[发明专利]预混气体燃烧器的操作方法、预混气体燃烧器和锅炉

说明书

一种操作预混气体燃烧器的方法，其中，控制空气流量和/或燃料气体流量，以便根据热需求相关值用所述预混燃烧器产生热量。燃料气体包括氢气，并且该方法还提供了空气/燃料气体混合物的所需空气过剩系数关系，该关系定义了所需空气过剩系数与输入变量例如热需求相关值、空气流量相关值或燃料气体流量相关值之间的关系。所需的空气过剩系数不是恒定的系数，而是随不同的输入变量值而变化。控制燃料气体流量和/或空气流量使得实际空气过剩系数在满足热需求的同时朝着所需空气过剩系数收敛。

技术领域

本发明涉及一种预混气体燃烧器的操作方法、一种预混气体燃烧器和包括该预混燃烧器装置的锅炉。

背景技术

WO 2006/000366旨在提供一种简化的方法，该方法用于对燃烧装置进行与燃料无关的调节，并可靠地保证燃料供应不受气体类型的影响，即使在快速的负载变化和启动阶段，也没有任何时间延迟，并公开了一种预混气体燃烧器的操作方法。该已知方法包括：

－提供具有燃烧器平台的预混气体燃烧器；

－获取热需求相关值；

－供应燃料气体流并且供应空气流以形成混合物；

－将所述混合物供应给所述预混气体燃烧器，使其混合物燃烧；

－根据获取的热需求相关值，控制以下至少一项：

·空气流量，和

·燃料气体流量

以便根据获取的热需求相关值，用预混燃烧器产生热量。

WO'366还公开了一种预混气体燃烧器。该已知装置包括：

－具有燃烧器平台的预混气体燃烧器；

－用于向所述预混气体燃烧器供应可燃混合物的供应通道；

－用于向所述供应通道供应空气或可燃混合物的风扇；

－燃料气体供应器，其包括燃料气体控制阀，用于向所述供应通道供应燃料气体；

－混合区，用于混合所述空气和所述燃料气体，以形成所述可燃混合物；以及

－电子控制器，用于控制所述风扇的转速和所述燃料气体控制阀。

根据WO'366，所述燃烧器是通过测量所述预混燃烧器的燃烧器平台的温度，通过将实际的燃烧器平台温度与所需的温度进行比较，以及通过控制供应给燃烧器的燃料量来操作的。所需的温度是燃烧器负载(Q)的函数。所述燃烧器的负载是通过测量供应给所述燃烧器的空气的体积流量或质量流量来确定的。在操作所述预混燃烧器时，空气过剩系数保持不变。空气过剩系数λ被定义为混合物的实际空气与燃料比率与化学计量空气与燃料比率的比率。

空气过剩系数小于1意味着没有足够的空气让所有燃料气体燃烧，这意味着燃料气体被浪费了，并通过烟道以有毒的一氧化碳(CO)排放出未燃烧或部分燃烧的气体。这降低了集中供热锅炉的效率。此外，火焰温度可能变得过高，导致高氮氧化物(NO_x)排放。空气过剩系数高意味着空气过多，这些空气在燃烧过程中被加热，由于露点较低，导致热空气和未凝结的水蒸气通过烟道离开。这也降低了锅炉的效率。根据WO'366，空气过剩系数在整个操作条件范围内，即在燃烧器的整个负载范围内，保持不变。