專利名稱：熱氧燃燒器的供料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用達(dá)到高溫的氧氣和氣體或液體狀態(tài)的燃料運(yùn)行的燃燒器的使用。 這種類型的燃燒器尤其但非排他性地用于玻璃熔爐。使用氧氣或者富氧氣體(至少85%的 氧)的燃燒模式被稱作"氧燃燒(oxy-combustion)“。
背景技術(shù)：
與使用空氣的空氣燃燒相比，氧燃燒至少由于以下原因而可以實(shí)現(xiàn)能量增益燃 燒氣體的能量并沒有部分地被空氣中的氮?dú)馕?。在傳統(tǒng)的爐中，即使被氮?dú)鈯A帶的能量 的一部分被回收，最終排放的含氮煙霧仍然夾帶其相當(dāng)大的部分。降低所考慮的每個(gè)生產(chǎn)單元的能量消耗所具有的另外優(yōu)點(diǎn)在于限制了二氧化碳 的排放，并且因而使得能夠滿足此領(lǐng)域中的規(guī)章要求。而且，氮?dú)獾拇嬖谑切纬伤^NOx的氧化物的根源，NOx氧化物的排放在實(shí)際中由 于與這些化合物在大氣中的存在有關(guān)的損害而是被禁止的。在實(shí)踐中，用戶盡力在導(dǎo)致盡可能少排放的條件下使利用空氣操作的爐運(yùn)行。在 玻璃制造爐的情況下，這些實(shí)踐并不足以滿足在施行中的非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，并且必須進(jìn)行 使用催化劑的高成本煙霧去污染作用。盡管有以上所列的優(yōu)點(diǎn)，但尤其是在大玻璃制造爐中的氧燃燒的使用仍有待發(fā) 展。原因有多種。一個(gè)缺陷在于氧氣的成本。這主要通過(guò)另外實(shí)施的節(jié)約措施來(lái)補(bǔ)償。不 過(guò)要考慮的是，在應(yīng)用氧氣的特定設(shè)備中需要另外的投資。只有當(dāng)使用條件被優(yōu)化時(shí)，使用氧燃燒的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)才是積極的。關(guān)于能量效率，這 要求在高溫下使用氧氣，即在幾百度的溫度下。其次，還有利地在一定程度上進(jìn)行燃料的預(yù)加熱和原料的預(yù)加熱。氧氣的預(yù)加熱及其使用是需慎重處理的操作。所引起的困難尤其源于熱氧氣對(duì)于 用于與其接觸的材料(尤其是對(duì)于金屬合金)的極大腐蝕性。盡管發(fā)明人在未公開的在先申請(qǐng)(歐洲申請(qǐng)No.07107942，2007年5月10日提 交)提出了能夠令人滿意地進(jìn)行氧氣加熱的換熱器，但這種熱氧氣的使用還在爐(尤其是 玻璃制造爐)的管道中帶來(lái)特定的問(wèn)題。已知的是，大的玻璃熔爐，即每天具有數(shù)百噸生產(chǎn)能力的爐，被構(gòu)造為無(wú)間斷運(yùn)行 超過(guò)十年的周期。這種使用壽命主要由形成其壁的耐火材料的損耗來(lái)決定。在這些非常長(zhǎng)的周期中，所述爐的其它元件，尤其是燃燒器，必須保持其全部的初 始性能水平。有兩個(gè)主要原因有可能改變它們的特性。一方面，熱氣體尤其是氧氣的循環(huán) 引起注入裝置的損耗。另一方面，在接近燃燒區(qū)的管道中經(jīng)受非常高溫度的燃料會(huì)導(dǎo)致沉 積物，這抑制了這些燃料的流動(dòng)。這后一種影響尤其在使用重油的情況下在它們暴露于超 過(guò)例如180°C的溫度時(shí)是明顯的。但是，也可在較小的程度上發(fā)生氣態(tài)燃料的劣化，即使這 種劣化只在超過(guò)600°C的溫度下才以顯著的程度發(fā)生。無(wú)論選擇何種燃料，在爐的整個(gè)使用壽命過(guò)程中，燃料注入裝置必須定期維護(hù)。
