ES2894624T3 - Assembly and procedure for the injection of a gaseous combustion agent - Google Patents
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Abstract
Conjunto para la inyección, en una zona de combustión, de un agente gaseoso de combustión seleccionado entre los combustibles gaseosos y los comburentes gaseosos, comprendiendo el conjunto: - una cámara (11) que tiene una entrada por la cual se introduce el agente en el conjunto, - al menos un inyector primario (21) para el transporte de un caudal primario del agente de la cámara (11) hacia la zona de combustión (1) y para la inyección de dicho caudal primario en la zona de combustión (1), estando dicho al menos un inyector primario conectado fluídicamente a la cámara (11) mediante al menos un paso primario (23), - al menos un inyector secundario (22) para el transporte de un caudal secundario del agente de la cámara (11) hacia la zona de combustión (1) y para la inyección de dicho caudal secundario en la zona de combustión, estando dicho al menos un inyector secundario conectado fluídicamente a la cámara mediante al menos un paso secundario (24), y un sistema de regulación (31) para la regulación de una sección de flujo de al menos un paso secundario, caracterizado por que dicho conjunto comprende también: - un detector de presión (30) para la detección de una presión gaseosa o de una variación de presión gaseosa en la cámara, y - un sistema de control (32) conectado al detector de presión y al sistema de regulación, controlando el sistema de control el sistema de regulación de manera que la sección de flujo de al menos un paso secundario se regule en función de la presión o de la variación de presión detectada por el detector de presión.Assembly for the injection, in a combustion zone, of a gaseous combustion agent selected from gaseous fuels and gaseous oxidants, the assembly comprising: - a chamber (11) having an inlet through which the agent is introduced into the assembly, - at least one primary injector (21) for the transport of a primary flow of the agent from the chamber (11) towards the combustion zone (1) and for the injection of said primary flow in the combustion zone (1) said at least one primary injector being fluidly connected to the chamber (11) by at least one primary passage (23), - at least one secondary injector (22) for transporting a secondary flow of agent from the chamber (11) towards the combustion zone (1) and for the injection of said secondary flow in the combustion zone, said at least one secondary injector being fluidly connected to the chamber by means of at least one secondary passage (24), and a regulation system ( 31) for him to regulation of a flow section of at least one secondary step, characterized in that said assembly also comprises: - a pressure detector (30) for detecting a gas pressure or a gas pressure variation in the chamber, and - a control system (32) connected to the pressure detector and to the regulation system, the control system controlling the regulation system so that the flow section of at least one secondary step is regulated as a function of the pressure or the pressure variation detected by the pressure detector.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Conjunto y procedimiento para la inyección de un agente de combustión gaseosoAssembly and procedure for the injection of a gaseous combustion agent
La presente invención se refiere a un conjunto para la inyección de un agente de combustión gaseoso en una zona de combustión, un quemador que comprende tal conjunto y el uso de tal conjunto/quemador en un procedimiento de combustión.The present invention relates to an assembly for injecting a gaseous combustion agent into a combustion zone, a burner comprising such an assembly and the use of such an assembly/burner in a combustion process.
En los procedimientos industriales de combustión, por ejemplo, con el fin de transformar una carga (horno de fusión, de recalentamiento, de reciclado, etc.), se buscan determinadas características de llama, en particular una forma y una longitud de llama adaptadas al recinto de combustión y/o a la carga que se desea calentar, a fin de obtener un perfil de transferencia térmica determinado y optimizar la calidad de la producción y la vida útil de los equipos.In industrial combustion processes, for example, in order to transform a load (melting, reheating, recycling furnace, etc.), certain flame characteristics are sought, in particular a flame shape and length adapted to the combustion chamber and/or the load to be heated, in order to obtain a specific heat transfer profile and optimize the quality of production and the useful life of the equipment.
Las características de la llama se determinan, especialmente, por la naturaleza de los agentes de combustión (combustible y comburente) y la manera en la que se introducen en la zona de combustión (caudales, velocidades, distribución en el espacio, etc.).The characteristics of the flame are determined, in particular, by the nature of the combustion agents (fuel and oxidant) and the way in which they are introduced into the combustion zone (flow rates, speeds, distribution in space, etc.).
Así, por el documento EP-A-0763692 se conoce un quemador que comprende un primer paso interior de entrada de comburente rico en oxígeno (al menos un 80% de O2), un paso intermedio de entrada de combustible que rodea externamente el primer paso de entrada de comburente y un segundo paso exterior de entrada de comburente que rodea externamente el paso de entrada de combustible. Según el documento EP-A-0763692, el quemador comprende un medio para hacer variar el caudal de comburente inyectado a través del primer paso interior, lo que permite controlar una característica de la llama, tal como la longitud de la llama y la luminosidad.Thus, document EP-A-0763692 discloses a burner comprising a first interior passage for the inlet of oxygen-rich oxidant (at least 80% O 2 ), an intermediate fuel inlet passage externally surrounding the first oxidizer inlet passage and a second outer oxidizer inlet passage externally surrounding the fuel inlet passage. According to document EP-A-0763692, the burner comprises a means for varying the flow of comburent fuel injected through the first internal passage, which makes it possible to control a characteristic of the flame, such as the length of the flame and the luminosity.
De manera análoga, se conoce por el documento EP-A-1016825 utilizar un quemador que comprende un primer paso interior de entrada de comburente, un paso intermedio de entrada de combustible que rodea externamente el primer paso de entrada de comburente y un segundo paso exterior de entrada de comburente que rodea externamente el paso de entrada de combustible para el calentamiento de un canal de transferencia de vidrio fundido durante la elaboración de vidrio y para ajustar la longitud de la llama generada mediante dicho quemador modificando la proporción del caudal total de comburente que pasa por el primer paso de entrada de comburente.Similarly, it is known from document EP-A-1016825 to use a burner comprising a first internal passage for the inlet of the oxidant, an intermediate passage for the inlet of fuel that externally surrounds the first passage for the inlet of the oxidant and a second external passage oxidizer inlet externally surrounding the fuel inlet passage for heating a molten glass transfer channel during glass making and for adjusting the length of the flame generated by said burner by changing the proportion of the total oxidizer flow rate that passes through the first step of entry of oxidant.
Los quemadores mencionados anteriormente son unos quemadores con inyección concéntrica y adyacente de combustible y comburente que generan una llama de sección esencialmente circular.The aforementioned burners are burners with concentric and adjacent injection of fuel and comburent that generate a flame with an essentially circular section.
Otros quemadores generan llamas denominadas «llamas planas» y/o inyectan al menos una parte del comburente a una distancia de la inyección del combustible, incluso inyectan al menos una parte del combustible a una distancia de la inyección del comburente.Other burners generate so-called "flat flames" and/or inject at least part of the fuel at a distance from the fuel injection, or even inject at least part of the fuel at a distance from the fuel injection.
