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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE COMBUSTION.
Cette invention concerne les appareils de combustion comprenant un foyer à combustible pulvérisé. Pendant le fonctionnement d'un foyerà combus- tible pulvérise une partie considérable des cendres est entraînée par les gaz de la chambre de combustion et le problème se pose alors de rechercher le meilleur moyen d'utiliser les particules séparées des gaz de combustion par exemple, par des extracteurs de poussière. On a proposé, précédemment, de ra- mener les cendres séparées à la chambre de combustion d'un foyer à trou de coulée de scorie, mais si ceci est effectué il en résulte des perturbations considérables dans le fonctionnement du foyer. On a aussi proposé d'amener les cendres séparées dans un foyer auxiliaire à trou de coulée de scorie agen- cé pour décharger ses gaz dans le foyer principal à combustible pulvérisé.
Toutefois, le foyer auxiliaire proposé, ne pourrait pas fonctionner si l'on ne pouvait y brûler que la partie combustible des cendres .séparées seulement, et dans les conditions de marche normales, il est nécessaire d'y envoyer du combustible pulvérisé pour atteindre les températures indispensables à la liquéfaction des cendres et à la combustion du carbone contenu dans les cen- dres. On comprendra que dans une chambre de combustion auxiliaire de forme cubique, le bain de scorie peut couvrir un sixième de la surface de la cham- bre et que le bain doit être chauffé d'une manière appropriée pour maintenir la scorie à l'état liquide. En outre, le foyer auxiliaire proposé réduirait, l'accessibilité au foyer principal dans une mesure importante.
La prépente invention prévoit un appareil de combustion compre- nant un foyer principal chauffé au combustible pulvérisé et un foyer auxiliai- re agencé pour recevoir les particules solides séparées des gaz venant du foy- er principal et pour décharger la scorie fondue, le foyer auxiliaire étant un foyer cyclone.
Un foyer cyclone qui est susceptible de fonctionner à des allu- res de combustion élevées par unité de volume possède une chambre de combus-
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tion dont la surface des parois est relativement petite et peut être établi de telle manière que la flamme tende à chasser la scorie vers la sortie prévue à cet effet. La chambre du foyer cyclone présente un parcours de chauffe hé- licoidal prolongé pour les cendres amenées à la chambre. Les particules qui suivent ce parcours sont mises en contact intime avec les gaz et soumises-au rayonnement de la flamme, tandis que la force centrifuge exerce une action sé- paratrice qui limite l'entraînement des particules dans la chambre de combus- tion principale. Lorsque les cendres contiennent suffisamment de combustible, le foyer cyclone peut fonctionner avec des cendres uniquement.
La présente invention procure aussi un procédé pour l'utilisation des particules séparées des gaz venant d'un foyer chauffé au combustible pul- vérisé, qui consiste notamment à entraîner les particules dans un courant d'air à faire tourbillonner et chauffer simultanément le courant de particules en- traînées dans une chambre de combustion pour brûler dans celle-ci les matières combustibles contenues dans les particules, à faire fondre la cendre des par- . ticules et effectuer la séparation centrifuge des particules provenant des gaz de combustion, à faire écouler la scorie fondue dans le fond de la chambre de combustion et à évacuer la scorie fondue de la chambre de combustion.
De préférence une chambre de combustion secondaire est prévue pour recevoir les gaz de la chambre du foyer cyclone.
L'emploi d9une chambre de combustion secondaire, permet de ren- dre plus complète la séparation de la scorie de la chambre du foyer cyclone, de refroidir les gaz à un degré approprié avant leur passage dans la chambre de combustion principale et d'introduire les gaz dans celle-ci à une vitesse inférieure à celle de la décharge de la chambre du foyer cyclone, de telle sorte que le danger de perturbation par suite d'un développement des flammes dans la chambre de combustion principale est réduit ou écarté. L'introduction des gaz chauds du foyer cyclone d9une manière appropriée dans la chambre de foyer principale à proximité de la zone d'inflammation offre encore l'avanta- ge de favoriser l'allumage dans la chambre de combustion principale.
En outre, comme l'énergie des courants de combustible pulvérisé et d'air des brûleurs dans cette zone est élevée, les perturbations dans les courants sont réduites au minimum.
Dans certains cas, la chambre de combustion principale est avan- tageusement aménagée pour fonctionner avec évacuation des cendres à l'état so- lideo
Ainsi, une chambre de combustion principale qui peut fonctionner avec dépôts de scories à l'état solide a une importance particulière si l'on doit brûler un combustible, tel que, par exemple, le lignite, dont les carac- téristiques sont telles qu'il est difficile d'atteindre dans la chambre de combustion une température dépassant le point de fusion de la cendre contenue dans le combustible.
Il est évident que l'emploi d'un foyer cyclone pour re- cevoir les particules solides séparées des gaz rend relativement sans impor- tance l'obtention d'une séparation maximum de scorie dans la chambre de com- bustion principale, attendu que le foyer cyclone est apte à faire fondre de grandes quantités de particules solides séparées.
Lorsqu'une chambre de combustion principale est destinée à rece- voir les gaz d'un foyer cyclone, il est généralement désirable ou, nécessaire de prévoir le refroidissement des gaz du foyer cyclone. Le refroidissement de ceux-ci à un degré convenable est important lorsque le foyer principal fonc- tionne avec enlèvement des cendres à 1?état solide, afin de pouvoir éviter une altération du bon fonctionnement de la chambre de combustion principale par suite d'une température trop élevéeo On décrira maintenant l'invention à titre d'exemple en se réfé- rant aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe, d'une partie d'un générateur de vapeur tubulaire, la coupe étant faite suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2;
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Fig. 2 est une coupe transversale verticale suivant la ligne II- II de la Fig. 1;
Fig. 3 est une coupe verticale longitudinale montrant la partie inférieure d'une chambre de combustion principale d'un générateur de vapeur tu- bulaire et des foyers cyclone et secondaire y associés;
Fig. 4 est une coupe horizontale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 1 indiquant le foyer cyclone en traits interrompus;
Fig. 5 est une vue de face de la disposition d'un foyer cyclone et d'un foyer secondaire qui peuvent être espacés d'une chambre de combustion principale;
Fig. 6 est une vue en plan de cette installation;
Fig. 7 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe verticale, montrant le foyer secondaire et certaines parties associées repré= sentées en coupe 'suivant la ligne VII-VII de la Fig. 5;
Fig. 8 est une vue montrant, partiellement en élévation de côté mais principalement en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Fig. 9, la par- tie inférieure de la chambre à combustion principale d'un générateur de vapeur tubulaire, des foyers cyclone et secondaire y associés et des dispositifs d' amenée d'air et de particules solides au foyer cyclone, et
Fig. 9 est une coupe verticale suivant la ligne IX-IX de la Fig.
