次空氣和三次空氣燃燒，形成三次火焰區(qū)域。二次火焰和三次火焰通過(guò)以較低速度和較低溫度與O2燃燒而形成，因?yàn)槎魏腿慰諝馐菫槿紵蟹刍核杩諝饬康拇蠹s55～80％，而這些空氣包含35～60％的排氣。
這種低Nox燃燒器的另一例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.4,545,307的主題，其標(biāo)題為“燃燒煤的裝置”，公布于1985年10月8日，已轉(zhuǎn)讓給日本東京的Babcock-Hitachi Kabushiki kaisha。按照該專(zhuān)利的描述，設(shè)置一種低Nox燃燒器，它包括一根插入燃燒爐側(cè)壁上的燃燒器喉口內(nèi)將煤和空氣輸入爐內(nèi)的粉化煤管；一個(gè)將煤和空氣輸入該煤管的裝置；一條在該煤管和二次空氣輸送管之間形成的二次空氣通道，該二次空氣輸送管設(shè)在該煤管的外周邊上；一條在二次空氣輸送管外周邊上形成的三次空氣通道；一個(gè)將空氣或含氧氣體輸入二次空氣通道和三次空氣通道的裝置；和一個(gè)設(shè)在煤管端部的具有L字母形橫截面的非流線(xiàn)體。
這種低Nox燃燒器的再一個(gè)例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.4,539,918的主題，其標(biāo)題為“產(chǎn)生顆粒分離的多環(huán)形渦旋燃燒室”，于1985年9月10日公布，已轉(zhuǎn)讓給西屋電氣公司(Wastinghouse ElecticCozp.)。按照該專(zhuān)利的描述，設(shè)置一個(gè)低Nox燃燒器，它包括具有不同軸向長(zhǎng)度的若干管形件，它們被配置得構(gòu)成一個(gè)具有足以包含軸向間隔的稀、濃燃燒區(qū)的尺寸和軸向長(zhǎng)度的燃燒器筐；用以支承這些管形件使彼此大致成同軸線(xiàn)和套筒式關(guān)系，在各管形件和徑向向外配置的緊鄰管形件之間為將壓力氣態(tài)反應(yīng)劑或壓力空氣流以預(yù)定的軸向速度引入該低Nox燃燒器提供一大致環(huán)形通道的裝置；用以經(jīng)各環(huán)形流道對(duì)進(jìn)入該低Nox燃燒器氣態(tài)反應(yīng)劑施加一反向速度的裝置，至少進(jìn)入濃燃燒區(qū)的切向流動(dòng)速度隨流動(dòng)半徑增加而增加；用以在至少一個(gè)預(yù)定的位置將燃料供給該低Nox燃燒器的噴咀裝置；這些管形件具有各自的軸向長(zhǎng)度，并被這樣配置，使這些管形件出口端的軸向位置大致具有增大的半徑，并相應(yīng)配置在順序的下游位置，切向速度施加裝置和至少兩個(gè)管形件的徑向和軸向幾何尺寸在控制進(jìn)口氣體壓力和氣體軸向速度狀態(tài)下配合，以便a)在低Nox燃燒器的上游部位內(nèi)限定濃燃燒區(qū)，在那里出現(xiàn)不完全燃燒的高溫氧，火焰使重復(fù)循環(huán)流穩(wěn)定，且基本上無(wú)凈Nox形成，b)在濃燃燒區(qū)產(chǎn)生一環(huán)形渦旋，重復(fù)循環(huán)燃燒空氣在冷卻圍繞濃燃燒區(qū)的管形件的內(nèi)壁面后由渦旋的進(jìn)口環(huán)形空氣流恢復(fù)供應(yīng)，c)在濃燃燒區(qū)產(chǎn)生足夠的燃料顆粒滯留時(shí)間，以允許顆粒在朝低Nox燃燒區(qū)壁面離心分離之前燒盡，產(chǎn)生切向速度的裝置和自圍繞濃燃燒區(qū)的管形件向外配置的至少兩個(gè)管形件的徑向和軸向幾何尺寸在控制進(jìn)口氣體壓力和氣體軸向速度狀態(tài)下限定稀薄燃燒區(qū)，并在該稀薄燃燒區(qū)內(nèi)產(chǎn)生一環(huán)形渦旋，這些管形件被配置成形成一喉區(qū)，濃燃燒區(qū)收斂于該區(qū)，而稀薄燃燒區(qū)自該區(qū)擴(kuò)展；還包括當(dāng)氣流通過(guò)該喉區(qū)時(shí)收集和排出自氣流中分離的燃燒顆粒。
這種低Nox燃燒器的還有一個(gè)例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.4,845,904的主題，其標(biāo)題為“特別適用于燃?xì)馔钙降牡蚇ox濃-稀薄燃燒器”，于1989年7月11日告布，已轉(zhuǎn)讓給西屋電氣公司。按照該專(zhuān)利的描述，設(shè)置一個(gè)低Nox燃燒器，它包括管形壁裝置，后者具有至少三個(gè)順序配置在下游位置的順序管形壁部，并沿徑向方向相應(yīng)具有逐漸增加的尺寸，以便沿軸向方向形成一大致向外擴(kuò)展的燃燒器壁，后者限定一個(gè)向外擴(kuò)展的低Nox燃燒區(qū)；用以彼此支承這些管形壁部而形成低Nox燃燒器的例性結(jié)構(gòu)的裝置；用以在至少一個(gè)預(yù)定的位置將燃料供給低Nox燃燒器的噴咀裝置；配置各順序?qū)Φ南噜徆苄伪诓浚韵薅ㄒ淮笾颅h(huán)形的進(jìn)口流道，它在該對(duì)徑向向內(nèi)的上游壁部的外表面和該對(duì)徑向的外的下游壁部的內(nèi)表面之間沿徑向方向延伸，并沿該對(duì)徑向向外的下游壁部的內(nèi)表面順軸向方向向下游進(jìn)一步延伸，這樣，一些順序的環(huán)形流道沿軸向重疊，使這些環(huán)流能至少部分混合，以便以徑向向內(nèi)的渦旋流入燃燒區(qū)，該壁部的尺寸是這樣選定的，且在結(jié)構(gòu)上是這樣配合的，使該總的環(huán)形空氣流除了任何噴咀霧化空氣流或其它可提供的特定空氣流之外，基本上包括為在燃燒區(qū)內(nèi)的燃料完全燃燒所需的全部壓力輸入空氣流量，并且燃燒空氣以支持濃燃燒所需的速率沿燃燒區(qū)的軸向區(qū)域向內(nèi)流動(dòng)，從而能在燃燒區(qū)內(nèi)徑向向外和軸向向下游稀薄燃燒；還包括經(jīng)第一和徑向最內(nèi)的環(huán)形流道使輸入空氣流產(chǎn)生切向速度的第一渦旋裝置；經(jīng)徑向向外且自第一環(huán)形流道軸向向下流配置的第二環(huán)形流道使輸入空氣流產(chǎn)生切向速度的第二渦旋裝置，第一和第二渦旋裝置相互關(guān)聯(lián)，以便經(jīng)第一和第二環(huán)形流道產(chǎn)生輸入空氣流切向速度的負(fù)徑向梯度，且該切向速度隨半徑的增大而下降，并在控制輸入空氣壓力和氣體軸向速度的狀態(tài)下在燃燒區(qū)的擴(kuò)展包圍層內(nèi)被控制來(lái)使燃燒器軸線(xiàn)上的軸向速度下降，基本上所有的燃燒空氣在冷卻限定燃燒區(qū)的壁部?jī)?nèi)表面后由渦旋的環(huán)形輸入流恢復(fù)供應(yīng)。
這種低Nox燃燒器的再一個(gè)例子是它構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.5,411,394的主題，其標(biāo)題為“降低氮氧化物的燃燒系統(tǒng)”，于1995年3月2日公布，已轉(zhuǎn)讓給麻薩諸塞州技術(shù)研究院。按照該專(zhuān)利描述設(shè)置一種燃燒氣體、液體和固體燃料的低Nox燃燒器，其特點(diǎn)為利用由渦流燃燒和氣體密度沿橫向于流體旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向的陡的徑向梯度產(chǎn)生的燃料動(dòng)力學(xué)徑向分層原理來(lái)抑制燃燒器附近的紊流，從而延長(zhǎng)了富油熱解混合物在與其余的燃燒空氣混合之前的滯留時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)完全燃燒。
盡管這些年來(lái)在滿(mǎn)足限制燃燒爐內(nèi)由于燃燒礦物燃料而產(chǎn)生的Nox排放物的需要方面，在現(xiàn)有技術(shù)中已采取了一些不同的方法，然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，仍然需要改善在實(shí)行這些不同方法中迄今所采用的技術(shù)。更具體地講，按照該三個(gè)公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利關(guān)于上面已參考的低Nox燃燒系統(tǒng)的描述而構(gòu)造的低Nox燃燒系統(tǒng)已被說(shuō)明來(lái)為設(shè)計(jì)目的而工作。同樣，按照該五個(gè)公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利關(guān)于上面已參考的低Nox燃燒系統(tǒng)的描述而構(gòu)造的低Nox燃燒系統(tǒng)已被說(shuō)明來(lái)為設(shè)計(jì)目的而工作。
尤其是，雖然，構(gòu)成美國(guó)專(zhuān)利NO.5,411,394主題的這類(lèi)低Nox燃燒器，即所謂的徑向分層火焰核心燃燒器，已被說(shuō)明來(lái)為設(shè)計(jì)目的而工作，然而，關(guān)于這種徑向分層火焰核心燃燒器需要進(jìn)一步改進(jìn)。更具體地說(shuō)，業(yè)已證明，在現(xiàn)有技術(shù)中，需能實(shí)現(xiàn)對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器的控制。為此，采用礦物燃料燃燒的燃燒爐并不全都包含相鄰的深度。這樣，雖然，只要采用徑向分層火焰核心燃燒器的燃燒爐包含預(yù)定的深度，便能實(shí)現(xiàn)徑向分層，然而，若希望采用徑向分層火焰核心燃燒器的燃燒爐包含不同于上述預(yù)定的深度，則需要能對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)這樣的控制，通過(guò)采用徑向分層火焰核心燃燒器，使力圖達(dá)到的減少Nox排放物仍然能實(shí)現(xiàn)。
概括地說(shuō)，業(yè)已說(shuō)明，在現(xiàn)有技術(shù)中需要一種新的和改善的方法來(lái)對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)這樣的控制，不管燃燒爐可包含的深度如何，徑向分層火焰核心燃燒器在可能減少力圖達(dá)到的Nox排放物方面仍然是有效的。此外，當(dāng)采用這種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法時(shí)，不僅應(yīng)該能減少Nox排放物而不管燃燒爐包含的深度，然而在減少Nox排放物的同時(shí)還應(yīng)有下述作為徑向分層火焰核心燃燒器特點(diǎn)為好處。一個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器，在不采用過(guò)熱空氣或煙氣再循環(huán)的情況下，仍能將Nox排放物減少到能滿(mǎn)足州和聯(lián)邦Nox規(guī)定值的程度。第二個(gè)好處是，受這種新的改進(jìn)的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器在燃燒NO.6燃油時(shí)能使Nox值小于0.25 1b/MM BTU。