专利名称：灵活性增强的燃烧器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灵活性增强的燃烧器组件，特别是涉及这样的双燃料燃烧器和/ 或进行分级燃烧的燃烧器。
背景技术：
众所周知的做法是使用燃烧器、特别是进行分级燃烧的燃烧器来加热炉例如熔炉 中的装料。燃烧器的定期维护对其正常运转十分重要。燃烧器的维护通常包括检查喷射器或 燃料棒的状态、它们的清洁或它们的更换。这样的维护通常需要在维护程序期间使燃烧器停止工作。对于配设有单个燃烧器的炉，使燃烧器停止工作意味着停止炉的加热。对于配设有数个燃烧器的炉，理论上可以设想通过相应增大该炉的其它燃烧器的 功率来补偿由于为了进行维护而使燃烧器之一停止工作所造成的功率损失。但是，这样的 程序造成在该燃烧器停止工作时炉的热分布(热廓型，profil thermique)发生变化。很明显，控制工业炉内的温度范围对该炉的性能和出自该炉的产品品质是重要 的。前述的结果在于，由于燃烧器的维护使其停止工作，所以维护工业炉的一个或多 个燃烧器的操作对炉的性能和/或产品品质具有暂时的负面影响。此外，该一个或多个燃 烧器的维护对于炉的安全及其长期生产率来说是重要的。因此，需要至少能够限制在对工业炉内的燃烧器进行维护时该燃烧器的停机时 间。工业炉的操作员必须面对的另一个重要问题是燃料例如天然气的价格不稳定。因此，工业炉的操作员希望能够签订断续的燃料供应合同。这使得燃料成本较低； 但另一方面，销售商可临时停止供应。客户被提前通知停止供应，并且双方协商合同使得告 知时间越短，经协商的燃料成本就越低。工业炉的操作员继而必须能够改变燃料类型，例如在很短的时间内将天然气转换 为液态燃料。将燃料从第一燃料转换为第二燃料通常需要更换燃料喷射器并因此通常需要使 燃烧器停止工作。在冷反应物的情况下该操作可能耗费数小时，而在经预热的反应物的情 况下该操作可能延长到数天。基于以上关于燃烧器的维护所述的原因，需要能够限制工业炉内的燃烧器在进行 这样的从一种燃料至另一种燃料的变换时的停机时间。
发明内容
本发明提出一种燃烧器组件，其可以在不必使燃烧器停止工作并且甚至不必降低 燃烧器的功率的情况下对燃料棒进行维护。
本发明还提出这样的一种燃烧器组件，其允许在不必使燃烧器停止工作并且甚至 不必降低燃烧器的功率的情况下从第一燃料转换至第二燃料或转换至数种燃料的组合且 反之亦然。本发明更具体地涉及一种燃烧器组件，其包括 燃烧器单元， 称为第一燃料棒的η个燃料棒或燃料喷射器，其中η > 1，·氧化剂供应装置，以及 第一燃料供应装置。根据本发明，燃烧器单元具有入口面和出口面、在入口面与出口面之间的至少一 个氧化剂通道以及在入口面与出口面之间的至少一个燃料棒通道。所述燃烧器单元是这样 的可以经所述至少一个燃料棒通道将m个燃料棒同时安装在燃烧器单元内，其中m> 1。每个第一燃料棒均能够被安装在燃料棒通道内或燃料棒通道中的一个内，并且能 够经由燃烧器单元的入口面从所述燃料棒通道被移去。对于所述棒的维护，特别重要的是 能够插入和移去棒而不会由此损坏棒、燃烧器单元以及特别是燃料棒通道。氧化剂供应装置能够将氧化剂流从氧化剂源输送到燃烧器单元，以便经所述至少 一个氧化剂通道将氧化剂流喷射到位于出口面下游的燃烧区内。类似地，第一燃料供应装置能够将第一燃料流从第一燃料源输送到燃烧器单元， 以便经一个或多个燃料棒通道将第一燃料流喷射到燃烧区内。该第一燃料供应装置包括第 一供应管线、第一流量计、第一分配器和η个将第一分配器与η个第一燃料棒连接的第一柔 性管线。第一供应管线更具体地能够将第一燃料流从第一燃料源输送到第一分配器。