Así, el documento EP-A-2143999 describe un quemador que comprende:Thus, document EP-A-2143999 describes a burner comprising:
• al menos dos pasos de combustible gaseoso;• at least two passages of gaseous fuel;
• al menos un paso de oxidante, y• at least one oxidant step, and
• al menos una superficie de salida en la que terminan el al menos un paso de combustible gaseoso, o el al menos un paso de oxidante.• at least one outlet surface on which the at least one gaseous fuel passage, or the at least one oxidant passage, terminate.
Este quemador conocido comprende también:This known burner also comprises:
• medios aptos para proporcionar un caudal de oxidante, así como medios para la inyección de dicho caudal en el al menos un paso de oxidante, y• means suitable for providing an oxidant flow rate, as well as means for injecting said flow rate into the at least one oxidant step, and
• medios aptos para proporcionar al menos un caudal de combustible gaseoso, así como medios para la inyección de este caudal de combustible gaseoso en los al menos dos pasos de combustible gaseoso,• means suitable for providing at least one gaseous fuel flow, as well as means for injecting this gaseous fuel flow into the at least two gaseous fuel passages,
esto con el fin de generar al menos un chorro de oxidante y al menos dos chorros de combustible gaseoso que se encuentran en una zona de combustión aguas abajo del quemador.this in order to generate at least one jet of oxidant and at least two jets of gaseous fuel that are in a combustion zone downstream of the burner.
Según el documento EP-A-2143999, los al menos dos pasos de combustible gaseoso comprenden cada uno un paso interior y un paso exterior coaxial.According to EP-A-2143999, the at least two gaseous fuel passages each comprise an inner passage and a coaxial outer passage.
Un medio de control de flujo de combustible gaseoso regula el caudal de combustible gaseoso a través, respectivamente, de los pasos interiores y de los pasos exteriores por medio de un distribuidor de combustible gaseoso. Esto permite controlar al mismo tiempo el perfil de transferencia térmica y la longitud de la llama. A gaseous fuel flow control means regulates the flow rate of gaseous fuel through, respectively, the inner passages and the outer passages by means of a gaseous fuel distributor. This allows the heat transfer profile and flame length to be controlled at the same time.
Si bien se conoce que es posible modificar algunas características, y especialmente la longitud de la llama generada ajustando la distribución del caudal de combustible o de comburente sobre varios pasos/inyectores concéntricos, los quemadores conocidos no comprenden ningún medio de retroalimentación que permita ajustar el funcionamiento del quemador y, por lo tanto, la característica considerada de la llama en tiempo real.Although it is known that it is possible to modify some characteristics, and especially the length of the flame generated by adjusting the distribution of the fuel or comburent flow rate over several concentric steps/injectors, the known burners do not include any feedback means that allow the operation to be adjusted. of the burner and, therefore, the considered characteristic of the flame in real time.
Se ha descubierto ahora, de manera sorprendente, que es posible realizar tal sistema de retroalimentación en base a una presión detectada de agente de combustión gaseoso antes de su distribución.It has now surprisingly been found that it is possible to realize such a feedback system on the basis of a detected pressure of gaseous combustion agent before its distribution.
La presente invención se refiere a un conjunto para la inyección, en una zona de combustión, de un agente gaseoso de combustión seleccionado entre los combustibles gaseosos y los comburentes gaseosos. El conjunto comprende una cámara y el agente se introduce en el conjunto por una entrada de esta cámara.The present invention refers to an assembly for the injection, in a combustion zone, of a gaseous combustion agent selected from gaseous fuels and gaseous oxidants. The assembly comprises a chamber and the agent is introduced into the assembly through an inlet of this chamber.
El conjunto comprende al menos un inyector primario para el transporte de un caudal primario del agente de la cámara hacia la zona de combustión y para la inyección de dicho caudal primario en la zona de combustión. Para este fin, el al menos un inyector primario está conectado fluídicamente a la cámara por medio de al menos un paso denominado paso primario.The assembly comprises at least one primary injector for transporting a primary flow of the agent from the chamber to the combustion zone and for injecting said primary flow into the combustion zone. For this purpose, the at least one primary injector is fluidically connected to the chamber by means of at least one passage called the primary passage.
El conjunto comprende también al menos un inyector secundario para el transporte de un caudal secundario del agente de la cámara hacia la zona de combustión y para la inyección de dicho caudal secundario en la zona de combustión. El al menos un inyector secundario está, a su vez, conectado fluídicamente a la cámara por medio de al menos un paso denominado paso secundario. El al menos un paso secundario presenta una sección de flujo regulable.The assembly also comprises at least one secondary injector for transporting a secondary flow of the agent from the chamber to the combustion zone and for injecting said secondary flow into the combustion zone. The at least one secondary injector is, in turn, fluidically connected to the chamber by means of at least one passage called secondary passage. The at least one secondary passage has an adjustable flow section.
Un sistema de regulación, por ejemplo, en forma de una válvula, permite regular esta sección de flujo del al menos un paso secundario.A regulation system, for example in the form of a valve, makes it possible to regulate this flow section of the at least one secondary passage.
El conjunto comprende también un detector de presión para la detección de una presión o de una variación de presión gaseosa en la cámara, así como un sistema de control conectado al detector de presión.The assembly also comprises a pressure detector for detecting a pressure or a gaseous pressure variation in the chamber, as well as a control system connected to the pressure detector.
El sistema de control está también conectado a un sistema de regulación y control de dicho sistema de regulación, de manera que la sección de flujo del al menos un paso secundario del conjunto se regule en función de la presión o de la variación de presión detectada por el detector de presión del conjunto.The control system is also connected to a regulation and control system of said regulation system, so that the flow section of the at least one secondary step of the assembly is regulated as a function of the pressure or pressure variation detected by the assembly pressure detector.
Según una realización, el sistema de control, que puede ser un sistema de control analógico o digital, está adaptado para controlar el sistema de regulación de manera que la presión gaseosa en la cámara se sitúe en una zona de presión predeterminada por la regulación de la sección de flujo del al menos un paso secundario.According to one embodiment, the control system, which may be an analog or digital control system, is adapted to control the regulation system so that the gas pressure in the chamber is placed in a predetermined pressure zone by regulation of the pressure. flow section of at least one secondary step.
Según también una realización, el sistema de control está adaptado para controlar el sistema de regulación de manera que la presión gaseosa en la cámara corresponda a un valor predeterminado por la regulación de la sección de flujo del al menos un paso secundario.According to also an embodiment, the control system is adapted to control the regulation system so that the gaseous pressure in the chamber corresponds to a predetermined value by regulation of the flow section of the at least one secondary passage.