第三個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器具有調(diào)節(jié)其動(dòng)量矩和偏移其空氣流的能力。第四個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器具有這樣的特點(diǎn)，其操作機(jī)構(gòu)被設(shè)置得免受爐子輻射熱。第五個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器具有燃燒多路燃料的能力，即燃燒天然氣和煤的能力。第六個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)際上能被并入任何新的或現(xiàn)存的燃燒發(fā)火系統(tǒng)。第七個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)際上能被改裝到任何一種鍋爐結(jié)構(gòu)上。第八個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器具有1MM BTU/Hour的燃燒器熱量輸入率。第九個(gè)好處是受這種新的改善的方法控制的徑向分層火焰核心燃燒器允許其中選用高級(jí)材料，以解決熱和/或腐蝕問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新的和改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)這樣控制的方法，不管燃燒爐可能包含的深度如何，該徑向分層火焰核心燃燒器在力圖達(dá)到的減少Nox排放量方面仍然是有效的。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中，在不采用過(guò)熱空氣或煙氣再循環(huán)的情況下，該徑向分層火焰核心燃燒器仍能將Nox排放物減少到能滿(mǎn)足州和聯(lián)邦的Nox規(guī)定值的水平。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器在燃燒NO.6燃油時(shí)Nox值能達(dá)到少于0.25 1b/MM BTU。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，它具有調(diào)節(jié)其功能矩偏移其空氣流的能力。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器具有這樣的特點(diǎn)，其操作機(jī)構(gòu)被設(shè)置得能免受燃燒爐的輻射熱。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器具有燃燒多路燃料，即石油、天然氣和煤的能力。
本發(fā)明再有一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器能被并入任何新的或現(xiàn)存的燃燒發(fā)火系統(tǒng)內(nèi)。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器能被改裝到任何鍋爐結(jié)構(gòu)上。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器具有1MMBTU/Hour的燃燒器熱量輸入率。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供這樣一種新的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該徑向分層火焰核心燃燒器允許在其中選用高級(jí)材料，以解決熱和/或腐蝕問(wèn)題。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供一種對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方式，它特別適用于燃燒礦物燃料爐子的燃燒系統(tǒng)內(nèi)，以降低Nox排放物。而且，對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的本方法能在實(shí)現(xiàn)上述目的同時(shí)還能使CO排放物和自礦物燃料燃燒爐排氣管道中排出的排氣不透明度減至最小，而不擴(kuò)展由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰包圍層。對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的本方法，其中，要將徑向分層火焰核心燃燒器裝入礦物燃料燃燒爐內(nèi)，而當(dāng)這樣安裝時(shí)可減少Nox排放物，包括下列步驟確定要將徑向分層火焰核心燃燒器裝入燃燒爐內(nèi)的深度；規(guī)定徑向分層火焰核心燃燒器所能產(chǎn)生的容許火焰長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度是將徑向分層火焰核心燃燒器裝入礦物燃料燃燒爐內(nèi)的深度的函數(shù)；規(guī)定與徑向分層火焰核心燃燒器中心線(xiàn)共軸線(xiàn)但保有間隔的空氣流外區(qū)，這個(gè)外區(qū)是由于噴入為通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