低氧化氮(NOx)的燃料喷射器和提高的火焰稳定性制造技术

提供一用于炉子内的燃料喷射器（１０）。该燃料喷射器（１０）用来将磨成粉的燃料供应到炉子的燃烧室。燃料喷射器（１０）的结构便于有效地燃烧，同时稳定燃烧火焰。其结果，最小量的ＮＯｘ和其它不理想的副产品释放到大气中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一用于炉子的燃料喷射器。具体来说，本专利技术涉及一燃料喷射器和 一炉子，其中，磨成粉的煤或其它固体燃料用一载体气体传输并在炉子的燃烧室内 有效地燃烧，这样，减少氧化氮(N0x)的形成和与未燃烧燃料相关的其它不希望 的副产品。
技术介绍
低N0x的磨成粉的煤燃烧器由一燃料喷射器和二次空气调节控制器组成，后者 具有二次空气流过的两个或多个通道。磨成粉的煤由一种或多种气体通常是空气承 载并通过燃料喷射器进入炉子内。载体气体被认为是一次空气。然而，承载煤的一 次空气代表不大于25%的燃烧所需要的总的燃烧空气。其余的燃烧空气通过二次空 气调节进入炉子。在许多另外的情形中，某些二次空气被引导到诸如过热空气端口 的单独的分级端口，以使煤的燃烧更加有效。煤燃烧器，特别是低NOx的磨成粉的煤燃烧器，必须形成确立在燃烧器喉部内 的稳定的强火焰井。在众多的设计中这种类型燃烧器的典型问题是保持燃料喷射器 的高可靠性，同时，形成磨成粉的煤和最少产生N0x的载体(一次)空气的分布， 并使围绕燃料喷射器进入燃烧器的二次燃烧空气形成一接近零的空气动力学稳定 性图形。许多较老的设计在煤粉流中使用火焰稳定器、叶片或收集端口，意图形成优化 的分布到燃烧器内的燃料/空气之比。然而，这些结构经受零件快速地磨损、可能 的过热，以及煤在零件上焦化(不希望的形成)和结果造成寿命降低。此外，由于 零件磨损，所以零件的几何形改变并致使燃烧变劣。在典型的低N0x燃烧器中，二次空气通过两个或多个同心的通道进入燃烧器以形成一 "空气分级"效应。 一般来说，这些设计包括一内一外两个二次空气区域， 在每一区域内具有可调整的漩涡发生器。因此，在内和外区域之间独立于漩涡不能 达到空气的平衡和优化。这些设计没有在内对外的二次空气区域内优化流量和漩涡 的独立装置。低N0x燃烧器设计将燃料喷射和二次空气流控制的功能分离为基本上独立的 功能，但将两个组件集成到一个燃烧器内。来自一种类型燃烧器的燃料喷射通常不 转换到来自另一燃烧器系统的调节组件中。
技术实现思路
本专利技术通过提供一燃料喷射器解决了与现有技术的低N0x燃烧器设计有关的诸多问题，该燃料喷射器具有一不中断的通道，磨成粉的燃料和其载体气体流过所 述通道。布置多个外火焰稳定器以在燃烧器内提供优良的火焰稳定性。 一固定的叶 片旋流器和一空气控制阻尼器也布置在燃料喷射器上，以便进一步控制磨成粉的燃 料燃烧产生的火焰。本专利技术的燃料喷射器解决了上述的操作和可靠性的问题。此外，这样的燃料喷射器实际上可用于任何燃烧器的结构内圆形燃烧器结构，以及"四角"或"切线"点火型的垂直地堆叠的线性燃烧器。如本文中所采用的，术语"燃料喷射器"意图涵盖用来运输磨成粉的燃料和一 载体气体以便在一有关的炉子内燃烧的各种装置。应该认识到，术语"磨成粉的燃 料"意图涵盖诸如磨成粉的煤或诸如此类的各种类型的燃料。尽管为了方便起见使 用术语"磨成粉的煤"来描述一优选的实施例，但其也欲包括除煤之外的各种类型 的磨成粉的燃料。此外，术语"载体气体"涵盖存在于空气中的气体之外的各种气 体。然而，由于根据本专利技术的一优选实施例空气被用来运输磨成粉的煤，所以术语"一次空气"将常被用于本文中并欲包括除空气之外的各种类型的载体气体。本专利技术燃料喷射器的设计已经开发而提高了低N0x燃烧器的性能和可靠性。因 此，本专利技术设计特征适用于各种类型的低N0x燃烧器系统。根据本专利技术的一优选实施例，提供一用于一炉子中的燃料喷射器。燃料喷射器 包括一具有入口和出口端的内筒，以及一在入口和出口端之间延伸的通道， 一包括 一载体气体和燃料颗粒在内的燃料流允许流过该通道。该内筒较佳地在入口和出口 端之间没有障碍，以使载体气体和燃料颗粒可不中断地流入相关的炉子内。燃料喷 射器较佳地包括一包围内筒至少一部分的外筒，以及一介于两筒之间的外通道，二 次空气允许流过外通道。多个稳定器叶片较佳地布置在外通道内靠近内筒的出口端 。流过外通道的二次空气将冲击稳定器叶片并将帮助保持靠近内筒出口端的燃料流 的燃烧。多个轴向叶片也较佳地布置在外通道内，介于内和外筒之间。