发明名称 管状火焰燃烧器、其燃烧控制装置及燃烧控制方法
摘要 本发明揭示一种管状火焰燃烧器及其燃烧控制方法暨燃烧控制装置,系在具备一端开放的管状燃烧室,及喷嘴喷射口面向该燃烧室的内面作开口的燃料吹入用喷嘴及含氧气体吹入用喷嘴,其燃料吹入用喷嘴及含氧气体吹入用喷嘴的喷射方向与该燃烧室的内周面的大致切线方向相同的管状火焰燃烧器中,其点火用装置处于该燃烧室的与管轴的r/2的位置(在此,r为燃烧室半径),由内筒与沿着该内筒的外周面滑行的外周来构成该燃烧室,该燃烧室的长度系可调整,作为使用复数个管状火焰燃烧器的多段型燃烧器,进一步设置由内筒与外筒的间隙所形成的气体通路。而且,本发明尚揭示一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其藉由使用上述装置,对应燃烧负载,以将来自各喷嘴的喷射速度设为预先设定的范围内的值,以此方式来开闭控制该开闭阀。
申请公布号 TWI292463 申请公布日期 2008.01.11
申请号 TW092121801 申请日期 2003.08.08
申请人 杰富意钢铁股份有限公司 发明人 冈田邦明;石冈宗浩;大石均;岛田达哉;高士弘一;铃川豊;藤井良基;草田隆充
分类号 F23D14/02(2006.01);F23N1/02(2006.01) 主分类号 F23D14/02(2006.01)
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种管状火焰燃烧器,其包含有: 管状燃烧室,具有开放之前端及安装有电子式点火 装置之后端的两端;及 燃料吹入用喷嘴及含氧气体吹入用喷嘴,其面向该 燃烧室内面而开口,可沿着与该燃烧室的内周面之 切线方向大致相同的方向进行喷射; 在此,该电子式点火装置系设置在 位于该燃烧室之长方向的管轴点;及 沿着垂直于该燃烧室之长方向的剖面方向,从该管 轴点离开半径的1/2距离之位置的所示点,其二点间 内的任一处。 2.如申请专利范围第1项之管状火焰燃烧器,其中, 更包含使混合该燃料与该含氧气体之旋流的流速 变迟,而混合为指定的空气比范围用之机构。 3.如申请专利范围第1项之管状火焰燃烧器,其中, 该喷嘴具有吹入该燃烧室内用的喷射口、沿着该 管轴方向而配设之作为该喷射口的复数个小孔排, 更且,该喷嘴连接于该小孔排。 4.一种管状火焰燃烧器,其包含有: 管状燃烧室,其前端为开放状;及 燃料吹入用喷嘴及含氧气体吹入用喷嘴,其面向该 燃烧室内面而开口,可沿着与该燃烧室的内周面之 切线方向大致相同的方向进行喷射; 在此,从该燃烧室之该喷嘴部喷射口排出该燃料及 含氧气体侧的筒部分,系由内筒及沿着该内筒的外 周面作滑行而用以调整该燃烧室之长度的外筒所 构成。 5.如申请专利范围第4项之管状火焰燃烧器,其中, 更包含有作为管状火焰长(L1)、形成在燃烧室外的 管状火焰长(L2),而用以调节L2/L1用之机构。 6.一种管状火焰燃烧器,其包含有: 管状燃烧室,其前端为开放状;及 燃料吹入用喷嘴及含氧气体吹入用喷嘴,其面向该 燃烧室内面而开口,可沿着与该燃烧室的内周面之 切线方向大致相同的方向进行喷射,且分别用以吹 入燃料与含氧气体,或是用以预先混合后吹入; 在此,该管状火焰燃烧器系藉由使用复数个管状火 焰燃烧器,且藉由在较该燃烧室的内径大之管状火 焰燃烧器后端连结较该燃烧室的该内径小之该管 状火焰燃烧器前端,而组成一体的构成之多段式管 状火焰燃烧器。 7.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制装置,其包含有: 管状燃烧室,其前端为开放状;及 复数个燃料吹入用喷嘴及复数个含氧气体吹入用 喷嘴,其面向该燃烧室内面而开口,可沿着与该燃 烧室的内周面之切线方向大致相同的方向进行喷 射,且位于长方向及圆周方向中的至少一方向; 开闭阀,其设于连接该管状火焰燃烧器所具有的各 个喷嘴之供给管;及 控制机构,其对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载, 以将来自各个该喷嘴的喷射速度设为预先设定范 围内之値的方式,来开闭控制该开闭阀。 8.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制装置,其包含有: 管状火焰燃烧器; 该管状火焰燃烧器具备如下构造: 管状燃烧室,其前端为开放状;及 复数个喷嘴,其面向该燃烧室内面而开口,可沿着 与该燃烧室的内周面之切线方向大致相同的方向 进行喷射,并用以吹入燃料与含氧气体组成的预混 合气体,且位于长方向及圆周方向中的至少一方向 ; 开闭阀,其设于连接各喷嘴的供给管;及 控制机构,其对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载, 以将来自各个该喷嘴的喷射速度设为预先设定范 围内之値的方式,来开闭控制该开闭阀。 9.