TW201009261A - Burner apparatus and methods - Google Patents

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TW201009261A
TW201009261A TW098124444A TW98124444A TW201009261A TW 201009261 A TW201009261 A TW 201009261A TW 098124444 A TW098124444 A TW 098124444A TW 98124444 A TW98124444 A TW 98124444A TW 201009261 A TW201009261 A TW 201009261A
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burner
fuel
flame
assembly
ignition
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Wesley R Bussman
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John Zink Co Llc
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Description

201009261 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種在一爐子中燃燒燃料氣體之燃燒器總 成及方法。 【先前技術】 燃燒器總成用於諸多應用中。舉例而言，製程燃燒器總 成結合工業爐子用於石油精煉廠、化學工廢及類似設施 中。所使用之燃燒器總成之具體類型及組態將端視具體應 用、爐子類型、可適用排放規章及熟習此項技術者所熟知 之其他因素而變化。 一典型製程燃燒器包括一燃燒器磚（burner tile)，其有一 燃燒器喉延伸穿過。該燃燒器碑延伸至該爐子中。穿過該 燃燒器喉引導燃燒空氣以在該爐子中相鄰於該燃燒器喉之 出口形成一燃燒區。將燃料注入至該燃燒器喉中，使其與 該燃燒空氣混合並在該燃燒區中燃燒。 諸多政府權力機構已採用關於氮氧化物（通常表示為 「NOx」且主要包括N〇及N〇2)及可自製程爐子及其他燃 燒設備排放至大氣中之其他潛在污染化合物之量之規章。 舉例而言’美國具有關於氮氧化物排放物之嚴格規章。此 等規章已導致對燃燒器裝置之開發及導致顯著較低氮氧化 物排放之操作之對應方法。 在一個方法中，使與燃燒空氣在燃燒器喉中混合之燃料 (通常稱作一次燃料）在一第一燃燒區中燃燒。使額外燃料 (通常稱作二次燃料或階段式燃料）在一第二燃燒區中燃 141615.doc 201009261 燒。在此一燃燒器總成中，二次燃料或階段式燃料由爐子 煙道氣體而變得稀釋，從而降低該等氣體之燃燒溫度。該 煙道氣體因其自火焰吸收熱而充當一吸熱器。該煙道氣體 可以自爐子煙®(外部煙道氣體）或以自爐子本身（内部煙道 ‘氣體）。降低該等氣體之燃燒溫度降低所產生之煙道氣體 .中氮氧化物之形成。其次，與燃燒反應物混合之煙道氣體 減少氮氧化物形成所需氧氣之物質濃度，從而有助於進一 步氮氧化物減少。 迄今已認為，需要使一次燃料與燃燒空氣在燃燒器之喉 中混合，即使在階段式燃燒燃燒器總成中。該燃燒器之喉 中之一次燃料幫助確保燃料與燃燒空氣之混合物在該燃燒 區中被點燃且幫助穩定該燃燒器。令人遺憾的是，在某些 應用中，一次燃料與燃燒空氣在該燃燒器之喉中之混合物 可於其中產生足夠高以允許形成氮氧化物之溫度。次要的 是’該燃燒器喉中之燃燒空氣包括較煙道氣體中之氧氣濃 Φ 又"員者冋的氧氣濃度。將該燃燒器喉中之一相對高的氧氣 濃度與藉由將-次燃料引入至該燃燒器喉料致之較高温 纟組合可導致形成-顯著量之氮氧化物。此減小用於減少 氮氧化物之形成之其他步驟之重要性。 【發明内容】 本發明提供—種用於一爐子之燃燒器總成。本發明亦提 供種使用—燃燒器總成之方法’該燃燒器總成包括一燃 燒器碑及延伸穿過該燃燒器磚之-燃燒器嗔以在-爐子空 間中燃燒燃料氣體從而產生熱。 141615.doc 201009261 在一第一態樣中’本發明性燃燒器總成包含一用於與該 爐子相關聯之燃燒器磚、一燃燒器引燃總成及—燃料注入 總成。 該燃燒器總成之該第一態樣之該燃燒器磚包括將定位於 該爐子内之一外部表面及穿過該燃燒器磚之一燃燒器喉。 該燃燒器喉具有一入口及一出口。該燃燒器喉之該入口適 於自*亥燃燒器喉外部接收燃燒空氣。該燃燒器喉之該出口 係相鄰於該燃燒器磚之外部表面定位，且經定位以將燃燒 空氣引入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器磚之外部表面❹ 之一燃燒區中。 該燃燒器總成之該第一態樣之燃燒器引燃總成係用於在 該燃燒器喉内產生一引燃火焰。該燃燒器引燃總成包括一 引燃燃料尖端及一引燃燃料立管。該引燃燃料立管具有適 於以流體方式連接至一燃料源之一入口及以流體方式連接 至該引燃燃料尖端之—出口。該引燃燃料央端係安置於該 燃燒器喉内。 該燃燒器總成之該第一態樣之該燃料注入總成適於將該® 燃燒器總成之操作所需之實質上所有燃料自位於該燃燒器 喉外部之-個或多個燃料尖端注入至該爐子中。該燃料注. 入總成包括-主要燃料尖端及一主要燃料立管以將主要燃 料注入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器碑之外部表面之 點火區+該主要燃料立管具有適於以流體方式連接至 -燃料源之入口及以流體方式連接至該燃料尖端之一出 口。該燃料尖端係至少部分地安置於該爐子内且相鄰於該 141615.doc -8 - 201009261 燃燒器磚之該外部表面定位β 在第一態樣中，本發明性燃燒器總成包括用於與該爐 子相關聯之-燃燒器碑、一點火通路、一燃燒器引燃總成 及一燃料注入總成。 該燃燒器總成之該第二態樣之燃燒器磚包括m立於該 子内之外°卩表面及配置為穿過該燃燒器磚之一燃燒器 喉。該燃燒器喉具有一入口及一出口。該燃燒器喉之該入 _ σ適於自《燒器料部接㈣燒空氣^㈣燒器喉之該 出口係相鄰於該燃燒器碑之該外部表面定位，且經定位以 將燃燒空氣引入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器碑之該 外部表面之一燃燒區中。 該燃燒器總成之該第二態樣之點火通路在該燃燒器喉與 該燃燒器碑之該外部表面之間延伸通過該燃燒器碑且具 有一入口及一出口。該點火通路之該入口係相鄰於該燃燒 器喉定位，且該點火通路之該出口係相鄰於該燃燒器磚之 > 該外部表面定位。 