CN115038908A - 低NOx燃烧器设备和方法 - Google Patents

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CN115038908A CN202080078628.7A CN202080078628A CN115038908A CN 115038908 A CN115038908 A CN 115038908A CN 202080078628 A CN202080078628 A CN 202080078628A CN 115038908 A CN115038908 A CN 115038908A
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R·K·伊萨奇
J·彼得森
C·利特尔
T·柯克
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Abstract

燃烧器设备和方法，其提供增加的内部烟道再循环量，以用于减少NOx排放，这是通过在燃烧器壁外部朝向燃烧器燃烧部喷射一系列围绕的初级燃料流并且还喷射一个或多个后续系列的围绕的燃料流，其中，每个后续系列的围绕的燃料流必须行进更远的距离到达燃烧区，并且每个系列的围绕的燃料流必须接触设置在燃烧器壁的外部上的一个或多个径向冲击结构。

Description

低NOx燃烧器设备和方法
相关案例
本申请要求于2019年9月12日提交的美国专利申请序号16/568,519的权益，并通过引用将所述申请结合于本文件中，就好像在此处充分阐述一样。
技术领域
本发明涉及如下燃烧器设备和方法，即：其用于减少来自加热器、锅炉、焚化炉、其他燃烧加热系统以及在精炼厂、发电厂和化工厂中以及在其他工业服务和设施中使用的类型的其他燃烧系统的NOx排放。
背景技术
对将会显著地减少来自加热器、锅炉、焚化炉以及在工业过程中使用的其他燃烧系统的NOx排放的燃烧器和燃烧器燃烧方法存在持续的需求。改进的燃烧器还将优选地提供至少与当前燃烧器设计所提供的一样好或比之更好的火焰长度、调节比和稳定性水平。
对于在工业应用中使用的燃烧器，如果燃烧器燃料与空气彻底混合并且在理想条件下发生燃烧，则产生的燃烧产物主要是二氧化碳和水蒸气。然而，当燃料在不那么理想的条件下、例如在高火焰温度下燃烧时，燃烧空气中存在的氮与氧反应，以产生氮氧化物（NOx）。在其他条件相同的情况下，NOx的产生随着燃烧过程的温度的升高而增加。NOx排放通常被认为会导致臭氧消耗、酸雨、烟雾和其他环境问题。
对于没有燃料结合氮的气态燃料，热力型NOx是NOx产生的主要机制。当火焰达到足够高的温度以破坏共价N2键，使得产生的“游离”氮原子与氧键合以形成NOx时，就会产生热力型NOx。
通常，燃烧的温度不够高，以破坏所有的N2键。而是，空气流中的大多数氮都经过燃烧过程，并作为双原子氮（N2）保留在燃烧产物中。然而，某些N2通常将会在火焰的高强度区域中达到足够高的温度，以破坏N2键并形成“游离”氮。一旦共价氮键被破坏，就可获得“游离”氮，以与其他原子键合。幸运的是，游离氮将最可能与其他游离氮原子反应，以形成N2。然而，如果不可获得另一游离氮原子，则游离氮将与氧反应，以形成NOx。
随着燃烧器火焰的温度升高，N2共价键的稳定性降低，从而引起游离氮的产生增加，并且因此，也增加了热力型NOx排放的产生。因此，在减少NOx排放的持续努力中，以降低峰值火焰温度为目标，已开发出各种类型的燃烧器设计和理论。
精炼、发电、石油化工过程和其他过程的各种需求使得必须使用多种不同类型和构造的燃烧器。用于降低NOx排放的方法可能因应用而异。然而，热力型NOx的减少一般通过减慢燃烧速率来实现。由于燃烧过程是氧气与燃烧器燃料之间的反应，因此延迟燃烧的目的通常是降低燃料和氧气混合在一起并燃烧的速率。氧气与燃料混合在一起得越快，燃烧速率就越快，并且峰值火焰温度就越高。
用于减少NOx排放的不同类型的燃烧器设计方法的示例已包括：
（a）分级空气设计，其中，燃烧空气通常被分成两个或更多个流，以形成稀薄燃烧和富集燃烧的不同级；
（b）使用内部烟气再循环（IFGR）的设计，其中，内部流动动量被用于使燃烧系统中的某些烟气（即，惰性燃烧产物）再循环回到燃烧区中，以形成稀释的燃烧混合物，该燃烧混合物在较低的峰值火焰温度下燃烧；
（c）分级燃料设计，其中（i）全部或部分的燃料被引入燃烧空气流外部，以便延迟将燃料与燃烧空气流混合，从而产生在较低的峰值火焰温度下燃烧的燃料空气混合物，或者（ii）部分燃料被引入初级火焰包络外部，以在存在来自初级火焰的燃烧产物的情况下使火焰分级并燃烧燃料；
（d）使用外部烟气再循环（EFGR）的设计，其中，燃烧器通常使用外部鼓风机，该外部鼓风机将燃烧空气供应到燃烧器，并且还包括外部管道布置结构，该外部管道布置结构将来自燃烧室的烟气吸入到风机的吸入部中。该烟气与燃烧空气流混合，以减少供应给燃烧器的空气流的氧浓度，这又降低峰值火焰温度；
（e）使用“无焰”燃烧的设计，其中，大部分或全部的燃烧器燃料通过惰性燃烧产物并与之混合，以形成稀释燃料，该稀释燃料在较低的峰值火焰温度下燃烧。燃料与惰性燃烧产物的混合物可为高达90%惰性的，从而导致“透明”的火焰；
（f）使用蒸汽和/或惰性喷射到燃烧器燃料中的设计，其中，蒸汽或惰性组分与燃料混合，使得产生的组合物将在较低的峰值火焰温度下燃烧；
（g）使用蒸汽和/或惰性喷射到燃烧空气流中的设计，其中，蒸汽和/或惰性组分与燃烧空气混合，使得产生的组合物将在较低的峰值火焰温度下燃烧；
（h）使用高过量空气水平来稀释燃烧产物并产生低火焰温度的设计，例如表面稳定的燃烧燃烧器。
发明内容
本发明提供了满足需求并且缓解上述问题的低NOx燃烧器设备和方法。本发明的燃烧器设备和方法提供显著增加的内部烟气再循环（IFGR）量，同时保持或提高燃烧器的稳定性。本发明的燃烧器和方法通常将提供从每磅燃烧器燃料大约16至大约24磅的IFGR，并且将提供在从12 ppmv至5 ppmv或更少的范围内的显著减少的NOx排放水平。另外，本发明的燃烧器设备和方法可用于大多数类型的火焰加热器、锅炉、焚化炉和工业过程中使用的其他燃烧系统中。
