CN108884993A - 具有离散横向火焰稳定器的燃烧器系统 - Google Patents

具有离散横向火焰稳定器的燃烧器系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃烧系统，所述燃烧系统包括燃料和氧化剂源以及火焰保持器。所述火焰保持器包括限定相邻板条之间的燃烧通道的平行布置的多个离散板条。所述燃料和氧化剂源将燃料和氧化剂输出到所述燃烧通道中。所述火焰保持器保持所述燃料和氧化剂在所述燃烧通道中的燃烧反应。

Description

具有离散横向火焰稳定器的燃烧器系统
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2016年4月29日提交的名称为“BURNER SYSTEM WITH DISCRETETRANSVERSE FLAME STABILIZERS(具有离散横向火焰稳定器的燃烧器系统)”的美国临时专利申请No.62/329,525(代理人案卷号2651-300-02)的优先权权益；该申请在不抵触本文的公开内容的程度上以引用方式并入。
发明内容
根据实施方案，燃烧系统包括火焰保持器以及被配置成输出燃料和氧化剂的燃料和氧化剂源。火焰保持器包括支撑结构以及彼此平行布置的多个板条。每个板条具有靠近燃料和氧化剂源的第一边缘，以及远离燃料和氧化剂源的第二边缘。支撑结构保持板条。板条限定各自在相应的相邻板条之间的多个燃烧通道。每个燃烧通道具有对应于相应的相邻板条之间的距离的宽度，以及对应于相应的相邻板条中的一个板条的第一边缘和第二边缘之间的距离的长度。火焰保持器被定位成将燃料和氧化剂接收到燃烧通道中，并且共同地保持燃料和氧化剂在燃烧通道内的燃烧反应。
根据实施方案，每个燃烧通道的长度是宽度的至少5倍。
根据实施方案，燃烧系统包括被配置成输出燃料和氧化剂的燃料和氧化剂源以及被定位成接收燃料和氧化剂的火焰保持器。火焰保持器包括彼此平行布置并且在相邻板条之间限定多个燃烧通道的板条阵列。每个燃烧通道的宽度是相邻板条之间的距离。每个通道的高度是轴线上的每个板条的高度，该轴线对应于从燃料和氧化剂源输出燃料和氧化剂的大致方向。高度是宽度的至少五倍。火焰保持器被配置成维持燃料和氧化剂在燃烧通道内的燃烧反应。支撑结构保持板条阵列。
根据实施方案，方法包括从燃料和氧化剂源输出燃料和氧化剂以及支撑邻近燃料和氧化剂源的多个板条。板条限定在相邻板条之间的多个燃烧通道。燃烧通道的宽度对应于相邻板条之间的距离。燃烧通道的高度对应于沿着燃料和氧化剂的输出轴线的板条的高度。该方法还包括将燃料和氧化剂接收到燃烧通道中，以及维持燃料和氧化剂在燃烧通道内的燃烧反应。
附图说明
图1是根据实施方案的包括火焰保持器的燃烧系统的框图。
图2A是根据实施方案的包括多个板条的火焰保持器的透视图。
图2B是根据实施方案的图2A的板条的剖视图。
图2C是根据实施方案的包括多个板条的火焰保持器的透视图。
图3是根据实施方案的用于操作包括火焰保持器的燃烧系统的过程的流程图。
图4是根据实施方案的火焰保持器的支撑结构的示意图。
图5是根据实施方案的包括外壳和火焰保持器的燃烧系统的示意图。
图6是根据实施方案的包括火焰保持器的燃烧系统的示意图。
图7是根据实施方案的火焰保持器的细长构件的示意图。
图8是根据实施方案的火焰保持器的细长构件的示意图。
图9是根据实施方案的火焰保持器的锥形细长构件的横截面图。
图10是根据实施方案的火焰保持器的阶梯状细长构件的横截面图。
图11是根据实施方案的用于操作燃烧系统的过程的流程图。
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方案并非旨在进行限制。在不脱离本文所述主题的实质或范围的前提下，可采用其他实施方案并且可作出其他改变。
图1是根据实施方案的燃烧系统100的框图。燃烧系统100包括燃料和氧化剂源101和火焰保持器102。火焰保持器102包括多个板条104和支撑结构106。燃烧系统100还包括控制器110、传感器112和加热器114。
燃料和氧化剂源101被配置成将燃料和氧化剂输出到火焰保持器102上。火焰保持器102主要维持燃料和氧化剂在火焰保持器102内的燃烧反应。
根据实施方案，板条104被布置成阵列，该阵列在横向于从燃料和氧化剂源101输出燃料和氧化剂的方向的方向上延伸。板条104是彼此平行定位的离散板条。具体地讲，每个板条104与下一个板条104分开选定距离。板条104的平行布置限定板条104之间的多个燃烧通道。每个燃烧通道具有一定宽度，该宽度是相邻板条104之间的距离。
燃料和氧化剂源101朝向火焰保持器102输出燃料和氧化剂。燃料和氧化剂进入板条104之间的燃烧通道。火焰保持器102主要维持燃料和氧化剂在板条104之间的燃烧通道内的燃烧反应。
根据实施方案，燃烧通道的高度在沿着来自燃料和氧化剂源101的燃料和氧化剂的行进轴线的方向上对应于板条104的高度。根据实施方案，燃烧通道的高度是燃烧通道的宽度的至少五倍。
支撑结构106将板条104相对于燃料和氧化剂源101保持在选定位置中。另外，支撑结构106将板条104相对于彼此保持就位。因此，支撑结构106将板条104保持在阵列中，其中板条104彼此平行延伸并且限定相邻板条之间的燃烧通道。
根据实施方案，火焰保持器102被配置成将燃料和氧化剂的大部分燃烧反应保持在燃烧通道内。例如，在稳态基础上，由燃料和氧化剂源101输出的燃料分子的一半以上可在火焰保持器102的输入面和输出面之间被转化成燃烧产物。根据可供选择的解释，可在火焰保持器102的输入面和输出面之间输出由燃烧反应输出的热量的一半以上。在标称操作条件下，燃烧通道可被配置成共同将至少80％的燃烧反应保持在火焰保持器102的输入面和输出面之间。在一些实验中，发明人产生了明显全部包含在火焰保持器102的输入面和输出面之间的燃烧通道中的燃烧反应。根据可供选择的解释，当燃烧被“时间平均”时，火焰保持器102可将燃烧支撑在输入面和输出面之间。例如，在瞬态期间，诸如在火焰保持器102被充分加热之前，或者如果将过高(冷)负荷置于系统上，则燃烧可从火焰保持器102的输出面稍微向下游行进。