該燃燒器總成之該第二態樣之燃燒器引燃總成係用於在 該燃燒器喉内產生-引燃火焰。該燃燒器引燃總成包括一 引燃燃料尖端及一引燃燃料立管。該引燃燃料立管具有適 於以流體方式連接至一燃料源之一入口及以流體方式連接 至該引燃燃料尖端一之出口。該引燃燃料尖端係安置於該 燃燒器喉内。 該燃燒器總成之該第二態樣之燃料注入總成適於將燃料 自位於該燃燒器喉外部之一個或多個燃料尖端注入至該爐 141615.doc 201009261 子中。該燃料注入總成包括一主要燃料尖端及一主要燃料 立官以將主要燃料注入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器 碑之該外部表面之一點火區中。該主要燃料立管具有適於 以流體方式連接至一燃料源之一入口及以流體方式連接至 該主要燃料尖端之一出口。該主要燃料尖端係至少部分地 安置於該爐子内且相鄰於該燃燒器磚之該外部表面定位。 該燃燒器總成之該第二態樣之點火通路接收由該燃燒器 引燃總成所產生之該引燃火焰之至少一部分，且將該火焰 或其部分引導至該點火區以便該火焰或其部分可接觸及點 燃由該主要燃料尖端注入至該點火區中之主要燃料。 在一第一態樣中，在不使一顯著量之燃料與燃燒空氣燃 燒器喉中混合之情形下實施本發明性方法。該方法包含以 下步驟： (a)將燃燒空氣引導通過該燃燒器喉而進入位於該爐子 内之一燃燒區中、且相鄰於該燃燒器碑之該外部表 面； ()藉助由燃燒器引燃總成提供之引燃燃料在該燃燒 器喉中產生一引燃火焰； ⑷將操作該燃燒器總成所需之實質上所有燃料自位於 該燃燒器喉外部之-個或多個燃料尖端注人至該爐 子中’該-個或多個燃料尖端包括__主要燃料尖端 、將主要燃料注入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒 器磚之該外部表面之一點火區中； (d)在該點火區中點燃主要燃科；及 141615.doc 201009261 (e)使已點燃之主要燃料與受引導通過該燃燒器喉之燃 燒空氣在該燃燒區中混合。 在一第二態樣中’本發明性方法包含以下步驟： (a) 透過該燃燒器喉將燃燒空氣引導至位於該爐子内且 相鄰於該燃燒器碑之該外部表面之一燃燒區中； (b) 藉助由一燃燒器引燃總成提供之引燃燃料在該燃燒 器喉中產生一引燃火焰； (c) 將燃料自位於該燃燒器喉外部之一個或多個燃料尖 端注入至該爐子中，該一個或多個燃料尖端包括一 主要燃料尖端以將主要燃料注入至位於該爐子内且 相鄰於该燃燒器碑之該外部表面之一點火區中； (d) 將該引燃火焰之至少一部分自該燃燒器喉引導至該 點火區且使用該引燃火焰或其部分以在該點火區中 點燃主要燃料；及 (e) 使已點燃之主要燃料與透過該燃燒器喉引導至該燃 燒區中之燃燒空氣混合。 【實施方式】 參照圖式，其圖解說明本發明性燃燒器總成且一般由編 號10表示其。如由該等圖式所顯示且如由熟習此項技術者 所理解，燃燒器總成10及其組件經設計與一爐子12(未顯 示總體爐子）相關聯且其可用於在一石油精煉廠、化學工 廠或其他應用中產生熱。燃燒器總成1〇附接至爐子12之一 壁14(例如，一側壁、底壁（地板）或頂壁（天花板且延伸至 該爐子之一爐子空間16中。燃燒器總成1〇亦可自由地豎放 141615.doc 201009261 於爐子12中，例如豎放於該爐子之地板上。爐子壁丨々包括 附接至其之一内部絕緣材料層14(a)。 由圖1及2所顯示之燃燒器總成1〇附接至一爐子之一側壁 14且與其水平地相關聯並相對於其向上點燃（上點燃）。如 下文所進一步論述，燃燒器總成1〇亦可以其他方式加以組 態且與爐子12相關聯。燃燒器總成丨〇將燃料氣體與空氣之 一混合物排出至爐子空間丨6中，使該混合物在存在燃料氣 體之情形下在該爐子空間中燃燒，同時產生一相對低含量 之氮氧化物（NOx)及碳產物。通常，將多個燃燒器總成1〇 設置於一單個爐子12中。 燃燒器總成10包含用於與爐子12相關聯之一燃燒器磚 18、一燃燒器引燃總成20及一燃料注入總成22。如由熟習 此項技術者所理解，燃燒器總成10可係一自然通風燃燒器 (亦即，燃燒所需之空氣係自然地通風至燃燒器磚18中）、 一強制通風燃燒器（例如，使用一風箱以將燃燒空氣吹入 至燃燒器碑18中）、一平衡通風燃燒器（例如，使用風箱以 將空氣既吹進又吹出該燃燒器以達成燃燒空氣之一適當平 衡）或其變型。 燃燒器磚18包括一底座24及將定位於爐子12内（以在爐 子空間16内延伸）之一外部表面26。外部表面％包括一頂 部區段28、一底部區段30及將該頂部區段連接至該底部區 段之一側壁區段32。燃燒器碑18之底座24附接至爐子壁 14。底部區段30自底座24稍微漸縮至側壁區段32。側壁區 段32包括一正面34及若干側面36。正面34包括一下部正面 141615.doc 12 201009261 34(a)及一傾斜正面34(b)。傾斜正面34(b)自下部正面34(匀 向内漸縮至燃燒器磚18之外部表面26之頂部區段28。 如該等圖式中所圖解說明，燃燒器總成1〇係一自然通風
燃燒器（亦即，燃燒所需之空氣自然地通風至燃燒器磚U .中）。充乳室38附接至爐子壁14之背部且附接至燃燒器 磚18之底座24以將燃燒空氣（在該等圖式中由箭頭祁圖解 說明）自爐子12外部提供至燃燒器總成1〇。充氣室38包括 一空氣入口42。一氣閘總成44附接至空氣入口42以調節引 入至充氣室38及燃燒器總成1〇中之空氣的量。一空氣開口 46延伸通過爐子壁14以允許空氣將自充氣室38引導至燃燒 器磚18。 一燃燒器喉48係透過燃燒器碑18安置。燃燒器喉48包括 界定及圍繞燃燒器喉之一喉壁5〇。燃燒器喉48具有一入口 52及一出口 54。入口 52適於自燃燒器喉48外部（具體而 言，充氣室38)接收燃燒空氣（由箭頭4〇表示）。燃燒器喉“ 參 之入口 52在延伸通過爐子壁14之空氣開口牝上方對準，從 而在燃燒器喉48與充氣室38之間提供流體連通。燃燒器喉 48之出口 54係相鄰於該燃燒器磚之外部表面％定位，且經 定位以將燃燒空氣（由箭頭40所表示）引入至位於爐子12内 且相鄰於燃燒器磚18之該外部表面之一燃燒區兄中。穿過 燃燒器喉48之出口 54將燃燒空氣排出至爐子^中之燃燒區 58中。 燃燒器喉48之壁50相鄰於燃燒器喉48之出口 “向内延伸 以形成一喉凸緣60。喉凸緣6〇用於穩定火焰。 141615.doc -13- 201009261 燃燒器引燃總成20係用於在燃燒器喉48内產生一引燃火 焰62。燃燒器引燃總成2〇包括一引燃燃料立管64及一引燃 燃料尖端66。引燃燃料立管64具有適於連接至一燃料源7〇 之一入口 68及以流體方式連接至引燃燃料尖端66之一出口 72。