CN1873329A - 用于工艺加热器和锅炉的动态燃烧器重新配置和燃烧系统 - Google Patents

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Abstract

一种火炉燃烧系统，其包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，和置于该燃烧器的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰。该氧化剂端口适于轴向地在该火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。

Description

用于工艺加热器和锅炉的动态燃烧器重新配置和燃烧系统
技术领域
本发明涉及用于减少氮(NOx)和一氧化碳(CO)排放的燃烧系统和方法，并且尤其涉及这种系统和方法，其与局部的NOx减少(例如通过分级技术)相反，产生NOx的全面(综合)减少。
背景技术
很多工艺加热器和锅炉由于各种原因而具有NOx排放遵从问题。例如，很多立式圆筒加热器产生平均100ppm以上的NOx。这些加热器中的绝大多数设计较老并且在极高的火烧强度(＞500000Btu/Hr-ft2)操作。加热器中的多个燃烧器通常在紧密的燃烧圈中成群并且单个火焰在中心结合，其产生了高温、富燃料(fuel-rich)的区域。该一体化的火焰由于在加热器中心合并富燃料的区域而产生热且快速的NOx。
而在立式加热器中该燃烧器通常以环形形状安装，在壁烧式(wall-fired)锅炉中，多个燃烧器通常安装为锅炉的火炉侧壁上的矩阵形式(matrix)。两种应用中的燃烧器间隔都被减少到最小，用于获得每单位体积的最大热通量。然而，紧密堆填的燃烧器布置产生了单个火焰的结合、峰火焰温度的增加、富燃料的区域的形成、和NOx排放的增加。
壁烧式锅炉中典型的烧煤燃烧器产生平均约400ppmv NOx或200mg/MJ的NOx排放。目前大多数低-NOx燃烧器引入了一些空气分级工艺种类，但是空气分级的局限是明显的，这是由于安装在燃烧壁上的燃烧器的紧临所产生的不合需要的火焰出现以及弱的火焰稳定性(在更高分级水平)。由于富燃料的初级火焰化学计量(ф＞1.3)，更高度分级的燃烧器具有火焰稳定性问题。
很多现有技术应用包括配备了用于单个分级空气喷射的端口的低-NOx燃烧器。然而，这些喷射是用于改变特定燃烧器的燃烧器的燃烧工艺。该空气分级的目的是产生初始火焰缺乏燃烧空气(氧化剂)，或产生具有更低绝热火焰温度且因此降低NOx热形成速率的富燃料的火焰。由该初始火焰所得的富燃料的混合物随后利用分级空气喷射在下游燃烧。因此，空气分级是两步工艺，包括1)富燃料的初步燃烧，和2)在第二步利用分级空气喷射破坏CO和HCs。该空气分级工艺的主要缺点阐述如下。
1)第一步，或初始的富燃料的燃烧，由于CH类型的键(其产生HCN和NO形成)的形成而产生显著迅速的NOx形成。
[NO]＝k[N2]∫[CxHy]dθ
2)设计分级空气喷射用于由特定的燃烧器而非附近的燃烧器产生的HC和CO的次级燃烧。
3)用于单个燃烧器的分级空气喷射并未改变由多个火焰的结合产生的负面工艺效果(富燃料的火焰、更高的峰温度、更高的NOx排放)。该结合或合并的火焰的联合效果实际上通过产生由于在中心火焰区缺乏热转移和缺乏氧化剂可得性而产生了热点从而增大了NOx发射。
4)用于各燃烧器的单个分级空气喷射并未在流速、速率、漩涡或其它流动特性方法设计以匹配该合并或一体化火焰的合适的混合与性能要求。所得工艺并不足以解决该NOx减少目的。实际上，一体化的火焰会消除由配备了空气分级喷射的各燃烧器产生的单个NOx减少优点。
简言之，现有技术的各燃烧器空气分级工艺是“局部”低NOx工艺，而本发明提供一种“全面”的低NOx工艺和火炉燃烧系统。
需要具有一种系统和方法来降低来自工艺加热器、锅炉、和其它这种利用多个燃烧器的燃烧设备的NOx和CO排放。
还需要一种系统和方法来减少多个燃烧器的火焰结合效果，相关的峰火焰温度，和在该工艺加热器、锅炉和燃烧设备中所得NOx排放。
还进一步需要一种改进的工艺加热器，具有更低的NOx和CO排放、更高的综合热转移、更高的加热器极限负荷(turndown)、和用于自然通风加热器的改进通风控制。
还进一步需要一种锅炉或工艺加热器中改进的火炉，具有降低的热点、改进的热传输曲线、增加的燃料效率、和由于降低的峰火焰温度产生的延长的管寿命。
还需要具有一种系统和方法用于在工艺加热器和锅炉中燃烧燃料，其提供比现有技术更好的性能，且其也克服了现有技术中的很多困难和缺点从而提供更好且更有利的结果。
发明内容
本发明是一种用于在火炉中燃烧燃料的火炉燃烧系统和方法。本发明也包括一种用于减少来自火炉中燃料燃烧期间产生的各种燃烧产物的氮氧化物排放物的方法和系统。
该火炉燃烧系统的第一实施方案包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括第一燃烧器和第二燃烧器，和置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。该第一燃烧器适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰。该第二燃烧器与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰。该氧化剂端口适于轴向地在包括该第一火焰、和第二火焰的该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流(jet)。该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分。
该火炉燃烧系统的第一实施方案有很多变形。在一种变形中，经控制的流速至少部分地被调节风门(damper)控制。在另一变形中，该氧化剂端口基本与该第一燃烧器和该第二燃烧器等距。在另一变形中，该至少一个喷射流包括漩涡流。在该变形的一个变体中，该漩涡流具有约0.2-约0.6范围的涡流数。
在另一变形中，该至少一个喷射流具有的氧浓度范围在约5vol.％-约50vol.％之间。在另一变形中，该至少一个喷射流提供操作用该火炉燃烧系统操作的火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。在另一变形中，该至少一个喷射流具有约20英尺/秒至约1000英尺/秒的范围的速率。