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制装置,其包含有: 管状火焰燃烧器; 该管状火焰燃烧器具备如下构造: 管状燃烧室,其前端为开放状;及 复数个燃料吹入用喷嘴及复数个含氧气体吹入用 喷嘴,其面向该燃烧室内面而开口,可沿着与该燃 烧室的内周面之切线方向大致相同的方向进行喷 射; 开闭阀,其设于连接各该喷嘴的供给管; 控制机构,其对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载, 以将来自各个该喷嘴的喷射速度设为预先设定范 围内之値的方式,来开闭控制该开闭阀; 调整机构,用以使各该喷嘴喷射口的开口面积可变 动;及 控制机构,其对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载, 以将来自各个该喷嘴的喷射速度设为预先设定范 围内之値的方式,藉由该调整机构来调整喷嘴喷射 口的面积。 10.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制装置,其包含有 : 管状火焰燃烧器; 该管状火焰燃烧器具备如下构造: 管状燃烧室,其前端为开放状;及 复数个燃料吹入用喷嘴及复数个含氧气体吹入用 喷嘴,其面向该燃烧室内面而开口,可沿着与该燃 烧室的内周面之切线方向大致相同的方向进行喷 射,且用以吹入燃料气体与含氧气体组成的预混合 气体; 开闭阀,其设于连接各该喷嘴的供给管; 控制机构,其对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载, 以将来自各个该喷嘴的喷射速度设为预先设定范 围内之値的方式,来开闭控制该开闭阀; 调整机构,用以使该喷嘴喷射口的开口面积可变动 ;及控制机构,其对应该管状火焰燃烧器的燃烧负 载,以将来自各个该喷嘴的喷射速度设为预先设定 范围内之値的方式,藉由该调整机构来调整喷嘴喷 射口的面积。 11.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其包含有 如下步骤: 准备前端为开放状的燃烧室,及喷嘴喷射口在该燃 烧室内面开口的位于长方向及圆周方向中之至少 一方向的复数个燃料吹入用喷嘴及含氧气体吹入 用喷嘴的步骤; 于各该喷嘴连接供给管,且于该供给管设置开闭阀 的步骤; 使各该燃料吹入用喷嘴及各该含氧气体吹入用喷 嘴的喷射方向,与该燃烧室的内周面之切线方向大 致相同的燃烧控制步骤;及 对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载,以将来自该各 个喷嘴的喷射速度设为预先设定范围内之値的方 式,来开闭控制该开闭阀的步骤。 12.如申请专利范围第11项之管状火焰燃烧器之燃 烧控制方法,其中,对应燃烧负载而吹入该燃烧室 的该燃料气体及该含氧气体的初期流速,系以形成 在由压力损失所决定之允许最大流速(Vp)与形成管 状火焰用的必要之最小流速Vq的范围内之方式来 控制。 13.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其包含有 如下步骤: 准备前端为开放状的燃烧室,及喷嘴喷射口在该燃 烧室的内面开口,用以吹入燃料气体与含氧气体组 成的预混合气体,并位于长方向及圆周方向中之至 少一方向的复数个喷嘴之步骤; 于该各喷嘴连接供给管,且于该供给管设置开闭阀 的步骤; 使该各燃料吹入用喷嘴及该含氧气体吹入用喷嘴 的喷射方向,与该燃烧室的内周面之切线方向大致 相同的燃烧控制步骤;及 对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载,以将来自该各 个喷嘴的喷射速度设为预先设定范围内之値的方 式,来开闭控制该开闭阀的步骤。 14.如申请专利范围第13项之管状火焰燃烧器之燃 烧控制方法,其中,对应燃烧负载而吹入该燃烧室 的该燃料气体及该含氧气体的初期流速,系以形成 在由压力损失所决定之允许最大流速(Vp)与形成管 状火焰用的必要之最小流速Vq的范围内之方式来 控制。 15.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其包含有 如下步骤: 准备前端为开放状的燃烧室,及喷嘴喷射口在该燃 烧室内面开口的复数个燃料吹入用喷嘴及复数个 含氧气体吹入用喷嘴之步骤; 于各该喷嘴连接供给管,且于该供给管设置开闭阀 的步骤; 使各该燃料吹入用喷嘴及各该含氧气体吹入用喷 嘴的喷射方向,与该燃烧室的内周面之切线方向大 致相同的燃烧控制步骤; 对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载,以将来自该各 个喷嘴的喷射速度设为预先设定范围内之値的方 式,来开闭控制该开闭阀之步骤;及 藉由用以使该喷嘴喷射口的开口面积可变动之调 整机构,对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载,以将 来自该喷嘴的喷射速度设为预先设定范围内之値 的方式,来调整该喷嘴喷射口之面积的步骤。 16.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其包含有 如下步骤: 准备前端为开放状的燃烧室,及喷嘴喷射口在该燃 烧室的内面开口,并用以吹入燃料气体与含氧气体 组成之预混合气体的复数个喷嘴之步骤; 于各该喷嘴连接供给管,且于该供给管设置开闭阀 的步骤; 使各该喷嘴的喷射方向与该燃烧室的内周面之切 线方向大致相同的燃烧控制步骤; 对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载,以将来自各个 该喷嘴的喷射速度设为预先设定范围内之値的方 式,来开闭控制该开闭阀的步骤;及 藉由用以使该喷嘴喷射口的开口面积可变动之调 整机构,对应该管状火焰燃烧器的燃烧负载,以将 来自该喷嘴的喷射速度设为预先设定范围内之値 的方式,来调整该喷嘴喷射口之面积的步骤。 