虽然以便于描述的方式描述了“火焰”，但应当理解，在某些情况下，不存在可见火焰。燃烧主要出现在燃烧通道中，但是燃烧热的“辉光”主要是火焰保持器102本身的可见辉光。在其他情况下，发明人已注意到瞬态“吹气”，其中在位于火焰保持器102的输入面与燃料和氧化剂源101之间的区域中、在稀释区域内瞬间点燃可见火焰。此类瞬态吹气通常持续时间很短，使得在时间平均的基础上，大部分燃烧是在火焰保持器102的燃烧通道内、在输入面和输出面之间发生。在另外的情况下，发明人已经注意到发生在火焰保持器102的输出面上方的明显燃烧，但是大部分燃烧仍发生在火焰保持器102中，如由来自火焰保持器102的持续可见辉光(黑体辐射的可见波长尾)所证实的那样。
火焰保持器102可被配置成接收来自燃烧反应的热量并且将所接收的热量的一部分作为热辐射输出到燃烧体积之中或附近的热接收结构(例如，炉壁和/或辐射段工作流体管)。如本文所用，除非提供进一步的定义，否则术语热辐射(thermal radiation)、红外线辐射、辐射热、热量辐射(heat radiation)等应被理解为大体上同义的。具体地讲，此类术语指的是主要在红外波长中的电磁能的黑体辐射。
根据实施方案，板条104包含耐火材料。耐火材料可包括莫来石、堇青石、碳化硅、氧化锆、熔凝石英和纤维增强的胶粘材料中的一种或多种。
根据实施方案，支撑结构106包含耐火材料。耐火材料可包括莫来石、堇青石、碳化硅、氧化锆、熔凝石英和纤维增强的胶粘材料中的一种或多种。
根据实施方案，支撑结构106包括旋转设备，该旋转设备被配置成旋转板条104以改变燃烧通道的尺寸或完全关闭燃烧通道。
虽然图1和相关描述已描述了包括多个板条104的火焰保持器102，但火焰保持器102可包括除板条104之外的细长构件。
图2A是根据实施方案的包括火焰保持器102的燃烧系统200的透视图。火焰保持器102包括彼此平行定位并且由支撑结构106支撑的多个离散板条104。
根据实施方案，板条104被布置成彼此平行。每个板条104与相邻板条104分开距离W。板条104的布置限定相邻板条104之间的多个燃烧通道210。每个燃烧通道210的宽度W是相邻板条104之间的距离。每个燃烧通道210的高度L对应于板条104的高度。每个板条104具有厚度T。
虽然燃料和氧化剂源101在图2A中未示出，但在图2A的实施方案中，燃料和氧化剂源101被定位在火焰保持器102下方。燃料和氧化剂源101将燃料和氧化剂输出到火焰保持器102上。燃料和氧化剂进入燃烧通道210。火焰保持器102维持燃料和氧化剂在燃烧通道210内的燃烧反应。
根据实施方案，每个板条104可包括第一边缘212和第二边缘214。第一边缘被定位成靠近燃料和氧化剂源101。第二边缘214被定位成远离燃料和氧化剂源101。
根据实施方案，支撑结构106包括图2A中未示出的第二部分。具体地讲，支撑结构106可包括在图2A中所示的板条104相对于支撑结构106的部分的相对端部处，与图2A中所示的部分相对地联接的第二部分。
虽然图2A公开了通道各自具有相同宽度W和高度H，但根据实施方案，每个燃烧通道210可具有不同宽度W和不同长度L。因此，板条104可分开各种距离并且可具有不同尺寸，使得燃烧通道210的长度L可改变。
根据实施方案，火焰保持器102可与图1和图2A中所示不同地取向。例如，燃料和氧化剂源101可从火焰保持器102横向定位并且被取向成使得燃料和氧化剂源101水平地输出燃料和氧化剂，并且火焰保持器102将处于与图2A所示旋转90°的取向，使得燃料和氧化剂可进入穿孔102。因此，长度L将不对应于竖直距离，但是对应于水平距离。
图2B是根据实施方案的火焰保持器102的一部分的放大剖视图。火焰保持器102对准以接收来自燃料和氧化剂源101的燃料和氧化剂混合物219中的燃料和氧化剂。火焰保持器102维持燃料和氧化剂在燃烧通道210内的燃烧反应201，由此生成热量，热量的一部分由火焰保持器102接收。火焰保持器102将所接收的热量的一部分输出到在板条104的第一边缘212处接收的燃料和氧化剂混合物219。板条104可至少在板条侧壁207的热量接收区域205中接收来自(放热)燃烧反应201的热量。实验证据已向发明人表明，热量接收区域205的位置或至少对应于最大热接收速率的位置可沿着板条侧壁207的长度改变。在一些实验中，最大热接收的位置明显在从第一边缘212到第二边缘214距离的1/3和1/2之间(即与离第二边缘214的距离相比离第一边缘212略近一些的位置)。发明人设想了，在其他条件下，热量接收区域205可位于距火焰保持器102的第二边缘214更近的位置。最有可能的是，热量接收区域205(或就此而言，在下文中描述的热量输出区域211)没有清晰限定的边缘。为了便于理解，热量接收区域205和热量输出区域211将被描述为特定区域205、211。
板条104可通过热容量表征。板条104可保持量对应于热容量乘以温度上升的来自燃烧反应201的热量，并且将来自热量接收区域205的热量传递至板条侧壁207的热量输出区域211。一般来讲，热量输出区域211比热量接收区域205更靠近第一边缘212。根据一种解释，板条104可通过热辐射(在图中示为203)将来自热量接收区域205的热量传递至热量输出区域211。根据另一种解释，板条104可通过热传导沿着热传导路径213将来自热量接收区域205的热量传递至热量输出区域211。发明人设想了，可在将来自热量接收区域205的热量传递至热量输出区域211的过程中同时使用辐射和传导热传递机制二者。以这种方式，即使在由常规火焰保持器支撑时燃烧反应201将不稳定的条件下，火焰保持器102仍可充当热源以维持燃烧反应201。
