用於產生活塞流的低氮氧化物分級燃料噴射燃燒器的製作方法

2023-12-08 23:43:16 5

專利名稱：用於產生活塞流的低氮氧化物分級燃料噴射燃燒器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於爐的燃燒器，特別是用於具有低氮氧化物(NOx)排放的
產生活塞式流動型式的^^燃燒器。
背景技術：
用於乙烯裂解及其l虹業生產過程的爐，例如蒸汽甲驢整爐，典型地使
用禾u用燃料的燃燒器，這些燃料例如是天然氣、丙烷、氫、煉油廠廢氣及其他
具有多種發熱值的燃料氣體的組合。例如，蒸汽甲烷重整爐用於M重整烴進
料和蒸汽而產生氫和一氧化碳，並且有時候在高溫下產生二氧化碳。用於蒸汽
甲烷重整的爐可以以一些不同的結構配置。用於這種重整爐最常使用的配置之 一具有成行布置的垂直轉化爐管。爐的燃燒器可以位於爐的底板、它的頂板或 壁上。如已知的，高於要求溫度運行的轉化爐管可能造成管的壽命大幅縮短。 這又將不利地影響發電廠的經濟狀況，因為管是發電廠總成本重要的一部分， 並且更換毀壞的管需要大量的工時消耗和工作。管的過熱點可能從不符合要求 的爐的流動型式中產生，該爐的流動型式會弓胞火焰的衝擊。這在具有相對較 少行的燃燒器和加工管的緊湊結構的爐中是特別正確的，其中爐的幾何結構使 煙道氣排出系統產生煙道氣穿過加工管。當然在火焰區域之內的任何交叉都應 該避免，以保持設備壽命和發電廠可靠性。所以，建立適當的流動型式對於統 一的爐供暖和伴隨的 >加工管過熱是很關鍵的。因此，對於其中關注加工管 過熱的燃燒器設計的一個重要標準是，設置固有地產生通常稱為類似活塞流的 燃燒器。
對於燃燒器設計的另一個重要標準是低氮氧化物排放。如已知的氮氧化物
是在iAM燒過程排放的主要空氣汙染物之中。氮氧化物排放已經確定會造成環 境退化，特別是大氣質量退化，形成汙霧和酸雨。因此，各種TO機構正在強 加空氣品質標準，其限定可以排放到大氣中的氮氧化物氣體的數量。降低氮氧 化物排放的一個通常的方法題過燃料/氧化齊吩級技術，例如4頓利用許多外 部噴射和圍繞中心空氣噴射的燃料分級燃燒器。用於產生來自燃燒器的低氮氧
化物排放的其它技術是公知的。以下是一對氐氮氧化物燃燒器領嫩目關的典型
參考美國專利Nos.4,531,904 (Sato等)，4,946,382 (Kobayashi等)和5,823,764 (Albert等)和美國公開的申請2006/0040223Al (Ghani等)。在此引用的所有 參考以它們的鄉結合掛匕作為參考。
雖然戰現有技術可以適用於它們計劃的目的，然而，根據產生具剤氐氮 氧化糊防文的統一的^l似活塞流的觀點，它們還有些地方不能令人滿意。

發明內容
本發明形成了用於，類似活塞流的分級燃料燃燒器，並且特別在爐內有 用，這些爐例如是乙烯裂化器、重整爐等。分級燃燒器包括中心噴嘴和多個分 級噴嘴。中心噴嘴具有孔口，該孔口產生沿著中心縱軸弓l導的空氣的噴射。分 級噴嘴圍繞中心噴嘴，並且每個噴嘴具有產生分級噴射的至少一個孔口。每個 分級噴射包括燃料，被從噴嘴沿著相應縱軸引導，並且具有平行於中心縱軸方 向的矢量分量。平行於中心縱軸的分級噴射的矢量分量的動量總和，大約是沿 著中心縱軸中心噴射的動量的50%到150% (優^j:也是100。/。，並且最im地是 80%)。
