BE628800A - - Google Patents

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BE628800A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08Disposition of burners
    • F23C5/32Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22GSUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00Controlling superheat temperature
    • F22G5/02Applications of combustion-control devices, e.g. tangential-firing burners, tilting burners

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    "Perfectionnements   apportés au réglage de la combustion dans les installations de production de vapeur   surchauffée%*   
L'invention concerne des   perfectionnement*     apportés   au réglage de la combustion dans les installations de production de vapeur   surchauffée*   
Une installation du genre visé comprend une   chaudière   dont le foyer à parois   doublées   par des   surfaces   refroidies par l'eau est chauffé par chauffe tangentielle, c'est-à-dire par combustion turbulente de charbon   pulvérisé   ou autre   combustible   injecté par   des     brûleurs   agencés dans la partie   inférieure, du   foyer,

   notamment aux angles d'un foyer à 

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 section carrée ou rectangulaire, et dirigeant leurs jets en principe tangentiellement à un cylindre fictif vertical situé dans l'axe du foyer de façon à provoquer un mouvement giratoire autour de cet axe, le surchauffeur étant placé dans la chaudière de façon qu'il soit chauffé principalement par convection par des gaz sortant dudit foyer. 



   L'invention concerne plus spécialement une installation de ce genre, dans laquelle des moyens sont prévus pour permettre l'obtention du degré voulu de la température de la vapeur d'eau à la sortie du surchauffeur, môme en cas de fortes fluctuations de la production de vapeur. 



   Dane une installation connue, on a prévu dans ce but que, pour une charge donnée, on maintient un taux sensiblement uniforme de   l'alimentation   du combustible, et on   modifie   l'inclinaison sur le plan horizontal de la direction des jets de combustible et d'air pour abaisser ou lever la position verticale de la sono de combustion, le long de l'axe du foyer,

   de façon à augmenter ou diminuer respectivement la température de la vapeur   surchauffée    en modifiant ainsi la longueur du trajet des gaz à travers le foyer et donc le degré de refroidissement de ces gas avant de ve- nir au contact du surchauffeur* 
L'expérience a toutefois permis de constater que les   installas   tiens connues de   ce   genre donnent encore   lieu.   des   inconvénients*   Un premier inconvénient réside dans le fait que l'allumage se faisait à des distances différentes du   ne$   des brûleurs de chacun des quatre angles du foyer.

   Un autre inconvénient réside dans le fait que le point chaud, c'est-à-dire   l'axe   vertical de la spirale engendrée par la chauffe tangentielle, est dans la pratique   tou-   jours notablement déplacé par rapport à l'axe du foyer* On a constaté notamment que , le tourbillon produit par la combus- tion tangentielle ayant un sens de rotation opposé à celui des aiguilles d'une montre, l'axe réel du tourbillon, donc de la sont 

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 chaude, | est en pratique déporté à droite et vers l'arrière par rapport   à   la face avant du foyer. 



     On   connaît les conséquences de ces   inconvénients,   Dans les installations oit il faut pouvoir réaliser des allures très basses par rapport au débit maximum de la   chaudière,   on peut dire que dans les installations connues le feu n'est pratiquement accroché 
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 qu'à un angle. Le t'eu ont toujours en position instable aux mini- ma techniques très bang alors qu'au %$me débit, la stabilité se  rait Meilleure donc l'allumage aux quatre angles serait plus égal, si la flasuae pouvait ttre rapprochée du nez des brûleurs dans les quatre ràgleog et cette stabilisation du feu est un des buta de l'invention. . 



  Par ailleurs, le décentrage du feu, c'est-à-dire le décalage de l'axe de la sono chaude par rapport à l'axe du foyer, présente souvent des inconvénient. très graves. En premier lieu,   il y a   une différence appréciable de la température des gaz à la sortie du foyer,   ce   qui entraîne des températures très élevés* des tubes de 
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 surchauffeurs et reaurohautreur. du c6t du départ de-1  flamme. 



  En plus de la destruction plus ou moins rapide des tubes   soumis   aux températures élevées, il faut aussi noter une plus grande facilité d'accrochage de mâchefers aux voûtes situées dans le haut du foyer et aux tubes de surchauffe. Des lors, la stabilisation de la zona chaude sensiblement dans l'axe du foyer est un autre but de l'inven- tion. les deux   inconvénients   signalés   ci-dessus   sont d'autant plus importants que la section du foyer s'éloigne du carré, Nais en rai- son de la nature même de la combustion tangentielle, et aussi des 
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 conditions aérodynami,wes de circulation des gaz dans le foyer, la section carrée ne pe.s pas remédier audit. inconvénients. Ceux-ci résultent d'ailleurs en un troisième inconvénient.

   En effet, la mauvaise utilisation du foyer par un mauvais remplissage dans la   zone   des brûleurs facilite aussi la création de courants descendants 

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 de recirculation, chargés de gaz inertes et de cendres,   ce   qui nuit certainement à l'allumage du combustible débouchant au   ne%   des brûleurs et retarde le développement du sa combustion. 