在另一变形中，该第一火焰和该第二火焰的至少之一是富燃料的。在另一变形中，该第一火焰与第二火焰结合。在另一变形中，第一燃烧器和第二燃烧器的至少之一适于输送该燃料和其它燃料的至少之一的可变分布。
该火炉燃烧系统的第二实施方案包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，和置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰。该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
该火炉燃烧系统的第三实施方案，该系统处于具有内部和纵向轴的火炉中，包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，和置于该多个燃烧器中之间并被其包围的火炉内部中的氧化剂端口。各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰。多个燃烧器置于火炉的内部，以基本圆形图案间隔围绕该火炉的纵向轴。该氧化剂端口与各燃烧器基本等距并适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
该火炉燃烧系统的第四实施方案相似于第三实施方案，但是包括多个燃料分级喷枪(fuel staging lance)。各燃料分级喷枪彼此相隔，并且该多个燃料分级喷枪围绕着该燃烧器的至少之一。至少一个燃料分级喷枪适于以第一流速输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的流动，该第一速率不同于第二速率，第二速率是该第一燃料和该其它燃料的至少之一的另一流动由至少一个其它燃料分级喷枪输送的速率。
该火炉燃烧系统的第五实施方案，该系统处于具有内壁的火炉中，包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，和多个氧化剂端口，各氧化剂端口置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围。各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰。各氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。该多个燃烧器形成第一矩阵且该多个氧化剂端口形成相邻于该第一矩阵的第二矩阵。该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。在本实施方案的各种变形中，该第一矩阵和第二矩阵各自形成于该火炉内壁之上或其附近。
该火炉燃烧系统的第六实施方案，该系统处于具有顶部和相对于顶部的底部的火炉中，包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，和置于该多个燃烧器中的两个之间并被其包围的氧化剂端口。各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰。该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。该氧化剂端口和多个燃烧器中的两个在火炉顶部相邻，且该多个火焰中的两个从该多个燃烧器的两个向该火炉的底部输送。该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
本发明的另一方面是用于减少来自火炉中燃料燃烧期间产生的多种燃烧产物的氮氧化物排放的系统。该系统的第一实施方案包括多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括第一燃烧器和第二燃烧器，和置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。该第一燃烧器适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰。该第二燃烧器与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体，或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体，或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰。该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流，包括该第一火焰和第二火焰。该至少一个喷射流具有的氧浓度为约5vol.％-约50vol.％范围。该至少一个喷射流在至少部分地由调节风门控制的流速下从该氧化剂端口输送。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分。该至少一个喷射流提供操作该火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。
用于燃烧火炉中燃料的方法的第一实施方案包括多个步骤。该第一步是提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括第一燃烧器和第二燃烧器。该第一燃烧器适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰。该第二燃烧器与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体，或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体，或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰。该第二步是燃烧该燃料的第一流体和该第一氧化剂的第一流体。第三步是燃烧该燃料的第二流体，或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体，或第二氧化剂的第一流体。第四步是产生多个火焰，包括该第一火焰和第二火焰。第五步是提供置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。该氧化剂端口适于轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流。第六步是轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流。该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分完成该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分的燃烧。