Cabe señalar que la zona o intervalo de presión predeterminado puede ser constante en el tiempo, pero que puede también variar en el tiempo, por ejemplo:It should be noted that the predetermined pressure zone or interval can be constant over time, but it can also vary over time, for example:
• en función de las etapas del procedimiento, tal como, por ejemplo, un procedimiento de fusión o un procedimiento de recalentamiento, en el que se usa el conjunto, procedimiento que puede ser cíclico o no cíclico,• depending on the process steps, such as, for example, a melt process or a reheat process, in which the assembly is used, which process can be cyclic or non-cyclic,
• en función de la potencia requerida en la zona de combustión, o• depending on the power required in the combustion zone, or
• en función de un parámetro de retroalimentación (feedback) diferente de la presión en la cámara del conjunto. • based on a feedback parameter other than the pressure in the assembly chamber.
Las observaciones anteriores se aplican también al valor predeterminado de la presión gaseosa. Como se ha indicado anteriormente, el sistema de control del conjunto puede ser un sistema analógico o digital. Puede ser mecánico, por ejemplo, neumático o hidráulico. Preferentemente, el sistema de control es digital. Según una realización preferida, el sistema de control es programable. En este caso, para la implementación del conjunto de inyección según la invención, el sistema de control se programa para controlar el sistema de regulación para accionar el sistema de regulación en función de la presión o de la variación de presión detectada por el detector de presión. La presión gaseosa o la variación de presión gaseosa detectada por el detector de presión se transmite entonces hacia el sistema de control programable: por ejemplo, por medio de una conexión por cable o por una conexión inalámbrica.The above remarks also apply to the predetermined value of gas pressure. As indicated above, the assembly control system can be an analog or digital system. It can be mechanical, for example, pneumatic or hydraulic. Preferably, the control system is digital. According to a preferred embodiment, the control system is programmable. In this case, for the implementation of the injection assembly according to the invention, the control system is programmed to control the regulation system to actuate the regulation system as a function of the pressure or of the pressure variation detected by the pressure detector . The gas pressure or gas pressure variation detected by the pressure sensor is then transmitted to the programmable control system: for example, via a wired connection or via a wireless connection.
El sistema de regulación puede comprender diferentes medios para la regulación de la sección de flujo del al menos un paso secundario, tales como una o varias válvulas ajustables posicionadas en el al menos un paso secundario entre la cámara y el al menos un inyector secundario, o el movimiento de un elemento mecánico que actúa como obturador del al menos un paso secundario, generándose este movimiento, por ejemplo, por translación, por rotación (atornillado) o por deformación de un elemento mecánico unido al obturador, o también por modificación del estado magnético de un elemento metálico. The regulation system may comprise different means for regulating the flow section of the at least one secondary passage, such as one or more adjustable valves positioned in the at least one secondary passage between the chamber and the at least one secondary injector, or the movement of a mechanical element that acts as a shutter of at least one secondary passage, this movement being generated, for example, by translation, by rotation (screwing) or by deformation of a mechanical element attached to the shutter, or also by modification of the magnetic state of a metallic element.
Según una realización simple y fiable, el sistema de regulación está provisto de al menos un obturador apto para regular la sección de flujo del al menos un paso secundario obturándolo al menos parcialmente.According to a simple and reliable embodiment, the regulation system is provided with at least one shutter suitable for regulating the flow section of the at least one secondary passage by sealing it at least partially.
Un sistema de regulación de este tipo puede adoptar, especialmente, la forma siguiente. El al menos un paso secundario que une el al menos un inyector secundario fluídicamente a la cámara presenta una superficie interna en forma de embudo, y el sistema de regulación comprende un obturador que tiene una superficie externa correspondiente y que puede desplazarse a lo largo del eje longitudinal del paso secundario. Cuando el obturador se desplaza así a lo largo de dicho eje longitudinal, la superficie externa del obturador se acerca o se aleja de la superficie interna del paso secundario, y la sección de flujo de dicho paso se encuentra reducida, respectivamente aumentada. Such a regulation system can especially take the following form. The at least one secondary passage that fluidically joins the at least one secondary injector to the chamber has a funnel-shaped internal surface, and the regulation system comprises a shutter that has a corresponding external surface and that can move along the axis longitudinal of the secondary passage. When the obturator thus moves along said longitudinal axis, the external surface of the obturator approaches or moves away from the internal surface of the secondary passage, and the flow section of said passage is reduced, respectively increased.
Cabe señalar también que puede ser ventajoso diseñar el sistema de regulación de manera que la sección de flujo de al menos un paso secundario no esté nunca totalmente cerrada. En efecto, con el fin de asegurar un enfriamiento suficiente de al menos un inyector secundario y/o evitar el taponado de al menos un inyector secundario (por ejemplo, debido a depósitos de sustancias condensables presentes en la atmósfera de la zona de combustión o la formación de hollín procedente del sobrecalentamiento del combustible gaseoso en contacto con al menos un inyector secundario) puede ser necesario un flujo gaseoso mínimo a través del al menos un inyector secundario. Sin embargo, es también concebible asegurar tal flujo gaseoso mínimo mediante otros medios diferentes del sistema de regulación definido anteriormente, como, por ejemplo, unos pasos de fluidos que cortocircuitan el obturador y de tamaño reducido a fin, simplemente, de asegurar este caudal mínimo.It should also be noted that it may be advantageous to design the regulation system in such a way that the flow section of at least one secondary passage is never completely closed. Indeed, in order to ensure sufficient cooling of at least one secondary injector and/or to prevent clogging of at least one secondary injector (for example, due to deposits of condensable substances present in the atmosphere of the combustion zone or the soot formation from overheating of gaseous fuel in contact with at least one secondary injector) a minimum gaseous flow through the at least one secondary injector may be necessary. However, it is also conceivable to ensure such a minimum gaseous flow by means other than the regulation system defined above, such as, for example, fluid passages that short-circuit the shutter and of reduced size in order simply to ensure this minimum flow.
Los conjuntos están realizados típicamente de metal, los inyectores, o al menos los extremos aguas abajo (extremos de inyección) están realizados a menudo, de manera ventajosa, de metales de alta resistencia al calor y a la oxidación, tales como aleaciones de aceros austeníticos de níquel-cromo de tipo Inconel® o aleaciones sin níquel de tipo Kanthal®.The assemblies are typically made of metal, the injectors, or at least the downstream ends (injection ends) are often advantageously made of metals with high resistance to heat and oxidation, such as alloys of austenitic steels of Inconel®-type nickel-chromium or Kanthal®-type nickel-free alloys.
El conjunto según la invención puede comprender más particularmente al menos un par de inyector primario con un inyector secundario, par en el que uno del inyector primario y del inyector secundario rodea al otro inyector primario y el inyector secundario. El inyector primario puede así rodear al inyector secundario o el inyector secundario puede rodear al inyector primario del par.The assembly according to the invention may more particularly comprise at least one pair of a primary injector with a secondary injector, a pair in which one of the primary injector and the secondary injector surrounds the other primary injector and the secondary injector. The primary injector can thus surround the secondary injector or the secondary injector can surround the primary injector of the pair.
