BE406322A - - Google Patents

Description

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  SYSTEME DE CHAUEFAGE AU CHARBON PULVERISE 
L'invention a pour but d'introduire dans une chambre de combustion du charbon brut,   c'est-à-dire   de poussières de   charl   comportant un pourcentage relativement élevé de petits morceau,   et une teneur en humidité relativement élevée (jusqu'à 50 %), d   telle manière   que :  
1 ) l'alimentation soit efficace et sûre et
2 ) qu'on obtienne une combustion convenable et rapide.
Les propositions faites   jusqu'à,   présent pour la combust de charbon bxut n'ont pas donné satisfaction. La raison en est, 

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 particulier, que le charbon brut, par suite de son humidité, colle facilement aux parois des tuyauteries; il en résultait des bourrages dans les tuyauteries et en particulier dans les brûleurs. 



   On se vit donc contraint, pour obtenir cette combustion vive et bonne, de renoncer à la forme des brûleurs que l'on employait pour le charbon pulvérisé et à introduire dans la chambre de combustion le charbon brut par de simples tubes ronds de section très large. On comprend qu'un tel procédé amène une combustion lente et imparfaite. 



   On écarte ces difficultés et l'on réalise une combustion du charbon brut qui n'est pas inférieure à. celle du charbon pulvérisé si, conformément à l'invention, l'alimentation en charbon brut de la chambre de combustion se fait au moyen d'une roue munie de palettes, qui aspire en même temps l'air de combustion ou des fumées ou un mélange des deux et si, dans la chambre de combustion, on a prévu une grille sur laquelle les particules en suspension tombent et se.consument complètement. 



   L'emploi de la roue à palettes produit un tourbillonnement qui mélange intimement le charbon brut avec les gaz chauds, ce qui provoque un séchage intense et augmente la fluidité du charbon brut. 



   En dehors de l'alimentation continue et sans défaut qu'on réalise avec cette roue, il devient possible d'introduire le charbon brut dans la chambre de combustion par des brûleurs constitués de manière à produire une combustion rapide. On obtient, en outre, par ce dispositif, une certaine pulvérisation de la plupart des amas de poussières. 



   Si la granulation du charbon brut dont on dispose est trop grossière, il est bon de laisser se produire, dans le dispositif d'alimentation comportant la roue indiquée ci-dessus, une pulvérisation du charbon et ceci jusqu'à ce que la pulvérisation donne une finesse correspondant à un refus de 10 % environ sur le tamis 

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 N  6 (36 mailles par cm2). La raison en est que la somme des pertes, résultant des imbrûlés et de la dépense de force néce saire à la pulvérisation, atteint son minimum lorsque la pulv risation s'arrête aux environs des chiffres indiqués. 



   Les dessins annexés représentent des installations ré, lisés conformément à l'invention, ainsi que certaines améliora tions complémentaires.      



   La figure 1 montre une coupe longitudinale de l'insta: tion de chauffage et la figure 2 une coupe transversale avec deux modes d'exécution différents. 



   La figure 3 montre une coupe transversale de la chambr de combustion, dans laquelle l'introduction du combustible a lieu par des brûleurs à turbulence. 



   La figure 4 est une coupe longitudinale d'une installa tion de chauffage, dans laquelle le dispositif d'alimentation comportant la roue forme un tout avec le brûleur. 



   Les figures 5 et 6 sont des coupes longitudinales et la figure 7 une coupe transversale d'une installation de chauf. ge, dans laquelle le combustible, avant d'être introduit, tram se la chambre de combustion pour y être séché. 



   Comme on le voit aux figures 1 et 2, la chaudière 1 es' chauffée par des gaz qui sortent de la chambre de combustion 2, Le chauffage de la chambre de combustion se produit de telle façon que le combustible à utiliser débouche par une goulotte qui est figurée dans une position centrale, à l'intérieur du carter de l'appareil d'alimentation   4.   La roue, dont la vitesse de rotation est élevée, aspire, en même temps que le charbon brut, des gaz chauds qui viennent de la chambre de combustion par l'ouverture 5 et elle envoie le mélange de charbon et de ga par la tuyauterie 6 au brûleur 7, Grâce au mélange intime du charbon brut avec les gaz chauds, on obtient un séchage intense du combustible. 