各个轴向叶 片布置在对应的一对稳定器叶片之间，并与稳定器叶片合作地发挥作用而相对于流 出出口端的燃料流形成理想的二次空气流。 一固定的叶片旋流器也较佳地布置在外 通道内，介于内和外筒之间。固定的叶片旋流器包括一结构，该结构足以冲击二次 空气并围绕稳定器和轴向叶片形成一可转动的气流。在另一优选的实施例中， 一空气控制阻尼器可布置在外通道内，介于内和外筒 之间。该空气控制阻尼器可构造和布置成控制流过固定的叶片旋流器的二次空气量稳定器和轴向叶片可附连到内筒，而固定的叶片旋流器可附连到外筒。然而， 这些特征的具体的布置只是可供选择的，且代表一个优选的实施例。空气控制阻尼器可包括一孔板和一沿轴向可移动的套筒，以允许有选择地控制 允许流过固定的叶片旋流器的空气量。在另一优选实施例中，提供一炉子系统。该炉子可包括一外壳、 一布置在外壳 内的燃烧区域，以及具有上述特征的一个或多个燃料喷射器。低N0x燃烧器设计将燃料喷射器和二次空气流控制的功能分离成基本上独立 的功能，并将两个组件集成到一个燃烧器中。取自一种类型的燃烧器系统的燃料喷 射器通常不能集成到另一燃烧器设计系统的阻尼器组件内。本专利技术是一独立的燃料喷射器，它包括其自己一体的稳定空气流的控制器和装 置。因此，本燃料喷射器可插入到各种类型的阻尼器组件内。本燃料喷射器提供改进的火焰稳定性、低N0x输出，以及较佳地控制一氧化碳和未燃烧的碳。因此，本专利技术的一个目的是提供一改进的燃料喷射器，以及可供选择地提供一 产生低N0x输出的全部的炉子。本专利技术的另一目的是提供一燃料喷射器和一可供选 择的具有提高的火焰稳定性的炉子系统。如果结合诸附图和下面优选实施例的详细的描述，则可更加容易地理解本专利技术上述和其它的目的和优点。 附图的简要说明附图说明图1是本专利技术燃料喷射器的一优选实施例的出口部分的示意的组合截面图和 前视图。图2是本专利技术燃料喷射器的一优选实施例的剖切的立体图。图3是本专利技术燃料喷射器的另一实施例的示意的截面图，其显示在一相对于一炉子的安装位置内。图4是本专利技术燃料喷射器的另一优选实施例的示意的截面图，其显示在一相对 于一炉子的安装位置内。图5是显示一四角点火燃烧器阵列的前视图，示出根据本专利技术的多个燃料喷射器。图6是本专利技术燃料喷射器的一实施例的一部分的前视立体图。 图7是处于炉子内的另一组装位置的如图6所示的燃料喷射器的实施例的前视 立体图。图8是根据本专利技术一实施例的多个燃料喷射器的示意的组合截面图和前视 图，其容纳在一炉子的四角点火阵列中。具体实施方式参照附图中的图l一8，本专利技术的燃料喷射器10显示在各种实施例和视图中。 在诸如图1和2的某些视图中，燃料喷射器10显示为孤立的。在诸如图5、 6、 7 和8的其它的视图中，燃料喷射器10显示为包括到一炉子内。本专利技术的燃料喷射器10的一优选实施例显示在图1和2中。它包括一具有一 入口端16和一出口端14的细长的内筒12。 一分段的喷嘴设计布置在出口端，那 里， 一系列凹陷或椭圆形区域18的功能是产生在出口端14处退出喷嘴的多个集中 的煤粉流。图2示出该燃料喷射器10，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一用于一炉子中的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：　　　　（ａ）一具有入口和出口端的内筒，所述内筒形成一在所述入口和出口端之间延伸的通道，一包括载体气体和燃料颗粒在内的燃料流允许流过该通道；　　　　（ｂ）一外筒，包围所述内筒的至少一部分并形成一外通道，二次空气允许流过该通道；　　　　（ｃ）多个稳定器叶片，布置在所述外通道内靠近所述内筒的所述出口端，流过外通道的二次空气冲击所述多个稳定器叶片，以使燃料流的燃烧保持在所述内筒的所述出口端的附近；　　　　（ｄ）多个轴向叶片，布置在所述外通道内，介于所述内和外筒之间，各个所述轴向叶片布置在对应的一对所述稳定器叶片之间，并与所述稳定器叶片合作地发挥作用而相对于流出所述出口端的燃料流形成一理想的二次空气流；以及　　　　（ｅ）一固定的叶片旋流器，布置在所述外通道内，介于所述内和外筒之间，所述固定的叶片旋流器具有一结构，该结构足以围绕所述多个稳定器和轴向叶片形成一可转动的二次空气流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔尔瓦茨基，
申请(专利权)人：乔尔瓦茨基，
类型：发明
国别省市：US[美国]