1 et montrant le dispositif récepteur de scorie omis sur la Fig. 1.
Sur les Figso 1 et 2, les surfaces de chauffe du générateur de vapeur sont constituées principalement par les tubes de parois 1 de la chambre de combustion 2 d'un foyer principal, les tubes de parois étant disposés de manière à se décharger dans un corps cylindrique à vapeur et liquide 3 et étant convenablement raccordés au système circulatoire du générateur de vapeur.
La chambre de combustion 2 est aménagée pour être chauffée en ses angles par des brûleurs à combustible pulvérisé 4, et au fond de la cham- bre se trouve une sole sous forme d'une table d'allumage réfractaire 5 qui provoque l'allumage ou l'inflammation du combustible et contribue à assurer . la liquéfaction des scories qui tombent dessus. Des conduits 6 pour le passa- ge de la scorie venant de la chambre de combustion s'étendent au-dessous du niveau de l'eau contenue dans des auges 7 pour former des joints étanches à l'air et dans chaque auge 7 se trouve un transporteur à palettes 7 pour l'en- lèvement des particules de scorie solidifiées.
Un récipient 9 est destiné à recevoir des particules séparées du collecteur de particules solides (non représenté) dans le parcours des gaz partant de la chambre de combustion 2. Du récipient 9, les particules peuvent être envoyées par l'intermédiaire d'une vanne d'arrêt 10, à une vitesse déter- minée par un alimentateur rotatif ou une roue à aubes 11, dans un conduit 12 qui s'ouvre tangentiellement dans la tète de brûleurs 13 d'un foyer cyclone 14 ayant en substance la forme représentée sur les Figs. 3 à 9 du brevet n 465.146 de la Demanderesse.
Un ventilateur 15 est prévu pour amener l'air primaire et l'air secondaire,et.de l'air primaire peut être envoyé en quantité réglable au con- duit 12 par un conduit 16 et une tuyère 17 susceptible de provoquer une faible aspiration dans la partie du conduit 12 située au-dessus de la tuyère. De pré- férence, un dispositif semblable à celui décrit pour amener les particules sé- parées est employé pour envoyer le combustible pulvérisé à la tte de brûleurs 13, bien que, si on le désire, le combustible puisse être ajouté d'une manière appropriée aux particules séparées, à l'extérieur du foyer cyclone. Des tuyè- res 19 sont employées pour amener l'air secondaire à la chambre de combustion du foyer cyclone et sont dirigées de manière à faire tourbillonner l'air se- condaire dans le même sens que l'air primaire.
Le combustible pulvérisé fourni à la tête 13 peut être enflammé par un allumoir introduit à travers une ouverture obturable 18. Pendant la mar- che on maintient une allure de combustion suffisante dans la chambre de combus-
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tion du foyer cyclone pour que la scorie dans la chambre soit maintenue à 1' état de fusion et l'admission de combustible pulvérisé est réglée à cet ef- fet.
Le foyer cyclone représenté en 14 est l'un des foyers dune pai- re de foyers cyclones semblables disposés côte à côte de manière que leurs axes longitudinaux soient inclinés de haut en bas vers la chambre de combus- tion 2 et destinés à être alimentés en particules séparées, en combustible pul- vérisé et en air,d'une façon similaire. Chacune des chambres de combustion de foyers cyclones présente une sortie de gaz,sous la forme d'un goulot conique 20 s'ouvrant dans la chambre de combustion principale 2 et une sortie de sco- rie 21 s'ouvrant aussi dans la chambre de combustion principale,tandis que les parois périphériques de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes de refroidissement 22 protégés contre la flamme par un revêtement 23 en matiè- re réfractaire.
Au-dessus et au-dessous de chaque sortie des gaz du foyer cyclone on établit, à l'intérieur de la chambre de combustion principale 2, des écrans tubulaires,, dont les écrans à scorie 24. situés au-dessous des sorties de gaz et les écrans de refroidissement 25 situés au-dessus des sorties, sont dispo- sés symétriquement. Gemme c'est représenté, les tubes de chaque écran 24 s'é- tendent de bas en haut vers l'intérieur en partant d'un collecteur inférieur vers un point situé près du centre de la chambre de combustion principale, où les tubes se redressent verticalement sur une certaine distance avant de se diriger de bas en haut vers l'extérieur jusqu'en un collecteur supérieur pour former un écran de refroidissement 25.
Les gaz ajoutés dans la région de la chambre de combustion prin- cipale 2 au-dessus des écrans à scorie 24 seront de préférence maintenus ap- proximativement à la même température que les gaz qui atteignent cette ré- gion en provenance de la région située au-dessous des écrans à scorie et des mesures sont avantageusement prises pour modérer la température des gaz prove- nant de chaque foyer cyclone en y mélangeant de l'air ou des gaz de combustion relativement froids.
Dans la disposition représentée, cornue il n'y a pas de conduit entre la chambre de combustion du foyer cyclone et la chambre de com- bustion principale où des gaz de combustion relativement froids ou de l'air peuvent être mélangés aux gaz venant de la chambre du foyer cyclone, on peut effectuer le mélange en dirigeant les gaz de combustion relativement froids ou l'air par un certain nombre de tuyères disposées autour du goulot de sor- tie 20 dans le courant de gaz allant de la chambre du foyer cyclone dans la chambre de combustion principale. Lorsque ces tuyères sont employées, une sor- tie de scorie 21 située juste au-dessous du goulot de sortie 20 est insuffi- sante et l'on prévoit de préférence un conduit de décharge de scorie qui s' ouvre dans la chambre de combustion principale 2, au-dessous des écrans à scorie 24.
Par suite de la pression qui règne dans la chambre du foyer cyclone, les gaz de celle-ci circulent dans le conduit et y maintiennent la scorie à l'état liquide.
En disposant une chambre de foyer cyclone suffisamment bas par rapport à la chambre de combustion principale, on peut faire en sorte que la scorie venant de la chambre du foyer cyclone s'écoule directement vers le dispositif destiné à recevoir et à enlever la scorie de la chambre de combus- tion principale. Aux faibles charges du générateur de vapeur, l'admission de combustible à la chambre de combustion principale peut être discontinue, la demande étant couverte par le foyer cyclone brûlant du combustible pulvérisé.
Lorsqu'on conduit un foyer cyclone, on peut se servir de ce dernier pour amor- cer la combustion dans la chambre de combustion principale.