   Si on le désire, l'installation peut être réalisée de 

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 telle façon que la roue aspire par le canal 8 de l'air   rechauf-   fé ou, par le canal 5 comme par le canal 8, un mélange d'air et de fumées. 



   S'il s'agit de chauffage de chaudières à grande production, on recommande d'installer plusieurs dispositifs d'alimentation à roue, voisins les uns des autres, et l'agencement peut être tel, que chaque dispositif d'alimentation soit relié à un brûleur individuel, ou qu'un dispositif d'alimentation commun alimente en combustible plusieurs brûleurs. 



   A l'intérieur de la chambre de combustion, il se produit une séparation du charbon brut introduit, de telle façon que les particules les plus fines brûlent en suspension, tandis que les particules les plus grosses tombent sur une grille placée à la partie inférieure de la chambre de combustion et y brûlent jusqu'au bout. 



   Comme la figure 2 le   représente,   pour obtenir une meilleure combustion des particules plus lourdes qui se séparent des poussières en flamme, la partie inférieure de la chambre de combustion est divisée, perpendiculairement à sa plus grande longueur, en plusieurs zones disposées de telle manière qu'à la suite de la zone 11, à parois pleines, qui se raccorde aux murs de la chambre de combustion 9 et 10 se trouve une zone 12 qui porte des ouvertures en forme de tuyères. Sur cette grille à tuyères se trouve branché le dispositif central d'enlèvement des mâchefers. Etant donné qu'une partie seulement de la grille est pourvue d'ouvertures d'adduction d'air, on a ainsi la possibilité de maintenir l'air nécessaire à la combustion dans des limites favorables.

   Pour nettoyer la partie 11 qui est pleine, on peut utiliser des souffleurs prévus par exemple à l'intérieur des murs latéraux. A la figure 3 on a prévu, pour fermer le bas de la chambre de combustion, une trémie à la partie inférieure de laquelle se trouve la grille 13, Pour séparer plus rapidement les particules lourdes de la flamme et pour empêcher 

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 que des parcelles imbrûlées soient prises dans le courant qud traverse la chaudière, un développement ultérieur de   l'inver   tion consiste à introduire le charbon brut dans des   conditia   telles qu'il soit soumis à un effet de choc ou de tourbillon
Cet effet de choc ou de tourbillonnement a pour cons quence que les particules lourdes se séparent très vite du courant de combustible et tombent sur la grille. 



   Four réaliser ce fonctionnement, il est recommandé, comme le montrent les figures 1 et 2, de diviser l'installat d'alimentation à roue en deux groupes et de les placer le   lo@   des parois 9 et 10 de la chambre de combustion, de telle man. re que les courants de combustibles soient dirigés l'un vers l'autre et se heurtent au centre de la chambre. 



   La division du dispositif d'alimentation en deux grou pes et la disposition des groupes le long des parois latérale de la chambre de combustion permettent de diminuer la   largeui   de la chaudière jusqu'aux dimensions les plus petites pratiqu ment réalisables, et il est ainsi facile d'adapter la largeur de la chambre de combustion à la largeur de la chaudière, ce qui favorise souvent des économies importantes dans les frais d'établissement. 



   Si la trémie à charbon 14 est, comme d'ordinaire, pla cée devant la paroi frontale 15 de la chaudière, il est utile de prévoir un système de transport 16, qui prend le charbon brut à la trémie placée au centre et le délivre aux autres installations de transport 17, 18, qui se trouvent le long dei deux murs latéraux de la chambre de combustion et qui alimentent les goulottes 3, par lesquelles le charbon brut arrive dans les appareils d'alimentation. 



   Pour déterminer le tourbillonnement en même temps que l'action de choc, de manière à obtenir la séparation des parti cules lourdes, on propose en outre de souffler le charbon brut 

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      par les quatre angles de la chambre de combustion, d'après des procédés connus, et d'orienter les axes des courants de   combus-   tibles de telle manière qu'ils soient tangents à un petit cer-   @     , cle   central fictif. 



   De cette manière on obtient non seulement l'effet de choc, mais encore un effet de turbulence intense, qui ne se borne pas à assurer la séparation des particules les plus lour- des, mais entraîne aussi une àmélioration très sensible de la      combustion. 



