CN102084182A - 低NOx燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种安装在炉壁上的低NOx燃烧器。该燃烧器具有连接于燃烧空气供给的细长管，该细长管的炉子侧端安装与炉壁相隔显著距离的燃烧空气旋流器。多个——通常为六个——细长空气端口从炉子的风箱通过壁延伸进入燃烧室并提供大部分所需的燃烧空气。空气端口的下游端与炉子壁以及与旋流器间隔开，并且它们被配置成使排出的空气流偏向旋流器。多个具有燃料气体排出孔的第一燃料气体接管围绕旋流器而布置并将燃料气体在旋流器下游排放进入燃烧室。

Description

低NOx燃烧器
关联申请的交叉引用
本申请是2005年2月25日提交的“Energy Efficient Low NOx Burner andMethod OF Operating same(高能效低NOx燃烧器和运行该燃烧器的方法)”的美国专利No.11/067,312的部分延续，其公开内容援引包含于此。
技术领域
本发明涉及低NOx排放燃烧器，这类燃烧器是紧凑的、工作效率高的，并利用炉子的燃烧室内的炉子气再循环来降低NOx排放。
由于对大气污染具有重大影响，炉子排放具有很大的重要性。NOx排放的大源头是用于大型和小型炉子的燃烧器，包括例如用于通过蒸汽驱动的涡轮产生电能的非常大型的炉子。已知可通过降低由炉子内部的燃烧器产生的火焰的温度来降低NOx排放。传统地，这已通过将超过化学计量地点燃燃料所需空气量的过量空气提供给燃烧器来达成，由于燃料必须加热附加空气，这降低了火焰和由此产生的炉子气体的总温度。
另一种降低NOx排放的方法是将燃烧器的燃烧空气与去往尾气烟囱的烟道气混合。这种技术被称为烟道气再循环(FGR)。烟道气一般具有在大约200华氏度至400华氏度之间范围内的温度。再循环烟道气降低火焰温度和NOx产生，但过多的量会造成火焰不稳和爆气。
这两种方法可单独使用或结合使用。然而，降低NOx排放所需的大量FGR显著增加了必须通过燃烧器和炉子对流段传送的气体总量。这进而需要较大的鼓风机和管道，包括位于燃烧器顶壁外的常见风箱，以应付因温度升高的必须通过系统传输的空气和FGR的组合质量增大。由于鼓风机的供能需求增大，这增加了初始安装成本以及后续操作和维护成本，这些成本上升都是不合需的。
如前面引用的待批申请中披露的那样，必须再循环的高量FGR可通过再循环燃烧室内的炉子气体而降低。这在降低NOx排放方面表现良好并具有降低或消除用以驱动较大型鼓风机以应付额外燃烧空气和/或再循环烟道气的附加能量的优势。待批申请中披露的燃烧器的主要部分是从炉壁延伸的大型圆柱形管。旋流器安装在该管的排出端。接近炉壁的管部分包括开口，炉子气体通过该开口由管内的空气和燃气喷射气动地驱动，在那里炉子气体在混合物点火之前与燃烧空气和燃料混合。然而，如果燃料开始在管道边界内燃烧，该燃烧器容易过热并损坏管道。当空气、烟道气和燃料气体的总输入混合物被类似于FGR的不活泼气体充分稀释时，燃料在管道中燃烧的状态可能发生。控制燃烧器的工作方式使其远离内部燃烧火焰也需要朝向管道的排出端更多地偏移，这对于获得最低NOx排放来说一般不是最佳的。
发明内容
本发明对于前面引用的待批专利申请中记载的低NOx燃烧器方面的进一步改进在于，它省去了管道围住燃烧器的需要并简化了燃烧器的构造和操作，如下文所述。
根据本发明构造的低NOx燃烧器被安装在炉子中，该炉子具有围住炉子的燃烧室的炉壁。燃烧器被安装在炉壁上并通过炉壁中的开口而延伸进入燃烧室，在燃烧室产生火焰。
燃烧器本身具有完全设置在燃烧室内的燃烧空气旋流器，且其下游端与炉壁隔开一显著的距离，如下文中进一步描述的那样。燃烧空气管延伸入燃烧室、支承旋流器并使燃烧空气从炉子外的燃烧空气源通过旋流器进入燃烧室。