发明人认为，火焰保持器102使得燃烧反应201发生在与燃烧通道210的壁209相邻形成的热边界层215中。随着相对较冷的燃料和氧化剂混合物219接近第一边缘212，流被分为分别行进穿过各个燃烧通道210的部分。随着越来越多的热量被传递至进入的燃料和氧化剂混合物219，热板条104将热量传递给流体，尤其是在厚度渐增的热边界层215中。达到燃烧温度(例如燃料的自燃温度)后，在化学点火延迟时间经过期间反应物继续流动，在这期间发生燃烧反应201。因此，燃烧反应201被图示为发生在热边界层215中。随着流动的进行，热边界层215在合并点217处合并。理想的是，合并点217位于第一边缘212和限定燃烧通道210的端部的第二边缘214之间。在某个点处，燃烧反应201使流动气体(和等离子体)输出至板条104的热量比接收自板条104的热量更多。热量在热量接收区域205处被接收，由板条104保持，并被传输至更靠近第一端部212的热量输出区域211，其中热量在该热量输出区域被回收至冷反应物(以及任意所包括的稀释剂)以将它们升至燃烧温度。
在实施方案中，多个燃烧通道210各自由长度L表征，该长度被定义为从板条104中的一个板条的第一边缘212到第二边缘214的反应流体传播路径长度。反应流体包括燃料和氧化剂混合物219(任选地包括氮气、烟道气、和/或其他“非反应性”物质)、反应中间体(包括表征燃烧反应201的等离子体中的过渡态)和反应产物。
多个燃烧通道210可各自由相对板条侧壁207之间的横向宽度W表征。发明人已发现，如果每个燃烧通道210的长度L是燃烧通道210的横向尺寸W的至少四倍，则可在火焰保持器102中维持稳定燃烧。在其他实施方案中，长度L可为横向尺寸W的六倍。例如，已经在L为横向尺寸W的至少八倍、至少十二倍、至少十六倍和至少二十四倍的情况下进行实验。优选地，长度L长到足以使得热边界层215在流经燃烧通道210的反应流体中邻近板条侧壁207形成以在火焰保持器102的第一边缘212和第二边缘214之间的燃烧通道210内会聚于合并点217处。在实验中发明人发现，L/W比率高于5时工作良好，并且该比率介于12和38之间时工作特别良好(即，产生低NOx，产生低CO，并且维持稳定燃烧)。
板条104可被配置成在相邻的燃烧通道210之间传输热量。在相邻燃烧通道210之间传输的热量可被选择为使得从第一燃烧通道210中的燃烧反应部分201输出的热量供应热量来稳定相邻燃烧通道210中的燃烧反应部分201。
具体参见图1，燃料和氧化剂源101还可包括被配置成输出燃料的燃料喷嘴以及被配置成输出包含氧化剂的流体的氧化剂源。例如，燃料喷嘴可被配置成输出纯的燃料。氧化剂源可被配置成输出携带氧的燃烧空气，以及任选地，烟道气。
可由火焰保持器支撑结构106保持火焰保持器102，该火焰保持器支撑结构被配置成使火焰保持器102与燃料喷嘴保持稀释距离DD。燃料喷嘴可被配置成发射被选择为挟带氧化剂的燃料射流，以在燃料射流和氧化剂沿着一定路径穿过燃料喷嘴和火焰保持器102之间的稀释距离DD行进至火焰保持器102时形成燃料和氧化剂混合物219。除此之外或另选地，(特别是当鼓风机用于递送包含在燃烧空气中的氧化剂时)，氧化剂或燃烧空气源可被配置成挟带燃料并且燃料和氧化剂行进穿过稀释距离DD。在一些实施方案中，可提供烟道气再循环路径。除此之外或另选地，燃料喷嘴可被配置成在燃料射流行进穿过燃料喷嘴和火焰保持器102的第一边缘212之间的稀释距离DD时，发射被选择为挟带氧化剂和挟带烟道气的燃料射流。
燃料喷嘴可被配置成通过一个或多个燃料孔口发射燃料，该燃料孔口具有被称为“喷嘴直径”的内径尺寸。火焰保持器支撑结构106可支撑火焰保持器102以在离燃料喷嘴的距离是喷嘴直径的不止20倍的距离DD处接收燃料和氧化剂混合物219。在另一个实施方案中，火焰保持器102被设置成在离燃料喷嘴的距离是喷嘴直径的100倍至1100倍的距离DD处接收燃料和氧化剂混合物219。优选地，火焰保持器支撑结构106被配置成将火焰保持器102保持在距燃料喷嘴喷嘴直径的约200倍或更多的距离处。当燃料和氧化剂混合物219行进的距离是喷嘴直径的约200倍或更多时，混合物充分匀化以使得燃烧反应201产生最低NOx。
根据实施方案，燃料和氧化剂源101可另选地包括预混燃料和氧化剂源。预混燃料和氧化剂源101可包括预混室(未示出)、被配置成将燃料输出到预混室内的燃料喷嘴、以及被配置成将氧化剂输出到预混室内的氧化剂(例如，燃烧空气)通道。阻焰器可设置在预混燃料和氧化剂源101与火焰保持器102之间，并且被配置成阻止火焰回火至预混燃料和氧化剂源101内。
无论是被配置用于挟带在燃烧体积中还是用于预混，氧化剂源都可包括被配置成推动氧化剂穿过燃料和氧化剂源101的鼓风机。
支撑结构106可被配置成例如从燃烧体积的底板或壁(未示出)支撑火焰保持器102。在另一个实施方案中，支撑结构106从燃料和氧化剂源101支撑火焰保持器102。另选地，支撑结构106可从顶上部结构(诸如在向上点火系统情况下的烟道)悬挂火焰保持器102。支撑结构106可沿各个取向和方向支撑火焰保持器102。
支撑结构106可被配置成支撑多个火焰保持器区段。火焰保持器支撑结构106可包括金属超合金、胶粘材料和/或陶瓷耐火材料。在实施方案中，多个相邻火焰保持器区段可通过纤维增强耐火水泥连接。
再次参见图1和图2B，基于板条104的形状和位置，燃烧通道210可具有各种形状。在实施方案中，燃烧通道210可包括各自具有宽度W的细长正方形。在另一个实施方案中，燃烧通道210可包括各自在六边形的相对侧之间具有宽度W的细长六边形。在另一个实施方案中，燃烧通道210可包括各自具有可变宽度W的截头圆锥或截头棱锥(例如，截头锥体)。另选地，宽度W可被定义为限定燃烧通道210的两个相邻板条104之间的最短距离。在一些实施方案中，基于标准参考条件，燃烧通道210可各自具有等于或大于火焰的淬熄距离的横向尺寸D。作为另外一种选择，燃烧通道210可具有小于标准参考淬熄距离的横向尺寸D。
在一系列实施方案中，多个燃烧通道210中的每个燃烧通道具有介于0.05英寸和1.0英寸之间的横向尺寸D。优选地，多个燃烧通道210中的每个具有介于0.1英寸和0.5英寸之间的横向尺寸D。例如，多个燃烧通道210可各自具有约0.2英寸至0.4英寸的横向尺寸D。
火焰保持器102的空隙率被定义为火焰保持器102的区段中的所有燃烧通道210的总体积除以包括主体208和燃烧通道210的火焰保持器102的总体积。火焰保持器102应具有介于0.10和0.90之间的空隙率。在实施方案中，火焰保持器102可具有介于0.30和0.80之间的空隙率。在另一个实施方案中，火焰保持器102可具有约0.70的空隙率。已发现，使用约0.70的空隙率对于产生非常低的NOx尤其有效。