   Par suite du séchage important que provoque le système d'alimentation à roue, on donne au charbon brut une bonne flui- dité qui permet de l'introduire dans la chambre de combustion par des   brûleurs   à turbulence. 



   Les figures 3 à montrent des foyers alimentés au charbon brut avec brûleurs à turbulence. On voit en particulier, sur la figure 7, que la conduite d'alimentation 6, qui amène le charbon brut séché, arrive tangentiellement dans,le moufle 
19. Il en résulte que le mélange de charbon brut et d'air subit un mouvement de torsion, de telle sorte qu'il arrive en tour-   billonant   dans la chambre de combustion. Les particules fines et légères brûlent en suspension, alors que les particules les plus lourdes tombent sur la grille 13 où elles brûlent complètement. 



   Au lieu d'un simple moufle 19, on peut employer pour l'introduction du charbon brut les brûleurs à turbulence, gui sont bien connus dans les installations de chauffage au char- bon pulvérisé. 



   Dans bien des cas, il est désirable qu'une séparation des parties lourdes se produise dans le carter du brûleur et que ces parties lourdes soient ramenées par un canal de retour à la conduite d'aspiration de la roue. 



   Là figure 4 montre une installation de chauffage, dans 

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 un dispositif d'alimentation et par une goulotte 3 jusqu'à pro ximi té de la roue 4, qui forme un tout avecle brûleur. Comme on peut le voir, la roue 4 est entourée d'un canal circulaire 30, dans lequel est introduit tangentiellement l'air de combustion réchauffé, qui vient d'un réchauffeur d'air par les conduites 31 et 32. La paroi du canal circulaire 30 présente des ouvertures par lesquelles peuvent pénétrer les particules de charbon s'échappant de la roue. Il est avantageux de disposer ces ouvertures sous la forme d'un peigne courbé, de telle manière qu'on puisse avoir la possibilité de régler l'ouverture des vents. 



   Sur le côté du canal circulaire 30, dirigées vers la chambre de combustion, sont disposées les tuyères 33 par lesquelles le mélange est introduit dans la chambre. Il est recommandé de disposer les tuyères de telle manière, que les différents courants de combustibles soient inclinés sur l'axe du brûleur et tangents à un petit cercle concentrique fictif. 



  De cette manière, on obtient un tourbillonnement intime et par conséquent une combustion rapide du combustible. 



   Si l'on doit brûler du charbon très humide, on a la possibilité d'introduire des gaz chauds dans le carter de la roue par l'ouverture 34, qui peut être fermée et à laquelle est liéun canal 5 ouvert dans la chambre de combustion. 



   La commande de la roue à palettes est faite par le moteur 35, solidement fixé   à.   la paroi arrière du brûleur. La roue   à.   palettes est disposée comme un volant sur l'arbre du moteur. L'ensemble est agencé sur un support mobile 36 de manière à pouvoir être facilement déplacé. L'installation forme un ensemble compact, qui est très bien approprié à la combustion du charbon humide et à grains fins, bien que son encombrement soit très réduit. 



   Ainsi qu'on le voit aux figures 5,6 et 7, à côté de l'air de combustion qui est aspiré par la roue 4, il arrive 

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 de l'air supplémentaire provenant du canal d'air 20 par les ouvertures 21 et par la grille 13. Il est recommandé, lors du changement de charge, de maintenir aussi constantes que possible les quantités d'air que la roue aspire et refoule, ainsi que les quantités d'air introduites par le brûleur: il convient d'ajuster la quantité d'air totale d'après la charge du moment, en modifiant les autres quantités d'air qui pénètrent dans la chambre de combustion par les ouvertures 21 ou par la grille 13.

   Il est en outre avantageux de tenir aussi réduites que possible les quantités d'air qui arrivent dans la chambre de combustion par le brûleur, de telle manière que la vitesse de sortie du moufle ou du brûleur, et par conséquent la longueur de la flamme, ne soit pas trop grande. 