在一个方面，提供了一种用于在其中具有气态燃烧产物的加热系统中排放燃烧器火焰的燃烧器设备。所述燃烧器设备优选地至少包括：（i）具有前纵向端和外部的燃烧器壁；（ii）用于空气或其他氧源的流动通路，所述流动通路延伸穿过所述燃烧器壁并且至少大部分被所述燃烧器壁围绕，所述流动通路在所述燃烧器壁的所述前纵向端处具有排放部；（iii）所述燃烧器设备的燃烧区，所述燃烧区具有基本上位于所述燃烧器壁的所述前纵向端处的起始端；（iv）一系列初级燃料喷射结构，其位于所述流动通路外部并且至少部分地围绕所述流动通路，所述初级燃料喷射结构位于所述燃烧器壁的所述前纵向端的后方和径向外部，并且所述初级燃料喷射结构中的每一个被定向成沿所述燃烧器壁外部的初级燃料流动路径朝向所述燃烧区喷射初级燃料流；（v）至少一个初级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上并且位于所述初级燃料流动路径中，以用于与所述初级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述初级燃料流的至少一部分接触；（vi）一系列次级燃料喷射结构，其位于所述流动通路外部并且至少部分地围绕所述流动通路，所述次级燃料喷射结构位于所述初级燃料喷射结构的后方和径向外部，并且所述次级燃料喷射结构中的每一个被定向成沿所述燃烧器壁外部的次级燃料流动路径朝向所述燃烧区喷射次级燃料流；以及（vii）至少一个次级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述次级燃料流动路径中的所述至少一个初级径向冲击结构的后方，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触。
在另一个方面，所述燃烧器壁的所述外部上的所述至少一个初级径向冲击结构可任选地也位于所述次级燃料流动路径中，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触。
在另一个方面，本发明的燃烧器设备的燃烧区可任选地是单级燃烧区，所述单级燃烧区仅具有一个燃烧级，以用于燃烧从所述初级燃料喷射结构喷射的所述初级燃料流和从所述次级燃料喷射结构喷射的所述次级燃料流两者。
在另一个方面，本发明的燃烧器设备可任选地进一步包括：（a）一系列第三级燃料喷射结构，其位于所述流动通路外部并且至少部分地围绕所述流动通路，所述第三级燃料喷射结构位于所述次级燃料喷射结构的后方和径向外部，并且所述第三级燃料喷射结构中的每一个被定向成沿所述燃烧器壁外部的第三级燃料流动路径朝向所述燃烧区喷射第三级燃料流；以及（b）至少一个第三级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述第三级燃料流动路径中的所述至少一个次级径向冲击结构的后方，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触。
在另一个方面，提供了一种减少来自燃烧器设备的NOx排放的方法。所述方法优选地包括以下步骤：（a）从至少部分地被燃烧器壁围绕的流动通路的排放开口将空气或其他氧源排放到燃烧区中，所述流动通路的所述排放开口位于燃烧器壁的前端处，所述燃烧器壁具有外部，并且所述燃烧区具有起始端，所述起始端基本上位于所述燃烧器壁的所述前端处；（b）从多个初级燃料喷射结构在所述燃烧器壁外部朝向所述燃烧区喷射初级燃料流，其中，所述初级燃料流中的每一个的至少一部分接触设置在所述燃烧器壁的所述外部上的至少一个初级径向冲击结构；以及（c）从多个次级燃料喷射结构在所述燃烧器壁外部朝向所述燃烧区喷射次级燃料流，其中，所述次级燃料喷射结构位于所述初级燃料喷射结构的后方和径向外部，所述次级燃料流中的每一个的至少一部分接触设置在所述燃烧器壁的所述外部上的至少一个次级径向冲击结构，并且所述至少一个次级径向冲击结构位于所述至少一个初级径向冲击结构的后方。
在另一个方面，在本发明的方法的步骤（c）中喷射的所述次级燃料流中的每一个的至少一部分可任选地也接触所述至少一个初级径向冲击结构。
在另一个方面，本发明的方法还可任选地包括以下两者：（i）所述初级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧；以及（ii）所述次级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧。
在另一个方面，本发明的方法还可包括以下步骤：从多个第三级燃料喷射结构在所述燃烧器壁外部朝向所述燃烧区喷射第三级燃料流，其中，所述第三级燃料喷射结构位于所述次级燃料喷射结构的后方和径向外部，所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分接触设置在所述燃烧器壁的所述外部上的至少一个第三级径向冲击结构，并且所述至少一个第三级径向冲击结构位于所述至少一个次级径向冲击结构的后方。
通过检查附图并阅读下面的具体实施方式，本发明的其他方面、特征和优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
图1是本发明提供的燃烧器设备的实施例2的局部剖开的侧视图。
图2是本发明的燃烧器设备2的平面图。
具体实施方式
在详细解释本发明之前，重要的是要理解，本发明在其应用上不限于本文所述的优选实施例和步骤的细节。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。要理解的是，本文采用的措词和术语是出于描述而非限制的目的。
此外，除非另有规定，否则本文讨论的本发明的特征、结构和步骤可使用任何数量或类型的燃料喷射末端或其他结构来有利地采用。另外，本文所述的本发明的燃烧器可以是单级燃烧器或使用分级燃料和/或分级空气设计的燃烧器。
图1和图2中图示了本发明提供的燃烧器设备的实施例2。本发明的燃烧器2优选地包括：壳体4，其接收空气流或其他氧源6，并且将氧源流6输送到流动通路8；燃烧器壁10，其围绕或至少部分地围绕用于氧源流6的流动通路8；以及至少两个（更优选为三个或更多个）系列的燃料喷射结构12、14、16，其在燃烧器壁10外部朝向从燃烧器主体10向前突出的燃烧器燃烧区24喷射燃料流18、20、22。燃烧器壁10具有纵向轴线26、后纵向端28和前纵向端30。用于氧源流6的流动通路8纵向延伸通过燃烧器壁10，并且在燃烧器壁10的前纵向端30处具有前排放开口32。
