CN101479532A - 使用氧气来扩大燃烧器的燃烧能力 - Google Patents

Abstract

一种燃烧器，其中当燃料的供给速率太低时、当燃料以过高的空气－燃料质量比供给时、当燃料包含太高数量的惰性物质时、或者当燃料的比能含量太低时，燃料不能与作为燃烧的唯一的氧气源的空气以稳定的火焰在燃烧器进行燃烧，通过供给含有大于21体积％氧气的氧化剂到该燃烧器火焰的根部来改进，此时这样的燃料能够在燃烧器进行燃烧。

Description

使用氧气来扩大燃烧器的燃烧能力

发明领域

[0001]本发明涉及碳质燃料在燃烧装置例如燃煤动力锅炉(utilityboiler)中的燃烧。

发明背景

[0002]燃烧系统通常设计来对燃料进行燃烧，该燃料的特征在于其的一种或多种与燃料燃烧相关的性能位于一定的范围值内。当燃料的特性落入燃烧系统设计的范围内时，该燃烧系统通常在它的最高效率运行。试图燃烧具有在所述范围之外的一种或多种特性的燃料，所述特性可能会遭遇设备的限制，其阻止系统达到设计能力或者可能导致负面效应，产生运行问题、更高的排放和提高的维护成本。可能受到试图燃烧具有在系统设计范围之外的一种或多种特性的燃料影响的特征包括燃烧过程的稳定性、火焰热释放图案、燃烧效率、NO_x排放、以及空气和烟道气的鼓风能力。

[0003]燃烧系统经常设计的特性的一个例子是进入到该系统燃烧室的燃料的质量流速。大部分燃烧固体燃料的燃烧系统(例如锅炉中的燃煤系统)使用空气清扫粉碎机来干燥和粉碎燃料，该燃料然后被带入燃烧室并被点燃。由于粉碎燃料所用的传送介质是空气，因此，粉碎机和燃料管道系统被设计以达到至少最小的空气速度，以此来避免燃料颗粒在传输空气的流动物流中沉淀。于是这种设计条件需要用至少最小的空气流速来操作粉碎机，甚至在低的燃料质量流速的情况下。因此在低的燃料质量流速的情况下保持这种最小空气流速将把空气/燃料混合物稀释到这样一种程度，即不能获得稳定的燃烧，并且燃烧器火焰逐渐熄灭。在低于粉碎机满负荷能力30％的负荷时，这是典型的情况。本领域技术人员已经发现当燃料以如此低的速度供给时，必需使用辅助燃料(例如天然气或者油)来保持火焰和燃烧稳定性。

[0004]因此有用的是一种燃烧方法，其允许甚至在燃料质量流速低于系统设计的流速时，以稳定的火焰维持燃烧。

[0005]燃烧系统经常设计的特性的其它例子是惰性(即不可燃烧)物质(无论是固体例如灰和矿物，或者是液体，典型的是水)的含量，和燃料的比能值(specific energy value)，即通过每单位质量的可燃物质存在的可燃物质燃烧时能够获得的能量的量。当被供给到燃烧系统中时，包含大于燃烧系统所设计的惰性物质范围的惰性物质的燃料和具有低于系统所设计的比能值范围的比能值的燃料导致许多问题例如不能以稳定的火焰维持燃烧。

[0006]但是，可能导致这样的运行问题的燃料可能比符合系统设计规格的燃料具有经济上的优势。因而，因此有用的是这样的燃烧方法，其允许甚至在使用含有对于系统而言太高比例的惰性物质或者太低比能值的燃料时，以稳定的火焰维持燃烧。

发明概述

[0007]本发明的一个方面是一种改进燃烧器运行的方法，其包括

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，但是其中当所述物流中提供的空气是用于所述燃烧的唯一氧气源时，在所述燃烧器维持所述稳定的火焰需要燃料满足一种或多种条件，在这些条件中下面的(1)-(4)中的一种或多种条件必须至少足以使所述稳定的火焰在所述燃烧器得以维持：(1)通过所述燃烧器的燃料的质量流速，(2)通过燃烧器供给的与燃料混合的空气物流的燃料-空气比，(3)燃料中可燃烧(即非惰性)物质的含量，和(4)燃料的比能值，

