CN104350332B - 低NOx离焰燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料燃烧器，通过施加给所述火焰的电压，将所述火焰锚定于导电性锚定器来减少由所述燃料燃烧器生成的氮氧化物(NOx)，所述导电性锚定器与燃料喷嘴隔开一个提升距离而设置。

Description

低NOx离焰燃烧器
相关申请的交叉引用
本专利申请要求提交于2012年5月31日的名称为“LOW NOXLIFTED FLAME BURNER”(低NOX离焰燃烧器)的美国临时专利申请No.61/653,722、提交于2012年7月9日的名称为“LOW NOX BURNERAND METHOD OF OPERATING A LOW NOX BURNER”(低NOX燃烧器及低NOX燃烧器的操作方法)的美国临时专利申请No.61/669,634的优先权，所述临时专利申请在不与本文公开内容相矛盾的程度内以引用方式并入。
发明内容
根据一个实施例，离焰燃烧器包括燃料喷嘴和电极，所述燃料喷嘴被配置成提供燃料，所述电极被配置成承载电压并在离焰燃烧器工作时对燃料支持的火焰施加电压或相应的电荷。电极可以为任何导电介质，包括但不限于固体、液体、蒸汽、等离子体、气态悬浮物或浆液。导电性火焰锚定器被设置在由燃料喷嘴喷射的燃料射流附近，且不与电极接触。施加于火焰的电压即电荷起到将火焰锚定于导电性火焰锚定器的作用。燃料喷嘴与导电性火焰锚定器之间的提升距离充当挟带空气或烟气进入、或增强空气混合、或削弱燃料射流的混合区，其继而可以降低火焰温度和/或提供反应物化学计量比，从而减少燃烧器产生的氮氧化物(NOx)。
根据另一个实施例，低NOx燃烧器的操作方法包括从燃料喷嘴喷射燃料，通过喷射的燃料支持火焰，通过电极向火焰施加电压即多出电荷，并且通过设置在燃料喷嘴与电极之间的导电性火焰锚定器锚定火焰。燃料喷嘴与导电性火焰锚定器之间的提升距离提供了将空气或烟气与喷射的燃料混合的区域。空气或烟气与喷射的燃料的混合可降低火焰温度和/或提供反应物化学计量比，从而减少燃烧器的NOx输出。
附图说明
图1为根据一个实施例的离焰燃烧器的示意图。
图2为根据一个实施例的离焰燃烧器的细节图，其中火焰锚定器包括设置在燃料喷嘴轴向和周向的环。
图3为根据一个实施例的离焰燃烧器的细节图，其中火焰锚定器包括一个或多个从燃料喷嘴伸出的突出件。
图4为根据一个实施例的离焰燃烧器的示意图，其包括火焰锚定器定位机构，所述火焰锚定器定位机构用来在两种或更多种与燃料喷嘴相隔距离之间致动火焰锚定器的位置。
图5为示出根据一个实施例的低氮氧化物(NOx)燃烧器操作方法的流程图。
图6为示出根据一个实施例并结合图1-5所示的火焰锚定现象的机制说明示意图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参考形成本文一部分的附图。除非在上下文中另外指明，否则在附图中类似的符号通常表示类似的部件。在具体实施方式、附图和权利要求中所述的示例性实施例并不用来进行限制。在不脱离本文所述主题的精神或范围的前提下，可采用其他实施例并且可作出其他改变。
图1为根据一个实施例的离焰燃烧器101的示意图。离焰燃烧器101包括用来提供燃料的燃料喷嘴102、用来承载电压并被设置成远离燃料喷嘴102的电极104以及定位在燃料喷嘴102与电极104之间的导电性火焰锚定器108。导电性火焰锚定器108通常被支撑成远离电极104而不与其接触。当离焰燃烧器101工作时，电极104至少间歇性地与燃料喷嘴102支持的火焰106接触。在其他实施例中，电极104可在火焰106附近，但不与火焰106直接接触。
电极104和火焰锚定器108可在结构上相似或者甚至相同，如图1所示，或者它们可在形状或结构上具有显著差异。一般来讲，电极104与火焰锚定器108之间的原则性区别在于电极104向燃烧流体施加电荷(例如，向火焰106施加电压)，而火焰锚定器108将电流从火焰106传导至保持电压节点(例如传导至地)。电极104可被设置成与火焰106接触以施加电压。或者，电极104可被设置在火焰106的上游，以将供挟带的电荷输出到燃料射流110、助燃空气或烟气112中，继而被挟带进火焰106。
电压源109用来向电极104施加电压。
燃料喷嘴102可用来提供气态液体燃料或粉状固体燃料。设想本文所公开的方法可适用于可通过喷嘴输送的多种燃料。例如，其他燃料可包括各种烃类气体，诸如甲烷(天然气)、乙烷、丙烷和乙炔；液态烃类燃料，诸如各种等级的油品、煤油和汽油；和/或固态烃类燃料，诸如粉煤。部分反应的燃料能够携带正电荷，如(举例来说)碳正离子将比不能形成离子的燃料更好用。
