[发明专利]用于外燃式动力装置的多级燃烧系统无效
申请号: | 94116762.3 | 申请日: | 1994-09-26 |
公开(公告)号: | CN1050892C | 公开(公告)日: | 2000-03-29 |
发明(设计)人: | A·I·卡林纳 | 申请(专利权)人: | 艾克泽吉公司 |
主分类号: | F23R3/28 | 分类号: | F23R3/28 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 蔡民军 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 外燃式 动力装置 多级 燃烧 系统 | ||
本发明涉及一种用于使燃料燃烧、以向锅炉和外燃式动力装置的过热器供热的方法和系统。
目前用于外燃式动力装置的燃烧系统可以分为两种类型:将送入燃烧室的空气预热的系统,以及不将空气预热的系统。由于使用废气使例如通常在约华氏700度以上的温度范围内的迎面而来的空气预热,从而在这一温度以上的温度范围内释放热量,所以,带有空气预热的燃烧系统使动力系统具有高效率。
两种已知类型的燃烧过程包括粉化煤燃烧系统(燃煤被微化为细粉末)以及流化床燃烧系统。粉化煤燃烧系统通常只用于烧煤(煤不象其它种类的燃料,它可以被磨成细粉)。细煤粉一般同至少过量15~20%的空气燃烧才能达到完全燃烧。通过围绕在火焰区周围的特殊管子可以实现热量的转移。在这些管子中,工作流体(一般是水)是沸腾的,这样可防止管子过热和烧坏。一般来说,燃烧温度非常高,从而会产生一种对周围环境有害的氮的氧化物(NOx)的副产物。很高的燃烧温度也会妨碍例如通过加入石灰石来清除对于环境有害的硫化气体的工作。
在流化床燃烧系统中,可以燃烧不同形式的固体燃料。通常将燃料送进同石灰石混合的燃烧区;石灰石的目的就是要清除硫化气体。至于在粉化煤系统中,燃料一般同至少过量15~20%的空气燃烧才能达到完全燃烧。在这样的燃烧器内,吸收热量的特别冷却管直接位于燃烧区,以此来提供有效的冷却。结果,流化床燃烧系统可以在大约华氏1600度的温度下燃烧。在这种温度下,石灰石吸收硫化气体,而NOx气体不再从空气产生。但是,由于大部分热量是通过单独使废气从华氏1600度冷却到大约华氏700度而释放,没有足够释放的热量重新加热动力循环中的工作液体,从而使动力系统的效率降低。
在第一方面,本发明涉及一种向外燃式的动力系统供热的方法,它包括下列步骤:
向第一燃烧室输送预热空气流以及燃料总量的一部分;
使预热的空气和燃料的混合物燃烧,以形成第一废气流,
选择向所述第一燃烧室输送的所述燃料的量,从而使所述第一废气流的温度低于形面NOx气体的温度;
使热量从所述第一废气转移给来自外燃式动力系统的工作流体;
使剩余燃料在一系列的一个或多个连续燃烧阶段中燃烧,以在每个阶段中通过使用上一个燃烧阶段所产生的废气而形成一个废气流;
在每一相继燃烧阶段中选择燃料的量,从而使燃烧阶段所产生的废气流的温度低于使NOx气体形成的温度,
与每一燃烧阶段有关的总温升等于在一个单独的燃烧阶段、使用最小量的为燃烧所需的空气时使所有所述燃料燃烧而造成的温升;以及
使热量从每个相继的废气流向来自所述外燃式动力系统的工作流体转移。
在第二方面,本发明涉及一种用于向外燃式动力系统供热的方法包括下列步骤:
向第一燃烧室输送预热空气流以及燃料总量的一部分;
使预热的空气和燃料的混合物燃烧,以形成第一废气流,
选择向所述第一燃烧室输送的燃料量,从而使所述第一废气流的温度低于使NOx气体形成的温度;
使热量从所述第一废气流向来自外燃式动力系统的工作流体转移;
使所述第一废气流和所述燃料的第二部分的混合物在第二燃烧室内燃烧,以形成第二废气流,
选择向所述第二燃烧室输送的燃料量,从而使所述第二废气流的温度低于使NOx气体形成的温度;
使热量从所述第二废气流向来自外燃式动力系统的工作流体转移;
使所述第二废气流和所述燃料的第三部分的混合物在第三燃烧室内燃烧,以形成第三废气流,
选择向所述第三燃烧室输送的燃料量,从而使所述第二废气流的温度低于使NOx气体形成的温度;
使热量从所述第三废气流向来自外燃式动力系统的工作流体转移;
与每一燃烧阶段有关的总温升等于在一个单独的燃烧阶段、使用最小量的为燃烧所需的空气时使全部所述燃料燃烧而造成的温升。
在第三方面,本发明涉及一种向外燃式动力系统供热的设备,包括:
用于利用废气流的热量使新来的空气流预热的预热器;
一个第一燃烧室,用于使预热的空气和燃料总量的一部分的混合物燃烧,以形成第一废气流;
一个表,用于选择输送到所述第一燃烧室的所述燃料的量,从而使所述第一废气流的温度低于使NOx气体形成的温度;
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