火焰保持器102可由纤维增强浇铸耐火材料和/或诸如硅酸铝材料的耐火材料形成。例如，火焰保持器102可被形成为包括莫来石或堇青石。除此之外或另选地，火焰保持器主体208可包括金属超合金，诸如铬镍铁合金或哈斯特洛伊耐蚀镍基合金。
燃烧通道210可彼此平行，并且垂直于第一边缘212和第二边缘214。在另一个实施方案中，燃烧通道210可彼此平行并相对于第一边缘212和第二边缘214成角度地形成。在另一个实施方案中，燃烧通道210可彼此不平行。
在另一个并不一定优选的实施方案中，板条104可由网状陶瓷材料形成。术语“网状”是指网状结构。网状陶瓷材料通常通过以下方式而制成：将浆料溶解在具有特定孔隙度的海绵中，使浆料硬化，并且烧掉海绵且固化陶瓷。
在另一个并不一定优选的实施方案中，板条104可由冲孔、钻孔或浇铸以形成通道的陶瓷材料形成。
在另一个实施方案中，火焰保持器102可包括捆绑在一起的多个管或筒。多个燃烧通道210可包括中空圆柱体，并且任选地还可在捆绑的管之间包括空隙空间。在一个实施方案中，所述多个管可包括陶瓷管。耐火胶粘材料可被包括在管之间，并被配置成将管粘附在一起。在另一个实施方案中，所述多个管可包括金属(例如超合金)管。可由环绕所述多个管并被布置成将所述多个管保持在一起的金属拉伸构件将所述多个管保持在一起。金属拉伸构件可包括不锈钢、超合金金属丝和/或超合金金属带。
发明人设想了对于为何包括火焰保持器102的燃烧器系统提供此类洁净燃烧的各种解释。
根据实施方案，即使在由常规火焰保持器102支撑时燃烧反应201将不稳定的条件下，火焰保持器102仍然可充当热源以维持燃烧反应201。可利用该能力以使用比通常可行更贫乏的燃料与氧化剂混合物来支撑燃烧。因此，根据实施方案，在燃料流接触板条104的第一边缘212的点处，燃料流的平均燃料与氧化剂比率低于燃料流的燃料组分的(常规)燃烧下限—燃烧下限定义了当燃料和氧化剂混合物219在正常大气压下和25℃(77℉)的环境温度下暴露于瞬时点火源时该燃料和氧化剂混合物将会燃烧的最低燃料浓度。
已发现，本文所述的火焰保持器102和包括火焰保持器102的系统提供CO的基本完全燃烧(个位数ppm下至检测不到的浓度，具体取决于实验条件)，同时支持低NOx。根据一种解释，由于用于降低峰值火焰温度的足够混合(以及其他策略)，可以实现这样的性能。火焰温度在略微富的条件下趋于峰值，这可在混合不充分的任何扩散火焰中是明显的。通过充分混合，可以在燃烧之前实现均质且略微贫燃的混合物。这种组合可导致火焰温度降低，并因此减少NOx形成。在一个实施方案中，“略微贫燃”可以指3％O2，即，当量比为约0.87。使用甚至更贫燃的混合物是可能的，但可能导致O2水平升高。此外，发明人认为，板条104可充当燃烧流体的散热器。这种效果可以另选地或除此之外降低燃烧温度并减少NOx。
根据另一种解释，如果燃烧反应201发生在一个非常短的持续时间内，则可降低NOx的产生。快速燃烧使得反应物(包括氧和挟带的氮)暴露于NOx形成温度的时间短到不足以使NOx形成动力学导致NOx的显著产生。与常规火焰相比，反应物经过火焰保持器102所需的时间非常短。因此，与火焰保持器燃烧相关联的低NOx产生可与反应物(和挟带的氮)经过火焰保持器102所需的较短持续时间有关。
图2C是根据替代实施方案的火焰保持器102的示意图。图2C的火焰保持器102基本上类似于图2A的火焰保持器102。然而，图2C的火焰保持器102包括各自放置在相应板条104的顶部上的多个顶部变窄构件230。顶部变窄构件230使燃烧通道210的出口变窄。另外，图2C的火焰保持器102包括定位在每个相应板条104的底部上的底部变窄构件232。底部变窄构件232使燃烧通道210的入口变窄。顶部变窄构件230和底部变窄构件232可增加燃烧反应201的效率。
在操作中，图2C的火焰保持器102可改善火焰稳定。例如，燃料/氧化剂可在燃烧通道210的入口处表现出相对高的速度。然后，燃料/氧化剂的速度然后可在燃料/氧化剂进入燃烧通道210时降低，并且随后在燃料/氧化剂进入顶部变窄构件230之间的空间并离开火焰保持器102时增加。另外，燃料/氧化剂可在燃烧通道210内形成一个或多个涡流。
根据实施方案，火焰保持器102可包括底部变窄构件232，而不包括顶部变窄构件230。作为另外一种选择，火焰保持器102可包括顶部变窄构件230，而不包括底部变窄构件232。
根据实施方案，顶部变窄构件230和底部变窄构件232具有彼此不同的尺寸。作为另外一种选择，顶部变窄构件230和底部变窄构件232可具有基本上相似或相同的尺寸。
图3为流程图，示出了用于操作包括本文示出和所述的火焰保持器的燃烧器系统的方法300。为了操作包括火焰保持器的燃烧器系统，首先加热火焰保持器至足够维持燃料和氧化剂混合物燃烧的温度。
根据简化描述，方法300从步骤302开始，其中将火焰保持器预热至启动温度TS。火焰保持器上升至启动温度后，方法进行到步骤304，其中向火焰保持器提供燃料和氧化剂，并由火焰保持器保持燃烧。
根据更加详细的描述，步骤302从步骤306开始，其中在火焰保持器处提供启动能量。与提供启动能量同时或在提供启动能量后，决定步骤308确定火焰保持器的温度T是否等于或高于启动温度TS。只要火焰保持器的温度低于其启动温度，该方法就在预热步骤302中的步骤306和308之间循环。在步骤308中，如果火焰保持器的至少一个预定部分的温度T大于或等于启动温度，则方法300行进到总步骤304，其中向火焰保持器提供燃料和氧化剂，并由火焰保持器保持燃烧。
步骤304可被分解为其中的至少一些步骤可同时发生的若干离散步骤。
从步骤308开始，向火焰保持器提供燃料和氧化剂混合物，如步骤310所示。例如，可由包括单独的燃料喷嘴和燃烧空气源的燃料和氧化剂源提供燃料和氧化剂。在这个方法中，沿一个或多个方向输出燃料和燃烧空气，所述方向被选择为使得由火焰保持器的输入面接收燃料和燃烧空气混合物。燃料可挟带燃烧空气(或另选地，燃烧空气可稀释燃料)，以在为可保持在火焰保持器的燃烧通道内的稳定燃烧反应选择的燃料稀释度，在火焰保持器的输入面处提供燃料和氧化剂混合物。