燃料喷嘴102被配置成可使燃料射流110流过火焰锚定器108。在至少一些情况下，燃料射流110的速度可大于火焰传播速度。由电极104承载的电压使火焰106即使在高燃料射流110速度下也可被锚定于导电性火焰锚定器108。在一些实施例中，火焰锚定器108与地直接导通。根据其他实施例，火焰锚定器108通过高阻抗装置(例如电阻器)与地导通，与地隔离，或被配置成承载与电极104所承载电压相反的电压。高阻抗可在0.1兆欧和100兆欧(MΩ)之间，或者(特别是，对于一些实施例)为具有在约1MΩ和约50MΩ之间的值的简单电阻。在一个实施例中，电阻在6MΩ和8MΩ之间。
任选地，反射电极116设置在燃料喷嘴102周边并被配置成承载与电极104所承载电压具有相同极性的电压。反射电极116用来减少或防止火焰锚定器108与燃料喷嘴102之间发生逆燃。
火焰锚定器108的至少一部分与燃料喷嘴102间隔开。燃料喷嘴102被配置成可使燃料流过火焰锚定器108。燃料喷嘴102与火焰锚定器108的间隔开的部分之间的燃料流110挟带空气或烟气112，以形成燃料与空气或烟气112的预混或稀释。烟气112中通常含有约3％的氧气。如果被挟带气体112为烟气112，则挟带烟气112的主要作用在于稀释燃料或燃料/空气混合物，其目的通常是降低火焰温度。空气中通常含有约21％的氧气。如果被挟带气体112为空气，则挟带空气的主要作用在于预混合空气中的氧气与燃料，从而达成火焰106更好的均匀性。此外，理想的是在如下情况下燃烧火焰106：在至少部分地由电极104产生的电场存在下，氧化剂与燃料被至少部分地预混至接近化学计量比和/或接近可燃极限。
离焰燃烧器101的燃料与被挟带的空气或烟气112预混合的作用在于降低火焰106的温度。火焰106温度的降低可使氮氧化物(NOx)的产生量减少。
根据一个实施例，燃料喷嘴102为预混合喷嘴，其被配置成在喷射燃料射流110之前将燃料至少部分地与助燃空气预混合。
在离焰燃烧器101中，电极104通常被配置成可将电荷或电压传递至火焰106。电极104由电压源109激发。电压源109可激发电极104将时变电压(诸如交流电压)传递至火焰106。时变电压可包括约±2000伏特至±100,000伏特的峰间电压变化。其他超出此范围的电压也可适用于特定应用。
本发明人已发现最佳电压范围往往与燃料射流110的速度或者燃料压力成比例(其他条件不变)：燃料速度或压力越低，所需的电压也越低。因此，如果孔口尺寸足够大或燃料喷嘴102到导电性火焰锚定器108的距离足够大，即使强放热应用也可通过所示范围低端的电压进行锚定。燃料射流110的速度与1/d和1/x成比例，其中d为燃料喷嘴102的直径，x为从燃料喷嘴102起的距离。降低燃料速度(压力)受到火焰质量的限制；低速射流的动量低，因此挟带周围空气或流体的效果较差。增加从燃料喷嘴102起的距离受到可燃极限的限制；最终，从燃料喷嘴102起的距离过远将使得挟带过多的烟气112或空气，从而混合物不再易燃。已发现本文所述的实施例允许在燃料喷嘴102与火焰锚定器108之间有相当大距离的同时仍得到稳定的火焰106，在施加可加快火焰速度和化学动力学的电压时尤其如此。
时变电压可包括频率在约1赫兹和约2000赫兹之间的波形，或者(特别是，对于一些实施例)频率在约100赫兹和约1000赫兹之间的波形。时变电压的波形可包括正弦形、正方形、三角形、截顶三角形或锯齿形波形，或是包括上述波形组合的任意波形。非对称波形可能最适于一些实施例。
火焰锚定器108与地电隔离并且与不为火焰106所承载的电压电隔离。燃料喷嘴102为导电的，且与地电隔离并且与不为火焰106所承载的电压电隔离。火焰锚定器108与燃料喷嘴102可彼此电导通；例如，通过电连接114。
图2示出了离焰燃烧器的实施例201，其中火焰锚定器108包括轴向和周向地相对于燃料喷嘴102设置的环。在离焰燃烧器201工作过程中所述环被设置在由燃料喷嘴102喷出的燃料射流110的外周边附近。
图3示出了离焰燃烧器的实施例301，其中火焰锚定器108包括一个或多个从燃料喷嘴102伸出的突出件。用于挟带空气或烟气112的燃料射流区域110与突出件108的高度相当。
在另一个实施例中，火焰锚定器108可设置在中央。例如，在本发明人进行的实验中发现，为燃料喷嘴102排列(包括多个孔口)所围绕的设置在中央的突出件基本上起到了所述作用。
图1-3示出了一些可选的火焰锚定器108的实施例。其他布置方式也落入本说明书和本文权利要求的范围之内。例如，火焰锚定器108不必相对于火焰轴线轴对称。此类布置方式的一个实施例如图1所示。参见图3，一个或多个突出件108可朝向或远离燃料射流110或火焰106的中心轴线倾斜。此类实施例可允许随操作状态的改变而自动迁移火焰附接点，任选地，通过逻辑电路诸如火焰锚定器控制器404(如下文所述)或可操作地连接到或嵌入电压源109的逻辑电路来同时改变或不同时改变操作参数。
