專(zhuān)利名稱(chēng)：燃燒低揮發(fā)分燃料的燃爐裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒煤粉的燃爐裝置和方法，特別涉及到用于大型拱型燃燒單元和燃燒低揮發(fā)分燃料的裝置和方法。
多年來(lái)，已開(kāi)發(fā)了很多種用來(lái)處理和燃燒粉狀燃料的燃燒器和爐子的設(shè)計(jì)。在一個(gè)典型的燃煤爐子中，懸浮在一次風(fēng)中的燃料從磨煤機(jī)或磨粉機(jī)中輸進(jìn)煤粉燃燒器或噴咀中，且二次風(fēng)提供足夠的氧以支持燃燒。在用高能電弧點(diǎn)火器或小的油或氣體的傳統(tǒng)槍式點(diǎn)火器開(kāi)始點(diǎn)火后，后進(jìn)入的煤由先進(jìn)入的煤粉燃燒而產(chǎn)生的熱氣體的一部分回流進(jìn)入到后噴入的燃料流中而被點(diǎn)燃。
低揮發(fā)分燃料，例如無(wú)煙煤、無(wú)煙煤泥渣和石油焦炭具有比其它燃料的揮發(fā)分的三分之一還少的揮發(fā)分物質(zhì)，且它們要有更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)點(diǎn)燃且要更長(zhǎng)的時(shí)間才能完全燃燒或接近完全燃燒。上述的自維持方法，由于相對(duì)大量的燃料仍沒(méi)有被燃燒掉，而成為一種無(wú)效的燃燒低揮發(fā)分燃料的方法，除非采用拱形裝置。在拱型裝置中，這種自維持火焰由進(jìn)入爐子的煤下降燃燒且引入二次風(fēng)進(jìn)一步使之下降而得到。這種過(guò)程能通過(guò)采用傳統(tǒng)的旋流燃燒器用少量懸浮空氣將燃料送入爐中而得到強(qiáng)化。
為了增加在拱型燃燒爐中燃盡的低揮發(fā)分燃料的百分比，拱的長(zhǎng)度應(yīng)使燃料能有更長(zhǎng)的燃燒時(shí)間而加長(zhǎng)。但對(duì)拱的長(zhǎng)度有物理和經(jīng)濟(jì)上的限制。當(dāng)受到這些限制時(shí)，就要采用多個(gè)拱，但將多個(gè)拱襯入爐中，由于每個(gè)拱均要有燃料和空氣輸入口以及用傳統(tǒng)的點(diǎn)火器進(jìn)行初始點(diǎn)火，會(huì)大大提高建筑和運(yùn)行爐子的費(fèi)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種超過(guò)現(xiàn)行設(shè)計(jì)提高燃燒效率的為燃燒低揮發(fā)分燃料的新的和改進(jìn)的燃爐裝置和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能減少有多個(gè)燃燒器的大型爐子的運(yùn)行費(fèi)用的新的和改進(jìn)的燃爐裝置和方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是在不損害其性能的條件下，提供一種新的和改進(jìn)的能提高爐子燃燒能力的裝置和方法。
為實(shí)現(xiàn)這些和其它目的，本發(fā)明的燃爐裝置和方法中包括各有一排一次燃燒器和二次燃燒器;一次燃燒器以燃料直接向下輸送方式在靠近燃燒室頂部裝設(shè);二次燃燒器位于一次燃燒器下方調(diào)整成能吸入一部分一次燃燒器的燃料流燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物。二次風(fēng)由一對(duì)空氣室來(lái)供給，用來(lái)支持每個(gè)燃燒器噴出的燃料的燃燒;中排燃燒器，與空氣室在一起，可位于一次和二次燃燒器排的中間以產(chǎn)生更長(zhǎng)的燃燒時(shí)間。
以上簡(jiǎn)述以及本發(fā)明的進(jìn)一步目的、特征及優(yōu)點(diǎn)參照以下本發(fā)明下面的詳細(xì)描述將更加清楚，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所示實(shí)施例作說(shuō)明。其中

圖1表示本發(fā)明燃燒裝置截面剖視圖;和圖2表示本發(fā)明另一實(shí)施例的截面剖視圖。
參照附圖，標(biāo)號(hào)10表示一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)爐子。爐子具有爐罩11，它由底墻12和12a、對(duì)側(cè)墻14和14a、前后墻(未示出)和拱頂墻16和16a形成一個(gè)連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。盡管圖中未表示，但應(yīng)明白墻12、12a、14、14a、16和16a(及未示出的)包括有適當(dāng)?shù)慕^熱材料。