本发明的燃烧器2被示出为穿过燃烧室36的壁34安装。本发明的燃烧器设备2可用于加热通常任何类型的燃烧加热系统的燃烧室36。燃烧室36填充有通过燃烧器燃烧过程在燃烧室36中产生的气态惰性燃烧产物（即，烟气）38。另外，尽管本发明的燃烧器设备2在图1中被图示为水平安装在燃烧室36的竖直壁34中，但将理解的是，本发明的燃烧器2可替代地安装在燃烧室36的地板或天花板中，并且可水平、向上、向下或者以通常任何其他期望的操作角度定向。
燃烧空气流或其他氧源6被接收在本发明的燃烧器2的壳体4中并且被引导到燃烧器流动通路8的后纵向端28中。进入壳体4的燃烧空气或其他氧源的量例如可通过进气口风门40来调节。氧源流6可根据需要通过强制循环、自然通风、它们的组合或以本领域中采用的任何其他方式来提供到壳体4。氧源流6优选地将为空气，其通过强制循环、自然通风、它们的组合来输送到本发明的燃烧器组件2。
如本文和权利要求中所使用的，除非另有说明，否则还将理解的是，穿过本发明的燃烧器2的流动通路8行进的氧源流6例如可为100%的空气或者可以是燃烧空气和/或其他氧源与一种或多种其他组分的混合物，例如但不限于（i）一种或多种外部再循环惰性（即，不可燃）组分，例如烟气；（ii）蒸汽；（iii）CO2；和/或（iv）N2。然而，空气或其他氧源流6优选地将不包含任何燃料气体或其他燃料材料。另外，除了用于引发和维持从燃烧器壁10的前端30突出的燃烧区24中的燃烧的一个或多个燃烧器引燃器组件42a、42b、42c之外，没有燃料末端或其他燃料喷射结构将优选地位于用于氧源流6的流动通路8中或者延伸通过该流动通路8。
尽管可替代地使用其他结构和构造材料，但燃烧器壁10优选地由高温耐火燃烧器砖材料构成。
如上面提到的，本发明的燃烧器设备2包括两个、三个、四个或更多个系列的围绕的燃料喷射结构，其中，每个系列中的燃料喷射结构（a）位于用于氧源流6的流动通路8的外部并且径向围绕或至少部分地围绕该流动通路8，并且（b）朝向从燃烧器壁10的前端30突出的燃烧区24喷射气体或液体燃料流，优选为气体燃料流。从燃烧器壁10的前端30向后继续，每个后续系列的围绕的燃料喷射结构将优选地位于先前系列的围绕的燃料喷射结构的后方和径向外部。
作为示例但不作为限制，在图1和图2中所示的本发明的燃烧器设备的实施例2中使用的多个系列的燃料喷射结构包括：（1）一系列初级燃料喷射末端、喷嘴或其他结构12，其至少部分地围绕流动通路8，并且位于燃烧器壁10的前端30的后方和径向外部；（2）一系列次级燃料喷射末端、喷嘴或其他结构14，其至少部分地围绕流动通路8，并且位于初级燃料喷射结构12的后方和径向外部；以及（3）一系列第三级燃料喷射末端、喷嘴或其他结构16，其至少部分地围绕流动通路8，并且位于次级燃料喷射结构14的后方和径向外部。
燃料喷射结构12、14和16中的每一个可具有任何期望形状的一个或多个喷射端口。每个燃料喷射结构12、14和16将优选地仅具有单个喷射端口，该喷射端口也将优选地在形状上为圆形。
初级燃料喷射结构12被构造和定向成在燃烧器壁10外部沿初级燃料流动路径48朝向燃烧区24以自由射流喷射初级燃料流18。次级燃料喷射结构14被构造和定向成在燃烧器壁10外部沿次级燃料流动路径52朝向燃烧区24以自由射流喷射次级燃料流20。第三级燃料喷射结构16被构造和定向成在燃烧器壁10外部沿第三级燃料流动路径56朝向燃烧区24以自由射流喷射第三级燃料流22。
如本领域技术人员将理解的，如本文和权利要求中使用的术语“自由射流”是指从燃料末端、喷嘴或其他喷射结构射入到流体中的射流，与该射流相比，该流体更加静止。在这种情况下，基本上静止的流体是存在于燃烧室36内的烟气38。初级、次级和第三级燃料流18、20和22的自由射流操作以夹带烟气38，并且在其行进到燃烧器壁10的出口端处的燃烧区24时使烟气38与每个燃料流18、20和22彻底混合。
本发明的燃烧器2的燃烧区24可以是多级燃烧区，或者可以是仅具有单个燃烧级58的单级燃烧区。燃烧区24优选地是单级燃烧区，其中，所有的初级燃料流18、次级燃料流20和第三级燃料流22都被输送到相同的燃烧级58并在其中燃烧。最优选地，每个初级、次级和第三级燃料流18、20和22的至少一部分被输送到燃烧区24的起始端60并在该起始端60处燃烧。燃烧区24的起始处60优选地基本上位于燃烧器壁10的前端30处（即，位于该前端30处，或者在其向后8（通常为0.5）英寸或向前0至60（通常为0）英寸内）。
在本发明的燃烧器2中，每个燃料喷射结构12、14和16被描绘为固定在连接到位于燃烧室36的壁34外部的燃料供应歧管68的立管或其他燃料管道62、64或66的端部上的燃料喷射末端。每个燃料立管62、64和66延伸穿过燃烧室36的壁34，并且随后纵向穿过燃烧器壁10的围绕的外裙部部分68。
随着喷射的初级、次级和第三级燃料流18、20和22在燃烧室36内的燃烧器壁10的外部流动，来自燃烧室36的烟气38被夹带在每个喷射的燃料流18、20和22中并与之混合。另外，为了稳定和增加与初级、次级和第三级燃料流18、20和22中的每一个混合的烟气38的量，并且为了稳定燃烧区24和燃烧火焰，初级、次级和第三级流动流18、20和22中的每一个被定向和引导成接触至少一个径向冲击结构，该径向冲击结构在燃烧器壁10的外裙部68的外部70上并围绕或至少部分地围绕该外部70形成或以其他方式设置。
每个这样的冲击结构通常可以是任何类型的障碍物，其将充分降低流动动量和/或增加燃料流18、20或22的湍流，以促进烟气夹带和混合，同时允许所产生的混合物继续流动到燃烧区24。从燃烧器壁10的前端30向后继续，每个后续的径向冲击结构优选地在直径或宽度上比先前的冲击结构更宽，并且位于先前的冲击结构的纵向后方和横向外部。