維護(hù)操作必須在不中斷爐運(yùn)行的情況下進(jìn)行。一個(gè)困難在于設(shè)計(jì)燃燒器和它們相 關(guān)的供應(yīng)裝置，以使得這些操作可以在相當(dāng)方便且快速的條件下進(jìn)行。本發(fā)明人盡力提出 實(shí)施這些的措施和方式，以使得可以回應(yīng)這個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)首先注意到，熱氧氣的傳送需要使用特定的措施。熱氧氣的高腐蝕 性意味著其循環(huán)必須被限制在盡可能短的路徑上。還必須避免氧氣在具有彎曲的管道中流 動(dòng)的過(guò)分嚴(yán)重的影響。還希望避免在這個(gè)氣體路徑上的任何表面不規(guī)則性。特別是，接合 處優(yōu)選通過(guò)焊接形成，其中這些焊縫具有光滑的表面。在熱氧氣管道中的這些要求及其它要求意味著所使用的裝置是基本上固定的。這 些裝置因而并不適合于以上討論的維護(hù)操作?？紤]到這些困難，本發(fā)明人提出配置燃燒器以使得燃料引入裝置可以經(jīng)受這些維 護(hù)操作而不必干擾熱氧氣的引入裝置。根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的供料(alimentation)模式 通常一方面包括燃料供應(yīng)裝置(moyens)，該裝置與基本上未加熱的氧供料相結(jié)合，并且另 一方面包括與之前供料裝置無(wú)關(guān)的熱氧氣供應(yīng)裝置。為了在體系中保持在使用熱氧氣時(shí)固有的能量平衡的優(yōu)點(diǎn)，未加熱的氧氣的部分 必須保持盡可能的低。在其中燃料和熱氧氣被分別引入到燃燒器中的布置中，換句話說(shuō)在 分開的點(diǎn)引入，即使它們之間的距離保持非常小，必須提供用以在燃料注入的水平處保持 和穩(wěn)定化火焰的氧氣的部分。為了獲得這種被稱作“初級(jí)”燃燒的部分燃燒，相對(duì)于完全燃 燒所需的總量的氧氣比例是非常低的。在所有情況下，這個(gè)部分小于由所考慮的燃燒器消 耗的氧總量的10%。有利地，這個(gè)比例為確保燃料完全燃燒所需總氧量的1.5-7%。要理解的是，使用熱氧氣的益處不會(huì)明顯地受到這個(gè)非常有限的未加熱氧氣部分 的影響。未加熱應(yīng)當(dāng)理解為是指氧氣在基本上環(huán)境溫度條件下存在，該條件作用于其路程 以將其向爐傳送。其溫度在其經(jīng)過(guò)爐的耐火壁時(shí)必然上升。重要的是，先于此引入的管道 不經(jīng)受熱氧氣的作用。氧氣的溫度優(yōu)選是環(huán)境溫度并且不得超過(guò)一百度，不過(guò)在爐附近的 溫度明顯高于離開爐一定距離處的氣氛的溫度。此未加熱氧氣部分向爐中的引入必須緊接著燃料的引入而進(jìn)行，或者更好地，這 種引入必須是同時(shí)的。為了避免在管道中的過(guò)早反應(yīng)，燃料和熱氧氣仍然在分開的管道中 傳送，直到起燃點(diǎn)，該起燃點(diǎn)位于爐的內(nèi)壁的附近。在優(yōu)選的布置中，燃料注入器的末端略 微縮進(jìn)耐火壁中，以便不使這個(gè)末端達(dá)到過(guò)高的溫度并且防止由于燃料裂化形成沉積物和 /或防止注入器末端的劣化。如上所指出的，氧氣供應(yīng)的基本特征在于使用熱氧氣。已知的最耐受性的合金 (在上面所述的申請(qǐng)中呈現(xiàn))使得氧氣能夠達(dá)到550°C，或者更好地達(dá)到600°C，并且極端地 達(dá)到650°C，而不會(huì)引起損害，即使是在長(zhǎng)的周期當(dāng)中。