CH285254A - Dispositif de combustion pour combustibles solides. - Google Patents

Description

  Dispositif de combustion pour combustibles solides.    La présente invention a pour objet un  dispositif de combustion pour combustibles       solides,    notamment pour     turbines    à. gaz, com  prenant une chambre de charge du c     ombras    .       tible,    un foyer, une zone de sortie des pro  duits de la combustion et. des admissions sé  parées pour le comburant et l'air secondaire.

    Suivant l'invention le comburant est admis  sous pression et     dans    la même direction que  le combustible et que d'autre part la zone de       sortie    est enveloppée par un manteau réfrigé  rant dans lequel circule comme fluide réfrigé  rateur l'air secondaire dont la sortie du man  teau s'effectue de façon à ce que les produits  de la combustion provenant de la.

   zone de  sortie     puissent    se mélanger avec l'air secon  daire et     permettre    à la combustion de se par  faire à     l'extérieur    du foyer.<B>A</B> la zone de       combustion    l'air cède son     oxygène    lors de la  combustion des produits de distillation et se  charge de CO,, entre dans la, zone de réduc  tion d'où, par suite de la réaction de     COz    sur  le coke incandescent, l'air sort chargé de C0,  traverse la zone des cendres et scories et sort.  du foyer riche en C0, où l'air secondaire, qui  au préalable a refroidi au moins une partie  des parois du foyer, sert de comburant au  gaz produits dans le foyer.  



  Le     dessin    annexé     représente    schématique  ment et à titre d'exemple une forme d'exé  cution du dispositif, objet. de l'invention,  ainsi que deux applications du dispositif       Irionté    dans le circuit d'une turbine.  



  La     fig.    1     est    une coupe du dispositif.    Les<U>fi,),.</U> 2 et 3 montrent le     dispositif    monté  dans le circuit d'une turbine.  



  Dans la     fig.    1, la chambre de charge 1 est  alimentée en combustible par un silo 2 muni  d'une écluse rotative. En 3 arrive le combu  rant. 4, 5, 6, 7 et 8 sont. différentes zones dans  le foyer, limité par des parois tronconiques 9  et 1.0. La paroi 9 et une paroi 11 limitent  une chambre     dans    laquelle entre sous 12 l'air  secondaire qui joue le rôle de fluide réfrigé  rateur et qui en sort par une     ouverture    an  nulaire 13. Une autre entrée d'air secondaire  s'effectue par l'ouverture 14, cet air circule  dans la chambre limitée par la paroi 10 et       irnë    paroi 15, puis sort par une     ouverture     annulaire 16.

   Les deux chambres ci-dessus       jouent.    le rôle de manteau réfrigérateur. Sous  <B>17</B> nous avons une ouverture par laquelle  sortent les gaz chauds produits dans le brû  leur. 18 est le cendrier récoltant les scories et  cendres sortant du foyer par une ouverture  annulaire 19 limitée par les parois 9 et 10.  



  Le fonctionnement du brûleur est le sui  vant: Le combustible est, distribué par le silo  2, il entre dans la chambre de charge et     arrive     dans la zone 4. Le comburant entre par 3 et  traverse la zone de combustible 4. Les zones 5,  6, 7 et 8 sont successivement des zones de dis  tillation, de     combustion    des produits de dis  tillation, de combustion du coke résidu solide  de la distillation, et zone .de cendres, restant  après la     combustion    du coke.  



  La zone de combustion 6 chauffe par ra  diation l'air et le charbon de la zone 5, ce      dernier distille. Les gaz produits sont, entraî  nés par     1-'air    de     combustion    réchauffé dans  la zone 6 où     ils    brûlent., formant du     C0."    et  du     H90.    Le coke incandescent. de la zone 7,  résidu solide de la combustion dans la zone 6  en contact avec le     C0.    donnera la réaction  CO.     +    C = ? CO avec     abaissement    de la     tem-          pérature.    Cette réaction a. lieu dans la     zone     7.

   Les résidus solides de la combustion du  coke, soit les cendres et scories, se trouvent  dans la zone 8. De cette zone sortent, d'une  part, des gaz chauds riches en CO et les cen  dres et scories.  



  Les gaz, en sortant par l'ouverture 19, se  trouvent enveloppés par l'air     secondaire     ayant refroidi les     parois    du foyer. Les pro  duits gazeux combustibles, au contact avec  l'air secondaire, s'oxydent avec     dégagement     de chaleur.  



  L'expulsion des scories peut être facilitée  en     imprimant    au cône inférieur un     motive-          ment.    de rotation combiné avec un mouvement  axial oscillant. Ce dispositif n'a pas été repré  senté.     Dans    une autre     foi-ne    d'exécution, le  cône pourrait être     constitué    par des segments  mobiles dont. l'emploi dans certains gazogènes       est,connu.    Ces     dispositifs    mécaniques ne chan  gent en rien le principe du fonctionnement       clu    brûleur.  