(B)将喷枪通过所述燃烧器插入，布置喷枪的出口端来喷射气体到所述燃烧器的火焰根部，

(C)通过所述燃烧器供给混合有颗粒固体燃料的空气物流，该燃料不满足至少一种所述条件，并且因此不能以稳定的火焰在所述燃烧器在作为燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(D)通过所述喷枪的出口端供给含有大于21体积％氧气的气态氧化剂，和

(E)在所述燃烧器以稳定的火焰来燃烧步骤(C)中供给的所述燃料和空气以及步骤(D)中供给的所述氧化剂，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

[0008]本发明的另外一方面是一种操作燃烧器的方法，其包括

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，但是其中当所述物流中提供的空气是用于所述燃烧的唯一氧气源时，在所述燃烧器维持所述稳定的火焰需要燃料满足一种或多种条件，在这些条件中下面的(1)-(4)中的一种或多种条件必须至少足以使所述稳定的火焰在所述燃烧器得以维持：(1)通过所述燃烧器的燃料的质量流速，(2)通过燃烧器供给的与燃料混合的空气物流的燃料-空气比，(3)燃料中可燃物质的含量，和(4)燃料的比能值，

(B)通过所述燃烧器供给混合有颗粒固体燃料的空气物流，该燃料不满足至少一种所述条件，并且因此不能以稳定的火焰在所述燃烧器在作为燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，和

(C)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(B)中供给的所述燃料和空气，同时还将含有大于21体积％氧气的气态氧化剂物流供给到所述燃烧器的所述火焰的根部，其中所述氧化剂与所述燃料和空气一起进行燃烧，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

[0009]在本发明的上述两方面中，除燃料-空气物流和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流以外，含有大于21体积％氧气的气态氧化剂物流也在该燃料-空气物流中。

[0010]在本发明的上述两方面中，通过供给气态氧化剂而可能进行的燃烧有利的是在不供给气体、液体或固体形式的补给燃料的情况下进行的，该补给燃料例如是天然气或甲烷，燃料油或者液体烃，或者固体，后者包含比在本发明实践中供给和燃烧的颗粒固体燃料中所含的更高含量的可挥发物质。

[0011]作为此处使用的，火焰是“稳定的”意思是一旦它在给定一组的燃烧条件下建立(established)，则它在那些燃烧条件下持续无限地(indefinitely)燃烧。

附图说明

[0012]图1是能够实施本发明的设备的一种实施方案的横截面图。

[0013]图2是可用于图1实施方案中的燃烧器的横截面图。

[0014]图3是图2燃烧器的横截面图，其显示根据本发明的实施方案的改进。

发明详述

[0015]图1表示了能够实施本发明的一种代表性的燃烧系统。该系统包括燃烧装置1，例如燃煤锅炉。该图中的燃料是煤，但是在本发明中有用的燃料包括任何具有热值(即，在燃烧时放出热)的物质。此处使用的术语“燃料”和“燃料固体”指的是被供给来燃烧的物质，包括其可燃成分以及所存在的任何非可燃成分。

[0016]燃烧装置1裹住(house)燃烧室3，其典型的是一种能够经受高温的空间，所述高温是通过在燃烧室3中进行的燃烧而获得的。燃烧室可以由耐火材料制成，或者用耐火材料衬里，或者它可以被携带吸收来自燃烧室热量的材料例如水的管的壁包围(contain)。燃烧产物经由烟道5从燃烧室中排出。燃烧所产生的热量可以以各种任何方式来使用(图1中未示出)，例如在围绕燃烧室3或者沿着烟道5排列的管道中形成蒸汽。

[0017]燃烧器11通过燃烧装置1的表面来提供。在实际使用中，根据安装尺寸，可以提供1-20或者更多的燃烧器。此外，燃烧器可以安装在壁上、顶部或者角落处。包含燃料和空气的混合物的燃料-空气物流12，和空气物流13被通过燃烧器11供给并在燃烧室3中燃烧。该燃烧形成火焰15，该火焰的根部在燃烧器。空气的任选的上部引入的燃烧空气物流14，在自火焰15的下游、在火焰15和烟道5之间，被供给到燃烧室3中。当使用超过一个的燃烧器时，空气物流13(以及，当使用时，上部引入的燃烧空气物流14)可以从共同的风箱或者送风室(未示出，其在目前的工业实践中是常规的)来供给。