该用于燃烧火炉中燃料的方法的第一实施方案有很多变形。在一种变形中，经控制的流速至少部分地被调节风门控制。在另一变形中，该氧化剂端口基本与该第一燃烧器和该第二燃烧器等距。在另一变形中，该至少一个喷射流包括漩涡流。在该变形的一个变体中，该漩涡流具有约0.2-约0.6范围的涡流数。
在另一变形中，该至少一个喷射流具有的氧浓度范围在约5vol.％-约50vol.％之间。在另一变形中，至少一个喷射流提供操作该火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。在另一变形中，该至少一个喷射流具有约20英尺/秒至约1000英尺/秒的范围的速率。
在另一变形中，该第一火焰和该第二火焰的至少之一是富燃料的。在另一变形中，该第一火焰与第二火焰结合。在另一变形中，第一燃烧器和第二燃烧器的至少之一适于输送该燃料和其它燃料的至少之一的可变分布。
用于燃烧火炉中燃料的方法的第二实施方案包括多个步骤。该第一步是提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰。该第二步是燃烧该第一燃料或其它燃料的流体与该第一氧化剂或其它氧化剂的流体。第三步是产生多个火焰。第四步是提供置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。第五步是轴向地在该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流。该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分完成该第一燃料或该其它燃料的至少一个流体的至少一部分的燃烧。
用于燃烧火炉中燃料的方法的第三实施方案，该火炉具有内部和纵向轴，包括多个步骤。该第一步是提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰。多个燃烧器置于火炉的内部，以基本圆形图案间隔围绕该火炉的纵向轴。该第二步是燃烧该第一燃料或其它燃料的流体与该第一氧化剂或其它氧化剂的流体。第三步是产生多个火焰。第四步是提供置于该多个燃烧器之间并被其包围的火炉内部的氧化剂端口。该氧化剂端口与各燃烧器基本等距并适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。第五步是轴向地在该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或该其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
用于燃烧火炉中燃料的方法的第四实施方案，该火炉具有内和纵向轴，相似于第三实施方案但包括三个额外步骤。该第一额外步骤是提供多个燃料分级喷枪。各燃料分级喷枪彼此相隔。该多个燃料分级喷枪围绕着该燃烧器的至少之一。至少一个燃料分级喷枪适于以第一流速输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的流动，该第一速率不同于第二速率，第二速率是该第一燃料和该其它燃料的至少之一的另一流动由至少一个其它燃料分级喷枪输送的速率。第二额外步骤是从该至少一个燃料分级喷枪以第一流动速率输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的流动。该第三额外步骤是从该至少一个其它燃料分级喷枪以第二流动速率输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的另一流动。
用于燃烧火炉中燃料的方法的第五实施方案，该火炉具有内壁，包括多个步骤。该第一步是提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰。该第二步是提供多个氧化剂端口，各氧化剂端口置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围。各氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。该多个燃烧器形成第一矩阵且该多个氧化剂端口形成相邻于该第一矩阵的第二矩阵。第三步是轴向地在该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或该其它燃料的至少一个流体的至少一部分。在本实施方案的变形中，该第一矩阵和第二矩阵各自形成于该火炉内壁之上或其附近。
用于燃烧火炉中燃料的方法的第六实施方案，该火炉顶部和相对于顶部的底部，包括多个步骤。该第一步是提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰。该第二步是燃烧该第一燃料或其它燃料的流体和该第一氧化剂或其它氧化剂的流体。该第三步是产生多个火焰。该第四步是提供置于该多个燃烧器中的两个之间并被其包围的氧化剂端口。该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流。多个燃烧器中的两个中的该氧化剂端口在火炉顶部相邻，且该多个火焰中的两个从该多个燃烧器的两个向该火炉的底部输送。第五步是在该多个火焰的至少两个之间轴向地以经控制的流速从氧化剂端口输送该至少一种喷射流。需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