如圖1所示的爐子10的左半部分與右半部分所示的所有結(jié)構(gòu)鏡相對(duì)稱(chēng)，因此對(duì)左半部不作詳細(xì)描述。
爐子爐罩11的側(cè)墻14由一個(gè)下部的垂直段18從底墻12向上延伸，在底墻12上面的中間水平空間處，從段18處上部延伸出一向上向內(nèi)收縮段20，從收縮段20向上延伸的向外傾斜段22及從向外傾斜段22到拱頂墻16的向上延伸的上部垂直段24組成。
爐罩11的底墻12和12a不相接，而是由從前墻到后墻的整個(gè)長(zhǎng)度延伸的開(kāi)口25分開(kāi)。從開(kāi)口25的周邊向下延伸出兩個(gè)垂直的彼此隔開(kāi)的墻26和26a，它們形成一個(gè)到灰坑(未示出)的通道。同樣，兩個(gè)拱頂墻16和16a彼此隔開(kāi)形成一個(gè)從前墻到后墻在整個(gè)長(zhǎng)度上延伸的開(kāi)口27。從開(kāi)口27的周邊向上延伸出兩個(gè)垂直的且彼此隔開(kāi)的墻28和28a，它們形成進(jìn)入上部爐子的通道(未示出)。
燃燒室30位于爐罩11內(nèi)且由兩個(gè)底墻32和32a、前后墻(未示出)和兩側(cè)墻34和34a一起形成一個(gè)連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。側(cè)墻34由從底墻32向上向外傾斜延伸段36，從向外傾斜段36向上垂直延伸段38，從垂直段38向上向內(nèi)傾斜延伸段40及從向內(nèi)傾斜段40向上延伸且與墻28成一個(gè)封閉空間的垂直段42形成。
確定燃燒室30的墻32、32a、34、34a及前后墻用鍋爐管道形成，穿過(guò)這些管道的熱交換液體以傳統(tǒng)方式進(jìn)行循環(huán)。
如附圖所示，底墻32和32a的上端部空間分開(kāi)以形成開(kāi)口33，該開(kāi)口與開(kāi)口25對(duì)準(zhǔn)以助于形成通向灰坑(未示出)的通道。
一系列導(dǎo)管44穿過(guò)貫穿拱頂墻16和側(cè)墻段40而形成的調(diào)準(zhǔn)的開(kāi)口來(lái)延伸。主燃燒器46裝在導(dǎo)管44中并被調(diào)準(zhǔn)以輸送懸浮在通常稱(chēng)為一次風(fēng)的空氣上的燃料，通常以向下的方向進(jìn)入燃燒室30的主燃燒區(qū)Z1。燃燒器46是一種最佳類(lèi)型，它在燃料被輸進(jìn)燃燒室30之前排放掉一部分懸浮燃料的一次風(fēng)，通過(guò)減少主燃燒區(qū)Z1中的一次風(fēng)量改善燃料的燃燒。旋流燃燒器就是這樣一種燃燒器。出于描述的方便，盡管圖中未示出，但應(yīng)明白可使用各種能夠提供在短時(shí)間內(nèi)點(diǎn)燃主燃燒器46中輸出燃料顆粒的點(diǎn)火能量的常規(guī)裝置。
空氣送氣室48位于側(cè)墻段38和24，拱頂墻16，后墻(未示出)之間，由在沿墻24和墻42間且平行于它們的方向延伸著墻50，及從墻24到墻38延伸的斜墻52來(lái)限定。一對(duì)隔墻54和56將送氣室48分成三個(gè)分室48a、48b和48c?？諝廨斎牍?8穿過(guò)側(cè)墻段24延伸且與送氣室48連接以從外部源(未示出)到送氣室輸送通常稱(chēng)之為二次風(fēng)的空氣。多孔空氣分配板60蓋住側(cè)墻38上的開(kāi)口38a，將來(lái)自送氣室48和開(kāi)口38a的帶壓空氣輸進(jìn)燃燒室30的主燃燒區(qū)Z1以支持從主燃燒器46中放出的燃料的燃燒。
空氣調(diào)節(jié)擋板62在分氣室48a、48b和48c中各裝一個(gè)以控制通過(guò)分氣室的二次風(fēng)量。調(diào)節(jié)檔板62要適當(dāng)?shù)匮b在分氣室48a、48b和48c上，使其對(duì)應(yīng)外部控制動(dòng)作繞其中心軸作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)以變換送氣室的有效開(kāi)度，因而控制了穿過(guò)送氣室的二次風(fēng)量。由于這些空氣調(diào)節(jié)板62采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)它們將不作任何更詳細(xì)地說(shuō)明。