Sur les Figs. 3 et 4 les surfaces de chauffe du générateur de va- peur sont constituées principalement par les tubes de parois 1 de la chambre de combustion 2 d'un foyer principal, les tubes de paroi étant disposés de ma- nière à se décharger dans un corps cylindrique à vapeur et liquide (non repré- senté) et étant convenablement raccordés au système circulaire du générateur de vapeur. Dans la région'de la zone dinflammation les tubes de parois sont couvertes par de la matière réfractaire 40.
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La chambre de combustion 2 est aménagée de façon à être chauffée par des brûleurs à combustible pulvérisé 4 disposés aux angles, et au fond de cette chambre se trouve une sole ayant la forme d'une table réfractaire d'al- lumage ou d'inflammation 5, qui favorise l'inflammation du combustible et con- tribue à assurer la liquéfaction des scories qui tombent dessus. La table d'in- flammation 5 repose sur un dispositif de support approprié 41 et ses bords-sont espacés des parois avant et arrière 42 et 44 et des parois latérales 43- et 45 de la maçonnerie enveloppant la chambre de combustion 2 qui décharge les gaz à sa partie supérieure dans les parcours de convection du générateur de va- peur.
Des conduits 6 pour le passage de la scorie de la chambre de combustion 2 descendent au-dessous du niveau de l'eau contenue dans des auges ou bassins 7 pour former des joints étanches à l'air, et dans chaque auge se trouve un transporteur à palettes 8 pour l'enlèvement des particules de scorie solidi- fiées. Les brûleurs 4, ou différents angles de la chambre de combustion 2 sont dirigés dans le même sens, tangentiellement à un cylindre imaginaire dont l'a- xe longitudinal coïncide avec celui de la chambre de combustion, comme cela se fait d'habitude lorsque les brûleurs sont placés aux angles, et sous une inclinaison dirigée de haut en bas.
Une partie inférieure centrale de la paroi avant 42 de la maçonne- rie qui entoure la chambre de combustion 2 constitue la paroi avant d'une cham- bre de combustion secondaire 46 disposée à l'intérieur de la maçonnerie et à l'endroit où est située cette partie de la paroi avant se trouve un foyer cyclo- ne 14, qui décharge dans la chambre de combustion secondaire.
Le foyer cyclone, qui est en substance semblable,à ceux des Figso 1 et 2, reçoit un courant d' air primaire et de particules solides séparées des gaz venant de la chambre'de combustion principale et, si c'est nécessaire, du combustible pulvérisé par un conduit 12, qui s'ouvre tangentiellement dans la tête de brûleur 13, la disposition étant'telle que le courant pénètre dans la chambre du foyer cyco- ne en tourbillonnant à grande vitesse. De l'air secondaire est introduit tan- gentiellement à grande vitesse et dans le même sens de tourbillonnement par les tuyères 19. Un goulot conique de sortie des gaz 20 et une sortie de scorie 21 - sont prévus pour la décharge des gaz et de la scorie en fusion, respectivement, dans la chambre de combustion secondaire 46.
Les parois périphériques de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes de refroidissement 22 protégés contre la flamme par un recouvrement 23 en matière réfractaire, les dimensions et l'action réfrigérante de la chambre du foyer étant déterminées comme d'ha- bitude,de manière que la scorie reste liquide pendant la marche. Le passage de certaines quantités de gaz de combustion par la sortie de scorie 21 con- tribue à maintenir l'écoulement de scorie par cette sortie. Extérieurement aux tubes 22 se trouvent de la matière isolante et une enveloppe étanche à l'air.
Quelques-uns des tubes 1 de la paroi avant 42 de la maçonnerie bifurquent en 47 et 48 pour former des sections de tubes 49 délimitant les pa- rois latérales et la paroi arrière, le ciel et le fond de la chambre de com- bustion secondaire 46. Les parties des sections de tubes 49 dans les parois latérales et la paroi arrière et dans le ciel sont pourvues de pointes et re- couvertes de matière réfractaire pour former des parois étanches aux gaz, tan- dise que les parties des sections de tubes qui se trouvent dans le fond 50 sont espacées les unes des autres pour former un écran tubulaire au travers duquel les gaz de combustion peuvent arriver dans la chambre de combustion principa- le 2 et se rendre dans un caniveau 51, pour faire écouler la scorie de la ta- ble d'allumage 5,ainsi que sur cette table,
et au travers duquel la scorie en fusion peut s'écouler pour tomber par le conduit sous-jacent 6 dans l'auge correspondante 7.
Pendant le fonctionnement, les gaz chauds circulant de la chambre de combustion secondaire au travers du fond 50 contribuent à maintenir la flui- dité de la scorie contenue dans le caniveau 51 et favorisent l'inflammation dans la chambre de combustion principale à la fois en chauffant la table d'al- lumage et en chauffant les courants de combustible et d'air venant des brûleurs, lorsque les gaz s'élèvent de la table d'allumage dans la chambre de combustion principale.
Si on le désire, la chambre de combustion secondaire peut être
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aménagée pour décharger la scorie sur la table d'allumage. Dans certaines cir- constances, une chambre de combustion qui s'étend à l'extérieur plutôt qu'à l'intérieur de la maçonnerie peut être préférable. Si la chambre de combustion principale est aménagée pour être chauffée non pas par des brûleurs situés aux angles mais par des brûleurs se déchargeant au travers de la paroi avant de la maçonnerie la disposition décrite ne peut convenir et on peut la modifier en plaçant la chambre de combustion secondaire dans un angle de la chambre de com- bustion principale.
Dans l'installation suivant les Figso 5, 6 et 7, un foyer cyclone 14' présentant un goulot de sortie des gaz 28 et une extrémité de forme tron- conique opposée à celle où se trouve le goulot, est pourvu de tuyères à air primaire et à combustible 25 diamétralement opposées et disposées tangentiel- lement et de tuyères à air secondaire 26 diamétralement opposées et disposées tangentiellement, munies de dispositifs de réglage du débit d'air 52 et situées à proximité des tuyères correspondantes 25, les tuyères 25 et 26 étant dirigées de manière à produire des tourbillonnements de même sens et étant établies à proximité de la partie tronconique de la chambre du foyer cyclone, à l'intérieur de laquelle de l'air tertiaire peut être admis par un conduit 27.
L'axe longi- tudinal du foyer cyclone est incliné de haut en bas sous un faible angle vers le goulot de sortie des gaz 28 et une sortiè pour la scorie 53 est ménagée au- dessous de ce goulot.