多个空气端口——优选为六个，但也可使用更多或更少的数量——从炉壁延伸进入燃烧室。它们彼此沿周向等距地间隔以在其间限定若干空间，并通常单独提供所需燃烧空气的主要部分，或在需要时与FGR混合。其排出端设置在燃烧室内、旋流器上游，并且它们与旋流器和炉壁分隔开。
在相邻空气端口之间的合适板阻止燃烧空气从燃烧空气源流入炉子，除了通过端口和燃烧器中央的管道。
第一组细长的燃料接管(spud)——优选为与数个空气端口对应的数个燃料接管——从燃料源延伸经过炉壁进入燃烧室。它们位于接管端部的燃料气体排出孔与炉壁隔开至少象旋流器下游端那么远，以使燃料气体排放进入燃烧室，燃料气体在燃烧室与来自旋流器的燃烧空气混合。
至少一个第二燃料接管位于每个相邻空气端口之间的气穴空间内，并从燃料源经过炉壁延伸入燃烧室。每个第二燃料气体接管沿径向与燃烧器的轴线隔开以使其位置靠近相邻端口沿径向的最外部。每个第二燃料接管具有下游端，该下游端包括设置在燃烧室和气穴内的一个或多个燃料排出孔，这些排出孔位于炉壁的下游并位于空气端口的排出端的上游。
由第二燃料射流和通过空气端口排出的空气流形成的气动力造成燃烧产物(在下文中称其为“炉子气体”)从燃烧室内的火焰向炉子前壁返回的循环。在该循环过程中，燃烧产物由于对炉子水管壁的热传递而部分地降温冷却。结果，从第二接管通过空气端口之间的空间传播的燃料气体首先与本质不活泼的温度降低的炉子气体混合。这种不可燃的混合物与来自旋流器上游的空气端口的排出端的燃烧空气进一步混合，以通过旋流器下游侧的燃烧室内的火焰实现混合物的后继点燃。
混合器进一步优选地关联于可工作地耦合于燃料气体源并设置成相较于第一燃料气体接管引导更多的燃料气体通过第二燃料气体接管的燃料气体阀或调节器。
根据本发明的当前优选实施例，燃烧器包括带喷嘴的第三组燃料气体接管，所述喷嘴被设置在各空气端口内。第三燃料气体喷嘴沿其端口中心线布置——通常例如沿空气端口的径向中心线在每个空气端口中设置多个喷嘴。选择喷嘴的大小和位置以形成燃料相对于空气流几乎均匀的分布。所有第三喷嘴沿与周围的空气流相同的方向喷射燃料。
之前提到的位于相邻空气端口之间的气穴在燃烧室内周向开启，并且空气管道和旋流器均不被包围在管道或导管内以使它们处于炉子气体再循环体系中。这意味着在燃烧室内再循环的炉子气体可进入相邻气体端口之间的气穴，在那里炉子气体与燃料气体混合以形成不可燃的燃料气体/炉子气体混合物，该混合物朝向旋流器朝下游方向流动。在空气端口下游，该混合物进一步与来自空气端口的燃烧空气混合，并形成可由旋流器下游存在火焰点燃的燃料气体/燃烧空气/炉子气体混合物。
对于特殊场合，可能要求或需要将燃烧空气和FGR的混合物传输至风箱。这种选择方案优选地局限于某些场合，即低于必须达到可单独采用炉子气体再循环就能实现程度的尤其低的NOx排放的场合，因为这需要较大且因此较高成本的鼓风机、管道、风箱等。
在燃烧器最初点火之后的操作中，通过燃烧器产生的火焰停留在旋流器的下游端，相对远离燃烧器安装在的前炉壁上。由于燃烧器不被包围在管道或管形件内且主要空气排出端口的位置相对靠近炉子前壁，尽管旋流器相对远离壁并在燃烧室内伸出很远，然而燃料气体、燃烧空气及其混合物的流速在它们到达旋流器之前已显著降低。这避免了常见现有技术燃烧器所遇到的问题，所述常见现有技术燃烧器位于围绕的管状导管的端部内及其附近，在那里当试图获得最低NOx排放时较高的燃料气体-燃烧空气混合物速度可能导致火焰不稳和相对早的熄火。使用本发明的燃烧器，排出的空气和气体不受有限的横截面的约束并因此它们相对快地减速，这有助于使旋流器处的火焰稳定。因此，本发明降低了围绕旋流器的气体的流速，增加了火焰稳定性并显著地降低了熄火的可能性，同时通过制造、安装、维护和运作都比对应现有技术的燃烧器成本更低的燃烧器来获得较低的NOx排放。