17.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其包含有 如下步骤: 准备前端为开放状的燃烧室,及喷嘴喷射口在该燃 烧室的内面开口,并将燃料与含氧气体分开或预混 合吹入的喷嘴之步骤; 藉由使用复数个使各该喷嘴的喷射方向与该燃烧 室的内周面之切线方向大致相同的该管状火焰燃 烧器,且藉由在较该燃烧室内径大的管状火焰燃烧 器之后端连结较该燃烧室的该内径小之该管状火 焰燃烧器的前端,而将复数个该管状火焰燃烧器组 成一体之准备多段式管状火焰燃烧器的步骤;及 对应该燃烧负载,从构成该多段式管状火焰燃烧器 的各个该管状火焰燃烧器内,藉由选择使用的该管 状火焰燃烧器以进行燃烧控制之步骤。 18.一种管状火焰燃烧器之燃烧控制方法,其包含有 如下步骤: 准备前端为开放状的燃烧室,及喷嘴喷射口在该燃 烧室内面开口的燃料吹入用喷嘴及含氧气体之步 骤;在此,该燃烧室具有内筒及沿着该内筒之外周 面的外筒; 将各该喷嘴的喷射方向,配置在与该燃烧室的内周 面之切线方向大致相同的位置之步骤; 藉由使该外筒滑动,以调节燃烧室之长度的步骤; 在此,该外筒系以火焰在该燃烧室内发生的方式, 使炉内温度达到一定温度,来增长燃烧室之长度, 更且, 该外筒以火焰在该燃烧室外发生的方式,使炉内温 度超过该一定温度,来缩短燃烧室之长度。 图式简单说明: 图1为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的侧 视图。 图2为沿着图1中的A-A线所作的剖面图。 图3为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的点 火状态的说明图。 图4为本发明中显示管状火焰燃烧器的一实施形态 的纵剖面图。 图5为显示在燃烧室内形成的管状火焰的长度L1及 在燃烧室外形成的管状火焰的长度L2的图。 图6为显示L2/L1、传热量及发生量的关系的曲线图 。 图7为显示L2/L1及NOx发生量的关系的曲线图。 图8A为显示习知之管状火焰燃烧器的说明图,为管 状火焰燃烧器的构成图。 图8B为沿着图8A中的B-B线所作的剖面图。 图9为显示在本发明之燃烧实验室之炉内温度及被 加热之钢材温度的时效变化的曲线图。 图10为显示在本发明之燃烧实验室之NOx及煤烟浓 度的时效变化的曲线图。 图11为显示本发明之NOx及煤烟浓度的时效变化的 曲线图。 图12为显示本发明之NOx及煤烟浓度的时效变化的 曲线图。 图13为本发明中一实施形态之多段式管状火焰燃 烧器的侧视图。 图14A为沿着图13中的A-A线所作的剖面图。 图14B为沿着图13中的B-B线所作的剖面图。 图15为本发明中一实施形态之多段式管状火焰燃 烧器的燃烧控制方法的说明图。 图16为本发明中一实施形态之多段式管状火焰燃 烧器的燃烧控制方法的说明图。 图17为本发明中一实施形态之多段式管状火焰燃 烧器的燃烧控制方法的说明图。 图18A为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 说明图,为管状火焰燃烧器的构成图。 图18B为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 说明图,为沿着图18A中的B-B线所作的剖面图。 图19为本发明中用于一实施形态之管状火焰燃烧 器的侧视图。 图20A为沿着图19中的A-A线所作的剖面图。 图20B为沿着图19中的B-B线所作的剖面图。 图21为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 燃烧控制装置的全体构成图。 图22A为本发明中一实施形态之燃烧控制方法的说 明图。 图22B为本发明中一实施形态之燃烧控制方法的说 明图。 图23为本发明中用于一实施形态之管状火焰燃烧 器的侧视图。 图24A为沿着图23中的A-A线所作的剖面图。 图24B为沿着图23中的B-B线所作的剖面图。 图25为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 燃烧控制装置的全体构成图。 图26为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 燃烧控制装置的全体构成图。 图27为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 燃烧控制装置的全体构成图。 图28为本发明中用于一实施形态之管状火焰燃烧 器的侧视图。 图29A为沿着图28中的A-A线所作的剖面图。 图29B为沿着图28中的A-A线所作的剖面图。 图30为本发明中一实施形态之管状火焰燃烧器的 燃烧控制装置的全体构成图。 图31A为本发明中一实施形态之燃烧控制方法的说 明图。 图31B为本发明中一实施形态之燃烧控制方法的说 明图。
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