第一 流量计能够调节第一燃料流的从第一燃料源至第一分配器的流量，并且第一分配器能够将 第一燃料流分为在η个第一柔性管线上的η股次流。柔性管线更容易将燃料棒插入燃料棒通道内并从所述通道移去燃料棒。根据本发明的燃烧器组件的特征特别在于，第一燃料供应装置包括一个或多个 阀，所述一个或多个阀可以逐一关闭或开启η个第一柔性管线，从而当η个第一柔性管线中 的Χ个第一柔性管线被所述一个或多个阀关闭时，其中1 < χ彡η-1，第一分配器将第一燃 料流分入η-χ个开启的第一柔性管线，以便通过与所述第一开启的柔性管线连接的一个或 多个第一燃料棒将第一燃料流喷射到燃烧区内。根据本发明的燃烧器组件因此可以在其第一燃料棒中的一个或必要时数个的维 护期间保持燃烧器组件工作并且不必降低由所述燃烧器组件供应到燃烧区的功率水平。这 样，大幅降低了第一燃料棒的维护对炉内热分布并因此对炉的生产率和/或源自该炉的产 品品质的影响。显然，当被所述一个或多个阀关闭的第一柔性管线的数目χ等于η-1时，全部第一 燃料流被送入由第一分配器保持开启的唯一的第一柔性管线。当所有第一柔性管线关闭 时，没有第一燃料流被喷射到燃烧区内。每个第一柔性管线均可例如配设有可以开启和关闭该柔性管线的阀。第一燃料供 应装置也可包括可以选择性地关闭和开启一个或多个第一柔性管线的阀。该燃烧器组件可包括中央控制单元，该中央控制单元用于通过第一燃料供应装置 的阀和/或用于该阀或这些阀的手动操作的装置来开启和关闭第一柔性管路。
在本文中，认为当不允许燃料流经过柔性管线时该柔性管线是关闭的，而当允许 燃料流经过柔性管线时该柔性管线是开启的。第一燃料特别是可为气态燃料(例如天然气)或液态燃料(例如燃油)。根据一个实施例，燃烧器单元中的第一燃料棒的数目η等于燃料棒通道的数目m。根据一可选实施例，第一燃料棒的数目η等于燃料棒通道的数目m加1。因此，对于在正常工作中借助m个第一燃料棒将第一燃料喷射到燃烧区内的燃烧 器组件而言，此实施例使得当通过关闭相应的第一柔性管线而使第一燃料棒之一停止工作 以便对其进行维护时，可以在燃烧器单元内使用第m+1个第一燃料棒更换进行维护的棒并 开启对应于该第m+1个棒的第一柔性管线，以便能够在第一燃料棒之一的维护期间操作具 有m个第一燃料棒的整个燃烧器。这样，再次更明显地降低或甚至消除第一燃料棒的维护 对炉内热分布并因此对炉的生产率和/或出自该炉的产品品质的影响。还可以提供一种称为储备源的燃料源，其借助储备燃料供应装置与储备燃料棒连 结，从而对于在正常工作中借助m个第一燃料棒将第一燃料喷射到燃烧区内的燃烧器组件 而言，当通过关闭相应的第一柔性管线使m个第一燃料棒之一停止工作以便对其进行维护 时，能够在燃烧器单元内使用该储备燃料棒更换进行维护的第一燃料棒，并因此能够在第 一燃料棒之一的维护期间操作具有m-1个第一燃料棒和储备燃料棒的燃烧器组件。对于包 括数目很大的燃烧器组件的炉或其它工业设备，特别推荐这样的操作模式。储备燃料也可以是气态或液态燃料。储备燃料有利地是液态燃料，特别是因为这 样的燃料易于存储和输送。储备燃料可与第一燃料类型(气态、液态等)相同或不同。储备燃料的组分可与 第一燃料的组分匹配或不同。本发明还涉及一种如上所述的燃烧器组件，并且其还包括· ρ个第二燃料棒，其中ρ > 1，以及·第二燃料供应装置。每个所述第二燃料棒均能够被安装在燃料棒通道内或燃料棒通道的一个内，并且 可以经由入口面从所述燃料棒通道被移去，如上面已对第一燃料棒所述的。第二燃料装置能够将第二燃料流从第二燃料源输送到燃烧器单元，以便经一个或 多个燃料通道将第二燃料流喷射到燃烧区内。第二燃料供应装置包括第二供应管线、第二 流量计、第二分配器和P个将第二分配器与P个第二燃料棒连接的第二柔性管线。