Según una forma de realización ventajosa, el inyector primario del par está rodeado por el inyector secundario del par. According to an advantageous embodiment, the primary torque injector is surrounded by the secondary torque injector.
Según una realización particular, el inyector primario y el inyector secundario del par son concéntricos. Sin embargo, en algunos casos, puede resultar útil una disposición no concéntrica.According to a particular embodiment, the primary injector and the secondary injector of the pair are concentric. However, in some cases, a non-concentric arrangement may be useful.
Cabe señalar que tal configuración en par no excluye la presencia de otros elementos y, en particular, la presencia de uno u otros varios otros inyectores en o alrededor de uno u otro de los inyectores del par.It should be noted that such a pair configuration does not exclude the presence of other elements and, in particular, the presence of one or more other injectors in or around one or the other of the injectors of the pair.
Por ejemplo, según una realización particular, el fluido puede ser un comburente gaseoso, tal como un gas que contenga al menos un 80% en volumen y preferentemente al menos un 90% en volumen de oxígeno. El inyector primario del par se sitúa en el centro y está rodeado por el inyector secundario del par, preferentemente de manera concéntrica. Un inyector para la inyección de combustible en la zona de combustión se sitúa entre el inyector primario y el inyector secundario del par, de manera que el inyector de combustible rodea al inyector primario de comburente y está rodeado por el inyector secundario de comburente, siendo así el conjunto parte de un quemador para la combustión (al menos parcial) del combustible con el comburente, y en el que la sección de flujo del inyector secundario y, por lo tanto, también la distribución del comburente entre el caudal primario y el caudal secundario están reguladas por el sistema de control mediante el sistema de regulación en función de la presión gaseosa o la variación de presión gaseosa en la cámara del conjunto detectada por el detector por el detector de presión.For example, according to a particular embodiment, the fluid can be a gaseous oxidant, such as a gas containing at least 80% by volume and preferably at least 90% by volume of oxygen. The primary torque injector is centrally located and is surrounded by the secondary torque injector, preferably concentrically. An injector for fuel injection in the combustion zone is located between the primary injector and the secondary injector of the pair, so that the fuel injector surrounds the primary fuel injector and is surrounded by the secondary fuel injector, thus being the assembly starts from a burner for the (at least partial) combustion of the fuel with the oxidant, and in which the flow section of the secondary injector and, therefore, also the distribution of the oxidant between the primary flow and the secondary flow they are regulated by the control system by means of the regulation system as a function of the gaseous pressure or the variation of gaseous pressure in the chamber of the assembly detected by the detector by the pressure detector.
Según otra realización análoga, el fluido es un combustible gaseoso, tal como el gas natural. El inyector primario del par se sitúa en el centro y está rodeado por el inyector secundario, preferentemente de manera concéntrica. Un inyector para la inyección de comburente en la zona de combustión se sitúa entre el inyector primario y el inyector secundario del par, de manera que el inyector de comburente rodea al inyector primario de combustible y está rodeado por el inyector secundario de combustible. El comburente es preferentemente un gas que contiene al menos un 80% en volumen y aún más preferentemente al menos un 90% en volumen de oxígeno. El conjunto forma parte así a un quemador para la combustión (al menos parcial) del combustible con el comburente, y en el que la sección de flujo del inyector secundario y, por lo tanto, también la distribución del combustible entre el caudal primario y el caudal secundario de combustible están reguladas por el sistema de control mediante el sistema de regulación en función de la presión gaseosa o la variación de presión gaseosa en la cámara del conjunto detectada por el detector de presión. According to another analogous embodiment, the fluid is a gaseous fuel, such as natural gas. The primary injector of the pair is located in the center and is surrounded by the secondary injector, preferably concentrically. An injector for injecting fuel into the combustion zone is located between the primary injector and the secondary injector of the pair, such that the fuel injector surrounds the primary fuel injector and is surrounded by the secondary fuel injector. The oxidant is preferably a gas containing at least 80% by volume and even more preferably at least 90% by volume of oxygen. The assembly thus forms part of a burner for the (at least partial) combustion of the fuel with the comburent, and in which the flow section of the secondary injector and, therefore, also the distribution of the fuel between the primary flow and the secondary fuel flow are regulated by the control system through the regulation system depending on the gaseous pressure or the gaseous pressure variation in the assembly chamber detected by the pressure sensor.
El conjunto según la invención puede comprender un único inyector primario y un único inyector secundario, y en particular un único par de un inyector primario con un inyector secundario. Según una realización alternativa, el conjunto según la invención comprende varios inyectores primarios y/o varios inyectores secundarios, y en particular varios pares de un inyector primario con un inyector secundario. The assembly according to the invention may comprise a single primary injector and a single secondary injector, and in particular a single pair of a primary injector with a secondary injector. According to an alternative embodiment, the assembly according to the invention comprises several primary injectors and/or several secondary injectors, and in particular several pairs of a primary injector with a secondary injector.
Según una realización particular, el al menos un inyector secundario del conjunto está separado del al menos un inyector primario del conjunto sin que el al menos un inyector primario del conjunto rodee un inyector secundario del conjunto y sin que el al menos un inyector secundario del conjunto rodee un inyector primario del conjunto.According to a particular embodiment, the at least one secondary injector of the set is separated from the at least one primary injector of the set without the at least one primary injector of the set surrounding a secondary injector of the set and without the at least one secondary injector of the set surround a primary injector in the assembly.
En este caso, el al menos un inyector primario puede extenderse especialmente en un primer plano, mientras que el al menos un inyector secundario se extiende en un segundo plano, siendo el segundo plano paralelo al primer plano. De esta manera, es posible inyectar el caudal primario y el caudal secundario del agente gaseoso de combustión en la zona de combustión según dos planos paralelos.In this case, the at least one primary injector can extend in particular in a first plane, while the at least one secondary injector extends in a second plane, the second plane being parallel to the first plane. In this way, it is possible to inject the primary flow and the secondary flow of the gaseous combustion agent in the combustion zone according to two parallel planes.