行进到步骤312，通过火焰保持器保持燃烧反应。
在步骤314中，可从火焰保持器输出热量。从火焰保持器输出的热量可用于例如给工业过程提供动力、加热工作流体、发电或提供动力。
在任选的步骤316中，可感测燃烧的存在。发明人已使用并设想了各种感测方法。一般来讲，火焰保持器所保持的燃烧是非常稳定的，并且对系统没有不寻常的感测要求。可使用红外传感器、视频传感器、紫外传感器、带电物质传感器、热电偶、热电堆和/或其他已知的燃烧感测装置来执行燃烧感测。在步骤316的附加或替代变型中，如果燃烧在火焰保持器中熄灭，则可提供引燃火焰或其他点火源来点燃燃料和氧化剂混合物。
行进到决定步骤318，如果感测到燃烧不稳定，则方法300可退出到步骤324，其中执行误差程序。例如，误差程序可包括关闭燃料流、重新执行预热步骤302、输出警报信号、点燃备用燃烧系统或其他步骤。在步骤318中，如果确定火焰保持器中的燃烧是稳定的，则方法300行进到决定步骤320，其中确定是否应当改变燃烧参数。如果没有燃烧参数要改变，则该方法循环(在步骤304中)回到步骤310，并继续燃烧过程。如果指示燃烧参数的改变，则方法300行进到步骤322，其中执行燃烧参数改变。燃烧参数改变后，该方法循环(在步骤304中)回到步骤310，并继续燃烧。
例如，如果遇到热量需求改变，则可安排改变燃烧参数。例如，如果需要较少热量(例如，由于减少的电力需求、减少的动力需求或降低的工业过程生产量)，则可在步骤322中减少燃料和氧化剂流速。相反地，如果热量需求增加，则可增加燃料和氧化剂流量。除此之外或另选地，如果燃烧系统处于启动模式，则可在步骤304中的循环的一次或多次重复中向火焰保持器逐渐增加燃料和氧化剂流量。
再次参见图1、图2B，加热器114可操作地联接到火焰保持器102。火焰保持器102通过将热量输出至进入的燃料和氧化剂混合物219来操作。建立燃烧后，由燃烧反应201提供该热量；但是建立燃烧前，由加热器114提供该热量。
发明人已使用并设想了各种加热装置。在一些实施方案中，加热器114可包括被配置成支撑火焰的火焰保持器102，该火焰被设置成加热火焰保持器102。燃料和氧化剂源101可包括被配置成发射燃料流的燃料喷嘴218和被配置成输出与燃料流相邻的燃烧空气的空气源。燃料喷嘴218和空气源可被配置成输出待由燃烧空气逐级稀释的燃料流。火焰保持器102可被设置成接收稀释的燃料和氧化剂混合物219，该混合物支撑燃烧反应201，该燃烧反应在火焰保持器102处于操作温度时由火焰保持器102稳定。相比之下，启动火焰保持器可被配置成在对应于不需要由加热的火焰保持器102提供稳定的情况下稳定的相对较富燃料和氧化剂混合物219的位置处支撑启动火焰。
燃烧器系统200还可包括可操作地联接到加热器114和数据接口的控制器110。例如，控制器110可被配置成控制启动火焰保持器致动器，该启动火焰保持器致动器被配置成使启动火焰保持器在火焰保持器102需要被预热时保持启动火焰并在火焰保持器102处于操作温度(例如，当T≥TS时)下时不保持启动火焰。
设想了用于致动启动火焰的各种方法。在一个实施方案中，启动火焰保持器包括机械致动钝体，其被配置成被致动拦截燃料和氧化剂混合物219以产生热再生涡流从而保持启动火焰；或被致动不拦截燃料和氧化剂混合物219以使燃料和氧化剂混合物219行进到火焰保持器102。在另一个实施方案中，燃料控制阀、鼓风机和/或阻尼器可用于选择足够低的燃料和氧化剂混合物219的流速，以使启动火焰稳定喷射；以及在火焰保持器102达到操作温度后，可增加流速以“喷出”启动火焰。在另一个实施方案中，加热器114可包括与控制器110可操作地联接的，并被配置成向燃料和氧化剂混合物219施加电荷或电压的电源。导电启动火焰保持器可选择性地联接到接地电压或被选择用于吸引燃料和氧化剂混合物219中的电荷的其他电压。发明人发现，电荷吸引导致导电启动火焰保持器保持启动火焰。
在另一个实施方案中，加热器114可包括被配置成向火焰保持器102和/或向燃料和氧化剂混合物219输出热量的电阻加热器。电阻加热器114可被配置成加热火焰保持器102至操作温度。加热器114还可包括电源和在控制器110的控制下可操作以将电源选择性地联接到电阻加热器114的开关。
电阻加热器114可通过各种方式形成。例如，电阻加热器114可由线材(可得自瑞典哈尔斯塔哈马的山特维克公司山特维克材料技术部(Sandvik MaterialsTechnology division of Sandvik AB of Hallstahammar,Sweden))形成，所述线材穿过由板条104限定的燃烧通道210的至少一部分。另选地，加热器114可包括感应加热器、高能(例如，微波或激光)束加热器、摩擦加热器或其他类型的加热技术。
设想了其他形式的启动装置。例如，加热器114可包括被配置成将脉冲点火输出至空气和燃料的放电点火器或热表面点火器。除此之外或另选地，启动装置可包括引燃火焰装置，其被设置成点燃否则会进入火焰保持器102的燃料和氧化剂混合物219。放电点火器、热表面点火器和/或引燃火焰装置可操作地联接到控制器110，该控制器可在火焰保持器102被充分加热以维持燃烧前使得放电点火器或引燃火焰装置在火焰保持器102中或其上游维持燃料和氧化剂混合物219的燃烧。
燃烧器系统200还可包括可操作地联接到控制电路110的传感器112。传感器112可包括被配置成检测红外辐射或火焰保持器102的温度的热传感器。控制电路110可被配置成响应于来自传感器112的输入控制加热装置114。任选地，燃料控制阀可操作地联接到控制器110，并且被配置成控制燃料向燃料和氧化剂源101的流动。除此之外或另选地，氧化剂鼓风机或阻尼器可操作地联接到控制器110，并且被配置成控制氧化剂(或燃烧空气)的流动。
传感器112还可包括可操作地联接到控制电路110的燃烧传感器，该燃烧传感器被配置成检测由火焰保持器102保持的燃烧反应201的温度、视频图像和/或光谱特征。燃料控制阀可被配置成控制从燃料源到燃料和氧化剂源101的燃料的流动。控制器110可被配置成响应于来自燃烧传感器112的输入控制燃料控制阀。控制器110可被配置成控制燃料控制阀和/或氧化剂鼓风机或阻尼器以控制加热器114的预热火焰类型，从而将火焰保持器102加热至操作温度。控制器110可类似地控制燃料控制阀和/或氧化剂鼓风机或阻尼器，以响应于通过数据接口作为数据接收的热量需求变化来改变燃料和氧化剂混合物219流。