第二供应管线能够将第二燃料流从第二燃料源输送到第二分配器。第二流量计能 够调节从第二燃料源到第二分配器的第二燃料的流量。第二分配器能够将第二燃料流分成 在P个第二柔性管线上的P股次流。根据本发明的此实施例，第二燃料供应装置包括一个或多个阀，所述阀可以逐一 关闭和开启P个第二柔性管线，从而当P个第二柔性管线中的1个被所述一个或多个阀关 闭时，其中1彡y彡P-1，第二分配器将第二燃料流分开到p-y个开启的第二柔性管线上，以 便通过与所述第二开启的柔性管线连接的一个或多个第二燃料棒将第二燃料流喷射到燃 烧区内。每个第二柔性管线均可例如配设有可以开启和关闭该柔性管线的阀。第二燃料供 应装置也可包括可以选择性地关闭和开启一个或多个第二柔性管线的阀。
燃烧器组件可以包括中央控制单元，该中央控制单元用于通过第二燃料供应装置 的一个或多个阀和/或用于该阀或这些阀的手动操作的装置来开启和关闭第二柔性管线。第二燃料特别是可为气态燃料或液态燃料。第二燃料可与第一燃料类型(气态、液态等)相同，但在实践中最普遍地是第二燃 料与第一燃料属于不同类型。当使用储备燃料时，该储备燃料也可以是气态或液态燃料。储备燃料有利地是液 态燃料，例如燃油，特别是因为这样的燃料易于存储和输送。第一燃料棒的数目η可等于第二燃料棒的数目ρ。第二燃料棒的数目ρ可等于燃烧器单元的燃料棒通道的数目m。如上面已参考第一燃料棒所述的，第二燃料棒的数目ρ可等于燃料棒通道的数目 m加I0已发现包括2个燃料通道(m = 2)的燃烧器组件对于许多应用、尤其是熔炉特别 实用。根据本发明的燃烧器组件可用于空气燃烧，但是对于氧燃烧应用特别有用。本发 明因此特别涉及这样一种燃烧器组件其中氧化剂源是氧含量至少为80% (体积百分比)、 优选至少90% (体积百分比)的氧化剂源。根据本发明的燃烧器组件对于分级燃烧特别有利。燃料的分级燃烧方法包括将燃料完全燃烧所需的氧化剂的量分为在与喷射到燃 烧区内的一股或多股燃料流相距不同的距离处进入燃烧区的至少两股氧化剂流。因此，至 少一股第一氧化剂流很靠近或连同一股或多股燃料流一起被喷射。通过最靠近或随同一股 或多股燃料流一起被喷射的该股或这些股被喷射的氧化剂流而喷射的氧化剂称为主氧化 剂。特别地，其允许燃料在受控温度下部分燃烧，这限制了例如NOx的形成。氧化剂流或另 一氧化剂流在比主氧化剂与燃料相距更大的距离处被喷射到燃烧区内。这样喷射的氧化剂 可以实现未与主氧化剂进行反应的燃料的燃烧。通过该股或这些股后述的流喷射的氧化剂 称为副氧化剂。文献WO 02/081967描述了一种方法，该方法可以采用这种分级燃烧方法。氧化剂 被分成三股不同的流，这些流在与燃料的喷射点相距不同距离处并以不同的速度被喷射。 因此，第一氧化剂射流在燃料射流的中心处被高速喷射。然后，第二氧化剂射流在与燃料射 流相距第一距离处以较低速度被喷射。最后，第三氧化剂射流在与燃料射流相距第二距离 处被喷射，该第二距离大于所述第一距离。本发明因此还涉及这样一种燃烧器组件其中氧化剂供应装置能够将数股氧化 剂流从氧化剂源输送到燃烧器单元，以便经至少一个氧化剂通道将氧化剂流喷射到燃烧区 内，所述氧化剂流中的至少一股为经位于与燃料棒通道相距距离ds(ds > 0)处的氧化剂通 道喷射到燃烧区内的副氧化剂流，并且所述氧化剂流中的至少一股为经燃料棒通道或燃料 棒通道中的一个或者经位于与燃料棒通道相距距离dp处的氧化剂通道被喷射到燃烧区内 的主氧化剂流，其中0 < dp < ds。根据一个可以使燃烧区内的火焰尽可能稳定的实施例，氧化剂流中的至少一股为 经围绕一个或多个燃料棒的燃料棒通道或燃料棒通道中的一个喷射的主氧化剂流。