另外，通过将全部燃烧气体接管设置在空气端口沿径向的最外侧并省去通常由炉壁形成的燃烧器喉部，燃烧器的径向覆盖面积(相对于炉壁)减小以使其占据燃烧器前壁和炉子室内的较小空间。这个特征对改造具有低NOx燃烧器的已有炉子尤为有利，在这种情形下燃烧器可用的开口尺寸受前壁水管约束(因为当前可用的低NOx燃烧器通常明显大于传统燃烧器，这是因为它们需要更高的FGR速率和降低NOx所需的附加特征)。
附图说明
图1是根据本发明制造的低NOx燃烧器的示意性侧视横截面图，该燃烧器安装在炉壁上并沿图2的剖切线I-I获得。
图2是图1所示的燃烧器的正视图。
图3是示出根据本发明的炉子的燃烧室内的炉子气体的再循环的示意图。
具体实施方式
参照附图，炉子2具有带开口6的前壁4，开口6提供进入炉子内的燃烧室8的通道。根据本发明构造的低NOx燃烧器10延伸通过开口6进入炉子2的燃烧室，在燃烧室中形成用于生热的火焰84。例如，炉子可以是产生蒸汽的锅炉。
燃料气体供给12和燃烧空气供给90适当地连接于风箱14，风箱14附连于炉子前壁4。燃烧器将燃料和燃烧空气引入燃烧室，在那里燃料和燃烧空气被混合、点燃和燃烧，由此放出热能并产生高温炉子气体，所述高温炉子气体通常被排放入温度降低至大约200-400华氏度之间的范围内的炉子对流段16。经冷却的烟道气通过烟囱20排放至大气。如下文中更详细描述的那样，一部分冷却的烟道气不时地经由烟道气再循环系统18再循环进入燃烧室。
现在具体参见图1和图2，燃烧器10具有细长的燃烧器轴线22，该轴线也是由挡板28上的合适管安装件26支承的燃烧空气管道24的轴线。管道的尾部或上游端30是敞开的，伸入风箱14，并具有可用来调节燃烧空气流入管道的气闸32，如本领域技术人员所公知的那样。
在其下游端34，燃烧器管支承燃烧空气旋流器36，该旋流器36具有带旋流叶片38的下游端。燃烧空气管足够长以使旋流器的下游端位于与炉子前壁4离开显著距离的位置。在本发明的一个实施例中，燃烧器管具有大约6.5英寸的直径并且旋流器的下游端与炉壁相隔大约44英寸，以使旋流器的下游端略小于管道直径六倍地与炉壁隔开。对于多数场合，炉子前壁和旋流器下游端之间的距离可以在燃烧空气管道24直径的大约四至八倍之间的范围内，但为了特殊安装和目的以及炉子结构，这个范围可以更大或更小。
在所示实施例中，一组六个中央燃料气体接管40在旋流器36外缘周围周向等距地间隔开，它们通过合适的接管保持件42在旋流器上保持在位，且它们的下游端44与炉壁4隔开至少象旋流器的下游端38那么远，且它们优选地略为延伸超过旋流器，如图1所示。中央接管的下游端具有孔46，燃料气体从中排放进入流过旋流器的空气涡流。每个中央接管的上游端48流体连接于燃料气体源12，该燃料气体源12在图1中表示为圆形燃料气体供给管或集管12a。
在所示实施例中，由细长导管形成的一组六个燃烧空气端口50周向等距地分布在燃烧空气管道24四周，如图2所示。每个空气端口由径向的内壁和外壁54、56以及侧壁52形成。空气端口的横截面通过侧壁52朝下游方向变小以使空气端口的上游端58具有比其下游排出端60更大的横截面。排出端进而削锥(如图1中最清楚看到的那样)以使空气端口的最外侧壁56比其最内侧壁54更深地伸入燃烧室8。该削锥导致流过空气端口的燃烧空气偏向，所述偏向引导空气流朝向旋流器36以通过旋流器下游侧上的火焰点燃。
对于根据本发明的典型燃烧器结构，炉子前壁4和空气端口50的排出端60之间的间隔大约在炉壁和旋流器36的下游端38之间距离的1/4至1/2之间的范围内。在本发明的尤其优选实施例中，空气端口排出端与炉壁相隔16英寸，而旋流器的下游端与之相隔44英寸。然而，如果给定安装需要的话，则可向上或向下超出这些范围。
