專利名稱：具有中心空氣射流的燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉^t料燃燒器，尤^t步及一種新型實(shí)用的私、M燒器和一種 燃燒方法，其中i^M燒方法通過向燃燒器火焰中心直接供應(yīng)氧氣、以致 燒
器火焰內(nèi)部產(chǎn)生一富燃料內(nèi)燃燒區(qū)和頓騰料燃麟實(shí)現(xiàn)低NOx排放。
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背景技術(shù)：
NOx是煤和其它化石燃料燃燒期間產(chǎn)生的副產(chǎn)品。對(duì)于MX影響的環(huán)境關(guān) 注己經(jīng)促^A們制定了 NOx祠防文MU，該，J要求包括美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家的 工業(yè)和公用發(fā)電廠有力的M^、NQc排放?，F(xiàn)有^>NOx排放的商業(yè)方法和設(shè)備 已經(jīng)成功地比前幾年斷氐了NOx的排銜JC平；然而，除了那些目前已知的方法
15和設(shè)備，還需要進(jìn)一步的^M^保持與當(dāng)前N(X排放，鵬一致。
和傳纟IM燒器相比，多種低NOx燃燒器可商業(yè)利用，并且以一種M^N(X 排放的方式廣泛地用于燃燒粉煤(PC)和其它化石燃料。這種燃燒器的例子是 Babcock & Wilcox公司的DRB-XCL 和DRB4Zf j^^器。這些和其它低NOx 燃燒器的設(shè)計(jì)共同點(diǎn)是被多個(gè)供應(yīng)二次空氣(SA)的空氣區(qū)包圍的軸向煤噴嘴。
20運(yùn)行期間，懸浮在一次空氣(PA)流中的粉煤作為具有小的徑向偏轉(zhuǎn)或不具有 徑向偏轉(zhuǎn)的軸向射流，經(jīng)由軸向煤噴嘴射入爐中。^h煤的點(diǎn)，過使二次空氣 旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，因此就導(dǎo)致了沿弓l入的燃^Ht流方向的高溫氣體的回流。
典型地，小部分二次空氣供入一個(gè)非常接近煤噴嘴的空氣區(qū)，并刖定轉(zhuǎn)的 禾號(hào)比供入其它空氣區(qū)的二次空氣的高，以用于完成點(diǎn)火。來自燃燒器的其余
25 二次空氣利用更小的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由燃燒器中]B卜側(cè)的空氣區(qū)引入，以便緩慢地MA 燃燒器火焰，從而在火焰根部Jli共富燃，4^牛。這種^fHKS了爭(zhēng)奪可利用氧 氣且有助于破壞NOx和/或抑制燃料界和^f 化成NOx的烴的產(chǎn)生。
NOx的排放可以進(jìn)一步通過分級(jí)燃燒來減少，其中向燃燒器,少于完全
燃燒所需化學(xué)計(jì)M氣的氧氣。 一個(gè)富燃料環(huán)境在燃燒器火焰處產(chǎn)生。該富燃
30料環(huán)W31ii使Na的前，貧氧氣環(huán)境中與未燃盡燃料競(jìng)f^抑制NOx的形 成。燃燒隨后M在高于燃燒器的《體向鍋爐衝共af鎮(zhèn)氣而被分級(jí)，其中該 OT臓料在一劍ffij^下燃燒，這樣當(dāng)燃曉發(fā)生在遠(yuǎn)離燃燒器火焰的fffi^時(shí)， 就阻止了熱力NOx的產(chǎn)生。分級(jí)也有助于^1燒期間減小氧氣的濃度，這就抑審U了燃料界氮(燃料NOx)的氧化。5 在一個(gè)翻低N(X燃燒器的系統(tǒng)中，用于分^M燒的氧氣通常是以經(jīng)由常稱為上方燃燒空氣(OFA (Over Fire Air)) 口的空氣分級(jí)口5fe^應(yīng)的空氣的形式 來提供。