Según una realización alternativa, el al menos un inyector primario se extiende en un primer plano y el al menos un inyector secundario se extiende en un segundo plano, cortándose el primer plano y el segundo plano aguas abajo de dichos inyectores primarios y secundarios, es decir en el interior de la zona de combustión en la que se inyecta el agente gaseoso de combustión. El conjunto según la invención puede comprender al menos dos inyectores primarios y/o al menos dos inyectores secundarios, preferentemente al menos dos inyectores primarios y al menos dos inyectores secundarios. Esto es especialmente ventajoso en el caso en el que, como se ha descrito anteriormente, el al menos un inyector primario se extiende en un primer plano y el al menos un inyector secundario se extiende en un segundo plano diferente del primer plano.According to an alternative embodiment, the at least one primary injector extends in a first plane and the at least one secondary injector extends in a second plane, the first plane and the second plane intersecting downstream of said primary and secondary injectors, that is to say inside the combustion zone in which the gaseous combustion agent is injected. The assembly according to the invention may comprise at least two primary injectors and/or at least two secondary injectors, preferably at least two primary injectors and at least two secondary injectors. This is especially advantageous in the case where, as described above, the at least one primary injector extends in a first plane and the at least one secondary injector extends in a second plane different from the first plane.
Para la inyección del agente gaseoso en la zona de combustión, la entrada del conjunto, que es también la entrada de la cámara del conjunto, se conecta fluídicamente a una fuente de combustible gaseoso, preferentemente a una fuente de combustible gaseoso seleccionado entre el gas natural, el biogás, el propano, el butano, los gases residuales de procedimientos siderúrgicos o de reformado del metano, el hidrógeno, cualquier mezcla de dichos combustibles gaseosos, o a una fuente de un comburente gaseoso, que tenga preferentemente un contenido de oxígeno del 21 al 100% en volumen, preferentemente mayor que el 21% en volumen, y especialmente de al menos un 80% en volumen, aún más preferentemente al menos un 90% en volumen.For the injection of the gaseous agent in the combustion zone, the inlet of the assembly, which is also the inlet of the chamber of the assembly, is fluidically connected to a source of gaseous fuel, preferably to a source of gaseous fuel selected from natural gas , biogas, propane, butane, waste gases from iron and steel processes or methane reforming, hydrogen, any mixture of said gaseous fuels, or a source of a gaseous oxidizer, preferably having an oxygen content of 21 to 100% by volume, preferably greater than 21% by volume, and especially at least 80% by volume, even more preferably at least 90% by volume.
Tal fuente puede ser un depósito del agente gaseoso en forma gaseosa o en forma licuada, un conducto de alimentación que transporta dicho agente gaseoso o un generador de dicho agente gaseoso.Such a source may be a reservoir of the gaseous agent in gaseous or liquefied form, a feed conduit carrying said gaseous agent, or a generator of said gaseous agent.
La invención se refiere también a una instalación que comprende varios conjuntos según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente. En este caso, puede ser preferible que esta instalación comprenda un sistema de control común apto para controlar, preferiblemente de manera independiente, el sistema de regulación de cada conjunto de la instalación en función de la presión gaseosa o la variación de presión gaseosa detectada por el detector de presión de dicho conjunto.The invention also relates to an installation comprising several assemblies according to any one of the embodiments described above. In this case, it may be preferable that this installation includes a common control system capable of controlling, preferably independently, the regulation system of each assembly of the installation based on the gas pressure or the variation in gas pressure detected by the pressure detector of said assembly.
Como se ha indicado anteriormente, el conjunto se puede incorporar en un quemador.As indicated above, the assembly can be incorporated into a burner.
Tal quemador según la invención comprende, por lo tanto, un conjunto según una cualquiera de las realizaciones anteriores para la inyección en una zona de combustión de un agente gaseoso de combustión seleccionado entre un combustible gaseoso y un comburente gaseoso.Such a burner according to the invention therefore comprises an assembly according to any one of the above embodiments for injecting into a combustion zone a gaseous combustion agent selected from a gaseous fuel and a gaseous oxidant.
Tal quemador comprende, típicamente, también al menos un inyector adicional para la inyección de un fluido adicional en la zona de combustión. Como regla general, cuando el agente gaseoso inyectado por el conjunto es un combustible gaseoso, el al menos un inyector adicional es adecuado para la inyección de un comburente gaseoso en la zona de combustión, y cuando el agente gaseoso inyectado por el conjunto es un comburente gaseoso, el al menos un inyector adicional es adecuado para la inyección de un combustible (gaseoso o no gaseoso) en la zona de combustión. Such a burner typically also comprises at least one additional injector for the injection of additional fluid into the combustion zone. As a general rule, when the gaseous agent injected by the assembly is a gaseous fuel, the at least one additional injector is suitable for the injection of a gaseous oxidizer in the combustion zone, and when the gaseous agent injected by the assembly is an oxidizer gaseous, the at least one additional injector is suitable for injecting a fuel (gaseous or non-gaseous) into the combustion zone.
Según una realización, el quemador comprende un bloque con una cara de entrada y una cara de salida en el lado opuesto a la cara de entrada. La zona de combustión se encuentra aguas abajo de la cara de salida.According to one embodiment, the burner comprises a block with an inlet face and an outlet face on the opposite side to the inlet face. The combustion zone is located downstream of the exit face.
Contrariamente al conjunto, el bloque está realizado típicamente de material refractario, tal como un cemento, o un material de tipo electrofundido, o un material prensado, compuesto principalmente de alúmina y/o de circonia y/o de sílice y/o de magnesia o de una mezcla de estos componentes en proporciones variables en función del procedimiento de aplicación.Contrary to the assembly, the block is typically made of refractory material, such as cement, or a material of the electrocast type, or a pressed material, mainly composed of alumina and/or zirconia and/or silica and/or magnesia or of a mixture of these components in variable proportions depending on the application procedure.
El conjunto se une entonces a la cara de entrada del bloque de manera que los inyectores del quemador, y por lo tanto también los inyectores del conjunto, se posicionan en una o varias perforaciones que atraviesan el bloque de la cara de entrada hasta la cara de salida.The assembly is then joined to the inlet face of the block in such a way that the burner injectors, and therefore also the injectors of the assembly, are positioned in one or more perforations that cross the block from the inlet face to the outlet face. Exit.