Pendant le fonctionnement, les particules solides séparées dont on doit disposer, mélangées, si c'est nécessaire ou désirable, à du charbon pulvérisé ou à du charbon menu, et de l'air primaire sont envoyés par les tuy- ères 25, tandis que l'air secondaire est fourni par les tuyères 26. De l'air tertiaire peut être amené par le conduit 27 en vue de diminuer l'aspiration au tourbillon qui tend à aspirer les particules les plus fines vers le goulot de sortie des gaz 28 et les particules les plus grosses dans l'extrémité tron- conique de la chambre du foyer cyclone.
Le goulot de sortie des gaz 28 est raccordé, par un conduit incli- né de haut en bas 29, à une chambre de combustion secondaire 30 présentant la forme générale d'un cylindre à axe vertical, le conduit étant disposé en subs- tance tangentiellement par rapport au cylindre. La chambre de combustion secon- daire 30 présente à sa partie inférieure une sole 31 inclinée de haut en bas vers une sortie de scorie centrale 32 et au sommet un goulot de sortie des gaz 54 dirigé vers l'intérieuro
La sortie de scorie 32 communique avec un conduit 33 qui descend au-dessous du niveau de l'eau contenue dans une auge pour former un joint étan- che aux gaz, l'auge étant pourvue d'un transporteur à palettes 34 pour l'en- lèvement de la scorie.
Le goulot 54 s'élève sous forme d'un conduit cylindrique vertical 35 dont l'extrémité supérieure est raccordée à un conduit réfractaire 36 menant à une chambre de combustion principale.
Les parois de la chambre du foyer cyclone et de la chambre de com- bustion secondaire sont garnies intérieurement de tubes de refroidissement pour- vus de pointes et recouverts de matière réfractaire. Les parois des conduits 35 et 36 peuvent aussi être garnies de tubes de refroidissement pourvus de pointes et recouverts de matière réfractaireo Les tubes de refroidissement sont raccordés d'une manière appropriée à une--pompe circulatoire pour être a-' limentés de liquide du générateur de vapeur auquel les gaz du foyer cyclone sont conduits.
Pendant le fonctionnement de l'installation suivant les Figs. 5 à 7, les gaz provenant du foyer cyclone 14' pénètrent dans la chambre de com- bustion secondaire 30, en substance tangentiellement, passent sur la sole 31 et tourbillonnent autour de l'axe longitudinal de la chambre de combustion se- condaire, de telle sorte que la séparation des particules de scorie restant dans les gaz est activée. Après tourbillonnement dans la chambre de combustion secondaire les gaz passent par le goulot 54 et le conduit 35 dans le conduit 36. La scorie en fusion, passant de la chambre du foyer cyclone dans la cham-
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bre de combustion secondaire par la sortie de scorie 53 ou séparée des gaz dans la chambre de combustion secondaires'écoule dans la sortie de scorie 32 et tombe dans l'auge ou le bassin d'eau.
Dans certains cas, des particules de cendre solides séparées des gaz provenant d'une série de chambres de combustion principales peuvent être amenées au foyer cyclone. Les gaz de ce dernier, au lieu d'être envoyés à la chambre de combustion principale d'un générateur de vapeur peuvent être ame- nées à un réchauffeur de vapeur ou à un échangeur de chaleur d'une installa- tion de turbine à gaz.
Sur les Figs. 8 et 9, les surfaces de chauffe du générateur de vapeur sont constituées principalement par des tubes de parois 1 de la cham- bre de combustion 2 d'un foyer principal, dont le sommet communique avec les parcours de gaz à convection du générateur de vapeur,les tubes des parois étant convenablement raccordés au système circulatoire du générateur.
La chambre de combustion principale 2 est destinée à être chauf- fée au lignite pulvérisé qui est introduit, en même temps que la vapeur pro- duite pendant l'opération de pulvérisation à sec,dans la chambre de combus- tion par des brâleurs d9angle 4, de telle sorte que la flamme résultante tour- ne autour.de l'axe vertical de la chambre de combustion et s'élève en décri- vant une trajectoire hélicoïdale.
Au-dessous des brûleurs 4, quelques-uns des tubes des parois 60 et 61 de la chambre de combustion principale sont recour- bés à l'intérieur pour former deux écrans tubulaires de refroidissement ou de scorie, inclinés 63, disposés entre la chambre de combustion principale et les chambres de combustion secondaires sous-jacentes 26 et 27 respectivement,
les tubes qui forment les écrans s'étendant le long des côtés internes des parties supérieures des conduits 6 pour le passage de la scorie des chambres de combus- tion secondaires et étant raccordés par leurs extrémités inférieures aux dis- tributeurs 64. Les autres tubes des parois latérales 60 et 61 de la chambre de combustion principale garnissent les parois latérales externes des chambres de combustion secondaires et les côtés extérieurs des parties supérieures des conduits 6 et sont raccordés par leurs extrémités inférieures à des distribu- teurs 62.
Les parois avant et arrière des chambres de combustion secondaires et les parties supérieures des extrémités des conduits 6 sont garnies par les parties inférieures des tubes qui garnissent les parois avant et arrière de la chambre de combustion principale et sont raccordées par leurs extrémités inférieures à des distributeurs 62', Au-dessous du niveau 65 où les tubes qui forment les écrans tubulaires respectifs se croisent entre eux., les espaces entre les tubes adjacents sont fermés par de la matière réfractaire 66 placée sur les faces externes des rangées de tubes.
Les parties inférieures des conduits 6 respectivement, descen- dent au-dessous du niveau qu'atteint Peau contenue dans les auges 7 pour for- mer des joints étanches aux gaz et chaque auge est pourvue d'un transporteur à palettes 8 pour l'enlèvement de la scorie granulaireo
Deux foyers cyclones semblables 15 placés côte à côte suivant une disposition symétrique sont aménagés de manière à se décharger dans les cham- bres de combustion secondaires 26 et 27 respectivement, les foyers cyclones étant semblables à ceux des Figso 1 et 2.
Chaque foyer cyclone comprend une tête de brûleur 13 pourvue de dispositifs pour l'entrée tangentielle d'air pri- maire et présentant une ouverture obturable 18, des tuyères à air secondaire 19 disposées tangentiellement pour provoquer un tourbillonnement de l'air se- condaire dans le même sens que l'air primaire,un goulot conique de sortie des gaz 20 et une sortie de scorie 21. Les parois périphériques de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes de refroidissement 22 raccordés au système circulatoire du générateur de vapeur et recouverts de matière réfractaire 23.