授予LaRue的美國(guó)專利Na5，697,306，和授予LaRue的美國(guó)專利 No.5，199，355，援引于此，披露了可以與空氣分級(jí)燃燒方法結(jié)合以進(jìn)一步減少 N(X排放的低NOx燃燒器。io 與傳統(tǒng)燃燒器不同，低NOx燃燒器易于形成長(zhǎng)火焰和產(chǎn)生更高程度的未燃燃料。由于長(zhǎng)火焰可能與爐子的深度或高度不協(xié)調(diào)，并且可會(huì),產(chǎn)生火焰沖 擊、結(jié)渣、和/或鍋爐管41^而破壞鍋爐的運(yùn)行，因而長(zhǎng)火焰不總是令人滿意的。 長(zhǎng)火焰是由于燃半W^tA爐內(nèi)時(shí)空氣供應(yīng)不足而產(chǎn)生。來自低NOx燃燒 器外空氣區(qū)的二次空氣不能有效地穿透下游燃半4lt流，以至于由于沿火焰軸線15方向的空氣供應(yīng)不足而使未燃燃料殘留。高程度的未燃燃料在帶有或不帶有 OFA的爐子中都是不希望的。鑒于未燃粉煤由于其自身的磨蝕性會(huì)導(dǎo)致所不希 望的對(duì)爐子本身的Mi破壞，未 和CO形式的未燃燃料會(huì)斷氏鍋爐效率以 及增加運(yùn)行費(fèi)用。在OFA系統(tǒng)前的不完全空 燃料混合可能導(dǎo)敏量未燃燃料搟賣到OFA 20 口 。當(dāng)大量未燃燃料試圖在OFA區(qū)與空氣一^M燒時(shí)，會(huì)增加NOx的形成，從 而使具有OFA的分^M燒的好處降到最低或失效。此外，在OFA 口處和之外 完全燃盡這些燃料變得愈力睏難，這樣就增加了OFA 口的低效性和運(yùn)行難度。發(fā)明內(nèi)容25 本發(fā)明解決了戰(zhàn)與典型低NOx燃燒器產(chǎn)生的延時(shí)燃燒相關(guān)聯(lián)的問題，并弓戰(zhàn)了一種新 1燒器驢和一種進(jìn)一步^1>商業(yè)和公用鍋爐中NQJ隞的燃 燒化石燃料的方法。依照本發(fā)明的燃凝器適用于 粉煤(PC)和氣態(tài)烴類。本發(fā)明包括由第 一環(huán)形區(qū)同心圍繞的軸向區(qū)。該第一環(huán)形區(qū)以預(yù)定速度麟燃料給燃燒器，以30 ,生離開燃燒器的燃Mlt流，并隨后在有WF境中MJi，^i燒器火焰。
該軸向區(qū)沿其內(nèi)軸線產(chǎn)生穿透i^i燒器火焰的中心空氣射流。該中心空氣射流 沿燃燒器火焰的中心軸線提供氧氣，讓火焰從內(nèi)向外燃燒，同時(shí)在火焰根部維 持全富燃料環(huán)境從而抑制NOx的形成。由同心圍纟，一環(huán)形區(qū)的第^口第三環(huán)形區(qū),的補(bǔ)會(huì)複氣在衝MSM5燒的手段的同時(shí)，i^4一步減少了NOx的形成。第m第三環(huán)形區(qū)的流動(dòng)調(diào)節(jié) 裝置氣動(dòng)地抑制燃半 流的擴(kuò)散。在這一氣動(dòng)抑制中，離開第二和第三環(huán)形區(qū) 的空氣形成的渦流沿火焰區(qū)的外邊界產(chǎn)生了一內(nèi)回流區(qū)，娜制了 NOx的形成。 內(nèi)回流區(qū)(IRZ)使得沿火焰的富空氣外圍形成的NOx循環(huán)回富燃料火焰中心。 由中心空氣射流從內(nèi)向外燃燒產(chǎn)生的較高火焰，使未燃B^f除掉內(nèi)回流區(qū)io中可利用的氧氣，從而抑制NOx的形成，并^^NO向其它氮形式的還原。由 于內(nèi)回流區(qū)內(nèi)部燃料從內(nèi)向夕卜和從外向內(nèi)的加3IM燒，隨著火焰溫度的增加， 產(chǎn)生一個(gè)更寬、更短的火焰包圍面。