在每个相邻一对的空气端口之间是沿径向向外开启的空间，该空间通过燃烧器板28和隔热件62朝上游方向封闭。在相邻空气端口之间的空间形成气穴64，该气穴64朝尾部方向并且也基本沿径向向内的方向密闭，并沿下游和径向向外的方向敞开，如图1所示。结果，实际上没有来自风箱14的燃烧空气流入或流过气穴。
中央接管40通过燃烧器挡板28延伸入并经过气穴64直至燃烧室中的旋流器。一组附加的第二燃料气体接管66被设置在靠近气穴64沿径向的最外部，该最外部靠近空气端口50的外壁56。第二接管的下游端具有孔68。带孔68的第二接管66的下游端位于燃烧室内，就在炉壁4的下游和气穴64内的空气端口50的排出端60的上游。接管66的上游端70以第二圆形燃料气体集管12b的形式流体连接于燃料源12。通过孔68逸出的燃料气体流入气穴64。
第三组燃料接管72优选地设置在每个空气端口50内并包括垂直于流动方向(优选地沿空气端口的中心线)延伸通过空气端口并具有燃料气体排出孔76的细长喷嘴管74。第三组接管72的上游端78以第三、圆形燃料气体集管12c的形式流体连接于燃料气体供给12。每个接管72通常具有沿空气端口的中心线布置的多个排出孔78。选择喷嘴的尺寸和位置以形成燃料在空气流中的近乎均匀的分布。孔76具有沿如图1所示轴线22的方向的中心线。
在使用中，燃烧空气从风箱14通过空气端口50沿之前描述的朝下游方向流过其排出端60。空气端口中的气体排放喷嘴管74对燃烧空气流表现出不利的阻力，该阻力与喷嘴管74周围的空气速度的二次幂成比例。为使该阻力减至最小，管74被放置在空气端口50内并处于空气端口的横截面(在垂直于轴线22平面内)显著大于空气端口在排出端60处的横截面的位置，以使经过喷嘴管74的空气流速显著小于其在排出端的速度。
图1所示的点火器80适当地位于至少一个空气端口50内，并被激活以初始点燃形成在燃料气体喷嘴管74下游侧的燃烧空气-燃料气体混合物的第一部分。通过点火器引起的火焰进一步延伸过旋流器排出端38，在那里火焰点燃输送至燃烧器的剩余燃料。
燃料气体流调节器82从源12接收燃料气体，将控制量的燃料气体引向燃料气体集管12a-c并控制传输至每个集管的燃料气体量。对于炉子气体的常见、正常的操作，燃料气体调节器将总燃料气体需求的大约5-20％之间的量传输至中央接管40，将总气体需求的大约30-70％之间的量传输至外部接管66，并将燃料气体需求的大约10-40％之间的量传输至空气端口50内的燃料气体接管72。
为了起动炉子，通过初始将空气从风箱14吹入并使之通过炉子的燃烧室8以清洗可能存在任何燃料残渣的燃烧室而启动燃烧器10。为了对燃烧器点燃，开始使减少的燃烧空气通过空气管24和空气通道50流入燃烧室。至少一个空气端口50中的点火器80被点燃以产生向旋流器36向前伸出的火焰，且作用燃料气体流量调节器82以使燃料气体流过空气端口50内的内接管40、外接管66和接管72下游端的诸个孔。因此，引燃火焰和被点燃的燃料气体延伸经过旋流器36的下游端38，这造成由燃烧器的全部燃料气体接管放出的燃料气体的点燃。
一旦旋流器36下游的火焰被点燃，点火器80关闭。由于空气端口内没有足够强的引燃火焰而缺乏火焰稳定性，因此从空气端口50内部向旋流器延伸的火焰熄灭。燃烧器的工作通过形成在燃烧室8内和旋流器36下游的火焰84而继续，所述火焰84通过来自燃烧器接管的燃料和经由旋流器36和空气端口50排入燃烧室的燃烧空气馈给。
从端口50的排出端出来的空气和燃料射流的动力以及来自气穴64中的孔68的燃料气体射流的动力使来自燃烧室内部(旋流器36的下游)的炉子气体朝向炉子前壁4形成再循环86，如图3所示。再循环炉子气体通常通过与覆有例如沿其壁正常地设置在炉子内部的管88的炉壁的热传递而从最初火焰温度开始部分冷却。一部分再循环燃料气体进入相邻对的空气端口50之间的气穴64，在这里来自外接管66的燃料气体夹带进入炉子气体。在空气端口排出端60的下游，该燃料气体/炉子气体混合物与来自空气端口50的燃烧气体混合，所述燃烧气体通常包括来自第三组接管72的喷嘴管74的燃料气体。炉子气体/燃烧空气/燃料混合物如前所述地流向旋流器36，且在旋流器36下游混合物由通过旋流器38的作用稳定的火焰84点燃。