本发明的另一方面是用于减少来自火炉中的燃料燃烧期间产生的多种燃烧产物的氮氧化物排放物的方法。本方法的一个实施方案包括多个步骤。该第一步是提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括第一燃烧器和第二燃烧器。该第一燃烧器适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰。该第二燃烧器与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体，或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体，或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰。该第二步是燃烧该燃料的第一流体和该第一氧化剂的第一流体。第三步是燃烧该燃料的第二流体，或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体，或第二氧化剂的第一流体。第四步是产生多个火焰，包括该第一火焰和第二火焰。第五步是提供置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口。该氧化剂端口适于轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流。该至少一个喷射流具有的氧浓度范围在约5vol.％-约50vol.％之间。第六步是轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流，其中该经控制的流速至少部分地被调节风门控制。该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分完成该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分的燃烧。该至少一个喷射流提供操作该火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。
附图简述
本发明将参考所附附图通过实施例描述，其中
附图1是阐述了现有技术具有多个燃烧器的立式圆筒工艺加热器的示意图；
附图2是阐述了在立式圆筒工艺加热器中本发明的一个实施方案的平面图的示意图；
附图3是阐述了在壁烧式锅炉中本发明另一个实施方案的示意图；
附图4是阐述了由四个燃烧器围绕的本发明中采用的氧化剂端口的示意图；
附图5是阐述了用于例如壁烧式锅炉的应用中本发明所用的氧化剂端口和燃烧器矩阵的示意图；
附图6是阐述了在顶烧重整装置中本发明另一实施方案的示意图，其中该氧化剂端口被向下的正在燃烧的燃烧器围绕。
发明详述
本发明的动态燃烧器重新配置(DBR)提供了克服火焰相互作用和在高度燃烧强度加热器和锅炉中所得的高NOx的新方法。来自燃烧器布置的中心内或附近的氧化剂端口的单一氧化剂喷射流(或多个氧化剂喷射流)提供了补充的燃烧空气或氧化剂的动态布置从而减少了通过结合火焰的富燃料的燃烧影响并且给富燃料的燃烧器燃料的稳定性。
取决于燃烧器燃烧强度，单独的燃烧器化学计量，和相对间距，该氧化剂从氧化剂端口的流速得以仔细控制。该氧化剂吹扫该中心的富燃料的区域，降低峰火焰温度，和减少热和迅速的NOx形成速度。此外，该布置通过动态地重新配置该燃烧器而允许了延长的极限负荷。该利益包括更好的热传递到工艺管且降低NOx排放。
申请人发现通过在立式圆筒火炉底部安装调节风门控制的氧化剂端口，可使得火炉中该高温中心区域的形成和程度最小化。该中心内的单一氧化剂喷射流(或多氧化剂喷射流)可提供与该结合火焰的改善的混合并且提供相对较冷介质(空气、富含氧气的空气、或其它氧化剂)从而将热从该中心区域传输出去。当该中心区域获得相对较冷温度时在工艺管附近发生更多的热转移。这降低了从该内部燃烧器圈注入的燃料喷射流的燃烧强度。
将空气用作氧化剂，该布置在相对高的燃烧强度的立式圆筒加热器设计中得到低于22ppm的NOx排放。该中心空气喷射积极地吹扫了该中心内的富燃料区域，降低了综合火焰气体温度并且减少了热和快速的NOx形成。通过改变空气流的量，取决于综合燃烧能力，该单个燃烧器混合模式和多个火焰的热转移特性可被改变。净利益是更低的NOx和CO排放、更高的综合热量转移、更高的加热器极限负荷，和对于自然通风加热器的改进的通风控制。
本发明在多个火焰结合并产生了不可接受的综合火焰特性的一个或多个战略性位置提供了燃烧空气或富含氧的空气(或其它氧化剂)的注射。该DBR是动态的，因为其可相对于流动中氧化剂流体特性(流速、漩涡、速率、富集水平)被精细地调节。因此，该DBR氧化剂在流速、速率、富集水平、或涡流数方面可以被增加或降低，基于该加热器或锅炉的燃烧能力需要。其是燃烧器重新配置，因为该多个燃烧器火焰现利用或共用该DBR氧化剂用于完成结合火焰的富燃料区域的燃烧，用相对较冷的氧化剂吹扫该合并的火焰区域从而减少该峰火焰温度，并减少该综合NOx排放。除减少NOx排放以外，其它利益是加热器或锅炉内的热点的减少、改进的热转移曲线、增加的燃料效率、和由于降低的峰火焰温度产生的管寿命的延长。
附图1显示了典型的现有技术立式圆筒炉或工艺加热器10，其具有沿该火炉壁14的工艺管12和一些成群的高燃烧速率的燃烧器16。该燃烧器安装在燃烧器圆周直径(BCD)上并且管安装在管圆周直径(TCD)上。在2∶3的TCD/BCD比率通常定位1-16个燃烧器。多个燃烧器火焰18在中心由于加热器流体动力学而合并。热转移的缺乏和会聚火焰在该中心产生了极高温的富燃料区域。由于该中心内的火焰重新循环，产生极高的热和迅速的NOx排放。
标准工业实践是在每隔一个燃烧器中关闭该燃料流速。这减少了该中心内火焰的干扰并减少了的高温区域。然而，这使得某些燃烧器在高于设计能力下燃烧，且该火炉壁的热分布变得不均匀且产生热点。这影响了该加热器性能且减少了该工艺管的寿命。
本发明通过位于该火炉或该燃烧器群的中心区域内或附近的氧化剂端口将氧化剂引入。这提供了某个百分比的燃烧空气来：
1)与该燃烧室燃料流体反应以产生低温火焰；
2)通过提供有效空气吹扫来减少结合的火焰的影响；
3)减少该结合火焰的中心内的富燃料的区域；
4)将热从该合并的火焰区域运出从而减少高温积累并且减少NOx排放(使用战略性的DBR端口位置可以减少约30％-75％NOx)；
