CN102047041A

CN102047041A - 用于低NOx炉的燃料喷射器

Info

Publication number: CN102047041A
Application number: CN200980119585.6A
Authority: CN
Inventors: J·瓦特斯基; J·单
Original assignee: Siemens Power Generations Inc
Current assignee: Forster Wheeler North America
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-04-21
Also published as: WO2009154665A3; JP5409779B2; US20090297996A1; KR101366032B1; AU2009260867B2; WO2009154665A2; JP2011523013A; CN102047041B; AU2009260867A1; KR20110030495A; EP2318763A2

Abstract

用在炉中的燃料喷射器，其使得在一次流以燃料流形式离开喷射器并流入炉的燃烧区之前，载气和燃料构成的一次流通过热空气二次流而与热空气、氧气或氧气和CO₂的混合物或者再循环烟道气体在喷射器内混合。一次流与二次流热空气的相互作用提高了离开喷射器的燃料流的中心处的化学计量，从而使得NO_x的产生最小化和燃料在炉中的燃烧最大化。

Description

用于低NOx炉的燃料喷射器

技术领域

本发明总体上涉及一种用于炉的燃料喷射器以及，更特别地，涉及一种用于降低在联合炉中燃烧所产生的氮氧化物(″NO_x″)和未燃碳(″UBC″)的浓度的燃料喷射器。

背景技术

现有技术的发明者已经做出了很大的努力来提供用于运输粉煤以在联合炉中燃烧的燃料喷射器，其中作为副产品产生的污染物——氮氧化物的量被最小化；以及其中不完全燃烧的产物——UBC，也被最小化。然而，在NO_x控制和UBC水平之间的一般的关系是当NO_x降低时UBC趋向于增加。现有技术的产生少量的作为副产品的氮氧化物的炉一般被称为低NO_x炉。

一氧化二氮排放物由两个主要来源所形成：化学地结合在燃料中的氮，这种燃料例如是煤炭，其被称为″燃料NO_x″；和包含在燃烧空气中的高温大气固氮，其被称为″热NO_x″。燃料NO_x和热NO_x的形成都受在燃烧早期阶段中氧气的存在量支配。在这点上，当在燃烧的早期燃烧阶段存在太多的氧气时，将导致较高的NO_x产出。热NO_x是直接地并按指数规律地依赖于温度。当燃烧温度升高时，NO_x产出呈指数程度地增加。在燃料喷射器的喷嘴处(即在炉燃烧区的入口处)调节空气和燃料的分配，以使得最初的燃烧在非常富燃料的条件下发生，这将显著地降低基于燃料的氮向一氧化二氮的转变，并通常增加了不想要的UBC的形成，从而降低了整个系统的燃烧效率。

而且在本领域中已知的是，为了达到低NO_x燃烧，粉煤在炉中的燃烧是在缺氧区域中开始的，以使得煤炭中的氮无法与大气中的氧结合而产生NO_x。在这种缺氧区域中，从煤炭释放的氮与其他的氮原子结合而形成在大气中无害的N₂分子。

在现有技术中，低NO_x炉代表性地包括中心燃料喷射器，其向炉中的燃烧区提供夹带燃料(例如粉煤)的空气一次流。此外，这些炉向燃烧区内引入热空气二次流。例如，该炉包括多级的二次空气调节装置，该调节装置在燃料喷射器外提供二次热空气流的流动。该二次空气调节装置产生分级的燃料和空气流，以使得进入燃烧区的燃料流的中心部是富燃料的。或者，其它的现有技术低NO_x粉煤炉包括产生若干分离的一次流的燃料喷射器，这些一次流含有被二次热空气流所围绕的粉煤。

在以上描述的现有技术的炉中，一次流的粉煤高度浓缩于燃烧区的中心。粉煤在燃烧区中心处的高浓度导致了在燃烧区的中心部分的极低的空气-煤浓度比或低化学计量。尽管燃烧区的外部部分具有足够维持燃烧的化学计量，但是在燃烧区的中心部分的燃料流的化学计量没有足够的空气来维持燃烧，其导致了不想要的NO_x和UBC的产生。