再循环炉子气体夹带入燃料气体/燃烧空气混合物导致火焰84温度降低，这进而减少了NOx的产生和排放。这能较为有利地达成而不需要增加进入和通过炉子对流段16的流量，并且不需要较大的鼓风机92和导管尺寸，而如果例如通过增大烟道气再循环18的流量来降低火焰温度的话，则就要求这样做了。
另外，在再循环炉子气体回到锅炉炉前部时，其通常具有大约1000-2000华氏度的温度。当该气体与来自空气端口60的流体混合时，在被点燃至大约600-800华氏度前，所得到的混合物的总温度上升。这显著地提高了点燃前后的气体温度之间的比(对于非常低NOx的火焰，其温度大约为2500华氏度)。结果，更容易发起和维持燃烧过程。这使火焰稳定，并构成了本发明所获得的一个显著优点。
如果NOx排放需要降低至低于通过在燃烧室内再循环炉子气体可实现的程度，则将一些烟道气通过烟道气再循环系统18添加至燃烧空气。再循环的烟道气降低了燃料气体/燃烧空气/再循环炉子气体混合物中的可得供氧，这导致火焰温度进一步降低以及随之而来的炉子气体的NOx含量在通过烟道气处理装置16和烟囱20排放至大气环境前的进一步降低。
前述装置允许获得比占据炉子前壁上的相同总空间的其它已知装置更低的具有稳定火焰的最小NOx排放，并且前述装置对于给予可比拟水平的NOx排放来说更具能效。

Claims (21)

1.一种用于具有壁和位于所述壁内的燃烧室的炉子的低NOx燃烧器，所述燃烧器包括：
用于连接于燃烧空气供给的细长管，所述细长管适于安装在所述壁上并从所述壁延伸延伸进入所述燃烧室显著距离；
燃烧空气旋流器，所述燃烧空气旋流器限定所述燃烧器的轴线，并连接于所述细长管而使得在将所述细长管安装在所述壁上后所述旋流器的下游端处于所述燃烧室内部并远离所述炉壁；
多个细长的空气端口，用来连接于所述燃烧空气供给并适于从所述壁延伸进入所述燃烧室，所述空气端口的下游排出端与所述炉壁和所述旋流器隔开；
多个第一燃料气体接管，所述第一燃料气体接管具有位于所述旋流器下游端附近的燃料气体排出孔；以及
第二燃料气体接管，所述第二燃料气体接管设置在每个相邻成对的空气端口之间，配置成连接于燃料气体源，相对于所述轴线径向地靠近所述空气端口的最外部设置，并具有位于所述炉壁下游和所述排出端上游的燃料排出孔。
2.如权利要求1所述的低NOx燃烧器，其特征在于，包括第三燃料接管，所述第三燃料接管设置在每个空气端口内并具有位于所述排出端上游的燃料气体排出孔用于将燃料气体喷射入流过所述空气端口的燃烧空气中。
3.如权利要求1所述的低NOx燃烧器，其特征在于，包括围绕所述细长管沿周向等间距设置的至少六个空气通道。
4.如权利要求3所述的低NOx燃烧器，其特征在于，包括围绕所述旋流器外缘沿周向等间距设置的数个第一燃料气体接管，其数量等于所述空气端口的数量。
5.如权利要求1所述的低NOx燃烧器，其特征在于，每个空气端口形成具有一横截面的细长导管，所述横截面在所述导管的上游端最大并在其下游端最小，使得当燃烧空气流过所述导管时，燃烧空气速度在所述导管的排出端达到最大。
6.如权利要求5所述的低NOx燃烧器，其特征在于，包括配置在每个导管中的第三燃料气体接管，且所述第三燃料气体接管在所述导管中处于所述导管的排出端上游的位置，在那里所述燃烧空气经过所述第三燃料气体接管的速度低于所述燃烧空气在所述导管的排出端的速度。