Sur la Figo 8 qui montre un dispositif approprié pour amener l'air et les particules à une chambre de foyer cyclone, un réservoir 9 est destiné à recevoir les particules séparées provenant d'un collecteur de particules so- lides (non représenté) situé dans le parcours des gaz venant de la chambre de combustion 2 ou/et d'un collecteur de particules solides situé dans le par-
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cours des gaz venant d'au moins une autre chambre de combustion chauffée au charbon pulvérisée Du réservoir 9 les particules peuvent être amenées par 1' intermédiaire d'une vanne d'arrêt 10, à une vitesse déterminée par un ali- mentateur rotatif ou une roue à palettes 11, dans un conduit 12 qui s'ouvre tangentiellement dans la tête de brûleur 13.
Un ventilateur 15 est prévu pour envoyer de l'air primaire et de l'air secondaireet on peut fournir de l'air primaire en quantités ré- glables au conduit 12 par un conduit 16 et une tuyère 17, susceptible de pro- voquer une faible aspiration dans la partie du tuyau 12 située au-dessus de la tuyère. De préférence.,une disposition similaire est prévue pour amener le combustible pulvérisé à la tête de brûleur 13. Le combustible pulvérisé amené à la tête de brûleur peut être enflammé par un allumoir introduit dans l'ouverture 18.
Pendant le fonctionnement on maintient dans la chambre du foyer cyclone une allure de combustion suffisante pour que la scorie qui se trouve dans la chambre soit maintenue à l'état de fusion et on règle l'admission de combustible pulvérisé à cet effet. La scorie à l'état de fusion., séparée des gaz dans la chambre du foyer cyclone 139 écoule par la sortie de scorie 21 et pénètre dans la chambre de combustion secondaire 26 et 27 pour tomber par le conduit 6 dans l'auge remplie d'eau 1 qui reçoit aussi toute autre scorie tom- bant de la chambre de combustion secondaire. La scorie granulée solidifiée est enlevée de l'auge par le transporteur 8.
Les gaz sortant de la chambre du foyer cyclone par le goulot d' échappement des gaz 20 pénètrent dans la chambre de combustion secondaire 26 ou 27 où se fait une séparation supplémentaire de scorie avant que les gaz passent à travers l'écran à scorie 63 dans la chambre de combustion princi- pale 2. Avant que les gaz n'atteignent cette dernière ils sont refroidis par la transmission de chaleur aux tubes qui garnissent les parois de la chambre de combustion secondaire et aux tubes de l'écran à scorie. En s'élevant dans la chambre de combustion principale, les gaz du foyer cyclone contribuent à l'allumage du combustible pulvérisé venant des brûleurs 4.
Le courant ascen- dant des gaz du foyer cyclone au travers des écrans à scorie 63 tend à limi- ter le passage des particules en provenance de la chambre de combustion prin- cipale, de haut en bas dans les chambres de combustion secondaires, mais les particules qui tombent au travers des écrans passent dans les auges à eau.
Le foyer principal fonctionne favorablement lorsque les foyers cy- clones sont hors service, tandis qu'on peut satisfaire aux demandes de charges partielles en faisant fonctionner les foyers cyclones seuls,, à condition que les particules séparées qui y sont amenées aient un pouvoir calorifique suffi- samment élevé ou bien on peut fournir aux foyers cyclones une quantité appro- priée de combustible pulvérisé.
Si on le désire,des paires de foyers cyclones peuvent être asso- ciées respectivement aux chambres de combustion secondaires 26 et 27,les foyers cyclones conjugués avec chaque chambre de combustion secondaire étant dirigés en sens opposés. Si l'installation est établie et fonctionne d'une manière appropriée et si les foyers cyclones sont en service, une faible quan- tité tout au plus des cendres formées dans la chambre de combustion princi- pale descend au travers des écrans à scorie 63, les particules qui tombent étant chassées de bas en haut des écrans. Une quantité de particules plus grande dans une mesure correspondante sera alors contenue dans le réser- voir 9.
En vue d' éviter ou de réduire au minimum le danger d'altération du courant de scorie liquide par les cendres solides provenant de la chambre de combustion principale les foyers et-écrans à scorie peuvent être établis de telle manière que les écrans à scorie ne soient pas à l'intérieur d'une projection horizontale de la chambre de combustion principale.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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COMBUSTION EQUIPMENT IMPROVEMENTS.
This invention relates to combustion apparatus comprising a pulverized fuel fireplace. During the operation of a pulverized fuel fireplace a considerable part of the ash is entrained by the gases of the combustion chamber and the problem then arises of finding the best way to use the particles separated from the combustion gases for example, by dust extractors. It has previously been proposed to return the separated ash to the combustion chamber of a slag taphole hearth, but if this is done it results in considerable disturbance in the functioning of the hearth. It has also been proposed to feed the separated ash into an auxiliary slag taphole furnace arranged to discharge its gases into the main pulverized fuel furnace.
However, the proposed auxiliary fire would not be able to function if only the combustible part of the separated ashes could be burnt therein, and under normal operating conditions it is necessary to send pulverized fuel to it to reach the temperatures essential for the liquefaction of the ashes and the combustion of the carbon contained in the ashes. It will be appreciated that in an auxiliary cubic-shaped combustion chamber, the slag bath may cover one-sixth of the area of the chamber and that the bath must be heated in an appropriate manner to maintain the slag in a liquid state. . In addition, the proposed auxiliary fireplace would reduce accessibility to the main fireplace to a significant extent.
The present invention provides a combustion apparatus comprising a main furnace heated by pulverized fuel and an auxiliary furnace arranged to receive the solid particles separated from the gases coming from the main furnace and to discharge the molten slag, the auxiliary furnace being. a cyclone focus.
A cyclone fireplace which is capable of operating at high combustion rates per unit volume has a combustion chamber.
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tion whose wall surface is relatively small and can be established in such a way that the flame tends to drive the slag towards the outlet provided for this purpose. The cyclone hearth chamber has a prolonged helical heating path for the ashes brought to the chamber. The particles which follow this path are brought into intimate contact with the gases and subjected to the radiation of the flame, while the centrifugal force exerts a separating action which limits the entrainment of the particles in the main combustion chamber. When the ashes contain sufficient fuel, the cyclone fireplace can operate with ash only.
The present invention also provides a process for using the particles separated from the gases coming from a hearth heated with pulverized fuel, which comprises, in particular, entraining the particles in a stream of air to swirl and simultaneously heat the stream of fuel. particles entrained in a combustion chamber to burn therein the combustible materials contained in the particles, to melt the ash of the par-. particles and perform the centrifugal separation of the particles from the combustion gases, to flow the molten slag into the bottom of the combustion chamber and to discharge the molten slag from the combustion chamber.
Preferably a secondary combustion chamber is provided to receive the gases from the cyclone hearth chamber.