在其它现有技术的低NO_x粉煤炉中，空气的二次流与一次空气和煤炭流在燃料喷射器的出口处混合而扩大了NO_x还原区，以使得在燃烧区内产生的NO_x能够减少。在该现有技术的炉结构中，在进入燃烧区的燃料流的中心部的燃料喷射器的出口处提供二次空气流，在燃烧区的中心部产生燃烧空气的区域。这个燃烧空气的区域在一次空气/煤炭流和中心二次流空气流之间产生内部界面，从而在火焰容积内形成高化学计量的火焰表面，以使得仅仅一小部分一次空气/煤炭流被影响。因为如此形成的该内部的火焰表面由100％的空气量所支持，因此在该内部火焰表面中燃烧的煤炭颗粒是处于至少为化学计量的状态。因此，生成的NO_x的水平不显著地低于没有该特征的炉的水平。在一定条件下，内部火焰表面可能提供一些额外的NO_x还原。

因此，存在着对于用于联合炉的燃料喷射器的需要，该联合炉最大化燃料的燃烧同时最小化NO_x的产生。

发明内容

根据本发明，一种用于炉(例如粉煤燃烧炉)的燃料喷射器适于沿着该喷射器的内通道向着炉的燃烧区输送一次流，该一次流包括含有载气(例如空气)和燃料(例如粉煤)的混合物，并适于在一次流离开该喷射器并被喷射器以燃料流的形式输送进入炉的燃烧区内之前，将热的气体、优选空气的二次流引入该通道内，以使得该二次流与沿着并围绕该通道的中心轴线的一次流的一部分混合并将其加热和增加其氧浓度。该燃料喷射器包括限定内通道的外壳，并且该通道延伸燃料喷射器从入口端至出口端的长度。在燃料喷射器内用二次流的热空气增加一次流中的一部分的氧浓度，增加了在燃烧区中在燃烧器轴线上和围绕该轴线的燃料流的化学计量，该燃烧器轴线与喷射器的中心轴线是同轴的，以使得在热空气中有足够量的氧来维持在燃烧器轴线上和围绕该轴线的燃烧，但是在燃烧区中在燃烧器轴线上和围绕该轴线的热氧气的量不足以产生NO_x或产生仅仅最小量的NO_x。

如此，热的二次空气流的目的在于彻底地与一次流的一部分在燃料喷射器内于中心轴线上并围绕该轴线混合。在中心轴线上和围绕该轴线的化学计量被充分地增大以使得，由于炉热的增加或其它点火源，该燃料流在燃烧器轴线上和围绕该轴线将部分地气化。因为该燃料例如煤炭含有碳、氢、氮、氧和硫及其他化学结合的成分，因此部分燃烧或气化产生了部分燃烧的碳、一氧化碳、H₂O、SO₂、和未反应的以无害N₂的形式而非有害NO_x的形式存在的氮的混合物。

在一个实施例中，二次流通过喷射器的外壳中的布置在通道的入口端和出口端之间的孔被提供到喷射器的通道。在进一步的实施例中，空气调节装置控制二次流通过该孔的供给。

在包含有位于喷射器的外壳中、布置在通道的入口端和出口端之间的用于向通道提供二次流的孔的喷射器的进一步的实施例中，该喷射器包括从外壳向内朝着通道的中心轴线延伸、并布置在该孔上游的挡板。该挡板延伸进入并位于通道中，用于干扰一次流的流动，以便促进在孔处向着中心轴线提供的二次流的穿透。

在包含有位于喷射器的外壳中、布置在通道的入口端和出口端之间的用于向通道提供二次流的孔的喷射器的另一实施例中，该喷射器包括扩散锥体，其沿着喷射器的中心轴线延伸并以该中心轴线为中心，位于孔的上游，用于减少沿着中心轴线流动的一次流的燃料的量。