本發(fā)明的另一方面可以認(rèn)為是一種M^中心空^ltmit燒器中的NOx排放的方法，其包括皿具有M^—環(huán)形區(qū)同心圍繞的軸向區(qū)的燃燒器；向該軸向 15區(qū)提供含有氧氣的第一氣體，其中該第一氣體以在約5000ft/min和約 10,000ft/min之間的iM離開辦由向區(qū);向第一環(huán)形區(qū)麟含有粉煤的運(yùn)載氣體， 其中該運(yùn)載氣體以在約3000ft/min和約5000ft/min之間的皿離開斑由向區(qū)。本發(fā)明的還一方面可以認(rèn)為是一種M^中心空^lt^i燒器中的NOx排放 的方法，其包括^i共四區(qū)燃燒器，其中最里面的區(qū)是被第一環(huán)形區(qū)同心圍繞的 20軸向區(qū)，該第一環(huán)形區(qū)又M^二環(huán)形區(qū)同心圍繞，而該第二環(huán)形區(qū)又豐，三環(huán) 形區(qū)同心圍繞；向軸向區(qū)提供含有氧氣的第]體；向第一環(huán)形區(qū)提供含有粉 煤的運(yùn)載氣體；向第二環(huán)形區(qū),含有氧氣的第二氣體；向第三環(huán)形區(qū)皿含 有氧氣的第三氣體；以大于約3000fl/min的iM向燃燒器麟該運(yùn)載氣體；以 大于運(yùn)載氣體的速度向燃燒器掛共該第-"^體；以小于運(yùn)載氣體的速度向燃燒 25器提供該第二氣體；以大于運(yùn)載氣體的3驢向燃燒鵬供該第三氣體；禾,第 ,體從運(yùn)載氣體流的內(nèi)部燃燒該流中的粉煤；禾傭第二氣體和第三氣體i^卜 部燃燒運(yùn)載氣f稱t中的粉煤；禾傭四個(gè)環(huán)形區(qū)之間的速度梯度在燃燒器火焰內(nèi) 部產(chǎn)生一回流區(qū)；MilM燒器火焰內(nèi)部未燃煤和氧氣的回流抑制NOx的形成以30 表征本發(fā)明的不同新穎性特征在所附權(quán)利要求中詳細(xì)地指出，并且該權(quán)利要求書形成本公開內(nèi)容的一部分。為了更好的理解本發(fā)明、它的操作優(yōu)點(diǎn)和使 用中得到的特殊好處，請(qǐng)參照附圖和對(duì)本發(fā)明,實(shí)施例進(jìn)， #細(xì)說明的說明 部分。5


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的示意性剖視亂圖2是本發(fā)明鄉(xiāng)例的示意圖，其中箭頭 空氣和煤的流徑； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的燃燒fl^Sg誠(chéng)例的夕卜部視圖，其中標(biāo)出了供給管 9的織以及io 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的示意性橫截面視圖，其中標(biāo)出了本發(fā)明的同心區(qū)。
具體實(shí)施方式
參見附圖，貫穿這幾幅圖中，通常相同的符號(hào)，相同或功能相似的技術(shù) 特征，請(qǐng)首先參見圖l，它顯示了根據(jù)本發(fā)明描述的燃燒器的示意性剖視圖。在 15其中限定出軸向區(qū)25的軸向管6被第一環(huán)形管3同心地圍繞，其中這兩根管之 間的區(qū)域限定出第一環(huán)形區(qū)11。供給管9徑向插入第一環(huán)形管3的一部分和軸 向管6之間，雜軸向管6和風(fēng)箱51就與#^合管9的相對(duì)端流體M。現(xiàn)在參見圖3， ,了徑向插入第一環(huán)形管3的至少1分和軸向管6 (圖 3中未顯示)之間的供給管9的頂視圖，這樣軸向管6和風(fēng)箱51就與供給管9 20的相對(duì)端、流體M。再次參見圖1， 二次空氣由鼓風(fēng)機(jī)(未圖示)提供，在空氣加熱器(未圖 示)中預(yù)熱，并在壓力下itAMH51。微合管9又將二次空氣AWl51掛共給 軸向管6，其速度由調(diào)節(jié)風(fēng)門10控制?？