5)通过分布更多的热到工艺管和较少的热到可能由于差的热转移而产生NOx的中心区域，改进了热回流到负载的的均匀性和
6)提供了可翻新改进的技术方案。
附图2是显示了在立式圆筒加热器10中本发明实施方案的平面图的示意图，该加热器在加热器内周界上具有工艺管12。在该实施方案中，该漩涡调节风门控制的DBR端口或氧化剂端口20安装在具有多个燃烧器16的加热器中心。如所示，这些低NOx燃烧器具有沿该燃烧器燃烧空气出口周围间隔的燃料分级喷枪22。为获得最大利益，该外部(更接近于工艺管)燃料分级喷枪是填充了较高燃料分布的喷枪并且该内部(面对该加热器中心)的燃料分级喷枪是填充了较低燃料分布的喷枪。
由于加热器炉中的自然通风，该DBR空气在中心区域被夹带。(尽管本发明在本文中用空气作为DBR氧化剂来讨论，但是本领域技术人员将认识到该富含氧的空气或其它氧化剂也可使用。也可认识到本发明可利用除了自然通风以外的其它类型的火炉。)该中心(漩涡)DBR空气喷射流降低了中心区域的温度并且消除了富燃料的燃烧(完全是由于多个火焰的会聚)。多个燃烧器可以流动状态而配置(通过调节内圆周喷枪和它们各自的燃烧强度)来产生中心内的低温火焰并通过将火焰锚定到漩涡DBR氧化剂喷射流上而给多个燃烧器火焰提供稳定性。
可以进行漩涡调节风门调节来控制该空气流，从而消除或吹扫该中心内的火焰再循环区域。该综合利益包括NOx的减少和改进的热转移到该负载。该漩涡DBR空气流体提供了与来自多个燃烧器的内部燃料流体的良好混合。同时，该漩涡DBR空气流提供了内部燃料气体再循环从而减少了氧的可得性。这给该内部燃料喷射流提供了低温稀释的燃烧区。这种净结果是非常均匀的热回流到工艺管并且显著降低NOx排放。
申请人在三燃烧器立式圆筒加热器中论述其发明，该加热器在该三个燃烧器之间中心处配备有DBR端口或氧化剂端口。每一低NOx燃烧器在该外圆周上具有10个燃料分级喷枪，并且70∶30燃料分布设于外部区域(对着该工艺管)和内部区域(面向DBR端口)的分级燃料喷枪之间，
该布置在三燃烧室立式圆筒加热器(评估为33MM Btu/Hr燃烧能力)中产生了低于22ppmv(3％过量O2，干)的NOx排放，该加热器的基线NOx排放为100ppmv(3％过量O2，干)。该加热器在高于600000Btu/Hr-Ft2燃烧强度下燃烧。该中心DBR端口提供总燃烧空气的约30％。
该中心DBR喷射流可积极地吹扫中心内的富燃料的区域，降低综合火焰温度并且减少热和迅速的NOx形成。通过根据总燃烧能力改变空气流量，该单个燃烧器混合模式和多个火焰的热转移特性可被改变。净利益是更低的NOx和CO排放、更高的综合热量转移、更高的加热器极限负荷，和对于自然通风加热器的改进的通风控制。
附图3显示了在壁烧式锅炉40中的本发明另一实施方案。在此，该DBR端口或氧化剂端口20战略性地位于燃烧器16矩阵之中。该氧化剂端口包括漩涡叶片24。各氧化剂端口被4个低NOx燃烧器围绕，由此形成氧化剂端口和燃烧器的矩阵。将空气或另一氧化剂通过装备有流动控制(未示出)的空气供应歧管26提供到氧化剂端口。燃烧空气供应流通过压力通风系统28被提供到锅炉的火炉。本领域技术人员将认识到可使用自然通风、诱导通风、强制通风、或使用一个或多个风扇(未示出)的平衡通风可将该空气或其它氧化剂(如富含氧气的空气，等)引入该火炉系统。
在粉煤燃烧锅炉中，该DBR端口也可注入富含氧气的空气，其保证该成群燃烧器在极高当量比(ф＝2)操作。其产生富燃料的燃烧，从而降低该火焰温度且减少NOx排放。此外，该DBR空气富集允许不稳定的富燃料的燃烧器火焰在该中心DBR喷射流周围稳定。
用于该DBR喷射流的空气源可以是与供应给该燃烧器相同的压力通风空气。然而，电磁操作阀可用于计量依耐于该DBR端口位置的DBR空气。可绘制该DBR空气分布依耐于该DBR端口高度的曲线。该空气或富含氧气的空气浓度和分布基于该壁烧式燃烧器的操作化学计量比和它们在该燃烧壁上相对位置而校准。
附图4和5阐述了考虑到燃烧器定位的DBR燃烧器安装产生的该低NOx工艺。附图4中，氧化剂端口20由4个燃烧器16围绕。在所示的该实施方案中，该DBR端口产生了漩涡空气流，如显示了顺时针转动的箭头30所示。在燃烧器和DBR端口之间的低温燃烧区32减少了NOx形成。
附图4显示了由该DBR喷射流形成的低温区域减少了结合火焰的负面影响。该结合通过由于DBR喷射流产生的有效吹扫而得以最小化。该DBR喷射可以是直接喷射、富集喷射、漩涡空气喷射、漩涡氧气富集喷射、或者如本领域技术人员将认识到的各种其它类型的喷射。喷射流中的氧浓度可以大于约5％且高达约50％。漩涡喷射的涡流数可约为0.2-0.6范围。
表1提供了一些DBR设计参数的实施例。其无意于限制，但提供来显示本发明一些实施方案的参数的典型范围。
表1：DBR设计参数
  燃烧器数   燃料   典型燃烧器燃烧速率(MMBtu/Hr)  比率(n1)燃烧器数/DBR端口数   比率(n2)Db/Dp   燃烧器当量比(ф)   燃烧器群的总空气流的DBR端口空气(％)   DBR端口轴向空气速度(FPS)   DBR端口涡流数
工艺加热器 1-16 气 10 1＜n1＜8 0.2＜n2＜1 1＜ф＜2 5-50 20-1000 0.2-0.6
  4-100   煤/油/气   20  1＜n1＜4   0.2＜n2＜1   1＜ф＜2   5-50   20-1000   0.2-0.6
在附图5中，如附图4所示，各氧化剂端口20(除了矩阵周界上的那些)被多个燃烧器16“包围”。如本文所用，当氧化剂端口被3个或更多燃烧器“包围”时，该氧化剂端口位于由一系列连接相邻燃烧器的假想线形成的几何形状的周界之内。例如，附图1中连接相邻燃烧器的假想线形成圆圈，附图2中也是如此。附图3和5中，该几何形状时矩形(例如正方形或其它矩形)。当然，有很多其它可能形状，包括但不限于椭圆、正多边形、不规则多边形等。同样，尽管优选该氧化剂端口可位于周围燃烧器中心，但这并非必需的，一个或多个氧化剂端口可以位于该中心以外的其它位置。
仅两个燃烧器的情况形成关于术语“包围”的特殊情况。在该情况下，“包围”指至少一部分氧化剂端口的定位必须使得其被连接该两个燃烧器的直线截取。例如，在附图6中，既然各氧化剂端口被相邻燃烧器之间的直线截取，则各氧化剂端口被附图6中所示的多个燃烧器的至少两个“包围”。
