【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锅炉、燃烧器、用于此类装置的燃烧嘴、此类装置的操作以及与此类装置结合使用的燃烧嘴的操作。
技术介绍
1、锅炉和其他类型的燃烧器可以包括粉煤在其中燃烧的燃烧室。此类装置和可以利用此类装置的系统的示例可以从美国专利申请公开第2010/0007794号和美国专利第4,495,874号、第6,968,791号、第7,717,701号、第8,578,892号、第8,636,500号、第8,689,710号、第9,243,799号和第9,709,269号理解。
2、传统上，在粉煤锅炉中，柴油、丙烷或天然气用于燃烧启动的点燃。此类燃料来源有助于引发燃烧，因为这些燃料可以比粉煤更容易点燃。
3、在一些情况下，等离子点燃系统可以用于粉煤锅炉。等离子点燃系统通常被设计成在燃烧嘴处从等离子炬生成高能等离子，以引发燃料点燃和火焰的生成。等离子炬通常使用高压电力作为其能量来源。
技术实现思路
1、确定粉煤燃烧锅炉在历史上利用轻质燃料油进行冷锅炉点火和加热。然而，该方法导致不期望的颗粒和一氧化碳(co)排放，并且具有相对高的操作成本。等离子炬也已经用于此类锅炉中，但是其资本成本高，需要频繁维护，需要水冷，并且操作灵活性有限。本专利技术的锅炉、燃烧器、燃烧嘴、用于操作燃烧嘴的方法以及用于操作锅炉和/或燃烧器的方法的实施方案可以通过降低维护和资本成本以及操作成本来提供对这些方法的显著改善，同时还促进燃料的更加环境友好的燃烧，这可以至少减少排放物内包括的颗粒。在一些具体实施中，
2、例如，实施方案可以提供颗粒物质的显著减少，因为与使用柴油或燃料油相比，利用氢气作为二次燃料可以避免颗粒的形成。此外，避免使用柴油或燃料油的能力可以避免使用这种燃料的的现场储罐，这可以进一步避免与燃料储存相关的环境问题，并避免发生此类燃料的意外泄漏。
3、此外，确定实施方案可以允许改善的操作并提供改善的易用性和易维护性，同时保持较低的资本和操作成本。例如，可使用一个或多个粉煤燃烧嘴的大多数大型发电厂已经在现场储存了氢气，以用作涡轮发电机冷却介质。实施方案也可以适于利用这种现场氢气来将氢气用作锅炉的燃料。此外，实施方案可以利用调节比可等于或大于10:1的较低成本燃烧嘴，可以需要最少的维护，并且提供改善的耐用性。此类优点可以提供对常规燃烧嘴技术的显著改善，这也提供了此类实施方案的锅炉、燃烧器和/或燃烧嘴的环境友好操作的显著改善。
4、在第一方面，提供了一种用于燃烧室的燃烧嘴。该燃烧嘴的实施方案可以包括第一粉煤夹带流体流动导管、内氢气导管和位于该第一粉煤夹带流体流动导管与该内氢气导管之间的氢气氧化剂导管。内氢气导管的出口可以位于距氢气氧化剂导管的出口第一距离处，使得从内氢气导管的出口输出的氢气通过氢气氧化剂导管的一部分到达氢气氧化剂导管的出口。氢气氧化剂导管的出口可以与第一粉煤夹带流体流动导管的出口相距第二距离，使得从氢气氧化剂导管的出口输出的氢气和氢气氧化剂通过第一粉煤夹带流体流动导管的一部分以从燃烧嘴输出。
5、在第二方面，第一粉煤夹带流体流动导管可以包括用于流体(例如，空气、富氧空气、空气和氢气的混合物、富氧空气和氢气的混合物等)中夹带的粉煤流的环形导管，并且氢气氧化剂导管可以包括用于氢气氧化剂流(例如，空气、富氧空气、包括预选氧气浓度范围内的氧气浓度的其他类型的氧化剂流等)的环形导管。在此类实施方案中，内氢气导管可以具有圆形或椭圆形的横截面形状，其具有用于氢气流的单个中心通道；或者对于此类实施方案，具有另一种类型的横截面形状。
6、在第三方面，二次氧化剂导管可以位于第一粉煤夹带流体流动导管的外周附近，以使二次氧化剂流通过燃烧嘴并进入到燃烧室中。至少一个旋流器可以位于二次氧化剂导管中，使得二次氧化剂流在燃烧室内打漩。二次氧化剂可以是二次空气、富氧空气或包括预选氧气浓度范围内的氧气浓度的其他类型的氧化剂流。
7、在第四方面，第二粉煤夹带流体流动导管可以位于第一粉煤夹带流体流动导管的外周附近，使得第一粉煤夹带流体流动导管介于第二粉煤夹带流体流动导管与氢气氧化剂导管之间。二次氧化剂导管可以位于第二粉煤夹带流体流动导管的外周附近，以使二次氧化剂流通过燃烧嘴并进入到燃烧室中。
8、在第五方面，混合导管可以位于第一粉煤夹带流体流动导管的该部分中，从氢气氧化剂导管的出口输出的氢气和氢气氧化剂通过混合导管以从燃烧嘴输出(例如，氢气和氢气氧化剂可以在从燃烧嘴输出之前通过混合导管)。在此类实施方案中，可以任选地提供分流器。分流器可以被定位成环绕第一粉煤夹带流体流动导管中的氢气氧化剂流动导管的出口区域的外周部分，以将第一粉煤夹带流体流分流成第一内流部分和第二外流部分，该第一内流部分在其中包括煤颗粒，使得第一部分被引导到混合导管的入口以通过混合导管，该第二外流部分沿着混合导管的外侧通过。分流器可以附接到混合导管以与混合导管成为一体，或者可以以其他方式紧固、焊接或结合到混合导管。在一些实施方案中，分流器可以位于第一粉煤夹带流体流动导管内某一位置处，使得其介于第一粉煤夹带流体流动导管与氢气氧化剂导管之间，邻近于氢气氧化剂导管的出口，以沿着限定在分流器与氢气氧化剂导管之间的通道转移第一内流部分，从而在混合导管内将第一内部分的粉煤与从氢气氧化剂导管的出口输出的氢气和氢气氧化剂混合。
