具有可调节端盖的燃烧器及其操作方法技术

一种锅炉系统，包括外壳，该外壳具有在第一壁与第二壁之间延伸的大致圆柱形形状，以提供大致圆柱形的空间。火管定位在大致圆柱形外壳的底部附近，并且从圆柱形外壳的第一壁纵向延伸到火管端壁。锅炉系统还包括具有大致圆柱形外壳的燃烧器，该外壳限定了大致圆柱形的腔室和端板。燃烧器延伸到火管中，并且火管提供燃烧腔室，使用燃烧器实现空气‑燃料混合物的燃烧。燃烧器的端板是可调节的，以便调节从燃烧器外壳内延伸到火管中的火焰。

Burner with adjustable end cap and its operation method

A boiler system includes a housing having a roughly cylindrical shape extending between the first and second walls to provide roughly cylindrical space. The fire tube is located near the bottom of the approximately cylindrical shell and extends longitudinally from the first wall of the cylindrical shell to the end wall of the fire tube. The boiler system also includes a burner with a roughly cylindrical shell that defines roughly cylindrical chambers and end plates. The burner extends into the fire tube, and the fire tube provides a combustion chamber, using the burner to realize the combustion of air-fuel mixture. The end plate of the burner is adjustable to regulate the flame extending from the burner housing to the fire pipe.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调节端盖的燃烧器及其操作方法
本专利技术涉及采用燃烧过程的锅炉系统，并且更具体地，涉及用于热水和蒸汽应用的改进的燃烧器和燃烧器-锅炉系统以及相关的操作方法。
技术介绍
采用燃烧过程生成热量的锅炉系统通常用于各种环境中。火管锅炉或者锅炉炉膛通常具有燃烧腔室和多个传热管，所述燃烧腔室包围在容器或者水箱内，所述传热管穿过容器，用于传导通过通常位于锅炉前部的燃烧器燃烧空气-燃料混合物而生成的加热燃烧气体或者热燃烧气体。热燃烧气体通常从锅炉的前部传递到后部，并且返回到前部。可以使用额外的管在锅炉内提供额外的通路，以实现完全的热交换。因为锅炉炉膛可以以不同的水平运行(例如，高火、中火、低火等)，所以期望实现燃料的完全消耗(或者尽可能接近)。例如，取决于所期望的要达到的合成温度，锅炉炉膛以不同的水平运行。为了获得更高的温度(或者快速升高温度)，锅炉炉膛在高火状态下运行，这意味着大量的燃料/空气混合物被燃烧。类似地，如果期望温度更小或者更渐进的升高，则可能不需要在高火状态下运行炉膛，只要在低火状态下消耗足够量的燃料即可。本领域技术人员将认识到，越接近锅炉系统实现的完全燃料消耗，系统将越有效(并且成本越低)。此外，传统的火管锅炉系统通过调节流入燃烧器的燃料/空气量来调节燃烧量(例如火焰尺寸)并且因此调节总热传递。在某些情况下，具有通过调节燃烧器中的开口的尺寸来控制燃烧/火焰尺寸的第二方式是有益的。由于常规火管锅炉系统通过燃烧操作，因此这种系统必然生成一定量的氮氧化物(NOx)排放。为了减少NOx排放，已知将烟道气体再循环到可燃燃料/空气混合物中，以基本上回收至少一部分烟道气体。期望将烟道气体再循环与上述效率相结合(例如，改进的燃料消耗和改进的火焰控制)。鉴于与传统的火管锅炉系统相关的一个或者多个这样的限制，如果能够实现与这种锅炉系统和相关操作方法有关的改进将是有利的。
技术实现思路