根據本發明的另一個方面，提供了在爐內建立it^fPM^i以活塞流的方法。 所述方法要求提供包括中心噴嘴和圍繞中心噴嘴的多個分級噴嘴的分級燃燒 器。中心噴嘴具有孔口，所述孔口布置用於產生沿著中心縱軸弓i導的空氣噴射。 分級噴嘴圍繞中心噴嘴，並且^噴嘴具有至少一個孔口，所述孔口布置用於 產生分級噴射。每個分級噴射包括燃料，被沿著相應縱軸引導，並且具有平行 於中心縱軸方向的矢量分量。空氣被提供到中心噴嘴，因此中心噴嘴產生沿著 中心縱軸引導的空氣噴射。燃料被提供到每個分級噴嘴，因此每個分級噴嘴沿 著相應的縱軸產生相應的燃料分級噴射。平行於中心縱軸的分級噴射的矢量分
量的動量總和大約是沿著中心縱軸的中心噴射動量的50%到150% (優選地是
100%。並且最^1^:也是80%)。


本發明將結合下面的附圖一起被描述，其中相同的附圖標記表示同樣的元
件，並且其中
圖1是根據本發明構造的燃燒器的一個典型實施例的端視圖； 圖2是沿圖1的線2-2得到的沒有按比例的典^M燒器的剖面亂
圖3A是與圖2相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖3B是與圖3A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖3C是與圖3A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖4A是與圖2相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖4B是與圖4A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖4C是與圖4A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖5A是與圖2相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖5B是與圖5A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖5C是與圖5A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖6A是與圖2樹以的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖6B是與圖6A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖6C是與圖6A相似的根據本發明構造的燃燒器的另一個典型實施例的剖
面圖7是與圖2相似但,出根據本發明構造的燃燒器的其它典型實施例的 剖面圖8A-8D是本發明一些典M燒器的不同的典型孔口的配置和形狀的示意 圖，並且
圖9A-9I是可以與本發明燃燒器一起使用的不同形沃孔口的放大端視圖。 發明的
具體實施例方式
現在參考圖l，其中相同的新己表示同樣的部件，20描述了一個根據本發 明的分級燃料燃燒器結構的典型的實施例。這個燃燒器顯示出很好的活塞式流 動特性和低氮氧化物排放，並且通常稱作分級燃燒器。所以，燃燒器20包括通 過多個逐級分級或分級的噴嘴24圍繞的中心噴嘴22。在圖1的典型實施例中， 提供了十個這種分級噴嘴24-1到24-10。這種配置是根據本發明構造的許多可 能的燃燒器的典型示例。特別地，根據本發明構造的燃燒器可以包括圍繞中心 噴嘴的任意數量的分級噴嘴。^噴嘴可以包括單個孔口或多個孔口。此外， 孔口可以是任何糊犬和尺寸，如隨後參考圖8A-8D和9A-9I所示。在圖1和2 示出的典型實施例中，針噴嘴包括對蟲的、圓形的孔口26。齡孔口26布置 成從孔口的出口平面28沿著縱軸產生流體物流或噴射(即孔口的下遊端的平 面)。由此，中心噴嘴的孔口 26沿著燃燒器的中心縱軸產生空氣噴射，並且如 果需要則產生一些燃料和MM燒產品。空氣、燃料和/^M燒產品被從裝置(沒 有示出)提供到中心噴嘴。在圖2中，這種"中心噴射"的方向MVc表示的 箭頭示出。在這個結合點應該指出，中心噴射的方向不需要平行^M燒器的中 心縱軸，例如圖2示出的，而是可以以某一角度延伸，如圖6A-6C所示(在後 鵬述)。