)徑向分層火焰核心燃燒器而燃燒礦物燃料所需總空氣量的60％到80％而生產(chǎn)的；規(guī)定與徑向分層火焰核心燃燒器中心線(xiàn)共軸線(xiàn)的空氣流和礦物燃料流內(nèi)區(qū)，這個(gè)內(nèi)區(qū)是由于噴入為通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)徑向分層火焰核心燃燒器而燃燒礦物燃料所需總空氣量的其余部分以及由于噴入通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)徑向分層火焰核心燃燒器而被燃燒的礦物燃料而產(chǎn)生的；通過(guò)控制被噴入內(nèi)區(qū)的空氣的動(dòng)量慣和被噴入內(nèi)區(qū)的礦物燃料的噴射角對(duì)由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)這樣控制，使由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰長(zhǎng)度不大于為裝有徑向分層火焰核心燃燒器的礦物燃料燃燒爐規(guī)定的允許火焰長(zhǎng)度。
附圖簡(jiǎn)介

圖1為第一種火焰的示意圖，利用本發(fā)明的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制這種火焰是可產(chǎn)生的；圖2為第二種火焰的示意圖，利用本發(fā)明的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，這種火焰是可產(chǎn)生的；圖3為第三種火焰的示意圖，利用本發(fā)明的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，這種火焰是可產(chǎn)生的；
圖4是氣體化學(xué)當(dāng)量對(duì)分別示于圖1、2、3中的各種火焰的滯留時(shí)間的曲線(xiàn)圖；圖5是徑向分層火焰核心燃燒器的第一實(shí)施例的透視圖，借助于對(duì)本發(fā)明的徑向分層火焰核心燃燒實(shí)現(xiàn)控制的方法，該燃燒器能被控制；圖6是示于圖5的徑向分層火焰核心燃燒器第一實(shí)施例的局部側(cè)向剖視圖；圖7是徑向分層火焰核心燃燒器的第二實(shí)施例的側(cè)視圖，借助于本發(fā)明的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，該燃燒器能被控制。
優(yōu)先實(shí)施例詳述現(xiàn)在參照附圖，尤其是參照?qǐng)D1、2和3，其中簡(jiǎn)明地表示了各種火焰類(lèi)型，借助于本發(fā)明的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，能產(chǎn)生這些火焰。也就是說(shuō)，在圖1中，簡(jiǎn)略地表明了以標(biāo)號(hào)10總的代表第一種火焰類(lèi)型。在圖2中簡(jiǎn)略地表示，以標(biāo)號(hào)12總的代表的第二種火焰類(lèi)型。在圖3中簡(jiǎn)略地表示了以標(biāo)號(hào)14總的代表的第三種火焰類(lèi)型。為便于更清楚地理解分別簡(jiǎn)略示于圖1、2、3中的火焰類(lèi)型，按隨后更詳細(xì)描述的方式將空氣噴入外區(qū)，這些空氣在圖1、2、3中，分別以相同的標(biāo)號(hào)16總的代表。同樣，其余的空氣，按隨后更詳細(xì)描述的方式被噴入內(nèi)區(qū)，這些其余的空氣在圖1、2、3中分別以相同的標(biāo)號(hào)18總的代表。最后，礦物燃料，按隨后更詳細(xì)描述的方式被噴入內(nèi)區(qū)，這些燃料在圖1、2、3中分別以相同的標(biāo)號(hào)20總的代表。
接著參照?qǐng)D4，它是與簡(jiǎn)略示于圖1、2、3中的各火焰類(lèi)型相關(guān)的氣體化學(xué)當(dāng)量對(duì)滯留時(shí)間的曲線(xiàn)圖。為便于討論，認(rèn)為一種火焰類(lèi)型根據(jù)出現(xiàn)氣體化學(xué)當(dāng)量均衡化所占據(jù)的滯留時(shí)間而具有短的或長(zhǎng)的或中等的火焰長(zhǎng)度，即氣體化學(xué)當(dāng)量均衡化出現(xiàn)得越快，火焰長(zhǎng)度越短。這樣，按上面所述，如參照?qǐng)D4清楚理解的，在圖4中繪制了分別簡(jiǎn)略示于圖1、2、3中的各火焰類(lèi)型，認(rèn)為火焰類(lèi)型14代表了具有較火焰類(lèi)型10和12的火焰長(zhǎng)度為短的火焰類(lèi)型。同樣，認(rèn)為火焰類(lèi)型10代表了火焰類(lèi)型12和14的火焰長(zhǎng)度為長(zhǎng)的火焰類(lèi)型，而認(rèn)為火焰類(lèi)型12代表了具有火焰類(lèi)型10和14的中間火焰長(zhǎng)度的火焰類(lèi)型。
就低Nox燃燒器而言，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部空氣分層需要在低Nox燃燒器出口附近形成一個(gè)富油高溫?zé)崮軈^(qū)，此后跟隨一個(gè)稀薄火焰區(qū)，其中可燃熱解產(chǎn)物通過(guò)與剩余的燃燒空氣混合而燒盡。至于徑向分層火焰核心燃燒器，在滯留時(shí)間內(nèi)，徑向分層擴(kuò)展到富油高溫?zé)峤鈪^(qū)，從而增強(qiáng)了總的結(jié)合的氮轉(zhuǎn)換到N2的效應(yīng)。此外，業(yè)已判明，在富油高溫?zé)峤鈪^(qū)內(nèi)早著火和迅速的溫升對(duì)于達(dá)到低Nox排放量是重要的。