所使用的氧氣的溫度不超過(guò)這些限 制，并且可尤其為350° -550°C。此熱氧氣的入口可以出現(xiàn)在燃料引入點(diǎn)的附近，只要管道保持分開，以能夠作用 于燃料管道而不接觸熱氧氣的管道。不過(guò)，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選布置此熱氧氣引入點(diǎn)，以促進(jìn)火 焰的發(fā)展，其中該燃燒在這個(gè)火焰的路徑上逐漸進(jìn)行。這種技術(shù)在原理上是已知的。其被稱作“分級(jí)燃燒(combustion etagee)分級(jí)燃燒的目的在于通過(guò)逐步供應(yīng)氧氣使燃料在其整個(gè)長(zhǎng)度上分配來(lái)限制在火 焰中達(dá)到的最高溫度。這種逐步供應(yīng)尤其通過(guò)將氧氣在與燃料的注入有一定距離處進(jìn)行引 入來(lái)實(shí)現(xiàn)。以這種方式，在前進(jìn)到爐內(nèi)之后，氣體流在與燃燒器所位于的壁有一定距離處相 遇。為了進(jìn)一步促進(jìn)火焰的逐步作用，有利地是從與燃料注入點(diǎn)距離不斷增加的多個(gè) 點(diǎn)引入熱氧氣。考慮到氣體流在其在火焰中前進(jìn)的過(guò)程中的膨脹(所述膨脹考慮了溫度升高和 發(fā)射的射流的自然膨脹)，所使用的氧氣的量會(huì)由于它們?cè)诨鹧嬷械南掠胃h(yuǎn)處進(jìn)入此氣 體流中而有利地更大。出于實(shí)際的原因，入口點(diǎn)必須是少量的。它們有利地相對(duì)于燃料引入點(diǎn)而對(duì)稱布 置，使得火焰也是對(duì)稱發(fā)展。有利地，在燃料引入點(diǎn)每一側(cè)的熱氧氣入口點(diǎn)的數(shù)目不超過(guò)三個(gè)，并且優(yōu)選等于 兩個(gè)。如所指出的，所引入的氧氣的比例隨著遠(yuǎn)離燃料引入點(diǎn)而有利地變得更大。從 這個(gè)條件開始，在與燃料引入點(diǎn)距離漸增的兩個(gè)接連的點(diǎn)所引入的量的比例優(yōu)選為Qn/Qn+1 < 1，有利地為 0. 2 < Qn/Qn+1 < 0.6ο在同一燃燒器上，熱空氣的量的調(diào)節(jié)優(yōu)選在不放置諸如閥這樣其部件會(huì)被快速腐 蝕的元件的情況下獲得。優(yōu)選地，所分配的比例通過(guò)合適尺寸的調(diào)節(jié)噴嘴決定，所述調(diào)節(jié)噴 嘴布置在向燃燒器中的引入點(diǎn)的上游并且在進(jìn)行氧氣加熱的換熱器的下游。要理解的是，在如上指出的燃料注入器的維護(hù)操作中，由于單一注入器被暫時(shí)停 用，整個(gè)燃燒器也被中斷。燃料注入管道從燃燒器移除以進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)取下冷氧氣的相 關(guān)管道。這個(gè)操作原則上并不會(huì)帶來(lái)任何問(wèn)題，只要所考慮的管子通過(guò)裝置(連接器、接頭 等)與上游設(shè)備連接，所述元件由于不存在被傳送產(chǎn)品的過(guò)度腐蝕而可以使用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)由 傳統(tǒng)材料制成。從一開始就考慮到這些元件的拆卸，以適應(yīng)這些維護(hù)工作。但是，具有單一燃料注入的燃燒器的布置要求中斷燃燒器的操作。