在进一步的实施例中，喷射器包括空气分配器，优选地为扩散锥体的形式，沿着喷射器的中心轴线延伸并以该中心轴线为中心。该分配器沿着和围绕喷射器的中心轴线分配二次流。在一个实施例中，该二次流通过从通道的入口端延伸至该分配器的中空导管提供至该分配器。在另一实施例中，该二次流通过从位于外壳中的孔延伸至该分配器的中空导管提供至喷射器。在进一步的优选实施例中，该分配器限定了中空的内部部分，将二次流提供至该内部部分。该中空的内部部分构造为将二次流沿着和围绕中心轴线朝着燃烧区引导。

附图说明

本发明的其他的目标和优点通过以下的目前优选实施例的详细说明将是显而易见的，该说明应该结合附图一起考虑，其中同样的附图标记表示相似的部件并且其中：

图1是根据本发明的用于粉煤炉的燃料喷射器的示范性实施例的剖视图。

图2是根据本发明的用于粉煤炉的带有分段式喷管的燃料喷射器的另一示范性实施例的剖视图。

图3A是根据本发明的用于粉煤炉的燃料喷射器的另一示范性实施例的剖视图。

图3B是根据本发明的用于粉煤炉的燃料喷射器的另一示范性实施例的剖视图。

图4是根据本发明的联接到与燃料喷射器结合使用的多根中空管的扩散锥体的示范性实施例的透视图。

图5是根据本发明的用于粉煤炉的燃料喷射器的另一示范性实施例的剖视图。

具体实施方式

图1描绘了根据本发明的一个实施例的示范性燃料喷射器10。该喷射器10用于与炉、例如粉煤炉联合使用，并提供了在一次流离开喷射器10并以燃料流(″FS″)的形式进入炉的燃烧区之前，在该喷射器10内用二次流(″SS″)对一次流(″PS″)的加热，该一次流为夹带有燃料的载气，所述燃料优选粉煤，所述载气优选空气，该二次流为热的气体，优选空气。在替代实施例中，二次流可以是100％的氧气、空气与氧气的混合物、二氧化碳和氧气的混合物、或者再循环烟道气体和氧气的混合物。

对于在此使用的，术语″燃料喷射器″是覆盖了用于输送将在联合炉内燃烧的粉状燃料和载气的设备。应该理解的是术语″粉状燃料″是覆盖了各种型式的燃料，例如粉煤等等。为方便起见，术语″粉煤″被用在下文并且用来包括除煤炭以外的各种型式的粉状燃料。此外，术语″载气″包括除空气以外的气体。

参照图1，燃料喷射器10包括具有入口端12和出口端14的细长的外壳11。能够制造燃料喷射器10的材料是常规的并可以包括能够经受极热的各种材料，例如铁、各种其他的金属例如碳钢和不锈钢、陶瓷等等。外壳11包括细长的环形壁16，其从入口端12延伸至外表上锥形的环形壁18。此外，外壳11包括细长的环形壁20，其在出口端14和壁18的与燃料喷射器10的出口端14相对的端部19之间延伸。为方便起见并便于引用，喷射器10由壁16、18和20限定的部分在下面分别称为入口区22、过渡区24和喷嘴区26。

外壳11的壁16、18和20形成了在喷射器10的入口端和出口端12、14之间延伸的基本上环形的、细长通道28。为了便于引用和凸显本发明的特征，将在入口端和出口端12、14之间延伸并穿过通道28的中心的轴向线定义为中心轴线A。通道28起到从入口端12延伸至出口端14的流路的作用，其中在入口端12，将含有粉状燃料(例如粉煤)和载气(优选地空气)的一次流提供至喷射器10，在出口端14，燃料流离开喷射器10。喷射器10的出口端14邻接联合炉(未显示)的燃烧区30。喷射器10的中心轴线A是与穿过燃烧区30的中心的燃烧器轴线B同轴的，在轴线B附近分布有炉中燃料核(未显示)的火焰。当在入口端12向通道28提供一次流时，该一次流沿着通道28流动，穿过入口区、过渡区和喷嘴区22、24、26，然后从喷嘴区26以燃料流的形式离开喷射器10，该燃料流被输送至邻接喷射器10的出口端14的燃烧区30。在燃烧区30处，燃料流中的燃料被位于燃烧区30中的火焰所消耗。

