專利名稱：利用再循環(huán)煙氣增強(qiáng)過燃空氣的燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請及所得專利大體上涉及燃燒系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及利用再循環(huán)煙氣流增強(qiáng)過燃空氣流以減少排放和提高效率的燃燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃燒系統(tǒng)在許多エ業(yè)環(huán)境中用來產(chǎn)生熱量和熱氣體。例如，鍋爐和爐典型地在靜止燃燒器中燃燒諸如石油和煤的烴類燃料，以產(chǎn)生用來升高諸如水的流體的溫度的熱量。エ業(yè)燃燒系統(tǒng)典型地采用各種燃燒裝置元件以燃燒燃料，并且采用空氣噴射器以提供用于確保完全燃燒的燃燒空氣。諸如鍋爐(不論燃?xì)膺€是燃燒化石(燃料))的エ業(yè)爐或公用爐典型地包括下燃燒區(qū)和大致垂直地延伸的煙氣通道。引入這樣的燃燒系統(tǒng)中的空氣可被分級，即空氣可在 多個級中引入系統(tǒng)以優(yōu)化燃燒和最小化排放。在空氣分級中，一次空氣與煙氣在二者被噴入燃燒區(qū)時相混合。二次空氣(無燃料的空氣)可在一次燃燒區(qū)中噴入，并且也可以如在過燃空氣的情況中那樣在一次燃燒區(qū)的下游噴入。過燃空氣典型地在一次燃燒區(qū)的下游的位置處噴入煙氣中。過燃空氣分級減少了提供給一次燃燒區(qū)的燃燒空氣的流量，以便抑制諸如氮氧化物的排放物的形成。在一次燃燒區(qū)中減少的氧增加了煙氣中未燃燒的烴的水平。過燃空氣接著完成未燃燒烴的燃燒，該烴被轉(zhuǎn)化為ニ氧化碳和水。雖然已知的過燃空氣系統(tǒng)通常在減少不期望的排放方面是有效的，但這樣的排放控制可相對于整個燃燒系統(tǒng)獲得效率成本。因此存在對于ー種改進(jìn)的燃燒系統(tǒng)的需要，其利用過燃空氣，以便在很少影響或不影響總系統(tǒng)效率的情況下提供足夠或增加的排放控制。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請和所得專利提供了一種燃燒系統(tǒng)。該燃燒系統(tǒng)可包括燃燒室，該燃燒室用于將燃料流和空氣流燃燒成煙氣流；過燃空氣系統(tǒng)，該過燃空氣系統(tǒng)與燃燒室連通；和煙氣返回管線，該煙氣返回管線與過燃空氣系統(tǒng)連通，使得再循環(huán)煙氣流在進(jìn)入燃燒室之前與過燃空氣流混合。本申請和所得專利還提供了ー種操作燃燒系統(tǒng)的方法。該方法可包括以下步驟在燃燒室的燃燒區(qū)中將空氣流和燃料流燃燒成煙氣流；使空氣流的一部分轉(zhuǎn)向?yàn)檫^燃空氣流；使煙氣流的一部分再循環(huán)；將過燃空氣流與煙氣流的再循環(huán)部分混合；以及將過燃空氣流和煙氣流的再循環(huán)部分在燃燒區(qū)下游噴入燃燒室。本申請和所得專利還提供了一種燃燒系統(tǒng)。該燃燒系統(tǒng)可包括燃燒室,該燃燒室用于在燃燒區(qū)中將燃料流和燃燒空氣流燃燒成煙氣流；過燃空氣系統(tǒng)，該過燃空氣系統(tǒng)在燃燒區(qū)下游與燃燒室連通，用于將燃燒空氣流的一部分轉(zhuǎn)向?yàn)檫^燃空氣流；和煙氣返回管線，該煙氣返回管線與過燃空氣系統(tǒng)連通，使得再循環(huán)煙氣流在進(jìn)入燃燒室之前與過燃空氣流混合。在結(jié)合若干附圖和所附權(quán)利要求考慮而閱讀過以下詳細(xì)描述后，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，本申請和所得專利的這些和其它特征和改進(jìn)將變得顯而易見。
圖I是如可在本文中描述的使用過燃空氣系統(tǒng)的燃燒系統(tǒng)的示意圖。部件列表
權(quán)利要求