這種中斷在下 述情況下并不危及爐的運(yùn)行所述爐具有大量燃燒器并且中斷的能量供應(yīng)(其只占總量的 一部分)甚至在需要時(shí)可通過(guò)相鄰燃燒器的工作狀況的暫時(shí)提高而得到補(bǔ)償。因而在爐空 間中能量分配僅僅略有變化。但是，如果想要進(jìn)一步最小化空間分配的這種改變，則可使用具有多于一個(gè)燃料 注入點(diǎn)尤其是兩個(gè)注入點(diǎn)的燃燒器。這些燃燒器的運(yùn)行完全根據(jù)以上針對(duì)只具有單一引入點(diǎn)的燃燒器所述的方法進(jìn) 行。在常規(guī)的工作狀況下，兩個(gè)注入器因而有利地同時(shí)運(yùn)行，并且優(yōu)選每個(gè)競(jìng)爭(zhēng)一半的燃料 供應(yīng)。在維護(hù)操作過(guò)程中，注入器之一可被中斷，而另一個(gè)注入器則保持運(yùn)行并且其工作狀 況有可能被改變以全部或者部分補(bǔ)償該中斷的注入器的供應(yīng)。一旦第一個(gè)注入器被修復(fù)， 則對(duì)第二個(gè)注入器重復(fù)該過(guò)程。在這些條件下，燃燒器可釋放相對(duì)于常規(guī)運(yùn)行功率而言變 化不大或沒有變化的功率。在之前的提議中，燃料的引入點(diǎn)打算供相同的燃料使用。但是還可以在同一個(gè)燃 燒器中提供兩個(gè)或更多個(gè)燃料入口用于不同類型的燃料，尤其一方面是氣態(tài)燃料，并且另一方面是液體燃料如重油。能夠利用不同類型的燃料運(yùn)行的燃燒器所具有的益處首先與這些燃料的品質(zhì)有 關(guān)。例如天然氣的使用已知導(dǎo)致在爐氣氛中的水含量的增加，這是相對(duì)于例如利用重油獲 得的水含量而言的。在玻璃熔爐的情況下，這種氣氛的性質(zhì)是直接影響精煉過(guò)程和所生產(chǎn) 的玻璃的水含量的因素。因而，燃料的選擇是整體的一個(gè)重要因素。在任何情況下對(duì)于液體燃料如重油的使用，必須要考慮這些燃料的霧化條件。盡 管在原則上液體的霧化可通過(guò)純機(jī)械手段實(shí)現(xiàn)，但最常用的是借助于推進(jìn)氣體(空氣、水 蒸汽、天然氣，氧氣等)進(jìn)行。這后者的體積無(wú)法與初級(jí)氧氣的體積相比，并且原則上在燃 燒機(jī)理中不太重要。但是，這種氣體也不是完全無(wú)關(guān)緊要的。特別是，如果通常使用加壓空 氣，則火焰的氣氛將富含氮?dú)獠⑶襈Ox形成的風(fēng)險(xiǎn)因此而增加。水蒸汽的使用并不會(huì)帶來(lái) 這種缺陷，但水的熱容量高，這稍微提高了能量消耗。經(jīng)濟(jì)方面的考慮也影響了燃料的選擇。一方面，尤其是氣體和重油的各自價(jià)格隨 時(shí)間經(jīng)歷明顯的變化。但是另一方面并且尤其是，氣體供應(yīng)的成本部分地取決于與供應(yīng)者 協(xié)商的條件。當(dāng)所述供應(yīng)與尤其考慮到需求的顯著變化的暫停實(shí)行的限制性規(guī)定相配合 時(shí)，這些條件會(huì)給予有利的費(fèi)率。根據(jù)這些限制性規(guī)定，所述供應(yīng)可被臨時(shí)中斷。因而，為 了受益于這些條件而不中斷生產(chǎn)，必須能夠從一種燃料幾乎即刻地轉(zhuǎn)換到另一種燃料。為 此，必須具有能夠利用這些不同燃料工作的燃燒器。本發(fā)明還提供與如上指出的布置相對(duì)應(yīng)的燃燒器以及與這些燃燒器有關(guān)的裝置， 這將在下面涉及附圖的描述中進(jìn)行討論，這些附圖具有關(guān)于這些應(yīng)用的另外的細(xì)節(jié)。