從主燃燒器46中放出的燃料燃燒引起的火焰和燃燒氣體的流型如附圖中的箭頭所述。由于主燃燒器46中放出的燃料和空氣的動(dòng)量，火焰開(kāi)始以向下的方向進(jìn)入主燃燒區(qū)Z1，如流動(dòng)箭頭A所示。由于對(duì)流的自然力和來(lái)自分配板60的燃燒支持空氣的沖力，火焰、熱燃燒氣體和各種未燃燒完的物質(zhì)轉(zhuǎn)向并向上流動(dòng)基本上如箭頭B所示。大部分燃燒氣體繼續(xù)由此向上且上升到爐子的上部區(qū)域，如流動(dòng)箭頭C所示，在那里它們的熱能可被用于生產(chǎn)。然而，一部分燃燒氣體和未燃盡的燃料進(jìn)入到主燃燒器46排出的燃料和空氣噴射流中，如流動(dòng)箭頭D所示。被吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃主燃燒器46排放的燃料，因而能使主燃燒器46射入的燃料和吸入的未燃盡燃料產(chǎn)生燃燒，而減少在系統(tǒng)初始啟動(dòng)點(diǎn)火后從點(diǎn)火裝置附加點(diǎn)火能量的需要。
至此，我們大致了解了所描述的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明，一系列導(dǎo)管64穿過(guò)側(cè)墻段22和38上形成的校準(zhǔn)的通孔而延伸。次燃燒器66裝在導(dǎo)管64內(nèi)且與之校準(zhǔn)以輸送懸浮在空中的燃料，最好以向下的方向進(jìn)入在主燃燒區(qū)Z1下方的在燃燒室30中延伸的次燃燒區(qū)Z2。燃燒器66也是最佳類(lèi)型的，如旋流燃燒器，在燃料被輸入燃燒室30前排放掉部分懸浮燃料的一次風(fēng)。應(yīng)該知道，次燃燒器66可以是固定的，或可調(diào)節(jié)的，以引導(dǎo)需要有從主燃燒區(qū)Z1吸入燃燒氣體和未燃盡的燃料，如流動(dòng)箭頭E所示流動(dòng)的燃料位置。這些吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃從次燃燒器66排出的燃料而不必要裝與次燃燒器裝在一起的點(diǎn)火裝置了。
兩個(gè)斜墻68和70沿墻段18和36延伸且與段18和36及前后墻(未示出)構(gòu)成送氣室72。一對(duì)隔板74和76將送氣室72分成三個(gè)分室72a、72b和72c。空氣輸入口78穿過(guò)側(cè)墻段18延伸且與送氣室72相連以分配從外部源(未示出)到空氣室的二次風(fēng)。多孔空氣分配板80蓋在側(cè)墻段36上開(kāi)口36a上以輸送來(lái)自送氣室72和開(kāi)口36a的帶壓空氣進(jìn)入燃燒室30的次燃燒區(qū)Z2來(lái)維持從次燃燒器66排出的燃料的燃燒。
空氣擋板82分別裝在分氣室72a、72b和72c中來(lái)控制通過(guò)分氣室的二次風(fēng)量。檔板82適當(dāng)?shù)匮b在分氣室72a、72b和72c中以對(duì)應(yīng)外部控制(未示出)的動(dòng)作繞其中心軸作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)改變送氣室的有效開(kāi)度，從而控制了穿過(guò)送氣室的二次風(fēng)的流量。由于這些調(diào)整板82采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)它們將不作任何更詳細(xì)的描述。
在這個(gè)最佳實(shí)施例中，從次燃燒器66中放出的燃料進(jìn)入燃燒室30的次燃燒區(qū)Z2中燃燒產(chǎn)生包括火焰、燃燒氣體和未燃盡燃料的形態(tài)，如流動(dòng)箭頭F和G所示。由于次燃燒器66放出的燃料和空氣的動(dòng)量，火焰在開(kāi)始時(shí)向下方，如流動(dòng)箭頭F所示，由于對(duì)流的自然力和來(lái)自燃燒支持空氣分配板80的空氣沖力使由燃燒氣體和未燃盡燃料形成的火焰轉(zhuǎn)向，向上流動(dòng)，基本上如流動(dòng)箭頭G所示。大部分燃燒氣體繼續(xù)向上上升到爐子的上部區(qū)域，如流動(dòng)箭頭C所示，但是部分燃燒氣體和未燃盡燃料進(jìn)入主燃燒器46排出的燃料和空氣射流中，如流動(dòng)箭頭D所示。
