[發(fā)明專利]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的運用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310282363.4
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103528095A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿部一幾;小金澤知己;齋藤武雄;三浦圭佑
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F23R3/60
• 分類號: F23R3/60
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強(qiáng);嚴(yán)星鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及其運用方法。

背景技術(shù)

對環(huán)境保護(hù)的限制或社會要求日益增強(qiáng)，燃?xì)廨啓C(jī)也要求更高效率化、低NO_X化。

作為用于使燃?xì)廨啓C(jī)高效率化的一個方法，考慮使渦輪機(jī)入口的氣體溫度上升，但在該場合，伴隨燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中的火焰溫度上升，有可能導(dǎo)致NO_X的排出量增加。

為了降低NO_X排出量，具有采用將預(yù)先混合了燃料與空氣的混合氣體供給到燃燒器并燃燒的燃燒方式即預(yù)混合燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。

采用上述預(yù)混合燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器具備構(gòu)成燃燒嘴的預(yù)先進(jìn)行燃料與空氣的混合的預(yù)混合器、位于該預(yù)混合器的下游且使與空氣混合的燃料燃燒的燃燒室。

預(yù)混合燃燒由于火焰溫度均勻化，因此對低NO_X化有效，但當(dāng)火焰溫度上升時，引起從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃燒室到位于上游的構(gòu)成燃燒嘴的預(yù)混合器，火焰想要向外逆流的回火的可能性增加，因此對兼具NO_X排出量的抑制與耐回火性的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的要求增多。

就兼具NO_X排出量的抑制與耐回火性的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器而言，在專利文獻(xiàn)1中公開了在同軸上配置多個燃料噴嘴與多個空氣孔，向燃燒室供給燃料與空氣的多個同軸噴流并燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的技術(shù)。

專利文獻(xiàn)1所公開的將燃料與空氣的多個同軸噴流供給到燃燒室且燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器與現(xiàn)有的采用預(yù)混合燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器相比，能夠在非常短的距離快速混合燃料與空氣，因此是能兼具NO_X排出量的抑制與耐回火性的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。另外，由于耐回火性優(yōu)異，因此是也能夠應(yīng)用于根據(jù)現(xiàn)有的擴(kuò)散燃燒方式而對應(yīng)的煤氣化或焦炭爐氣體等氫氣含量較高且燃燒速度快的燃料的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。

另外，在專利文獻(xiàn)1中公開了配置從燃燒嘴中心同心圓狀地排列多列，燃料與空氣的多個同軸噴流的結(jié)構(gòu)。

另一方面，在具有多個燃燒器的燃?xì)廨啓C(jī)中，例如在位于對角的兩處設(shè)置點火栓，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器點火時，使點火栓點火并在燃燒器中產(chǎn)生火花。相鄰的燃燒器利用被稱為火焰?zhèn)鞑ス艿墓芑ハ噙B接，燃燒氣體從點火的燃燒器通過火焰?zhèn)鞑ス芟蛳噜徣紵髁鲃樱康娜紵鼽c火。這樣，能夠有效地對多個燃燒器進(jìn)行點火。在由多個燃燒嘴構(gòu)成一個燃燒器的多燃燒嘴結(jié)構(gòu)中，作為在點火時有效地使燃燒氣體在火焰?zhèn)鞑ス苤辛鲃拥慕Y(jié)構(gòu)，在專利文獻(xiàn)2中公開了使燃燒嘴與燃燒嘴的間隙的相位和火焰?zhèn)鞑ス艿南辔灰恢碌慕Y(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3960166號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-52795號公報

在利用點火栓對具備多個燃燒嘴的燃燒器進(jìn)行點火的場合，不是向全部的燃燒嘴供給燃料并進(jìn)行點火，普遍是向燃燒穩(wěn)定性好的燃燒嘴與配設(shè)在靠近火焰?zhèn)鞑ス艿牟糠值娜紵旃┙o燃料并對燃燒器進(jìn)行點火的方法。其中，將該方法稱為部分點火，相對于在全部的燃燒嘴點燃燃料的方法，該部分點火的優(yōu)點能夠以較低的燃空比點火，因此緩和燃?xì)廨啓C(jī)點火時對結(jié)構(gòu)物的熱沖擊，能夠抑制金屬嵌片溫度或渦輪機(jī)嵌片溫度的急劇上升。

但是，在專利文獻(xiàn)1所公開的同心圓狀地配置燃料與空氣的多個同軸噴流，向燃料室供給并燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，為了在燃?xì)廨啓C(jī)點火時利用火焰?zhèn)鞑ス軐Χ鄠€燃燒器點火，使燃燒氣體可靠地在火焰?zhèn)鞑ス苤辛鲃樱紤]向全部的燃燒嘴供給燃料的場合。但是，當(dāng)向全部的燃燒嘴供給燃料并燃燒時，如上所述，燃?xì)廨啓C(jī)點火時的燃空比變高，因此點火時對結(jié)構(gòu)物的熱沖擊大，金屬嵌片溫度或渦輪機(jī)嵌片溫度有可能急劇上升。

因此，考慮在火焰?zhèn)鞑ス艿母浇O(shè)置用于在該燃燒器中促進(jìn)火焰?zhèn)鞑サ幕鹧鎮(zhèn)鞑ビ玫娜紵靵磉M(jìn)行火焰?zhèn)鞑サ姆椒āＶ灰O(shè)置火焰?zhèn)鞑ビ萌紵欤湍苡行У厥乖谌紵熘行漠a(chǎn)生的燃燒氣體在火焰?zhèn)鞑ス苤辛鲃樱軌驅(qū)Χ鄠€燃燒器進(jìn)行點火。但是，通過火焰?zhèn)鞑ビ玫娜紵斓淖芳釉O(shè)置，每一個燃燒器的燃燒嘴數(shù)增加，因此存在燃料的流量控制及燃料供給系統(tǒng)的切換控制復(fù)雜化的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供具備能以適于燃?xì)廨啓C(jī)點火的燃空比對多個燃燒器點火的結(jié)構(gòu)的燃燒嘴的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。