Способ и устройство для нагревания печи

1. Способ нагревания печи (100), которая имеет продольное направление (D) и поперечную плоскость (С), перпендикулярную продольному направлению (D), а также по меньшей мере одну зону (120) нагревания, которую нагревают с использованием по меньшей мере одной форсунки (122), создающей пламя, распространяющееся в указанном продольном направлении (D), причем в форсунку (122) подают топливо и первичный окислитель, отличающийся тем, что форсункой (122) управляют с получением количественного соотношения подаваемого топлива и первичного окислителя, которое обеспечивает сжигание менее 90% подаваемого топлива с использованием первичного окислителя, при этом используют по меньшей мере две пары фурм (151, 152; 153, 154) для вторичного окислителя, по одной паре на каждой стороне печи (100), которые направлены в зону (120) нагревания и обеспечивают подачу вторичного окислителя в указанную зону (120) ниже по потоку от указанной форсунки (122), по существу параллельно поперечной плоскости (С), при этом температуру измеряют вдоль горизонтальной линии, параллельной указанной поперечной плоскости, ниже по потоку от указанных фурм, причем каждая из указанных пар (151, 152; 153, 154) фурм содержит соответствующую первую фурму (152; 154) и соответствующую вторую фурму (151; 153), при этом вторая фурма (151, 153) расположена ниже по потоку от рассматриваемой первой фурмы (152; 154), и первая фурма (152; 154) в каждой паре (151, 152; 153, 154) выполнена с возможностью управления для работы с более низкой скоростью подачи, чем вторая фурма (151; 153) в каждой паре (151, 152; 153, 154) фурм, при этом количество вторичного окислителя, подаваемого через соответствующую первую фурму (152; 154) каждой пары (151, 152; 153, 154), регулируют так, чтобы получить однородный температурный профиль вдоль указанной линии.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длина в продольном направлении зоны (120) нагревания составляет от 5 до 15 метров, а ширина зоны (120) нагревания составляет по меньшей мере 4 метра, более предпочтительно по меньшей мере 8 метров.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что массовая доля вторичного окислителя составляет по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 65%, более предпочтительно по меньшей мере 70% от общего объема подаваемых первичного и вторичного окислителей.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вторичный окислитель содержит кислород с массовой долей по меньшей мере 85% и предпочтительно является промышленно чистым кислородом.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в каждой паре (151, 152; 153, 154) фурм второй фурмой (151; 153) управляют с обеспечением ее работы со скоростью подачи, которая по меньшей мере в 2 раза, предпочтительно по меньшей мере в 4 раза, наиболее предпочтительно по меньшей мере в 8 раз превышает скорость подачи первой фурмы (152; 154).
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что соответствующей второй фурмой (151; 153) в каждой паре (151, 152; 153,154) фурм управляют с обеспечением ее работы со скоростью подачи по меньшей мере 1 М.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в каждой паре (151, 152; 153, 154) фурм общее количество вторичного окислителя, подаваемого в единицу времени через вторую фурму (151; 153), регулируют так, чтобы достичь требуемого общего количества подаваемого кислорода в зоне (120) нагревания.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соответствующие первые фурмы (152; 154) в указанных парах (151, 152; 153, 154) располагают в продольном направлении на расстоянии от форсунки (122), которое составляет по меньшей мере 40%, предпочтительно 50% от расстояния между форсункой (122) и краем зоны (120) нагревания, расположенным ниже по потоку в продольном направлении, при этом соответствующие вторые фурмы (151; 153) в указанных парах (151, 152; 153, 154) располагают в продольном направлении на расстоянии от форсунки (122), которое составляет не более 80%, предпочтительно 70% от расстояния между форсункой (122) и краем зоны (120) нагревания, расположенным ниже по потоку в продольном направлении.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в каждой паре (151, 152; 153, 254) фурм первую фурму (152; 154) располагают на расстоянии от 0,5 до 2 метров выше по потоку от второй фурмы (151; 153).
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в каждой паре (151, 152; 153, 154) фурм струя вторичного окислителя, подаваемая из второй фурмы (151; 153), пересекает траекторию пламени от форсунки (122).
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в каждой паре (151, 152; 153) фурм подачу вторичного окислителя из второй фурмы (151; 153) осуществляют выше траектории пламени форсунки (122), но в направлении вниз под углом от 5° до 15°.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вторичный окислитель, подаваемый из соответствующих вторых фурм (151; 153), взаимодействует с обеспечением сообщения вращательного движения атмосфере в зоне (120) нагревания.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соотношение вторичного окислителя, подаваемого через каждую из соответствующих пар (151, 152; 153, 154) фурм, изменяют с течением времени так, что через две пары (151, 152; 153, 154) в поочередном порядке, с периодом переключения от 10 секунд до 2 минут, подают сравнительно большее количество вторичного окислителя.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что во время указанного переключения расход вторичного окислителя, подаваемого через каждую из указанных пар (151, 152; 153, 154) фурм, изменяют от наименьшего значения, составляющего от 0% до 40% от общего мгновенного расхода вторичного окислителя, до наибольшего значения, составляющего от 60% до 100% от указанного общего мгновенного расхода, который поддерживают по существу постоянным во время указанного переключения.
15. Нагревательная печь, имеющая продольное направлением (D) и поперечную плоскость (С), перпендикулярную продольному направлению (D), а также по меньшей мере одну зону (120) нагревания, которая выполнена с возможностью нагревания с использованием по меньшей мере одной форсунки (122), в свою очередь, выполненной с возможностью создания пламени, распространяющегося в указанном продольном направлении (D), причем форсунка (122) выполнена с возможностью подачи в нее топлива и первичного окислителя, отличающаяся тем, что форсунка (122) выполнена с возможностью управления с получением количественного соотношения подаваемого топлива и первичного окислителя, обеспечивающим сжигание менее 90% подаваемого топлива с использованием первичного окислителя, при этом печь (100) содержит две пары фурм (151, 152; 153, 154) для вторичного окислителя, по одной паре на каждой стороне печи (100), которые направлены в зону (120) нагревания и предназначены для подачи вторичного окислителя в указанную зону (120) ниже по потоку от указанной форсунки (122), по существу параллельно поперечной плоскости (С), при этом в печи имеются температурные датчики (168а, 168b, 168с) для измерения температуры вдоль горизонтальной линии, параллельной указанной поперечной плоскости, ниже по потоку от указанных фурм, причем каждая из указанных пар (151, 152; 153, 154) фурм содержит соответствующую первую фурму (152; 154) и соответствующую вторую фурму (151, 153), при этом вторая фурма (151, 153) расположена ниже по потоку от рассматриваемой первой фурмы (152; 154), и первая фурма (152; 154) в каждой паре (151, 152; 153, 154) выполнена с возможностью управления для работы с более низкой скоростью подачи, чем вторая фурма (151, 153) в каждой паре (151, 152; 153, 154) фурм, причем печь выполнена с возможностью регулирования количества вторичного окислителя, подаваемого через соответствующую первую фурму (152; 154) каждой пары (151, 152; 153, 154), так, чтобы получить однородный температурный профиль вдоль указанной линии.