一种燃烧器火焰结构及氮氧化物排放的调节方法
【专利说明】一种燃烧器火焰结构及氮氧化物排放的调节方法
[0001]本发明涉及一种调节燃烧器燃料分配为主的方法及系统，尤其涉及一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物(NOx)排放的方法及系统。
【背景技术】
[0002]目前，燃烧器的火焰结构及氮氧化物(NOx)调节方法多以调节空气侧为主，燃料侧分配一般为固定分配，例如将空气分为一次风与二次风，调节某一机构使得一二次风比例发生变化;例如调节旋流盘前后位置，使得空气流道面积发生改变，通过旋流器及空气流道的风量发生改变。调节火焰结构及NOx分配的关键点在于调节空间中的燃料与空气混合过程，使得空间中的当量比与流场相匹配，其中燃料量与空气的空间分配就相当重要。以空气侧为主的调节方式调节能力相当有限，这是因为空气量往往很大，一般是燃料量的10倍，空气侧调节机构只能小幅度改变空气分配及流速，对空间中燃料分配及混合过程作用很小，因此只能在很小范围内调节空间中当量比，从而只能小幅度改变火焰结构及NOx排放。因此，需要开发一种新的调节方式，使得燃烧器能在很大范围内快速地调节火焰结构及NOx排放。
[0003]烟气再循环技术运用于燃烧器时，会带来燃烧不稳定问题，进而导致火焰脉动甚至熄火，带来很大的安全隐患问题，使用空气侧调节很难改善此类问题，需要开发新的调节方式。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的方法，包括:
[0005]步骤1:燃料从主路上通入，主路受控于燃料总量调节阀；
[0006]步骤2:将燃料分为多路，每一路受控于各自的调节机构；
[0007]步骤3:多路燃料分别通过各自的喷管通入燃烧器，形成多路燃料火焰；
[0008]所述方法进一步包括:在燃烧器运行过程中，调节燃料总量调节阀控制燃料总量，在具体某一燃料总量不变的情况下，分别调节每一路燃料上的调节机构，使得每一路燃料比例具备被大幅度调节的能力，以及使得火焰长度、直径能够被大幅度调节，和/或使得氮氧化物排放能够被大幅度调节。
[0009]其中，所述调节机构为电子比调节的执行器或者手阀；具体地，每一路上均有电子比调节的执行器或者手阀，各路燃料按照各路阻力大小进行自动分配。
[0010]其中，空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配。
[0011 ]其中，空气侧采用固定结构以配合燃料分配包括:在调节燃料分配比例时，燃烧器的其余结构均保持原有状态，不做改变;所述其余结构是指燃烧器排除燃料喷口及燃料管道的结构，所述固定结构为燃烧器本身的空气流道、旋流盘、稳焰盘或钝体等。
[0012]其中，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括:
[0013 ] (I)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配合；
[0014]和/或
[0015](2)空气流道与旋流盘均为锥形，通过旋流盘前后移动调节空气流量及流速。
[0016]其中，所述方法还包括:空气侧加入旋流盘或钝体以稳定火焰。
[0017]其中，燃料空间的喷射方向可调；具体地，燃料可沿轴向、径向或与轴向呈一定角度喷出。
[0018]本发明还提出一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统:
[0019]所述系统包括至少一燃料总量调节阀，在燃烧器运行过程中，所述燃料总量调节阀用于控制燃料总量；
[0020]所述系统包括至少两个调节机构，在燃料总量不变的情况下，所述调节机构分别调节每一路燃料上，使得每一路燃料比例具备被大幅度调节的能力，以及使得火焰长度、直径能够被大幅度调节，和/或使得氮氧化物排放能够被大幅度调节。
[0021]其中，所述调节机构为电子比调节的执行器或者手阀；具体地，每一路上均有电子比调节的执行器或者手阀，各路燃料按照各路阻力大小进行自动分配。
[0022]其中，空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配。
[0023]其中，空气侧采用固定结构以配合燃料分配包括:在调节燃料分配比例时，燃烧器的其余结构均保持原有状态，不做改变;所述其余结构是指燃烧器排除燃料喷口及燃料管道的结构;所述固定结构为燃烧器本身的空气流道、旋流盘、稳焰盘或钝体等。
[0024]其中，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括:
[0025](I)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配合；