在图1和图2中所示的本发明的燃烧器设备的实施例2中，设置在燃烧器壁10的外部70上的径向冲击结构优选地包括：（1）前部初级冲击结构72，其位于初级喷射结构12的初级燃料流动路径48中，使得每个初级燃料流18的至少一部分接触前部初级冲击结构72；（2）后部初级冲击结构74，其位于前部初级冲击结构72的后方，并且位于初级喷射结构12的初级燃料流动路径48中，使得每个初级燃料流18的至少一部分也接触后部初级冲击结构74；（3）前部次级冲击结构76，其位于后部初级冲击结构74的后方，并且位于次级喷射结构14的次级燃料流动路径52中，使得每个次级燃料流20的至少一部分接触前部次级冲击结构76；（4）后部次级冲击结构78，其位于前部初级冲击结构76的后方，并且位于次级喷射结构14的次级燃料流动路径52中，使得每个次级燃料流20的至少一部分也接触后部次级冲击结构78；（5）前部第三级冲击结构80，其位于后部次级冲击结构78的后方，并且位于第三级喷射结构16的第三级燃料流动路径56中，使得每个第三级燃料流22的至少一部分接触前部第三级冲击结构80；以及（6）后部第三级冲击结构82，其位于前部第三级冲击结构80的后方，并且位于第三级喷射结构16的第三级燃料流动路径56中，使得每个第三级燃料流22的至少一部分也接触后部第三级冲击结构82。
另外，为了在次级和第三级燃料流20和22中提供甚至更大量的IFGR和混合，前部和后部初级径向冲击结构72和74优选地也位于次级和第三级燃料流动路径52和56中，使得每个次级燃料流20的至少一部分和每个第三级燃料流22的至少一部分也接触初级径向冲击结构20和22。此外，还提供了另外的量的IFGR和混合，这是通过将前部和后部次级径向冲击结构76和78定位在第三级燃料流动路径56中，使得每个第三级燃料流22的至少一部分也接触前部和后部次级径向冲击结构76和78。
在图1和图2中所示的本发明的燃烧器设备的实施例2中，初级、次级和第三级径向冲击结构最优选地形成为使得：（1）前部初级径向冲击结构72是由燃烧器壁10的前纵向端30形成的径向凸出部；（2）后部初级径向冲击结构74为径向凸出部，其形成在燃烧器壁10的外部70上，并且具有大于燃烧器壁10的前纵向端30的外径或宽度的外径（在圆形燃烧器的情况下）或宽度（在方形、矩形、椭圆形或其他非圆形燃烧器的情况下）；（3）前部次级径向冲击结构76为径向凸出部，其形成在燃烧器壁10的外部30上，并且具有大于后部初级径向冲击结构74的外径或宽度的外径或宽度；（4）后部次级径向冲击结构78为径向凸出部，其形成在燃烧器壁10的外部70上，并且具有大于前部次级径向冲击结构76的外径或宽度的外径或宽度；（5）前部第三级径向冲击结构80为径向凸出部，其形成在燃烧器壁10的外部70上，并且具有大于后部次级径向冲击结构78的外径或宽度的外径或宽度；以及（6）后部第三级径向冲击结构82为径向凸出部，其形成在燃烧器壁10的外部70上，并且具有大于前部第三级径向冲击结构80的外径或宽度的外径或宽度。
在本发明的燃烧器2的操作期间，初级、次级和第三级燃料流18、20和22的接触流动和动量，以及从燃烧器壁10的前端30处的前排出开口32流出的空气或其他氧源流6的流动和动量，导致在燃烧器壁10的外部70上设置的凸出部或其他径向冲击结构72、74、76、78、80和82的前部面84、86、88、90、92和94上产生减压区域。这些减压区域操作以增加夹带在燃料流中的烟气的量，改善燃料、烟气和氧源的混合，稳定初级、次级和第三级燃料流18、20和22，并且稳定燃烧器燃烧区24和燃烧器火焰。
在本发明的燃烧器设备2中，用于初级燃料喷射结构12的立管62优选地向前延伸穿过燃烧器壁10的围绕的外裙部68，使得（a）初级燃料喷射结构12位于设置在前部次级径向冲击凸出部76的前部面88中的开口96中或者至少部分地位于该开口96前方，并且（b）次级燃料喷射结构14位于设置在前第三级径向冲击凸出部80的前部面92中的开口98中或者至少部分地位于该开口98前方。因此，初级燃料喷射结构12优选地从或基本上从前部次级径向冲击凸出部76的前部面88向前朝向燃烧区24喷射初级燃料流18。类似地，次级燃料喷射结构14优选地从或基本上从前部第三级径向冲击凸出部80的前部面92向前朝向燃烧区24喷射次级燃料流20。
如图2中所示，间隙区域100被设置在初级燃料喷射结构12之间，该间隙区域100围绕或至少部分地围绕燃烧器流动通路8。类似地，间隙区域102设置在次级燃料喷射结构14之间，并且间隙区域104设置在第三级燃料喷射结构16之间。在本发明的燃烧器2中，次级燃料流20可被喷射成（a）朝向或越过初级喷射结构12；（b）朝向或越过初级燃料喷射结构12之间的间隙区域100；或（c）两者。类似地，第三级燃料流22可被喷射成（a）朝向或越过次级燃料喷射结构14；（b）朝向或越过次级燃料喷射结构14之间的间隙区域102；或（c）两者。
为了防止次级燃料流20干扰初级燃料流18的喷射和自由射流，次级燃料喷射结构14优选地与初级燃料喷射结构12偏置，使得次级燃料流20喷射到设置在初级燃料喷射结构12之间的间隙区域100中或上方。类似地，为了防止第三级燃料流22干扰次级燃料流20的喷射和自由射流，第三级燃料喷射结构16优选地与次级燃料喷射结构14偏置，使得第三级燃料流22喷射到设置在次级燃料喷射结构14之间的间隙区域102中或上方。
如上所述，本发明的燃烧器2的燃烧器壁主体10的横向剖面形状可以是圆形、方形、矩形、椭圆形或通常任何其他期望的形状。另外，尽管在本发明的燃烧器2的大多数实施例和应用中，在本发明的燃烧器2中采用的燃烧器壁10和两个或更多个系列的燃料喷射结构12、14和16将完全围绕用于氧源流6的流动通路8，但在某些应用中，这将不是容易的。例如，燃烧器壁10和/或燃料喷射结构12、14和16在某些应用中可不完全围绕流动通路8，在所述应用中，本发明的燃烧器设备2用于炉侧壁位置或者必须特别构造成提供特定的期望火焰形状。
尽管在图1和图2中所示的本发明的燃烧器的实施例2中使用了三个系列的围绕的燃料喷射结构12、14和16，但上面指出，本发明的燃烧器设备可替代地仅包括两个系列的围绕的燃料喷射结构12和14，或者可具有四个、五个或更多个系列的燃料喷射结构。向后继续，每个附加的后续系列的燃料喷射结构将优选地位于先前系列的燃料喷射结构的后方和径向外部。
此外，对于每个这种附加的后续系列的燃料喷射结构，用于与附加系列的喷射结构所喷射的燃料流接触的一个或多个（优选为两个）附加的径向冲击结构将优选地在所添加系列的喷射结构和先前系列的喷射结构之间被添加到燃烧器壁10的外部70。向后继续，每个添加的径向冲击结构的横向直径或宽度将优选地大于先前的冲击结构的直径或宽度。