[0018]燃料-空气物流12可以在装置17中形成，该装置在许多实施方案中是一种粉碎机，其中将燃料18粉碎成颗粒状，其可以被携带在传送空气物流中，并且其中将燃料与充当传送空气并且还提供一些燃烧用氧气的空气19进行混合。粉碎机典型地具有最大质量流速的燃料(称为“满负荷”)，在该流速下其可以产生燃料-空气物流12。装置17可以替代地是通过将已经粉碎的颗粒燃料物流与传送空气物流相组合来形成燃料-空气物流的设备。

[0019]图2和3以横截面的形式表示了燃烧器11的一种实施方案，其代表了可用于本发明实施的燃烧器。通道22将燃料-空气物流12向前传送并传送到燃烧室3中，在这里它以图1和3所示的火焰15来燃烧。通道23(一个或多个)将空气物流13向前传送并传送到燃烧室3中，在这里该空气提供了在火焰15中用于燃烧的氧气。任选的通道24(一个或多个)将第二空气向前传送并传送到燃烧室3中，在这里该第二空气可以参与到燃烧中。

[0020]图2和3所示的燃烧器优选是圆形的，具有沿着该燃烧器的中心轴布置的通道22。在一种实施方案中，存在一个通道23，其是环形的并且同心地完全围绕通道22布置。在其它的实施方案中，可以有两个或多个通道23，每个在其自身进入燃烧室3的开口处终止。同样地，任选的第二空气可以通过一个通道24来提供，该通道同心地完全围绕通道22布置，或者通过两个或多个单独的通道来提供，这些通道的每一个具有其自身进入燃烧室3的开口。

[0021]图3表示了图2的燃烧器，该燃烧器已经根据本发明进行了改进。出现在图2和3二者中的附图标记对于图3的实施方案来说具有与图2的实施方案相同的含义。

[0022]图3的实施方案包括喷枪31，其位于通道22中。喷枪31在开口33处终止，其位置使得将从开口33出来的气体供给到火焰15的根部35。喷枪31的另一端与氧化剂供给源相连，其装备有合适的阀和控制装置，使得当期望时并且以期望的流速，它将氧化剂物流提供到喷枪31中。氧化剂应当含有大于21体积％氧气，并优选包含大于30体积％氧气和更优选至少90体积％氧气。氧化剂可以从合适的储槽中供给，或者可以通过将空气物流与市售的纯氧气物流(例如99体积％或者更高纯度的氧气)以构成期望的氧气含量的彼此间相对数量相结合来提供。

[0023]本发明可以以下面的方式实施来改进燃烧器，目的是使得颗粒固体碳质燃料能够在燃烧器进行燃烧，即使燃料是以如此低的燃料固体质量流速来供给，以至于燃料在燃烧器与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在该燃烧器以稳定的火焰维持。

[0024]确定最小燃料固体质量流速，对于该燃烧器而言，在该流速时，燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧能够在该燃烧器以稳定的火焰维持。一种确定该流速的方式是在操作燃烧器所需的最小空气流速下，测量该空气流中的燃料固体的最小含量，在该含量时，在该空气流中所供给的燃料的燃烧能够，借助作为燃烧的唯一的氧气源的空气，在该燃烧器以稳定的火焰维持。最小空气流速和最小燃料固体含量的结合确定了最小燃料固体质量流速，在该质量流速时，空气中的燃烧能够在燃烧器以稳定的火焰维持。

[0025]喷枪31或者等效管道如图3所示放置通过燃烧器22，并且它的出口端位于燃烧器的开口处，它的另一端(通过常规的阀和控制装置，其使得能够控制流速和使得能够打开和关闭流动)连接到含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂源。

[0026]接着，将燃料-空气物流以低于上述所确定的最小值的固体质量流速通过燃烧器来供给，燃烧空气被供给通过燃烧器(例如，通过图3中的燃烧器的(一个或多个)通道23)，含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂通过喷枪31供给。如果已经在燃烧器建立了燃烧，则在出口33处出来的氧化剂被供给到燃烧器火焰的根部35。如果还没有在燃烧器建立燃烧，则点燃燃料-空气物流、燃烧空气物流和氧化剂的混合物，并将在出口33处出来的氧化剂供给到燃烧器火焰的根部35。

[0027]调整供给到火焰根部的氧气的质量流速来确定燃料的燃烧在燃烧器以稳定的火焰被维持的值。因此，将氧气的流速保持在该水平，或者提高来保证即使在燃料的质量流速波动的情况下稳定的燃烧。典型地，从出口33出来进入火焰根部35的氧化剂中存在的氧气的数量是完全燃烧所供给的燃料的可燃部分所需的总化学计量数量的1％-25％。如果期望的话，可以调整该氧化剂的氧气含量来适应情况的需要；当供给速率降低时，将通常需要提高氧化剂的氧气含量来保持燃料的稳定燃烧。