1.ー種燃燒系統(tǒng)(100)，包括 燃燒室(180)，用于將燃料流(110)和空氣流(120)燃燒成煙氣流(280)； 過燃空氣系統(tǒng)(290)，與所述燃燒室(180)連通；以及 煙氣返回管線(310)，與所述過燃空氣系統(tǒng)(190)連通，使得再循環(huán)煙氣流(315)在進(jìn)入所述燃燒室(180)之前與過燃空氣流(305)混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述燃料流(110)包括煤(130)的供應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，還包括與所述煤(130)的供應(yīng)連通的碾磨機(jī)(150)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，還包括ー個或多個主燃燒裝置(220)，所述ー個或多個主燃燒裝置(220)定位在所述燃燒室(180)周圍，并與所述燃料流(110)和所述空氣流(120)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述燃燒室(180)包括所述ー個或多個主燃燒裝置(220)附近的燃燒區(qū)(190)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述過燃系統(tǒng)(290)被定位在所述燃燒區(qū)(190)的下游。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述過燃系統(tǒng)(290)包括ー個或多個過燃空氣噴射器(300)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述空氣流(120)包括燃燒空氣流(250)，并且其中所述過燃空氣流(305)包括所述燃燒空氣流(250)的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，還包括與所述煙氣返回管線(310)和所述燃燒空氣流(250)連通的ー個或多個煙氣熱交換器(320)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述再循環(huán)煙氣流(315)構(gòu)成所述煙氣流(280)的約百分之十(10% )。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述再循環(huán)煙氣流(315)和所述過燃空氣流(305)包括約六十￠0)米/秒或更高的進(jìn)入所述燃燒室(180)的進(jìn)入速度。
12.—種操作燃燒系統(tǒng)(100)的方法，包括 將空氣流(120)和燃料流(110)在燃燒室(180)的燃燒區(qū)(190)中燃燒成煙氣流(280)； 將所述空氣流(120)的一部分轉(zhuǎn)向?yàn)檫^燃空氣流(305)； 再循環(huán)所述煙氣流(280)的一部分(315)； 將所述過燃空氣流(305)和所述煙氣流(280)的所述再循環(huán)部分(315)混合；以及 將所述過燃空氣流(305)和所述煙氣流(280)的所述再循環(huán)部分(315)在所述燃燒區(qū)(190)下游噴入所述燃燒室(180)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在所述燃燒室(180)的上游在所述空氣流(120)與所述煙氣流(280)的再循環(huán)部分(315)之間交換熱量的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，再循環(huán)所述煙氣流(280)的一部分(315)的步驟包括再循環(huán)所述煙氣流(280)的約百分之十(10%)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，噴射所述過燃空氣流(305)和所述煙氣流(280)的再循環(huán)部分(315)的步驟包括以約六十￠0)米/秒或更高來噴射所述過燃空氣流(305)和所述煙氣流(280)的所述再循環(huán)部分(315)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用再循環(huán)煙氣增強(qiáng)過燃空氣的燃燒系統(tǒng)。本申請和所得專利提供了一種燃燒系統(tǒng)(100)。該燃燒系統(tǒng)(100)可包括用于將燃料流(110)和空氣流(120)燃燒成煙氣流(280)的燃燒室(180)、與燃燒室(180)連通的過燃空氣系統(tǒng)(290)、以及煙氣返回管線(310)，該煙氣返回管線(310)與過燃空氣系統(tǒng)(290)連通，使得再循環(huán)煙氣流(315)在進(jìn)入燃燒室(180)之前與過燃空氣流(305)混合。
文檔編號F23C7/06GK102692014SQ20121008973
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者D·莫伊達(dá), W·周 申請人:通用電氣公司