關(guān)于就簡(jiǎn)略示于圖1、2、3中的火焰類(lèi)型的上面所述，具有極短火焰長(zhǎng)度的火焰類(lèi)型，為火焰類(lèi)型14，具有下列特點(diǎn)。諸如火焰類(lèi)型14的火焰類(lèi)型由極短而伴有高容量放熱的充分?jǐn)噭?dòng)的火焰組成。此外，諸如火焰類(lèi)型14的火焰類(lèi)型在空氣被噴入內(nèi)區(qū)的情況下具有極高的紊流度，而在上述內(nèi)區(qū)內(nèi)具有單個(gè)強(qiáng)烈的內(nèi)部再循環(huán)區(qū)，該單個(gè)強(qiáng)烈的內(nèi)部再循環(huán)區(qū)既不為噴入上述內(nèi)部?jī)?nèi)的空氣所穿透，也不為噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的礦物燃料所穿透。利用火焰類(lèi)型14能燒盡被噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的99％礦物燃料。就火焰種類(lèi)10、12和14來(lái)說(shuō)，火焰種類(lèi)14具有最高的Nox排放值，因?yàn)樵摳挥透邷責(zé)峤鈪^(qū)是非常小的，即具有最短的滯留時(shí)間，從而限制了燃料N的破裂。然而，火焰類(lèi)型14依然能使Nox排放量減少到滿(mǎn)足州和聯(lián)邦規(guī)定的Nox值的程度。
另一方面，諸如具有長(zhǎng)火焰長(zhǎng)度的火焰類(lèi)型10的火焰類(lèi)型具有下列特點(diǎn)。即，在空氣被噴入到上述內(nèi)區(qū)的情況下，諸如火焰類(lèi)型10的火焰類(lèi)型具有比火焰類(lèi)型14較弱的紊流度。此外，諸如具有長(zhǎng)火焰長(zhǎng)度的火焰類(lèi)型10的火焰類(lèi)型還具有這樣的特點(diǎn)，它具有兩個(gè)內(nèi)部再循環(huán)區(qū)。其中的一個(gè)，即第一內(nèi)部再循環(huán)區(qū)，處在由徑向分層火焰核心燃燒區(qū)產(chǎn)生的火焰軸線(xiàn)上，并且是由噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的空氣產(chǎn)生的。而且，該第一內(nèi)部再循環(huán)區(qū)完全被噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的礦物燃料所穿透。另一內(nèi)部再循環(huán)區(qū)，即第二再循環(huán)區(qū)，處在第一內(nèi)部再循環(huán)區(qū)的下游，且離由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰軸線(xiàn)有一徑向位移。該第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)是由噴入該外區(qū)的空氣產(chǎn)生的。由于第一內(nèi)部再循環(huán)區(qū)被噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的礦物燃料充分穿透，因此，火焰類(lèi)型10產(chǎn)生了低Nox而高CO和高阻光度的火焰。
然后考慮諸如具有中等火焰長(zhǎng)度的火焰類(lèi)型12的火焰類(lèi)型。這種火焰類(lèi)型也有其特點(diǎn)，在空氣噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的情況下，它具有類(lèi)擬于火焰類(lèi)型10的紊流度，但比火焰類(lèi)型14的紊流度較弱。此外，諸如火焰類(lèi)型12的火焰類(lèi)型的特點(diǎn)類(lèi)同于火焰類(lèi)型10，也具有兩個(gè)內(nèi)部再循環(huán)區(qū)，即一個(gè)第一內(nèi)部再循環(huán)區(qū)和一個(gè)第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)?；鹧骖?lèi)型12的第一和第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)按火焰類(lèi)型10的第一的第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)的情況，相對(duì)于由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰軸線(xiàn)彼此定位，并按火焰類(lèi)型10的第一和第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)同樣的方式產(chǎn)生。然而，與火焰類(lèi)型10的情況不同，被噴入上述內(nèi)區(qū)內(nèi)的空氣和礦物燃料在它們被轉(zhuǎn)向沿第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)的外部邊界流動(dòng)之前，僅部分地穿透該第二內(nèi)部再循環(huán)區(qū)。而火焰類(lèi)型14，如前所述，其特點(diǎn)為，就火焰類(lèi)型10、12和14而言，Nox排放量減至最少；而火焰類(lèi)型10，以前所述，其特點(diǎn)為它產(chǎn)生低Nox、高CO和高阻亮度的火焰；其中火焰12達(dá)到最佳、即低Nox、低CO和低阻亮度。