7.如权利要求5所述的低NOx燃烧器，其特征在于，所述导管的排出端的形状设计成使所述导管沿径向的最外部比所述导管沿径向的最内部更深地延伸进入所述燃烧室，用以使从所述空气端口排出的燃烧空气流偏向所述旋流器。
8.如权利要求1所述的低NOx燃烧器，其特征在于，所述空气端口的排出端延伸大约所述炉壁和所述旋流器的下游端之间距离的25％-50％。
9.如权利要求1所述的低NOx燃烧器，其特征在于，包括位于空气端口内的点火器，用来在所述炉子的起动操作中点燃从所述第三燃料接管排出的燃料。
10.一种适于安装在具有壁和位于所述壁内的燃烧室的炉子上的低NOx燃烧器，所述燃烧器包括：
旋流器，所述旋流器安装在燃烧空气管上并具有在离所述炉壁最大距离的位置安装在所述燃烧室内的下游端；
至少六个细长的、间隔开的空气端口，所述空气端口基本等距地围绕所述管设置，用于使燃烧空气流入所述燃烧室，每个空气端口具有与所述炉壁隔开小于所述最大距离的中等距离的下游排出端；
壁部件，所述壁部件设置在相邻成对空气端口之间的空间内并靠近它们的上游端，用于防止燃烧空气在相邻空气端口之间流动；
多个第一燃料气体排出接管，所述第一燃料气体排出接管围绕所述旋流器的外周设置，并具有延伸进入所述燃烧室至少所述最大距离的排出孔；以及
第二燃料气体排出接管，所述第二燃料气体排出接管配置在每个相邻成对空气端口之间的空间内，所述第二燃料气体接管位于靠近所述空气端口沿径向的最外部处并具有使燃料气体流入所述燃烧室的燃料气体排出孔，所述燃料气体排出孔与所述炉壁相隔小于所述中等距离的最小距离。
11.一种低NOx排放炉子，包括：
围住燃烧室的炉壁；
具有纵轴线的低NOx燃烧器，所述低NOx燃烧器安装在所述炉壁上并通过所述炉壁中的开口延伸进入所述燃烧室，所述燃烧器在所述燃烧室内产生火焰，所述火焰在所述燃烧室内产生炉子气体，所述炉子气体作为经过炉子气体处理后的烟道气排出；
燃烧空气源和燃料气体源，用于产生火焰；
所述燃烧器包括完全安装在所述燃烧室内的燃烧空气旋流器，使所述旋流器的下游端与所述炉壁相隔显著距离；
燃烧空气导管，用于使燃烧空气从所述燃烧空气源通过所述旋流器流入所述燃烧室；
多个空气端口，所述空气端口从所述炉壁延伸进入所述燃烧室且彼此周向等间距地设置以在所述空气端口之间限定空间，所述空气端口具有设置在所述燃烧室内的排出端，所述排出端位于所述旋流器的上游并与所述旋流器和所述炉壁分隔开；
位于相邻成对的空气端口之间的板，所述板阻止燃烧空气从燃烧空气源流过所述空气端口之间的空间；
第一组细长的燃料接管，所述第一组燃料接管从所述燃料气体源延伸经过所述炉壁开口进入所述燃烧室并具有燃料气体排出孔，所述燃料气体排出孔与所述炉壁相隔至少象所述旋流器下游端那么多的距离，所述燃料气体排出孔用于将燃料气体排入所述燃烧室并使所述燃料气体与来自所述旋流器的燃烧空气混合；
至少一个第二燃料接管，所述第二燃料接管位于每个相邻空气端口之间的空间内并从所述燃料气体源经过所述炉壁延伸进入所述燃烧室，每个第二燃料气体接管与所述轴线沿径向隔开以使所述第二接管位于相邻空气端口沿径向的最外部附近，每个第二燃料接管具有下游端，所述下游端具有位于所述燃烧室内的燃料气体排出孔，所述燃料气体排出孔位于所述炉壁的下游和所述相邻空气端口的排出端的上游，使得由所述第二接管排出的燃料气体与在所述燃烧室内朝向炉壁并进入相邻空气端口之间的空间再循环的炉子气体混合，用以在所述空气端口下游端的上游形成不可燃的燃料气体-炉子气体混合物，所述不可燃的混合物与来自所述旋流器上游的空气端口排出端的燃烧空气另行混合，以供之后由基本位于所述旋流器下游的燃烧室内的火焰点燃；以及
工作中耦合于所述燃料气体源和所述燃料气体接管的燃料气体排放调节器，用于相较于所述第一燃料气体接管引导更多的燃料气体通过所述第二燃料气体接管。
