CN114667412B 蓄热式玻璃熔炉的同步氧燃料助燃系统和方法 （气体产品与化学公司）

2022.04.25PCT/US2020/0566282020.10.21WO2021/081073EN2021.04.29US2010313604A1,2010.12.16US2018237323A1,2018.08.23蓄热式玻璃熔炉的同步氧燃料助燃系统和一种用于蓄热式玻璃熔炉的同步氧燃料助壁中的第一双级氧燃料燃烧器和安装在第二壁的上部分级端口与下部分级端口之间分配分级氧燃料燃烧器中的每一者的主氧气阀和分级模2第一双级氧燃料燃烧器，其安装在所述炉的第一壁中，并且并且所述第二双级氧燃料燃烧器具有主氧气阀以在主氧气流与分级氧气流之间分配氧气从所述炉控制系统接收指示第一组和第二组空气燃料燃烧器中的哪个在燃烧以及第器的主氧气阀和分级模式阀，并致动所述第二双级氧燃料燃烧器的主氧气阀和分级模式2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃流为所述上部分级氧气流与所述下部分级氧气流其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者的所述主其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者的所述分4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组蓄热式空气燃料燃烧器位于所述第一一壁和所述第二壁垂直并在所述第一壁和所述第二壁之5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一双级氧燃料燃烧器位于所述第一组空气36.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组蓄热式空气燃料燃烧器和所述第二组蓄热式空气燃料燃烧器均位于与所述第一壁和所述第二壁垂直并在所述第一壁和所述第其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者的主氧气其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者的分级模其中当所述控制器接收到所述第一组空气燃料燃烧器在燃烧且所述第二组空气燃料述熔融模式位置，以及致动所述第二双级氧燃料燃烧器的所述主氧气阀至所述主火焰位其中当所述控制器接收到所述第二组空气燃料燃烧器在燃烧且所述第一组空气燃料分流模式位置，以及致动所述第二双级氧燃料燃烧器的所述主氧气阀至所述分级火焰位其中所述控制器进一步编程以从所述第一底部热电偶、所述第二部热电偶中的至少一者接收指示相应温度的信号；以及响应于来自所述第一底部热电偶、所述第二底部热电偶和所述顶部热电偶中的所述至少一者以及所述炉控制系统的所述信9.一种对蓄热式玻璃熔炉进行同步氧燃料助燃的方法双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者包括配置和布置以接收燃料4交替燃烧第一组空气燃料燃烧器和第二组空气燃料燃检测第一组和第二组空气燃料燃烧器中的哪个在燃烧以及第一组和第二组空气燃料基于所述第一组和第二组空气燃料燃烧器中的哪个在燃烧以及所述第一组和第二组分级氧气流，以调整所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器的火焰特一壁和所述第二壁垂直并在所述第一壁和所述第二壁之12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一双级氧燃料燃烧器位于所述第一组空蓄热式空气燃料燃烧器均位于与所述第一壁和所述第二壁垂直并在所述第一壁和所述第其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者的主氧气其中所述第一双级氧燃料燃烧器和所述第二双级氧燃料燃烧器中的每一者的分级模5基于所述第一组和第二组空气燃料燃烧器中的哪个在燃烧和所述第一组和第二组空中的每一者的至所述预燃器的所述主氧气流、所述上部分级氧气流和所述下部分级氧气6[0002]本申请主张于2020年10月19日提交的美国申请案第17/073,451号和于2019年10月25日提交的美国申请案第62/925,949号的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本[0004]作为提高玻璃产量和/或提高效率的一种有价值的手段，零端口氧燃料助燃燃烧向以及它们的空气-燃料火焰的相互作用都会发生显著变化。