根據本發明構造的燃燒器針分級噴嘴的每個 L口 26,從它相應的出口平 面^孔口的縱軸產生流體噴射(分級噴射)，其包括Jt料並且如果需要可以包 括一些空氣和/^it燒產物。燃料、空氣和ME燒產物被由裝置提供到分級噴嘴 (沒有示出)。分級噴射可以全部在相同方向上被引導(例如，平行於中心縱軸， 與中心縱軸呈匯集角度或與中心縱軸呈擴散角度)，或可以在互相不同的方向被 引導到不同方向。例如，在圖1和2的典型實施例中，噴嘴中的四個，即24-l、 24-2、 24-6和24-9的齡以向中心匯集的角度導向軸線30，所述軸線30平行 於中心噴嘴22的縱軸32，而其它六個噴嘴24-2、 24-3、 24-5、 24-7、 24-8和24-10 的每一個被導向與中心噴嘴22的縱軸32平行。在圖2中，由噴嘴24-1的孔口 產生的噴射由、表示的箭頭示出，並且它以相對於軸線30的角度e i延伸，而 噴嘴24-7的孔口產生的噴射由V7表示的箭頭示出，並且平行於縱向中心軸線 延伸。
如圖2中清楚所見的，燃燒器20的所有分級噴嘴24-1到24-10互相相對 於中心噴嘴22等距離布置。而且，分級噴嘴24-l到24-10的孔口的出口平面設
置在組成中心噴嘴22的孔口 26的出口平面28的後部。這種布置還僅僅是根據 本發明構造的燃燒器噴嘴位置的許多布置中典型的示例。因此，分級噴嘴24不 需要互相等距離間隔設置。而且，中心噴嘴孔口到分級噴嘴孔口的出口平面的 相對位置不需要類似圖2所示出的。例如，如圖4A-4C所示，所有燃燒器噴嘴 的孔口26的出口平面可以在相同平面上。可選擇地，如圖5A-5C所示，組成分 級噴嘴的孔口 26的出口平面可以設置在中心噴嘴孔口的出口平面的 。實際 上，能夠預料到不同的孔口相比其它孔口具有不同的出口平面。然而進一步地， 用於任何給定燃燒器內的分級噴嘴的數目也是設計選擇的問題，這取決於燃燒 器的應用。因此，根據本發明構造的燃燒器可以包括在中心噴嘴周圍延伸的任 意數量的複數分級噴嘴。而且進一步地，從燃燒器中心縱軸的每個分級噴嘴的 徑向距離不需要相同。相應地， 一個或更多分級噴嘴24可以有從中心縱軸32 比另一個，,觜更大或更小的徑向距離。
不考慮噴嘴/ L口的布置、數量、尺寸和方向，存在著重要的燃燒器設計參 數，該參數導致在爐的總體流動型式上的巨大改變，很像層流到湍流的轉變。 這種設計參數是分級噴射24對於中心噴射22的動量比率(在下文中有時稱為 "MR")。特別是，已經發現當燃燒器20構造成使分級噴射的動量總和幾乎等於 中心噴射的動量時，可以觀察到均勻的或類似活塞流的輪廊。最^it地，這種 比率是0.8 (即，分級噴射的動量總和是中心噴射的動量的80%)。然而，己經 確定如果比率在0.5至U1.5 (即50%到150%)的範圍之內，可以得到活塞式流 動。
再次回到圖2，由燃燒器20噴嘴22產生的中心B賁射的動量由&e表示，而 由噴嘴24-1到24-10產生的^圍繞的分級噴射動量由A ^i^，其中s 動量是分級噴射，並且i代表特定的分級噴射，例如，在圖2示出的實施例中i ="7"，因為分級噴射由組成噴嘴24-7的孔口產生。
