发明名称 整体式低NOx切线点火系统
摘要 整体式低NOx切线点系统(12)特别适合使用于粉末状固体燃料点火炉(10),以及一种设有整体式低NOx切线点火系统(12)的粉末状固体燃料点火炉(10)之操作方法。当整体式低NOx切线点火系统(12)使用于粉末状固体燃料点火炉(10)时,可限制从此炉排出之NOx排放量低于0.151b/106BUT,而同时仍维持飞灰碳含量低于5%,及一氧化碳排放量低于50ppm。整体式低NOx切线点火系统(12)包括粉末状固体燃料供给装置(62),火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端(60),同心圆点火喷嘴,紧密连结过量点火空气(98,100),以及多级式分离过量点火空气(104,106)。十
申请公布号 TW230231 申请公布日期 1994.09.11
申请号 TW082108732 申请日期 1993.10.20
申请人 燃烧工程公司 发明人 大维.坎斯.安卓;大维.波.多尔;多德.大维.赫维尔;派屈克.隆.杰宁;理查.查尔斯.拉费许;麦可.琼.理尼
分类号 F23D1/02 主分类号 F23D1/02
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种整体式低NOC_xC切线点火系统用于粉末状固体燃料点火炉,此炉具有多数个炉壁,包含多数个不同化学计量燃烧区于燃烧器区域内,其包括:a.一粉末状固体燃料供给装置以供应已设定细度粉末状固体燃料;b.一风箱镶嵌于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域内;c.多数个粉末状固体燃料区间镶嵌于该风箱内;d.一火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端以镶嵌关系支撑于每个粉末状固体燃料区间内,每个火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端连结至该粉末状固体燃料供给装置以接收来自己设定细度之粉末状固体燃料,该火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端用以经由该粉末状固体燃料供给装置附近取得已设定细度之粉末状固体燃料于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,依此方式,此注入之已设定细度之粉末状固体燃料的燃烧点位于距该火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端小于2寸处;e.多数个燃烧维持空气区间镶嵌于风箱内,该燃烧维持空气区间用以注入足够量的燃烧维持空气于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,因而在粉末状固体燃料点火炉之燃烧区域中的第一燃烧区的化学计量为0.5至0.7之间;f.至少一个紧密连结过量点火空气区间镶嵌于该风箱内,该至少一个紧密连结过量点火空气区间用以注入足够量的紧密连结过量点火空气于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,因而在粉末状固体燃料点火炉之燃烧区域中的第二燃烧区的化学计量为0.5至0.9之间;g.一个低位分离式过量点火空气以与该风箱为分离式关系位于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中,该低位分离式过量点火空气用以注入足够量的分离式过量点火空气于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,因而粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中的第三燃烧区的化学计量为0.9到1.02之间;以及h.一个高位分离式过量点火空气以与该低位分离式过量点火空气以及该风箱为分离式关系;位于使注入的粉末状固体燃料燃烧产生的气体由该风箱上方移动至该高位分离式过量点火空气的上方所需的时间超过0.3秒之处,该高位分离式过量点火空气用以注入足够量的过量点火空气于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,以使粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中之第四燃烧区的化学计量超过1.07。2.根据申请专利范围第1项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该粉末状固体燃料供给装置包括一粉碎机以粉碎固体燃料至该已设定细度,以及多数个粉末状固体燃料输送管,每个具有一端,其连结至该粉碎机,以及另一端连结至该很多粉末状固体燃料区间之一,以输送来自该粉碎机之已设定细度的粉末状固体燃料至该等粉末状固体燃料区间之一。3.根据申请专利范围第2项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该已设定细度包括最小细度于50网目筛上的0.于网目筛上约以及超过穿透网目筛。4.根据申请专利范围第1项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中每个该火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端由以下所组成,一个具有开放端位于其对端的矩形形状箱,一个位于与该矩形形状箱为些微距离关系环绕关系内的通路,以及多数个棒状元件以镶嵌关系支撑于该矩形形状箱内,因而棒状元件对称地环位于该火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端出口面的中心及轴,多数个剪棒以镶嵌关系支撑于该矩形形状箱内以能位在该火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端出口面的上方及下方,以及很多使该等剪棒以及棒状元件内交连一起的内交连成员。