接著參照?qǐng)D5和6，說(shuō)明以前多次提到的內(nèi)區(qū)和外區(qū)，為此，僅詳細(xì)說(shuō)明徑向分層火焰核心燃燒器的那些部件，諸如在圖5和6中以標(biāo)號(hào)22總的代表的徑向分層火焰核心燃燒器。為理解這里未詳細(xì)說(shuō)明的徑向分層火焰核心燃燒器的其余部件，可參加現(xiàn)有技術(shù)。
正如參照?qǐng)D6所清楚理解的，以前多次提到的外區(qū)包括其直徑用標(biāo)號(hào)24代表的區(qū)域。另一方面，以前多次提到的內(nèi)區(qū)包括其直徑在圖中用標(biāo)號(hào)26代表的區(qū)域。
接著說(shuō)明在空氣噴入外區(qū)24之前流過(guò)的徑向分層火焰核心燃燒器22的內(nèi)部流道和在空氣與礦物燃料噴入內(nèi)區(qū)26之前流過(guò)的徑向分層火焰核心燃燒器22的內(nèi)部流道。為此，再次參照?qǐng)D5和6。如參照?qǐng)D5清楚理解的，徑向分層火焰核心燃燒器22是用來(lái)在預(yù)先設(shè)定的值量以被支承關(guān)系安裝在礦物燃料燃燒爐(未示)的壁內(nèi)。為此，礦物燃料燃燒爐的壁(未示)設(shè)有一適當(dāng)?shù)拈_(kāi)口。按照?qǐng)D5所示的徑向分層火焰核心燃燒器的實(shí)施例，借助于在圖5中用標(biāo)號(hào)28代表的安裝裝置，可完成將徑向分層火焰核心燃燒器22以被支承關(guān)系這樣安裝在礦物燃料燃燒爐壁內(nèi)的所述開(kāi)口內(nèi)(未示)。當(dāng)這樣安裝在礦物燃料燃燒爐的壁內(nèi)(未示)時(shí)，在圖5中用標(biāo)號(hào)30標(biāo)識(shí)的徑向分層火焰核心燃燒爐22的部分伸入為此目的而設(shè)置在礦物燃料燃燒爐壁內(nèi)的開(kāi)口中(未示)。
接著，在被噴入外區(qū)24之前流經(jīng)徑向分層火焰核心燃燒器22的空氣經(jīng)圖5中用標(biāo)號(hào)30代表的若干進(jìn)口進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器22。為使附圖表示清晰，在圖5中僅可看到若干進(jìn)口中的兩個(gè)。在經(jīng)為此設(shè)置的若干進(jìn)口30進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器22后，正如參照?qǐng)D6清楚理解的，空氣流經(jīng)由標(biāo)號(hào)32代表的裝置，該裝置適用于在空氣噴入外面24之前將預(yù)定的動(dòng)量矩傳遞給空氣。如參照?qǐng)D6看到的，裝置30適當(dāng)?shù)靥幵趶较蚍謱踊鹧婧诵娜紵?2內(nèi)部一預(yù)定的距離。為易于理解這一點(diǎn)，該預(yù)定距離在圖6中用標(biāo)號(hào)34標(biāo)注的箭頭表示。由于這樣處在徑向分層火焰核心燃燒器22的內(nèi)部，該裝置32不易受暴露于礦物燃料燃燒爐(未示)射熱的影響。
接著說(shuō)明經(jīng)徑向分層火焰核心燃燒器被噴入內(nèi)區(qū)26內(nèi)的空氣與礦物燃料的流道。為此再次參照?qǐng)D5和6。正如參照?qǐng)D5所清楚理解的，礦物燃料經(jīng)由標(biāo)號(hào)36代表的燃料進(jìn)口進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器22。在經(jīng)燃料進(jìn)口36進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器之后，礦物燃料在被噴入內(nèi)區(qū)26之前基本上沿徑向分層火焰核心燃燒器22的中心線(xiàn)流動(dòng)。另一方面，被噴入內(nèi)區(qū)26的空氣以包圍礦物燃料正在流過(guò)的流道關(guān)系流經(jīng)徑向分層火焰核心燃燒器22。在經(jīng)為此設(shè)置的適當(dāng)?shù)倪M(jìn)口進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器22后，空氣流經(jīng)在圖6中用標(biāo)號(hào)38代表的裝置，該裝置適于在空氣被噴入內(nèi)區(qū)26之前將動(dòng)量矩傳遞給空氣。如先前在本文中提到的，為燃燒被噴入內(nèi)區(qū)26的礦物燃料所需的總空氣量的大約60％至80％被噴入外區(qū)24，而所需的其余空氣與礦物燃料一起被噴入內(nèi)區(qū)26。而且，又如先前在本文中所提到的，按照本發(fā)明，通過(guò)控制被噴入內(nèi)區(qū)26內(nèi)的空氣動(dòng)量矩和控制礦物燃料以此噴入內(nèi)區(qū)26的噴射角，能實(shí)現(xiàn)由于被噴入內(nèi)區(qū)26的礦物燃料的燃燒而由徑向分層火焰核心燃燒器22所產(chǎn)生的火焰的控制，以獲得預(yù)定的火焰長(zhǎng)度，其中該預(yù)定的火焰長(zhǎng)度是作為徑向分層火焰核心燃燒器22裝入的燃料燃燒爐的深度的函數(shù)而形成的。