根据一个实施例，提供了多个火焰锚定器108；各自设置在离燃料喷嘴102的不同距离处。火焰锚定器控制器404被配置成选择性地将各个火焰锚定器108隔离开或连接于(例如)地电位或电压源109。因此，火焰锚定器控制器404因此可选择哪个火焰锚定器108在任何给定的瞬间锚定火焰106，从而可选择火焰106被锚定位置离燃料喷嘴102的距离。
图4示出了根据一个实施例的离焰燃烧器401，其包括被配置成控制火焰锚定器108与燃料喷嘴102之间距离的火焰锚定器定位机构402。火焰锚定器控制器404用来驱动火焰锚定器定位机构402，以将火焰锚定器108定位于一系列距离范围内。火焰锚定器控制器404可根据火焰106的状况、燃料流速、火焰锚定器或电极所承载的电压等来选择位置，这些由可操作地连接于火焰锚定器控制器404的传感器406检测。由传感器406感测的火焰106的状况可包括(例如)温度、亮度和/或大小。
当火焰106的温度、亮度或大小以表明燃料稀释过度的方式减小时，火焰锚定器控制器404可用来驱动火焰锚定器定位机构402减小燃料喷嘴102与火焰锚定器108之间的距离。相反，当火焰106的温度、亮度或大小以表明需要更高的燃料稀释程度的方式增加时，火焰锚定器控制器404可用来驱动火焰锚定器定位机构402增大燃料喷嘴102与火焰锚定器108之间的距离。或者，火焰锚定器控制器404可响应与增大的燃料流速相对应的感测或开阀而驱动火焰锚定器定位机构402来增大燃料喷嘴102与火焰锚定器108之间的距离，或可响应减小的燃料流速而驱动火焰锚定器定位机构402来减小燃料喷嘴102与火焰锚定器108之间的距离。
本发明人发现火焰与燃料喷嘴102的附接距离越近，通常会越明亮。换句话讲，燃料喷嘴102与火焰锚定器108之间更近的间距被发现可呈现更大的可见辐射从火焰106输出。因此，亮度可用作附接位置的量度，并且基于火焰亮度的反馈电路可具有优势特性。
火焰锚定器控制器404可用来驱动火焰锚定器定位机构402将火焰锚定器108维持在与施加至电极104的电压相一致的稳定的火焰锚定位置。例如，在燃料以高于火焰传播速度的速度流过火焰锚定器108的实施例中，电极电压的损失通常可导致火焰熄灭。根据一个实施例，火焰锚定器定位机构402包括带有弹簧的故障安全装置，该弹簧被配置成当螺线管无法将火焰锚定器108保持在电极电压接通位置时将火焰锚定器108移至对应于较低燃料射流110的速度的位置。失去电极电压使螺线管断电，这将故障安全装置接合以改变火焰锚定器108的位置。除此之外或作为另外一种选择，火焰锚定器控制器404可被配置成根据电极电压的损失来致动火焰锚定器定位机构402。
根据一个实施例，火焰锚定器控制器404包括人机界面，其被配置成接收用于定位火焰锚定器108的手动输入。
图5为根据一个实施例的低氮氧化物(NOx)燃烧器操作方法的流程图501。在步骤502中，燃料由燃料喷嘴喷出。步骤502可包括(例如)以高于火焰传播速度的速度喷射燃料流过火焰锚定器。喷射的燃料可以为，例如，气体、液体或粉状固体燃料。
步骤504包括用喷射的燃料支持火焰。设想本文所公开的方法可适用于可通过喷嘴输送的基本上任何燃料。例如，可接受的燃料包括各种烃类气体，诸如甲烷(天然气)、乙烷和乙炔；液态烃类燃料，诸如各种等级的油品、煤油和汽油；和/或固态烃类燃料，诸如粉煤；以及上述燃料在一定程度上与氢气混合的任意组合。
进行到步骤506，通过电极向火焰施加电压即多出电荷。例如，可启动电压源以向电极提供电压。
通过电极向火焰施加电压即多出电荷可包括向电极施加时变电压。例如，时变电压可包括交流电压。交流电压可具有约±2000伏特至±100,000伏特的振幅。在一些实施例中，据发现±2000伏特至±8,000伏特足以提供离焰锚定。向电极施加时变电压可包括施加频率在约1赫兹和约2000赫兹之间的波形，或(更具体地说)包括施加频率在约200赫兹和约800赫兹之间的波形。向电极施加时变电压和通过电极施加时变电压可例如包括向电极施加正弦形、正方形、三角形、截顶三角形、非对称波形或锯齿形波形。
进行到步骤508，向导电性火焰锚定器施加选定的电压状态。步骤508可包括提供对地和对由火焰接收的电压之外的电压的电隔离。或者，步骤508可包括提供导电性火焰锚定器与导电性燃料喷嘴之间的电导通。火焰锚定器和燃料喷嘴可对地和对由火焰接收的电压之外的电压保持电隔离。或者，步骤508可包括保持火焰锚定器与地的电导通或在火焰锚定器上承载与电极所承载电压不同的电压。方法501中所用的火焰锚定器可与电极接触或可不与电极接触。