5.根据申请专利范围第1项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该燃烧维持区间包括一对以互相分离关系位于该风箱对立两端的末端空气区间。6.根据申请专利范围第5项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该第一燃烧区包括位于该对末端空气区间燃烧器区域的部分。7.根据申请专利范围第5项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该燃烧维持空气区间包含多数个互相分离以及介于该对末端空气区间的直立空气区间。8.根据申请专利范围第7项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该燃烧维持空气区间包含多数个互相分离以及介于该对末端空气区间的抵消空气区间,该抵消空气区间是用以平行地抵消由那里注入的燃烧维持空气,以使注入的粉末状固体燃料于其燃烧初期阶段获得较少的燃烧维持空气。9.根据申请专利范围第5项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中一对紧密连结过量点火空气位于与该末端空气区间之一并列关系之处。10.根据申请专利范围第9项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该低位分离式过量点火空气由三个互相紧排于上的分离式过量点火空气区间所组成。11.根据申请专利范围第9项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该第二燃烧区由位于该对紧密连结过量点火空气区间之一的最上端与该低位分离式过量点火空气之三分离式过量点火空气区间之间燃烧器区域的部分所组成。12.根据申请专利范围第10项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该高位分离式过量点火空气由三个互相紧排于上的分离式过量点火空气区间所组成。13.根据申请专利范围第10项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该第三燃烧区由位于该分离式过量点火空气之该三个分离式过量点火空气区间最上方者与该高位分离式点火空气之三个分离式过量点火空气区间之间燃烧器区域的部分所组成。14.根据申请专利范围第13项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中该第四燃烧区由位于该高位分离式过量点火空气之三个分离式过量点火空气区间最上方者的上方燃烧器区域的部分所组成。15.根据申请专利范围第1项之整体式低NOC_xC切线点火系统,其中经由该火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中之粉末状固体燃料以及经由该燃烧维持空气区间注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中之燃烧维持空气,均为以相对于穿过粉末状固体燃料点火炉中心的对角线的一个角度注入,以使因此于粉末状固体燃料点火炉内产生大于0.6的漩涡数。16.一种方法以操作具有多数个炉壁,包含多数个不同化学计量燃烧区于燃烧器区域内之粉末状固体燃料点火炉,其包含步骤为:a.提供已设定细度粉末状固体燃料的供应;d.经由火焰附着喷嘴顶端注入己设定细度粉末状固体燃料于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域内,使注入的粉末状固体燃料的燃烧点位于距火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端小于2寸处;c.注入足够量的燃烧维持空气于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域内,以使粉末状固体燃料点火炉燃烧区域内的第一燃烧区的化学计量为0.5至0.7之间;d.注入足够量的紧密连结过量点火空气于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,以使粉末状固体燃料点火炉燃烧区域内之第二燃烧区的化学计量为0.7和0.9之间;e.注入足够量的低位分离式过量点火空气于粉末状固体燃料点火炉之燃烧器区域中,以使粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域内之第三燃烧区的化学计量为0.9到1.02之间;f.注入足够量的高位分离式过量点火空气于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中,以使粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域内之第四燃烧区的化学计量超过1.07。17.根据申请专利范围第16项之方法,其中高位分离式过量点火空气注入于粉末状固体燃料点火炉中的注入点充分地间隔于紧密连结过量点火空气注入于粉末状固体燃料点火炉的注入点,以使注入的粉末状固体燃料燃烧所产生的气体于二者之间的移动所需的时间超过0.3秒。18.根据申请专利范围第16项之方法,其中注入粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的粉末状固体燃料具有最小细度于50网目筛上约为0.