如以上所讨论的，在现有技术的低NO_x炉中，将热空气提供至炉的燃烧区以进一步加热离开燃料喷射器的出口端的粉煤和空气的一次流。然而，在这种现有技术的炉中，通过喷射器提供至燃烧区的燃料流的中心一般具有高浓度的燃料。尽管热空气流可以在燃烧区中包绕该高浓度的燃料，但热空气流经常未充分地穿透该燃料流(一次流)以维持燃料流中心处燃料的燃烧。因此，在燃料流中心中的未被燃烧掉的燃料颗粒未开始燃烧直到它们到达从燃料喷射器进入炉内的相当长距离的区域，在那里具有充足的维持燃烧的空气。在这些条件下，其中用相比于早期火焰部分中的氧浓度更高的氧浓度燃烧燃料，结果是形成了不希望的NO_x量。

根据本发明，燃料喷射器10提供了在一次流以燃料流的形式于出口端14离开燃料喷射器10也即被输送到联合炉的燃烧区30之前将热空气的二次流引入到通道28中，并用二次流将一次流的一部分加热并与其混合。通过在通道28中在出口端14上游的点将二次流引入到燃料喷射器10中，一次流的中心部的化学计量被充分地增加使得在炉的燃烧区30中的燃料流的中心处的燃料的气化得以增强。有利地，二次流在喷射器10中增加了氧浓度并将一次流加热从而获得了在围绕和位于通道28中心轴线上的一次流中提高的化学计量，其进而提高了在燃烧区30中围绕和位于燃烧器轴线上的燃料流的化学计量，更进一步地，通过将高温的二次空气与一次流混合而升高了燃料流的温度，所产生的围绕和位于燃烧器轴线上的燃料/空气混合物一旦被提供了充足的启动燃烧过程的能量则将更易于气化或燃烧。除了低的NO_x和UBC之外，进一步的好处是具有更短的火焰长度。

在一个优选的实施例中，对在二次流中提供的空气的量和温度选择以使得将围绕和位于燃烧器轴线上的燃料流的化学计量提高至足以维持燃烧的水平，以及其中空气的量优选地未超过能产生NO_x的水平。换言之，来自二次流的空气在喷射器10内产生了对一次流的加热并与其混合，这样，在燃烧区30中在燃烧器轴线上和围绕燃烧器轴线，氧气的量足够地缺乏至维持燃烧和产生低热值气体，其可以用英国热单位(BTU)表示。众所周知的，低热值气体中与燃料结合的氮是非常低的，因为基本上所有的与燃料结合的氮已经变成了无害的N₂分子。

根据本发明，通过提高离开喷射器的燃料流的化学计量，实现了在炉的燃烧区中围绕和沿着燃烧器轴线的燃料的燃烧增强的进一步优点。因此，当一次流中的燃料是粉煤时，一次流的未燃烧的煤炭总量，其一般表示为未燃碳(“UBC”)，被减少到低于传统的低NOx粉煤炉的通常水平。

在一个优选的实施例中，当向喷射器10提供时，二次流中的空气的温度在约400℉至1000℉之间，并最优选在500℉至700℉之间。

再次参照图1，在燃料喷射器10的示范性图示实施例中，锥形的环形壁18限定了环状孔32，二次流通过该孔32被直接提供至位于喷射器10的过渡区24处的通道28。在孔32的上游，环形的挡板34从壁16、18的接合部伸出，径向向向内延伸到通道28中，与中心轴线A正交，并终止于平行于中心轴线A的唇缘35。在替代实施例中，挡板34由外壳11向内延伸到通道28中并朝着出口端14延伸。

