一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统，包括：至少一燃料主路，以及从该燃料主路分出的多个支路；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；至少两个调节机构。通过本实用新型，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。
【专利说明】
一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种调节燃烧器燃料分配为主的系统，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案。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本实用新型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:
[0005]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；
[0006]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。
[0007]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。
[0008]其中，空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配。
[0009]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。
[0010]其中，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括:
[0011 ] (I)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配合；
[0012]和/或
[0013](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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]本实用新型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:
[0017]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:
[0018]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；
[0019]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。
[0020]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。
[0021 ]其中，空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配。
[0022]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。
[0023]其中，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括:
[0024](I)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配合；
[0025]和/或
[0026](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。
[0027]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。
[0028]通过本实用新型，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。
[0029]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】
[0030]图1为本实用新型的调节装置示意图。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合附图对本实用新型做详细说明。
[0032]图1为本实用新型的调节装置示意图。所述调节装置包括至少一个燃料
[0033]调节阀，所述燃料总量调节阀安装于主路上。从该主路分出两个支路，所述支路上分别安装有调节机构，在图中为第一燃料调节阀和第二燃料调节阀。
[0034]图1所示的为本实用新型的一种实施例，在该实施例中，仅对两路燃料的调节装置作了说明。在实际操作中，燃料可以分为3路、4路或者更多路。因此支路可以为多个，在每个支路上均安装有燃料调节阀。
[0035]本专利的有益效果是，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。使用上述调节方法进行实验，结果表明，调节第一路与第二路燃料比例可以使得火焰长度缩短50%，火焰直径增加20%，氮氧化物排放降低50%。
[0036]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。使用上述调节方法进行实验，结果表明，在某一路燃料比例过高时均不利于火焰稳定，存在合适的第一路与第二路燃料比例，使得火焰在高烟气再循环率下保持稳定燃烧。
[0037]采用本实用新型所揭示的装置，本实用新型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:
[0038]步骤1:燃料从主路上通入，主路受控于燃料总量调节阀；
[0039]步骤2:将燃料分为两路，每一路受控于各自的调节机构；
[0040]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。
[0041]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。
[0042]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。
[0043]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合;和/或(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。
[0044]进一步地，在燃烧器运行过程中，调节燃料总量调节阀控制燃料总量，在燃料总量不变的情况下，分别调节燃料两路上的调节机构，使得第一路和第二路燃料比例得到大幅度调节，使得第一路和第二路燃料比例可在0%-100%之间变化，使得火焰长度、直径及氮氧化物(NOx)排放得到大幅度调节。
[0045]在上述实施例中，对两路燃料的调节方法进行了说明。在实际操作中，燃料可以分为3路、4路或者更多路。虽然燃料路数不同，本实用新型的调节方法均可适用。当燃料为多路时，每路燃料量根据火焰及低氮氧化物(NOx)要求可在0-100%变化，使得各路燃料总和达到100 %。
[0046]在另一些实施方式中，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，以达到控制空间当量比分布的效果。
[0047]在另一些实施方式中，对空气侧也使用调节方法，以对空气进行分配。具体地，燃料分配会改变空间中的燃料分配，需要调节空气流速来改变混合状态;燃料分配同时会改变燃烧的压力，进而改变风量，从而需要调节空气风门开度以调节进风量。
[0048]虽然通过实施例描述了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。
【主权项】
1.一种调节燃烧器火焰结构和/或氮氧化物排放的系统，其特征在于，所述系统包括: 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;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； 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； 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。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，空气侧采用固定结构或微调结构以配合燃料分配。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，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。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，空气侧采用微调结构以配合燃料分配包括: (1)调节空气执行器风门开度，使得风量与燃料量相配合； 和/或 (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。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。
【文档编号】F23N1/02GK205535932SQ201620081459
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】宋少鹏, 金大建, 刘险峰, 冯复兴
【申请人】北京泷涛环境科技有限公司