公知的做法是在高温下、即至少100°C的温度或甚至数百度的温度下使用氧化剂，以便提高燃烧的能量效率。发明人已在申请EP-A-1995543中特别提出可以充分加热氧的热交换器。热氧化剂的传送需要使用特定装置，通常为固定装置，它们不适合进行上述频繁 的维护操作。根据本发明的一个用于分级燃烧的实施例，氧化剂供应装置包括用于在燃烧器单 元上游将至少一股副氧化剂流加热到至少100°c的温度的装置，所述氧化剂供应装置不包 括用于加热至少一股主氧化剂流的装置。经氧化剂棒通道或氧化剂棒通道中的一个或者经 位于与燃料棒通道相距距离dp处的一个或多个氧化剂通道喷射到燃烧区内的所述主氧化 剂因此在燃烧器单元的入口处未被加热或预热到100°c或以上的温度。在本文中，术语“加热”和“预热”可以互换地使用。优选地，副氧化剂在燃烧器单元的入口处被预热至介于100°C与650°C之间、优选 地介于100°C与600°C之间并且更优选地介于350°C与550°C之间的温度。此实施例可以通过采用预热的氧化剂作为副氧化剂来提高能量效率，同时通过采 用未预热的氧化剂作为主氧化剂来保持根据本发明的燃烧器的增强的灵活性，特别是关于 燃料棒的维护和/或从第一燃料转换至第二燃料或数种燃料的组合。对于具有使用经预热的氧化剂所固有的能量平衡的优点的系统，未预热的主氧化 剂仅提供了燃料完全燃烧所需的全部氧化剂的很小一部分。该部分通常小于全部氧化剂的 10%。有利地，该部分的范围介于确保燃料完全燃烧所需的全部氧化剂的1.5%与7%之 间。应理解，使用热氧化剂的优点基本上不受该很小一部分未预热的氧化剂影响。由于未加热或非加热(预热)，应理解，(主)氧化剂处于在将其引导到炉的路径 上占主导的主要环境温度条件下。在经过炉的耐火壁时，该氧化剂的温度必然升高。非加 热(预热)的氧化剂的温度优选地是环境温度并且必须不超过一百摄氏度，不过炉附近的 温度大大高于与炉相距一定距离处的大气的温度。主氧化剂和副氧化剂可具有相同或不同的组分。当主氧化剂和副氧化剂具有同一 种组分时，它们可由同一个氧化剂源、例如用于从空气分离气体的单元提供，副氧化剂在燃 烧器单元上游经过用于预热所述副氧化剂的装置，例如特别是热交换器，而主氧化剂不经 过任何用于在燃烧器单元上游将其预热的装置。燃烧器单元可由单一砖组成。燃烧器单元也可以有利地由一组数块砖、通常为耐 火砖组成。当燃烧器单元由数块砖组成时，所述砖可被隔开，特别是当燃烧器组件被安装在 炉壁内时。使用由数块砖组成的燃烧器单元特别是允许被更加隔开的燃烧分级，也就是说 在与燃料喷射处相距更大的距离处喷射至少一股副氧化剂射流。由数块砖组成的燃烧器单 元也可允许不同燃料射流的被更加隔开的喷射。如上面已经指出的，本发明特别是涉及这样一种燃烧器组件其中燃烧器单元被 安装在炉壁内，在出口面下游的燃烧区位于炉内部。本发明还涉及一种包括这样的燃烧器 组件的炉。本发明还涉及使用一个或多个这些燃烧器组件在燃烧区内且特别是在炉内部的 这样的燃烧区内执行氧化剂和燃料的燃烧，以及借助根据本发明的燃烧器组件或炉的任何 燃烧方法。
本发明特别涉及使用一个或多个燃烧器组件在燃烧区内执行分级燃烧并且特别 是使用一股或多股未加热的主氧化剂流和一股或多股经加热的副氧化剂流执行分级燃烧。
本发明的优点从以下参考图1至图6作为示例给出的详细描述更清楚地呈现，附 图中·图1是根据本发明的分级燃烧的燃烧器组件的燃料供应装置和氧化剂供应装置 的操作的示意图， 图2和图3是根据本发明的分级燃烧的燃烧器组件的一个实施例的燃料供应装 置和氧化剂供应装置的操作的示意图，其中第一燃料的储备棒在第一燃料棒的维护程序之 前及期间与第一分配器连接，·图4是根据本发明的分级燃烧的燃烧器组件的一个实施例的燃料供应装置和氧 化剂供应装置的操作的示意图，其中储备棒与储备燃料源连接， 图5和图6是根据本发明的分级燃烧的燃烧器组件的一个实施例的燃料供应装 置和氧化剂供应装置在从第一燃料变换为第二燃料期间及之后的操作的示意图。