接著參照?qǐng)D7，其中表示了以標(biāo)號(hào)22’總的代表的徑向分層火焰核心燃燒器的第二實(shí)施例，借助于該實(shí)施例，可采用本發(fā)明的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法。示于圖5和6中的徑向分層火焰核心燃燒器22的構(gòu)造特征和示于圖7中的徑向分層火焰核心燃燒器22’之間的僅有的主要區(qū)別在于被噴入外區(qū)24的空氣進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器22和22’所經(jīng)過(guò)的進(jìn)氣口的構(gòu)造特征。在徑向下層火焰核心燃燒器22的情況下，在圖5中用標(biāo)號(hào)40代表的過(guò)渡件被配置在進(jìn)口30和徑向分層火焰核心燃燒爐22的內(nèi)部之間。另一方面，在徑向分層火焰核心燃燒器22’的情況下，與各進(jìn)口30相聯(lián)的過(guò)渡件40已被取消，這樣，在燃燒器22’的情況下，被噴入外區(qū)26的空氣在經(jīng)各進(jìn)口30進(jìn)入徑向分層火焰核心燃燒器22’后，從那里直接流入徑向分層火焰核心燃燒器22’的內(nèi)部。
因此，按照本發(fā)明，提供了一種的改進(jìn)的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法。按照本發(fā)明，還提供這樣一種新穎的改進(jìn)的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，而與燃燒爐可包含徑向分層火焰核心燃燒器的深度無(wú)關(guān)，而在力圖達(dá)到減少Nox排放量方面仍然有效。此外，按照本發(fā)明，提供了這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒。實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中，在不采用過(guò)熱空氣或煙氣再循環(huán)的情況下，仍然能將Nox排放量減少到滿(mǎn)足為州和聯(lián)邦所規(guī)定的Nox值的水平。此外，按照本發(fā)明，還提供這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，它在燃燒NO.6燃油時(shí)能達(dá)到少于0.25 1b/MM BTU的Nox值。此外，按照本發(fā)明，提供這樣一種新穎的改善的對(duì)具有調(diào)節(jié)動(dòng)量矩并偏移空氣流的能力的徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法。此外，按照本發(fā)明，提供這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，該燃燒器的特點(diǎn)在于其操作機(jī)構(gòu)被配置得能免受爐子輻射熱的影響。此外，按照本發(fā)明，提供了這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中，該燃燒器具有燃燒多種燃料，即燃燒燃油、天然氣和煤的能力。此外，按照本發(fā)明，提供了這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該燃燒器實(shí)際上能被并入任何一種新的或現(xiàn)有的燃燒發(fā)火系統(tǒng)內(nèi)。此外，按照本發(fā)明，提供了這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該燃燒器實(shí)際上能被改裝到任何鍋爐結(jié)構(gòu)上。最后第二，按照本發(fā)明，提供了這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該燃燒器具有1MM BTU/hour的熱輸入率。最后，按照本發(fā)明，提供了這樣一種新穎的改善的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其中該燃燒器容許選用高級(jí)材料，藉以解決熱和/或腐蝕問(wèn)題。
雖然已公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，熟悉本技術(shù)的人員仍然可容易地對(duì)此作出種種改動(dòng)，其中的一些上面已經(jīng)提到。因此意欲用所附的權(quán)利要求出來(lái)覆蓋本文所提到的變動(dòng)以及凡處在本發(fā)明的實(shí)際精神和保護(hù)范圍內(nèi)的所有其它的變動(dòng)。
權(quán)利要求
1．一種對(duì)安裝于礦物燃料燃燒爐內(nèi)的徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，包括如下步驟a．確定徑向分層火焰核心燃燒器裝入燃燒爐內(nèi)的深度；b．確定徑向分層火焰核心燃燒器能產(chǎn)生的允許火焰長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度作為徑向分層火焰核心燃燒器裝入礦物燃料燃燒爐內(nèi)深度的函數(shù)；c．建立一個(gè)空氣流外區(qū)，它是由于噴入為借助徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)燒盡礦物燃料所需的空氣總量的第一部分而形成的；d．建立一個(gè)空氣和礦物燃料的內(nèi)區(qū)，它是由于噴入為借助徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)燒盡礦物燃料所需的空氣總量的第二部分以及由于噴入借助徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)燒盡的礦物燃料而形成的；e．通過(guò)控制被噴入內(nèi)區(qū)的空氣動(dòng)量矩并控制被噴入內(nèi)區(qū)的礦物燃料的噴射角來(lái)控制由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰長(zhǎng)度，使由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰長(zhǎng)度不大于為裝有徑向分層火焰核心燃燒器的礦物燃料燃燒爐確立的允許火焰長(zhǎng)度。
