[发明专利]燃烧器和向燃烧器供应燃料的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种燃烧器以及向燃烧器供应燃料的方法。

背景技术

燃烧器通常用于工业及发电运行中，将燃料点燃以产生具有高温高压的燃烧气体。燃烧器的设计和运行受各种竞争性考虑因素的影响。例如，较高燃烧气体温度通常提高燃烧器的热力效率。然而，较高的燃烧气体温度也会促使产生回火或增强稳燃条件，在这种条件下燃烧火焰向通过喷嘴供应的燃料移动，从而可能导致喷嘴在相对短的时间内被严重损坏。此外，较高的燃烧气体温度通常会提高二价氮的分裂速度，因此增加了氮氧化物（NO_X）的产量。相反，与降低燃料流率和/或部分负荷运行（关闭（turndown））相关的较低燃烧气体温度通常会降低燃烧气体的化学反应速率，因此增加了一氧化碳和未燃碳氢化合物的产量。

在一种特别的燃烧器设计中，可在端帽中径向设置多个管，为工作流体流过端帽进入燃烧器提供流体连通。燃料可被送进端帽内的气室（plenum），以从管的外面流过，在流进管内与工作流体混合前对管进行对流冷却。燃料与工作流体在管内的混合得到加强允许较高运行温度下的较稀薄燃烧，同时防止产生回火或稳燃并控制不良排放物。但是，燃料在进入管之前由其提供的对流冷却可导致燃料不均匀加热。由此，流过管的燃料的温度和密度的变化可在管内产生热应力和/或不均匀的流体－工作流体比率，这又不利地对火焰稳定性、燃烧器性能和/或不良排放物产生影响。因此，有益的是，提供一种改进的燃烧器以及为燃烧器提供燃料的方法，所述方法减小了管内热应力并且/或者减少流过管的燃料的温度和密度变化。

发明内容

本发明的各方面和优势通过以下描述进行详细说明，或者通过描述清楚明了，或者通过本发明的实践为人所了解。

本发明的一个实施例为燃烧器，所述燃烧器包括端帽，所述端帽被配置径向延伸穿过至少一部分燃烧器，其中，端帽包括与下游面轴向分开的上游面。端帽护罩周向包围至少一部分的上游面和下游面，多个管从上游面延伸穿过下游面以提供穿过端帽的流体连通。上游面和下游之间的气室位于所述端帽内。第一导流板朝端帽护罩径向穿过所述气室，板片在所述气室内在第一导流板和上游面之间径向延伸。

本发明的另一个实施例为燃烧器，所述燃烧器包括上游面、与上游面轴向分开的下游面和周向包围至少一部分上游面和下游面的端帽护罩。多个管从上游面延伸穿过下游面，并且气室位于上游面和下游面之间。管道在所述气室内延伸，为所述气室提供流体连通。与所述管道连接的第一导流板朝端帽护罩径向延伸穿过所述气室，并且板片在所述气室内在第一导流板和上游面之间径向延伸。

本发明的实施例还可包括向燃烧器供应燃料的方法，所述方法包括：工作流体流过多个从上游面向下游面轴向延伸的管。所述方法还包括燃料流进上游面与下游面之间的气室，沿位于上游面和下游面之间并且环绕所述多个管的第一导流板对燃料进行第一方向上的径向分配，以及燃料轴向流过气室内的在第一导流板和上游面之间径向延伸的板片。

本领域的技术人员会对这些实施例的特征和方面有更好的理解，其他人通过对本说明书的回顾可对这些实施例的特征和方面有更好的理解。

附图说明

包括对于本领域技术人员来说的本发明最佳方式的本发明完整披露在说明书的其余部分参考以下附图进行详细说明，其中：

图1是根据本发明一个实施例的示例燃料室的简化横截面图；

图2是根据本发明一个实施例的图1所示燃烧器的上游轴向视图；

图3是根据本发明一个实施例的图1所示管道的放大横截面图。

具体实施方式

现参考附图中示出的一个或多个实例对本发明的实施例进行详细说明。这个详细说明使用数字和字母标识指代附图中的特征。附图和说明中相同或相似的标识已经用于指代本发明相同或相似的部分。正如此处所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个元件与另一个元件区分开，但并不表示各元件的位置和重要性。此外，术语“上游”和“下游”是指流路中的元件的相对位置。例如，如果流体从元件A流向元件B，则元件A处于元件B的上游。相反，如果元件B接收从元件A流出的流体，则元件B处于元件A的下游。