如上所述，分級噴射不需要全部都被沿著平行於中心噴射縱軸的軸線引導。 實際上，在圖1和2中示出的典型的伏選方案中，一些分級噴射，即由噴嘴24-1 、 24_4、 24-6和24-9產生的噴射，以相對於中心噴射的縱軸向內匯集的角度延伸。 其它分級噴射，即由噴嘴24-2、 24-3、 24-5、 24-7、 24-8和24-10產生的噴射， 平行於中心噴射的縱向中心軸線延伸。因此，由根據本發明構造的燃燒器顯示 出的動量比率考慮了有角度地引導的噴射。特別是，由本發明燃燒器產生的動
量比率是被弓l導平行於中心噴射縱軸的分級噴射部件的組合動量與中心噴射的 動量的比率。眾所周知，動量是質量流量和噴射速度的乘積，並且是在速度方 向上的矢量。這裡噴射速度是指，根據從產生噴射的孔口排出時實際物流的熱
力學狀態(如ffl51鵬、壓力、組成等限定)，和通過 L口傳送噴射的孔口的面 積，例如噴射 L口26的出口平面28的面積，得出的均值或平均驗。對於分 級燃料噴射，這種速度可以容易確定，例如根據在試驗或操作時觀懂的孔口面 積和設計速度的壓力計算。對於中心噴射，速度是根據孔口面積和燃燒空氣溫 度，或通向爐的燃燒器開口和燃燒空氣與主要燃料的絕熱火焰溫度，按兩者中
較高新十算。數11±， MR艦以下公式限定
雄=^-
其中A是經識別的噴射的質量流量，v是在噴射噴出的孔口出口平面的經
識別的噴射鵬，e是中心縱軸和分級噴嘴縱軸之間的夾角，並且下標s、 c、 ！ < 分級、中心和第i個分級噴嘴的號碼，因為燃燒器包括多個分級噴射，它們 的孔口具有可以相對於中心嗍觜的中心縱軸在不同角度延伸的縱軸。
已經注意到，較小的MR比率意瞎更低的分級燃料餾分，並且燃燒器更
接近於單獨的中心噴射。火焰M中心空氣噴射控制，並由此產生舌焰。當這 種燃燒器用於典型的爐時，在由此產生的火焰和加工管或爐的壁之間的間隔將 被再循環煙道氣體充滿。微小的擾動可能導致火焰接觸到加工管。在極限情況 下，it燒器由單個點熱源代表。因為點熱源具有高速度，而相鄰火牆具有零速 度，鵬差別和由此的壓力差形成緊鄰噴射的回流區，其變成爐中大規模回流 區的起點。
隨著MR比率增加，更多燃料被分級，並且燃燒器遠離與蟲的中心噴射。 當MR比率達到大約一致時，燃料(分級)噴射和空氣(中心)噴射具有類似 的動量。組合燃料和來自燃燒器的空氣噴射具有產生活塞式流動型式並保持沿 著燃燒器軸線向前方向的最好時機。如果MR;^大，火焰類似於空心噴射並且 將向內彎曲到中心並變成短和濃密的火焰。這種火焰會弓胞燃燒器附近加工管 的過熱。
所需的火焰必須平衡在中心向前噴出的大量空氣噴射的功率和圍繞它的燃
料(分級)噴射的熱釋方爐。如先itr^啲，這種平衡以動量比率接近i的形 式表現，具有的最優比率是o.s。當火焰用於爐中沿著點火軸線以直線進行時，
最優的MR比率附近，組合的中心空氣噴射和分級噴射實現壓力平衡並且產生 火焰。當流動將趨向於改變方向並且與橫穿加工管時，在一些點上(例如由於 煙道氣體排出系統)這種動作在距燃燒器足夠的距離發生，以使爐氣溫度在它
穿過加工管時足夠低，iSra工管不存在過熱危險。在燃燒區的活塞式流動防止 在加工管上的火焰衝擊並阻止大規模高溫回流區的形成。只要燃燒完全，燃燒 氣體可以進入任何其傾向的地方而不弓l起加工管過熱。活塞式流動能夠使管不 過熱而使每立方英尺燃燒空間能夠具有較高的熱釋放強度。高溫回流區的消除 也降低了氮氧化物的排放，因為氮氧化物的形成與 鵬和保留時間成正比。更 低的^M也增力盯管和催化劑的絲，並且斷^n工管中的傲因形成。
在圖3A中，示出了根據本發明構造的可選擇的燃燒器。除了所有分級噴
嘴被弓l導成以使它們的孔口 26形成平行於中心噴嘴22的縱軸32延伸的分級噴 射之外，這種實施例類似於圖2的實施例。由此，為了簡潔，圖2和圖3實施 例的相同部件使用相同的參考標號。如圖3中可看見的燃燒器具有產生中心噴 射的中心噴嘴22，中心噴射的流動方向由Vc表示的箭頭示出，而示出的雙分 級噴嘴24-1和24-2產生各自的分級噴射由Vi和V2表示的箭頭示出。在圖3B 中示出了根據本發明構造的另一個可選擇的燃燒器。除了它的分級噴嘴被引導