-圖Ia是根據(jù)本發(fā)明使用的燃燒器的剖面示意圖；-圖Ib是圖Ia的燃燒器的正視圖；-圖加是與圖Ia類似的圖，其中燃燒器包括兩個(gè)燃料供應(yīng)裝置；-圖2b是圖加的燃燒器的正視圖；-圖3是部分顯示燃燒器的供應(yīng)裝置的圖Ia的燃燒器；-圖4類似于前一個(gè)圖，并且涉及圖加的燃燒器；-圖5示意性地顯示配置有燃燒器的爐的一側(cè)上的熱氧氣供應(yīng)線路的類型。
具體實(shí)施例方式圖Ia的燃燒器包括耐火塊1，其形成爐壁的一部分。這種塊有利地由通過(guò)加固件 (未示出)組裝在一起的多個(gè)部件構(gòu)成，所述加固件位于相對(duì)于爐的外部側(cè)上。耐火塊被多 個(gè)管道貫通，所述管道連通到爐的內(nèi)面上并且可以引入燃料和氧氣。各種供料管道的配置一方面取決于所尋求的燃燒狀況，另一方面取決于火焰的一 般形式。在通過(guò)氧燃燒運(yùn)行的爐中，重要的優(yōu)點(diǎn)在于不存在氮?dú)?，氮?dú)庠诜浅８叩臏囟认?將導(dǎo)致形成NOx氧化物。不過(guò)，大的工業(yè)爐不可能是完全密封于外部氣氛的。總是會(huì)滲入 一點(diǎn)空氣以及因此的氮?dú)?，即使人們盡力于尤其以動(dòng)力學(xué)方式保持一定的密封性。甚至殘余氮?dú)獾拇嬖谝部蓪?dǎo)致少量的NOx的存在。由于這些污染物的比例必須盡可能低，因此有利地是調(diào)節(jié)以氧燃燒運(yùn)行的爐的工作狀況，以進(jìn)一步最小化其形成。已知的是，氮氧化物的形成通過(guò)在火焰中達(dá)到的最高溫度而得到促進(jìn)。因而，對(duì)于 所開發(fā)的相同功率來(lái)說(shuō)，本發(fā)明燃燒器的使用旨在限制在火焰中局部存在的最高溫度。用于限制所述溫度的技術(shù)在于確保燃料逐步地與助燃劑接觸。該工作狀況 (regime)通常被稱作“分級(jí)燃燒”。為了獲得分級(jí)燃燒的工作狀況，將低比例的氧氣與燃料一起引入，以使得火焰在 注入點(diǎn)是穩(wěn)定的。但是，氧氣的量必須保持低以不能在小體積下過(guò)大濃縮一部分燃燒能量 并提高火焰溫度。在注入點(diǎn)之上，所述火焰由這種初級(jí)火焰與從注入噴嘴發(fā)射的氧氣射流的混合物 連續(xù)地供應(yīng)以氧氣，所述注入噴嘴位于所述壁上與初級(jí)氧氣和燃料注入噴嘴具有一定距離 的位置處。這些次級(jí)供料的布置取決于氣體流的特性(流量、發(fā)射速率、溫度)、其膨脹和所 尋求的火焰長(zhǎng)度。在圖Ia和Ib的圖示中，燃料供應(yīng)由管道2示意性地顯示。此管道與傳送初級(jí)氧 氣的管道3是同心的。它們整個(gè)被布置在燃燒器的中心。在所述初級(jí)供應(yīng)的兩側(cè)，兩個(gè)"次級(jí)"4和"第三"5供應(yīng)完成在2注入的燃料 的完全燃燒所需的氧氣供應(yīng)。這種類型的燃燒器的使用可有利地依據(jù)在公開WO 02/081967A和WO 2004/094902A中給出的指導(dǎo)，二者涉及注入的空間分配并涉及所使用的氧氣和燃料的相應(yīng)量。氧氣在管道上的分布有利地使得用量隨著分隔其注入點(diǎn)與燃料注入點(diǎn)的距離而 增加。在圖Ia和Ib所示的形式中，經(jīng)管道4的供應(yīng)有利地沒有從管道5進(jìn)行的供應(yīng)量大。作為指示，管道MQ1)和5 (Q2)的相應(yīng)供應(yīng)比率處于例如范圍0. 2至0. 6。為了獲得其整體形狀為基本上平的火焰，不同管道的軸有利地布置在同一個(gè)平面 中。平的火焰在玻璃熔爐的情況下是有利的。