   Selon   l'invention,   les brûleurs sont montés de façon   à   pou- voir régler 1'inclinaison sur le plan vertical de   la   direction des jets débités par   ces   brûleurs, c'est-à-dire de varier l'orientation des brûleurs dans le plan horizontal. Cela permet pendant la marche de l'inata'lation, de corriger l'orientation des divers   brûleurs,   de façon à maintenir l'axe chaud toujours pratiquement dans l'axe du foyer.

   Selon l'invention cette variation d'orientation peut s'appliquer non seulement aux busettes du brûleur), qui débitent le mélange de combustible et d'air primaire, mais aussi aux buaettes d'air comburant ou secondaire, ce qui permet d'obtenir un jet de   défaite   pratiquement constante au   nez.du   brûleur.   Jusqu'à   présent cela n'était pas le cas par suite des concentrations air-oombus- tible, par exemple charbon pulvérisé, plus importantes à l'extrados du coude situé juste avant le brûleur, dues à l'action de la force centrifuge. 



   Selon une autre   particularité   de l'invention, on utilise des brûleurs dont la section efficace do sortie peut être réglée en marche, de façon à pouvoir varier la vitesse des jets de mélange carburé pour les adapter aux diverses conditions de marche. 



   Dans le môme but, l'invention prévoit aussi que l'on utilise, de préférence, des busettes d'injection d'air comburant, dont la section efficace de sortie peut être réglée, et donc aussi la vi- tesse des jets d'air. Ces possibilités de variation de la vitesse d'injection du mélange air primaire-combustible et/ou de l'air comburant permettent:, en combinaison avec les possibilités de varia. tion de l'orientation des busettes d'injection de ces deux fluides, d'assurer la   stabilité   de l'allumage aux quatre angles du foyer,   @   malgré les modifications qui peuvent se produite dans les   condi-     tions   de marche de l'installation. 



   A titre démonstratif, quelques exemples d'exécution de l'in- vention seront décrits ci-après en regard des   dessina   schématiques   Annexé ,   dans lesquels 

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Les figures   1   à 4 contrent des vues en coupe axiale de divers type* de busettes orientables pour   brûleurs,   applicables selon   l'invention,   et 
La   figure 5   est une/vue   en   coupe horizontale   d'un     foyer   à chauffe tangentielle. 



   La figure 5 montre un foyer à section rectangulaire,chauffe par des brûleurs agencés aux angles dans la partie inférieure du foyer) plusieurs brûleurs étant en général placés dans chacun des angles* Les brûleurs sont dirigea de façon que leur* jeta notent tangentiels   à   un cylindre fictif central coïncidant avec l'axe du foyer et qui   formera   donc la zone chaude de la combustions Dans la pratique les   axes   théoriques A, 0 des   brûleurs   placés dans deux angles opposée seront en général tangents à un cylindre fictif de rayon plus petit que celui du cylindre fictif auquel sont tangente les axes théoriques B, D des brûleurs agencés dans les autres angles opposée du foyer* L'ensemble détermine la sont chaude E. 



  La pratique à montré que pendant la marche de l'installation cette zone chaude ne reste pas dans l'axe du foyer, mais se déplace hors de celui-ci, notamment vers la droite et vers l'arrière par rapport à la face avant ? du foyer, dans l'exemple illustré en figure 5. 



   Belon l'invention, la direction des jets émanant des brûleurs placé. dans les angles du foyer peut être réglée horizontalement, dans les limites nécessaires pour corriger la plus grande déviation   à   craindre de la zone chaude. Ainsi, dans la figure 5, A', B', C', et D', désignent les axes   réels   des brûleurs, qui peuvent être atteints par une correction dans le sens des flèches, l'amplitude possible de cette correction étant déterminée de façon   à   pouvoir ramener toujours la zone chaude dans l'axe du foyer, quelles que soient les conditions de marche de l'installation   visée.   De plus, il convient de prévoir de la façon connue en soi, une possibilité de réglage de l'inclinaison des jets dans le sens vertical,

   afin 

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 de pouvoir abaisser ou élever la zone chaude selon les   nécessités*   Diverses formes d'exécution permettant ce réglage combiné sont illustrée* aux figures 1 à 4, dont chacune montre une busette utilisable, soit pour le mélange de combustible et d'air   primaire    soit pour l'air comburant ou   secondaire*   En général plusieurs busettes sont   agencées   dans chacun des angles du foyer* 
Dans la figure 1,   1     désigne   un corps de busette,

   qui   est   articulé autour d'un axe horizontal 2 à un conduit   fixe $   de façon à pouvoir régler l'inclinaison verticale de la busette par une commande appropriée   quelconque.   Pour permettre le réglage de la busette   dune   le plan horizontal, elle présente une partie d'extré- mité mobile 4 dont le mouvement angulaire par rapport au corps 1 peut être commandé d'une façon appropriée quelconque$ par exemple à l'aide   d'une   tringle 5 dont l'extrémité s'emboîte dans un secteur 6 solidaire de la partie mobile 4 et dont le contre se   trouve   sur   l'axe   2 de réglage vertical, la longueur du secteur correspondant aux possibilités de ce réglage vertical.