在本发明的方法中，空气或其他氧源6的流从燃烧器壁10的前纵向端30处的燃烧器流动通路8的排放开口32被排放到本发明的燃烧器设备2的燃烧区24中。同时，初级燃料流18、次要燃料流20和第三级燃料流22也从一系列初级燃料喷射结构12、一系列次级燃料喷射结构14和一系列第三级燃料喷射结构16在燃烧器壁10外部朝向燃烧区24排放。
当初级燃料流18沿初级燃料流动路径48在燃烧器壁10外部行进时，每个初级燃料流18的至少一部分接触燃烧器壁10的外部70上的后部初级径向冲击凸出部74。然后，当初级燃料流18沿初级燃料流动路径48继续时，每个初级燃料流18的至少一部分也接触燃烧器壁10的前部初级径向冲击凸出部72（即，前端30）。
由初级燃料流18的动量在后部初级冲击凸出部74的前部面86上产生的减压区域，以及由初级燃料流18与后部初级凸出部74的接触产生的增加的湍流，操作以增强燃烧室36中的气态燃烧产物38与初级燃料流18的夹带和混合。当初级燃料流18随后继续流动到燃烧区24，由初级燃料流18的动量和氧源流6的流动动量在燃烧器壁10的前端30的前部面84上产生的减压区域，以及由初级燃料流18与燃烧器壁10的前端30接触产生的湍流，不仅增强附加量的烟气38与初级燃料流18的夹带和混合，而且还操作以增强氧源6与初级燃料流18在燃烧区24的起始端60处的的混合，并且稳定燃烧区24和燃烧器壁10的前端30处的燃烧器火焰。
当次级燃料流20沿次级燃料流动路径50在燃烧器壁10外部行进时，每个次级燃料流20的至少一部分接触燃烧器壁10的外部70上的后部次级径向冲击凸出部78。然后，当次级燃料流20沿次级燃料流动路径50继续时，每个次级燃料流20的至少一部分也接触前部次级径向冲击凸出部76。
由次级燃料流20的动量在后部和前部次级冲击凸出部78和76的前部面90和88上产生的减压区域，以及由次级燃料流20与后部和前部次级凸出部78和76的接触所产生的增加的湍流，操作以增强气态燃烧产物38与次级燃料流20的夹带和混合。
当第三级燃料流22沿第三级燃料流动路径52在燃烧器壁主体10外部行进时，每个第三级燃料流22的至少一部分接触燃烧器壁10的外部70上的后部第三级径向冲击凸出部82。然后，当第三级燃料流22沿第三级燃料流动路径52继续时，每个第三级燃料流22的至少一部分也接触前部第三级径向冲击凸出部80。
由第三级燃料流22的动量在后部和前部第三级冲击凸出部82和80的前部面94和92上产生的减压区域，以及由第三级燃料流22与后部和前部第三级凸出部82和80的接触所产生的增加的湍流，操作以增强气态燃烧产物38与第三级燃料流22的夹带和混合。
另外，进一步优选的是：（i）当次级燃料流20沿次级燃料流动路径50行进时，每个次级燃料流20的至少一部分也接触后部初级冲击凸出部74，并且每个次级燃料流20的至少一部分进一步接触燃烧器壁10的前部初级径向冲击凸出部72（即，前端30）；（ii）当第三级燃料流22沿第三级燃料流动路径52行进时，每个第三级燃料流22的至少一部分也接触后部次级冲击凸出部78，并且每个第三级燃料流22的至少一部分进一步接触前部次级径向冲击凸出部76；以及（ii）当第三级燃料流22沿第三级燃料流动路径52继续行进时，每个第三级燃料流22的至少一部分也接触后部初级冲击凸出部74，并且每个第三级燃料流22的至少一部分进一步接触燃烧器壁10的前部初级径向冲击凸出部72（即，前端30）。
次级冲击结构78和76在第三级燃料流22的流动路径52中的定位以及初级冲击结构74和72在次级燃料流20和第三级燃料流22的流动路径50和52中的定位操作以进一步增强以下两者：（a）这些冲击结构的前部面90、88、86和84上的低压区域；以及（b）气态燃烧产物38与第三级和次级燃料流22和20的混合。另外，燃烧器壁主体10的前端30在所有初级、次级和第三级燃料流18、20和22的流动路径48、50和52中的优选定位在燃烧器壁10的前端30处提供高度稳定的单级燃烧区24和火焰，其中，初级、次级和第三级燃料流18、20和22中的每一个的至少一部分被输送到燃烧区24的起始端60并在该起始端60处燃烧。
为了防止次级燃料流20干扰初级燃料流18的自由射流和烟气夹带，次级燃料流20优选地朝向初级燃料喷射结构12之间的间隙区域100喷射，如图2中所示。为了防止第三级燃料流22干扰次级燃料流20的自由射流和烟气夹带，第三级燃料流22优选地朝向次级燃料喷射结构14之间的间隙区域102喷射，如图2中所示。
由于燃烧器壁10外部的行进距离增加以及燃烧器壁10的外部70上接触的冲击结构的数量增加，夹带在次级燃料流20中并与次级燃料流20混合的烟气38的总量大于与初级燃料流18混合的烟气38的量。此外，出于同样的原因，夹带在第三级燃料流22中并与第三级燃料流22混合的烟气38的总量大于与次级燃料流20混合的烟气38的量。
基于完全调节的初级燃料流18的总最终体积，输送到燃烧区24的完全调节的初级燃料流18中所含的烟气38的量按体积计将在从大约80%至大约90%的范围内。基于完全调节的次级燃料流20的总最终体积，输送到燃烧区24的完全调节的次级燃料流20中所含的烟气38的量按体积计将在从大约92%至大约94%的范围内。基于完全调节的第三级燃料流22的总最终体积，输送到燃烧区24的完全调节的第三级燃料流22中所含的烟气38的量按体积计将在从大约94%至大约96%的范围内。
除了显著增加夹带在次级和第三级流20和22中并与之混合的气态燃烧产物38的量之外，本发明的燃烧器设备2提供了进一步增强的内部烟气再循环（IFGR），这是通过减少必须用于富含燃料的初级燃料流18中的燃料量，以便稳定燃烧器燃烧区24和燃烧器火焰。这是由于以下事实，即：与现有燃烧器不同，次级和第三级燃料流的稳定性也大大增强，这是通过在这些燃料流的流动路径52和54中放置凸出部或其他径向外部冲击结构82、80、78、76和/或74，以及在燃烧器壁10的前端30处的前部冲击凸出部72。
因此，本发明非常适合于实现上面提到的目标并达到上面提到的以及其中固有的目的和优点。虽然出于本公开的目的已描述了当前优选的实施例和步骤，但是本发明在其应用上不限于这些优选的实施例和步骤的细节。对于本领域技术人员而言，许多改变和修改将是显而易见的。这样的改变和修改被涵盖在如权利要求所限定的本发明内。另外，除非明确说明，否则本文采用的措词和术语是出于描述而非限制的目的。