諝饬髁繙y(cè)定裝置12確定流經(jīng)供給管9 的二次空氣的流量。25 —臺(tái)磨煤機(jī)(未圖示)磨制煤，該謀由一次空氣攜帶穿過與燃燒器彎頭2連接的管子。點(diǎn)火器(未圖示)可以^S^i燒器的軸線上，其穿過彎頭2、管 塞5，并貫穿軸向管6。粉煤和一次空氣(PA/PC) lMil嫁凝器彎頭2。粉鵬常,彎頭2的夕卜徑 運(yùn)動(dòng)，并在彎頭出口沿外徑匯 ^充。粉JMA第一環(huán)形區(qū)ll，碰撞到^ji流30改向至管塞5并{，擴(kuò)散的偏轉(zhuǎn)器4。軸向管6與管塞5的下游,接。第一環(huán)
形管3在段3A處擴(kuò)張，以形頗戰(zhàn)徑的段3B 。擴(kuò)散的煤髓第一環(huán)形區(qū)11 流動(dòng)，其中柵板和人字形斷口 7在粉煤作為燃!4lt流離開第一環(huán)形區(qū)11之前為 其11{共更均勻的分布。娜片9A和9B (圖3)在PA/PC 1離5供給管9時(shí)為 其微更具起伏狀的流徑。 5 流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置30可以用來4M分散，以增大其與二次空氣相互作用的速度。流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置30可以由渦旋葉片和/或一個(gè)或多個(gè)一,形體組成，從而局 部地Pllh流動(dòng)及產(chǎn)生渦流。另一流動(dòng)調(diào)節(jié)錢13可以體在軸向管6的端部，從而在二次空氣離飛由 向區(qū)25i4A燃燒器喉口8，再流出以中心空氣針流的形^A爐內(nèi)(未圖示) io時(shí)，使其更均勻的流動(dòng)。流動(dòng)調(diào)節(jié)體13可以是B十片、多孔板、麟它用來提 供更均勻流動(dòng)的常用裝置。在一些例子中，流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置13可以使中心空氣旋 轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步加 的點(diǎn)火和^1>抖敞量。關(guān)于本發(fā)明操作方法的一方面是在帶有燃料噴針流離開喉口 8 ^A爐子時(shí)在其內(nèi)產(chǎn)生中心空，流。怖忠的是，中心空氣針流的，將M:燃半4lt流，15從而在火焰內(nèi)部產(chǎn)生一^M梯度，這促進(jìn)了燃料利用中心空氣針流的氧氣從 內(nèi)部向外的點(diǎn)火。最佳運(yùn)行工況出現(xiàn)在PA/PC以在約3，000ft/min和約5，000ft/min之間的皿 離開第一環(huán)形區(qū)時(shí)，更雌的是在約3,500ft/min和約4,500Mnin之間。最佳運(yùn) 行ID服出現(xiàn)在二次空氣以在約5,000ft/rain和10,000ft/min之間的，離開軸向 20 區(qū)25，更優(yōu)選的是在約5,500fi/min和7，500fi/min之間。風(fēng)門15控制補(bǔ)給二次空氣向燃燒器體的引入。處于打開^g時(shí)，風(fēng)門 15允許二次空氣m同心圍，一環(huán)形區(qū)11的第二環(huán)形區(qū)16，其中第二環(huán)形 區(qū)16限定為管3B和圓筒19之間的區(qū)域。風(fēng)門15進(jìn)一步允許二次空氣mA同 心圍纟^二環(huán)形區(qū)16的第三環(huán)形區(qū)17，其中第三環(huán)形區(qū)16限定為圓筒19和外 25燃燒器區(qū)壁38之間的區(qū)域。