图4是根据实施方案的火焰保持器402的示意图。火焰保持器402包括火焰保持器支撑结构406和板条404。图4中示出仅单个板条404以便更清楚地示出支撑结构406。在实践中，火焰保持器402将包括多个板条404。
支撑结构406包括由支撑臂410限定的多个狭槽408。狭槽408的尺寸被选择为保持板条404。具体地讲，每个狭槽408被配置成保持单个板条404。支撑结构406保持彼此平行并且在横向于燃料和氧化剂的大致输出方向的方向上延伸的板条404的阵列。当所有狭槽408保持板条404时，火焰保持器402限定相邻板条404之间的多个燃烧通道210，如前所述。
图5是根据实施方案的燃烧系统500的示意图。燃烧系统500包括限定燃烧体积508的外壳503。燃料喷嘴501靠近联接到外壳503的底板505定位在燃烧体积508内。火焰保持器502定位在燃烧体积508内。火焰保持器502包括由支撑结构506支撑的多个板条504。
燃料喷嘴501被配置成将燃料和氧化剂519输出到火焰保持器502上。火焰保持器502主要维持燃料和氧化剂在火焰保持器502内的燃烧反应201。
根据实施方案，板条504被布置成阵列，该阵列在横向于从燃料喷嘴501输出燃料和氧化剂519的方向的方向上延伸。板条504是彼此平行定位的离散板条。具体地讲，每个板条504与下一个板条504分开选定距离。板条504的平行布置限定板条504之间的多个燃烧通道210。每个燃烧通道210具有宽度W，该宽度是相邻板条504之间的选定距离。由于图5中燃烧系统500的侧视图的性质，在图5中仅可看到多个板条中的单个板条504。
燃料喷嘴501朝向火焰保持器502输出燃料和氧化剂519。燃料和氧化剂519进入板条504之间的燃烧通道210。火焰保持器502主要维持燃料和氧化剂519在板条504之间的燃烧通道210内的燃烧反应201。
根据实施方案，燃烧通道210的长度L在沿着来自燃料喷嘴501的燃料和氧化剂519的大致行进轴线的方向上对应于板条504的高度。根据实施方案，燃烧通道210的长度L是燃烧通道210的宽度W的至少五倍。
支撑结构506包括各自安装到外壳503的内壁的两个部分。托架506可通过适于极高温环境的任何安装机构固定到外壳503的内壁。根据实施方案，支撑结构506可包括耐火材料。支撑结构506可类似于图4的支撑结构406。作为另外一种选择，支撑结构506可包括用于保持板条504的阵列的其他合适结构。支撑结构506将板条504相对于燃料喷嘴501保持在选定位置处。另外，支撑结构506将离散板条504相对于彼此保持就位。因此，支撑结构506将板条504保持在阵列中，其中板条504彼此平行延伸并且限定相邻板条504之间的燃料通道。
图6是根据实施方案的燃烧系统600的示意图。燃烧系统600包括限定燃烧体积608的外壳603。燃料和氧化剂源601靠近联接到外壳603的底板605定位在燃烧体积608内。火焰保持器602定位在燃烧体积608内。火焰保持器602包括由支撑结构606支撑的多个板条604。
燃料和氧化剂源601被配置成将燃料和氧化剂619输出到火焰保持器602上。火焰保持器602主要维持燃料和氧化剂619在火焰保持器602内的燃烧反应201。
根据实施方案，板条604被布置成阵列，该阵列在横向于从燃料和氧化剂源601输出燃料和氧化剂619的方向的方向上延伸。板条604是彼此平行定位的离散板条604。具体地讲，每个板条604与下一个板条604分开选定距离。板条604的平行布置限定板条604之间的多个燃烧通道210。每个燃烧通道210具有宽度W，该宽度是相邻板条604之间的选定距离。由于图6中燃烧系统600的侧视图的性质，在图6中仅可看到多个板条604中的单个板条604。
燃料喷嘴601朝向火焰保持器602输出燃料和氧化剂619。燃料和氧化剂619进入板条604之间的燃烧通道210。火焰保持器602主要维持燃料和氧化剂619在板条604之间的燃烧通道210内的燃烧反应201。
根据实施方案，燃烧通道210的长度L在沿着来自燃料和氧化剂源601的燃料和氧化剂619的行进轴线的方向上对应于板条604的高度。根据实施方案，燃烧通道210的长度L是燃烧通道210的宽度W的至少五倍。
支撑结构606包括各自安装到外壳603的底板605的两个支撑结构部分。每个支撑结构部分可包括相应的支撑腿621，所述支撑腿将火焰保持器602升高到底板上方。支撑结构606可通过任何合适的安装机构固定到外壳603的底板605。根据实施方案，支撑结构606可包括耐火材料。支撑件606可类似于图4的支撑结构406。作为另外一种选择，支撑结构606可包括用于保持板条604的阵列的其他合适结构。支撑结构606将板条604相对于燃料喷嘴601保持在选定位置处。另外，支撑结构606将离散板条604相对于彼此保持就位。因此，支撑结构606将板条604保持在阵列中，其中板条604彼此平行延伸并且限定相邻板条604之间的燃料通道。
图7是根据实施方案的火焰保持器702的示意图。火焰保持器702包括多个杆704。根据实施方案，杆704可以是圆柱形杆。杆704被平行地布置成彼此分开选定的距离。相邻杆704之间的间隙限定燃烧通道708。
虽然未示出，但是火焰保持器702包括支撑结构，该支撑结构被配置成将杆704相对于彼此保持就位。具体地讲，支撑结构将杆704保持为彼此间隔开选定距离，并且被平行地布置以限定燃烧通道708。支撑结构可包括狭槽、凹槽、托架、或用于保持杆704的其他机构。
图8是根据实施方案的火焰保持器802的示意图。火焰保持器802包括多个杆804和805。杆804沿横向于燃料和氧化剂的输出方向的方向延伸。杆805沿横向于输出燃料和氧化剂并且横向于杆804的方向延伸。杆804、805形成十字形图案，其中杆805在杆804的顶部上。杆804、805限定燃烧通道808。当从顶部观察时，燃烧通道808具有正方形横截面。然而，燃烧通道808由于杆804、805之间的竖直偏移而不会彼此完全隔离。因此，燃料和氧化剂以及燃料和氧化剂的燃烧反应201可在燃烧通道808之间流动。
