ПРОЦЕСС РАССРЕДОТОЧЕННОГО ГОРЕНИЯ И ГОРЕЛКА

1. Способ рассредоточенного горения, включающий следующие этапы:
первую струю реагентов для горения, содержащую первую часть окислителя и первую часть топлива, подают из сопла для топлива и окислителя в зону горения, при этом или первая часть окислителя окружает первую часть топлива, или первая часть топлива окружает первую часть окислителя;
вторую струю второй части одного из реагентов для горения, подают из, по меньшей мере, одной динамической фурмы в зону горения, при этом реагент для горения из второй струи такой же, как реагент для горения, который подают кольцеобразно вокруг другого реагента для горения в первой струе;
третью струю воздействующей текучей среды подают рядом со второй струей для обеспечения отклонения второй струи к первой струе, при этом:
если вторая струя состоит из окислителя, то после начала подачи второй струи первую часть окислителя уменьшают и вторую часть окислителя увеличивают до тех пор, пока не будет достигнуто заданное соотношение разделения всего окислителя между первой и второй частями; и
если вторая струя является топливом, то после начала подачи второй струи первую часть топлива уменьшают и вторую часть топлива увеличивают до тех пор, пока не будет достигнуто заданное соотношение разделения всего топлива между первой и второй частями.
2. Способ по п.1, в котором первая часть окислителя кольцеобразно окружает первую часть топлива.
3. Способ по п.2, в котором окислитель представляет собой кислород.
4. Способ по п.3, в котором топливо представляет собой природный газ.
5. Способ по п.3, в котором топливо представляет собой печное топливо.
6. Способ по п.2, в котором окислитель представляет собой воздух.
7. Способ по п.6, в котором топливо представляет собой природный газ.
8. Способ по п.6, в котором топливо представляет собой печное топливо.
9. Способ по п.1, в котором вторую струю отклоняют от исходной оси подачи до отклоненной оси подачи, и исходная и отклоненная оси образуют угол θ, составляющий до 40°.
10. Способ по п.9, в котором угол θ составляет до 15°.
11. Способ по п.1, в котором вторая часть реагента для горения, подаваемого посредством указанной, по меньшей мере, одной указанной динамической, составляет 90-95% от общего количества данного реагента для получения заданного соотношения разделения, соответствующего 90-95%.
12. Способ по п.1, в котором беспламенного горения достигают при заданном соотношении разделения.
13. Способ по п.2, в котором:
воздействующая текучая среда представляет собой окислитель; и
воздействующая текучая среда образует от 1 до 20% от всего потока окислителя из указанной, по меньшей мере, одной динамической фурмы.
14. Способ по п.1, в котором первая часть топлива кольцеобразно окружает первую часть окислителя.
15. Способ по п.14, в котором:
воздействующая текучая среда представляет собой топливо; и
воздействующая текучая среда образует от 1 до 20% от всего потока топлива из указанной, по меньшей мере, одной динамической фурмы.
16. Способ по п.1, в котором указанная, по меньшей мере, одна динамическая фурма содержит первую и вторую динамические фурмы, расположенные на одинаковом расстоянии в вертикальном направлении от сопла для топлива и окислителя, и на одинаковом расстоянии в горизонтальном направлении от сопла для топлива и окислителя, и его противоположных сторон.
17. Способ по п.2, в котором:
воздействующая текучая среда представляет собой окислитель;
при номинальной мощности горелки скорость третьей струи составляет 100 м/с;
при номинальной мощности горелки скорость первой части топлива составляет 100-200 м/с;
при номинальной мощности горелки скорость первой части окислителя составляет 75-150 м/с; и
при номинальной мощности горелки скорость второй части окислителя составляет 75-200 м/с.
18. Способ по п.1, в котором величину второй части реагента для горения, подаваемого в виде второй струи, увеличивают, и величину первой части данного реагента уменьшают до тех пор, пока внутри зоны горения не будет достигнута температура самовоспламенения топлива и окислителя.
19. Способ по п.2, при этом:
указанный способ реализуют на фазе нагрева и фазе рассредоточенного горения;
теплоту сгорания топлива и окислителя используют для плавления шихты во время фазы нагрева;
как только заданная температура будет достигнута в зоне горения, начинают переход от фазы нагрева к фазе рассредоточенного горения;
во время перехода начинают указанный этап подачи третьей струи;
первую часть окислителя уменьшают, и вторую часть окислителя увеличивают во время перехода; и
переход заканчивается, когда заданное соотношение разделения будет достигнуто, и начнется фаза рассредоточенного горения.
20. Способ по п.14, при этом:
указанный способ реализуют на фазе нагрева и фазе рассредоточенного горения;
теплоту сгорания топлива и окислителя используют для плавления шихты во время фазы нагрева;
как только заданная температура будет достигнута в зоне горения, начинают переход от фазы нагрева к фазе рассредоточенного горения;
во время перехода начинают указанный этап подачи третьей струи;
первую часть окислителя уменьшают, и вторую часть окислителя увеличивают во время перехода; и
переход заканчивается, когда заданное соотношение разделения будет достигнуто, и начнется фаза рассредоточенного горения.