进一步地，将包含流量调节器52的空气调节装置50安装到在孔32周围的外壳11的外表面53。该流量调节器52可以布置为至少部分或完全地覆盖孔32，换言之，可以调整孔32的有效尺寸，并因此，控制穿过孔32进入通道28中的二次流的流量。

在包含挡板34的喷射器10运行时，一次流从入口端12向下游流动，穿过通道28，到达出口端14。此外，穿过壁18中的孔32将二次流提供至通道28。在过渡区24的上游侧，并且基本上靠近壁16、18的接合部处，具有唇缘35的挡板34干扰通道28中的一次流的流动，以便在一次流朝着出口端14流动时促进二次流穿透进入一次流中。自过渡区24中开始，并持续进入喷嘴区26中，二次流中的热空气与围绕和沿着轴线A流动的一次流的燃料相互作用，从而提高沿着和围绕轴线A的化学计量，以及将沿着和围绕轴线A流动的一次流的燃料加热。从而，离开喷嘴区26并输送至燃烧区30的燃料流已被二次流加热，并且在燃烧区30中围绕和在燃烧器轴线上具有适宜的所需化学计量。

应理解的是：过渡区24中的壁18的锥角；分别在入口区和喷嘴区22和26中的壁16和20的直径；挡板34自外壳11向内进入通道28中并朝着出口端14的方向相对于中心轴线A延伸的角度；唇缘35相对于挡板34的角度；挡板34和唇缘35的长度；以及穿过孔32的二次流的流率是依照炉的要求适当选择的，其中喷射器10输送燃料流至该炉，以便提供在燃烧区30中围绕和在燃烧器轴线上所需的化学计量。例如，锥度和直径被选择为保持一次流的速度在整个通道28中为恒定的，或者替代地使得燃料流在喷射器10的出口端14离开的选定速度不同于一次流在喷射器10的入口端12进入的速度。

再次参照图1，在一个进一步的实施例中，喷射器10包括任选的内部扩散锥体40，其布置在入口区22中。并且参照图4，其描绘了锥体40的优选实施例的透视图，该锥体具有面对喷射器10的入口端12的上游环形端壁41，其外径小于锥体40面对出口端14的下游环形端壁43的外径。此外，锥体40包含具有外表面以及内表面144、146的壁142。该内表面146限定了圆锥形的中空内部150。该锥体40可以通过至少两个支腿154在通道28中被适当地支撑，并能够通过附连至一个或多个支腿154且延伸至入口端12的杆(未显示)来被轴向地调节。该锥体40沿着轴线A并以轴线A为中心延伸，并且在上游端壁41和过渡区24之间的距离小于在上游端壁41和入口端12之间的距离。

在如图1所示的并包含任选的锥体40的喷射器10的运行中，一次流自入口端12，沿着通道28，穿过入口区22并朝着出口端14的方向流动。当一次流遇到通道28中的锥体40时，锥体40将一次流的流动的一部分转向为朝着入口区22中的通道28的径向外部部分流动。该转向的一次流继续流过锥体40并向着过渡区24流动。挡板34在过渡区24处或其附近将一次流的流动干扰，以使得在孔32处提供的二次流能够朝着中心轴线A穿透，如以上所讨论的。在锥体40的上游端壁41和壁16、18的接合部之间的距离被适当地选择为使得在一次流到达过渡区24之前，一次流以所需的方式朝着通道28的径向外部部分转向。

在一个优选的实施例中，喷射器10中的锥体40引导一次流中预定量的燃料朝着入口区26中的径向外部部分流动，这将围绕和在中心轴线A上进入过渡区24的一次流中的燃料(例如粉煤)的浓度减少至预定的量，从而使得离开出口端14并围绕和在燃烧区30的燃烧器轴线上流动的燃料流具有所需的化学计量。