[0028]预期本发明的实施方案允许在燃烧器以稳定的火焰来维持燃烧，甚至当燃料固体质量流速对应于最小燃料固体质量流速的30％或者更低，该最小燃料固体质量流速是当空气被用作燃烧的唯一氧气源时，维持稳定燃烧所需的。最小燃料固体质量流速(在该流速本发明变得能够应用)，无论是以绝对值还是以最大流速的百分数来表示，对于不同装置单元来说是变化的，但是对于任何装置单元来说是可容易地通过试验来确定。

[0029]本发明可以以下面的方式实施来改进燃烧器，目的是使得颗粒固体碳质燃料能够在燃烧器中进行燃烧，即使通过燃烧器供给的混合有燃料(例如来自粉碎机)的空气物流具有如此高的空气-燃料质量比，例如2.5或者更高或者甚至3.0或者更高(即其可能会遭遇燃烧速率的“反转”)，以至于在燃烧器中的燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在该燃烧器以稳定的火焰维持。(将理所应当认为的是此处提及的空气-燃料比过高而不能维持稳定的火焰，以及燃料-空气比需要高于能够维持稳定的火焰的值，仅仅是表述同一问题的不同方式)。

[0030]确定通过燃烧器供给的混合有燃料的空气物流中的最大空气-燃料质量比，对于燃烧器而言，在该质量比时，燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧能够在该燃烧器以稳定的火焰维持。

[0031]喷枪31或者等效管道如图3所示放置通过燃烧器22，并且它的出口端位于燃烧器的开口处，它的另一端(通过常规的阀和控制装置，其使得能够控制流速和使得能够打开和关闭流动)连接到含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂源。接着，将燃料-空气物流供给通过燃烧器，其中该物流的空气-燃料比高于上述确定的最大值，燃烧空气被供给通过燃烧器(例如，通过图3中的燃烧器的(一个或多个)通道23)，含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂通过喷枪31供给。如果已经在燃烧器建立了燃烧，则在出口33处出来的氧化剂被供给到燃烧器火焰的根部35。如果还没有在燃烧器建立燃烧，则点燃燃料-空气物流、燃烧空气物流和氧化剂的混合物，并将在出口33处出来的氧化剂供给到燃烧器火焰的根部35。

[0032]调整供给到火焰根部的氧气的质量流速来确定燃料的燃烧在燃烧器以稳定的火焰被维持的值。因此，将氧气的流速保持在该水平，或者提高来保证即使在燃料中的非可燃物质的含量波动的情况下稳定的燃烧。典型地，从出口33出来进入火焰根部35的氧化剂中存在的氧气的数量是完全燃烧所供给的燃料的可燃部分所需的总化学计量数量的1％-25％。如果期望的话，可以调整该氧化剂的氧气含量来适应情况的需要；当燃料供给物流的空气-燃料比增加时，将通常需要提高氧化剂的氧气含量来保持燃料的稳定燃烧。

[0033]燃料供给物流中的最大空气-燃料比(高于该比例本发明变得能够应用)对于不同装置单元来说是变化的，但是对于任何给定装置单元来说是可容易地通过试验来确定。通常，在混合有燃料的空气物流中(其中空气-燃料比低于约2.0)所供给的燃料的燃烧不太可能需要本发明提供的帮助，但是，本发明实现在具有更高的空气-燃料比的供给物流中供给的燃料的燃烧的能力可能借助这样的燃料供给物流来实现，其是以2.5或更高的空气-燃料比供给的，甚至更可能以3.0或更高的空气-燃料比供给。

[0034]本发明可以以下面的方式实施来改进燃烧器，目的是使得颗粒固体碳质燃料能够在燃烧器中进行燃烧，即使燃料包含如此高的非可燃(惰性)材料的量，高到70或者75wt％，或者甚至80-90wt％的量，以至在燃烧器中的燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在该燃烧器以稳定的火焰维持。含有这么多惰性材料的燃料可以自然存在或形成，或者可以通过将具有较少(或者没有)惰性材料的燃料与惰性材料或者与包含甚至更高量的惰性材料的燃料相混合来形成。