12.如权利要求11所述的炉子装置，其特征在于，所述空间、所述第一燃料气体接管、所述旋流器和所述燃烧空气管道沿相对于轴线的径向方向是无阻的，使得所述燃烧室内的再循环燃料气体能自由地流入所述空间并流到所述第一燃料气体接管、所述旋流器和所述燃烧空气导管附近，用于在所述旋流器下游端的上游混合燃料气体、燃烧空气和再循环炉子气体。
13.如权利要求12所述的炉子装置，其特征在于，其包括第三燃料气体接管，所述第三燃料气体接管设置在每个空气端口内并具有位于所述空气端口的所述排出端的上游的燃料气体排出孔，用于使燃料气体夹带在流过所述空气端口的燃烧空气中，由此形成燃料气体和燃烧空气的混合物。
14.如权利要求13所述的炉子装置，其特征在于，所述调节器相较于所述第二燃料气体接管将更少的燃料气体引导至所述第三燃料气体接管。
15.如权利要求11所述的炉子装置，其特征在于，所述空气端口的所述排气端是斜面形的，使得每个空气端口沿径向的最外部比所述空气端口沿径向的最内端更深地延伸入所述燃烧室，由此使燃烧空气从所述空气端口偏向所述旋流器。
16.如权利要求11所述的炉子装置，其特征在于，其包括用于将预选量的烟道气夹带入所述燃烧空气的管道。
17.如权利要求11所述的炉子装置，其特征在于，所述炉子包括多个设置在所述燃烧室内的热交换管，所述再循环炉子气体接触热交换管并在再循环的炉子气体与燃烧空气混合前由热交换管冷却。
18.一种降低来自炉子的NOx排放的方法，所述炉子具有：炉壁；位于所述炉壁内的燃烧室；延伸入所述燃烧室的燃烧器，其从由燃烧器排出的燃烧空气和燃料气体在所述燃烧室中产生火焰；以及设置在所述燃烧器纵轴线上的旋流器，所述方法包括：
将所述旋流器定位于所述燃烧室内以使所述旋流器位于与所述炉壁相距显著距离的位置；
将燃烧空气的第一流引导通过所述旋流器并将所述燃烧空气从所述旋流器的下游端排入所述燃烧室；
在所述旋流器下游端的下游将所述燃料气体的第一流与所述燃烧空气的第一流混合，并点燃由此得到的混合物以在所述燃烧室内产生火焰；
在所述第一燃烧空气流周围布置多股独立的、彼此间隔开的燃烧空气流，并将所述燃烧空气流排放进入所述燃烧室；
在所述燃烧空气流排入所述燃烧室的位置的上游，在相邻燃烧空气流之间形成基本无燃烧空气的气穴；
使第二燃料气体独立地沿朝向所述旋流器的方向流入所述气穴；
使炉子气体从所述燃烧室再循环进入所述气穴，使所述再循环炉子气体从所述气穴朝向所述旋流器流动，并使所述第二燃料气体流夹带入所述气穴中的再循环燃烧空气，以形成燃料气体-炉子气体混合物；
使所述燃料气体-炉子气体混合物与所述旋流器上游的燃烧空气流混合，从而形成朝下游方向流过所述旋流器的可燃的燃料气体/炉子气体/燃烧空气混合物；以及
用由所述旋流器产生的火焰点燃所述燃料气体/炉子气体/燃烧空气混合物。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，其包括在所述燃烧空气流与所述燃料气体-炉子气体混合物混合前将第三燃料气体流夹带入所述燃料空气流，所述第三燃料气体流大于所述第一燃料气体流且小于所述第二燃料气体流。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，其包括将从所述炉子排放出的一些烟道气夹带入所述燃烧空气流。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，其包括在从所述气穴至所述燃烧器的旋流器的燃烧器基本整个长度上为再循环炉子气体在所述燃烧室内的流动提供无阻碍的通道。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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