应理解的是，通过空气调节装置50的流量调节器52所调节的孔32的有效尺寸、锥体40的几何形状、锥体40相对于过渡区24的位置以及挡板34的位置、尺寸和取向是基于一次流中的燃料特性、一次流中的燃料浓度等而可选择的设计参数，以便对于自喷射器10输送到燃烧区30的燃料流获得所需的化学计量。

在喷射器10的进一步的实施例中，喷射器10包括锥体40和用于提供二次流的孔32，而省略了挡板34。

图2描绘了根据本发明的燃料喷射器100的另一个实施例。相同的附图标记用来表示燃料喷射器100中与关于喷射器10所描述的部件相同、或在结构和操作上基本上相似的部件。参照图2，喷射器100包含入口区、过渡区和喷嘴区22、24和26，并且喷嘴区26靠近过渡区24的部分包含靠近挡板34的孔32，其中孔32的有效尺寸可通过空气调节装置50的流量调节器52来控制。此外，喷射器100包括分段式喷管区126，例如在美国专利5,762,007中所描述的类型，该专利通过引用结合于本文，该分段式喷嘴区126在喷嘴区22和出口端14之间延伸。此外，设置了连同喷射器100一起的二次空气调节装置130，用于在离开喷射器10并被输送至燃烧区30的燃料流的径向外部部分提供补充的热空气流。当一次流离开喷射器100并以燃料流的形式进入燃烧区30时，分段式喷管区126产生一次流的较大的外表面面积，该一次流已在喷射器100的通道28中与二次流相互作用并被二次流加热，从而使得燃料流中更多的燃料能够在燃烧区30中的围绕和位于燃烧器轴线上的缺氧区内燃烧。通过调节装置130提供的补充的热空气流与燃烧区30中的燃料流相互作用并将其加热，从而实现了在燃烧区30中围绕和位于燃烧器轴线上的所需的化学计量的增加。

图3A描绘了根据本发明的喷射器110的进一步的替代实施例。相同的附图标记用来表示燃料喷射器110中与关于喷射器10所描述的部件相同、或在结构和操作上基本上相似的部件。参照图3A，喷射器110包含分别由外壳11的壁16、18和20所限定的入口区、过渡区和喷嘴区22、24和26。喷射器110包括空气分配器140，除了其端壁41将内部150的入口端密封以及壁142进一步限定与内部150连通的孔152之外，其优选地与上面描述的扩散锥体40具有相同的结构。此外，入口区22的壁16包含孔132，其优选与分配器140的孔152径向地对齐。具有流量调节器52的空气调节装置50安装到外壳11的外表面53，从而使得调节器52能够操作用于控制穿过孔132的流量。中空管154在对齐的孔132和152之间延伸。在分配器140的一个实施例中，多根中空管154分别在围绕壁16周向隔开的多个孔132和在围绕壁142周向隔开的多个相应孔152之间延伸。

在喷射器110的运行中，二次流通过孔132被提供至喷射器110，然后从孔132流动穿过中空管154进入分配器140的内部150。内部150的锥形形状引导该二次流基本上围绕和在通道28的中心轴线A上流动。该二次流在离开内部150时与一次流相互作用并将其加热，其中分配器140已经以类似于上面关于喷射器10的锥体40所描述的方式将一次流转向，上述过程在入口区22中开始，然后在喷射器10的过渡区和喷嘴区24、26中进行。根据本发明，以二次流形式向分配器140提供的热空气的量和温度被选择成使得围绕和沿着中心轴线A的一次流的化学计量得到适当地改变以便实现由喷射器10输送到燃烧区30的围绕和位于燃烧器轴线上的燃料流的低NO_x和低UBC燃烧。

图3B描绘了根据本发明的喷射器170的另一替代实施例。相同的附图标记用来表示燃料喷射器170中与关于喷射器110所描述的部件相同、或在结构和操作上基本上相似的部件。参照图3B，喷射器170包括入口区、过渡区和喷嘴区22、24和26，以及在入口区22中的分配器140。此外、喷射器170包含在喷嘴区22和出口端14之间延伸的分段式喷管区126。