成以使每個 L口在相對於軸線30以向內匯集的角度e延伸的分級噴射之外，這
1^燃燒器在結構上類似於圖3A所示的燃燒器，所述軸線30平行於中心噴嘴22 的縱軸32。圖3B中來自分級噴嘴孔口的噴射方向由Vi和V2表示的箭頭示出。 圖3B的燃燒器結構的其它細節類似於圖3A燃燒器的細節，並且因此具有相同 的參考標號，並且不在此重複。在圖3C中示出根據本發明構造的另一個可選擇 的燃燒器。除了它的分級噴嘴被引導成以使旨孔口產生相對於軸線30以向外 擴散的角度e延伸的分級噴射之外，這個燃燒驗結構上類似圖3A所示的燃燒 器，所述軸線30平行於中心噴嘴22的縱軸。圖3C中來自分級噴嘴孔口的噴射 的方向由Vi和V2，的箭頭示出。圖3C的燃燒器結構的其它細節類似於圖 3A燃燒器的細節，並且因此具有相同的參考標號，並且:W虛就比。
圖4A-4C示出了根據本發明構造的燃燒器的進一步的實施例。除了所有噴 嘴的孔口的出口平面是共面的之外，圖4A4C的實施例分別類似於圖3A-3C的
ii
實施例。由此，為了簡潔，圖4A、 4B和4C和圖3A、 3B和3C的實施例的相 同部件，分別具有相同的參考標號並且沒有進一步iMM燒器的結構細節。
圖5A-5C示出了根據本發明構造的燃燒器的進一步的實施例。除了分級噴 嘴的孔口的出口平面是共面的，並設置在中心噴嘴的孔口的出口平面的前方之 外，圖5A-5C的實施例分別對以於圖3A-3C的實施例。由此，為了簡潔，圖5A、 5B和5C和圖3A、 3B和3C的實施例的相同部件，分別具有相同的參考標號， 並且沒有進一步i^t燒器的結構細節。
圖6A-6C示出了根據本發明構造的燃燒器的進一步的實施例。除了中心噴 嘴和它的孔口相對於燃燒器中心縱軸32以某一角度延伸，以使中心噴射在如 Vc表示的箭頭所示的那個角度延伸之外，圖6A-6C的實施例分別類似於圖 4A-4C的實施例。由此，為了簡潔，圖5A、 5B和5C和圖4A、 4B和4C的實 施例的相同部件，分別具有相同的參考標號，並且沒有進一步論述燃燒器的結 構細節。
圖7仍然示出了根據本發明構造的燃燒器的進一步的實施例。除了在互相 不同的角度延伸的分級噴嘴之外，圖7對以於圖4B和4C的實施例。特別是， 單級噴嘴24-1以相對於軸線30以向內匯集的角度A延伸，所述軸線30平行於 中心噴嘴22的縱軸，而另一個分級噴嘴24-2以相對於軸線30以向外匯集的角 度92延伸，戶;M軸線30平行於中心噴嘴22的縱軸。
如前所述，組成中心噴嘴和/或任何分級噴嘴的孔口 (多個 L口)可以是任 何皿或尺寸。例如，如圖8A所示，中心噴嘴22可以具有圓 面的單獨孔 口26，並被四個分級噴嘴24-l、 24-2、 24-3和244圍繞。^分級噴嘴具有單 獨的圓形孔口 26，它的直徑基本上小於中心孔口的直徑。而且，孔口 24-1、 24-2、 24-3和244是互相等距離間隔，並且距中心孔口等距離。圖犯示出了另一種 噴嘴布置。除了中心噴嘴包括正方形孔口26之外，這種布置類似於圖8A的布 置。圖8C示出了另一種噴嘴布置。除了中心噴嘴包括六角形 L口26之外，這 種布置類似於圖8A的布置。圖8D示出了另一種噴嘴布置。除了中心噴嘴包括 長方形孔口26之外，這種布置類似於圖8A的布置。圖9A-9H示出了可被用於 本發明燃燒器的孔口的各種其它開m，例如圖9A的圓形孔口，圖9B的正方形 孔口，圖9C的六角形孔口，圖9D的矩形孔口，圖9E的多交叉槽孔口，圖9F 的十字形 L口，和圖9G的雙交叉槽 L口。圖9H示出了可以是中心噴嘴22或任何^0f有分級噴嘴24的噴嘴，其中噴嘴具有布置在噴嘴的下半部分三角形排