21. Способ по п.2, в котором окислитель представляет собой кислород, и топливо представляет собой природный газ.
22. Система для достижения рассредоточенного горения, содержащая:
источник окислителя;
источник топлива;
источник воздействующей текучей среды;
корпус горелки;
сопло для топлива и окислителя, вставленное в корпус горелки, содержащее:
основной корпус сопла, имеющий отверстие большего диаметра, проходящее сквозь него, трубу меньшего диаметра, проходящую через него, которая расположена концентрически в отверстии большего диаметра, при этом внутренняя часть трубы меньшего диаметра образует центрально расположенный канал для подачи реагента, внутренняя поверхность отверстия большего диаметра и наружная поверхность трубы меньшего диаметра ограничивают канал кольцеобразной формы для подачи реагента; и,
по меньшей мере, одну динамическую фурму, вставленную в корпус горелки, содержащую основной корпус сопла, имеющий отверстие для подачи реагента, проходящее сквозь него, и, по меньшей мере, один канал для подачи воздействующей текучей среды, расположенный на расстоянии от указанного отверстия для подачи реагента, при этом указанная, по меньшей мере, одна динамическая фурма дополнительно содержит колпак, закрывающий конец основного корпуса сопла, расположенный дистально по отношению к корпусу горелки, при этом колпак имеет первую поверхность, обращенную к указанному концу основного корпуса сопла, и вторую поверхность, обращенную от корпуса горелки, при этом колпак дополнительно имеет концевое отверстие, сообщающееся по текучей среде с указанным отверстием для подачи реагента и имеющее диаметр, соответствующий диаметру указанного отверстия для подачи реагента, при этом колпак дополнительно имеет полость, сообщающуюся по текучей среде с указанным, по меньшей мере, одним каналом для подачи воздействующей текучей среды и или со второй поверхностью, или с концевым отверстием, при этом:
источник окислителя сообщается по текучей среде или с центрально расположенным каналом для подачи реагента, или с имеющим кольцеобразную форму каналом для реагента;
если источник окислителя сообщается по текучей среде с центрально расположенным каналом для подачи реагента, то источник топлива сообщается по текучей среде с имеющим кольцеобразную форму каналом для подачи реагента и источник окислителя дополнительно сообщается по текучей среде с центрально расположенным соплом указанной, по меньшей мере, одной динамической фурмы;
если источник окислителя сообщается по текучей среде с имеющим кольцеобразную форму каналом для подачи реагента, то источник топлива сообщается по текучей среде с центрально расположенным каналом для подачи реагента и источник топлива дополнительно сообщается по текучей среде с центрально расположенным соплом указанной, по меньшей мере, одной динамической фурмы; и
канал для подачи воздействующей текучей среды выполнен с возможностью направления потока воздействующей текучей среды из канала для подачи текучей среды и подачи ее под углом к реагенту для горения, подаваемому из указанной, по меньшей мере, одной динамической фурмы для отклонения указанной струи топлива/окислителя от ее нормальной оси.
23. Система по п.22, в которой источник окислителя сообщается по текучей среде с имеющим кольцеобразную форму каналом для подачи реагента.
24. Система по п.22, в которой источник окислителя сообщается по текучей среде с центрально расположенным каналом для подачи реагента.
25. Система по п.22, в которой указанная, по меньшей мере, одна динамическая фурма содержит первую и вторую динамические фурмы, расположенные на одинаковом расстоянии в вертикальном направлении от сопла для подачи топлива и окислителя, и на одинаковом расстоянии в горизонтальном направлении от сопла для подачи топлива и окислителя, и его противоположных сторон.
1
2
1
2
26. Система по п.25, в которой труба меньшего диаметра имеет диаметр D, и центрально расположенное сопло каждой из первой и второй динамических фурм имеет диаметр D, и осевые центры первой и второй дополнительной фурмы расположены на расстоянии x друг от друга, которое, по меньшей мере, в 10 раз превышает меньший из диаметров D и D.
27. Система по п.26, в которой осевой центр сопла для подачи топлива и окислителя, расположена на расстоянии в вертикальном направлении, равном x, от осевых центров первой и второй динамических фурм.
28. Система по п.22, в которой полость колпака обеспечивает сообщение по текучей среде между указанным, по меньшей мере, одним каналом для подачи воздействующей текучей среды и концевым отверстием, и канал для подачи воздействующей текучей среды и полость выполнены таким образом, что посредством полости направление струи воздействующей текучей среды, подаваемой из канала для подачи воздействующей текучей среды, изменяется на направление под некоторым углом к струе топлива или окислителя, выходящей из отверстия для подачи реагента, в некоторой точке в пределах концевого отверстия.
29. Система по п.22, в которой полость колпака обеспечивает сообщение по текучей среде между указанным, по меньшей мере, одним каналом для подачи воздействующей текучей среды и второй поверхностью колпака, и канал для подачи воздействующей текучей среды и полость выполнены таким образом, что посредством полости направление струи воздействующей текучей среды, подаваемой из канала для подачи воздействующей текучей среды, изменяется на направление под некоторым углом к струе топлива или окислителя, выходящей из отверстия для подачи реагента, в некоторой точке за концевым отверстием по ходу потока.