風(fēng)門15可以設(shè)置成，節(jié)流二次空氣到一個(gè)區(qū)域 而艦另一個(gè)區(qū)域，或者設(shè)置成提供較少量的二次空氣到這兩個(gè)區(qū)域。點(diǎn)火器 (未圖示)如不穿過管6則可以選擇性地設(shè)置在環(huán)形區(qū)17內(nèi)。禾,所有三個(gè)環(huán)形區(qū)來為燃燒,.:二次空氣的最佳運(yùn)行工況出現(xiàn)在二次空 氣樹共給燃燒器的總氧氣的約20%至約40X;M31軸向區(qū)25麟時(shí)，更雌 30的是在約25%與35%之間。二次空氣ii^給燃燒器的總氧氣的約10%至約30^;EM:第二環(huán)形區(qū)16 ^i共的，更雌的是在約15%與約25%之間。二次空 氣樹共給燃燒器的總氧氣的約40%至約70%;^3131第三環(huán)形空氣區(qū)17掛共的， 更,的是在約50%與約65%之間。
空氣流量檢測(cè)裝置18測(cè)量、^^二環(huán)形區(qū)16和第三環(huán)形區(qū)17的二次空氣 5流量。最佳運(yùn)行工況出現(xiàn)在二次空氣以在約3000ft/min與約4500fl/min之間的速 度離開第二環(huán)形區(qū)16時(shí)，更,的是在約3100fl/min與約3900ft/min之間。進(jìn) 一步，其中二次空氣以在約5500fl/min與約7500ft/min之間的，離開第三環(huán)形 區(qū)17，更,的是iM/^在約5700ft/min與約6700fl/min之間。
最佳風(fēng)動(dòng)剪:ORil常出現(xiàn)在軸向區(qū)的內(nèi)徑在約9英寸與約20英寸之間，第 10 —環(huán)形區(qū)的內(nèi)徑在約15英寸與約30英寸之間，第二環(huán)形區(qū)的內(nèi)徑在約20英寸 與約40英寸之間，且其中第三環(huán)形區(qū)的內(nèi)徑在約22英寸與約50英寸之間時(shí)。
可調(diào)節(jié)葉片21設(shè)置^二環(huán)形區(qū)16內(nèi)，以在二次空氣離開第二環(huán)形區(qū)16 之前使其旋轉(zhuǎn)。也可以在第二環(huán)形區(qū)16的端部安裝其它空氣分布體例如多孔 板和斜面。固定葉片22A和可調(diào)節(jié)葉片:22B使^^^三環(huán)形區(qū)17的二次空氣 15旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)空氣離開第三環(huán)形區(qū)17時(shí)，可選糊體在該空氣區(qū)出口的中心 的葉片23使部分空氣轉(zhuǎn)向離t7:fclt燒區(qū)。
現(xiàn)在參見圖2，提供了圖形描述，其中箭頭表示為二次空氣和PA/PC 1的 流徑。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，可以用所^R氣濃度比空氣高的氣體來代^^或 20部分二次空氣。
在另一可選實(shí)施例中，除粉煤外的烴鄉(xiāng)料可以作為燃料來利用。 在另一可選實(shí)施例中，可以在軸向區(qū)25的內(nèi)部體一中心管，從而使軸向 管6同心地圍繞該中心管。在這一實(shí)施例中，中心管內(nèi)可以方爐點(diǎn)火器、油霧 化器或替代氣體，或者用于軸向 31徑向發(fā)|^引導(dǎo) 氧氣或補(bǔ)給烴 25料iSA火焰中心的噴槍。
在另一可選實(shí)施例中，可以在軸向區(qū)25的內(nèi)部體多個(gè)中心管，從而使軸 向管6同心地圍繞多個(gè)中心管的每一個(gè)。在這一實(shí)施例中，多個(gè)中心管可以提供多股泉縮氧氣，^M少一根管可以為燃燒提供補(bǔ)給給煤或其他烴類燃料。