它允許浴的盡可能最大的表面直接暴露于來(lái) 自火焰的輻射，或者間接暴露于向此火焰暴露的耐火材料(尤其是爐拱頂?shù)牟牧?的輻射。當(dāng)火焰的形狀不由與平面表面的熱交換控制時(shí)，注入點(diǎn)的布置可以是顯著不同 的。特別地，可圍繞著初級(jí)注入點(diǎn)同心布置所述供料。在圖加和2b中示意性示出的燃燒器具有前面的一般結(jié)構(gòu)。它們與此的不同在于 存在用于燃料2和初級(jí)氧氣3的兩個(gè)供應(yīng)?？臻g條件允許可盡可能彼此接近的兩個(gè)注入點(diǎn)的布置用于使得維護(hù)操作更容易。 注入點(diǎn)越近，運(yùn)行模式與其中布置單個(gè)初級(jí)供應(yīng)的運(yùn)行模式越相象。無(wú)論采用什么樣的預(yù)防措施，燃燒器的運(yùn)行可導(dǎo)致由于燃料分解產(chǎn)物造成的污 垢。為了最小化這種風(fēng)險(xiǎn)，噴嘴的末端有利地相對(duì)于爐內(nèi)側(cè)壁略微回縮。進(jìn)行這種回縮的 原因還在于提供對(duì)于注入管的末端的保護(hù)。通過(guò)以此方式進(jìn)行，溫度基本上低于在爐中占 主導(dǎo)的溫度，這尤其歸因于燃料本身的循環(huán)和“冷”氧氣的循環(huán)。要指出，即使燃料被預(yù)熱 以提高能量效率，所達(dá)到的溫度也受到限制以避免在供料管道中熱分解的風(fēng)險(xiǎn)。維護(hù)操作必須在不中斷運(yùn)行的爐上進(jìn)行。必須確保這些操作幾乎不改變運(yùn)行的工 作狀況。大玻璃熔爐中的燃燒器(通常包括6-12個(gè))的中斷可通過(guò)相鄰燃燒器的工作狀 況的相應(yīng)提高而得到臨時(shí)補(bǔ)償。不過(guò)這導(dǎo)致火焰曲線的總平衡的變化，并且還可導(dǎo)致煙霧的循環(huán)，所述煙霧如所示被用在氧氣加熱循環(huán)中。用于最小化維護(hù)操作的影響的替代方案例如在于使用具有兩個(gè)燃料注入的燃燒 器。有利地，兩個(gè)注入被同時(shí)使用。當(dāng)需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，這些注入裝置之一被臨時(shí)中斷。任 選地，第二注入裝置可負(fù)責(zé)與被中斷的注入器的供應(yīng)相對(duì)應(yīng)的全部或部分供應(yīng)。這種進(jìn)行方式以幾乎相同的方式保持了爐中能量的空間分配。當(dāng)?shù)谝蛔⑷肫鞅恢匦路胖脮r(shí)，第二注入器可依次進(jìn)行維護(hù)。在這些維護(hù)操作中，最常見的操作程序在于從耐火塊取出燃料注入噴管，所述噴 管穿過(guò)該耐火塊進(jìn)入到爐中。暢通的開口被臨時(shí)堵塞以防止空氣的滲入。燃料供應(yīng)通常并不要求具有特定耐腐蝕特性的管道。常規(guī)材料如傳統(tǒng)不銹鋼就 足夠，并且尤其是，這些管道可具有連接件、閥和其它能夠在這些維護(hù)操作期間被拆卸的元 件。這些管道的拆卸并不會(huì)引起大問(wèn)題。當(dāng)初級(jí)氧氣與燃料一起以相對(duì)低的溫度如不 超過(guò)100°C的溫度注入時(shí)，則不會(huì)再出現(xiàn)問(wèn)題。為了使燃燒器的能量效率達(dá)到最高水平，有利地使用被預(yù)熱到可達(dá)到或超過(guò) 550°C的溫度的氧氣。在這些條件下，氧氣管道必須具有非常特別的耐受性并且必須避免或 者盡可能減少焊縫或連接元件。為此，熱氧氣的供應(yīng)管道在維護(hù)操作的過(guò)程中均保持原位。