本专利技术在至少一些实施例中涉及一种锅炉系统，包括：外壳，具有大致圆柱形形状，并且在第一壁与第二壁之间延伸，以提供大致圆柱形的空间；火管，定位于所述大致圆柱形外壳的底部附近，并且从所述圆柱形外壳的第一壁纵向延伸到火管端壁；燃烧器，具有大致圆柱形的外壳和端板，所述外壳限定了大致圆柱形的腔室；其中火管提供燃烧腔室，其中所述火管提供燃烧腔室，在所述燃烧腔室中使用所述燃烧器完成空气-燃料混合物的燃烧，所述燃烧器延伸到所述火管中；并且所述燃烧器的所述端板是可调节的，以便调节从所述燃烧器外壳内部延伸到所述火管中的火焰。另外，本专利技术至少在一些实施例中涉及一种与锅炉系统一起使用的燃烧器系统，所述燃烧器系统包括：燃烧器，包括燃烧器外壳，所述燃烧器外壳具有大致圆柱形形状并且从第一端壁延伸到第二端壁；所述燃烧器延伸到锅炉的火管中；其中所述燃烧器外壳的所述第二端壁是可调节的，以便调节从所述燃烧器外壳内延伸到所述锅炉火管中的火焰。在至少一些实施例中，本专利技术还涉及一种使用锅炉系统加热介质的方法，所述方法包括：通过确定燃烧器的端盖是否处于最小间隙位置来建立引燃火焰，如果燃烧器的端盖未处于最小间隙位置，则将所述端盖移动到所述最小间隙位置；通过将所述端盖移动到预定位置来提高所述锅炉系统的燃烧速率；以及使所述端盖处于所述预定位置并保持所述锅炉系统的燃烧。设想了其他实施例并且将其视为在本公开的范围内。附图说明被认为是新颖的本公开的特征在所附权利要求中具体阐述。本公开的实施例参考附图被公开，并且仅用于说明目的。本公开不将其应用限制于附图中所示的部件的构造或者布置的细节。本公开能够具有其他实施例或者能够以其他各种方式实践或者实施。相同的附图标记用于指代相同的部件。在附图中：图1A是根据本文包括的一个示例实施例的锅炉系统的示意图；图1B是根据图1A的锅炉系统的端视示意图；图2是类似于图1A的锅炉系统的锅炉系统的示意图，但是其中示出了根据本文所包括的一个示例实施例的一种可替代的燃烧器布置；图3是类似于图2的锅炉系统的锅炉系统的示意图，但是示出了根据本文所包括的一个示例实施例的一种可替代燃烧器布置，其中炉膛包括波纹侧壁；图4是类似于图3的锅炉系统的锅炉系统的示意图，但是示出了根据本文所包括的一个示例实施例的可替代“干背”系统；图5是类似于图2的锅炉系统的锅炉系统的示意图，示出了根据本文所包括的一个示例实施例的处于代表性“低火”的系统；图6A是类似于图2的锅炉系统的锅炉系统的示意图，示出了根据本文所包括的一个示例实施例的处于代表性“高火”的系统；图6B是类似于图6A的锅炉系统的锅炉系统的示意图，其具有一个额外的出口；图7是类似于图2的锅炉系统的锅炉系统的示意图，示出了根据本文所包括的一个示例实施例的具有用于调节端盖的示例性旋转致动器组件的系统；图8是类似于图2的锅炉系统的锅炉系统的示意图，，示出了根据本文所包括的一个示例实施例的具有用于调节端盖的示例性线性致动器组件的系统；图9是类似于图2的锅炉系统锅炉系统的示意图，示出了根据本文包括的一个示例实施例的具有示例性控制组件的系统；图10更详细地示出了根据本文所包括的一个示例实施例的类似于图2的锅炉系统的锅炉系统的端盖；以及图11是说明根据本文所包括的示例实施例的一个或者多个步骤的方法流程图。具体实施方式图1A示出了根据本文包括的一个示例实施例的锅炉系统(或者“锅炉”)的示意图，该锅炉系统(或者“锅炉”)总体上由附图标记10表示。参考该图，根据至少一些实施例，锅炉10采用如本实施例中所示具有大致圆柱形形状并包括圆周的外壳或者壳体12。在典型的使用情况下，锅炉外壳或者壳体12安装在合适的基座结构14上(图9)。在前端16或其附近处，锅炉10形成或者以其他方式提供有外前端壁18和相对于外前端壁在锅炉10的纵向上间隔的内前端壁20，其可以在至少一些实施例中采用管板的形式。类似地，在后端22或其附近处，锅炉10形成或者以其他方式提供有外后端壁24和内后端壁26，并且其在至少一些实施例中也可以采用管板的形式。如下面进一步描述的，壳体12与内前端壁20和内后端壁26一起形成包含待被加热的水的大体上的罐或者容器。主管或火管或者炉膛30沿锅炉10纵向(并且如图所示水平地)延伸并且通常安装在壳体12内并且通常在其底部28附近，主管或火管或者炉膛30提供燃烧腔室或者传热管32，其也用作空气/燃料混合腔室。燃烧腔室32通常由壳体结构34界定，壳体结构34在本实施例中呈具有圆周的圆柱形形状。