列的三個圓形的孔口 26。圖91示出了可以是中心噴嘴22或任何^ff有分級噴 嘴24的噴嘴，其中噴嘴具有布置在噴嘴的下半部分直線排列的兩個圓形的孔口 26。在此必須指出的是，在此示出的孔口和噴嘴僅僅是可被用於根據本發明構 造的燃燒器的種種^1^和尺寸的一對列子。
作為本領域技術人員應該理解，本發明的燃燒器用於爐中具有特殊的效用。 然而它的使用並不局限於這種應用。當用於爐時，本發明的it燒器將通過形成 類似活塞式流動的流動型式而消除高溫回流區。隨著高溫回流區的消除，可以 保持較高的點火速度。此外，使用根據本發明構造的燃燒器製成的爐的加工管 將由於更低、且均勻的環境、鵬而延長壽命。更低的 鵬也將減少煤煙形成並 且延長催化劑壽命。最後，因為氮氧化物形成與溫度成正比，消除過熱點將減 小織化娜文。
儘管本發明已經被詳細描述並且參考了其中具體的例子，但是所屬領域中 的技術人員將會認識到在不脫離本發明的精神和範圍的前提下能夠作各種變化 和艦。
權利要求
1、一種在爐中用於形成類似活塞流的分級燃料燃燒器，所述分級燃燒器包括中心噴嘴和多個分級噴嘴，所述中心噴嘴具有孔口，所述孔口用於產生沿著中心縱軸引導的包括空氣的噴射，所述分級噴嘴圍繞所述中心噴嘴，每個所述分級噴嘴具有用於產生包括燃料的分級噴射的至少一個孔口，每個所述分級噴射被沿著各自的縱軸引導，並且在平行於所述中心縱軸的方向具有矢量分量，由此平行於所述中心縱軸的所述分級噴射的所述矢量分量的動量總和，大約是沿著所述中心縱軸的中心噴射的動量的50％到150％。
2、 根據豐又利要求1的分級燃料燃燒器，其中平4亍於所述中心縱軸的所述分級噴射的所述矢量分量的所述動量g、和，大約是髓所述中心縱軸的中心噴射的動量的80%到100%。
3、 根據權利要求2的分級燃料燃燒器，其中平行於所述中心縱軸的所述分級噴射的所述矢量分量的所述動量總和，大約是^所述中心縱軸的中心噴射 的動量的80%。
4、 根據權利要求1的分級燃料燃燒器，還包括用於供應燃料至U所述分級噴 嘴的，和用於供應空氣至IBM中心嚇觜的^S。
5、 根據權利要求4的分級燃料燃燒器，還包括用於供應空氣到所述分級噴 嘴的^g，由lt浙述，噴射包括燃料和空氣。
6、 根據權利要求4的分級燃料燃燒器，其中所^)t燒器還包括用於供應燃 料到戶皿中心,觜的，。
7、 根據權利要求4的分級燃料燃燒器，其中所^)t燒器還包括用於提供燃 ^t/到戶，中心ufif的^S。
8、 根據權利要求1的分級燃料燃燒器,其中齡 L口包括各自的出口平面， 並且其中平行於所述中心縱軸的所述分級噴射的短分量的動量總和與沿著所 述中心縱軸的中心噴射的動量的比率，是以下公^a義柳匕率(MR):細=^-其中^是經識別的噴射的質量流量，v是在噴射噴出的孔口出口平面的經 識別的噴射皿，e是中心縱軸和所述分級噴嘴的各自縱軸之間的夾角，並且下 標s、 c、 ifi^條、中心和第i個鄉tfff的號碼。
9、 根據權利要求i的分級燃料燃燒器，其中所述分級噴射的所述各自縱軸 平行於所述中心縱軸延伸。
10、 根據權利要求i的分級燃料燃燒器，其中所述分級噴射的至少一個的所述縱軸相對於戶;M中心縱軸以向夕Mr散的角度延伸。
11、 根據權利要求io的分級燃料燃燒器，其中所有所述分級噴射的所述縱 軸相對於所述中心縱軸以向夕FT散的角度延伸。
12、 根據權利要求i的分級^i料燃燒器，其中所述分級噴射的至少一個的 戶，縱軸相對於所述中心縱軸以向內、匯集的角度延伸。