在運(yùn)行中，懸浮在空氣中的燃料，通過(guò)主燃燒器46進(jìn)入燃燒室30的主燃燒區(qū)Z1中。開(kāi)始這些燃料要用裝置、如高能拱點(diǎn)火器或小的油或氣體傳統(tǒng)槍點(diǎn)火器(未示出)來(lái)點(diǎn)燃。產(chǎn)生火焰和燃燒氣體，由于燃料流的動(dòng)量而向下運(yùn)動(dòng)，如流動(dòng)箭頭A所示。燃燒支持風(fēng)從空氣室48穿過(guò)側(cè)墻段38上的開(kāi)口38a和分配板60被輸進(jìn)主燃燒區(qū)Z1。燃燒支持風(fēng)通過(guò)控制空氣擋板62以適應(yīng)低揮發(fā)分燃料的緩慢燃燒。
在這點(diǎn)上，燃燒產(chǎn)物的路徑靠二次風(fēng)和次燃燒器66是否被點(diǎn)燃來(lái)定。如果次燃燒器66不點(diǎn)火，本發(fā)明的爐子10與已有技術(shù)的爐子一樣運(yùn)行。特別是，由于對(duì)流的自然力和來(lái)自分配板60的燃燒支持風(fēng)的沖擊，從主燃燒區(qū)Z1來(lái)的火焰、燃燒氣體和任何未燃盡的燃料開(kāi)始轉(zhuǎn)向向上流動(dòng)，如流動(dòng)箭頭B所示。大部分燃燒氣體繼續(xù)沿向上的方向升到爐子上部區(qū)域，如流動(dòng)箭頭C所示。在那，它們的熱量能被用于生產(chǎn)。部分燃燒氣體和未燃盡燃料進(jìn)入主燃燒器66噴出的燃料和空氣流中，如流動(dòng)箭頭D所示。已進(jìn)入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃從主燃燒器46放出的燃料及所帶的未燃盡燃料，進(jìn)行燃燒而不必在初始系統(tǒng)啟動(dòng)后附加給點(diǎn)火裝置以能量。
如果本發(fā)明的次燃燒器66點(diǎn)火燃燒，從主燃燒區(qū)Z1來(lái)的部分燃燒氣體和未燃盡燃料進(jìn)入次燃燒器66排出的燃料空氣流中，如流動(dòng)箭頭E所示，因而為未燃盡燃料提供一個(gè)更長(zhǎng)的燃燒時(shí)間。已吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃次燃燒器66排出的燃料，因此不用附加任何與該燃燒器聯(lián)在一起的點(diǎn)火器裝置。如果主燃燒區(qū)Z1中的燃燒產(chǎn)物被吸入次燃燒器66排出的燃料空氣流中太少或太多，調(diào)節(jié)次燃燒器66能改變被吸入的燃燒產(chǎn)物的量。
次級(jí)燃燒區(qū)Z2的火焰和燃燒氣體，由于次級(jí)燃燒器66排出的燃料和空氣的動(dòng)量，較好地向下方運(yùn)動(dòng)。燃燒支持風(fēng)穿過(guò)在側(cè)墻段36上的開(kāi)口36a和分配板80從空氣室72被輸?shù)酱稳紵齾^(qū)Z2。通過(guò)空氣調(diào)整擋板82控制燃燒支持風(fēng)流，以適應(yīng)低揮發(fā)分燃料的緩慢燃燒特性。
由燃燒氣體和已吸入的未燃盡燃料產(chǎn)生的火焰由于對(duì)流的自然力和來(lái)自送氣室72的燃燒支持風(fēng)的沖力產(chǎn)生轉(zhuǎn)向且向上運(yùn)動(dòng)，如流動(dòng)箭頭G所示。由于對(duì)流力，大部分燃燒氣體繼續(xù)沿箭頭路徑上升。然而，部分燃燒氣體和未燃盡燃料被吸入主燃燒器46排出的燃料和空氣射流中，如流動(dòng)箭頭B所示。
燃料燃燒產(chǎn)生的灰通過(guò)并排的孔25和23降落且通過(guò)墻26和26a形成的通道而儲(chǔ)存在灰坑中(未示出)。
上面所述會(huì)帶來(lái)一些好處。例如，將未燃盡燃料吸入次燃燒區(qū)Z2的通道可以使低揮發(fā)分燃料、例如無(wú)煙煤或焦炭由于有較長(zhǎng)的燃燒時(shí)間而被充分地燃燒。另外，在大型爐中，使用主燃燒器和次燃燒器可超過(guò)采用由于物理和經(jīng)濟(jì)原因尺寸受限制的單拱所能達(dá)到的燃料量進(jìn)行燃燒。本發(fā)明由于引導(dǎo)燃燒氣體從一個(gè)燃燒區(qū)進(jìn)入另一燃燒區(qū)而不必為每個(gè)燃燒器設(shè)啟動(dòng)點(diǎn)火器，因此也比傳統(tǒng)的多拱燃燒器更經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的一個(gè)改型設(shè)計(jì)如圖2所示，其中標(biāo)號(hào)83基本代表位于爐子10內(nèi)的燃燒室。燃燒室83由兩個(gè)底墻84和84a、前后墻(未示出)及側(cè)墻86和86a一起形成一個(gè)連續(xù)和完整的結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施例的左半部分與右半部分所描述的所有結(jié)構(gòu)成鏡相對(duì)稱(chēng)，故爾不對(duì)其左半部作詳細(xì)描述。