該引燃立管在爐子壁14中延伸通過空氣開口 46進入至 燃燒器喉48中。引燃尖端66係安置於燃燒器喉48内。較佳 地’燃燒器引燃總成2〇在產生火焰62之前使燃料與氧氣在 該燃燒器引燃總成中預混合。此可（例如）藉由在該引燃立 管之入口處使用一混合器喷嘴以達成。該混合器噴嘴中燃 料之原動力牽引空氣（包括氧氣）且使其與該燃料混合。 燃料注入總成22較佳地適於將燃燒器總成丨〇之操作所需 之實質上所有燃料自位於該燃燒器喉外部之一個或多個燃 料尖端74注入至爐子12中。如本文中及隨附申請專利範圍 中所使用，燃燒器總成10之操作所需之「實質上所有」燃 料意指操作該燃燒器所需之所有燃料，除操作燃燒器引燃 總成20中所使用之燃料外。燃料注入總成“包括主要燃料 立管76及主要燃料尖端78以將主要燃料注入至位於爐子。 内且相鄰於燃燒器碑18之外部表面26之點火區8〇中。主要 燃料立管7 6具有適於以流體方式連接至一燃料源8 4之入口 82及以流體方式連接至主要燃料尖端78之出口 86。較佳 地，主要燃料立管76之原本將延伸至爐子14中之部分係穿 過燃燒器磚18安置。主要燃料尖端78係至少部分地安置於 爐子12内且相鄰於燃燒器碑Η之侧壁區段Μ之正面Μ之下 部正面34(a)定位。主要燃料尖端78經定位以沿正面^將主 141615.doc •14· 201009261 要燃料注入至點火區80中。點火區80係相鄰於正面34之傾 斜正面34(b)定位。可使用複數個主要燃料立管76及主要燃 料尖端78及複數個點火區。圖1及3-5皆繪·示兩個主要燃料 立管76及兩個對應主要燃料尖端78，其各自朝向一單獨點 火區8 0注入主要燃料。 燃料注入總成22亦包括一補充燃料注入總成9〇。補充燃 料注入總成90經定位以將補充燃料注入至燃燒區58中。補 充燃料注入總成90包括補充燃料立管92及補充燃料尖端 ❹ 94。補充燃料立管92具有適於以流體方式連接至一燃料源 100之入口 98及以流體方式連接至補充燃料尖端94之出口 1 02。補充燃料立管92係穿過燃燒器磚1 8部分地安置且延 伸至安置於燃燒器磚18中之槽1〇4。每一槽1〇4包括一槽壁 106及一槽出口 1〇8。補充燃料立管92延伸通過槽之壁 1 〇6。補充燃料尖端94係定位於槽1 〇4内且經定位以通過該 等槽之出口 108將補充燃料注入至燃燒區58中。可利用複 φ 數個補充燃料立管92、補充燃料尖端94及對應槽1〇4。如 圖所繪示，燃料注入總成22包括兩個補充燃料立管92、兩 個補充燃料尖端94及兩個對應槽1 〇4。 燃燒器總成10進一步包含點火通路丨14以接收由燃燒器 引燃總成20所產生之火焰62的至少一部分。點火通路ιι4 將火焰62或部分的火焰62引導至點火區8〇，藉此火焰以或 部分的火焰62可點燃由主要燃料尖端78注入至該等點火區 中之主要燃料。點火通路114在燃燒器喉48與燃燒器碑18 之外》卩表面26(具體而言，燃燒器磚丨8之外部表面％的側 141615.doc 201009261 壁區段32之正面34的傾斜正面34(b))之間延伸通過燃燒器 碑18。點火通路114包括相鄰於燃燒器喉48定位之入口 n6 及相鄰於傾斜正面34(b)定位之出口 1! 8。 如所圖解說明，每一點火通路114接收火焰62之一部分 62(a) ’且將火焰部分62(a)引導至一點火區8〇。火焰部分 62(a)引導及點燃由主要燃料尖端78注入至點火區8〇中的主 要燃料。可使用複數個點火通路114。如所圖解說明，燃 燒器總成包括兩個點火通路114。 燃燒器總成10進一步包含火焰轉向器124以致使由燃燒 器引燃總成20所產生之至少一部分的火焰62轉向至點火通 路114中。如所圖解說明，火焰轉向器124適於使由燃燒器 引燃總成20所產生之火焰62的一部分（火焰部分62(a))被轉 向至點火通路114中’且由該燃燒器引燃總成所產生之火 焰62的一部分（火焰部分62(b))將穿過燃燒器喉48之出口 54 引導至燃燒區58中。可視需要調整形成火焰部分62(3)及 62(b)之火焰62的相對量。舉例而言，轉向至火焰部分 62(a)中之火焰62的量需要是足夠的以允許火焰部分62(a) 到達點火區80且點燃其中之主要氣體。 在由圖1 -7所顯示之燃燒器總成丨〇之實施例中，火焰轉 向器124係為碰撞區塊126，其相鄰於點火通路入口 1丨6附 接至燃燒器喉48之壁50。碰撞區塊126將火焰62分裂成火 焰部分62(a)及62(b)。其亦可經組態以使整個引燃火焰62 轉向至點火通路114中。 如最佳由圖4-7所顯示’透過點火通路114引導之火焰部 141615.doc -16- 201009261 分62(a)亦在燃燒器磚外部受操控。關於此方面，燃燒器總 成1〇包括轉動部件140，轉動部件14〇係相鄰於燃燒器磚18 之外部表面26定位，且經定位以自該等點火通路之出口 118跨越該燃燒器磚之外部表面重新導引火焰部分62(a)。 在一個實施例中，轉動部件14〇係在點火通路出口 118上方 定位於外部表面26之側壁區段32之正面34之傾斜正面34(b) 上之旋轉區塊。透過點火通路出口 u 8引導之火焰部分 • 62(a)碰撞於旋轉區塊142上且透過安置於前部傾斜正面 34(b)中之通道144跨越傾斜正面34(b)重新導引。 穩定部件150定位於燃燒器磚丨8之外部表面26上以接收 火焰部分62(a)(或其一部分）且促進所接收之火焰與由主要 燃料尖端78注入之主要燃料之接觸。具體而言，每一穩定 部件150附接至一對應旋轉區塊ι42且在對應通道ι44下方 並沿傾斜正面34(b)自其大致垂直延伸。穩定部件15〇充當 非流線型體，此乃因其接收以自旋轉區塊142之火焰（或其 ❿ 一部分）及自主要燃料尖端78排出之主要燃料兩者。使自 主要燃料尖端78排出之主要燃料減速或碰撞於穩定部件 1 50上，在該穩定部件處其由該等火焰點火。 可利用複數個旋轉區塊142、通道144及穩定部件15〇。 如所圖解說明，與兩個點火通路114中之每一者相關聯地 使用一旋轉區塊142、通道144及穩定部件150。 現在參照圖8-10，其圖解說明燃燒器總成1〇之額外組 態。如上文所提及，燃燒器總成1〇可以各種方式加以組熊 且與爐子12相關聯。舉例而言，燃燒器總成1〇可與爐子u 141615.doc 17 201009261 水平地或垂直地相關聯且可向上點燃（上點燃）或向下點燃 (下點燃）。燃燒器總成10可以任一定向與爐子丨2相關聯。 如由圖1及2所顯示，燃燒器總成10經設計及經組態以水 平地安裝於爐子12之一壁14上且相鄰於該爐子之一側壁垂 直地點燃。圖8圖解說明燃燒器總成1 〇之一設計及組態， 其適於垂直地安裝於爐子12之一壁14上且相鄰於該爐子之 一側壁垂直地點燃。由圖8所顯示之本發明性燃燒器總成 係沿該爐子之該側壁點燃。