进行到步骤510，将火焰锚定于设置在燃料喷嘴与电极之间的导电性火焰锚定器。例如，火焰锚定器可包括相对于燃料喷嘴轴向或周边地设置的环。所述环设置在从燃料喷嘴喷出的燃料射流的外周边附近。除此之外或作为另外一种选择，火焰锚定器可包括从燃料喷嘴延伸出的一个或多个突出件。
步骤510可包括响应火焰与火焰锚定器之间的至少间歇性的电流将火焰锚定于火焰锚定器。
图6为根据一个示例性实施例的理论示意图601，其用于解释结合图1-5描述的方法和系统的行为。在图示601中，电压V作为时间t的函数标绘。第一电压波形602(以接近正弦波的实线表示)对应于施加至如上所述电极104(如图1所示)的时变电压。当火焰锚定器108被允许电气浮置时，其电压用相移波形604描述，以虚线表示。随着施加于第一电极的第一电压波形602增加，导体的相移波形604亦随之增加。
在系统的第一半周期606期间，通过电极施加于火焰的第一电压波形602低于由火焰锚定器响应而保持的相移波形604。在半周期606期间，电子被从火焰引向火焰锚定器。同理，带正电物质被从火焰锚定器附近引向火焰。因此，火焰锚定器上将积累越来越多的负电荷。在半周期606期间朝向火焰锚定器的电子电流产生了本文所述的锚定现象。
在系统的第二半周期608期间，通过电极施加至火焰的第一电压波形602高于由火焰锚定器108(如图1所示)响应而保持的相移波形604。在半周期608期间，电子从火焰锚定器108附近引出并进入火焰106，并且带正电的物质从火焰106引出并进入火焰锚定器108附近。在半周期608期间朝向火焰锚定器的正离子电流或远离火焰锚定器的电子电流产生了本文所述的锚定现象。
据信，带电物质的朝向或离开导电火焰稳定器108的运动起到引发燃烧反应的作用。例如，带电物质可能易于与燃料或氧气结合以形成参与燃烧反应的反应性物质。或者，带电物质可能易于吸引燃料或氧气的带相反电荷物质，使剩余的燃料或氧气成分成为参与燃烧反应的反应性物质。
其他理论也可解释本文所述的效应。例如，可能是电荷重组可局部释放能量，使局部的燃料/氧气剂混合物部分达到激活能。或者，交流耦合的带电物质的较大有效直径可能易于增加反应物之间的碰撞，从而有助于引发反应。
再回到图5，从步骤510进行到步骤512，空气或烟气被挟带进喷射燃料。例如，空气或烟气被挟带于燃料喷嘴与火焰锚定器的至少一部分之间。这提供了燃料与空气或烟气的预混合。与不经过预混合的燃料射流所支持的火焰相比，燃料与空气或烟气的预混合通常导致降低的火焰温度。相比较而言，降低的火焰温度也使得氮氧化物(NOx)的产生量减少。此外，增加的火焰内部的混合(与对所引入电压即电荷的响应相对应)还可进一步使得NOx的产生量减少。
根据一个实施例，方法501另外包括步骤514和516。在步骤514中，检测火焰的状况，例如，火焰状态、燃料流速或电极所承载的电压。在步骤516中，根据在步骤514中检测到的状况控制火焰锚定器定位机构来定位火焰锚定器。步骤516可包括在两个或更多个离燃料喷嘴的距离之间致动火焰锚定器的位置。火焰锚定器控制器用来驱动火焰锚定器定位机构以定位火焰锚定器。
步骤514中的状态检测通过启动传感器感测火焰状态、燃料流速、电极所承载的电压等来实现。可通过传感器感测的火焰状态包括(例如)火焰温度、亮度和大小。
在执行方法501的步骤516时，当火焰的温度、亮度或大小以表明燃料稀释过度的方式减小时，火焰锚定器控制器可例如驱动火焰锚定器定位机构以减小燃料喷嘴与火焰锚定器之间的距离。相反，当火焰的温度、亮度或大小以表明需要更高的燃料稀释程度的方式增加时，火焰锚定器控制器可驱动火焰锚定器定位机构以增大燃料喷嘴与火焰锚定器之间的距离。或者，火焰锚定器控制器可响应感测到燃料流量增加或与燃料射流增加相对应的开阀而驱动火焰锚定器定位机构来增大燃料喷嘴与火焰锚定器之间的距离，或者火焰锚定器控制器可响应燃料射流减小而驱动火焰锚定器定位机构来减小燃料喷嘴与火焰锚定器之间的距离。
步骤516还可包括当施加给电极的电压减小时将火焰锚定器移至稳定的火焰锚定位置。例如，在燃料以高于火焰传播速度的速度流过火焰锚定器的实施例中，电极电压的损失通常可导致火焰熄灭。火焰锚定器定位机构可包括故障安全装置，该装置中的弹簧在螺线管无法将火焰锚定器保持在电极电压接通位置时将火焰锚定器移至对应于较低流速的位置。除此之外或作为另外一种选择，火焰锚定器控制器可根据电极电压的损失来致动火焰锚定器定位机构。
方法501还可包括向反射电极施加与电极所承载电压具有相同符号的电压的步骤，所述反射电极设置在燃料喷嘴的周边。给反射电极施加电压可减少或防止火焰锚定器与燃料喷嘴之间的逆燃。
虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但也可设想其他方面和实施例。本文所公开的各个方面和实施例出于说明性目的，而并非旨在进行限制，其具有由以下权利要求书所指示的真实范围和精神。

Claims (65)

1.一种离焰燃烧器，包括：
燃料喷嘴，其被配置成喷射燃料；
电极，其被定位在从所述燃料喷嘴起的第一距离并被配置成向由所述燃料喷嘴支持的火焰施加电压；以及
导电性火焰锚定器，其被定位在从所述燃料喷嘴起的第二距离，所述导电性火焰锚定器与所述电极电隔离。
2.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述燃料喷嘴被配置成以高于火焰传播速度的速度喷射燃料流过所述导电性火焰锚定器；并且
包括可操作地连接于所述电极并且被配置成通过所述电极对所述火焰施加电压的电压源，所施加的电压足以使所述火焰锚定于所述导电性火焰锚定器。
3.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器的至少一部分与所述燃料喷嘴间隔开；
其中所述燃料喷嘴被配置成喷射燃料流过所述导电性火焰锚定器；并且
其中所述第二距离足以允许所述燃料在通过所述导电性火焰锚定器前由所述燃料挟带空气和/或烟气。
4.根据权利要求3所述的离焰燃烧器，其中所述燃料与空气和/或烟气的预混合导致降低的火焰温度。
5.根据权利要求4所述的离焰燃烧器，其中所述降低的火焰温度使得氮氧化物NOx的产生量减少。
6.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，还包括：
电压源，其被配置成向所述电极提供所述电压。
7.根据权利要求6所述的离焰燃烧器，其中所述电压源被配置成提供时变电压。
8.根据权利要求7所述的离焰燃烧器，其中所述电压源被配置成提供交流电压。
9.根据权利要求7所述的离焰燃烧器，其中所述时变电压包括在2000伏特至100千伏范围内的峰间电压变化。
10.根据权利要求7所述的离焰燃烧器，其中所述时变电压包括频率在1赫兹和2000赫兹之间的波形。
11.根据权利要求10所述的离焰燃烧器，其中所述时变电压包括频率在200赫兹和800赫兹之间的波形。
12.根据权利要求7所述的离焰燃烧器，其中所述时变电压包括正弦波形、正方波形、三角波形、截顶三角波形、锯齿波形或非对称波形。
13.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器与地电隔离并与不为所述火焰所承载的电压电隔离。
14.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述燃料喷嘴为导电的并且与地电隔离并与不为所述火焰所承载的电压电隔离。
15.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器与所述燃料喷嘴彼此电导通。
16.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器包括相对于所述燃料喷嘴轴向地且周向地设置的环。
17.根据权利要求16所述的离焰燃烧器，其中所述环被设置在所述离焰燃烧器工作过程中由所述燃料喷嘴喷出的燃料射流的外周边附近。
18.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器包括从所述燃料喷嘴伸出至所述第二距离的一个或多个突出件。
19.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中
所述燃料喷嘴包括多个燃料孔口；并且
其中所述导电性火焰锚定器包括设置在为所述多个燃料孔口所对的区域内的一个导电性突出件。
20.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器包括多个导电元件。
21.根据权利要求20所述的离焰燃烧器，其中构成所述导电性火焰锚定器的所述多个导电元件被布置在单个燃料喷嘴附近。
22.根据权利要求20所述的离焰燃烧器，其中构成所述导电性火焰锚定器的所述多个导电元件分布于多个燃料喷嘴中间。
23.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器包括相对于燃料喷嘴轴线倾斜的细长体。
24.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器包括设置在从所述燃料喷嘴起的相应距离处的多个火焰锚定器。