側(cè)墻86由從底墻84向上延伸的向外傾斜段88、從向外傾斜段88向上延伸的垂直段90，從垂直段90向上延伸的向內(nèi)傾斜段92、從向內(nèi)傾斜段92向上延伸的垂直段94及從垂直段94向上延伸的向內(nèi)傾斜段96和由該處向上延伸的垂直段98構(gòu)成。確定燃燒室83的墻84、86、88、90、92、94、96和98及前后墻由鍋爐管子構(gòu)成，熱交換液體以傳統(tǒng)方式循環(huán)在其中。
導(dǎo)管102穿過(guò)側(cè)墻段96上的開(kāi)口而延伸，且主燃燒器104對(duì)準(zhǔn)地裝在導(dǎo)管102內(nèi)并將懸浮在一次風(fēng)中的燃料以大致向下的方向輸送到燃燒室83中主燃燒區(qū)Z1’中。盡管出于描述方便在圖中未示出，但能夠明白可使用各種能提供產(chǎn)生在短時(shí)間內(nèi)點(diǎn)燃主燃燒器104放出的燃料顆粒的點(diǎn)火能量的常規(guī)裝置。
送氣室106通過(guò)蓋住側(cè)墻段94上開(kāi)口94a的多孔空氣分配板108輸送從外部源(未示出)進(jìn)入燃燒室83中以支持從主燃燒器104排到主燃燒區(qū)Z1中的燃料的燃燒。空氣調(diào)整板(未示出)控制前述穿過(guò)送氣室106的二次風(fēng)流量。
從主燃燒器104排放的燃料燃燒產(chǎn)生的火焰和燃燒氣體的流態(tài)同主燃燒器46產(chǎn)生的完全一樣，此處圖2中用流動(dòng)箭頭H，I，J和K來(lái)描述。同前面一樣，流動(dòng)箭頭K表示的被吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃主燃料器104排放的燃料又可使被吸入的未燃盡燃料燃燒，產(chǎn)生燃燒，不必在系統(tǒng)初始啟動(dòng)后對(duì)點(diǎn)火裝置附加點(diǎn)火能量。
導(dǎo)管110穿過(guò)側(cè)墻段92的開(kāi)口延伸且包納一個(gè)次燃燒器112，該燃燒器與導(dǎo)管110對(duì)準(zhǔn)并輸送懸浮在一次風(fēng)中的燃料以向下的最佳方向進(jìn)入在主燃燒區(qū)Z1下且在燃燒室83內(nèi)延伸的次燃燒區(qū)Z2’中。應(yīng)明白，次燃燒器112能夠是固定的、或可調(diào)整的以引導(dǎo)其燃料達(dá)到從主燃燒區(qū)Z1’吸入燃燒氣體和未燃盡燃料目的，如流動(dòng)箭頭L所示。這些被吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃從次燃料器112排放的燃料，該燃燒器不用設(shè)與次燃燒器聯(lián)在一起的點(diǎn)火裝置。
送氣室114將來(lái)自從外部源(未示出)來(lái)的流過(guò)罩住側(cè)墻段90的孔90a的多孔空氣分配板116的二次空氣輸?shù)饺紵?3以維持次燃燒器112排進(jìn)次燃燒區(qū)Z2’的燃料的燃燒。如前所述，穿過(guò)送氣室114的二次風(fēng)可由空氣調(diào)整檔板來(lái)控制(未示出)。
在此實(shí)施例中，從次燃燒器112排入燃燒室83的次燃燒區(qū)Z2’的燃料的燃燒產(chǎn)生包括火焰、燃燒氣體和未燃盡燃料的形態(tài)，如流動(dòng)箭頭M和N所示。由于次燃燒器112排出的燃料和空氣的動(dòng)量，火焰開(kāi)始向下方，如流動(dòng)箭頭M所示。由于對(duì)流的自然力和來(lái)自空氣室114的助燃空氣的沖力，火焰、產(chǎn)生的燃燒氣體和任何未燃盡燃料因此而轉(zhuǎn)向且向上方的路徑流動(dòng)，如流動(dòng)箭頭N所示。大部分燃燒氣體繼續(xù)沿著向上方向升到爐子的上部，如流動(dòng)箭頭J所示，部分燃燒氣體和未燃盡燃料被吸至主燃燒器104排出的燃料和空氣的射流中，如箭頭K所示。
第三根導(dǎo)管118穿過(guò)側(cè)墻段90上的孔口延伸且包納第三級(jí)燃燒器120，該燃燒器與該管對(duì)準(zhǔn)且輸送懸浮在一次風(fēng)中燃料以向下的最佳方向進(jìn)入在次級(jí)燃燒區(qū)Z2’之下且在燃燒室83中延伸的第三級(jí)燃燒區(qū)Z3’。應(yīng)明白，第三級(jí)燃燒器120可以是固定的，也可以是可調(diào)整的以引導(dǎo)其燃料從次級(jí)燃燒區(qū)Z2’吸入燃燒氣體和未燃盡燃料，如流動(dòng)箭頭O所示。這些被吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃從第三燃燒器120排出的燃料，免去了要與第三燃燒器聯(lián)合的點(diǎn)火裝置。