附图6阐述了顶烧重整装置50中本发明的实施方案。该燃烧腔包含了数行工艺管12。位于工艺管任一侧上的该燃烧器16在燃烧腔中产生火焰18并且该燃烧产品从出口42离开。本发明的各氧化剂端口20被两个燃烧器“包围”，如附图6中所示。
在整个公开内容和随后的权利要求中，是参考燃料、燃料流体、氧化剂、和氧化剂流体。本领域技术人员将理解到这些术语的含义和范围，尤其是鉴于在权利要求和本公开内容的上下文中术语的使用。然而，为进一步帮助本领域人员和其它人员，提供了下列详细说明这些术语的段落。
燃料是燃烧能源。工业上有显著意义的燃料通常是基于烃的。其可以是纯组分，或很多组分的混合物，其中一些可以是惰性的。在本公开内容的上下文中，提供给燃烧器的燃料流体可以是单一类型的燃料，或数种类型的燃料，在燃烧器结合处或者在燃烧点掺合，或者可保持独立直到从各种燃料口排放。最常用的气体燃料是天然气，但是对于精炼厂和电厂应用，可以使用天然气、丙烷、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、一氧化碳、氢等，以及惰性物如水、氮、和二氧化碳。在液体燃料的情况下，通常使用的燃料是#2(柴油)、#4、#6(bunker-C)、和循环或废弃燃油。在固体燃料的情况下，煤、焦炭、石油焦炭、和粉煤广泛用于锅炉和电厂应用。本文所列燃料仅是通过实例的方式且并未限制本发明范围，本领域技术人员将认识到本发明可使用其它燃料，以及各种燃料和燃料流体的很多组合和混合物。
氧化剂是需要与燃料反应能够并释放燃料中能量的氧源。氧化剂可以是空气、纯氧、富含氧的空气、具有的氧低于大气氧水平的亏损空气(depleted air)例如来自燃气轮机废气，或任一这些类型与火炉气体的混合物，例如气体再循环应用中所用。在本公开内容的上下文中，提供给燃烧器的氧化剂流体可以是一种单一源氧化剂，或多个来源，或者在燃烧器之前或其内混合，或者可保持独立。本文所列氧化剂仅是通过实例的方式且并未限制本发明范围，本领域技术人员将认识到本发明可使用其它氧化剂，以及各种氧化剂和氧化剂流体的很多组合和混合物。
尽管本文参考一些具体实施方案阐述和描述，但本发明无意于局限于所示细节。相反，在权利要求的范围和其等同物范围内可详细地作出多种改变且并未背离本发明的精神。

Claims (36)

1.一种火炉燃烧系统，其包括：
多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括
适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰的第一燃烧器，和
第二燃烧器，其与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰；和
置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在包括该第一火焰、和第二火焰的该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流，
其中，该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送，和
其中，需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分。
2.权利要求1的火炉燃烧系统，其中所述经控制的流速至少部分地被调节风门控制。
3.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该氧化剂端口与该第一燃烧器和该第二燃烧器基本等距。
4.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该至少一个喷射流包括漩涡流。
5.权利要求4的火炉燃烧系统，其中该漩涡流具有约0.2-约0.6范围的涡流数。
6.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该至少一个喷射流具有的氧浓度范围在约5vol.％-约50vol.％之间。
7.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该至少一个喷射流提供操作用该火炉燃烧系统操作的火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。
8.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该至少一个喷射流具有约20英尺/秒至约1000英尺/秒的范围的速率。
9.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该第一火焰和该第二火焰的至少之一是富燃料的。
10.权利要求1的火炉燃烧系统，其中该第一火焰结合该第二火焰。
11.权利要求1的火炉燃烧系统，其中第一燃烧器和第二燃烧器的至少之一适于输送该燃料和其它燃料的至少之一的可变分布。
12.一种火炉燃烧系统，其包括：
多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰；和
置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流，
其中该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送，
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
13.一种在具有内部和纵向轴的火炉中的火炉燃烧系统，该系统包括：
多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰，多个燃烧器置于火炉的内部，以基本圆形图案间隔围绕该火炉的纵向轴；和
置于该多个燃烧器之间并被其包围的火炉内部中的氧化剂端口，该氧化剂端口与各燃烧器基本等距并适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流，
其中该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送，和
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