这些因素可能会造成负面影[0005]氧燃料助燃燃烧器已在空气燃烧蓄热式炉中使用了几十年，并且其益处众所周[0006]图1示意性地描绘了典型的蓄热式炉10，其在炉10的相对侧上具有蓄热器12A和7或偏转反向燃烧的助燃燃烧器的气流。这种情况可使用AnsysFluent计算流体动力学式炉的大小和几何结构。图2和图3分别显示了水平(燃烧)和垂直(装料壁)平面的CFD建模热区14A。这些结果有力地支持了上述关于燃烧空间流场对与流场相对的氧燃料零端口助[0007]通过了解蓄热式炉的循环空气燃料燃烧器操作与氧燃料助燃燃烧器火焰之间相述炉控制系统被编程以控制第一组空气燃料燃烧器和第二组空气燃料燃烧器的交替燃烧，级模式阀以在上部分级端口与下部分级端口之间分配分级氧气流；第二双级氧燃料燃烧[0009]方面2.根据方面1所述的系统，其中流与分级氧气流的总和，并且其中分级氧气流为上部分级氧气流与下部分级氧气流的总[0010]方面3.根据方面2所述的系统，其中8中第一和第二双级氧燃料燃烧器中每一者的分级模式阀被配置和布置以在至少两个位置[0012]方面5.根据方面4所述的系统，其中[0013]方面6.根据方面1所述的系统[0014]方面7.根据方面4所述的系统，其中当控烧器的主氧气阀至分级位置，并致动第二双级氧燃料燃烧器的分级模式阀至熔融模式位烧器的主氧气阀和分级模式阀，并致动第二双级氧燃料燃烧器的主氧气阀和分级模式阀，用于调整第一双级氧燃料燃烧器和第二双级氧燃料燃烧氧燃料燃烧器和第二双级氧燃料燃烧器中每一者都包括被配置和布置以接收燃料流和主9[0018]方面11.根据方面9所述的方法，其中第一组蓄热式空气燃料燃烧器位于第一壁[0019]方面12.根据方面11所述的方法，其装料壁与端口1空气燃料燃烧器之间可以形成一个再循环气体区，其可能导致助燃燃烧器[0027]图4为燃烧器块热面上双级氧燃料燃烧器的前透视图的照片，示出了中央主喷嘴[0029]图6为双级氧燃料燃烧器的后视图照片，其中安装气动致动器以实现分级模式和[0030]图7为示出同步氧燃料助燃系统实施例的示意图，包括安装在零端口位置的两个[0031]图8为具有氧燃料助燃燃烧器的蓄热式炉的平面示意图，示出了底部热电偶的位[0032]图9为示出异步和同步双级燃烧器相对于异步单级燃烧器底部温度变化的结果的[0033]图10A、图10B和图10C为比较左侧氧燃料助燃燃烧器与相对(右侧)空气燃料燃烧[0035]图12为比较异步和同步双级燃烧器相对于异步单级燃烧器的最接近助燃燃烧器[0036]图13为比较异步和同步双级燃烧器相对于异步单级燃烧器的每吨玻璃中玻璃缺[0040]为了最大化氧助燃的优势并克服目前的挑战，发明人开第10,584,051号中详细描述。双级燃烧器设计成实现具高动量和高亮度的高度氧气分级；应用中双级燃烧器的性能与早期单级燃烧器(参见美国专利第7,390,189号)进行了比较。[0048]使用主氧气阀28缓和上述三种分级模式中每种模式的燃烧特性。当主氧气阀主氧气阀28的气动或电动致动对火焰特性进行自动远程控制来实现的。在优选实施例中，燃烧器具备两个氧气阀28、30的气动致动器。两个阀上典型气动致动器的布置在图6中示通过目视观察助燃燃烧器火焰以及对助燃燃烧器附近的装料壁和胸壁进行光学温度量测[0050]请注意，尽管双级燃烧器由于能够广泛调整火焰的燃烧特性而非常适合同步助和44B分别发出信号，分别驱动与每个助燃燃烧器20A和20B上安装的分级模式阀30相对应第一侧壁118B和与第一侧壁118B相对的第二侧壁118A将装料端114连接到排[0053]图16示出了向炉110同步添加氧燃料助燃燃烧器120A和120B。第一氧燃料助燃燃21.7个燃烧器和逆转燃烧循环的最佳分级模式和主[0060]下表2显示了在试验期间为具同步助燃系统的双级燃烧器确定的最佳阀设置。根不同装置的最佳阀设置可能会随着时间而改变，包括但不限于助燃燃烧器附近的局部湍括但不限于炉热电偶和/或光学温度量测。通常可能包含最佳条件的大量主氧气和分级氧[0073]图12显示了双级燃烧器局部顶部热电偶(有同步和无同步)与单级燃烧器结果的这些有利的结果来自于玻璃底部温度的增加，以及使用同步系统实现的顶部温度的降低。文所示和描述的那些修改之外，本发明的各种修改对于熟习本领域者而言将变得显而易