具体实施例方式在图1中，第一燃料供应装置的第一供应管线100将第一燃料源(未示出)与第一 分配器101连接。从第一燃料源至第一分配器的第一燃料的流量由第一流量计(未示出) 调节。第一分配器101通过两个第一柔性管线120和121与两个第一燃料棒110和111 连接(n = 2)。两个第一燃料棒110和111中的每一个均在该单元的入口面与出口面503之间的 燃料棒通道500、501内部(m = 2)。第一燃料供应装置还包括两个阀130和131，从而可以单独关闭和开启第一柔性 管线120和121。第二燃料供应装置的第二供应管线200将第二燃料源(未示出)与第二分配器 201连接。第二供应装置包括用于调节从第二燃料源到第二分配器的第二燃料的流量的第 二流量计(未示出)。第二供应装置还包括两个第二柔性管线220和221，以便将第二分配 器与两个第二燃料棒(未示出)(P =幻连接，每个第二柔性管线均可以由阀230和231开 启和关闭。氧化剂供应装置包括副氧化剂供应管线504，副氧化剂供应管线504用于将副氧 化剂输送到分别位于与燃料通道110、111相距距离ds处的两个副氧化剂通道506、507。氧化剂供应装置还包括主氧化剂供应系统。在图中所示的实施例中，主氧化剂供 应系统包括主氧化剂供应管线508和主氧化剂分配器509。主氧化剂分配器509通过管道 510、511与燃料通道500和501连接。主氧化剂经燃料通道500和501内的燃料棒110和 111周围的环形区域喷射到燃烧区512内(dp = 0)。这样喷射到燃料棒周围的主氧化剂通 常称为“包覆氧化剂(oxydant de gainage) ”。两个阀530和531可以开启和关闭两个主 氧化剂管道510和511。
为了改变燃料类型或执行m个主燃料棒之一的维护(该情形中m = 2)，同时保持 燃烧器燃烧并将其保持在恒定功率，必须执行以下步骤(a)关闭与目标第一燃料棒110(111)对应的第一柔性管线120(121)。通过关闭 阀130(131)实现该关闭。全部第一燃料流例如天然气流则自动转向仍然开启的m-1 (该情 形中= ι)个第一柔性管线121 (120)，并因此转向对应的m-1个第一燃料棒131 (130)。 燃料器的功率保持不变。(b)停止目标第一燃料棒120(121)周围的包覆氧化剂流，以便可以通过借助阀 530(531)关闭主氧化剂管道510(511)而从燃料棒通道500 (501)移去该棒。全部包覆氧 化剂流则转向容纳仍然工作的m-1个燃料棒121 (120)(此情形中m-1 = 1)的燃料通道 501(500)。(c)移去停止工作的第一燃料棒并可选地执行必要的维护。在纯维护操作的情况下，在维护或更换所述第一燃料棒之后，执行相反的程序将 停止工作的第一燃料棒110(111)重新插入其燃料棒通道500 (501)；通过借助阀530 (531) 开启主氧化剂管道510(511)而重新开启该燃料棒通道500(501)内的该第一燃料棒 110(111)周围的包覆氧化剂流，并借助阀130(131)开启与该第一燃料棒110(111)对应的 第一柔性管线120(121)。全部第一燃料流则自动重新分配到m(该情形中m =》个第一柔 性管线121和120并因此分配到m个第一燃料棒131和130。按照此例，燃烧器组件在第一燃料棒之一的维护期间使用m-1个第一燃料棒工 作。