Así, un quemador según la invención puede, por ejemplo, comprender tal bloque con una o varias primeras perforaciones que se terminan en un primer nivel en la cara de salida del bloque, así como una o varias perforaciones adicionales que terminan en la cara de salida en un segundo nivel situado por debajo o por encima del primer nivel. El conjunto comprende al menos dos, y preferentemente al menos tres, inyectores primarios e inyectores secundarios para el transporte y la inyección de combustible gaseoso en la zona de combustión. Cada uno de los inyectores primarios forma un par con uno de los inyectores secundarios. Según una realización, cada uno de los inyectores primarios rodea uno de los inyectores secundarios. Según una realización preferida, cada uno de los inyectores secundarios rodea uno de los inyectores primarios. Estos pares, por ejemplo, en triples ejemplares, se posicionan en la o las primeras perforaciones que terminan en el primer nivel. El quemador comprende también varios inyectores adicionales para el transporte y la inyección de comburente en la zona de combustión. Dichos inyectores adicionales se colocan en el o los pasos adicionales del bloque para permitir la inyección de comburente en la zona de combustión por encima o por debajo del combustible gaseoso. Los inyectores adicionales pueden extenderse en un plano paralelo al plano de los pares de un inyector primario con un inyector secundario. Según otra realización, los inyectores adicionales pueden definir un plano de inyección del comburente que corta el plano de los pares en la zona de combustión aguas abajo de la cara de salida en la que el comburente inyectado por los inyectores adicionales se mezcla y reacciona con el combustible inyectado por los pares.Thus, a burner according to the invention may, for example, comprise such a block with one or more first perforations ending at a first level on the outlet face of the block, as well as one or more additional perforations ending on the outlet face. at a second level below or above the first level. The assembly comprises at least two, and preferably at least three, primary injectors and secondary injectors for transporting and injecting gaseous fuel into the combustion zone. Each of the primary injectors forms a pair with one of the secondary injectors. According to one embodiment, each of the primary injectors surrounds one of the secondary injectors. According to a preferred embodiment, each of the injectors secondary surrounds one of the primary injectors. These pairs, for example, in triple copies, are positioned in the first perforation(s) that end in the first level. The burner also comprises several additional injectors for transporting and injecting the oxidant into the combustion zone. Said additional injectors are placed in the additional passage(s) of the block to allow the injection of oxidant in the combustion zone above or below the gaseous fuel. The additional injectors may extend in a plane parallel to the plane of the pairs of a primary injector with a secondary injector. According to another embodiment, the additional injectors can define an injection plane of the oxidizer that intersects the plane of the pairs in the combustion zone downstream of the outlet face in which the oxidizer injected by the additional injectors mixes and reacts with the fuel injected by pairs.
Como ya se ha indicado anteriormente, otros, y en particular uno o varios inyectores diferentes del inyector primario y del inyector secundario del par pueden estar presentes en o alrededor el uno u del otro del inyector primario y del inyector secundario del par.As already indicated above, others, and in particular one or more injectors different from the primary injector and the secondary injector of the pair may be present in or around one or the other of the primary injector and the secondary injector of the pair.
Según una primera realización, el o los pasos adicionales terminan en la cara de salida del bloque por encima del o de los primeros pasos. Según otra realización, el o los pasos adicionales terminan en la cara de salida del bloque por debajo del o de los primeros pasos.According to a first embodiment, the additional passage(s) terminate at the exit face of the block above the first passage(s). According to another embodiment, the additional passage(s) terminate at the exit face of the block below the first passage(s).
Según una tercera realización, el bloque comprende uno o varios pasos adicionales que terminan en la cara de salida a un nivel situado por encima del primer nivel y en el que o en los que se encuentran al menos dos, y preferentemente al menos tres inyectores adicionales para el comburente, así como uno o varios pasos adicionales que terminan en la cara de salida del bloque por debajo del primer nivel y en el que o en los que se encuentran también al menos dos, y preferentemente al menos tres, inyectores adicionales para el comburente. Esta realización permite inyectar, según las necesidades del procedimiento, un comburente en la zona de combustión por encima, por debajo o por encima y por debajo del combustible gaseoso. La invención se refiere también a un horno que comprende una zona de combustión interna y equipado de al menos un conjunto según la invención para la inyección de un agente gaseoso de combustión seleccionado entre los combustibles gaseosos y los comburentes gaseosos en dicha zona de combustión. Como se ha indicado anteriormente, el al menos un conjunto puede formar parte de un quemador según la invención, en cuyo caso el horno está equipado de al menos un quemador según la invención.According to a third embodiment, the block comprises one or more additional passages that end on the outlet face at a level located above the first level and in which there are at least two, and preferably at least three, additional injectors. for the comburent, as well as one or more additional passages that end in the outlet face of the block below the first level and in which there are also at least two, and preferably at least three, additional injectors for the oxidising. This embodiment makes it possible to inject, depending on the needs of the process, an oxidant in the combustion zone above, below or above and below the gaseous fuel. The invention also relates to a furnace comprising an internal combustion zone and equipped with at least one assembly according to the invention for injecting a gaseous combustion agent selected from gaseous fuels and gaseous oxidants into said combustion zone. As indicated above, the at least one assembly can form part of a burner according to the invention, in which case the oven is equipped with at least one burner according to the invention.
Especialmente, la presente invención puede utilizarse ventajosamente en un horno seleccionado entre los hornos de fabricación o recalentamiento de vidrio o de esmaltes, los hornos de fabricación o de reciclado o de recalentamiento de metales tales como los hornos rotativos o de reverbero de aluminio, de cobre o de plomo, de hierro fundido, de acero, etc.In particular, the present invention can be used advantageously in a furnace selected from glass or enamel manufacturing or reheating furnaces, metal manufacturing or recycling or reheating furnaces, such as rotary or reverberatory furnaces for aluminium, copper or lead, cast iron, steel, etc.
Otro aspecto de la presente invención es un procedimiento de combustión en el que un agente gaseoso de combustión seleccionado entre los combustibles gaseosos y los comburentes se inyecta en una zona de combustión mediante un conjunto según la invención, pudiendo dicho conjunto formar parte de un quemador según la invención.Another aspect of the present invention is a combustion method in which a gaseous combustion agent selected from gaseous fuels and oxidants is injected into a combustion zone by means of an assembly according to the invention, said assembly being able to form part of a burner according to the invention.
Según este procedimiento, el detector de presión de cada conjunto detecta la presión gaseosa o una variación de la presión gaseosa en la cámara de este conjunto, el sistema de regulación del conjunto regula la sección de flujo de su al menos un paso secundario, y el sistema de control controla el sistema de regulación de manera que la sección de flujo del al menos un paso secundario de cada conjunto se regule en función de la presión o de la variación de presión detectada por el detector de presión de este conjunto.According to this method, the pressure detector of each assembly detects the gas pressure or a variation of the gas pressure in the chamber of this assembly, the regulation system of the assembly regulates the flow section of its at least one secondary step, and the control system controls the regulation system so that the flow section of at least one secondary step of each assembly is regulated as a function of the pressure or the pressure variation detected by the pressure detector of this assembly.