9、在第六方面，氢气氧化剂导管的出口可以是具有渐缩部分的渐缩出口，并且在氢气氧化剂导管的出口与混合导管之间可以限定有间隙，使得通过第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第一部分通过间隙，以在混合导管内与从氢气氧化剂导管的出口输出的氢气和氢气氧化剂混合，同时通过第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第二部分沿着混合导管的外侧通过。
10、在第七方面，氢气氧化剂导管的出口可以是具有扩大部分的扩大出口，并且在氢气氧化剂导管的出口与混合导管之间可以限定有间隙，使得通过第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第一部分通过间隙，以在混合导管内与从氢气氧化剂导管的出口输出的氢气和氢气氧化剂混合，同时通过第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第二部分沿着混合导管的外侧通过。该布置可以导致氢气氧化剂导管的出口的扩大出口部分的最外部分延伸超过混合导管的入口。这可以导致扩大出口部分突伸到第一粉煤夹带流体流动导管中，并且可以影响流体中夹带的粉煤的一部分的流如何传递到混合导管的入口中并朝向第一粉煤夹带流体流动导管的出口。在一些实施方案中，间隙可以被尺寸设计和配置成使得第一尺寸的煤颗粒位于通过间隙的粉煤的第一部分内，而大于第一尺寸的煤颗粒的第二尺寸的煤颗粒不通过间隙，而是在它们通过第一粉煤夹带流体流动导管时沿着混合导管的外侧通过以到达导管的出口，从而从燃烧嘴输出。
11、在第八方面，第一粉煤夹带流体流动导管可以被定位成接收包括氢气的流体内夹带的粉煤流。可以在将流体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于燃烧室的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
2.根据权利要求1所述的燃烧嘴，其中所述第一粉煤夹带流体流动导管包括环形导管，并且所述氢气氧化剂导管包括环形导管。
3.根据权利要求2所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
4.根据权利要求2所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
5.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
6.根据权利要求5所述的燃烧嘴，其中所述氢气氧化剂导管的所述出口是具有渐缩部分的渐缩出口，并且在所述氢气氧化剂导管的所述出口与所述混合导管之间限定有间隙，使得通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第一部分通过所述间隙，以在所述混合导管内与从所述氢气氧化剂导管的所述出口输出的所述氢气和所述氢气氧化剂混合，同时通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的所述粉煤的第二部分沿着所述混合导管的外侧通过。
7.根据权利要求5所述的燃烧嘴，其中所述氢气氧化剂导管的所述出口是具有扩大部分的扩大出口，并且在所述氢气氧化剂导管的所述出口与所述混合导管之间限定有间隙，使得通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第一部分通过所述间隙
8.根据权利要求1所述的燃烧嘴，其中所述第一粉煤夹带流体流动导管被定位成接收包括氢气的流体内夹带的粉煤流。
9.根据权利要求5所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
10.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
11.根据权利要求10所述的燃烧嘴，其中所述入口距离Gc是所述混合导管的所述入口与所述氢气氧化剂导管的所述渐缩位置之间的间隙的轴向长度。
12.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
13.根据权利要求12所述的燃烧嘴，其中所述间隙距离是所述氢气氧化剂导管的所述出口与所述混合导管的所述入口之间的轴向距离。