燃烧器的功率在维护程序期间可以保持恒定并且大幅地限制了对炉的生产率和/或出 自该炉的产品品质的影响。图2所示的燃烧器组件可以进一步限制维护程序或更换燃料棒对炉的生产率和/ 或对出自该炉的产品品质的影响，特别是在操作员希望或被迫执行长期维护的情况下。根据图2的燃烧器组件的第一燃料供应装置包括一第m+1个第一燃料棒112、与第 一分配器101连接的一第m+1个第一柔性管线122以及可以开启和关闭所述第m+1个第一 柔性管线122(该情形中ml = 3)的一第m+1个阀132。在维护程序之前，第一柔性管线122是关闭的且第一燃料棒112停止工作。在例如第一燃料棒110的维护期间，操作员可在以上步骤(C)之后(d)用同一燃料的、之前已与所述燃料的第一分配器101连接的棒112更换第一燃 料棒110，(e)通过借助阀530开启主氧化剂管道510而重新开启燃料棒通道500内的、此时 在第一燃料棒112周围的包覆氧化剂流，以及(f)借助阀132开启与该第一燃料棒112对应的第一柔性管线122。如图3所示，全部第一燃料流则被自动重新分配到m(该情形中m=》个第一柔 性管线122和121并因此被自动重新分配到m个第一燃料棒132和131。然后可在燃烧器 组件以额定流量工作的同时执行棒110的维护。图4示出根据本发明的燃烧器组件的另一实施例。如果操作员希望或被迫执行例如第一燃料棒110的长期维护，则操作员可在以上 步骤(c)之后(g)使用与储备燃料源(未示出)例如燃油源连接的储备燃料棒310更换第一燃料棒110。储备燃料棒310是特别地设计成用于喷射所述储备燃料的棒，(h)通过借助阀530开启主氧化剂管道510而重新开启燃料棒通道500内的、此时 在储备燃料棒310周围的包覆氧化剂流，以及(i)借助阀330开启与储备燃料棒连接的储备柔性管线320，并调节流向储备燃料 棒310的储备燃料的流量和流向与开启的m-1个第一柔性管线121 (此情形中m_l = 1)连 接的m-1个第一燃料棒111的第一燃料的流量，以便实现所期望的燃烧器组件功率。在燃油或其它液态燃料作为储备燃料的特定情况下，每个燃油棒310还由雾化流 体供应。因此还必须设置用于该雾化流体的柔性管线420，柔性管线420具有与其相关联的 阀430。操作员在开启燃油阀330之前开启阀430，此情况下燃油为储备燃料。为了实现标 称功率，操作员手动或通过可编程控制器减小燃料1的功率同时将燃料2的功率一直增大 到燃烧器功率的一半，始终与雾化流体的流量范围设定点一致。如图4所示，燃烧器组件然后在将第一燃料流以及储备燃料流喷射到燃烧区内的 混合流量下工作。然后可在燃烧器组件在对炉的生产率和/或对出自该炉的产品品质的影 响最小的混合流量下工作的同时执行对棒110的维护。在图1所示的实施例中，为了使用第二燃料彻底替换第一燃料，如图5和图6所 示，需要采用与使用P个第二燃料棒(此情形中111 = 更换m个第一燃料棒(此情形中m =2)相类似的方式。在以上步骤(C)之后，操作员(j)使用与第二燃料的第二分配器201连接的第二燃料棒210更换第一燃料棒 110，(k)通过借助阀530开启主氧化剂管道510而重新开启燃料棒通道500内的、此时 在第二燃料棒210周围的包覆氧化剂流，以及(1)借助阀230开启与该第二燃料棒210对应的第二柔性管线220，同时调节流向 与第一和第二开启的柔性管线121和220连接的燃料棒111和210的第一和第二燃料的流 量，从而实现所期望的燃烧器组件功率。燃烧器组件然后在将第一燃料流以及第二燃料流喷射到燃烧区内的混合流量下 工作(图5)。然后重复步骤(j)至⑴以使用第二燃料棒121更换m-1 (此情形中m-1 = 1)个 其它第一燃料棒111，从而实现燃烧器组件仅使用一股第二燃料流(图6)并在期望的功率 下工作。因此，根据本发明的燃烧器组件可以从第一燃料转换到第二燃料，并且甚至转换 到两种燃料的混合流，而不必使燃烧器组件停止工作和不必减小燃烧器组件的功率，并且 对炉的生产率和/或对出自该炉的产品品质的影响最小。以上对液态燃料棒的说明显然适用于所有液态燃料棒，其可以是第一燃料棒、第 二燃料棒或储备燃料棒。