在另一實(shí)施例中，可以禾鵬^H共給管和/^^助^MJM管邀合軸向區(qū)2530鵬卜給二次空氣或氧氣。在另一實(shí)施例中，禾,分級(jí)燃燒與本發(fā)明的燃燒器和NOx^^方法一繊 一步M^NOx的排放。在還一實(shí)施例中，可以設(shè)計(jì)一可選空氣管道系統(tǒng)，其中二次空氣穿過風(fēng)箱 51的夕虔51B輸送，并經(jīng)由一擴(kuò)大的燃燒器彎頭鄉(xiāng)它部位的外判5供入軸向 5區(qū)25，以形成與Mll51流體3i3i的一軸向區(qū)25。盡管為了舉例說明本發(fā)明原理的應(yīng)用，已,示并詳細(xì)描述了本發(fā)明的特 殊實(shí)施例，但是將離的是，本發(fā)明可以被本領(lǐng)域的其中一錯(cuò)通技術(shù)人員在 不脫離本發(fā)明范圍的基礎(chǔ)上以別的方式來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種中心空氣射流燃燒器，包括被第一環(huán)形區(qū)同心圍繞的軸向區(qū)，徑向插入第一環(huán)形區(qū)的一部分和軸向區(qū)之間的供給管，其中該供給管提供含氧氣體到軸向區(qū)，以及用于調(diào)節(jié)穿過供給管的氣體的流動(dòng)的裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃燒器，期艦在于，軸向區(qū)內(nèi)^W流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，第一環(huán)形區(qū)內(nèi)M流動(dòng)調(diào)節(jié)
4.如^^利要求i戶，的燃燒器，期寺征在于，第一環(huán)形區(qū)包括^f共;g均勻 的煤分布的^a。
5.如權(quán)利要求i戶腿的燃燒器，紫寺征在于，還包括用于麟易燃燃料給 第一環(huán)形區(qū)的^g。
6.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，紫瞎征在于，第二環(huán)形區(qū)同心的圍繞，一環(huán)形區(qū)，并鵬三環(huán)形區(qū)同心的圍繞il滯二環(huán)形區(qū)。
7. 如權(quán)利要求6戶服的燃燒器，實(shí)瞎征在于，還包括用于樹共空氣到第二 環(huán)形區(qū)的體，以湖于麟空氣至勝三環(huán)形區(qū)的體。
8. 如權(quán)利要求6戶腿的燃燒器，其特征在于，還包括在第二環(huán)形區(qū)內(nèi)的葉20片。
9. 如權(quán)利要求6戶脫的燃燒器，其特征在于，還包括在第三環(huán)形區(qū)內(nèi)的葉片。
10. 如權(quán)利要求8戶腿的燃燒器，期寺征在于，還包括輸三環(huán)形內(nèi)區(qū)的 葉片。
11.如權(quán)利要求7戶M的燃燒器，；賺征在于，還包括用于調(diào)節(jié)itA第二環(huán)形區(qū)的空氣流的裝置，以及用于調(diào)節(jié)婦tA第三環(huán)形區(qū)的空氣流的裝置。
12. 如權(quán)利要求1所述的燃燒器，欺寺征在于，一MII與第二環(huán)形區(qū)和第 三環(huán)形區(qū)流體 。
13. 如權(quán)利要求12戶腿的燃燒器，其特征在于， 一，與軸向區(qū)流體iiil。 30
14.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，；賺征在于，軸向區(qū)與一根一次空氣管 流體魏。
15. 如權(quán)利要求1戶腿的燃燒器，；抖寺征在于， 一點(diǎn)火,于軸向區(qū)內(nèi)。
16. 如權(quán)利要求1戶腿的燃燒器，3辦征在于，還包括被軸向區(qū)同心圍繞 的一管道。