杆804、805是圆柱形杆。根据实施方案，杆804可具有除圆形之外的横截面。具体地讲，杆804可包括矩形横截面、锥形横截面或其他横截面。
虽然未示出，但是火焰保持器802包括支撑结构，该支撑结构被配置成将杆804相对于彼此保持就位。具体地讲，支撑结构将杆804保持为彼此间隔开选定距离，并且被平行地布置以限定燃烧通道808。支撑结构可包括狭槽、凹槽、托架、或用于保持杆804的其他机构。虽然图8公开了包括杆804的火焰保持器802，但可以使用除杆之外的细长构件来代替杆。
图9是根据实施方案的火焰保持器902的剖视图。火焰保持器902包括多个板条904。相邻板条904之间的间隙限定燃烧通道908。由于板条904的横截面形式，燃烧通道908具有冲压式喷射或锥形形状。燃料和氧化剂在燃烧通道908的宽底部部分处进入燃烧通道908。燃料和氧化剂的燃烧反应主要在燃烧通道908内进行。烟道气或未燃烧的燃料和氧化剂在由板条904的顶部限定的较窄孔处离开燃烧通道908。
虽然在图9中未示出，但火焰保持器902包括被配置成保持板条904的支撑结构。
图10是根据实施方案的火焰保持器1002的剖视图。火焰保持器1002包括多个板条1004。相邻板条1004之间的间隙限定燃烧通道1008。由于板条1004的横截面形式，燃烧通道1008具有阶梯状形状。燃料和氧化剂在燃烧通道1008的宽底部部分处进入燃烧通道1008。燃料和氧化剂的燃烧反应主要在燃烧通道1008内进行。烟道气或未燃烧的燃料和氧化剂在板条1004的顶部处的较窄孔处离开燃烧通道1008。
虽然在图10中未示出，但火焰保持器1002包括被配置成保持板条1004的支撑结构。
图11是根据实施方案的用于操作燃烧系统的方法1100的流程图。在1102处，该过程从燃料和氧化剂源输出燃料和氧化剂。在1104处，该过程支撑与燃料和氧化剂源相邻的多个板条，板条限定相邻板条之间的多个燃烧通道，燃烧通道的宽度对应于相邻板条之间的距离，燃烧通道的高度对应于沿着对应于燃料和氧化剂的大致输出方向的轴线的板条高度，高度是宽度的至少五倍。在1106处，该过程将燃料和氧化剂接收到燃烧通道中。在1108处，该过程维持燃料和氧化剂在燃烧通道内的燃烧反应。
虽然本文已经公开了多个方面和实施方案，但也可设想其他方面和实施方案。本文所公开的各个方面和实施方案出于说明性目的，而并非旨在进行限制，真实范围和实质由以下权利要求书指示。

Claims (46)

1.一种燃烧系统，包括：
燃料和氧化剂源，所述燃料和氧化剂源被配置成输出燃料和氧化剂；和
火焰保持器，所述火焰保持器包括：
彼此平行布置的多个板条，每个板条具有：
靠近所述燃料和氧化剂源的第一边缘；和
远离所述燃料和氧化剂源的第二边缘；
保持所述板条的支撑结构；以及
各自在相应的相邻板条之间的多个燃烧通道，每个燃烧通道具有对应于所述相应的相邻板条之间的距离的宽度，以及对应于所述相应的相邻板条中的一个板条的所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离的长度，所述长度是所述宽度的至少五倍，所述火焰保持器被定位成将所述燃料和氧化剂接收到所述燃烧通道中，并且共同地保持所述燃料和氧化剂在所述燃烧通道内的燃烧反应。
2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中所述支撑结构包括各自保持相应板条的第一边缘的多个第一狭槽。
3.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中所述支撑结构包括各自保持相应板条的第二边缘的多个第二狭槽。
4.根据权利要求3所述的燃烧系统，其中所述支撑结构包括：
第一支撑结构部分，所述第一支撑结构部分包括所述第一狭槽；和
第二支撑结构部分，所述第二支撑结构部分包括所述第二狭槽。
5.根据权利要求1所述的燃烧系统，还包括：
底板；和
壁，所述底板和所述壁一起限定外壳，所述火焰保持器定位在所述外壳内。
6.根据权利要求5所述的燃烧系统，其中所述支撑结构联接到所述壁。
7.根据权利要求6所述的燃烧系统，其中所述支撑结构联接到所述底板。
8.根据权利要求2所述的燃烧系统，其中所述狭槽是可旋转的，并且其中旋转所述狭槽使得所述板条旋转。
9.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中所述板条被成形为使得所述燃烧通道具有冲压式喷射形状的横截面。
10.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中所述燃烧通道的所述宽度对应于所述相应的相邻板条之间的最短距离。
11.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中所述板条被成形为使得所述燃烧通道具有阶梯状横截面。
12.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中所述板条具有矩形横截面。
13.根据权利要求12所述的燃烧系统，其中所述燃烧通道具有矩形横截面。
14.根据权利要求1所述的燃烧系统，还包括加热器，所述加热器被配置成将所述板条加热到选定温度。
15.根据权利要求1所述的燃烧系统，其中每个板条包括耐火材料。
16.根据权利要求15所述的燃烧系统，其中所述耐火材料包括莫来石、堇青石、碳化硅、氧化锆、熔凝石英和纤维增强的胶粘材料中的一种或多种。
17.一种方法，包括：
从燃料和氧化剂源输出燃料和氧化剂；
支撑彼此平行布置的多个板条，每个板条具有靠近所述燃料和氧化剂源的第一边缘，以及远离所述燃料和氧化剂源的第二边缘；
将所述燃料和氧化剂接收到各自在相应的相邻板条之间的多个燃烧通道中，每个燃烧通道具有对应于所述相应的相邻板条之间的距离的宽度，以及对应于所述相应的相邻板条中的一个板条的所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离的长度，所述长度是所述宽度的至少五倍；以及