权利要求
1. 一种燃烧器组件，包括 燃烧器单元，该燃烧器单元具有入口面和出口面(50 、在所述入口面与所述出口面 之间的至少一个氧化剂通道(506，507)和在所述入口面与所述出口面之间的至少一个燃 料棒通道(500，501)，所述燃烧器单元是这样的能够经所述至少一个燃料棒通道(500， 501)将m个燃料棒同时安装在所述燃烧器单元中，其中m> 1， η个第一燃料棒(110，111)，其中η > 1，每个第一燃料棒(110，111)均能够被安装在 所述燃料棒通道(500，501)内或在所述燃料棒通道(500，501)中的一个内，并且能够经由 所述燃烧器单元的所述入口面从所述燃料棒通道(500，501)被移去， 氧化剂供应装置，该氧化剂供应装置能够将氧化剂流从氧化剂源输送到所述燃烧器 单元，以便经所述至少一个氧化剂通道(506，507)将所述氧化剂流喷射到位于所述出口面 (503)下游的燃烧区内， 第一燃料供应装置，该第一燃料供应装置能够将第一燃料流从第一燃料源输送到 所述燃烧器单元，以便经一个或多个所述燃料通道(500，501)将所述第一燃料流喷射到 所述燃烧区内，所述第一燃料供应装置包括第一供应管线(100)、第一流量计、第一分配器 (101)和η个将所述第一分配器与所述η个第一燃料棒(110，111)连接的第一柔性管线 (120，121)，1.所述第一供应管线能够将所述第一燃料流从所述第一燃料源输送到所述第一分配器， .所述第一流量计能够调节从所述第一燃料源到所述第一分配器的所述第一燃料流 的流量，iii.所述第一分配器能够将所述第一燃料流分为所述η个第一柔性管线上的η股次流，其特征在于 所述第一燃料供应装置包括一个或多个阀(130，131)，所述阀(130，131)可以逐一关 闭或开启所述η个第一柔性管线，从而当所述η个第一柔性管线中的χ个被所述一个或多 个阀关闭时，其中1 彡η-1，所述第一分配器将所述第一燃料流分开到η-χ个开启的第 一柔性管线内，以便通过与所述开启的第一柔性管线连接的所述一个或多个第一燃料棒将 所述第一燃料流喷射到所述燃烧区内。
2.如权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，η= m0
3.如权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，η= m+1。
4.如权利要求1至3中任一项所述的燃烧器组件，还包括 P个第二燃料棒010，211)，其中？>1，每个第二燃料棒能够被安装在所述燃料棒通 道(500，501)内或所述燃料棒通道(500，501)中的一个内，并且能够经由所述入口面从所 述燃料棒通道被移去， 第二燃料供应装置，该第二燃料供应装置能够将第二燃料流从第二燃料源输送到所 述燃烧器单元，以便经一个或多个所述燃料棒通道(500，501)将所述第二燃料流喷射到所 述燃烧区(512)内，所述第二燃料供应装置包括第二供应管线000)、第二流量计、第二分 配器O01)和ρ个将所述第二分配器与所述ρ个第二燃料棒连接的第二柔性管线(220， 221)，i.