2．按權(quán)利1要求所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其特征在于被噴入外區(qū)的空氣總量的第一部分包括為借助于徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)而燃盡礦物燃料所需空氣總量的60％至80％。
3．按權(quán)利要求2所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其特征在于還包括將空氣總量的第一部分噴入之前將動(dòng)量矩傳遞給被噴入外區(qū)的空氣總量第一部分的步驟。
4．按權(quán)利要求3所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其特征在于空氣流的外區(qū)與徑向分層火焰核心燃燒器的中心線(xiàn)共軸線(xiàn)，但與其保持有間距。
5．按權(quán)利要求2所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其特征在于被噴入內(nèi)區(qū)的空氣總量的第二部分包括為借助于徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)而燒盡礦物燃料所需的空氣總量的其余部分。
6．按權(quán)利要求5所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其特征在于空氣流和礦物燃料的內(nèi)區(qū)沿徑向分層火焰核心燃燒器的中心線(xiàn)伸展。
7．按權(quán)利要求6所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方式，其特征在于還包括將空氣總量的第二部分噴入之前，將動(dòng)量矩傳遞給被噴入內(nèi)區(qū)的空氣總量的第二部分。
8．按權(quán)利要求1所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方式，其特征在于借助于徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)而燒盡的全部礦物燃料被噴入內(nèi)區(qū)。
9．按權(quán)利要求8所述的對(duì)徑向分層火焰核心燃燒器實(shí)現(xiàn)控制的方法，其特征在于礦物燃料沿著徑向分層火焰核心燃燒器的中心線(xiàn)被噴入內(nèi)區(qū)。
10．按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于徑向分層火焰核心燃燒器具有1MM BTU的燃燒器熱輸入率。
全文摘要
一種對(duì)安裝于礦物燃料燃燒爐內(nèi)的徑向分層火焰核心燃燒器(22)實(shí)現(xiàn)控制的方法,包括如下步驟:a.確定徑向分層火焰核心燃燒器裝入燃燒爐內(nèi)的深度;b.確定徑向分層火焰核心燃燒器能產(chǎn)生的允許火焰長(zhǎng)度,該長(zhǎng)度作為徑向分層火焰核心燃燒器裝入礦物燃料燃燒爐內(nèi)深度的函數(shù);c.建立一個(gè)空氣流外區(qū)(24),它是由于噴入為借助徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)燒盡礦物燃料所需的空氣總量的第一部分而形成的;d.建立一個(gè)空氣和礦物燃料的內(nèi)區(qū)(26),它是由于噴入為借助徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)燒盡礦物燃料所需的空氣總量的第二部分以及由于噴入借助徑向分層火焰核心燃燒器的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)燒盡的礦物燃料而形成的;e.通過(guò)控制被噴入內(nèi)區(qū)的空氣動(dòng)量矩并控制被噴入內(nèi)區(qū)的礦物燃料的噴射角來(lái)控制由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰長(zhǎng)度,使由徑向分層火焰核心燃燒器產(chǎn)生的火焰長(zhǎng)度不大于為裝有徑向分層火焰核心燃燒器的礦物燃料燃燒爐確立的允許火焰長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)F23C6/04GK1222964SQ97195687
公開(kāi)日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月13日
發(fā)明者M·A·托克安, R·W·波里奧, T·G·杜拜, R·C·拉弗勒斯, J·A·尼科爾森, D·E·托爾諾克 申請(qǐng)人:燃燒工程有限公司