[發(fā)明專利]采用多個有孔火焰保持器的燃燒器系統(tǒng)以及操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480049145.9
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN105531540B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 約瑟夫·科蘭尼諾;道格拉斯·W·卡爾科夫;克里斯多佛·A·威克洛夫
• 申請（專利權）人: 克利爾賽恩燃燒公司
• 主分類號: F23D11/02
• 分類號: F23D11/02;F23D11/36
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司11262
• 代理人: 李慧慧,鄭霞

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求提交于2014年8月13日的名稱為“DUPLEX INSTANTIATIONS”(雙重示例)的美國臨時專利申請No.62/037,104、提交于2013年9月23日的名稱為“PROGRESS AND RECENT ADVANCES USING ELECTRODYNAMIC COMBUSTION CONTROL”(使用電動燃燒控制的進步和最新進展)的美國臨時專利申請No.61/881,368的優(yōu)先權，所述臨時專利申請中的每一者在不與本文公開內容相矛盾的程度內以引用方式并入。

背景技術

工業(yè)燃燒器系統(tǒng)用于各種各樣的行業(yè)中，以執(zhí)行多種不同的任務。這些任務包括例如產(chǎn)生蒸汽來驅動渦輪以用于發(fā)電，用于在大型運輸諸如輪船中提供動力，以及用于驅動工業(yè)過程。燃燒器系統(tǒng)還用于鑄造廠、冶煉系統(tǒng)、熔爐、精煉廠、化工廠中以用于加熱工作流體，為吸熱反應提供動力等。

發(fā)明內容

根據(jù)實施例，提供了一種燃燒器系統(tǒng)，所述燃燒器系統(tǒng)包括多個噴嘴，所述噴嘴被定位和配置成將相應的燃料流發(fā)射到燃燒室中；以及多個火焰保持器，所述火焰保持器各自包括在其第一面和第二面之間延伸的多個孔，并且各自定位在燃燒室中，以接收來自多個噴嘴中的相應一個的燃料流。多個火焰保持器中的每個被配置成在火焰保持器中的相應一個的加熱操作期間將火焰基本上保持在該火焰保持器的第一面和第二面之間。

根據(jù)實施例，燃燒室具有圓柱形形狀，帶有以圓形構型定位的多個熱交換管，所述熱交換管基本上與圓柱形形狀的燃燒室同心并且圍繞多個火焰保持器。根據(jù)替代實施例，熱交換管被布置在各個火焰保持器之間以及周圍。

根據(jù)實施例，主燃料閥被耦接到多個噴嘴中的每個并且被配置成單獨地調節(jié)燃料到噴嘴中的每個的流。主閥可為具有用于每個噴嘴的單獨耦接器和控制元件的單個部件，或者其可包括多個單獨的閥部件，每個閥部件耦接到噴嘴中的相應一個。

根據(jù)實施例，提供了一種控制器，該控制器被配置成控制主燃料閥的操作。控制器被配置成響應于鍋爐系統(tǒng)的檢測參數(shù)控制燃料到噴嘴中的每個的流。檢測參數(shù)可為例如如下中的一項或多項：燃燒器系統(tǒng)內的壓力、流體溫度、經(jīng)過系統(tǒng)的流體體積，以及預期的熱需求。

根據(jù)實施例，燃燒器系統(tǒng)包括流體輸入室，該流體輸入室與多個熱交換管中的每個的第一端部流體連通并且被配置成提供工作流體到多個熱交換管中的每個的流動。燃燒器系統(tǒng)還包括流體輸出室，該流體輸出室與多個熱交換管中的每個的第二端部流體連通并且被配置成接收來自多個熱交換管中的每個的工作流體的流動。

根據(jù)實施例，燃燒器系統(tǒng)還包括多個流體返回管，所述流體返回管在流體輸入室和流體輸出室之間延伸并且被配置成將工作流體從流體輸出室傳遞到流體輸入室。

根據(jù)實施例，提供了一種操作燃燒器系統(tǒng)的方法，該方法包括將燃料流從多個燃料噴嘴中的一個朝向定位在燃燒室內的多個火焰保持器中的相應一個發(fā)射。該方法還包括將火焰基本上保持在多個火焰保持器中的相應一個的每個的第一面和第二面之間以及將由火焰產(chǎn)生的熱量傳遞到熱接收結構。將火焰保持在多個火焰保持器中的相應一個的第一面和第二面之間包括將火焰基本上保持在多個孔內，所述孔在火焰保持器中的每個的第一面和第二面之間延伸。

根據(jù)實施例，該方法包括選擇性地控制燃料到多個燃料噴嘴中的每個的流，并且可包括根據(jù)燃燒器系統(tǒng)中待生成的熱量的量選擇多個燃料噴嘴的數(shù)目，從所述燃料噴嘴發(fā)射燃料流。

根據(jù)實施例，該方法包括根據(jù)燃燒器系統(tǒng)的檢測參數(shù)選擇多個燃料噴嘴的數(shù)目，從所述燃料噴嘴發(fā)射燃料流。檢測參數(shù)可為如下中的一項或多項：系統(tǒng)內的壓力、系統(tǒng)內的流體溫度、以及經(jīng)過系統(tǒng)的流體體積。另外，可根據(jù)檢測參數(shù)的改變速率，和/或根據(jù)檢測參數(shù)與參數(shù)目標值之間的差異的大小和極性來選擇發(fā)射燃料流的燃料噴嘴的數(shù)目。

附圖說明

圖1為根據(jù)實施例的包括有孔火焰保持器的燃燒器系統(tǒng)的細節(jié)的簡化透視圖。

圖2為根據(jù)實施例的圖1的燃燒器系統(tǒng)的簡化側面剖視圖。

圖3為根據(jù)實施例的處于操作的預熱模式中的包括有孔火焰保持器的燃燒器的圖解視圖。

圖4為處于操作的加熱模式中的圖3的燃燒器的圖解視圖。

圖5為根據(jù)實施例的燃燒器系統(tǒng)的部分的透視圖，該燃燒器系統(tǒng)包括多個燃燒器。

圖6為根據(jù)實施例的采用多個有孔火焰保持器的工業(yè)燃燒器系統(tǒng)的簡化剖面圖。

圖7為根據(jù)實施例的圖6的系統(tǒng)的燃燒室部分的俯視平面圖，示出了燃燒體積內的元件布置。