Como ya se ha descrito anteriormente en el contexto de la instalación y del horno según la invención, en el caso en el que se utilicen varios conjuntos en el procedimiento, cada conjunto puede tener su propio sistema de control conectado al detector de presión y al sistema de regulación, controlando el sistema de control el sistema de regulación de manera que la sección de flujo del al menos un paso secundario se regule en función de la presión o de la variación de presión detectada por el detector de presión de dicho conjunto. Sin embargo, de manera frecuentemente ventajosa, un sistema de control común puede controlar el sistema de regulación de cada conjunto en función de la presión o de la variación de presión detectada por el detector de presión del conjunto en cuestión. Como ya se ha indicado anteriormente, el sistema de regulación del conjunto se puede controlar de manera que la presión gaseosa en la cámara del conjunto se sitúe en una zona de presión predeterminada, o también de manera que la presión gaseosa en la cámara del conjunto corresponda a un valor predeterminado.As already described above in the context of the installation and the oven according to the invention, in the case where several sets are used in the procedure, each set can have its own control system connected to the pressure detector and to the system of regulation, the control system controlling the regulation system so that the flow section of the at least one secondary step is regulated as a function of the pressure or of the pressure variation detected by the pressure detector of said assembly. However, frequently advantageously, a common control system can control the regulation system of each assembly as a function of the pressure or pressure variation detected by the pressure detector of the assembly in question. As already indicated above, the set regulation system can be controlled so that the gas pressure in the set chamber is in a predetermined pressure zone, or else so that the gas pressure in the set chamber corresponds to a default value.
El agente gaseoso de combustión inyectado en la zona de combustión mediante el conjunto es un combustible gaseoso seleccionado entre el gas natural, el biogás, el propano, el butano, los gases residuales de procedimientos siderúrgicos o de reformado del metano, el hidrógeno, o cualquier mezcla de los gases mencionados anteriormente, o un comburente gaseoso, que tiene preferentemente un contenido de oxígeno del 21 al 100% en volumen, preferentemente mayor que un 21% en volumen, y especialmente de al menos un 80% en volumen, aún más preferentemente al menos un 90% en volumen.The gaseous combustion agent injected into the combustion zone by means of the assembly is a gaseous fuel selected from natural gas, biogas, propane, butane, residual gases from iron and steel processes or methane reforming, hydrogen, or any other mixture of the gases mentioned above, or a gaseous oxidant, preferably having an oxygen content of 21 to 100% by volume, preferably greater than 21% by volume, and especially at least 80% by volume, even more preferably at least 90% by volume.
El procedimiento según la invención es especialmente útil para realizar una combustión en el interior de una zona de combustión en el contexto de un procedimiento tal como la fabricación o el reciclado de vidrio o de esmaltes, la fabricación o reciclado o recalentamiento de metales, tales como aluminio, cobre, plomo, hierro fundido, acero, etc. The process according to the invention is particularly useful for carrying out combustion inside a combustion zone in the context of a process such as the manufacture or recycling of glass or enamels, the manufacture or recycling or reheating of metals, such as aluminum, copper, lead, cast iron, steel, etc.
La invención y sus ventajas se entenderán mejor a la luz de los ejemplos siguientes: (haciéndose referencia a las figuras 1 a 5) en los que:The invention and its advantages will be better understood in the light of the following examples: (referring to figures 1 to 5) in which:
- la figura 1 representa esquemáticamente un conjunto que comprende un inyector primario (21) con un inyector secundario (22) concéntricos, rodeando el inyector secundario (22) al inyector primario (21);Figure 1 schematically represents an assembly comprising a primary injector (21) with a concentric secondary injector (22), the secondary injector (22) surrounding the primary injector (21);
- la figura 2 representa esquemáticamente un conjunto que comprende un inyector primario (21) con un inyector secundario (22) concéntricos, rodeando el inyector primario (21) al inyector secundario (22);Figure 2 schematically represents an assembly comprising a primary injector (21) with a concentric secondary injector (22), the primary injector (21) surrounding the secondary injector (22);
- la figura 3 representa esquemáticamente un conjunto que comprende un inyector primario (21) con un inyector secundario (22) no concéntricos, separados por una distancia,- figure 3 schematically represents an assembly comprising a primary injector (21) with a non-concentric secondary injector (22), separated by a distance,
- las figuras 4 y 5 representan esquemáticamente dos vistas del conjunto incorporado en un quemador para la inyección en una zona de combustión (1) de un agente gaseoso de combustión.Figures 4 and 5 schematically represent two views of the assembly incorporated in a burner for injecting a gaseous combustion agent into a combustion zone (1).
Las figuras 1, 2 y 3 muestran una cámara (11) de entrada del fluido. El inyector primario (21) está conectado fluídicamente a la cámara (11) mediante un paso primario (23). El inyector secundario está conectado fluídicamente a la cámara (11) mediante un paso secundario (24). El paso secundario (24) presenta una sección de flujo regulable. Un sistema de regulación (32) permite regular esta sección de flujo del paso secundario (24) gracias a un obturador (33). Las figuras 1,2 y 3 muestran también un detector de presión (30) para la detección de una presión gaseosa o de una variación de presión gaseosa en la cámara (11), así como un sistema de control (31) conectado al detector de presión (30). El sistema de control está también conectado al, y controla el, sistema de regulación (32).Figures 1, 2 and 3 show a fluid inlet chamber (11). The primary injector (21) is fluidically connected to the chamber (11) by a primary passage (23). The secondary injector is fluidically connected to the chamber (11) through a secondary passage (24). The secondary passage (24) has an adjustable flow section. A regulation system (32) allows to regulate this flow section of the secondary passage (24) thanks to a shutter (33). Figures 1, 2 and 3 also show a pressure detector (30) for detecting a gaseous pressure or a gaseous pressure variation in the chamber (11), as well as a control system (31) connected to the pressure detector. pressure (30). The control system is also connected to and controls the regulation system (32).
La figura 4 representa esquemáticamente un conjunto que comprende tres inyectores primarios (21) rodeado cada uno por su inyector secundario (22) concéntrico, una cámara (11).Figure 4 schematically represents an assembly comprising three primary injectors (21), each one surrounded by its concentric secondary injector (22), a chamber (11).
Los inyectores primarios (21) están conectados fluídicamente a la cámara (11) por los pasos primarios (23). Los inyectores secundarios (22) están conectados fluídicamente a la cámara (11) por los pasos secundarios (24). El paso secundario presenta una sección de flujo regulable. Un sistema de regulación (32) permite regular esta sección de flujo del paso secundario (24) gracias a un obturador (33). Un detector de presión (30) está presente para la detección de una presión o de una variación de presión gaseosa en la cámara (11). Un sistema de control (31) está conectado al detector de presión (30). Este sistema de control está también conectado al, y controla el, sistema de regulación (32).The primary injectors (21) are fluidically connected to the chamber (11) by the primary passages (23). The secondary injectors (22) are fluidically connected to the chamber (11) by the secondary passages (24). The secondary passage presents an adjustable flow section. A regulation system (32) allows to regulate this flow section of the secondary passage (24) thanks to a shutter (33). A pressure detector (30) is present for detecting a pressure or a gaseous pressure variation in the chamber (11). A control system (31) is connected to the pressure sensor (30). This control system is also connected to and controls the regulation system (32).