送氣室122將從外部源(未示出)來(lái)的穿過(guò)側(cè)墻段88上的罩住孔口88a的多孔空氣分配板124的二次風(fēng)分布到燃燒室83中以維持第三次燃燒器120排入第三燃燒區(qū)Z3’中的燃料的燃燒。
從第三燃燒器120排入第三燃燒區(qū)Z3’中的燃料的燃料產(chǎn)生了包括火焰、燃燒氣體和未燃盡燃料的形態(tài)，如流動(dòng)箭頭P和Q所示。由于從第三燃燒器120排放的燃料和空氣的動(dòng)量，火焰大致以水平方向開(kāi)始，如流動(dòng)箭頭P所示。由于對(duì)流的自然力和來(lái)自空氣室122的助燃空氣的沖擊，火焰、產(chǎn)生的燃燒氣體和任何未燃盡的燃料因此而轉(zhuǎn)向且沿大致向上的方向運(yùn)動(dòng)，如流動(dòng)箭頭Q所示。大部分燃燒氣體繼續(xù)沿向上方向升至爐子的上部，如流動(dòng)箭頭J所示，但部分燃燒氣體和未燃盡燃料被吸入主燃燒器104排出的燃料和空氣的射流中，如流動(dòng)箭頭K所示。
圖2所示的改型設(shè)計(jì)同前面的實(shí)施例采用相同的方式運(yùn)行。然而，如果本發(fā)明的第三燃燒器120點(diǎn)燃了，來(lái)自第二級(jí)燃燒區(qū)Z2’的部分燃燒氣體和未燃盡燃料被吸入由第三燃燒器120排出的燃料和空氣的射流中，由流動(dòng)箭頭O來(lái)表示，因此為未燃盡的燃料提供了甚至更長(zhǎng)的燃燒時(shí)間。該被吸入的燃燒氣體的熱足夠點(diǎn)燃從第三級(jí)燃燒器120中排出的燃料，省掉了任何與該燃燒器聯(lián)合的點(diǎn)火器裝置，如果來(lái)自第二級(jí)燃燒區(qū)Z2’的燃燒產(chǎn)物被吸入第三級(jí)燃燒器120排出的燃料和空氣射流中的量太少或太多，可以通過(guò)對(duì)第三燃燒器120的調(diào)整可以改變被吸入的燃燒產(chǎn)物的量。
由于第三級(jí)燃燒器120排出的燃料和空氣的動(dòng)量，第三級(jí)燃燒區(qū)Z3’的燃燒氣體的火焰以大致水平的較佳方向上。助燃空氣穿過(guò)側(cè)墻段88上的孔口88a和分配板124、從送氣室122中輸?shù)降谌?jí)燃燒區(qū)Z3’中。助燃空氣流可通過(guò)空氣調(diào)整擋板(未示出)來(lái)加以控制以適應(yīng)低揮發(fā)分燃料的緩慢燃燒特性。
由于對(duì)流的自然力和來(lái)自空氣室122的助燃入射空氣流的沖力，火焰、產(chǎn)生的燃燒氣體和未燃盡燃料因此產(chǎn)生轉(zhuǎn)向且向上運(yùn)動(dòng)，如流動(dòng)箭頭Q所示。大部分燃燒氣體繼續(xù)沿流動(dòng)箭頭J的路徑上升。然而一部分燃燒氣體和未燃盡的燃料、被吸入到來(lái)自主燃燒器104排放的燃料和空氣射流中，如流動(dòng)箭頭K所示。
除前面實(shí)施例的好處外，圖2所示實(shí)施例通過(guò)將未燃盡燃料輸送到多個(gè)燃燒區(qū)而產(chǎn)生甚至更長(zhǎng)的燃燒時(shí)間?？梢园惭b任意數(shù)目的中間燃燒器，只要使得它們?cè)谌紵业呐欧拍墚a(chǎn)生多拱，每個(gè)與自己的助燃空氣來(lái)配套，這樣就進(jìn)一步加長(zhǎng)了燃燒時(shí)間。
應(yīng)當(dāng)理解，上述的發(fā)明可以在不違背本發(fā)明范圍下實(shí)現(xiàn)一些變化，例如，主燃燒器46和次燃燒器66可以采用傳統(tǒng)的噴咀或旋流燃燒器。
其它的改型、變化或替代物都在前面公開(kāi)的范圍內(nèi)，而且盡管發(fā)明是參考具體實(shí)施例加以說(shuō)明，但前面的描述不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。公開(kāi)實(shí)施例的各種改型以及本發(fā)明的替代應(yīng)用，通過(guò)前述的說(shuō)明書(shū)和圖示對(duì)本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員是有建議性的。因此，所附的權(quán)利要求書(shū)構(gòu)成了本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃燒顆粒燃料的裝置包括確定燃燒燃料燃燒室的裝置；一個(gè)伸進(jìn)所述燃燒室用于向所述的燃燒室的主燃燒區(qū)排放第一燃料流的第一排放裝置；和一個(gè)伸入所述的燃燒室用于向所述的燃燒室的次燃燒區(qū)排放第二燃料流的第二排放裝置，所述的第二個(gè)排放裝置的位置為使得所述的第二燃料流吸入所述的主燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其中所述的第二排放裝置的方向可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變所述第二股燃料流吸入的所述的燃燒產(chǎn)物量。