  Les avantages de ce type de brûleur,  constatés au cours d'essais, sont les suivants  Les gaz de distillation, la suie, les     gou-          drons,    entraînés par le comburant au travers  d'une zone de coke incandescent permettent la  transformation complète desdits produits en  gaz combustibles. Les gaz produits dans le  foyer sortent de celui-ci et sont mis en con  tact direct. avec de l'air secondaire pré  chauffé, ce qui facilite leur     combustion    to  tale. La zone de     réduction    amène un abaisse  ment de la température du foyer. Les gaz  sortant du foyer et l'air secondaire ont une  direction facilitant la. séparation des cendres       ct    des scories.

   Cette dernière est. en outre  accélérée par le     changement    de direction. La.  gazéification et la réduction dans le foyer,  puis la     combustion    à l'extérieur du CO per  mettent un abaissement de la température         moyenne    du foyer et l'emploi pour la     cons-          ïruction    de matériaux métalliques.     Cette    dis  position du brûleur permet son application  directe aux turbines à gaz, comme     générateur     d'énergie calorifique.

   Les températures     ma-          ::inia        actuellement    admissibles pour les gaz  chauds à leur entrée dans une turbine sont de  600 à 6._i0  C. De ce fait les gaz de combus  tion d'un     combustible    solide devront être  préalablement refroidis par l'air secondaire  qui refroidit, au préalable les parois chi foyer  et sert de comburant aux gaz sortant. du  foyer, puis d'air de dilution.  



  En     jouant    sur les     débits    respectifs du       comburant    et de l'air secondaire, on peut. ob  tenir toute une     gamme    de températures des  gaz chauds, permettant une régulation facile  de la turbine à gaz.  



  Dans les     fig.        \'    et 3 sont représentés deux       schémas    de montage du dispositif dans le cir  cuit d'une     turbine    à. gaz.  



  Dans la.     fig.        \?    un     compresseur    clair 23  est. entraîné par la turbine 21. L'air qui sort  du     compresseur    est     réchauffé        dans    un échan  geur de chaleur     25    par les gaz d'échappe  ment de la. turbine. L'air, à sa sortie de  l'échangeur, est. divisé en deux, l'air servant  de comburant 26 et l'air secondaire qui, à     son     tour, arrive dans le dispositif par les ouver  tures 27 et 28.  



  La     fig.    3 est une variante de la     fig.    2.       Dans    ce cas, c'est à. la. sortie du compresseur  que l'air est divisé en deux parties. Le com  burant passe seul dans l'échangeur de cha  leur, tandis que l'air secondaire est. dirigé di  rectement au brûleur.  



  Dans des variantes d'exécution, on peut  munir la zone annulaire de sortie des gaz  d'une grille en forme de peigne afin     d'aug-          inenter@la    section de passage des gaz tout en  diminuant les pertes par     imbrûlés,    le jeu  entre dents du peigne fixant. la dimension     des     imbrûlés pouvant     \sortir.    On peut en outre       imaginer    que l'air secondaire se divise en       trois    parties au lieu de deux comme     ci-dessus     représenté, par exemple:

   seul. l'air secondaire  nécessaire à. la combustion des gaz riches       passe    au travers des     chambres    de re1roidisse-      ment (lu foyer, tandis que le supplément d'air,       nécessaire    à l'abaissement de la température,  est mélangé aux gaz chauds seulement après  la combustion de ceux-ci.  



  On peut aussi imaginer que le comburant.  est     préalablement    réchauffé avant     son    entrée  dans la chambre de charge et ceci en le fai  sant passer à travers une au moins des  chambres de refroidissement du foyer.  



  Dans une autre variante, le     dispositif     peut être employé pour fournir l'énergie ther  mique nécessaire au fonctionnement d'une  turbine à gaz ou pour remplacer les foyers  actuels     des    chaudières. Son application à une  turbine à gaz permet de substituer au com  bustible liquide un combustible solide, comme:  anthracite, houille, coke, bois, tourbe,     ete.,    sous  forme de  tout venant .

Claims (1)

1. REVENDICATION: Dispositif de combustion pour combus tibles solides, notamment pour turbines à gaz, comprenant une chambre de charge du com bustible, un foyer, une zone de sortie des pro duits de la combustion et des admissions sépa rées pour le comburant et l'air secondaire, caractérisé par le fait que le comburant est admis sous pression et dans la même direction que le,combustible et que, d'autre part, la zone de sortie est enveloppée par un manteau réfri gérant dans lequel circule comme fluide réfri gérateur l'air secondaire dont la.

   sortie du manteau s'effectue de faon à ce que les pro duits de la combustion provenant de la zone de sortie puissent se mélanger avec l'air secondaire et permettre à la combustion de se parfaire à l'extérieur du foyer. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Dispositif de combustion selon la re vendication, caractérisé par le fait que le foyer est constitué par deux parties, une partie supérieure ayant la forme d'un tronc de cône s'évasant vers la zone de sortie des produits de la combustion et le fond du foyer qui est constitué par un corps de révolution conique susceptible de pivoter et s'évasant vers la zone de sortie des produits de la com bustion, foyer constituant ainsi une zone de sortie annulaire. 2. Dispositif de combustion selon la. reven dication, caractérisé par un moyen permet tant d'admettre l'air secondaire sous une pression et température différente de celles du comburant.