[發明專利]燃燒器和用于燃燒器的燃燒方法

在審

• 申請號: 201880099285.5
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN112969890A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 福阿德·賽義德;帕斯卡爾·拉羅什
• 申請（專利權）人: 法孚皮拉德公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/70
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 王博

本發明涉及一種燃燒器，旨在安裝在燃燒室中，所述燃燒器至少包括：中央噴嘴(15)，中央噴嘴配置成被供給有氧化劑和燃料；多個外周噴嘴(17)，外周噴嘴配置成被供給有氧化劑和燃料，并且每個外周噴嘴包括至少一個上游燃料噴射器(171)，以便在噴嘴(17)中預混合燃料和氧化劑；和連接到中央噴嘴(15)和/或外周噴嘴(17)的至少一個氧化劑輸入部(13a)。燃燒器的特征在于，外周噴嘴(17)中的每一個包括火焰穩定器(175)以及頂端噴射器(173)，火焰穩定器被布置在外周噴嘴(17)的旨在通向燃燒室的端部處，頂端噴射器用于將燃料噴射到外周噴嘴(17)的所述端部處。

本發明涉及一種燃燒器和用于所述燃燒器的燃燒技術。

更具體地，燃燒器是用于工業應用的預混氣體燃燒器，所述工業應用例如鍋爐、熱氣體發生器等。這種類型的燃燒器通常安裝在產生火焰的燃燒室中。

在燃燒期間，燃燒器釋放氮氧化物(在本文中稱為NO_x)，這些氮氧化物是不希望的燃燒結果，因為它們被認為是對健康和環境有害的污染物。

因此，不同的國家或州對燃燒器釋放的可接受的NO_x水平施加日益嚴格的標準和規定。

例如在“整裝鍋爐(package boiler)”的情況下，環境法規根據所釋放的NO_x的量對它們進行分類，水平被稱為：

-如果釋放的NO_x水平小于60ppm(百萬分比)，則為標準NO_x；

-如果所釋放的NO_x的水平小于30ppm，則為低NO_x；

-如果釋放的NO_x的水平小于10ppm，則為超低NO_x(例如這在加利福尼亞州、德克薩斯州、路易斯安那州、新澤西州等是要求標準)。

應當注意，“整裝”鍋爐例如是尺寸充分減小的工業鍋爐，使得其運輸(通常使用標準卡車)和安裝更容易。結果，這種類型的鍋爐具有燃燒室，該燃燒室的容積和/或直徑小于傳統鍋爐的容積和/或直徑。

然而，燃燒室的減小的尺寸使得難以獲得產生較低量的氮氧化物的穩定的火焰。

因此，申請人能夠看出，在這種類型的應用中，燃燒方法中形成的NO_x的量尤其取決于如下所述并在圖1中示出的物理單元。

圖1a、圖1b、圖2a和圖2b是裝配到燃燒室3或3’的燃燒器1的非常示意性的縱向或橫向截面圖。

燃燒器1具有中央噴嘴5和圍繞噴嘴5以大致圓形布置放置的多個外周噴嘴7。此外，燃燒器1具有表觀直徑(apparent diameter)和外周噴射直徑

燃燒器的表觀直徑是燃燒器的火焰或燃燒室3中的火焰實際占據的直徑(這幾乎是通過火焰所看到的操作橫截面)。

外周噴射直徑是兩個相對的外周噴嘴7之間的距離，即，穿過中央噴嘴5的中間的連接兩個外周噴嘴7的中心的直線。

燃燒室3具有等效直徑等效直徑是燃燒器1產生的能量可以在其中擴散的操作直徑(這是在燃燒方法中燃燒室的操作表面積)。

因此，當燃燒器1運行時，其產生表示為P_B的總功率，總功率P_B是由中央噴嘴5產生的所謂的中央功率P_C和由外周噴嘴7產生的所謂的外周功率P_P。

因此，燃燒器1的特征可以包括至少以下物理單元：

-容積負載C_v(以kW/m³或kJ/s/m³表示)，容積負載是由燃燒器1每時間單位在燃燒室3的容積V上提供的能量的量，即C_v＝P_B/V；