25.根据权利要求24所述的离焰燃烧器，还包括：
火焰锚定器控制器，其被配置成在所述多个火焰锚定器之间切换电导通。
26.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述第二距离为从所述燃料喷嘴起的一系列距离，所述离焰燃烧器还包括：
火焰锚定器定位机构，其被配置成将所述导电性火焰锚定器的位置控制在从所述燃料喷嘴起的所述一系列距离内。
27.根据权利要求26所述的离焰燃烧器，还包括：
火焰锚定器控制器，其被配置成根据所述离焰燃烧器的状况来驱动所述火焰锚定器定位机构以定位所述导电性火焰锚定器。
28.根据权利要求27所述的离焰燃烧器，其中所述状况为火焰状态、燃料流速或所述电极承载的电压中的一者。
29.根据权利要求27所述的离焰燃烧器，其中所述状况为所述火焰的温度。
30.根据权利要求28所述的离焰燃烧器，还包括：
传感器，其可操作地连接于所述火焰锚定器控制器并且被配置成感测所述火焰状态、所述燃料流速或所述电极承载的所述电压中的一者。
31.根据权利要求27所述的离焰燃烧器，其中所述火焰锚定器定位机构被配置成当施加给所述电极的所述电压减小时将所述导电性火焰锚定器移至稳定的火焰锚定位置。
32.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器与地电导通。
33.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述导电性火焰锚定器被配置成承载与所述电极承载的所述电压反相的电压。
34.根据权利要求1所述的离焰燃烧器，其中所述燃料喷嘴包括被配置成在喷射经混合的燃料和空气之前对燃料和空气进行预混合的喷嘴。
35.一种低氮氧化物NOx燃烧器的操作方法，包括：
从燃料喷嘴喷射燃料；
由所喷射的燃料支持火焰；
通过电极对所述火焰施加电压或多数电荷；以及
通过设置在所述燃料喷嘴与所述电极之间的导电性火焰锚定器来锚定所述火焰。
36.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中由所述火焰承载的所述电压或多数电荷与所述导电性火焰锚定器电连通而导致所述火焰的锚定。
37.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中锚定所述火焰包括：
为所述导电性火焰锚定器维持选定的电压状态。
38.根据权利要求37所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中维持所述选定的电压状态包括：
使所述导电性火焰锚定器与地电隔离并且与为所述火焰所接收的电压之外的电压电隔离。
39.根据权利要求37所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中维持所述选定的电压状态包括提供与导电性燃料喷嘴的电导通；并且
其中所述导电性火焰锚定器和所述燃料喷嘴被保持与地电隔离并且与为所述火焰所接收的电压之外的电压电隔离。
40.根据权利要求37所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中维持所述选定的电压状态包括保持所述导电性火焰锚定器与地的电导通。
41.根据权利要求37所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中维持所述选定的电压状态包括通过高阻抗电路将所述导电性火焰锚定器电连接于地。
42.根据权利要求37所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中维持所述选定的电压状态包括为所述导电性火焰锚定器提供与所述电极承载的电压反相的电压。
43.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中所述导电性火焰锚定器不与所述电极接触。
44.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中喷射所述燃料包括以高于非电增强火焰传播速度的速度喷射所述燃料通过所述导电性火焰锚定器。
45.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中锚定所述火焰包括在所述火焰与所述导电性火焰锚定器之间生成至少间歇性的电流。
46.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