   Si l'on doit employer des sortes de charbons particulièrement humides, il peut arriver que le séchage ne se produise pas dans le dispositif d'alimentation. Pour obtenir un séchage complémentaire, on propose, au lieu d'employer des transporteurs à courroies 17 et 18, le long des parois latérales 9 et 10, de prévoir des vis d'alimentation 22 (voir la moitié droite de la figure 2) qui sont logées dans les parois de la chambre de combustion et forment des couloirs purgeant d'air la chambre de combustion. Le combustible arrive dans l'installation de transport 16 par la goulotte 23, à une extrémité de la vis, et celle-ci le transporte à travers tout le couloir jusqu'à l'autre extrémité. Le charbon humide subit de cette façon l'influence de la chaleur rayonnante de la chambre de combustion et il est soumis par suite à un séchage intense.

   Le dispositif peut être aménagé de telle manière que la vis 22 répartisse le combustible entre les différentes installations d'alimentation. 



  Les courants partiels passent, par la goulotte 24, de la vis 22 au carter 4 de la   roue.   



   Le séchage peut, en conséquence, être obtenu de telle 

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 manière que le charbon brut, avant d'atteindre la roue tombe en chute libre à l'intérieur et le long d'une paroi de la   ch@   bre de combustion et se rassemble dans un canal en forme de trémie. Comme le montrent les figures 5,6 et 7, le charbon mide vient de la trémie 25, tombe par la goulotte 26 dans la chambre de combustion en chute libre, le long de la paroi 27 jusqu'au canal collecteur 28 qui est placé à la partie   infér:   re de la chambre de combustion.

   On obtient ainsi un séchage intense du combustible par la chaleur rayonnante de la flammE
Pour décharger l'installation d'alimentation à roue des particules fines et facilement combustibles, on recomman< de faire une séparation préalable du charbon brut, A cet effe les parois de la trémie 28 sont munies d'ouvertures, par lesquelles l'air de combustion préalablement réchauffé arrive da la chambre de combustion. Cet air doit, en conséquence, rence trer des couches de charbons qui parcourent la trémie de ras;   blement   et il envoie directement les particules les plus fine dans la chambre de combustion, où elles brûlent en   suspensioi   La consommation de courant du dispositif d'alimentation à rot est, de cette manière, considérablement diminuée. Cette dispc sition est illustrée par les figures 6 et 7.

   Dans certains cas, il peut être désirable que la pression avec laquelle l'a passe par les ouvertures du canal de rassemblement prenne des valeurs différentes. Pour obtenir ce résultat, on recommande de réaliser le canal 29 de telle manière, que l'air arrive pa zones à des pressions différentes dans les ouvertures de la trémie. La répartition peut se faire d'une manière très simp] au moyen d'une paroi qui possède une ouverture réglable.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1 ) Installation de chauffage caractérisée par ceci, que le charbon brut est introduit dans la chambre de combustion au moyen d'un dispositif d'alimentation, qui se compose d'une roue à palettes aspirant en même temps l'air de combustion ou des fumées, ou un mélange des deux, et qu'il est prévu dans la chambre de combustion une grille sur laquelle tombent les particules qui n'ont pas brûlé en suspension et qui brûlent alors sur cette grille jusqu'au bout.

   2 ) Installation de chauffage d'après revendication 1), caractérisée par ceci, qu'il se produit dans la roue une pul- 'vérisation partielle du charbon brut et ceci jusqu'à une finesse d'environ 10 % de refus au tamisN 6 (36 maillespar cm2).

   3 ) Installation de chauffage d'après revendications 1 et 2, caractérisée par ceci que, pour obtenir ce degré de finesse, un petit séparateur est disposé entre la roue et le brûleur.

   4 ) Installation de chauffage d'après les revendications 1 à 3, caractérisée par ceci, que les quantités d'air ou de gaz ou les deux ensemble, qui sont séparées et poussées par la roue, ainsi que les quantités d'air qui arrivent au brûleur, sont maintenues autant que possible constantes et aux valeurs les plus basses possibles et que l'ajustage de l'air total de combustion, relativement aux conditions de charge du moment, se fait par changement des quantités d'air qui arrivent par des ouvertures dans la chambre de combustion ou par la grille.