En las figuras 4 y 5, el quemador comprende un bloque (40) con una cara de entrada (41) y una cara de salida (42) en el lado opuesto de la cara de entrada, así como inyectores adicionales (50) para la inyección de un fluido adicional en la zona de combustión (1).In figures 4 and 5, the burner comprises a block (40) with an inlet face (41) and an outlet face (42) on the opposite side of the inlet face, as well as additional injectors (50) for the injection of an additional fluid in the combustion zone (1).
La regulación automática por el sistema de retroalimentación según la presente invención se puede implementar ventajosamente en diferentes procedimientos de combustión, tal como la producción de vidrio.The automatic regulation by the feedback system according to the present invention can be advantageously implemented in different combustion processes, such as glass production.
Los hornos de producción de vidrio utilizan principalmente aire precalentado a más de 1000°C como comburente. Este aire caliente se obtiene a su paso a través de los regeneradores (apilamiento de ladrillos refractarios). El volumen de comburente inyectado en el horno a este nivel de temperatura constituye una cantidad de movimiento significativa. Glass production furnaces mainly use air preheated to more than 1000°C as an oxidizer. This hot air is obtained as it passes through the regenerators (stacking of refractory bricks). The volume of oxidant injected into the furnace at this temperature level constitutes a significant amount of movement.
Durante la campaña de un horno, puede resultar necesario aumentar la producción más allá de la capacidad de los regeneradores, que no pueden suministrar una mayor cantidad de aire caliente a causa de la limitación del tiro de los ventiladores. Un problema similar se presenta cuando el estado de los ladrillos no permite, o ya no permite, obtener las temperaturas de precalentamiento deseadas. La instalación de quemador que funciona con un comburente rico en oxígeno (oxi-quemador) aparece entonces como una solución particularmente adecuada. Estos quemadores se instalan generalmente en las aberturas disponibles cerca de los regeneradores. Al generar la oxi-combustión (es decir, la combustión con un comburente que contiene al menos un 80% en volumen y preferentemente al menos un 90% en volumen de oxígeno) un volumen de humos 4 veces menor que la combustión con aire y con una eficacia al menos equivalente, las llamas procedentes de los oxi-quemadores (en lo sucesivo «llamas oxi») están muy perturbadas por las llamas, denominadas «llamas aéreas», procedentes de los regeneradores que funcionan con aire caliente, debido a la menor cantidad de movimiento de las llamas oxi. Estas perturbaciones pueden crear interferencias de la llama oxi con la materia sólida fundida y sin quemar, y, por lo tanto, problemas de calidad del vidrio o de eficiencia energética. Estos problemas son tanto más importantes cuando la potencia (y por lo tanto los caudales de los agentes de combustión) de los oxi-quemadores se reduce para las fases más bajas de aumento de producción. Por lo tanto, es primordial maximizar el impulso o cantidad de movimiento de las llamas oxi en toda el rango de potencia de los oxiquemadores.During a kiln campaign, it may be necessary to increase production beyond the capacity of the regenerators, which cannot supply a greater amount of hot air due to the limited draft of the fans. A similar problem arises when the state of the bricks does not allow, or no longer allows, the desired preheating temperatures to be obtained. The installation of a burner that works with an oxygen-rich oxidizer (oxy-burner) thus appears to be a particularly suitable solution. These burners are generally installed in openings available near the regenerators. By generating oxy-combustion (that is, combustion with an oxidant containing at least 80% by volume and preferably at least 90% by volume of oxygen) a volume of fumes 4 times less than combustion with air and with efficiency at least equivalent, the flames coming from the oxy-burners (hereinafter "oxy flames") are highly disturbed by the flames, called "air flames", coming from the regenerators that work with hot air, due to the lower momentum of oxy flames. These disturbances can create interference of the oxy flame with the molten and unburned solid matter, and thus problems of glass quality or energy efficiency. These problems are all the more important when the power (and therefore the flow rates of the combustion agents) of the oxy-burners is reduced for the lowest phases of production increase. Therefore, it is paramount to maximize the momentum or momentum of the oxy flames throughout the power range of the oxy burners.
Unos sistemas como los descritos en el documento EP 2143999 permiten una regulación manual del caudal de combustible gaseoso entre dos inyecciones (primarias y secundarias) a fin de maximizar el impulso del combustible y así garantizar la estabilidad de la llama del oxi-quemador. Sin embargo, estos sistemas manuales requieren una regulación constante por parte de los operarios de la distribución de los fluidos, sin poder evaluar fácilmente en tiempo real el impacto de estas regulaciones sobre el procedimiento. Para evitar estas regulaciones y todos los problemas de calidad, los operarios regulan generalmente la potencia sobre os quemadores de aire (regenerador) lo que provoca un exceso de consumo de oxígeno y un aumento de los costes de producción.Systems such as those described in document EP 2143999 allow manual regulation of the gaseous fuel flow rate between two injections (primary and secondary) in order to maximize the impulse of the fuel and thus guarantee the stability of the flame of the oxy-burner. However, these manual systems require a constant regulation by fluid distribution operators, without being able to easily assess in real time the impact of these regulations on the procedure. To avoid these regulations and all the quality problems, the operators generally regulate the power on the air burners (regenerator) which causes an excess of oxygen consumption and an increase in production costs.
La presente invención se puede utilizar ventajosamente en este caso definiendo un intervalo de presión predefinido o una presión predefinida que permita asegurar una distribución automática del caudal entre las inyecciones primarias y secundarias, a fin de maximizar el impulso de la llama oxi, sea cual sea el caudal total de combustible.The present invention can be advantageously used in this case by defining a predefined pressure interval or a predefined pressure that allows to ensure an automatic distribution of the flow between the primary and secondary injections, in order to maximize the impulse of the oxy flame, whatever the total fuel flow.
Por ejemplo, en el caso de un aumento de producción del 4%, la potencia de un oxi-quemador puede ser de 800 kW, mientras que para un aumento de producción del 8%, la potencia de un oxi-quemador puede ser de 1,8 MW. Se ha determinado que una presión de 300 mbarg a nivel de la cámara de distribución entre las dos inyecciones de combustibles permite asegurar una llama muy estable, tanto a 800 kW como a 1800 kW. La regulación automática según la invención de la distribución del combustible en función de la presión gaseosa en la cámara cuando varía la potencia permitirá así optimizar los costes de producción, limitar los defectos de calidad y optimizar el consumo energético. For example, in the case of an increase in production of 4%, the power of an oxy-burner can be 800 kW, while for an increase in production of 8%, the power of an oxy-burner can be 1 .8 MW. It has been determined that a pressure of 300 mbarg at the level of the distribution chamber between the two fuel injections ensures a very stable flame, both at 800 kW and at 1800 kW. The automatic regulation according to the invention of the distribution of the fuel as a function of the gaseous pressure in the chamber when the power varies will thus make it possible to optimize production costs, limit quality defects and optimize energy consumption.
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