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La présente invention concerne un foyer à poussier de charbon, particulièrement un foyer cyclone, à évacuation des résidus de combustion avec la scorie s'écoulant de la chambre de fusion revêtue de tubes réfri- gérants, dans lequel le mélange de gaz vehiculant le combustible et l'air secondaire séparé de celui-ci, sont insufflés dans la chambre de fusion en courants dirigés tangentiellement aux circuits de combustion entourant l'axe central de la chambre de fusion.
Suivant que, dans les foyers à poussier de charbon à insuffla- tion directe du combustible des broyeurs dans la chambre de combustion, le séchage du charbon broyé s'effectue dans les broyeurs souffleurs au moyen d'air de combustion préchauffé, de gaz brûlés ou d'un mélange des deux, cet air, ces gaz ou ce mélange pénètrent en tant que gaz véhiculaire du poussier de charbon dans le foyer. Ce gaz véhiculaire influence défavora- blement la combustion et l'allumage du poussier de charbon du fait qu'il entre à des températures de 80 à 130 C seulement dans la chambre de fusion.
Un autre inconvénient du séchage du charbon broyé à l'aide de gaz brûlés, est que ces derniers rendent plus difficile le mélange du combustible avec l'oxygène de l'airo
Suivant la présente invention, on réalise une importante amélioration en divisant le mélange de gaz véhiculaire du combustible en deux courants à densité de poussier et/ou granulométrie différente, ces deux courants étant alors insufflés séparément dans la chambre de fusion dans deux circuits de combustion distincts. Il est avantageux que celui des deux courants présentant la plus grande densité de poussier et/ou la plus forte granulométrie soit dirigé tangentiellement à un circuit de combustion de plus petit rayon tandis que l'autre l'est à un circuit de plus grand rayon.
Ceci a pour résultat de produire près des parois de la chambre de fusion, c'est-à-dire aux endroits de cette chambre les plus intensément refroidis, une circulation d'un mélange de gaz véhiculaires et de poussier à teneur en poussier relativement faible, auquel deux tuyères d'air secondaire ajoutent une quantité d'air de combustion proportionnellement élevée, ce mélange s'allumant et brûlant ainsi très facilement. L'autre courant partiel, lui, circule à l'intérieur de la zone de flammes du courant partiel extérieur et est continuellement allumé par ce dernier. Les particules de combustible non brûlées dans la zone de flammes intérieure, sont projetées vers l'extérieur par la force centrifuge et trouvent dans la zone de flammes extérieure encore suffisamment d'air pour brûler complètement.
L'invention revêt une importance particulière lorsqu'il s'agit de brûler du charbon dans un foyer cyclone, car on sait que, dans ce genre de foyer, il ne se produit qu'un faible rayonnement en retour de la chaleur des parois périphériques sur le combustible qui vient d'entrer.
Suivant l'invention, les deux circuits de combustion peuvent être situés l'un derrière l'autre dans le sens de la trajectoire des flammes, le courant partiel dont la densité de poussier est la plus faible et/ou la granulométrie la plus forte étant alors avantageusement insufflé dans la chambre de fusion avant l'autre courant partiel.
Les courants partiels à densité de poussier et/ou granulométrie différentes peuvent par exemple être obtenus dans des séparateurs de renvoi; dans lesquels les stratifications de matières se produisant lors du renvoi sont maintenues ultérieuremento
D'autres détails de l'invention seront décrits ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel
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La Fig. 1 est une coupe verticale partielle d'une chaudière à rayonnement à foyer cyclone, suivant la ligne a-b de la Fig. 2,
La Figa 2 est une coupe d'un foyer cyclone suivant la ligne c-d de la Fig. 1.
La chaudière à rayonnement est équipée d'une chambre de fusioncyclone 1 délimitée sur toute sa périphérie par des tubes réfrigérants 2 à circulation d'eau qui aboutissent à un collecteur annulaire 3. L'eau venant d'un tambour de chaudière non représenté arrive au collecteur 3 par quatre tubes descendants principaux 5, la conduite annulaire 6 des tubes descendants et un grand nombre de tubes descendants 7 de plus petit diamètre.
Dans la chambre de fusion-cyclone fait saillie la sortie de flammes 8 également faite de tubes réfrigérants. Dans les tubes réfrigérants de la sortie de flammes circule de l'eau d'alimentation.
Les tubes réfrigérants 2 de la chambre de fusion-cyclone se prolongent dans la chambre de rayonnement 4 pour aboutir plus loin à un collecteur intermédiaire non représenté où se produit une première séparation de l'eau du mélange vapeur-eau. Tandis que la vapeur chemine par des tubes montants vers le tambour de la chaudière, l'eau redescend par les tubes descendants 9 dans le collecteur annulaire 3.
Entre les tubes réfrigérants 2 et les tubes descendants 9 est intercalée une paroi 22 en matériaux réfractaires comme la chamotte, etc.
De plus, la chambre de fusion-cyclone et la chambre de rayonnement sont encore entourées par une couche isolante 10 délimitée vers l'extérieur par une paroi de tôle 11.
Le mélange gaz véhiculaires-combustible pénètre dans la chambre de fusion-cyclone 1 par deux tuyères de combustible 12 et 13 et l'air de combustion par les tuyères d'air secondaire 14 des carneaux d'air secondaire 15. La tuyère de combustible 12 insuffle un courant de gaz véhiculairespoussier l6 à faible densité de poussier, légèrement incliné et dirigé tangentiellement à un circuit de combustion 17, tandis que la tuyère de combustible 13 insuffle un courant de gaz véhiculaires-poussier 18 à plus forte densité et dirigé tangentiellement à un circuit de combustion 19. Les gouttelettes de scorie se formant lors de la combustion sont projetées par la force centrifuge vers l'extérieur sur les parois de la chambre de fusion, d'où elles tombent sur le fond tubulaire 20 refroidi par de l'eau d'alimentation,
pour être évacuées de la chambre de fusion par l'ouverture de sortie 21. Les gaz brûlés sortent de la chambre du cyclone par la sortie de flammes 8 et pénètrent dans la chambre de rayonnement 4, d'où ils arrivent dans les autres parties de la chaudière où sont montées les surfaces de chauffage complémentaires telles que surchauffeur, préchauffeur d'eau d'alimentation et préchauffeur d'air.
Bien que, dans ce qui précède, l'invention ait été décrite en relation avec une chambre de fusion cyclone d'une chaudière à vapeur à rayonnement, elle n'est pas limitée à cette utilisation. Elle peut être utilisée avec autant de succès pour la combustion de charbon dans une installation tubulaire de chauffage pour gaz ou vapeur. Enfin, elle n'est pas limitée au chauffage au charbon, mais elle peut aussi être utilisée pour chauffer au moyen d'autres combustibles solides, par exemple de la liqueur noire épaissie.