3.如權(quán)利要求1所述裝置，進(jìn)一步包括所述的輸送空氣進(jìn)入所述主和次燃燒區(qū)中以維持所述燃料的燃燒的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述裝置，其中所述燃燒室有一對(duì)在該處貫通的開(kāi)口;且所述的輸送裝置包括一個(gè)或多個(gè)與所述燃燒室裝配在一起的空氣室以使所述助燃空氣穿過(guò)所述開(kāi)口流入所述燃燒室。
5.如權(quán)利要求1所述裝置，其中所述第一和第二排放裝置包括噴咀。
6.如權(quán)利要求1所述裝置，其中所述第一和第二排放裝置包括接受懸浮在空氣中的所述燃料流并且在向所述燃燒室中輸送所述燃料流之前排放一部分所述懸浮用的空氣的燃燒器。
7.一種燃燒顆粒燃料的裝置，包括確定一個(gè)燃燒燃料的燃燒室裝置，所述燃燒室?guī)в幸粚?duì)從該處貫穿延伸的開(kāi)口;一個(gè)用來(lái)輸送第一股顆粒、空氣懸浮燃料流進(jìn)入所述燃燒室的主燃燒區(qū)內(nèi)的第一燃燒器;一個(gè)用于輸送第二股顆粒、空氣懸浮燃料流進(jìn)入所述燃燒室的次燃燒區(qū)內(nèi)的第二燃燒器，所述第二燃燒器的方向是可調(diào)節(jié)的以使所述第二股燃料流吸入主燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物;且一對(duì)裝在所述燃燒室上的通過(guò)所述燃燒室的開(kāi)口引導(dǎo)空氣進(jìn)入所述主和次燃燒區(qū)內(nèi)以維持所述燃料燃燒的空氣室。
8.如權(quán)利要求7所述裝置，其中所述燃燒器包括接受所述顆粒、空氣懸浮燃料流的裝置和在輸送所述燃料流進(jìn)入所述燃燒室之前排放掉一部分所述懸浮空氣的裝置。
9.一種改進(jìn)的顆粒燃料燃燒裝置，其中一股燃料被排入燃燒室的主燃燒區(qū)中，其改進(jìn)包括延伸進(jìn)所述燃燒室用來(lái)排放燃料流進(jìn)入所述燃燒室的次燃燒區(qū)的排放裝置，所述排放裝置是這樣定位以使排放進(jìn)所述次燃燒區(qū)的燃料流從主燃燒區(qū)吸入燃燒產(chǎn)物。
10.如權(quán)利要求9所述裝置，其中所述排放裝置的方向是可調(diào)節(jié)的以改變排入所述次燃燒區(qū)的所述燃料流吸入所述燃燒產(chǎn)物的量。
11.如權(quán)利要求9所述裝置，進(jìn)一步包括用來(lái)輸送空氣進(jìn)入所述主和次燃燒區(qū)以維持所述燃料流燃燒的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述裝置，其中;所述燃燒室?guī)в幸粚?duì)從該處貫穿延伸的開(kāi)口;且所述輸送空氣裝置包括一個(gè)或多個(gè)與所述燃燒室裝配在一起的空氣室以使所述助燃空氣穿過(guò)開(kāi)口進(jìn)入所述的燃燒室。
13.如權(quán)利要求9所述裝置，其中所述排放裝置包括噴咀。
14.如權(quán)利要求9所述裝置，其中所述排放裝置包括接受所述懸浮在空氣中的燃料流和在所述燃料流進(jìn)入所述燃燒室之前排放掉部分所述懸浮空氣的燃燒器。
15.一種燃燒顆粒燃料的方法包括以下步驟;輸送第一股燃料流進(jìn)入燃燒室的主燃燒區(qū);點(diǎn)燃所述第一股燃料流;輸送第二股燃料流進(jìn)入所述燃燒室的第二燃燒區(qū);且調(diào)整所述第二股燃料流使得所述第二股燃料流能吸入來(lái)自所述主燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物。
16.如權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括引導(dǎo)空氣進(jìn)入主和次燃燒區(qū)以維持所述的燃料的燃燒。
17.如權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括通過(guò)調(diào)節(jié)所述二次燃料流方向來(lái)控制進(jìn)入所述次燃燒區(qū)的所述燃燒產(chǎn)物的量。