用所述燃料喷嘴与所述导电性火焰锚定器的至少一部分之间的所述燃料挟带空气或烟气以提供所述燃料与包含氧气的所述空气或烟气的预混合。
47.根据权利要求46所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中提供预混合导致降低的火焰温度。
48.根据权利要求47所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中所述降低的火焰温度使得氮氧化物NOx的产生量减少。
49.根据权利要求46所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
给反射电极施加电压以减少在预混合的燃料与氧气中发生逆燃的几率或基本上防止在预混合的燃料与氧气中发生逆燃。
50.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
将所述燃料与氧化剂预混合；以及
通过给反射电极施加电压以减少预混合的燃料与氧化剂中的逆燃。
51.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中通过电极对所述火焰施加电压或多数电荷包括对所述电极施加时变电压。
52.根据权利要求51所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中对所述电极施加时变电压包括对所述电极施加交流电压。
53.根据权利要求51所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中对所述电极施加时变电压包括施加在2000伏特和100千伏之间的峰间电压。
54.根据权利要求51所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中对所述电极施加时变电压包括施加频率在1赫兹和2000赫兹之间的波形。
55.根据权利要求54所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中对所述电极施加时变电压包括施加频率在200赫兹和800赫兹之间的波形。
56.根据权利要求51所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中对所述电极施加时变电压包括对所述电极施加正弦波形、正方波形、三角波形、截顶三角波形、锯齿波形或非对称波形。
57.根据权利要求51所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中选择所述时变电压以提高火焰的均匀性。
58.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中所述导电性火焰锚定器包括相对于所述燃料喷嘴轴向且周向地设置的环。
59.根据权利要求58所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中所述环被设置在由所述燃料喷嘴喷出的燃料射流的外周边附近。
60.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，其中所述导电性火焰锚定器包括从所述燃料喷嘴延伸出的一个或多个突出件。
61.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
操作电极控制器以对所述电极施加所述电压。
62.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
通过火焰锚定器定位机构支撑所述导电性火焰锚定器；以及
通过操作所述火焰锚定器定位机构改变所述导电性火焰锚定器与所述燃料喷嘴之间的距离。
63.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
将所述火焰锚定在与所述燃料喷嘴隔开相应距离而设置的多个火焰锚定器中的一个选定火焰锚定器上，其方法是建立所述选定火焰锚定器的电压状态。
64.根据权利要求62所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
通过操作火焰锚定器控制器来驱动所述火焰锚定器定位机构，根据火焰状态、燃料射流速度或所述电极承载的电压对所述导电性火焰锚定器进行定位。
65.根据权利要求35所述的低NOx燃烧器的操作方法，还包括：
当施加于所述电极的所述电压减小时，将所述导电性火焰锚定器移至稳定的火焰锚定位置。
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