[0035]确定燃料中非可燃物质的最大含量，对于该燃烧器而言，在该含量时，燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧能够在该燃烧器以稳定的火焰维持。

[0036]喷枪31或者等效管道如图3所示放置通过燃烧器22，并且它的出口端位于燃烧器的开口处，它的另一端(通过常规的阀和控制装置，其使得能够控制流速和使得能够打开和关闭流动)连接到含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂源。接着，将燃料-空气物流供给通过燃烧器，其中该燃料中的非可燃物质的含量高于上述确定的最大值，燃烧空气被供给通过燃烧器(例如，通过图3中的燃烧器的(一个或多个)通道23)，含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂通过喷枪31供给。如果已经在燃烧器建立了燃烧，则在出口33处出来的氧化剂被供给到燃烧器火焰的根部35。如果还没有在燃烧器建立燃烧，则点燃燃料-空气物流、燃烧空气物流和氧化剂的混合物，并将在出口33处出来的氧化剂供给到燃烧器火焰的根部35。

[0037]调整供给到火焰根部的氧气的质量流速来确定燃料的燃烧在燃烧器以稳定的火焰被维持的值。因此，将氧气的流速保持在该水平，或者提高来保证即使在燃料中的非可燃物质的含量波动的情况下稳定的燃烧。典型地，从出口33出来进入火焰根部35的氧化剂中存在的氧气的数量是完全燃烧所供给的燃料的可燃部分所需的总化学计量数量的1％-25％。如果期望的话，可以调整该氧化剂的氧气含量来适应情况的需要；当燃料中的可燃物质的百分比降低时，将通常需要提高氧化剂的氧气含量来保持燃料的稳定燃烧。

[0038]最大非可燃物质含量(高于该含量本发明变得能够应用)对于不同装置单元来说是变化的，但是对于任何给定装置单元来说是可容易地通过试验来确定。通常，具有低于约30wt％的非可燃物质含量的燃料的燃烧不太可能需要本发明提供的帮助，但是，本发明实现具有高非可燃物质含量的燃料的燃烧的能力可能借助含35wt％或者更高的非可燃物质的燃料来实现，甚至更可能借助含40wt％或者更高的非可燃物质的燃料来实现。

[0039]本发明可以以下面的方式实施来改进燃烧器，目的是使得颗粒固体碳质燃料能够在燃烧器中进行燃烧，即使燃料的比能含量(例如每磅燃料的BTU)是如此的低，以至在燃烧器中的燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在该燃烧器以稳定的火焰维持。

[0040]确定燃料的最小比能含量，在该含量时，燃料与作为燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧能够在该燃烧器以稳定的火焰维持。

[0041]喷枪31或者等效管道如图3所示放置通过燃烧器22，并且它的出口端位于燃烧器的开口处，它的另一端(通过常规的阀和控制装置，其使得能够控制流速和使得能够打开和关闭流动)连接到含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂源。

[0042]接着，将燃料-空气物流供给通过燃烧器，其中燃料的比能含量低于上述确定的最小含量，燃烧空气被供给通过燃烧器(例如，通过图3中的燃烧器的(一个或多个)通道23)，含有大于21体积％氧气，合宜地至少30体积％氧气，和优选地至少90体积％氧气的氧化剂通过喷枪31供给。如果已经在燃烧器建立了燃烧，则在出口33处出来的氧化剂被供给到燃烧器火焰的根部35。如果还没有在燃烧器建立燃烧，则点燃燃料-空气物流、燃烧空气物流和氧化剂的混合物，并将在出口33处出来的氧化剂供给到燃烧器火焰的根部35。

[0043]调整供给到火焰根部的氧气的质量流速来确定在燃烧器的火焰中维持燃料的稳定的燃烧的值。因此，将氧气的流速保持在该水平，或者提高来保证即使在燃料的比能含量波动的情况下稳定的燃烧。典型地，从出口33出来进入火焰根部35的氧化剂中存在的氧气的数量是完全燃烧所供给的燃料的可燃部分所需的总化学计量数量的1％-25％。如果期望的话，可以调整该氧化剂的氧气含量来适应情况的需要；当燃料的比能含量降低时，将通常需要提高氧化剂的氧气含量来保持燃料的稳定燃烧。