18.如權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括排放第三股燃料流進(jìn)入所述燃燒室的第三燃燒區(qū)中;且調(diào)整所述第三燃料流使所述第三燃料流吸入來(lái)自所述主燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物且使所述第二股燃料流吸入來(lái)自所述第三燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物。
19.如權(quán)利要求18所述方法，進(jìn)一步包括輸導(dǎo)空氣進(jìn)入所述主次和第三燃燒區(qū)內(nèi)以維持所述的燃料進(jìn)行燃燒。
20.如權(quán)利要求18所述方法，進(jìn)一步包括通過(guò)分別調(diào)整所述第二和第三股燃料流的方向控制被吸入所述第二和第三燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物量。
21.一種燃燒顆粒燃料的方法中，其中燃料被排放到燃燒室的主燃燒區(qū)并且被點(diǎn)燃，其改進(jìn)之處包括排放燃料流進(jìn)入所述燃燒室的次燃燒區(qū);且，調(diào)整排入所述次燃燒區(qū)的所述燃料流而使得排放到所述次燃燒區(qū)的燃料流吸入來(lái)自所述主燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物。
22.如權(quán)利要求21所述方法，進(jìn)一步包括輸送空氣進(jìn)入主和次燃燒區(qū)以維持所述燃料燃燒。
23.如權(quán)利要求21所述方法，進(jìn)一步包括通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入所述次燃燒區(qū)的所述燃料流的方向控制所述次燃燒區(qū)內(nèi)吸入的所述燃燒產(chǎn)物的量。
24.如權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括排放燃料流進(jìn)入所述燃燒室的第三燃燒區(qū);且調(diào)整排入所述第三燃燒區(qū)的所述燃料流，以使排入所述第三燃燒區(qū)的燃料流吸入來(lái)自所述主燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物且使排放到所述第二燃燒區(qū)的所述燃料流吸入來(lái)自所述第三燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物。
25.如權(quán)利要求24所述方法，進(jìn)一步包括輸送空氣進(jìn)入主、次和第三燃燒區(qū)以維持所述燃料的燃燒。
26.如權(quán)利要求24所述方法，進(jìn)一步包括通過(guò)分別調(diào)整進(jìn)入所述第二和第三燃燒區(qū)的燃料流的方向控制吸入所述次和第三燃燒區(qū)的燃燒產(chǎn)物的量。
全文摘要
一種燃燒低揮發(fā)分燃爐裝置和方法，其中第一和第二燃燒器用來(lái)輸送顆粒、空氣懸浮燃料進(jìn)入燃燒室的主和次燃燒區(qū)。第二燃燒器的方向可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以使由第二燃燒器排出的燃料和空氣流吸入由主燃燒區(qū)的燃料燃燒而產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物，以點(diǎn)燃第二燃燒器排出的燃料。二次風(fēng)通過(guò)一對(duì)空氣室來(lái)維持燃料的燃燒。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，裝有一個(gè)中間燃燒器來(lái)吸入來(lái)自主燃燒器排出燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物，并且它自身的燃燒產(chǎn)物被吸入第二燃燒器排出的燃燒中。
文檔編號(hào)F23D1/00GK1066111SQ9210276
公開(kāi)日1992年11月11日 申請(qǐng)日期1992年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月25日
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