Claims (35)

1.一种用于在其中具有气态燃烧产物的加热系统中排放燃烧器火焰的燃烧器设备，所述燃烧器设备包括：
具有前纵向端和外部的燃烧器壁；
用于空气或其他氧源的流动通路，所述流动通路延伸穿过所述燃烧器壁并且至少大部分被所述燃烧器壁围绕，所述流动通路在所述燃烧器壁的所述前纵向端处具有排放部；
所述燃烧器设备的燃烧区，所述燃烧区具有基本上位于所述燃烧器壁的所述前纵向端处的起始端；
一系列初级燃料喷射结构，其位于所述流动通路外部并且至少部分地围绕所述流动通路，所述初级燃料喷射结构位于所述燃烧器壁的所述前纵向端的后方和径向外部，并且所述初级燃料喷射结构中的每一个被定向成沿所述燃烧器壁外部的初级燃料流动路径朝向所述燃烧区喷射初级燃料流；
至少一个初级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上并且位于所述初级燃料流动路径中，以用于与所述初级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述初级燃料流的至少一部分接触；
一系列次级燃料喷射结构，其位于所述流动通路外部并且至少部分地围绕所述流动通路，所述次级燃料喷射结构位于所述初级燃料喷射结构的后方和径向外部，并且所述次级燃料喷射结构中的每一个被定向成沿所述燃烧器壁外部的次级燃料流动路径朝向所述燃烧区喷射次级燃料流；以及
至少一个次级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述次级燃料流动路径中的所述至少一个初级径向冲击结构的后方，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触。
2.根据权利要求1所述的燃烧器设备，其中，所述燃烧器壁的所述外部上的所述至少一个初级径向冲击结构也位于所述次级燃料流动路径中，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触。
3. 根据权利要求1所述的燃烧器设备，其中：
所述至少一个初级径向冲击结构是前部初级径向冲击结构，并且
所述燃烧器设备还包括后部初级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述初级燃料流动路径中的所述前部初级径向冲击结构的后方，以用于与所述初级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述初级燃料流的至少一部分接触。
4. 根据权利要求3所述的燃烧器设备，其中：
所述至少一个次级径向冲击结构是前部次级径向冲击结构，并且
所述燃烧器设备还包括后部次级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述次级燃料流动路径中的所述前部次级径向冲击结构的后方，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触。
5.根据权利要求4所述的燃烧器设备，其中，所述燃烧器壁的所述外部上的所述前部初级径向冲击结构和所述后部初级径向冲击结构也位于所述次级燃料流动路径中，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触。
6.根据权利要求5所述的燃烧器设备，其中：
所述燃烧器壁的所述外部上的所述前部初级径向冲击结构是所述燃烧器壁主体的所述前纵向端；
所述后部初级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述燃烧器壁的所述前纵向端的外径或宽度；
所述前部次级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述后部初级径向冲击结构的所述外径或宽度；以及
所述后部次级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述前部次级径向冲击结构的所述外径或宽度。
7.根据权利要求4所述的燃烧器设备，其中，所述初级燃料喷射结构位于设置在所述前部次级径向冲击结构的前部面中的开口中或者至少部分地位于所述开口的前方。
8.根据权利要求1所述的燃烧器设备，其中，所述燃烧区是单级燃烧区，所述单级燃烧区仅具有一个燃烧级，以用于燃烧从所述初级燃料喷射结构喷射的所述初级燃料流和从所述次级燃料喷射结构喷射的所述次级燃料流两者。
9.根据权利要求1所述的燃烧器设备，其中：
所述燃烧器壁的所述外部上的所述至少一个初级径向冲击结构是所述燃烧器壁的所述前纵向端；
所述初级燃料流动路径被定向成将从所述初级燃料喷射结构中的每一个喷射的所述初级燃料流的至少一部分输送到所述燃烧区的所述起始端；以及
所述次级燃料流动路径被定向成将从所述次级燃料喷射结构中的每一个喷射的所述次级燃料流的至少一部分输送到所述燃烧区的所述起始端。
10. 根据权利要求1所述的燃烧器设备，其中：
所述一系列初级燃料喷射结构中的初级燃料喷射结构由所述初级燃料喷射结构之间的间隙区域隔开，并且
用于从所述次级燃料喷射结构喷射的所述次级燃料流的所述次级燃料流动路径被引导朝向或越过所述初级燃料喷射结构之间的所述间隙区域。
11. 根据权利要求1所述的燃烧器设备，还包括：
一系列第三级燃料喷射结构，其位于所述流动通路外部并且至少部分地围绕所述流动通路，所述第三级燃料喷射结构位于所述次级燃料喷射结构的后方和径向外部，并且所述第三级燃料喷射结构中的每一个被定向成沿所述燃烧器壁外部的第三级燃料流动路径朝向所述燃烧区喷射第三级燃料流；以及
至少一个第三级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述第三级燃料流动路径中的所述至少一个次级径向冲击结构的后方，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触。
12.根据权利要求11所述的燃烧器设备，其中，所述燃烧器壁的所述外部上的所述至少一个次级径向冲击结构也位于所述第三级燃料流动路径中，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触。