舉例而言，不同於由圖丨及2所 圖解說明之燃燒器喉4 8 ’由圖8所顯示之組態中之燃燒器 喉48並非「L」形而是筆直的。 圖9圖解說明燃燒器總成1 〇之一設計及組態，其適於垂 直地安裝於該爐子之地板14上且垂直地點燃至該爐子之内 部160中。由圖9所顯示之本發明性燃燒器總成可附接或自 由豎放於該爐子之内部1 60之一中間區域丨62中。此組態包 括多個主要燃料尖端及立管、點火通路及對應組件。其不 包括槽104及用於補充燃料注入之對應組件。 圖10圖解說明燃燒器總成10之一設計及組態，其類似於 由圖9所顯示之本發明性燃燒器總成’除在此組態中本發 明性燃燒器總成適於自爐子12之天花板14垂直地安裝且垂 直地向下點燃至該爐子之内部160之一中間區域162外。 現在參照圖11 A- 1 1C ’其圖解說明本發明性燃燒器總成 1 〇之一替代實施例。在此實施例中，點火通路丨丨4包括相 鄰於入口 116之康達表面170(Coanda surface)以致使由燃燒 器引燃總成20所產生之火焰62之至少一部分將轉向至點火 141615.doc -18· 201009261 通路114中《因此，未必需要火焰轉向器124。自引燃尖端 66排放之火焰62或其一部分（端視該火焰之速度、康達表 面之曲率及熟習此項技術者所熟知之其他因素）黏附至康 達表面170且遵循康達表面170之路柽進入至點火通路u4 中。視需要可與火焰轉向器124相關聯地利用康達表面 170 〇 如圖11A-11C所圖解说明，點火通路114亦可包括毗鄰於 點火通路114之出口丨18之康達表面174以致使透过出口 U8 引導之火焰部分02(a)之至少一部分將跨越燃燒器磚18之外 部表面26之側壁區段32之正面34之倾斜正面34(b)重新導 引。因此，未必需要轉動部件140。透過點火通路U4之出 口 118引導之火焰部分62(a)黏附至康達表面174且遵循康達 表面174之路徑以便其可由稳定部件15〇接收。在此實施例 中，穩定部件150係定位於出口 118下方之一凸緣178。視 需要則仍可利用轉動部件14〇。 現在參照圖12A-12C，其圖解说明本發明性燃燒器總成 ίο之另一替代實施例。在此實施例中，火焰轉向器124係 流體注入總成180，其與點火通路丨14相關聯以朝向點火區 80將流體注入至點火通路中以在注入通路丨〗4中形成低於 燃燒器喉48中之壓力之壓力。該等注入通路中之相對低壓 力將引燃火焰62或其一部分（火焰部分62a)牽引至注入通路 114中。流體注入總成180適於以流體方式連接至一燃料源 1 82，藉此該等流體注入總成可將燃料注入至點火通路i丄4 中。如由圖12C最佳所顯示，燃料噴射器通路19〇係形成於 141615.doc -19· 201009261 燃燒器磚18中。每一流體喷射器通路190自一主要燃料立 管76延伸至對應點火通路114。每一燃料噴射器通路19〇之 入口 192係以流體方式連接至對應主要燃料立管％且自 其接收主要燃料。每一燃料喷射器通路19〇之一出口 194係 以流體方式連接至對應點火通路114。以此方式，燃料可 自主要燃料立管76直接注入至點火通路114中以將引燃火 焰62或其一部分喷射自該等點火通路中。燃料噴射器通路 190中之主要燃料係由火焰62點燃且在該等通路中燃燒或 在該等點火區中點燃及燃燒。 現在參照圖13A-13C，其圖解说明本發明性燃燒器總成 10之另一替代實施例。在此實施例中，點火通路n4係以 自燃燒器嘴48徑向向外發散之角度透過燃燒器碑18安置。 在此實施例中，通路114自燃燒器喉48以甚大之角度（與如 圖5中所顯示之通路114自燃燒器喉48徑向向外發散之角度 相比較）徑向向外發散。此將自通路丨14排放之火焰置於更 靠近接近於主要燃料尖端78且幫助跨越傾斜正面34(b)導引 該等火焰。因出口 118之位置及火焰自其注入之角度而 未必需要轉動部件140。透過點火通路114之出口 U8引導 之火焰部分62(a)係由穩定部件196接收。穩定部件196係定 位於出口 118下方之凸緣198。視需要仍可利用轉動部件 140。 傾斜正面34(b)可係陡峭傾斜或緩和傾斜。一個決定因 素包括用於將主要燃料自主要燃料尖端78注入至傾斜正面 34(b)上之壓力。 141615.doc -20- 201009261 本發明性燃燒器總成之操作 發明性燃燒器總成i G燃燒各種不同類型之燃 料，包括天然氣、曱烷、氫氣、丙烷、丙烯、乙烷 i 丁烷丁烷、丁烯、其他典型精煉廠類型之燃料及其 混合物。該燃料較佳地係呈氣態形式，雖然藉助_燃料喷 霧器及如此項技術中所熟知之其他設備可使用液體燃料。 本發明性燃燒器總成10可用於在爐子空間16中燃燒燃料 以在不使-顯著量之燃料與燃燒空氣在燃燒器喉48中混合 之情形下產生熱。如本文中及隨附申請專利範圍中所使 用，「不使一顯著量之燃料與燃燒空氣在燃燒器喉48中混 合」意指不向該燃燒器喉添加燃料（例如，一次燃料），除 結合在其中產生引燃火焰62添加至該燃燒器喉之燃料外。 本發月1±燃燒器總成10附接至爐子壁14以便燃燒器碑1 8 之外部表面延伸至爐子空間16中。燃燒器總成1〇亦可自由 地豎放於爐子12之内部中。如上文所解釋，燃燒空氣（在 該等圖式中由箭頭40圖解說明）係透過空氣開口46自充氣 室38提供至燃燒器喉入口 52。 燃燒空氣係自充氣室38引導至燃燒器喉48中且穿過該燃 燒器喉之出口 54進入至燃燒區58中。燃燒區58係位於爐子 12内且相鄰於燃燒器磚丨8之外部表面26。一引燃火焰以藉 助由燃燒器引燃總成20所提供之引燃燃料產生於燃燒器喉 48内。在產生該引燃火焰之前，氧氣與該引燃燃料在燃燒 器引燃總成20令預混合。 燃燒器總成1 0之操作所需之實質上所有燃料係自位於燃 341615.doc -21 - 201009261 燒器喉48外部之燃料尖端74注入至爐子12中。如上文所陳 述’如本文中及隨时請專利㈣中所使用，燃燒器總成 10之操作所需之「實質上所有」燃料意指操作該燃燒器所 需之所有燃料，除操作燃燒器引燃總成20中所使用之燃料 外。燃料尖端74包括主要燃料尖端78。±要燃料尖端顺 主要燃料注入至位於爐子12内且相鄰於燃燒器磚18之外部 表面26之點火區80中。在點火區80中點燃主要燃料。然後 使已點燃的主要燃料與燃燒空氣在燃燒區58中混合。用於 在該爐子中產生熱之燃料之一級燃燒在燃燒區58中發生。 在一個實施例中，使用在燃燒器喉48中所產生之引燃火 焰62之至少一部分以在點火區8〇中點燃主要燃料。引燃火 焰6 2或部分之引燃火焰6 2係穿過在燃燒器喉4 8與該燃燒器 碑之外部表面26之間延伸通過燃燒器磚18的點火通路】14 引入至點火區80中，藉此該引燃火焰或部分的引燃火焰可 接觸及點燃點火區80中之燃料。 