图5描绘了根据本发明的喷射器200的进一步的实施例。相同的附图标记用来表示燃料喷射器200中与关于喷射器10所描述的部件相同、或在结构和操作上基本上相似的部件。参照图5，喷射器200包括分别由外壳11的壁16、18和20所限定的入口区、过渡区和喷嘴区22、24和26。喷射器200进一步包括空气分配器240，其优选具有与上面描述的扩散锥体40相同的外表面结构。类似于分配器140，该分配器240包括具有外表面和内表面144、146的壁142。内表面146和环形的上游端壁41限定出圆锥形的中空内部150。该上游端壁41限定了孔241，其与内部150连通。中空管154自入口端12延伸到孔241。该管154还在入口端12的上游延伸，并联接至空气调节装置(未显示)。

在喷射器200的运行中，二次流穿过管154流动，通过孔241进入分配器240中，然后从分配器240的内部150离开进入到入口区22内的通道28中。内部150的锥形形状引导二次流基本上沿着和围绕通道28的中心轴线A流动。在一次流从入口区流动进入过渡区24中然后进入喷射器10的喷嘴区26中的过程中，该二次流在离开分配器240的内部150时与沿着和围绕通道28的中心轴线流动的一次流的一部分相互作用并将其加热。

在本发明喷射器的一个优选实施例中，喷嘴区26是由不锈钢制造的，以及入口区22是由碳钢制造的。

虽然在此已经结合特定的实施例描述了本发明，但应理解的是这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的举例性说明。因此，应理解的是，可以对这些举例性的实施例做出众多改变以及可以设计出其他的布置方式，而并不脱离由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种用在炉中的燃料喷射器，包括：

具有入口端和出口端的外壳，其中该外壳限定了在入口端和出口端之间延伸的通道，其中入口端用于接收载气和燃料构成的一次流，其中中心轴线沿着通道的长度并穿过通道的中心延伸；

用于将热气体构成的二次流引入到通道中的装置；以及

其中，当在入口端将一次流提供至通道以及二次流通过引入装置被引入到通道中时，在一次流在出口端离开通道之前，一次流穿过通道朝着出口端流动并且二次流与沿着和围绕通道的中心轴线的一次流的一部分混合并将其加热，并提高其氧浓度。

2.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中二次流的气体是空气并且燃料是粉煤。

3.如权利要求2所述的燃料喷射器，其中二次流中的空气在约400℉和1000℉之间。

4.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中引入装置限定了至少一个用于将二次流引入到通道中的孔，其中该孔位于入口端和出口端之间。

5.如权利要求4所述的燃料喷射器，其中该孔是由可调节的空气调节装置限定的。

6.如权利要求4所述的燃料喷射器，进一步包括：

挡板，其自外壳向通道中并朝着中心轴线延伸，其中该挡板布置在孔的上游以促进二次流向着中心轴线的穿透。

7.如权利要求6所述的燃料喷射器，其中挡板实质上邻近于孔。

8.如权利要求6所述的燃料喷射器，其中挡板朝着出口端的方向延伸。

9.如权利要求4所述的燃料喷射器，进一步包括：

在孔的上游沿中心轴线布置的扩散锥体，其中该锥体朝着出口端的方向扩散。

10.如权利要求9所述的燃料喷射器，进一步包括：

挡板，其自外壳向通道中并朝着中心轴线延伸，并且布置在锥体的下游，其中挡板布置在孔的上游以促进二次流向着中心轴线的穿透。

11.如权利要求1所述的燃料喷射器，进一步包括：

位于出口端的分段式喷管，用于接收来自通道的与二次流结合的一次流，其中该分段式喷管将一次流和二次流的结合流分离成多个实质上椭圆形的燃料流以在出口端从喷射器输出。

12.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中二次流是100％的氧气、空气与氧气的混合物、CO₂和氧气的混合物、或者再循环烟道气体和氧气的混合物。