14.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
15.根据权利要求14所述的燃烧嘴，其中所述分流器定位于所述第一粉煤夹带流体流动导管与所述氢气氧化剂导管之间，邻近于所述氢气氧化剂导管的所述出口，以沿着限定在所述分流器与所述氢气氧化剂导管之间的通道转移所述第一内流部分，从而在所述混合导管内将所述第一内部分的粉煤与从所述氢气氧化剂导管的所述出口输出的所述氢气和所述氢气氧化剂混合。
16.一种锅炉，所述锅炉包括：
17.根据权利要求16所述的锅炉，所述锅炉还包括：
18.根据权利要求16所述的锅炉，所述锅炉包括：
19.一种用于在燃烧装置的燃烧室中生成火焰的方法，所述方法包括：
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法包括：
21.根据权利要求19所述的方法，所述方法包括：
22.一种用于燃烧室的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
23.根据权利要求22所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
24.根据权利要求23所述的燃烧嘴，其中所述轴向距离XH2是所述氢气氧化剂导管的所述出口与所述混合导管的所述入口之间的轴向距离。
25.根据权利要求24所述的燃烧嘴，其中所述轴向距离XH2小于0，使得所述内氢气导管的所述出口定位于距所述氢气氧化剂导管的出口第一距离处，使得从所述内氢气导管的所述出口输出的氢气通过所述氢气氧化剂导管的一部分到达所述氢气氧化剂导管的出口。
26.根据权利要求24所述的燃烧嘴，其中所述轴向距离XH2为0，使得所述内氢气导管的所述出口与所述氢气氧化剂导管的所述出口重合。
27.根据权利要求24所述的燃烧嘴，其中所述轴向距离XH2大于0，使得所述内氢气导管的所述出口位于所述混合导管内。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于燃烧室的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
2.根据权利要求1所述的燃烧嘴，其中所述第一粉煤夹带流体流动导管包括环形导管，并且所述氢气氧化剂导管包括环形导管。
3.根据权利要求2所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
4.根据权利要求2所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
5.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
6.根据权利要求5所述的燃烧嘴，其中所述氢气氧化剂导管的所述出口是具有渐缩部分的渐缩出口，并且在所述氢气氧化剂导管的所述出口与所述混合导管之间限定有间隙，使得通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第一部分通过所述间隙，以在所述混合导管内与从所述氢气氧化剂导管的所述出口输出的所述氢气和所述氢气氧化剂混合，同时通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的所述粉煤的第二部分沿着所述混合导管的外侧通过。
7.根据权利要求5所述的燃烧嘴，其中所述氢气氧化剂导管的所述出口是具有扩大部分的扩大出口，并且在所述氢气氧化剂导管的所述出口与所述混合导管之间限定有间隙，使得通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的粉煤的第一部分通过所述间隙，以在所述混合导管内与从所述氢气氧化剂导管的所述出口输出的所述氢气和所述氢气氧化剂混合，同时通过所述第一粉煤夹带流体流动导管的所述粉煤的第二部分沿着所述混合导管的外侧通过。
8.根据权利要求1所述的燃烧嘴，其中所述第一粉煤夹带流体流动导管被定位成接收包括氢气的流体内夹带的粉煤流。
9.根据权利要求5所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
10.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
11.根据权利要求10所述的燃烧嘴，其中所述入口距离gc是所述混合导管的所述入口与所述氢气氧化剂导管的所述渐缩位置之间的间隙的轴向长度。
12.根据权利要求1所述的燃烧嘴，所述燃烧嘴包括：
13.根据权利要求12所述...
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