于网目筛上约为,以及超过85穿透网目筛。19.根据申请专利范围第16项之方法,其中一部分注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的燃烧维持空气系注入当作末端空气。20.根据申请专利范围第19项之方法,其中一部分注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的燃烧维持空气系注入当作直立空气。21.根据申请专利范围第20项之方法,其中一部分注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的燃烧维持空气系注入当作平行抵消空气,以致于其初期燃烧阶段注入的粉末状固体燃粉获得较少的燃烧维持空气。22.根据申请专利范围第16项之方法,其中注入粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的粉末状固体燃料以及注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的燃烧维持空气,均为以相对于穿过粉末状固体燃料点火炉中心的对角线的一个角度注入,以使因此于粉末状固体燃料点火炉中产生大于0.6的漩涡数。23.根据申请专利范围第16项之方法,其中一部分注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的粉末状固体燃料,是以向下的方向注入于其中。24.根据申请专利范围第16项之方法,其中一部分注入于粉末状固体燃料点火炉燃烧器区域中的燃烧维持空气,是以向上的方向注入于其中。25.一种粉末状固体燃料点火炉之低NOC_xC点火系统的火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端,其包含:a.一个于其对端具有开放端的矩形形状箱;b.多数个棒状元件以镶嵌关系支撑于该矩形形状箱内,该棒状元件对称地环位于火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端出口面的中心及轴;c.多数个以镶嵌关系支撑于该矩形形状箱内的前棒,位于火焰附着粉末状固体燃料喷嘴顶端出口面的上方以及下方;和d.多数个使该剪棒与该棒状元件内交连一起的内交连元件。图1为根据本发明建造包含整体式切线点火系统的粉末状固体燃料点火炉的垂直断面示意图;图2为根据本发明建造特别适合使用在粉末状固体燃料点火炉应用方面的整体式低NOC_xC切线点火系统的垂直断面示意图;图3为使用在根据本发明建造的整体式低NOC_xC切线点火系统包含一个火焰附着端的粉末状固体燃料喷嘴的侧面正视图;图4为使用在根据本发明建造的整体式低NOC_xC切线点火系统中包含描述于图3的火焰附着端的粉末状固体燃料喷嘴的尾端图;图5为使用在根据本发明建造的整体式低NOC_xC切线点火系统中,描述抵消点火操作原理的点火循环平面图;图6为包含根据本发明建造的整体式低NOC_xC切线点火系统的粉末状固体燃料点火炉的平面图,描述应用在整体式低NOC_xC切线点火系统的可调整偏离路线分离式过量点火空气的操作原理;图7为包含根据本发明建造的整体式低NOC_xC切线点火系统的粉末状固体燃料点火炉的侧面正视图,描述应用在整体式低NOC_xC切线点火系统的可调整倾斜路线分离式过量点火空气的操作原理;图8为图解描述适合粉末状固体燃料点火炉具体实例低NOC_xC切线点火系统的先前技艺形式的一组实验试验和二组实地试验的NOC_xC排放量的比较;图9为图解描述NOC_xC排放量的比较,此排放量为得自每一个均适合粉末状固体燃料点火炉之低NOC_xC点火系统先前技艺形式,以及得自根据本发明建造的整体式低NOC_xC切线点火系统;图10为图解描述根据本发明建造包含整体式低NOC_xC切线点火系统的粉末状固体燃料点火炉之主燃烧区域中化学计量减少时,对于飞灰中碳含量以及NOC_xC排放量的影响;图11为图解描述当合适于粉末状固体燃料点火炉具体实例的三种不同结构的低NOC_xC点火系统经使用时,化学计量对于NOC_xC排放量的影响;图12a为图解描述当合适于粉末状固体燃料点火炉具体实例的三种不同结构的低NOC_xC点火系统经使用时,粉末状固体燃料细度对于飞灰中碳含量的影响;图12b为图解描述当合适于粉末状固体燃料点火炉具体实例的三种不同结构的低NOC_xC点火系统经使用时,粉末状固体燃料细度对于NOC_xC排放量的影响;图13a为图解描述由用根据本发明建造整体式低NOC_xC切线点火系统,三种不同形式粉末状固体燃料之点火测试中取得的一氧化碳量;图13b为图解描述根据本发明建造整体式低NOC_xC切线点火系统,三种不同形式粉末状固体燃料之点火测试中取得的飞灰中碳含量;图13c为图解描述根据本发明建造整体式低NOC_xC切线点火系统,三种不同形式粉末状固体燃料之点火测试中取得的NOC_xC排放量;图14为图形表示根据本发明建造包含整体式低NOC_xC切线点火系统之粉末状固体燃料点火炉的垂直断面图,描述经使用大于0.6漩涡数时,粉末状固体燃料以及空气由其主风箱注入粉末状固体燃料点火炉之流动方向;图15为图形表示根据本发明建造包含整体式低NOC_xC切线点火系统之粉末状固体燃料点火炉之平面图,描述为了产生大于0.6漩涡数,粉末状固体燃料和空气由其主风箱注入粉末状固体燃料点火炉的角度;以及图16为图形表示根据本发明建造包含整体式低NOC_xC切线点火系统之粉末状固体燃料点火炉的部分垂直断面图,描述为达到漏斗形投入口灰烬减量以及碳转化率增加,较低位粉末状固体燃料喷嘴的倾斜以及较低位空气喷嘴的
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