引燃火焰62或部分的引燃火焰62係轉向至點火通路114 中。較佳地，該引燃火焰之第一部分62(3)係轉向至點火通 路114中且允許該引燃火焰之一第二部分62(b)穿過燃燒器 喉48引導至燃燒區58中。在一個實施例中，藉由使該引燃 火焰或部分之引燃火焰碰撞於位於該燃燒器喉中之火焰轉 向器124以使該引燃火焰或部分之引燃火焰轉向至該等點 火通路中。在另一實施例中，點火通路114包括康達表 面’且引燃火炮62或部分之引燃火焰62藉由在該等康達表 面上導引該引燃火焰或部分之引燃火焰以轉向至該等點火 141615.doc -22- 201009261 通路中。在又一實施例中，藉由使該等點火通路中之壓力 低於在燃燒器喉48中之壓力以使引燃火焰62或部分之引燃 火丈a 62轉向至點火通路114中。藉由朝向點火區go將一喷 射器流體注入至該等點火通路中以較佳地致使點火通路 . 114中之壓力低於燃燒器喉48中之壓力。較佳地，該喷射 器流體係燃料。 燃料尖端74亦包括補充燃料尖端94以將補充燃料注入至 鲁 燃燒區58中。補充燃料係自補充燃料尖端94注入至槽1 〇4 中且注入至燃燒區58中。隨著補充燃料的燃燒其藉由將 火焰牵引更靠近於爐子12之側壁14以控制燃燒區58中之火 文曰。本文中對術語「補充」之使用不應被理解為意指比較 於透過主要燃料尖端78，透過補充燃料尖端94引導之燃料 較少。在某些應用中，藉由補充燃料尖端94排出至燃燒區 58中之補充燃料之體積可超過由主要燃料尖端排出之主 要燃料之體積。 φ 為進一步圖解說明本發明，提供以下實例及測試資料。 /貝J試本發明性燃燒器總成丨〇之效能。受測試之燃燒器總 成10—般像圖1-7中所顯示之燃燒器總成10一樣經組態。 田開始每一測試時，爐子12係冷的。一點燃程序後得到 下文所顯示之測試資料。該點燃程序包括以下步驟：打開 爐子氣閘，在12% 〇2下以約〇75 MMBtu/hr之一熱釋放持 續1 〇刀鐘以暖機該爐子，且然後在9% 〇2下將該熱釋放増 加至約1.25 MMBtu/hr持續約30分鐘。 在啟動期間，將主要燃料注入至傾斜正面释）上且使 141615.doc -23· 201009261 其碰撞於火焰穩定部件150上。引燃火焰62之一部分(已與 氧氣預混合）係藉助火焰轉向器124透過點火通路轉 向。已轉向火焰係自點火通路114排出且藉助旋轉區塊142 重新導引至火焰穩定部件15()上。使該已轉向火焰及自主 要燃料尖端78注入之主要燃料在點火區8〇中接觸，且在其 中點燃主要燃料。該已點燃之主要燃料在傾斜正面34沙）上 方繼續向上流動至燃燒區58中。火焰62之一部分退出燃燒 器喉48之出口 54。從而提供一額外點火源且穩定該燃燒 器。在燃燒區58中’補充燃料、以自燃燒器喉48之燃燒空 氣及該已點燃之主要燃料以一其中產生一相對低含量之氮 氧化物之方式進一步燃燒。 產生以下測試資料。 測試資料 資料组1(點火）·· 燃料 100% TNG 燃料流動速率 793.0 scfh 燃料溫度 94°F 燃燒空氣溫度 76°F 煙囪溫度 648°F 爐子溫度 799°F 較低爐子溫度 278°F 燃料壓力 2.6 psig 用於引燃之經預混合之氣醴 141615.doc • 24· 201009261 燃燒器熱釋放 0.72 MMBtu/hr 燃燒器流動速率 793 scfh 燃燒器較低加熱值 913.00 Btu/scf ΝΟχ排放 9.72 ppmvd CO排放 307.94 ppmvd 〇2(乾） * Tulsa天然氣 14.34%vd 資料組2(快速暖機）： ® 燃料 100% TNG* 燃料流動速率 1102.0 scfh 燃料溫度 94°F 燃燒空氣溫度 77°F 煙囪溫度 796°F 爐子溫度 960°F 較低爐子溫度 394°F 1 爐子通風 0.25 in. H20 dP燃燒器 0.23 in. H20 燃料壓力 用於引燃之經預混合之氣體 4.8 psig 燃燒器熱釋放 1.01 MMBtu/hr 燃燒器流動速率 1102 scfh 燃燒器較低加熱值 913.00 Btu/scf ΝΟχ排放 9.99 ppmvd CO釋放 653.77 ppmvd** 141615.doc •25 201009261 02 (乾） 12.23%vd * Tulsa天然氣 * *此值可以一較慢暖機速率顯著減少 資料組3(正常操作，TNG*): 燃料 100°/。TNG* 燃料流動速率 燃料溫度 燃燒空氣溫度 煙囪溫度 爐子溫度 較低爐子溫度 爐子通風 dP燃燒器 燃料壓力用於引燃之經預混合之氣體 燃燒器熱釋放 燃燒器流動速率 燃燒器較低加熱值 NOx排放 CO排放 〇2(乾） *Tulsa天然氣
1806.0 scfh 99°F
83°F
1417°F
1573°F 1249°F 0.22 in. H20 0.15 in. H2〇 12.1 psig 1.65 MMBtu/hr 1806 scfh 913.00 Btu/scf 10.92 ppmvd 0.0 ppmvd 4.01%vd 資料組4(正常操作，高氫燃料）： 燃料 47.70% TNG* 141615.doc -26- 201009261
20.79%丙烷 31.51% H2 燃料流動速率 811.0 scfh TNG 353 scfh丙烧 536 scfh H2 燃料溫度 106°F 燃燒空氣溫度 82°F 煙囪溫度 1448°F 爐子溫度 1591°F 較低爐子溫度 1283°F 爐子通風 0.24 in. H2〇 dP燃燒器 0.17 in. H2〇 燃料壓力 12.1 psig 用於引燃之經預混合之氣體 燃燒器熱釋放 1.71 MMBtu/hr 燃燒器流動速率 1701 scfh 燃燒器較低加熱值 1003.00 Btu/scf NOx排放 20.27 ppmvd CO排放 0.0 ppmvd 〇2(乾） *Tulsa天然氣 3.88%vd 資料組5(正常操作， 其中空氣預加熱之高氫燃料） 燃料 48.01% TNG* 20.47%丙烷 141615.doc -27- 201009261 燃料流動速率
31.53% H2 818.0 scfh TNG 350 scfh丙烧 燃料溫度 燃燒空氣溫度 煙囪溫度 爐子溫度 較低爐子溫度 爐子通風 dP燃燒器 燃料壓力 用於引燃之經預混合之氣體 燃燒器熱釋放 燃燒器流動速率 燃燒器較低加熱值 NOx排放 CO排放 〇2(乾） *Tulsa天然氣
537 scfh Η 120°F
554°F
1525°F