[0026]和/或
[0027](2)空气流道与旋流盘均为锥形，通过旋流盘前后移动调节空气流量及流速。
[0028]其中，所述方法还包括:空气侧加入旋流盘或钝体以稳定火焰。
[0029]其中，燃料空间的喷射方向可调；具体地，燃料可沿轴向、径向或与轴向呈一定角度喷出。
[0030]本发明还提出一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统，所述系统包括:
[0031 ]至少一燃料主路，以及从该燃料主路分出的多个支路，每个支路的燃料能够通过各自的喷管通入燃烧器;其中:
[0032]所述燃料主路受控于燃料总量调节阀，所述燃料总量调节阀能够使得燃料总量处于某一总量不变的情况下；
[0033]所述每个支路受控于各自的调节机构，在具体某一燃料总量不变的情况下，所述调节机构能够使得每一路燃料比例具备被大幅度调节的能力，以及使得火焰长度、直径能够被大幅度调节，和/或使得氮氧化物排放能够被大幅度调节。
[0034]其中，所述调节机构为电子比调节的执行器或者手阀；具体地，每一路上均有电子比调节的执行器或者手阀，各路燃料按照各路阻力大小进行自动分配。
[0035]其中，空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配。
[0036]其中，空气侧采用固定结构以配合燃料分配包括:在调节燃料分配比例时，燃烧器的其余结构均保持原有状态，不做改变;所述其余结构是指燃烧器排除燃料喷口及燃料管道的结构;所述固定结构为燃烧器本身的空气流道、旋流盘、稳焰盘或钝体等。
[0037]其中，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括:
[0038](I)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配合；
[0039]和/或
[0040](2)空气流道与旋流盘均为锥形，通过旋流盘前后移动调节空气流量及流速。
[0041 ]其中，所述方法还包括:空气侧加入旋流盘或钝体以稳定火焰。
[0042]其中，燃料空间的喷射方向可调；具体地，燃料可沿轴向、径向或与轴向呈一定角度喷出。
[0043]通过本发明，可以在很大幅度上调节空间中的燃料分配，从而控制混合过程及当量比分配，在很大程度上能调节火焰长度、直径及NOx排放，从而克服现有的以调节空气为主的只能小幅度改变火焰结构及NOx排放的调节方法。
[0044]本专利的调节方式可与烟气再循环技术结合，大大改善烟气再循环带来的燃烧不稳定现象，使得火焰在很高的烟气再循环率下仍能稳定燃烧。
【附图说明】
[0045]图1为一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的方法流程图；
[0046]图2为一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统示意图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图对本发明做详细说明。
[0048]如图1所示为本发明的一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的方法包括如下步骤:
[0049]步骤1:燃料从主路上通入，主路受控于燃料总量调节阀；
[0050]步骤2:将燃料分为两路，每一路受控于各自的调节机构；
[0051]所述调节机构为电子比调节的执行器或者手阀。具体地，每一路上均有电子比调节的执行器或者手阀。各路燃料按照各路阻力大小进行自动分配。执行器或者手阀开度小，阻力大，流过的燃料量小;执行器或者手阀开度大，阻力小，流过的燃料量大。通过所述调节机构，能够对燃料进行调节，从而控制燃料的流量。
[0052]步骤3:两路燃料分别通过各自的喷管通入燃烧器，分别形成第一路燃料火焰与第二路燃料火焰。空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配，空气侧加入旋流盘、稳焰盘或钝体以稳定火焰。
[0053]具体地，空气侧采用固定结构以配合燃料分配包括:在调节燃料分配比例时，燃烧器的其余结构均保持原有状态，不做改变。所述固定结构可以是燃烧器本身就有的空气流道、旋流盘、稳焰盘或钝体等结构。所述其余结构是指排除燃料喷口及燃料管道的燃烧器结构。
[0054]具体地，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括:(I)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配