所述第二供应管线能够将所述第二燃料流从所述第二燃料源输送到所述第二分配器，ii.所述第二流量计能够调节从所述第二燃料源至所述第二分配器的所述第二燃料流 的流量，iii.所述第二分配器能够将所述第二燃料流分为所述P个第二柔性管线上的P股次流，其特征在于 所述第二燃料供应装置包括一个或多个阀030，231)，所述阀(230，231)可以逐一关 闭和开启所述P个第二柔性管线，从而当所述P个第二柔性管线中的y个被所述一个或多 个阀关闭时，其中1 < y彡P-I，所述第二分配器将所述第二燃料流分开到P_y个开启的第 二柔性管线上，以便通过与所述开启的第二柔性管线连接的一个或多个所述第二燃料棒将 所述第二燃料流喷射到所述燃烧区内。
5.如权利要求4所述的燃烧器组件，其特征在于，η= Po
6.如权利要求4或5所述的燃烧器组件，其特征在于，ρ= m。
7.如权利要求4或5所述的燃烧器组件，其特征在于，ρ= m+1。
8.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器组件，其特征在于，m= 2。
9.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器组件，其特征在于，所述氧化剂源是氧含量 至少为80% vol、优选地至少90% vol的氧化剂源。
10.用于分级燃烧的如前述权利要求中任一项所述的燃烧器组件，其中，所述氧化剂供 应装置能够将数股氧化剂流从氧化剂源输送到所述燃烧器单元，以便将所述氧化剂流喷射 到所述燃烧区(512)内 所述氧化剂流中的至少一股是经位于与所述燃料棒通道(500，501)相距距离ds > 0 处的氧化剂通道(506，507)被喷射到所述燃烧区内的副氧化剂流，和 所述氧化剂流中的至少一股是-经所述燃料棒通道(500，501)或所述燃料棒通道(500，501)中的一个，或 -经位于与所述燃料棒通道相距距离dp处的氧化剂通道，其中 dp < ds被喷射到所述燃烧区内的主氧化剂流。
11.如权利要求12所述的燃烧器组件，其特征在于，所述氧化剂流中的至少一股是经 所述燃料棒通道(500，501)或所述燃料棒通道(500，501)中的一个并围绕一个或多个所述 燃料棒(500，501)喷射的主氧化剂流。
12.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器组件，其特征在于，所述燃烧器单元是数个 耐火砖的组件。
13.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器组件，其特征在于，所述燃烧器单元被安装 在炉壁内，在所述出口面(503)下游的所述燃烧区(512)位于所述炉内部。
14.一种包括如权利要求13所述的燃烧器组件的炉。
15.一种借助如权利要求1至13中任一项所述的燃烧器组件或借助如权利要求14所 述的炉的燃烧方法。
全文摘要
本发明涉及一种灵活性增强的燃烧器组件，该燃烧器组件包括多个燃料棒，所述燃料棒可被安装在燃料棒通道内并且可从燃料棒通道被移去，并且通过柔性管线与燃料供应装置连接，其中每个柔性管线均可被单独开启和关闭。
文档编号C03B5/235GK102083758SQ200980125977
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月2日
发明者B·格朗德, F·瓦格曼斯, G·康斯坦丁, J·比恩, M·阿米拉特, O·杜克斯沙姆普斯, R·齐阿瓦 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司