The use of a secondary combustion chamber makes it possible to make the separation of the slag from the cyclone hearth chamber more complete, to cool the gases to an appropriate degree before their passage into the main combustion chamber and to introduce the gases. gas therein at a rate slower than the discharge from the cyclone hearth chamber, so that the danger of disturbance due to development of flames in the main combustion chamber is reduced or eliminated. The introduction of the hot gases from the cyclone hearth in an appropriate manner into the main hearth chamber near the ignition zone still offers the advantage of promoting ignition in the main combustion chamber.
Furthermore, since the energy of the streams of atomized fuel and air from the burners in this zone is high, disturbances in the streams are minimized.
In certain cases, the main combustion chamber is advantageously arranged to operate with evacuation of the ashes in the solideo state.
Thus, a main combustion chamber which can operate with solid-state slag deposits is of particular importance if a fuel is to be burned, such as, for example, lignite, the characteristics of which are such that it is difficult to reach in the combustion chamber a temperature exceeding the melting point of the ash contained in the fuel.
It is evident that the use of a cyclone hearth to receive the solid particles separated from the gases makes it relatively unimportant to obtain maximum separation of slag in the main combustion chamber, since the Cyclone hearth is suitable for melting large amounts of separated solid particles.
Where a main combustion chamber is intended to receive the gases from a cyclone hearth, it is generally desirable or necessary to provide for cooling of the gases from the cyclone hearth. Cooling these to a suitable degree is important when the main firebox is operated with solid ash removal, in order to be able to avoid impairment of the proper functioning of the main combustion chamber as a result of high temperature. too high The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side elevational view, partially in section, of a portion of a tubular steam generator, the section taken along line 1-1 of FIG. 2;
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Fig. 2 is a vertical cross section taken along the line II-II of FIG. 1;
Fig. 3 is a longitudinal vertical section showing the lower part of a main combustion chamber of a tubular steam generator and associated cyclone and secondary fireplaces;
Fig. 4 is a horizontal section taken along the line IV-IV of FIG. 1 indicating the cyclone focus in broken lines;
Fig. 5 is a front view of the arrangement of a cyclone fireplace and a secondary fireplace which may be spaced from a main combustion chamber;
Fig. 6 is a plan view of this installation;
Fig. 7 is a side elevational view, partially in vertical section, showing the secondary focus and certain associated parts shown in section along the line VII-VII of FIG. 5;
Fig. 8 is a view showing, partially in side elevation but mainly in section along the line VIII-VIII of FIG. 9, the lower part of the main combustion chamber of a tubular steam generator, the associated cyclone and secondary hearths and the devices for supplying air and solid particles to the cyclone hearth, and
Fig. 9 is a vertical section taken along the line IX-IX of FIG.
1 and showing the slag receiving device omitted in FIG. 1.
In Figs 1 and 2, the heating surfaces of the steam generator consist mainly of the wall tubes 1 of the combustion chamber 2 of a main fireplace, the wall tubes being arranged so as to discharge into a body cylindrical steam and liquid 3 and being suitably connected to the circulatory system of the steam generator.
The combustion chamber 2 is arranged to be heated at its corners by pulverized fuel burners 4, and at the bottom of the chamber there is a hearth in the form of a refractory ignition table 5 which causes ignition or ignition of fuel and helps to ensure. the liquefaction of the slag that falls on it. Ducts 6 for the passage of the slag coming from the combustion chamber extend below the level of the water contained in troughs 7 to form airtight joints and in each trough 7 is located a pallet conveyor 7 for the removal of the solidified slag particles.
A container 9 is intended to receive particles separated from the solid particle collector (not shown) in the path of the gases leaving the combustion chamber 2. From the container 9, the particles can be sent through a valve d. stop 10, at a speed determined by a rotary feeder or a paddle wheel 11, in a duct 12 which opens tangentially into the burner head 13 of a cyclone furnace 14 having substantially the shape shown in the figures. Figs. 3-9 of Applicant's Patent No. 465,146.
A fan 15 is provided to supply the primary air and the secondary air, and the primary air can be sent in an adjustable quantity to the duct 12 by a duct 16 and a nozzle 17 capable of causing a weak suction in the duct. the part of the duct 12 located above the nozzle. Preferably, a device similar to that described for supplying the separated particles is employed to supply the pulverized fuel to the burner head 13, although, if desired, the fuel can be added in a suitable manner. to the separated particles, outside the cyclone focus. Nozzles 19 are used to supply secondary air to the combustion chamber of the cyclone hearth and are directed so as to swirl the secondary air in the same direction as the primary air.
The pulverized fuel supplied to the head 13 can be ignited by an igniter introduced through a closable opening 18. During operation, a sufficient combustion rate is maintained in the combustion chamber.
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Operation of the cyclone hearth so that the slag in the chamber is maintained in a molten state and the inlet of pulverized fuel is adjusted for this purpose.
The cyclone hearth shown at 14 is one of a pair of similar cyclone hearths arranged side by side so that their longitudinal axes are inclined from top to bottom towards the combustion chamber 2 and intended to be supplied with electricity. separated particles, pulverized fuel and air, in a similar fashion. Each of the cyclone hearth combustion chambers has a gas outlet in the form of a conical neck 20 opening into the main combustion chamber 2 and a scary outlet 21 also opening into the combustion chamber. main, while the peripheral walls of the cyclone hearth chamber are lined with cooling tubes 22 protected against the flame by a coating 23 of refractory material.
Above and below each outlet of the gases of the cyclone hearth are established, inside the main combustion chamber 2, tubular screens ,, including the slag screens 24. located below the gas outlets. and the cooling screens 25 above the outlets are symmetrically arranged. Gemstone is shown, the tubes of each screen 24 extend from bottom to top inward from a lower manifold to a point near the center of the main combustion chamber, where the tubes meet. stand up vertically for a certain distance before moving from the bottom upwards outwards to an upper collector to form a cooling screen 25.
The gases added to the region of the main combustion chamber 2 above the slag screens 24 will preferably be maintained at approximately the same temperature as the gases which reach this region from the region at the bottom. under slag screens and measures are advantageously taken to moderate the temperature of the gases coming from each cyclone hearth by mixing therein air or relatively cold combustion gases.
In the arrangement shown, there is no duct between the combustion chamber of the cyclone hearth and the main combustion chamber, where relatively cold combustion gases or air can be mixed with the gases coming from the combustion chamber. chamber of the cyclone hearth, mixing can be effected by directing the relatively cold combustion gases or air through a number of nozzles disposed around the outlet neck 20 in the gas stream from the cyclone hearth chamber into the chamber. the main combustion chamber. When these nozzles are employed, a slag outlet 21 located just below the outlet neck 20 is insufficient and a slag discharge duct is preferably provided which opens into the main combustion chamber. 2, below the slag screens 24.