13、 根據權利要求io的分級燃料燃燒器，其中所有所述分級噴射的所述縱 軸相對於所述中心縱軸以向內、匯集的角度延伸。
14、 根據權利要求1的分級燃料燃燒器，其中所述分級燃燒器的所述孔口具有共同的出口平面。
15、 根據權利要求14的分級燃料燃燒器，其中所述中心噴嘴的所述 L口具有i^s^;M分^^燒器的戶;M共同出口平面前方的出口平面。
16、 根據權利要求14的分級燃料燃燒器，其中所述中心噴嘴的所述孔口具 有設置^EI5做分級燃燒器的所述共同出口平面後方的出口平面。
17、 根據權利要求14的分級燃料燃燒器，其中所述中心噴嘴的所述孔口具有與所述併及燃燒器的戶;M共同出口平面共面的出口平面。
18、 根據權利要求1的分級燃料燃燒器，其中所述分級噴嘴的所述孔口具 有相同的尺寸和微。
19、 根據權利要求1的分級燃料燃燒器，其中所述分級噴嘴的所述孔口具 有不同的尺寸稱鄉娥。
20、 一種在爐中形鵬臓鬥的類似活塞流的方法，包括(A)提供包括中心噴嘴和圍繞所述中心噴嘴的多個分級噴嘴的分級燃燒 器，所述中心噴嘴具有孔口，所述孔口設置用於產生沿著中心縱軸弓l導的包括 空氣的噴射，所述分級噴嘴圍繞所述中心噴嘴，每個所述分級噴嘴具有至少一 個孔口，並且設置用於產生包括Jt料的分級噴射，每^^所述分級噴射被沿著各 自的縱軸引導，並且在平行於所述中心縱軸方向具有矢量分量， (B) 提供包括空氣的流體至U所述中心噴嘴，由ltl^f述中心噴嘴產生髓所述中心縱軸引導的包括空氣的噴射，禾口(C) 提供包括燃料的流體至U所述分級噴嘴，由if^f述分級噴嘴產生包括燃料的沿著所述各自的縱軸的各分級噴射，由此平行於所述中心縱軸的所述分級 噴射的所述矢量分量的動量總和，大約是沿著所述中心縱軸的中心噴射的動量的50%到150%。
21、 根據權利要求20的方法，其中平行於所述中心縱軸的所述分級噴射的 所述矢量分量的所述動量總和，大約是沿著所述中心縱軸的中心噴射的動量的 80%到100%。
22、 根據權利要求21的方法，其中平行於所述中心縱軸的所述分級噴射的 所述矢量分量的所述動量總和，大約是沿著所述中心縱軸的中心噴射動量的 80%。
23、 根據權利要求20的方法，還包括供應空氣到所述分級噴嘴，由此所述條噴射包括鵬口空氣。
24、 根據權利要求20的方法，其中還包括供應燃料至l術述中心噴嘴，由此 所述中心噴射包括空氣和跳
25、 根據權利要求20的方法，還包括提供燃燒產物至lj所述中心噴嘴，由此 所述中心噴射包括空氣和燃^m
26、 根據權利要求20的方法，其中^孔口包括各自的出口平面，並且其中平行於所述中心縱軸的所述分級噴射的矢量分量的動量總和與沿著所述中心 縱軸的所述中心噴射的動量的比率，是以下公式定義的比率(MR):formula see original document page 4其中^是經識別的噴射的質量流量，V是在噴射噴出的孔口出口平面的經識另啲噴射鵬，e是中心縱軸和所述分級噴嘴的各自縱軸之間的夾角，並且下標s、 c、 H^^分級、中心和第i個微,的號碼。
全文摘要
本發明涉及一種用於產生類似活塞流和低氮氧化物排放的燃燒器。燃燒器具有中心空氣噴射和圍繞中心噴射的多個分級燃料噴射。沿平行於中心噴射的中心縱軸的各自軸線方向的分級噴射的矢量分量的動量總和與沿著所述軸線的中心噴射的動量的比率，是在0.5到1.5的範圍之內，並且最優選為0.8。
文檔編號F23D11/38GK101182922SQ20071019298
公開日2008年5月21日 申請日期2007年10月23日 優先權日2006年10月24日
發明者A·G·斯拉維科夫, M·L·喬施, X·J·李 申請人:氣體產品與化學公司