1674°F 1361°F 0.28 in. H20 0.24 in. H20 14.0 psig 1.70 MMBtu/hr 1704 scfh 998.39.00 Btu/scf 26.06 ppmvd 0.0 ppmvd 2.97 %vd 因此，本發明性燃燒器總成10執行地極好。在該燃燒器 總成之正常操作期間實質上觀察不到一氧化碳排放物。氮 氧化物排放物極低。 141615.doc -28- 201009261 熟習此項技術者自對本文中所揭示之此說明書或本發明 之實踐之考量可顯而易見本發明之其他實施例。因此，前 述說明書僅視為本發明之實例性說明，其中其真正範疇係 由下文申請專利範圍加以界定。 因此，本發明極適於實施該等目標及獲得所提及及所提 到之彼等其中固有之結果及優點。 【圖式簡單說明】
圖1係本發明性燃燒器總成之一正面透視圖。 圖2係本發明性燃燒器總成沿圖1中之線2-2截取之一載 面圖。圖2亦圖解說明燃燒空氣及由本發明性燃燒器總成 之燃燒器引燃總成所產生之火焰之流動。 圖3係本發明性燃燒器總成之—正視圖且進一步圖解說 明一火焰跨越燃燒器磚之外部之偏斜。 圖4係由圖3所顯示之燃燒器碑外部之一放大詳細視圖。 圖5係本發明性燃燒器總成之一局部俯視圖。 圖6係本發明性燃燒器總成之—轉動部件及敎部件之 一放大正面透視圖。 圖7係沿圖6中之線7_7截取之一截面圖。 圖8係本發明性燃燒器總成之—替代组態之—截面圖。 圖9係本發明性燃燒器總成之另一組態之—截面圖。 圖10係本發明性燃燒器總成之又一組態之—截面圖。 圖11A係該燃燒器磚外部之一 一… 卜丨&正視®且圖解說明本發明 性燃k器總成之一替代實施例。 圖11B係由圖11 a所顧干之眚谂办丨> 所顯不之實施例之一局部俯視圖。 141615.doc -29- 201009261 圖lie係沿圖11A之線11C-11C截取之一截面图。 圖12A係該燃燒器碑外部之一正視圖且圖解說明本發明 性燃燒器總成之另一替代實施例。 圖12B係由圖12A所顯示之本發明性燃燒器總成之實施 例之一局部俯視圖。 圖12C係沿圖12A之線11C-11C截取之一戴面图。 圖13 A係該燃燒器磚外部之一正視圖且圖解說明本煢明 性燃燒器總成之又一替代實施例。 圖13B係由圖13A所顯示之本發明性燃燒器總成之實施 例之局部俯視圖。 圖13C係沿圖13A之線11C-11C截取之一戴面圖。 【主要元件符號說明】 10 燃燒器總成 12 爐子 14 爐子壁 14a 内部絕緣材料層 16 爐子空間 18 燃燒器磚 20 燃燒器引燃總成 22 燃料注入總成 24 底座 26 外部表面 28 頂部區段 30 底部區段 141615.doc 201009261
32 侧壁區段 34 正面 34a 下部正面 34b 傾斜正面 36 側面 38 充氣室 42 空氣入口 44 氣閘總成 46 空氣開口 48 燃燒器喉 50 喉壁 52 入口 54 出口 58 燃燒區 60 喉凸緣 62 引燃火焰 62a 火焰部分 62b 火焰部分 64 引燃燃料立管 66 引燃燃料尖端 68 入口 70 燃料源 72 出口 74 燃料尖端 141615.doc -31 · 201009261 76 主要燃料立管 78 主要燃料尖端 80 點火區 82 入口 84 燃料源 86 出口 90 補充燃料注入總成 92 補充燃料立管 94 補充燃料尖端 98 入口 100 燃料源 102 出口 104 槽 106 壁 108 出π 114 點火通路 116 入口 118 出口 124 火焰轉向器 126 碰撞區塊 140 轉動部件 142 旋轉區塊 144 通道 150 穩定部件 141615.doc - 32 - 201009261 170 康達表面 174 康達表面 178 凸緣 180 流體注入總成 182 燃料源 190 燃料噴射器通路 192 入口 194 出口 196 穩定部件 198 凸緣
141615.doc -33-

Claims (1)

  1. 201009261 七、申請專利範圍： 1. 一種用於一爐子之燃燒器總成，其包含： 一燃燒器磚’其用於與該爐子相關聯，該燃燒器碑包 括：
    一外部表面，其將定位於該爐子内；及 一燃燒器喉，其位於穿過該燃燒器磚，該燃燒器喉 具有一入口及一出口 ’該燃燒器喉之該入口適於自該燃 燒器喉外部接收燃燒空氣，該燃燒器喉之該出口係相鄰 於该燃燒器磚之該外部表面定位，且經定位以將燃燒空 氣引入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器碑之該外部表 面之一燃燒區中； 火”、燒器引燃總成，其用於在該燃燒器喉内產生一引 燃火焰該燃燒器引燃總成包括一引燃燃料尖端及一引 燃燃料2管’該引燃燃料立管具有適於以流體方式連接 、料原之入口及以流體方式連接至該引燃燃料央 端之出口，邊引燃燃料尖端係安置於該燃燒器喉内；及 燃料注入總成，其適於將實質上所有用以操作該燃 燒器總成所需之燃料自位於該燃燒器喉外部之—個或多、 個燃料尖端注入至該爐子中，該燃料注入總成包括一主 要燃料尖端及—主要燃料立管，以將主要燃料注入至位 :該爐子内且相鄰於該燃燒器碑之該外部表面之一點火 之心㈣料立管具有適於以流體方式連接至1 入口及以流體方式連接至該燃料尖端之一 ，該燃料尖端係至少部分地安置於該爐子内且定位於 141615.doc 201009261 相鄰該燃燒器磚之該外部表面處。 2·如請求項1之燃燒器總成’其中該燃燒器碑進一步包括 一點火通路，其用以接收由該燃燒器引燃所產生之該火 焰之至少一部分’並將該火焰或部分之該火焰引導至該 點火區’藉此該火焰或部分之該火焰可接觸及點燃由該 主要燃料尖端注入至該注入區中之主要燃料，該注入通 路延伸通過在該燃燒器喉與該燃燒器磚之該外部表面之 間的§玄燃燒器碑’且具有一入口及一出口，該點火通路 之該入口定位於相鄰該燃燒器喉處且該點火通路之該出 口定位於相鄰該燃燒器磚之該外部表面處。 3·如請求項2之燃燒器總成’其中該燃燒器引燃總成適於 在產生該火焰之前，使氧氣與燃料在該燃燒器引燃總成 中預混合。 4·如請求項2之燃燒器總成，其中該點火通路包括一康達 表面’以使由該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之至少 一部分將轉向至該點火通路中。 5. 如請求項2之燃燒器總成，其進一步包含一火焰轉向 器’以使由該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之至少一 部分將轉向至該點火通路中。 6. 如請求項5之燃燒器總成，其中該火焰轉向器適於使由 該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之一部分將轉向至該 點火通路中，且由該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之 一部分將透過該燃燒器喉之該出口引導至該燃燒區中。 