[0044]最小比能含量(低于该含量本发明变得能够应用)对于不同装置单元来说是变化的，但是对于任何给定装置单元来说是可容易地通过试验来确定。通常，具有高于约10,000BTU/磅的比能含量的燃料的燃烧不太可能需要本发明提供的帮助，但是，本发明实现具有低的比能含量的燃料的燃烧的能力可能借助具有8,000BTU/磅或者更低的比能含量(如从干燥燃料样品中测量)的燃料来实现，甚至更可能借助具有6,000BTU/磅或者更低的比能含量(如从干燥的燃料样品测量)的燃料来实现。

Claims (26)

1.一种改进燃烧器运行的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，但是其中当所述物流中提供的空气是用于所述燃烧的唯一氧气源时，在所述燃烧器维持所述稳定的火焰需要燃料满足一种或多种条件，在这些条件中下面的(1)-(4)中的一种或多种条件必须至少足以使所述稳定的火焰在所述燃烧器得以维持：(1)通过所述燃烧器的燃料的质量流速，(2)通过燃烧器供给的与燃料混合的空气物流的燃料-空气比，(3)燃料中可燃物质的含量，和(4)燃料的比能值，

(B)将喷枪通过所述燃烧器插入，布置喷枪的出口端来喷射气体到所述燃烧器的火焰根部，

(C)通过所述燃烧器供给混合有颗粒固体燃料的空气物流，该燃料不满足至少一种所述条件，并且因此不能以稳定的火焰在所述燃烧器在作为燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(D)通过所述喷枪的出口端供给含有大于21体积％氧气的气态氧化剂，和

(E)在所述燃烧器以稳定的火焰来燃烧步骤(C)中供给的所述燃料和空气以及步骤(D)中供给的所述氧化剂，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

2.根据权利要求1的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

3.根据权利要求1的方法，其中在步骤(C)中通过所述燃烧器供给的燃料的质量流速不足以使所述燃料以稳定的火焰在所述燃烧器在作为所述燃料的所述燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧。

4.根据权利要求3的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

5.根据权利要求1的方法，其中供给通过所述燃烧器的混合有燃料的空气物流的空气-燃料质量比对于所述燃料而言太高，而不能以稳定的火焰在所述燃烧器在作为所述燃料的所述燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧。

6.根据权利要求5的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

7.根据权利要求1的方法，其中在步骤(C)中所供给的燃料的比能值不足以使所述燃料以稳定的火焰在所述燃烧器在作为所述燃料的所述燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧。

8.根据权利要求7的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

9.一种改进燃烧器运行的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)确定通过所述燃烧器的颗粒固体碳质燃料的最小质量流速，低于该流速时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，

(C)将喷枪通过所述燃烧器插入，布置喷枪的出口端来喷射气体到所述燃烧器的火焰根部，并且喷枪的进口端与含有大于21体积％氧气的气态氧化剂源相连接，

(D)以低于所述最小值的所述燃料的质量流速通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(E)通过所述喷枪出口端来供给含有大于21体积％氧气的气态氧化剂，和

(F)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(D)所供给的所述燃料和空气以及步骤(E)所供给的所述氧化剂，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

10.根据权利要求9的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

11.一种改进燃烧器运行的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)确定供给通过所述燃烧器的混合有燃料的空气物流的最大空气-燃料质量比，高于该质量比时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，

(C)将喷枪通过所述燃烧器插入，布置喷枪的出口端来喷射气体到所述燃烧器的火焰根部，并且喷枪的进口端与含有大于21体积％氧气的气态氧化剂源相连接，

(D)以高于所述最大值的空气-燃料比通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(E)通过所述喷枪出口端来供给含有大于21体积％氧气的气态氧化剂，和

(F)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(D)所供给的所述燃料和空气以及步骤(E)所供给的所述氧化剂，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

12.根据权利要求11的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

13.一种改进燃烧器运行的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)确定颗粒固体碳质燃料的非可燃物质的最大含量，高于该含量时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，

(C)将喷枪通过所述燃烧器插入，布置喷枪的出口端来喷射气体到所述燃烧器的火焰根部，并且喷枪的进口端与含有大于21体积％氧气的气态氧化剂源相连接，

(D)通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，该颗粒固体燃料具有高于所述最大值的非可燃物质含量，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(E)通过所述喷枪出口端来供给含有大于21体积％氧气的气态氧化剂，和

(F)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(D)所供给的所述燃料和空气以及步骤(E)所供给的所述氧化剂，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

14.根据权利要求13的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

15.一种改进燃烧器运行的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)确定颗粒固体碳质燃料的最小比能含量，低于该含量时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，