   5 ) Installation de chauffage d'après les revendications 1 à 4, caractérisée par ceci, que chaque dispositif d'alimentation est relié à un brûleur particulier, ou qu'un dispositif d'alimentation commun alimente en combustible plusieurs brû- leurs simultanément. <Desc/Clms Page number 11>

   6 ) Installation de chauffage d'après les revendica- 1 à 5, caractérisée par ceci, que les dispositifs d'aliment: tion à roue se répartissent en deux groupes, disposés le lo@ des deux parois latérales de la chambre de combustion de tel manière que les courants de combustibles soient dirigés l'ur contre l'autre et se heurtent.

   7 ) Installation de chauffage d'après les revendicat 1 à 5, caractérisée par ceci que, pour accélérer la séparait entre les particules de charbon fines et lourdes, l'introduc tion du mélangedansla chambre de combustion se fait de façon produire un tourbillonnement.

   8 ) Installation de chauffage d'après la revendicati 7, caractérisée par ceci, que l'introduction du combustible a lieu aux quatre angles de la chambre de combustion.

   9 ) Installation de chauffage d'après la revendicati 7, caractérisée par ceci, qu'on emploie des brûleurs à turbu' lence pour l'introduction du combustible.

   10 ) Installation de chauffage d'après la revendicat: 9, caractérisée par ceci que, pour l'introduction du combust: ble brut, on utilise des brûleurs à turbulence, employés dan: les installations de chauffage au charbon pulvérisé et dans lesquels se produit une séparation des grosses particules de charbon, ces particules séparées étant conduites vers l'endrc où se fait l'aspiration par la roue.

   110) Installation de chauffage d'après la revendicati 7, caractérisée par ceci, que le brûleur et le dispositif d'a mentation forment un appareil unique, constitué de telle mani que la roue soit entourée d'un canal circulaire, dans lequel sont introduits le combustible poussé par la roue ainsi que 1 de combustion suffisamment réchauffé, les ouvertures de sorti de combustible étant directement reliées à un canal circulair la ) Installation de chauffage d'après la revendicati <Desc/Clms Page number 12> 11, caractérisée par ceci, que chaque partie du canal circulaire entourant la roue possède des ouvertures dirigées tangentielle- ment et éventuellement réglables, par lesquelles le combustible pulvérisé entre dans le canal circulaire.

   13 ) Installation de chauffage d'après les revendications 11 et 12, caractérisée par ceci, que le moteur de commande, sur l'arbre duquel est calée la roue de broyage, forme un tout avec le carter du brûleur, l'ensemble du moteur de commande et de la roue de broyage étant placé sur un support mobile.

   14 ) Installation de chauffage d'après les revendications 1 à 13, caractérisée par ceci, que le combustible est séché par la chaleur rayonnante de la chambre de combustion, avant son introduction dans le dispositif d' alimentation.

   15 ) Installation de chauffage d'après la revendication 14, caractérisée par ceci que, dans les parois latérales de la chambre de combustion, après la combustion, sont prévus des couloirs ouverts, dans lesquels tournent des vis qui reçoivent à une extrémité le charbon humide et qui livrent de l'autre côté, au dispositif d'alimentation, du combustible séché.

   16 ) Installation de chauffage d'après la revendication 14, caractérisée par ceci, que le charbon brut, avant d'attein- dre la roue, tombe en chute libre à l'intérieur et le long d'une paroi de la chambre de combustion, puis est rassemblé dans un canal en forme de trémie.

   . 17 ) Installation de chauffage d'après la revendication 16, caractérisée par ceci que, pour assurer une séparation préalable du combustible, les parois de la trémie sont percées d'ouvertures par lesquelles l'air de combustion arrive dans la chambre de combustion.

   18 ) Installation de chauffage d'après les revendications 16 et 17, caractérisée par ceci, que le canal d'arrivée d'air, qui amène l'air aux ouvertures de la trémie, est divisé de <Desc/Clms Page number 13> telle manière que l'air puisse être envoyé par zones aux ouvei tures sous des pressions différentes.

   R E S U M E Installation de chauffage au charbon pulvérisé, caractérisé par un système d'alimentation qui comporte une roue à palettes aspirant l'air comburant ou des fumées, ou un mélar ge des deux, cet ensemble étant combiné avec une grille destinée à recevoir les particules de charbon qui n'ont pas brûlé en suspension et à assurer leur combustion complète.