17.如權(quán)利要求16戶脫的燃燒器，欺寺征在于，該tit包括用于徑向發(fā)散一氣體到軸向區(qū)的裝置。
18. 如權(quán)利要求16所述的燃燒器，；欺寺征在于，該til包括用于縱向發(fā)散 ^體至瞎由向區(qū)的體。
19. 一種中心空，荒燃燒器，包括-io 被第一環(huán)形區(qū)同心圍繞的軸向區(qū)，其中軸向區(qū)的直徑在約9英寸與約20英寸之間，并皿一環(huán)形區(qū)的直徑在 約15英寸與30英寸之間。
20. 如權(quán)利要求19戶，的燃燒器，其特征在于，還包括同心圍繞第一環(huán)形 區(qū)的第二環(huán)形區(qū)，其中該第二環(huán)形區(qū)的直徑在約20英寸與約40英寸之間。
21.如權(quán)利要求20所述的燃燒器，其特征在于，還包括同心圍繞第二環(huán)形區(qū)的第三環(huán)形區(qū)，其中織三環(huán)形區(qū)的直徑在約22英寸與約50英寸之間。
22. 如權(quán)利要求21所述的燃燒器，其特征在于，還包括被軸向區(qū)同心圍繞 的一魏。
23. —種M^粉j^^燒器中的NOx排放的方法，包括以下步驟Hf共四區(qū)燃燒器，其中雖面的區(qū)是l綠一環(huán)形區(qū)同心圍繞的軸向區(qū)，該第一環(huán)形區(qū)又l條二環(huán)形區(qū)同心圍繞，i，涕二環(huán)形區(qū)又!條三環(huán)形區(qū)同心圍繞;為軸向區(qū)麟含有氧氣的第i體；為第一環(huán)形區(qū)^^含有i^煤的運(yùn)載氣體；為第二環(huán)形區(qū)^f共含有氧氣的第二氣體； 25 為第三環(huán)形區(qū)MI含有氧氣的第三氣體；以大于約3000ft/min的速度為燃;^器^i共該ig載氣體；以大于運(yùn)載氣體的體為燃燒器跑共織1體；以小于運(yùn)載氣體的鵬為燃燒器提共織二氣體；以大于運(yùn)載氣體的鵬為燃燒器提共織三氣體； 30 禾,第^n體脂載氣術(shù)荒的內(nèi)細(xì)然燒該流中的粉煤； 利用第二氣體和第三氣體麟部燃離載氣鵬中的粉煤； 禾,四個(gè)環(huán)形區(qū)之間的3lit梯度泡然燒器火焰內(nèi)部產(chǎn)生一回流區(qū)；以及 ffiil^M燒器火焰中回5妹燃煤和氧氣來抑制NOx的形成^it燃燒。
24. 如權(quán)利要求23戶，的方法，其特征在于，還包括在到iiit燒器火焰之 5前麟二氣體旋轉(zhuǎn)。
25. 如權(quán)利要求23戶腿的方法，其特征在于，還包括SM^t前使運(yùn)載氣 體旋轉(zhuǎn)。
26. 如權(quán)利要求23戶腿的方法，其瞎征在于，還包括M^t前j蝶三氣 體旋轉(zhuǎn)。
27.如權(quán)利要求23戶誠(chéng)的方法，其待征在于，還包括^Jt^tfH蝶"^體旋轉(zhuǎn)。
28. 如權(quán)利要求23戶腿的方法，，游征在于，第~^體含有大于21%的 氧氣。
29. 如權(quán)利要求23所述的方法，，游征在于，第二氣體含有大于21%的 15氧氣。
30. 如權(quán)利要求23戶脫的方法，；游征在于，第三氣體含有大于21%的氧氣。
31. —種^^私^^t燒器中的NOx排放的方》去，包括以下步驟 樹共具有Mm—環(huán)形區(qū)同心圍繞的軸向區(qū)的燃燒器； 為軸向區(qū)掛共含有氧氣的第"^體，其中第1體以在約5000fl/min與約10,000ft/min之間的速度離開軸向區(qū)；為第一環(huán)形區(qū)^f共含有粉煤的運(yùn)載氣體，其中運(yùn)載氣體以在約3000fl/min 與約5000fl/min之間的遞度離開第一環(huán)形區(qū)。