7. 如請求項5之燃燒器總成，其中該火焰轉向器係位於該 141615.doc 201009261 8. 9. 10. ❿ 11. 12. 13. 14. 燃燒器喉中之一碰撞部件。 如請求項7之燃燒器總成，其中該火焰轉向器係一流體 注入總成’其與該點火通路相關聯以朝向該點火區將流 體注入至該點火通路中。 如請求項8之燃燒器總成，其中該流體注入總成適於以 流體方式連接至一燃料源，藉此該流體注入總成可將燃 料注入至該點火通路中。 士》青求項1之燃燒器總成，其中該燃燒器碑之該外部表 面包括一頂部區段、一底部區段及將該頂部區段連接至 該底部區段之一側壁區段。 如明求項10之燃燒器總成，其中該主要燃料燃燒尖端及 該點火區係相鄰於該燃燒器碑之該外部表面之該側壁區 段定位。 如請求項11之燃燒器總成，其中該燃料注入總成進一步 包括一補充燃料尖端及補充燃料立管以將補充燃料注入 至該燃燒區中，該補充燃料立管具有適於以流體方式連 接至一燃料源之一入口及連接至該補充燃料尖端之一出 Π ° 如請求項12之燃燒器總成，其中該補充燃料立管係部分 位於穿過該燃燒器磚且延伸進入位於該燃燒器磚内之一 槽中，該燃燒器磚包括相鄰於該燃燒區定位之一出口， 且該補充燃料尖端係安置於該槽中。 如請求項2之燃燒器總成，其進一步包含一轉動部件， 該轉動部件位於相鄰該燃燒器磚之該外部表面處，且經 141615.doc I 201009261 定位以從該點火通路之該出口跨越該燃燒器碑之該 表面重新導引該火焰或該火焰之一部分。 15. 如請求項14之燃燒器總成’其進一步包含一穩定部件 該穩定部件定位於該燃燒器磚之該外部表面上，以接收 該火焰或該火焰之一部分且促進該火焰或該火焰之—部 分與由該主要燃料尖端注入之燃料的接觸。 16. 如請求項15之燃燒器總成，其中該穩定部件附接至該轉 動部件並沿該燃燒器磚之該外部表面自該轉動部件大致 垂直延伸，且該穩定部件自該轉動區塊接收該火焰或該 火焰之一部分。 17. 如請求項丨之燃燒器總成，其十該燃料注入總成進—步 包括一補充燃料尖端及補充燃料立管，該補充燃料立管 具有一入口，該入口適於以流體方式連接至一燃料源， 並具有一出口，該出口連接至該補充燃料尖端，該補充 燃料尖端係至少部分設置於該爐子内且經定位以將該補 充燃料排出至該燃燒區中。 18· —種用於一爐子之燃燒器總成，其包含： 一燃燒器磚，其用於與該爐子相關聯，該燃燒器磚包 括： 一外部表面，其將定位於該爐子内；及 一燃燒器喉’其位於穿過該燃燒器磚，該燃燒器喉 具有入口及一出口 ’該燃燒器喉之該入口適於自該燃 燒器喉外部接收燃燒空氣，該燃燒器喉之該出口係定位 於相鄰”玄燃燒器磚之該外部表面處且經定位以將燃燒 141615.doc 201009261 工氣引入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器碑之該外部 表面的一燃燒區中； 點火通路，其延伸通過在該燃燒器喉與該燃燒器碑 之該外部表面之間的該燃燒器磚，且具有一入口及一出 口 °亥點火通路之該入口定位於相鄰該燃燒器喉處，且 . 該點火通路之該出口係定位於相鄰該燃燒器磚之該外部 表面處； Φ 一燃燒器引燃總成，其用於在該燃燒器喉内產生一引 燃火焰，該燃燒器引燃總成包括一引燃燃料尖端及一引 燃燃料立管，該引燃燃料立管具有適於以流體方式連接 至一燃料源之一入口及以流體方式連接至該引燃燃料尖 端之一出口，該引燃燃料尖端係安置於該燃燒器喉内；及 燃料/主入總成，其適於將燃料自位於該燃燒器喉外 部之一個或多個燃料尖端注入至該爐子中，該燃料注入 總成包括一主要燃料尖端及一主要燃料立管，以將主要 ❿ 燃料注入至位於該爐子内且相鄰於該燃燒器碑之該外部 表面之一點火區中，該主要燃料立管具有適於以流體方 式連接至一燃料氣體源之一入口及以流體方式連接至該 主要燃料尖端之一出口，該主要燃料尖端係至少部分安 置於該爐子内且定位於相鄰該燃燒器碑之該外部表面 處’藉此該點火通路接收由該燃燒器引燃總成所產生之 該引燃火焰之至少一部分且將該火焰或部分之該火焰引 導至該點火區，以使該火焰或部分之該火焰可接觸及點 燃由該主要燃料尖端注入至該點火區中之主要燃料。 141615.doc 201009261 19. 如s青求項18之燃燒器總成，其中該燃料注入總成適於將 操作該燃燒器總成所需之實質上所有燃料自位於該燃燒 器喉外部之一個或多個燃料尖端注入至該爐子中。 20. 如請求項18之燃燒器總成，其中該燃燒器引燃總成適於 在產生該火焰之刖使氧氣與引燃燃料在該燃燒器引燃總 成中預混合。 21. 如請求項18之燃燒器總成’其中該點火通路包括一康達 表面，以使由該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之至少 一部分將轉向至該點火通路中。 22. 如請求項18之燃燒器總成，其進一步包含一火焰轉向 器’以使由該燃燒器引燃總成所產生之該火焰的至少一 部分將轉向至該點火通路中。 23. 如請求項22之燃燒器總成，其中該火焰轉向器適於使由 該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之一部分轉向至該點 火通路中，且使由該燃燒器引燃總成所產生之該火焰之 一部分引導通過該燃燒器喉之該出口而進入該燃燒區 中。 24. 如請求項22之燃燒器總成，其中該火焰轉向器係位於該 燃燒器喉中之一碰撞部件。 25. 如請求項22之燃燒器總成，其中該火焰轉向器係一流體 注入總成，其與該點火通路相關聯以朝向該點火區將流 體注入至該點火通路中。 26. 如請求項25之燃燒器總成，其中該流體注入總成適於以 流體方式連接至一燃料源，藉此該流體注入總成可將燃 141615.doc 201009261 料注入至該點火通路中。 27.如請求項18之燃燒器總成，其中該燃燒器磚之該外部表 面包括一頂部區段、一底部區段及將該頂部區段連接至 該底部區段之一側壁區段。 28·如明求項27之燃燒器總成，其中該主要燃料燃燒尖端及 該點火區係位於相鄰該燃燒器磚之該外部表面之該側壁 區段處。 29.如請求項28之燃燒器總成，其中該燃料注入總成進一步 ^ 包括一補充燃料尖端及補充燃料立管，以將補充燃料注 入至該燃燒區中，該補充燃料立管具有適於以流體方式 連接至一燃料源之一入口及連接至該補充燃料尖端之一 出α ° 3 0.如請求項29之燃燒器總成，其中該補充燃料立管係局部 位於通過該燃燒器磚且延伸進入一位於該燃燒器碑之一 槽内，該槽包括一定位於相鄰該燃燒區處之出口，且該 赢 補充燃料尖端係位於該槽中。 31. 