14.权利要求13的火炉燃烧系统，进一步包括多个燃料分级喷枪，各燃料分级喷枪彼此相隔，该多个燃料分级喷枪包围着所述燃烧器的至少之一，其中至少一个燃料分级喷枪适于以第一流速输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的流动，该第一速率不同于第二速率，第二速率是该第一燃料和该其它燃料的至少之一的另一流动由至少一个其它燃料分级喷枪输送的速率。
15.一种在具有内壁的火炉中的火炉燃烧系统，包括：
多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰；和
多个氧化剂端口，各氧化剂端口置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围，各氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流，该多个燃烧器形成第一矩阵且该多个氧化剂端口形成相邻于该第一矩阵的第二矩阵，和
其中该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送，和
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
16.权利要求15的火炉燃烧系统，其中该第一矩阵和第二矩阵各自形成于该火炉内壁之上或其附近。
17.一种处于具有顶部和相对于顶部的底部的火炉中的火炉燃烧系统，包括：
多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体，和第一氧化剂或其它氧化剂的流体，以产生火焰，和
置于该多个燃烧器中的两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流，该氧化剂端口和多个燃烧器中的两个在火炉顶部相邻，且该多个火焰中的两个从该多个燃烧器的两个向该火炉的底部输送，
其中该至少一个喷射流在经控制的流速下从该氧化剂端口输送，和
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
18.一种用于燃烧火炉中燃料的方法，包括步骤：
提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，其包括
第一燃烧器，其适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰，和
第二燃烧器，其与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰；
燃烧该燃料的第一流体和该第一氧化剂的第一流体；
燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体；
产生多个火焰，包括该第一火焰和第二火焰；
提供置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流；和
轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流，
其中该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分完成该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分的燃烧。
19.权利要求18的方法，其中经控制的流速至少部分地被调节风门控制。
20.权利要求18的方法，其中该氧化剂端口基本与该第一燃烧器和该第二燃烧器等距。
21.权利要求18的方法，其中该至少一个喷射流包括漩涡流。
22.权利要求21的方法，其中该漩涡流具有约0.2-约0.6范围的涡流数。
23.权利要求18的方法，其中该至少一个喷射流具有的氧浓度范围在约5vol.％-约50vol.％之间。
24.权利要求18的方法，其中至少一个喷射流提供操作该火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。
25.权利要求18的方法，其中该至少一个喷射流具有约20英尺/秒至约1000英尺/秒的范围的速率。
26.权利要求18的方法，其中该第一火焰和该第二火焰的至少之一是富燃料的。
27.权利要求18的方法，其中该第一火焰与第二火焰结合。
28.权利要求18的方法，其中第一燃烧器和第二燃烧器的至少之一适于输送该燃料和其它燃料的至少之一的可变分布。
29.一种用于燃烧火炉中燃料的方法，包括步骤：
提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体与第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰；
燃烧该第一燃料或其它燃料的流体与该第一氧化剂或其它氧化剂的流体；
产生多个火焰；
提供置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流；和
轴向地在该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流；
由此该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分完成该第一燃料或该其它燃料的至少一个流体的至少一部分的燃烧。
30.一种在具有内部和纵向轴的火炉中燃烧燃料的方法，包括：
提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体与第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰，所述多个燃烧器置于火炉的内部，以基本圆形的图案间隔围绕该火炉的纵向轴；
燃烧该第一燃料或其它燃料的流体与该第一氧化剂或其它氧化剂的流体；
产生多个火焰；
提供置于该多个燃烧器之间并被其包围的火炉内部的氧化剂端口，该氧化剂端口与各燃烧器基本等距并适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流；和
轴向地在该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流；
