[发明专利]氧前炉燃烧器组件

说明书

一种燃烧器组件，该燃烧器组件包括主体，该主体包括第一孔口、第二孔口、布置在第一孔口与第二孔口之间的腔体、以及与腔体流体连通的气体入口。所述组件还包括布置为终止于距主体的第一孔口第一距离处的气体喷嘴。所述组件还包括设置在主体的腔体内的燃料管和燃料喷嘴，所述燃料管布置为终止于气体喷嘴的第一通孔内，并且所述燃料喷嘴可移除地固定至燃料管，所述燃料喷嘴终止于距主体的第一孔口第二距离处，其中第一距离小于第二距离，或者第一距离基本上等于第二距离。

技术领域

本公开总体涉及燃气燃烧器，尤其涉及一种采用外部燃烧以提高燃烧器效率的前炉燃烧器组件。

背景技术

氧气-燃料燃烧是一种用氧气代替空气作为主氧化剂的燃烧燃料过程。使用氧气-燃料燃烧能降低有害的环境排放，因为不对空气氧化剂中的氮气成分加热，由此减少了氮氧化物的排放，并减少了燃料消耗。

前炉燃烧器通常用于较小的燃烧器应用(小于50000BTU)，这些燃烧器在运行期间通常难以保持冷却。此外，由于尺寸和气流的限制，传统的前炉燃烧器具有有限的调节比(例如1:3-1:4)，即，最大操作输出与最小操作输出之比。此外，前炉燃烧器通常使用预先混合的空气-燃料混合物(即，氧化剂和燃料的混合物)，这种混合物是在前炉燃烧器主体之前或之内混合的。组件内的这种预先混合的空气-燃料混合物导致不希望的结果，例如燃烧器组件内的逆火增加，操作温度提高，以及潜在地降低燃料/燃烧器效率。

发明内容

本公开总体涉及一种采用喷嘴混合氧气-燃料燃烧的前炉燃烧器组件。在本文中论述的燃烧器组件包括气体喷嘴、燃料管和燃料喷嘴，其中气体喷嘴和燃料喷嘴的布置防止第一气体与第一燃料混合，直到第一气体和第一燃料离开该组件。此外，在本文中论述的燃烧器组件与以前的前炉燃烧器相比具有更宽的调节范围。

总体来说，在一个示例中，提供了一种燃烧器组件，该燃烧器组件包括主体，该主体包括第一孔口、第二孔口、布置在第一孔口与第二孔口之间的腔体、以及与腔体流体连通的气体入口。所述组件还包括气体喷嘴，该气体喷嘴具有第一端、终止于距主体的第一孔口第一距离的第二端、以及布置在气体喷嘴的第一端与气体喷嘴的第二端之间的第一通孔，气体喷嘴的第一端可移除地固定至主体的第一孔口。所述组件还包括设置在主体的腔体内的燃料管，该燃料管具有可移除地固定至第二孔口的第一端、布置为终止于气体喷嘴的第一通孔内的第二端、以及布置在燃料管的第二端附近并布置为使燃料管与气体喷嘴的第一通孔基本上同心的定位构件。此外，所述组件包括可移除地固定至燃料管的第二端的燃料喷嘴，该燃料喷嘴终止于与主体的第一孔口相距第二距离处，其中所述第一距离小于所述第二距离。

在一个方面中，所述燃料管的定位构件包括第一支撑构件、第二支撑构件和第三支撑构件。

在一个方面中，第一支撑构件、第二支撑构件和第三构件围绕燃料管的外表面设置。

在一个方面中，第一支撑构件、第二支撑构件和第三支撑构件围绕燃料管的外表面以彼此大致成120度的间距布置。

在一个方面中，所述组件还包括第四支撑构件，其中，第一支撑构件、第二支撑构件、第三支撑构件和第四支撑构件围绕燃料管的外表面以彼此大致成90度的间距布置。

在一个方面中，所述燃料喷嘴包括燃料喷嘴主体，该燃料喷嘴主体包括第一端；第二端；靠近燃料喷嘴主体的第一端的第一主体部分，该第一主体部分具有第一外径；以及靠近燃料喷嘴主体的第二端的第二主体部分，该第二主体部分具有第二外径，其中所述第二外径小于所述第一外径。

在一个方面中，所述燃料喷嘴主体还包括布置在燃料喷嘴主体的第一端与燃料喷嘴主体的第二端之间的第二通孔，该第二通孔具有靠近燃料喷嘴主体的第一端的第一部分，所述第二通孔的第一部分具有第一内径；并且第二通孔具有靠近燃料喷嘴主体的第二端的第二部分，所述第二通孔的第二部分具有第二内径，其中所述第一内径大于所述第二内径。