[发明专利]操作可调节的燃烧器的方法

说明书

本发明涉及一种用于操作表面稳定的完全预混合气体的预混合燃烧器的方法。所述燃烧器适用于在最小负荷和满负荷之间进行调节，满负荷与最小负荷之间的比值至少为4。所述方法包括以空气与可燃气体之比向燃烧器供应可燃气体和空气的预混合物的步骤，供应至燃烧器的可燃气体包含按体积计的至少20％的氢气，在该方法中，燃烧器在最小负荷下运行时供应至燃烧器的预混合物中的空气与可燃气体之比由机构设置为，相对而言比燃烧器在满负荷下运行时供应至燃烧器的预混合物中的空气与可燃气体之比至少高20％。

本发明涉及用于操作可调节的表面稳定的气体预混合燃烧器的方法的技术领域，更具体地，本发明涉及其中可燃气体包含按体积计的至少20％的氢气的燃烧器。

调节气体燃烧器越来越普遍，这意味着在相当宽的范围内改变燃烧器负荷，例如，其中最大燃烧器负荷与最小燃烧器负荷之比高于4或甚至更高。

使用天然气的气体燃烧器已经很成熟。这种燃烧器的使用因排放二氧化碳而受到批评。对于使用100％的氢气或天然气与氢气的混合物的气体燃烧器的使用似乎是减少二氧化碳排放的一个有趣的解决方案。然而，氢气—或是含有大量氢气的气体燃料—与天然气或其他烃类气体诸如丙烷相比，具有不同的燃烧特性。不同的燃烧特性会导致许多问题，例如，燃烧器容易回燃。

可燃气体与空气的混合物可以供应到表面稳定的预混合气体燃烧器。空气与可燃气体之比决定了燃烧器的性能。为了完全燃烧(例如为减少一氧化碳的排放)，需要供应足够的空气。为了在使用表面稳定的气体燃烧器的热电池中实现高效传热，空气量不应过高。因此，已知通过气动气体阀或通过使用例如测量燃烧器火焰的电离电流的控制机构，以预定的空气与可燃气体的恒定比例来操作天然气燃烧器。

例如，DE3937290A1公开了控制供应到燃烧器加热设备的空气和/或燃料，以保持最佳比例。火焰电离探针用于测量火焰传导率，并且所测量的传导率与参考值之间的任何差异被用于调节例如气阀和/或风扇速度。

US2008/318172A提出了一种在考虑温度和/或燃烧器负荷的情况下调节燃烧装置，特别是气体燃烧器的方法。该方法包括利用显示对应于期望温度的数值范围的特性来调节由燃烧装置产生的温度，该期望温度取决于与燃烧器负荷相对应的第一参数，其中当表示该特性时，第二参数，优选为空气比(λ)，是恒定的，该空气比被定义为实际供应的空气量与理论上最佳化学计量燃烧所需的空气量之比。

WO2014/060991A1公开了一种用于调节和控制燃气燃烧器中的燃烧的装置，该装置能够保持空气与气体之比的最佳值，以便于获得二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物的最佳排放，而不管所使用气体的种类和由燃烧器驱动的供电器。该装置包括以下相互集成的部件：设置有文丘里混合器的助燃气体/燃料气体混合管，燃料气体供应管与混合管相对应地打开；用于调节燃料气体流速的装置；至少部分地容纳在混合管中的风扇；设置在风扇下游的燃烧器；基于检测燃烧器中存在的火焰的安全系统；和属于该装置的设备的电子控制单元。该装置还包括设置在燃烧器内表面上的温度探头；用于调节管道中燃料气体流速的阀；该阀属于控制装置并由致动器机械地控制；和电子卡，电子卡电连接至探针、风扇和致动器。

根据本发明，提供了一种用于操作表面稳定的完全预混合气体的预混合燃烧器的方法，

其中，燃烧器适用于在最小负荷和满负荷之间进行调节，并且其中满负荷与最小负荷之比至少为4，

该方法包括以下步骤：

-以空气与可燃气体之比向燃烧器供应可燃气体和空气的预混合物，

其中，供应至燃烧器的可燃气体包含按体积计的至少20％的氢气，

其特征在于：

-燃烧器在最小负荷下运行时供应给燃烧器的预混合物中的空气与可燃气体之比由机构设置为，相对而言比当燃烧器在满负荷下运行时供应给燃烧器的预混合物中的空气与可燃气体之比至少高20％。