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或该其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
31.权利要求30的方法，包括进一步的步骤：
提供多个燃料分级喷枪，各燃料分级喷枪彼此相隔，该多个燃料分级喷枪围绕着该燃烧器的至少之一，其中至少一个燃料分级喷枪适于以第一流速输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的流动，该第一速率不同于第二速率，第二速率是该第一燃料和该其它燃料的至少之一的另一流动由至少一个其它燃料分级喷枪输送的速率；
从该至少一个燃料分级喷枪以第一流动速率输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的流动；和
从该至少一个其它燃料分级喷枪以第二流动速率输送该第一燃料和该其它燃料的至少之一的另一流动。
32.一种用于在具有内壁的火炉中燃烧燃料的方法，包括：
提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰；
提供多个氧化剂端口，各氧化剂端口置于该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围，各氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流，该多个燃烧器形成第一矩阵且该多个氧化剂端口形成相邻于该第一矩阵的第二矩阵；和
轴向地在该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流，
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或该其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
33.权利要求32的方法，其中该第一矩阵和第二矩阵各自形成于该火炉内壁之上或其附近。
34.一种用于在具有顶部和相对于顶部的底部的火炉中燃烧燃料的方法，包括：
提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，各燃烧器彼此相隔并适于燃烧第一燃料或其它燃料的流体和第一氧化剂或其它氧化剂的流体并产生火焰；
燃烧该第一燃料或其它燃料的流体和该第一氧化剂或其它氧化剂的流体；
产生多个火焰；
提供置于该多个燃烧器中的两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的两个之间输送该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一个喷射流，该氧化剂端口和多个燃烧器中的两个在火炉顶部相邻，且该多个火焰中的两个从该多个燃烧器中的两个向该火炉的底部输送；和
在该多个火焰的至少两个之间轴向地以经控制的流速从氧化剂端口输送该至少一种喷射流，
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该第一燃料或其它燃料的至少一个流体的至少一部分。
35.一种用于减少来自火炉中的燃料燃烧期间产生的多种燃烧产物的氮氧化物排放物的方法，包括步骤：
提供多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括
第一燃烧器，其适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰，和
第二燃烧器，其与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰；
燃烧该燃料的第一流体和该第一氧化剂的第一流体；
燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体；
产生多个火焰，包括该第一火焰和第二火焰；
提供置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围的氧化剂端口，该氧化剂端口适于轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流，其中该至少一个喷射流具有的氧浓度范围在约5vol.％-约50vol.％之间；和
轴向地在包括该第一火焰和该第二火焰的该多个火焰的至少两个之间以经控制的流速从该氧化剂端口输送该至少一个喷射流，其中该经控制的流速至少部分地被调节风门控制，
由此该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分完成该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分的燃烧，其中该至少一个喷射流提供操作该火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。
36.一种用于减少来自火炉中燃料燃烧期间产生的多种燃烧产物的氮氧化物排放的系统，该系统包括：
多个适于产生多个火焰的燃烧器，包括
第一燃烧器，其适于燃烧燃料的第一流体和第一氧化剂的第一流体并产生第一火焰，和
第二燃烧器，其与第一燃烧器相隔并适于燃烧该燃料的第二流体、或其它燃料的流体，与该第一氧化剂的第二流体、或第二氧化剂的第一流体，且产生第二火焰；和
氧化剂端口，其置于包括该第一燃烧器和该第二燃烧器的该多个燃烧器中的至少两个之间并被其包围，该氧化剂端口适于轴向地在该多个火焰的至少两个之间输送该第一氧化剂、第二氧化剂、或其它氧化剂的至少一个喷射流，包括该第一火焰和第二火焰，其中该至少一个喷射流具有的氧浓度为约5vol.％-约50vol.％范围，
其中该至少一个喷射流在至少部分地由调节风门控制的流速下从该氧化剂端口输送，和
其中需要该至少一个喷射流中该第一氧化剂或第二氧化剂或其它氧化剂的至少一部分来完全燃烧该燃料的第一流体和该燃料的第二流体，或该其它燃料的流体的至少之一的至少一部分，其中该至少一个喷射流提供操作该火炉所需总氧化剂的约5％-约50％。
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