如請求項18之燃燒器總成，其中該燃燒器總成包括多於 一個點火通路、多於一個點火區及多於一個主要燃料燃 燒尖端’該等點火區及主要燃料燃燒尖端係定位於相鄰 該燃燒器碑之該外部表面之該側壁區段處。 32. 如請求項3 1之燃燒器總成，其中該燃料注入總成包括多 於一個補充燃料尖端，該等補充燃料尖端經定位以將補 充燃料排出至該燃燒區中。 33·如請求項18之燃燒器總成，進一步包含一轉動部件，該 141615.doc 201009261 轉動部件位於相鄰該燃燒器磚之該外部表面處，且經定 位以將該火焰或該火焰之一部分自該點火通路之該出口 重新導引跨越該外部表面。 34·如请求項33之燃燒1§總成，進一步包含·一穩定部件，該 穩定部件定位於該燃燒器磚之該外部表面上，以接收該 火焰或該火焰之一部分且促進該火焰或該火焰之一部分 與由該主要燃料尖端注入之燃料的接觸。 35.如請求項34之燃燒器總成，其中該穩定部件附接至該轉 動部件且沿該燃燒器碑之該外部表面自該轉動部件大致 垂直延伸，且該穩定部件自該轉動區塊接收該火焰或該 火焰之一部分。 36. 一種使用一燃燒器總成之方法，該燃燒器總成包括一燃 燒器碑及通過其延伸之一燃燒器喉，以在一爐子空間中 燃燒燃料，以便在不使一顯著量之燃料與燃燒空二該 燃燒器喉中混合之情形下產生熱，該方法包含： 導至位於該爐子内且相 一燃燒區中； 之引燃燃料在該燃燒器 穿過該燃燒器喉將燃燒空氣引 鄰於該燃燒器磚之該外部表面的 藉助由一燃燒器引燃總成提供 喉中產生一引燃火焰； 將該燃燒器總成之操作所 於該燃燒器喉外部之一個或 中，該一個或多個燃料尖端 要燃料注入至位於該爐子内 部表面之一點火區中； 需之實質上所有的燃料自位 多個燃料尖端注人至該爐子 包括一主要燃料尖端以將主 且相鄰於該燃燒器磚之該外 141615.doc 201009261 在該點火區中點燃主要燃料；及 使已點燃之主要燃料與通過該燃燒器喉引導之燃燒空 氣在該燃燒區中混合。 37.如請求項36之方法’其中使用在該燃燒器喉中所產生之 該引燃火焰的至少一部分以在該點火區中點燃主要燃 料。 3 8.如請求項37之方法，其中使用該引燃火焰或部分之該引 燃火焰以藉由穿過在該燃燒器喉與該燃燒器碑之該外部 表面之間延伸通過該燃燒器磚之一點火通路將該引燃火 焰或部分之該引燃火焰引導至該點火區中以在該點火區 中點燃主要燃料’藉此該引燃火焰或部分之該引燃火焰 可接觸及點燃該注入區中之燃料。 39.如请求項38之方法，其進一步包含在產生該引燃火焰之 前，使氧氣與該引燃燃料在該燃燒器引燃總成中預混合 之步驟。
    40.如請求項39之方法，其進一步包含使該引燃火焰或部分 之該引燃火焰轉向至該點火通路中之步驟。 41.如請求項38之方法，其進一步包含使該引燃火焰之—第 一部分轉向至該點火通路中，且允許該引燃火焰之—第 二部分將通過該燃燒器喉引導至該燃燒區中。 42.如請求項4G之方法’其中藉由使該引燃火焰或部分之該 引燃火焰碰撞於位於該燃燒器喉中之一轉向部件上， 使該引燃火焰或部分之該引燃火焰轉向至該點火^ 中。 141615.doc 201009261 43·如請求項40之方法，其中該點火通路包括一康達表面， 且藉由將該引燃火焰或部分之該引燃火焰導引於該康達 表面上以使該引燃火焰或部分之該引燃火焰轉向至該點 火通路中。 44.如请求項4〇之方法，其中藉由使該點火通路中之壓力低 於該燃燒器喉中之壓力以使該引燃火焰或部分之該引燃 火焰轉向至該點火通路中。 45·如請求項44之方法，其中藉由朝向該點火區將一喷射器 流體注入至該點火通路中以使該點火通路中之壓力低於 該燃燒器喉中之壓力。 46. 如請求項45之方法，其中該喷射器流體係燃料。 47. 如請求項36之方法，其中該一個或多個燃料尖端包括一 補充燃料尖端’以將補充燃料注入至該燃燒區中，且該 方法進一步包含將補充燃料注入至該燃燒區甲之步驟。 48. 種使用一燃燒器總成之方法，該燃燒器總成包括一燃 燒器磚及延伸穿過該燃燒器碑之一燃燒器喉，以在一爐 子空間中燃燒燃料以產生熱，該方法包含： 穿過該燃燒器喉將燃燒空氣引導至位於該爐子内且相 鄰於該燃燒器碍之該外部表面的一燃燒區中； 藉助由一燃燒器引燃總成提供之引燃燃料在該燃燒器 喉中產生一引燃火焰； 將燃料自位於該燃燒器喉外部之一個或多個燃料尖端 注入至該爐子中，該一個或多個燃料尖端包括一主要燃 料尖端以將主要燃料注入至位於該爐子内且相鄰於該燃 141615.doc -10- 201009261 燒器磚之該外部表面的一點火區中； 將該引燃火焰之至少一部分自該燃燒器喉引導至該點 火區且使用該引燃火焰或部分之該引燃火焰以在該點火 區中點燃主要燃料；及 使已點燃之主要燃料與通過該燃燒器喉引導至該燃燒 區中之燃燒空氣混合。 49. 如請求項48之方法，其中藉由穿過在該燃燒器喉與該燃 燒器碑之該外部表面之間延伸通過該燃燒器磚之一點火 通路引導該引燃火焰或部分之該引燃火焰以將該引燃火 焰或部分之該引燃火焰自該燃燒器喉引導至該點火區。 50. 如請求項48之方法，其中將該燃燒器總成之操作所需之 實質上所有燃料自位於該燃燒器喉外部之一個或多個燃 料尖端注入至該爐子中。 51. 如請求項49之方法，進一步包含在產生該引燃火焰之前 使氧氣與該引燃燃料在該燃燒器引燃總成中預混合之步 驟。 52. 如請求項49之方法，進一步包含使該引燃火焰或部分之 该引燃火焰轉向至該點火通路中之步驟。 53. 如咐求項49之方法，進一步包含使該引燃火焰之一第一 部分轉向至該點火通路中，且允許該引燃火焰之一第二 部分將通過該燃燒器喉引導至該燃燒區中。 54. 如請求項52之方法，其中藉由使該引燃火焰或部分之該 引燃火焰碰撞於位於該燃燒器喉中之一轉向部件上以 使該引燃火焰或部分之該引燃火焰轉向至該點火通路 141615.doc 201009261 中。 55. 56. 57. 58. 59. 如請求項52之方法，其中該點火通路包括—康達表面， 且藉由將該引燃火焰或部分之該引燃火焰導引於該康達 表面上以使該引燃火焰或部分該引燃火焰轉向至該點火 通路中。 如。青求項52之方法’其中藉由使該點火通路中之壓力低 於該燃燒器喉中之壓力以使該引燃火焰或部分之該引燃 火焰轉向至該點火通路中。 :f求項56之方法，其中藉由朝向該點火區將一喷射器 机艘1入至該點火通^中以使該點火通路中之壓力低於 該燃燒器喉中之壓力。 如二求項57之方法，其中該喷射器流體係燃料。 如請求項48之：^、土 ^ 法’其中該一個或多個燃料尖端包括一 補充，料尖端以將補充燃料注人至該燃燒區中，且該方 、、進7包含將補充燃料注入至該燃燒區中之步驟。 141615.doc
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