[发明专利]采用多个有孔火焰保持器的燃烧器系统以及操作方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2014年8月13日的名称为“DUPLEX INSTANTIATIONS”(双重示例)的美国临时专利申请No.62/037,104、提交于2013年9月23日的名称为“PROGRESS AND RECENT ADVANCES USING ELECTRODYNAMIC COMBUSTION CONTROL”(使用电动燃烧控制的进步和最新进展)的美国临时专利申请No.61/881,368的优先权，所述临时专利申请中的每一者在不与本文公开内容相矛盾的程度内以引用方式并入。

背景技术

工业燃烧器系统用于各种各样的行业中，以执行多种不同的任务。这些任务包括例如产生蒸汽来驱动涡轮以用于发电，用于在大型运输诸如轮船中提供动力，以及用于驱动工业过程。燃烧器系统还用于铸造厂、冶炼系统、熔炉、精炼厂、化工厂中以用于加热工作流体，为吸热反应提供动力等。

发明内容

根据实施例，提供了一种燃烧器系统，所述燃烧器系统包括多个喷嘴，所述喷嘴被定位和配置成将相应的燃料流发射到燃烧室中；以及多个火焰保持器，所述火焰保持器各自包括在其第一面和第二面之间延伸的多个孔，并且各自定位在燃烧室中，以接收来自多个喷嘴中的相应一个的燃料流。多个火焰保持器中的每个被配置成在火焰保持器中的相应一个的加热操作期间将火焰基本上保持在该火焰保持器的第一面和第二面之间。

根据实施例，燃烧室具有圆柱形形状，带有以圆形构型定位的多个热交换管，所述热交换管基本上与圆柱形形状的燃烧室同心并且围绕多个火焰保持器。根据替代实施例，热交换管被布置在各个火焰保持器之间以及周围。

根据实施例，主燃料阀被耦接到多个喷嘴中的每个并且被配置成单独地调节燃料到喷嘴中的每个的流。主阀可为具有用于每个喷嘴的单独耦接器和控制元件的单个部件，或者其可包括多个单独的阀部件，每个阀部件耦接到喷嘴中的相应一个。

根据实施例，提供了一种控制器，该控制器被配置成控制主燃料阀的操作。控制器被配置成响应于锅炉系统的检测参数控制燃料到喷嘴中的每个的流。检测参数可为例如如下中的一项或多项：燃烧器系统内的压力、流体温度、经过系统的流体体积，以及预期的热需求。

根据实施例，燃烧器系统包括流体输入室，该流体输入室与多个热交换管中的每个的第一端部流体连通并且被配置成提供工作流体到多个热交换管中的每个的流动。燃烧器系统还包括流体输出室，该流体输出室与多个热交换管中的每个的第二端部流体连通并且被配置成接收来自多个热交换管中的每个的工作流体的流动。

根据实施例，燃烧器系统还包括多个流体返回管，所述流体返回管在流体输入室和流体输出室之间延伸并且被配置成将工作流体从流体输出室传递到流体输入室。

根据实施例，提供了一种操作燃烧器系统的方法，该方法包括将燃料流从多个燃料喷嘴中的一个朝向定位在燃烧室内的多个火焰保持器中的相应一个发射。该方法还包括将火焰基本上保持在多个火焰保持器中的相应一个的每个的第一面和第二面之间以及将由火焰产生的热量传递到热接收结构。将火焰保持在多个火焰保持器中的相应一个的第一面和第二面之间包括将火焰基本上保持在多个孔内，所述孔在火焰保持器中的每个的第一面和第二面之间延伸。

根据实施例，该方法包括选择性地控制燃料到多个燃料喷嘴中的每个的流，并且可包括根据燃烧器系统中待生成的热量的量选择多个燃料喷嘴的数目，从所述燃料喷嘴发射燃料流。

根据实施例，该方法包括根据燃烧器系统的检测参数选择多个燃料喷嘴的数目，从所述燃料喷嘴发射燃料流。检测参数可为如下中的一项或多项：系统内的压力、系统内的流体温度、以及经过系统的流体体积。另外，可根据检测参数的改变速率，和/或根据检测参数与参数目标值之间的差异的大小和极性来选择发射燃料流的燃料喷嘴的数目。

附图说明

图1为根据实施例的包括有孔火焰保持器的燃烧器系统的细节的简化透视图。

图2为根据实施例的图1的燃烧器系统的简化侧面剖视图。

图3为根据实施例的处于操作的预热模式中的包括有孔火焰保持器的燃烧器的图解视图。

图4为处于操作的加热模式中的图3的燃烧器的图解视图。

图5为根据实施例的燃烧器系统的部分的透视图，该燃烧器系统包括多个燃烧器。

图6为根据实施例的采用多个有孔火焰保持器的工业燃烧器系统的简化剖面图。

图7为根据实施例的图6的系统的燃烧室部分的俯视平面图，示出了燃烧体积内的元件布置。