13.根据权利要求11所述的燃烧器设备，其中，所述燃烧器壁主体的所述外部上的所述至少一个初级径向冲击结构也位于所述第三级燃料流动路径中，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触。
14.根据权利要求11所述的燃烧器设备，其中：
所述至少一个初级径向冲击结构是前部初级径向冲击结构；
所述燃烧器设备还包括后部初级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述初级燃料流动路径中的所述前部初级径向冲击结构的后方，以用于与所述初级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述初级燃料流的至少一部分接触；
所述至少一个次级径向冲击结构是前部次级径向冲击结构；
所述燃烧器设备还包括后部次级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述次级燃料流动路径中的所述前部次级径向冲击结构的后方，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触；
所述至少一个第三级径向冲击结构是前部第三级径向冲击结构；并且
所述燃烧器设备还包括后部第三级径向冲击结构，其被设置在所述燃烧器壁的所述外部上，并且位于所述第三级燃料流动路径中的所述前部第三级径向冲击结构的后方，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触。
15.根据权利要求14所述的燃烧器设备，其中：
所述燃烧器壁的所述外部上的所述前部初级径向冲击结构和所述后部初级径向冲击结构也位于所述次级燃料流动路径中，以用于与所述次级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述次级燃料流的至少一部分接触；
所述燃烧器壁的所述外部上的所述前部次级径向冲击结构和所述后部次级径向冲击结构也位于所述第三级燃料流动路径中，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触；以及
所述燃烧器壁的所述外部上的所述前部初级径向冲击结构和所述后部初级径向冲击结构也位于所述第三级燃料流动路径中，以用于与所述第三级燃料喷射结构中的每一个所喷射的所述第三级燃料流的至少一部分接触。
16.根据权利要求15所述的燃烧器设备，其中：
所述燃烧器壁的所述外部上的所述前部初级径向冲击结构是所述燃烧器壁的所述前纵向端；
所述后部初级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述燃烧器壁的所述前纵向端的外径或宽度；
所述前部次级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述后部初级径向冲击结构的所述外径或宽度；
所述后部次级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述前部次级径向冲击结构的所述外径或宽度；
所述前部第三级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述后部次级径向冲击结构的所述外径或宽度；以及
所述后部第三级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述前部第三级径向冲击结构的所述外径或宽度。
17. 根据权利要求14所述的燃烧器设备，其中：
所述初级燃料喷射结构位于设置在所述前部次级径向冲击结构的前壁中的开口中或者至少部分地位于所述开口的前方，并且
所述次级燃料喷射结构位于设置在所述前部第三级径向冲击结构的前壁中的开口中或者至少部分地位于所述开口的前方。
18.根据权利要求11所述的燃烧器设备，其中：
所述一系列初级燃料喷射结构中的初级燃料喷射结构由所述初级燃料喷射结构之间的间隙区域隔开；
用于从所述次级燃料喷射结构喷射的所述次级燃料流的所述次级燃料流动路径被引导朝向或越过所述初级燃料喷射结构之间的所述间隙区域；
所述一系列次级燃料喷射结构中的次级燃料喷射结构由所述次级燃料喷射结构之间的间隙区域隔开；并且
用于从所述第三级燃料喷射结构喷射的所述第三级燃料流的所述第三级燃料流动路径被引导朝向或越过所述次级燃料喷射结构之间的所述间隙区域。
19.根据权利要求11所述的燃烧器设备，其中，所述燃烧区是单级燃烧区，所述单级燃烧区仅具有一个燃烧级，以用于燃烧从所述初级燃料喷射结构喷射的所述初级燃料流、从所述次级燃料喷射结构喷射的所述次级燃料流以及从所述第三级燃料喷射结构喷射的所述第三级燃料流。
20.根据权利要求11所述的燃烧器设备，其中：
所述燃烧器壁的所述外部上的所述至少一个初级径向冲击结构是所述燃烧器壁主体的所述前纵向端；
所述初级燃料流动路径被定向成将从所述初级燃料喷射结构中的每一个喷射的所述初级燃料流的至少一部分输送到所述燃烧区的所述起始端；
所述次级燃料流动路径被定向成将从所述次级燃料喷射结构中的每一个喷射的所述次级燃料流的至少一部分输送到所述燃烧区的所述起始端；以及
所述第三级燃料流动路径被定向成将从所述第三级燃料喷射结构中的每一个喷射的所述第三级燃料流的至少一部分输送到所述燃烧区的所述起始端。
21.一种减少来自燃烧器设备的NOx排放的方法，包括以下步骤：
a）从至少部分地被燃烧器壁围绕的流动通路的排放开口将空气或其他氧源排放到燃烧区中，所述流动通路的所述排放开口位于燃烧器壁的前端处，所述燃烧器壁具有外部，并且所述燃烧区具有起始端，所述起始端基本上位于所述燃烧器壁的所述前端处；
b）从多个初级燃料喷射结构在所述燃烧器壁外部朝向所述燃烧区喷射初级燃料流，其中，所述初级燃料流中的每一个的至少一部分接触设置在所述燃烧器壁的所述外部上的至少一个初级径向冲击结构；以及
c）从多个次级燃料喷射结构在所述燃烧器壁外部朝向所述燃烧区喷射次级燃料流，其中，所述次级燃料喷射结构位于所述初级燃料喷射结构的后方和径向外部，所述次级燃料流中的每一个的至少一部分接触设置在所述燃烧器壁的所述外部上的至少一个次级径向冲击结构，并且所述至少一个次级径向冲击结构位于所述至少一个初级径向冲击结构的后方。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，在步骤（c）中喷射的所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述至少一个初级径向冲击结构。