壳体结构34从前炉膛端壁35纵向延伸，前炉膛端壁35在本实施例中是前内端壁20的一部分，并且延伸到炉膛端壁36，其中后端壁36可以在至少一些实施例中采用管板的形式。例如，如图1A所示，炉膛30，并且特别是炉膛30的壳体结构34，基本上是光滑的。然而，在进一步的实施例中，包括例如参考图3所示和所述的，炉膛30，并且特别是壳体结构34，可以是波纹状的。波纹增加了炉膛30的强度，特别是当炉膛30的长度增加时。波纹的确切特性(例如，脊的深度、单位距离的峰的数量、峰形等)可以取决于应用而变化，并且在一些实施例中，可以不会在加热的燃烧气体的强度和/或流动方面产生显著变化。在前端壁35或其附近处，火管30打开以容纳燃烧器50(图1A)，在此更详细地描述。虽然在所示的实施例中，燃烧器50用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉系统，包括：外壳，具有大致圆柱形形状，并且在第一壁与第二壁之间延伸，以提供大致圆柱形的空间；火管，定位于大致圆柱形外壳的底部附近，并且从所述圆柱形外壳的第一壁纵向延伸到火管端壁；燃烧器，具有大致圆柱形的外壳和端板，所述外壳限定了大致圆柱形的腔室；其中所述火管提供燃烧腔室，在所述燃烧腔室中使用所述燃烧器完成空气‑燃料混合物的燃烧，所述燃烧器延伸到所述火管中；并且其中所述燃烧器的所述端板是可调节的，以便调节从所述燃烧器外壳内延伸到所述火管中的火焰。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锅炉系统，包括：外壳，具有大致圆柱形形状，并且在第一壁与第二壁之间延伸，以提供大致圆柱形的空间；火管，定位于大致圆柱形外壳的底部附近，并且从所述圆柱形外壳的第一壁纵向延伸到火管端壁；燃烧器，具有大致圆柱形的外壳和端板，所述外壳限定了大致圆柱形的腔室；其中所述火管提供燃烧腔室，在所述燃烧腔室中使用所述燃烧器完成空气-燃料混合物的燃烧，所述燃烧器延伸到所述火管中；并且其中所述燃烧器的所述端板是可调节的，以便调节从所述燃烧器外壳内延伸到所述火管中的火焰。2.如权利要求1所述的锅炉系统，还包括一组管，所述一组管位于所述火管的一部分的上方并且大致横跨在所述圆柱形外壳的所述第一壁与所述第二壁之间延伸的长度。3.根据权利要求2所述的锅炉系统，还包括腔室，所述腔室在所述火管和所述一组管之间提供空间并且连接所述火管和所述一组管。4.根据权利要求3所述的锅炉系统，其中加热的燃烧气体从所述火管流过所述腔室空间，并且流过所述一组管。5.根据前述权利要求中一项或者多项所述的锅炉系统，其中所述火管的大致圆柱形外壳具有大致光滑的内表面。6.根据权利要求1-4中任一项所述的锅炉系统，其中所述火管的大致圆柱形外壳具有波纹状的内表面。7.根据前述权利要求中一项或者多项所述的锅炉系统，其中在离开所述一组管之后，一定量的烟道气体再循环到所述燃烧腔室中。8.根据前述权利要求中一项或者多项所述的锅炉系统，其中使用旋转致动器调节所述燃烧器的所述端板。9.根据权利要求1-7中任一项所述的锅炉系统，其中使用线性致动器调节所述燃烧器的所述端板。10.根据前述权利要求中任一项所述的锅炉系统，其中所述燃烧器包括至少两个用于可燃气体的出口。11.根据前述权利要求中任一项所述的锅炉系统，其中所述燃烧器具有两个可燃气体的出口。12.根据权利要求10-11中任一项所述的锅炉系统，其中第一出口包括一系列排放开口，所述一系列排放开口围绕所述燃烧器的圆周相对于彼此周向间隔布置。13.根据权利要求12所述的锅炉系统，其中所述一系列排放开口由所述燃烧器外壳的下游端、所述端板和一组排放板间隔件限定。14.根据权利要求12-13中任一项所述的锅炉系统，其中所述一系列排放开口包括四个排放开口。15.根据权利要求10-14中任一项所述的锅炉系统，其中第二出口包括穿过所述端板的一系列空气-燃料排放孔口。16.如权利要求15所述的锅炉系统，其中所述一系列空气-燃料排放孔口布置成穿过所述端板的紧密组合。17.根据权利要求1-16中任一项所述的锅炉系统，其中所述空气-燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·萨拉，S·L·惠利，M·T·萨伦丁，
申请(专利权)人：克利弗布鲁克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US