主要保持所述燃料和氧化剂在所述燃烧通道内的燃烧反应。
18.根据权利要求17所述的方法，包括在将所述燃料和氧化剂的所述燃烧反应保持在所述燃烧通道内之前将所述板条加热到阈值温度。
19.根据权利要求17所述的方法，其中支撑所述板条包括将每个板条支撑在支撑结构的相应狭槽中。
20.根据权利要求17所述的方法，其中支撑所述板条包括将所述板条悬挂在第一支撑结构部分和第二支撑结构部分之间。
21.根据权利要求20所述的方法，其中悬挂所述板条包括：
将每个板条的相应第一边缘保持在所述第一支撑结构部分的相应第一狭槽中；以及
将每个板条的相应第二边缘保持在所述第二支撑结构部分的相应第二狭槽中。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括将所述第一支撑结构部分和所述第二支撑结构部分固定到炉的底板。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括将所述第一支撑结构部分和所述第二支撑结构部分固定到炉的壁。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述板条具有矩形横截面。
25.根据权利要求17所述的方法，其中所述板条具有锥形横截面。
26.根据权利要求17所述的方法，其中每个板条包括耐火材料。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述耐火材料包括莫来石、堇青石、碳化硅、氧化锆、熔凝石英和纤维增强的胶粘材料中的一种或多种。
28.根据权利要求17所述的方法，其中所述燃烧通道具有冲压式喷射形状的横截面。
29.根据权利要求17所述的方法，其中所述燃烧通道具有阶梯状横截面。
30.一种燃烧系统，包括：
燃料和氧化剂源，所述燃料和氧化剂源被配置成输出燃料和氧化剂；和
火焰保持器，所述火焰保持器被配置成接收所述燃料和氧化剂并且保持所述燃料和氧化剂的燃烧反应，所述火焰保持器包括：
多个板条，所述多个板条各自具有：
靠近所述燃料和氧化剂源的第一边缘；以及
远离所述燃料和氧化剂源的第二边缘；
支撑结构，所述支撑结构包括多个狭槽，所述多个狭槽共同被配置成将所述板条保持在一定的布置中，使得所述板条基本上彼此平行地延伸并且限定各自在相应的相邻板条之间的多个燃烧通道，每个燃烧通道的宽度对应于相应的相邻板条之间的最短距离，每个燃烧通道的长度对应于所述相邻板条中的一个板条的所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离，所述长度是所述宽度的至少五倍，所述燃烧通道被配置成接收所述燃料和氧化剂并且将所述燃烧反应共同地保持在所述燃烧通道内。
31.一种燃烧系统，包括：
燃料和氧化剂源，所述燃料和氧化剂源被配置成输出燃料和氧化剂；和
被定位成接收所述燃料和氧化剂的火焰保持器，所述火焰保持器包括：
细长构件的阵列，所述细长构件的阵列彼此平行地布置并且限定相邻细长构件之间的多个燃烧通道，每个燃烧通道的宽度是相邻细长构件之间的距离，每个燃烧通道的高度对应于在轴线上的所述细长构件的高度，所述轴线对应于来自所述燃料和氧化剂源的所述燃料和氧化剂的大致输出方向，所述高度是所述宽度的至少五倍，所述火焰保持器被配置成维持所述燃料和氧化剂在所述燃烧通道内的燃烧反应；和
支撑结构，所述支撑结构保持细长构件的所述阵列。
32.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中所述细长构件具有矩形横截面。
33.根据权利要求32所述的燃烧系统，其中所述细长构件是板条。
34.根据权利要求33所述的燃烧系统，其中所述支撑结构包括被成形为接收所述细长构件的多个狭槽。
35.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中所述细长构件是杆。
36.根据权利要求35所述的燃烧系统，其中所述细长构件具有圆形横截面。
37.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中每个细长构件包括加热器，所述加热器被配置成将所述细长构件加热到选定温度。
38.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中每个细长构件包括耐火材料。
39.根据权利要求38所述的燃烧系统，其中所述耐火材料包括莫来石、堇青石、碳化硅、氧化锆、熔凝石英和纤维增强的胶粘材料中的一种或多种。
40.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中所述燃烧通道具有冲压式喷射形状的横截面。
41.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中所述燃烧通道具有阶梯状横截面。
42.根据权利要求31所述的燃烧系统，其中所述支撑结构包括：
被成形为保持所述细长构件的多个狭槽；和
旋转机构，所述旋转机构被配置成旋转所述狭槽，从而旋转所述细长构件。
43.根据权利要求31所述的燃烧系统，包括外壳，所述外壳限定容纳所述火焰保持器和所述燃料和氧化剂源的燃烧体积，并且包括至少一个壁和底板。
44.根据权利要求43所述的燃烧系统，其中所述支撑结构被安装到所述外壳的所述壁。
45.一种方法，包括：
从燃料和氧化剂源输出燃料和氧化剂；
支撑与所述燃料和氧化剂源相邻的多个细长构件，所述细长构件限定相邻细长构件之间的多个燃烧通道，所述燃烧通道的宽度对应于相邻细长构件之间的距离，所述燃烧通道的高度对应于沿着对应于所述燃料和氧化剂的大致输出方向的轴线的所述细长构件的高度，所述高度是所述宽度的至少五倍；
将所述燃料和氧化剂接收到所述燃烧通道中；以及
维持所述燃料和氧化剂在所述燃烧通道内的燃烧反应。
46.根据权利要求45所述的方法，包括在将所述燃料和氧化剂的所述燃烧反应维持在所述燃烧通道内之前将所述细长构件加热到阈值温度。
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