23.根据权利要求21所述的方法，其中：
所述至少一个初级径向冲击结构是所述燃烧器壁的所述前端；
在步骤（b）中喷射的所述初级燃料流中的每一个的至少一部分也接触设置在所述燃烧器壁的所述前端的后方的所述燃烧器壁的所述外部上的后部初级径向冲击结构；
所述至少一个次级径向冲击结构是前部次级径向冲击结构；并且
在步骤（c）中喷射的所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触设置在所述前部次级径向冲击结构的后方的所述燃烧器壁的所述外部上的后部次级径向冲击结构。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中：
在步骤（c）中喷射的所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述后部初级径向冲击结构，并且随后
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述燃烧器壁的所述前端。
25.根据权利要求23所述的方法，其中：
所述后部初级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述燃烧器壁的所述前端的外径或宽度；
所述前部次级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述后部初级径向冲击结构的所述外径或宽度；以及
所述后部次级径向冲击结构是径向凸出部，其形成在所述燃烧器壁的所述外部上，并且具有的外径或宽度大于所述前部次级径向冲击结构的所述外径或宽度。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，所述燃烧区仅具有单燃烧级，并且所述初级燃料流和所述次级燃料流全都被输送到所述单燃烧级并在所述单燃烧级中燃烧。
27. 根据权利要求21所述的方法，其中：
所述初级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧，并且
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧。
28.根据权利要求21所述的方法，其中，所述次级燃料流由所述次级燃料喷射结构朝向或越过所述初级燃料喷射结构之间的间隙区域喷射。
29.根据权利要求21所述的方法，还包括以下步骤：从多个第三级燃料喷射结构在所述燃烧器壁外部朝向所述燃烧区喷射第三级燃料流，其中，所述第三级燃料喷射结构位于所述次级燃料喷射结构的后方和径向外部，所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分接触设置在所述燃烧器壁的所述外部上的至少一个第三级径向冲击结构，并且所述至少一个第三级径向冲击结构位于所述至少一个次级径向冲击结构的后方。
30.根据权利要求29所述的方法，其中：
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述至少一个初级径向冲击结构；
所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述至少一个次级径向冲击结构；以及
所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述至少一个初级径向冲击结构。
31.根据权利要求29所述的方法，其中：
所述至少一个初级径向冲击结构是所述燃烧器壁的所述前端；
所述初级燃料流中的每一个的至少一部分也接触设置在所述燃烧器壁的所述前端的后方的所述燃烧器壁的所述外部上的后部初级径向冲击结构；
所述至少一个次级径向冲击结构是前部次级径向冲击结构；
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触设置在所述前部次级径向冲击结构的后方的所述燃烧器壁的所述外部上的后部次级径向冲击结构；
所述至少一个第三级径向冲击结构是前部第三级径向冲击结构；并且
所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分也接触设置在所述前部第三级径向冲击结构的后方的所述燃烧器壁的所述外部上的后部第三级径向冲击结构。
32.根据权利要求31所述的方法，其中：
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述后部初级径向冲击结构；
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述燃烧器壁的所述前端；
所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述后部次级径向冲击结构；以及
所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分也接触所述前部次级径向冲击结构。
33.根据权利要求29所述的方法，其中，所述燃烧区仅具有单燃烧级，并且所述初级燃料流、所述次级燃料流和所述第三级燃料流全都被输送到所述单燃烧级并在所述单燃烧级中燃烧。
34.根据权利要求29所述的方法，其中：
所述初级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧；
所述次级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧；以及
所述第三级燃料流中的每一个的至少一部分被输送到所述燃烧区的所述起始端并在所述起始端处燃烧。
35. 根据权利要求29所述的方法，其中：
所述次级燃料流由所述次级燃料喷射结构朝向或越过所述初级燃料喷射结构之间的间隙区域喷射；以及
所述第三级燃料流由所述第三级燃料喷射结构朝向或越过所述次级燃料喷射结构之间的间隙区域喷射。
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