(C)将喷枪通过所述燃烧器插入，布置喷枪的出口端来喷射气体到所述燃烧器的火焰根部，并且喷枪的进口端与含有大于21体积％氧气的气态氧化剂源相连接，

(D)通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，该颗粒固体燃料具有低于所述最小值的比能含量，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(E)通过所述喷枪出口端来供给含有大于21体积％氧气的气态氧化剂，和

(F)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(D)所供给的所述燃料和空气以及步骤(E)所供给的所述氧化剂，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

16.根据权利要求15的方法，其中在步骤(D)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

17.一种操作燃烧器的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，但是其中当所述物流中提供的空气是用于所述燃烧的唯一氧气源时，在所述燃烧器维持所述稳定的火焰需要燃料满足一种或多种条件，在这些条件中下面的(1)-(4)中的一种或多种条件必须至少足以使所述稳定的火焰在所述燃烧器得以维持：(1)通过所述燃烧器的燃料的质量流速，(2)通过燃烧器供给的与燃料混合的空气物流的燃料-空气比，(3)燃料中可燃物质的含量，和(4)燃料的比能值，

(B)通过所述燃烧器供给混合有颗粒固体燃料的空气物流，该燃料不满足至少一种所述条件，并且因此不能以稳定的火焰在所述燃烧器在作为燃烧的唯一的氧气源的空气中进行燃烧，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(C)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(B)中供给的所述燃料和空气，同时还将含有大于21体积％氧气的气态氧化剂供给到所述燃烧器的所述火焰的根部，其中所述氧化剂与所述燃料和空气一起进行燃烧，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

18.根据权利要求17的方法，其中在步骤(C)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

19.一种操作燃烧器的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)以低于通过所述燃烧器的颗粒固体碳质燃料的最小质量流速的所述燃料的质量流速通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，低于该最小质量流速时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(C)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(B)中供给的所述燃料和空气，同时将含有大于21体积％氧气的气态氧化剂供给到所述燃烧器的所述火焰的根部，其中所述氧化剂与所述燃料和空气一起进行燃烧，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

20.根据权利要求19的方法，其中在步骤(C)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

21.一种操作燃烧器的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)以高于通过所述燃烧器供给的混合有燃料的空气物流的最大空气-燃料质量比的空气-燃料比，通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，高于该最大空气-燃料质量比时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(C)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(B)中供给的所述燃料和空气，同时将含有大于21体积％氧气的气态氧化剂供给到所述燃烧器的所述火焰的根部，其中所述氧化剂与所述燃料和空气一起进行燃烧，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

22.根据权利要求21的方法，其中在步骤(C)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

23.一种操作燃烧器的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，该颗粒固体燃料具有高于颗粒固体碳质燃料的非可燃物质的最大含量的非可燃物质含量，在高于该最大含量时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(C)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(B)中供给的所述燃料和空气，同时将含有大于21体积％氧气的气态氧化剂供给到所述燃烧器的所述火焰的根部，其中所述氧化剂与所述燃料和空气一起进行燃烧，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

24.根据权利要求23的方法，其中在步骤(C)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

25.一种操作燃烧器的方法，其包括：

(A)提供燃烧器，通过该燃烧器，可以供给混合有颗粒固体碳质燃料的空气物流，和不同于混合有所述燃料的空气的一个或多个空气物流，并且可以在所述燃烧器以稳定的火焰进行燃烧，

(B)通过所述燃烧器供给混合有所述颗粒固体燃料的空气物流，该颗粒固体燃料具有低于颗粒固体碳质燃料的最小比能含量的比能含量，在低于该最小比能含量时，所述燃料与作为所述燃烧的唯一的氧气源的空气的燃烧不能在所述燃烧器以稳定的火焰来维持，和通过所述燃烧器供给不同于混合有所述燃料的空气的所述一个或多个空气物流，

(C)在所述燃烧器以稳定火焰来燃烧步骤(B)中供给的所述燃料和空气，同时将含有大于21体积％氧气的气态氧化剂供给到所述燃烧器的所述火焰的根部，其中所述氧化剂与所述燃料和空气一起进行燃烧，其中所述氧化剂是以维持所述稳定火焰的质量流速被供给到所述火焰的根部。

26.根据权利要求25的方法，其中在步骤(C)中所供给的气态氧化剂包含至少90体积％氧气。

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