13.一种用在炉中的燃料喷射器，包括：

具有入口端和出口端的外壳，其中该外壳限定了在入口端和出口端之间延伸的通道，其中中心轴线沿着通道的长度并穿过通道的中心延伸，以及其中入口端用于接收载气和燃料构成的一次流；

空气分配器，其用于在出口端的上游实质上沿着和围绕中心轴线分配二次流；以及

其中，当一次流在入口端被提供至通道并穿过通道朝着出口端流动以及二次流被空气分配器分配时，在一次流在出口端离开通道之前，离开分配器的二次流与沿着和围绕轴线的一次流的一部分混合并将其加热，并提高其氧浓度。

14.如权利要求13所述的燃料喷射器，进一步包括：

用于向分配器提供二次流的中空管，其中该分配器是扩散的锥体，其限定了与中空管连通的中空内部。

15.如权利要求14所述的燃料喷射器，其中中空管自入口端延伸到分配器。

16.如权利要求14所述的燃料喷射器，其中外壳限定了至少一个位于入口端和出口端之间的孔，并且中空管自该孔延伸到分配器。

17.如权利要求13所述的燃料喷射器，其中二次流的气体是空气并且燃料是粉煤。

18.如权利要求17所述的燃料喷射器，其中二次流中的空气在约400℉和1000℉之间。

19.如权利要求13所述的燃料喷射器，进一步包括：

20.如权利要求13所述的燃料喷射器，其中二次流是100％的氧气、空气与氧气的混合物、CO₂和氧气的混合物，或者再循环烟道气体和氧气的混合物。

21.一种用于从燃料喷射器向炉的燃烧区输送燃料的方法，包括：

提供燃料喷射器，其中该燃料喷射器包括具有入口端和出口端的外壳，其中该外壳限定了在入口端和出口端之间延伸的通道，其中中心轴线沿着通道的长度并穿过通道的中心延伸；

在入口端向通道提供载气和燃料构成的一次流，其中该一次流穿过通道朝着出口端流动；以及

提供热气体构成的二次流进入通道中，其中在一次流在出口端离开通道之前，该二次流与沿着和围绕轴线的一次流的一部分混合并将其加热，并提高其氧浓度。

22.如权利要求21所述的方法，其中二次流的气体是空气并且燃料是粉煤。

23.如权利要求22所述的方法，其中二次流中的空气在约400℉和1000℉之间。

24.如权利要求21所述的方法，进一步包括：

通过外壳中的布置于入口端和出口端之间的至少一个孔提供二次流进入通道中。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述孔是由可调节的空气调节装置限定的。

26.如权利要求24所述的方法，进一步包括：

在孔的上游干扰一次流的流动以促进二次流向着中心轴线的穿透。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述流动在实质上靠近孔处被干扰。

28.如权利要求24所述的方法，进一步包括：

使一次流的流动在孔的上游转向离开中心轴线。

29.如权利要求21所述的方法，进一步包括：

将被二次流加热的一次流分离成多个实质上椭圆形的燃料流以在出口端从喷射器输出。

30.如权利要求21所述的方法，进一步包括：

提供二次流以产生离开出口端的燃料流，该燃料流围绕和在通道的中心轴线上具有预定的化学计量。

31.如权利要求21所述的方法，进一步包括：

沿着和围绕中心轴线提供二次流。

32.如权利要求31所述的方法，其中二次流是从自入口端延伸的中空管被提供的。

33.如权利要求31所述的方法，其中二次流是从外壳中的孔被提供的，其穿过中空管并到达用于沿着和围绕中心轴线分配二次流的空气分配器。

34.如权利要求21所述的方法，其中二次流是100％的氧气、空气与氧气的混合物、CO₂和氧气的混合物、或者再循环烟道气体和氧气的混合物。