As a result of the pressure which prevails in the chamber of the cyclone hearth, the gases of the latter circulate in the duct and keep the slag there in the liquid state.
By arranging a cyclone hearth chamber low enough relative to the main combustion chamber, it is possible to ensure that the slag coming from the cyclone hearth chamber flows directly to the device intended to receive and remove the slag from the chamber. main combustion chamber. At low steam generator loads, the fuel supply to the main combustion chamber may be discontinuous, the demand being met by the cyclone furnace burning pulverized fuel.
When operating a cyclone fireplace, it can be used to initiate combustion in the main combustion chamber.
In Figs. 3 and 4 the heating surfaces of the steam generator are formed mainly by the wall tubes 1 of the combustion chamber 2 of a main fireplace, the wall tubes being arranged so as to discharge into a body cylindrical steam and liquid (not shown) and being suitably connected to the circular system of the steam generator. In the region of the ignition zone the wall tubes are covered with refractory material 40.
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The combustion chamber 2 is arranged so as to be heated by atomized fuel burners 4 arranged at the corners, and at the bottom of this chamber is a hearth having the form of a refractory ignition or ignition table. 5, which promotes ignition of the fuel and helps to liquefy the slag that falls on it. The ignition table 5 rests on a suitable support device 41 and its edges are spaced from the front and rear walls 42 and 44 and from the side walls 43- and 45 of the masonry surrounding the combustion chamber 2 which discharges the gases. gas at its upper part in the convection paths of the steam generator.
Ducts 6 for the passage of the slag from the combustion chamber 2 descend below the level of the water contained in troughs or basins 7 to form airtight joints, and in each trough is a conveyor paddles 8 for removing solidified slag particles. The burners 4, or different angles of the combustion chamber 2 are directed in the same direction, tangentially to an imaginary cylinder whose longitudinal axis coincides with that of the combustion chamber, as is usual when the burners are placed at angles, and under an inclination directed from top to bottom.
A central lower part of the front wall 42 of the masonry which surrounds the combustion chamber 2 constitutes the front wall of a secondary combustion chamber 46 disposed inside the masonry and where it is. located in this part of the front wall is a cyclone hearth 14, which discharges into the secondary combustion chamber.
The cyclone hearth, which is substantially similar to those in Figs 1 and 2, receives a stream of primary air and solid particles separated from the gases coming from the main combustion chamber and, if necessary, from the fuel. sprayed through a conduit 12, which opens tangentially into the burner head 13, the arrangement being such that the current enters the cyco-fire chamber while swirling at high speed. Secondary air is introduced tangentially at high speed and in the same direction of swirling through the nozzles 19. A conical gas outlet neck 20 and a slag outlet 21 - are provided for the discharge of the gases and the slag. molten slag, respectively, in the secondary combustion chamber 46.
The peripheral walls of the cyclone hearth chamber are lined with cooling tubes 22 protected against the flame by a covering 23 of refractory material, the dimensions and the cooling action of the hearth chamber being determined as usual, from so that the slag remains liquid during operation. The passage of certain quantities of combustion gas through the slag outlet 21 helps to maintain the flow of slag through this outlet. Externally to the tubes 22 are insulating material and an airtight envelope.
Some of the tubes 1 of the front wall 42 of the masonry branch off at 47 and 48 to form sections of tubes 49 delimiting the side walls and the rear wall, the sky and the bottom of the secondary combustion chamber 46. The parts of the tube sections 49 in the side walls and the back wall and in the canopy are spiked and covered with refractory material to form gas-tight walls, while the parts of the tube sections which are in the bottom 50 are spaced from each other to form a tubular screen through which the combustion gases can enter the main combustion chamber 2 and go into a channel 51, to drain the slag from ignition table 5, as well as on this table,
and through which the molten slag can flow to fall through the underlying duct 6 into the corresponding trough 7.
During operation, the hot gases flowing from the secondary combustion chamber through the bottom 50 help to maintain the fluidity of the slag contained in the gutter 51 and promote ignition in the main combustion chamber both by heating igniter table and heating the fuel and air streams from the burners as the gases rise from the igniter table into the main combustion chamber.
If desired, the secondary combustion chamber can be
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fitted out to discharge the slag onto the ignition table. In some circumstances, a combustion chamber that extends outside rather than inside the masonry may be preferable. If the main combustion chamber is arranged to be heated not by burners located at the corners but by burners discharging through the front wall of the masonry the arrangement described cannot be suitable and can be modified by placing the combustion chamber. secondary combustion in a corner of the main combustion chamber.
In the installation according to Figs. 5, 6 and 7, a cyclone hearth 14 'having a gas outlet neck 28 and a truncated end opposite to that where the neck is located, is provided with primary air nozzles and fuel 25 diametrically opposed and tangentially arranged and secondary air nozzles 26 diametrically opposed and tangentially arranged, provided with air flow adjustment devices 52 and located near the corresponding nozzles 25, the nozzles 25 and 26 being directed so as to produce eddies in the same direction and being established near the frustoconical part of the chamber of the cyclone hearth, inside which tertiary air can be admitted through a duct 27.
The longitudinal axis of the cyclone hearth is inclined up and down at a small angle towards the gas outlet neck 28 and an outlet for the slag 53 is made below this neck.
During operation, the separated solid particles which are to be disposed of, mixed, if necessary or desirable, with pulverized or fine carbon, and primary air are sent through the nozzles 25, while the secondary air is supplied by the nozzles 26. Tertiary air can be supplied via the duct 27 in order to reduce the vortex suction which tends to suck the finest particles towards the gas outlet neck 28 and larger particles in the truncated end of the cyclone hearth chamber.
The gas outlet neck 28 is connected, by a duct inclined from top to bottom 29, to a secondary combustion chamber 30 having the general shape of a cylinder with a vertical axis, the duct being arranged substantially tangentially. relative to the cylinder. The secondary combustion chamber 30 has at its lower part a hearth 31 inclined from top to bottom towards a central slag outlet 32 and at the top a gas outlet neck 54 directed inwards.
The slag outlet 32 communicates with a conduit 33 which descends below the level of the water contained in a trough to form a gas-tight seal, the trough being provided with a pallet conveyor 34 for the discharge. slag removal.
The neck 54 rises in the form of a vertical cylindrical duct 35 whose upper end is connected to a refractory duct 36 leading to a main combustion chamber.