圖3和4顯示圖1和2的燃燒器的元件，向其中結(jié)合了用于熱氧氣供應(yīng)的另外的 元件。管道4和5連接到供料箱6以用于供應(yīng)熱氧氣。避免在燃燒器和供料箱6之間存 在閥。供料箱和燃燒器之間的距離在爐附近空間允許的情況下盡可能地短。所示的直管道可具有彎曲度。優(yōu)選地，這些彎曲度要盡可能不突出，以最小化熱氧 氣對(duì)它們的壁的影響，而這有可能最終引起其腐蝕。在每個(gè)管道上分布的氧氣的量持久地由調(diào)節(jié)噴嘴的尺寸決定，所述調(diào)節(jié)噴嘴要么 位于管道中，要么處于管道4和5與供料箱6的連接處。供料箱本身由連接到進(jìn)行氧加熱的換熱器(在這些圖中未示出)的管道19進(jìn)行 供料。由于在熱氧氣的路徑上不能插入閥，工作狀況的變化由在換熱器中引入的冷氧氣控 制。這些變化必須是有限的。圖3和4中示出的燃料和冷氧氣的供應(yīng)由管道3構(gòu)成。這個(gè)管道3包裹燃料的管 道2。這兩個(gè)管道可與它們的相應(yīng)供料線路在夾子7和8處分開。一旦這些夾子松開，則可 以從耐火材料上取下管道2和3以進(jìn)行它們的修理。圖2和3示意性地顯示了可以是如下的布局，在該布局中，在中心管道2中經(jīng)過(guò)的 燃料是氣體形式。當(dāng)燃料為液體形式時(shí)，其引入需要使用允許這種液體霧化的裝置。尤其 是，當(dāng)該霧化借助于氣體(蒸氣、空氣等)實(shí)現(xiàn)時(shí)，燃料供應(yīng)管道應(yīng)當(dāng)還包含這種霧化氣體 的供應(yīng)管道直至注入點(diǎn)的附近。如在圖4中所示，通過(guò)管道3的“冷”氧氣的供應(yīng)可例如通過(guò)閥9和10分開調(diào)節(jié)。正如25/03/08提交的未公開歐洲專利申請(qǐng)No. 081(^880所提出的，仍然對(duì)于最小 化與熱氧氣的傳送有關(guān)的困難來(lái)說(shuō)，優(yōu)選布置進(jìn)行氧氣加熱的換熱器盡可能接近燃燒器。 出于相同的原因，從一個(gè)換熱器供應(yīng)的燃燒器的數(shù)目是有限的。優(yōu)選地，每個(gè)換熱器不供應(yīng) 多于兩個(gè)燃燒器，并且特別優(yōu)選地，每個(gè)換熱器只連接一個(gè)燃燒器。以此方式，每個(gè)燃燒器的氧氣流量可獨(dú)立于其它燃燒器而被調(diào)節(jié)，并且氧氣可以在其進(jìn)入到換熱器之前被調(diào)節(jié)。圖5示意性地顯示例如用于熔融玻璃材料的熔爐的氧氣供應(yīng)組裝件。爐11以俯視圖部分地表示。其側(cè)耐火壁12帶有一系列的示意性顯示的插入到壁 中的燃燒器13。每個(gè)燃燒器13以兩種方式供應(yīng)氧。第一系列的管道14如上所述傳送冷氧 氣以向初級(jí)燃燒供料。第二系列的管道15供應(yīng)換熱器16。在這些換熱器的出口處，熱氧氣 經(jīng)管道17被傳送直到燃燒器，管道17總體上表示每個(gè)燃燒器的不同熱氧氣供應(yīng)。在圖5所示的圖中，換熱器16引起預(yù)熱的載熱流體與氧氣的逆流。在所示的實(shí)施 方案中，這種載熱流體的加熱在回?zé)崞?r6CUp6rateUr) 18中進(jìn)行，在其中循環(huán)有從爐11中 排出的煙霧E。盡管原則上可以直接在煙霧和要預(yù)熱的產(chǎn)品之間進(jìn)行熱交換，但在效率和安全性 方面的最佳條件下操作的努力導(dǎo)致更復(fù)雜的交換設(shè)備并且尤其通過(guò)使用中間載熱流體來(lái) 進(jìn)行。在第一"回?zé)崞?18中，煙霧再加熱中間流體，例如空氣、氮?dú)?