32. 如權(quán)利要求31戶;M的方法，，將征在于，還包括 提供具有同心圍繞該第一環(huán)形區(qū)的第二環(huán)形區(qū)和同心圍繞，二環(huán)形區(qū)的 第三環(huán)形區(qū)的燃燒器；為燃燒器鄉(xiāng)含有氧氣的第二氣體:，其中第二氣體以在約3000ft/min與約 4500Mnin之間的繊離開第二環(huán)形區(qū)；以及為燃燒器衝共含有氧氣的第三氣體:，其中第三氣體以在約5500ft/min與約 30 7500fl/min之間的，離開第三環(huán)形區(qū)。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，第一氣體以在約5500fl/min 與約7500ft/min之間的速度離開軸向區(qū)，并且運(yùn)載氣體以在約3500fl/min與約 4500fl/min之間的，離開第一環(huán)形區(qū)。
34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，第二氣體以在約3100ft/min 5 與約3900ft/min的速度離開第二環(huán)形區(qū)，并皿三氣體以在約5700fl/min與約6700fl/min之間的速度離開第三環(huán)形區(qū)。
35. 如權(quán)利要求33戶腿的方法，欺寺征在于，還包括為燃燒器火焰樹共氧 氣的步驟，其中約2(^至約40%的總氧氣由穿過軸向區(qū)的第~^#$|{共，約IO %至30%的總氧氣由穿過第二環(huán)形區(qū)的第二氣^|^，約40%至約70%的氧氣io由穿過第三環(huán)形區(qū)的第三氣^JI供。
36. 如權(quán)利要求35戶腿的方法，其待征在于，還包括在至lMii燒器火焰之 前，i蝶^體、第二氣體、第三氣體和運(yùn)載氣體中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)的步驟。
37. 如權(quán)利要求35戶脫的方法，，將征在于，還包括步驟 禾傭第^n體^M載氣艦的內(nèi)細(xì)然燒該流中的粉煤，利用第二氣體和第15三氣體/A^卜部^^載氣條中的粉煤；掛共用于^ii燒器火焰內(nèi)部產(chǎn)生一回流區(qū)的裝置；以及 :在燃燒器火焰中回 燃煤和氧氣來抑制nox的形，nistM燒。
38. 如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包擬,流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的 步驟，該流動(dòng)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)軸向區(qū)、第一環(huán)形區(qū)、第二環(huán)形區(qū)和第三環(huán)形區(qū)中20至少一個(gè)的內(nèi)部的氣^t荒動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適于商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用的新型燃燒器裝置和燃燒化石燃料的方法，其中該新型燃燒器裝置通過以供應(yīng)氧氣到燃燒器火焰中心、以致在燃燒器火焰內(nèi)部產(chǎn)生一富燃料內(nèi)燃燒區(qū)來實(shí)現(xiàn)低NO_x排放。
文檔編號(hào)F23D1/00GK101126505SQ200610136318
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者A·D·拉魯, A·N·賽瑞, D·R·羅利, H·薩弗, W·J·凱爾 申請(qǐng)人:巴布考克及威爾考克斯公司