The walls of the cyclone hearth chamber and of the secondary combustion chamber are lined internally with cooling tubes provided with tips and covered with refractory material. The walls of conduits 35 and 36 may also be lined with cooling tubes provided with spikes and covered with refractory material. The cooling tubes are suitably connected to a circulating pump to be supplied with liquid from the generator. of steam to which the gases from the cyclone furnace are conducted.
During operation of the installation according to Figs. 5 to 7, the gases coming from the cyclone hearth 14 'enter the secondary combustion chamber 30, substantially tangentially, pass over the hearth 31 and swirl around the longitudinal axis of the secondary combustion chamber, from such that the separation of the slag particles remaining in the gases is activated. After swirling in the secondary combustion chamber the gases pass through the neck 54 and the conduit 35 into the conduit 36. The molten slag passing from the cyclone hearth chamber into the chamber.
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A secondary combustion breeder through the slag outlet 53 or separated from the gases in the secondary combustion chamber flows into the slag outlet 32 and falls into the trough or the water basin.
In some cases, solid ash particles separated from the gases from a series of main combustion chambers can be fed to the cyclone hearth. The gases from the latter, instead of being sent to the main combustion chamber of a steam generator, can be fed to a steam heater or to a heat exchanger of a gas turbine installation. .
In Figs. 8 and 9, the heating surfaces of the steam generator are formed mainly by wall tubes 1 of the combustion chamber 2 of a main hearth, the top of which communicates with the convection gas paths of the steam generator , the tubes of the walls being suitably connected to the circulatory system of the generator.
The main combustion chamber 2 is intended to be heated by pulverized lignite which is introduced, together with the steam produced during the dry pulverization operation, into the combustion chamber by angle burners 4 , so that the resulting flame rotates around the vertical axis of the combustion chamber and rises in a helical path.
Below the burners 4, some of the tubes of the walls 60 and 61 of the main combustion chamber are curved inwards to form two tubular cooling or slag screens, inclined 63, disposed between the combustion chamber. main combustion and the underlying secondary combustion chambers 26 and 27 respectively,
the tubes which form the screens extending along the inner sides of the upper parts of the conduits 6 for the passage of the slag from the secondary combustion chambers and being connected at their lower ends to the distributors 64. The other tubes of the secondary combustion chambers side walls 60 and 61 of the main combustion chamber line the outer side walls of the secondary combustion chambers and the outer sides of the upper parts of the ducts 6 and are connected at their lower ends to distributors 62.
The front and rear walls of the secondary combustion chambers and the upper parts of the ends of the ducts 6 are lined by the lower parts of the tubes which line the front and rear walls of the main combustion chamber and are connected by their lower ends to distributors 62 ', Below level 65 where the tubes which form the respective tubular screens intersect with each other., The spaces between adjacent tubes are closed by refractory material 66 placed on the outer faces of the rows of tubes.
The lower parts of the conduits 6 respectively, descend below the level reached by the water contained in the troughs 7 to form gas-tight joints and each trough is provided with a pallet conveyor 8 for removal. granular slag
Two similar cyclone hearths 15 placed side by side in a symmetrical arrangement are arranged so as to discharge into the secondary combustion chambers 26 and 27 respectively, the cyclone hearths being similar to those of Figs 1 and 2.
Each cyclone hearth comprises a burner head 13 provided with devices for the tangential entry of primary air and having a closable opening 18, secondary air nozzles 19 arranged tangentially to cause a vortex of the secondary air in it. the same direction as the primary air, a conical gas outlet 20 and a slag outlet 21. The peripheral walls of the chamber of the cyclone hearth are lined with cooling tubes 22 connected to the circulatory system of the steam generator and covered refractory material 23.
In Fig. 8 which shows a suitable device for supplying air and particles to a cyclone hearth chamber, a reservoir 9 is intended to receive the particles separated from a solid particle collector (not shown) located in the chamber. the path of the gases coming from the combustion chamber 2 or / and from a collector of solid particles located in the
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During the course of the gases from at least one other pulverized coal-heated combustion chamber From tank 9 the particles can be fed through a shut-off valve 10 at a rate determined by a rotary feeder or a rotary feeder. paddle wheel 11, in a duct 12 which opens tangentially in the burner head 13.
A fan 15 is provided to send primary air and secondary air, and the primary air can be supplied in adjustable quantities to the duct 12 via a duct 16 and a nozzle 17, capable of causing a low suction in the part of the pipe 12 located above the nozzle. Preferably, a similar arrangement is provided for delivering the atomized fuel to the burner head 13. The atomized fuel supplied to the burner head can be ignited by a lighter introduced into the opening 18.
During operation, a sufficient combustion rate is maintained in the chamber of the cyclone hearth so that the slag which is in the chamber is maintained in the state of fusion and the admission of pulverized fuel is adjusted for this purpose. The slag in the molten state., Separated from the gases in the cyclone hearth chamber 139 flows through the slag outlet 21 and enters the secondary combustion chamber 26 and 27 to fall through the duct 6 into the trough filled with water 1 which also receives any other slag falling from the secondary combustion chamber. The solidified granulated slag is removed from the trough by conveyor 8.
The gases leaving the cyclone hearth chamber through the gas exhaust neck 20 enter the secondary combustion chamber 26 or 27 where further separation of slag takes place before the gases pass through the slag screen 63 into the chamber. the main combustion chamber 2. Before the gases reach the latter, they are cooled by the transmission of heat to the tubes which line the walls of the secondary combustion chamber and to the tubes of the slag screen. By rising in the main combustion chamber, the gases from the cyclone hearth contribute to the ignition of the pulverized fuel coming from the burners 4.
The upward flow of the cyclone hearth gases through the slag screens 63 tends to restrict the passage of particles from the main combustion chamber up and down into the secondary combustion chambers, but the particles which fall through the screens pass into the water troughs.
The main hearth works favorably when the cyclone hearths are out of service, while the demands for partial loads can be met by operating the cyclone hearths alone, provided that the separated particles fed therein have sufficient calorific value. - sufficiently high or the cyclone fires can be supplied with an appropriate quantity of pulverized fuel.
If desired, pairs of cyclone hearths can be associated with the secondary combustion chambers 26 and 27, respectively, the cyclone hearths conjugated with each secondary combustion chamber being directed in opposite directions. If the installation is established and functioning in an appropriate manner and if the cyclone hearths are in use, at most a small amount of the ash formed in the main combustion chamber descends through the slag screens 63, the falling particles being chased from the bottom to the top of the screens. A correspondingly larger quantity of particles will then be contained in tank 9.
In order to avoid or minimize the danger of alteration of the liquid slag stream by solid ash from the main combustion chamber the slag hearths and screens may be set up in such a way that the slag screens do not are not within a horizontal projection of the main combustion chamber.
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