、CO2，或者任何合 適的例如在這個(gè)回?zé)崞骱瓦M(jìn)行氧氣加熱的交換器16之間的回路中循環(huán)的流體。對(duì)于中間 流體如空氣的替代方案是并不使用該回路并且在第二交換器的出口處回收熱空氣，這通過(guò) 鍋爐或者其它能量回收裝置來(lái)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.以氧燃燒形式運(yùn)行的玻璃熔爐的燃燒器的供料，包括燃料注入裝置和熱氧氣供應(yīng)裝 置，以產(chǎn)生分級(jí)燃燒的方式進(jìn)行氧氣的分配，氧氣的一部分與燃料共同地注入，此氧氣在其 弓丨入到燃料注入裝置中之前基本上不進(jìn)行加熱而被弓I入。
2.權(quán)利要求1的供料，其中與燃料一起引入的該氧氣部分占總氧量的至多10%。
3.權(quán)利要求2的供料，其中與燃料一起引入的該氧氣部分占總氧量的1.5-7%。
4.上述權(quán)利要求之一的供料，其中熱氧氣供應(yīng)裝置的位置與燃料注入裝置具有一定的 距離，并且相對(duì)于燃料注入裝置以對(duì)稱的方式定位。
5.權(quán)利要求4的供料，包括在燃料注入裝置兩側(cè)的至少兩個(gè)熱氧氣供應(yīng)裝置系列。
6.權(quán)利要求5的供料，其中熱氧氣的引入點(diǎn)離燃料注入裝置越遠(yuǎn)，所引入的熱氧氣的 比例越大。
7.權(quán)利要求5的供料，包括在燃料注入裝置兩側(cè)的兩個(gè)熱氧氣供應(yīng)裝置系列，其中燃 料注入裝置與最近的熱氧氣供應(yīng)點(diǎn)之間的距離與分隔位于燃料注入裝置相同側(cè)的第一和 第二點(diǎn)之間的距離基本上處于相同的數(shù)量級(jí)。
8.權(quán)利要求7的供料，其中最接近燃料注入點(diǎn)的熱氧氣供料至多等于較不接近的供料。
9.權(quán)利要求8的供料，其中最近的供料是最遠(yuǎn)供料的20-40%。
10.上述權(quán)利要求之一的供料，包括至少兩個(gè)相同的燃料注入裝置，其運(yùn)行可針對(duì)這些 注入器中的每一個(gè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述注入器中的每一個(gè)可單獨(dú)或者與其它注入器同時(shí)運(yùn)行。
11.權(quán)利要求10的供料，包括兩個(gè)燃料注入裝置，其中的每一個(gè)均是獨(dú)立的并且可在 維護(hù)時(shí)被臨時(shí)中斷。
12.權(quán)利要求1-9之一的供料，包括至少兩種類型的燃料注入器，每種用于給定的燃料。
13.權(quán)利要求12的供料，包括用于供應(yīng)氣體的注入器和用于液體燃料的注入器。
14.權(quán)利要求13的供料，其允許選擇所用的燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及以氧燃燒形式運(yùn)行的玻璃熔爐的燃燒器的供料，包括燃料注入裝置和熱氧氣供應(yīng)裝置，以產(chǎn)生分級(jí)燃燒的方式進(jìn)行氧氣的分配，氧氣的一部分與燃料共同地注入，此氧氣在其引入到燃料注入裝置中之前基本上不進(jìn)行加熱而被引入。
文檔編號(hào)C03B5/235GK102076620SQ200980124995
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者B·格朗, F·瓦格曼斯, G·康斯坦丁, J·貝埃, M·阿米拉, O·杜坎普斯, R·特西瓦 申請(qǐng)人:旭硝子歐洲玻璃公司, 液體空氣喬治洛德方法利用和研究有限公司