[发明专利]金属燃烧器构件

权利要求书

1.一种确定对流体燃烧燃烧器的内表面上的导热通道、翅片、凸起中的一个或多个或内部挡板的需要的方法，所述燃烧器在不低于600℃的温度下操作，所述燃烧器包括：具有厚度T和直接地面对炉的平面非绝热表面的至少一个金属构件；以及所述燃烧器内的内部挡板，所述内部挡板改变一种或多种氧化剂和燃料的流动，且内部具有一个或多个导热通道、翅片或凸起的组合，或形成所述燃烧器的部分的内部挡板，其中氧化剂和燃料中的一种或多种在所述金属的内表面上的所述一个或多个导热通道、翅片、凸起上流动，且从所述表面除去热，所述方法包括：形成所述燃烧器的虚拟或实质模型；以及使用包括计算流体动力学、燃烧器测试、中试测试和商业试验的一种或多种方法确定，以确定所述燃烧器是否在低于其变形温度的温度下操作，

其中，所述燃烧器包括金属上区段和下金属流动通路，所述内部挡板包括上升挡板，其从所述下金属流动通路的上壁向前延伸到所述金属上区段的室中的开放区域的45%到85%，并且

所述金属构件由耐高温钢、耐热钢或镍基合金制成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括计算流体动力学方法，所述方法包括模拟炉的平衡操作条件下的燃烧器，所述方法包括：

a. 计算从所述炉穿过所述金属构件的表面的热通量，其单位为W/m² K；

b. 计算从所述金属构件的内表面到所述氧化剂和燃料中的一种或多种的对流热传递；

c. 确定所述炉的操作条件下的所述金属构件的平衡温度；

d. 将所述金属构件的计算的平衡温度与所述金属构件的变形温度相比较；

e. 如果所述金属构件的变形温度比所述金属构件的计算的平衡温度低小于20℃，则修改以下一个或多个：

i) 修改所述金属构件的内表面上的导热通道、翅片、凸起的尺寸和密度；以及

ii) 所述内部挡板

由此修改所述金属构件的内表面上的气体速度和传热系数；

f) 重复步骤a)至e)，直到所述金属构件的计算温度比所述金属构件的变形温度低至少20℃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一旦满足步骤f，则进一步修改所述导热通道、翅片、凸起中的一个或多个的尺寸和密度，或所述内部挡板的大小、位置和数量，同时满足步骤f)的标准来最大程度地减小制造成本。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括修改氧化剂和燃料的流率，以确定所述燃烧器的安全操作窗口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料是天然气。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自空气、以及氧和惰性气体的混合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧器是壁燃烧器。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧器是自顶向下定向的燃烧器。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧器是底板燃烧器。

10.一种根据权利要求1制备的用于化学反应器的燃烧器。

11.一种根据权利要求1制备的用于锅炉的燃烧器。

12.一种根据权利要求1制备的用于加热器的燃烧器。

13.一种具有一个或多个根据权利要求10的燃烧器的化学重整器。

14.一种具有一个或多个根据权利要求11的燃烧器的锅炉。

15.一种具有一个或多个根据权利要求12的燃烧器的过热器。