   La commande de l'arbre 11 permet de mouvoir la busette dans le plan horizontal autour de l'axe 7, comme indiqué par la flèche. La tringle 5 est guidée en 8 à travers le caisson du foyer et est actionnée, par exemple à l'inter- vention d'une boutonnière 9, par un levier 10 fixé sur un arbre   11   dont la rotation détermine les mouvements de la partie mobile 4, L'arbre 11 peut être commun à la commande de toutes les   busettes   d'un angle du foyer, chacune étant pourvue d'un système 5 à 10, tel que décrit, ou d'un autre mécanisme de commande appropriée Pour permettre le réglage individuel de chaque   busette  la tringle 5 peut être formée de deux parties reliées par un manchon fileté à pas ue vis opposés 12. 



   Le réglage des buaettea par la commande de l'arbre 11 permet de rattraper le déséquilibre dû au décentrage de la flamme et de mieux remplir la section du foyer. En plus de   ce   réglage, il est utile de   prévoir   aussi la possibilité de réglage de la vitesse 

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 d'injection du mélange combustible  ainsi que de   l'air   comburant, en dehors des limites   imposées   par des conditions   diverse ,     Sellée   que , le fonctionnement des broyeurs de charbon lorsqu'on tra- vaille en chauffe directe,   c'est-à-dire   en amenant directement aux brûleurs le mélange air-combustible sortant des broyeurs ;

   les risque. de bourrage dans les tuyauteries de transport par suite d'une vitesse trop faible ;1 les risques d'aggravation de l'usure des tuyauteries de transport par suite d'une vitesse trop élevée ; les caractéristiques du ventilateur d'air primaire lorsqu'on   tra-   vaille en chauffe indirecte, c'est-à-dire avec intervention   d'un¯.   tel ventilateur et d'un distributeur de charbon pulvérisé et d'air. 



   Les figures 2 à 4 Montrent des dispositifs permettant un tel régla- ge   combiné.   



   En figure 2, où l'axe de réglage vertical est de nouveau dési- gné par 2, la busette 13, de section transversale généralement de forme rectangulaire, est pourvue de deux   déflecteurs   14   montés sur   des pivota 15 qui se prolongent à l'extérieur de la busette,6û ils sont fixés à un bras 16 portant un secteur 17 dont le centre se trouve sur   l'axe   2. Une tige 18, coulissant dans des guides 
19, 20 s'emboite par une extrémité dans le secteur   17   et est reliée par une biellette articulée 21 à l'arbre de commande 22 commun à toutes les busettes d'un angle du foyer.

   Le deuxième   déflecteur   14 peut être actionné par un système de   commande     similaire    
Des manchons   tolu   que   12   permettent la commande individuelle   de*   déflecteurs ou pales 14. 



   Les pales 14 étant agencées prés du nez de la busette et donc fortement   exposées   à la chaleur, elles pourraient ne bloquer dans   certains   cas* Cet inconvénient est évité par les dispositions selon les figures 3 et   4,   où les pale. 23 sont agencées loin du   ne%   de la busettes Celle-ci comprend un corps muni de pales directrice* fixe*  'étendant suivant des plana espacée de façon à déterminer un certain nombre de canaux, les pales mobiles 2? permettant de 

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 conduire le courant de fluide à travers le groupe de canaux voulu      dans chaque   cas   particulier. 



   Dans la figure 3 le corps fixe 24 de la busette comprend des directrices fixes 25 auxquelles se raccordent des directrices divergentes 26 disposées dans une boite   d'extrémité     27     qu   l'on peut déplacer autour de l'axe 2 pour varier l'inclinaison verticale de la  ortie de la   busette.     @   
Les pales 23 sont articulée* par des charnières 28 à deux parois opposées de la busette. A la partie de chaque charnière, qui est solidaire de la pale correspondante, est fixée une tige 29 se terminant par une boutonnière 30, dans laquelle coulisse une extrémité d'une tige 31 dont l'autre extrémité est réunit à un arbre de commande 32 qui est commun à toutes les busettes d'un   au    gle du foyer.

   En imprimant à l'arbre 32 un   déplacement   angulaire de valeur voulue, on peut faire pivoter la pale 23 de façon à l'ame- ner dans toute position voulue, notamment en l'amenant en regard de l'une ou l'autre des directrices   fixes.   Un réglage individuel est possible par des manchons 12. 



   La deuxième pale 23 est pourvue d'un moyen de commande simi-   laire   à celui de l'autre pale.   En   fermant à l'aide des pales   un   nombre plus ou moins grand des canaux détermines par les   tire..   triées 25, on peut varier la section utilisée au non du brûleur et donc la vitesse d'injection. Le choix du groupe de canaux utilisé pour le passage du fluide permet de varier l'angle d'injection dans le foyer* Si la moitié des canaux sont fermés par   l'une   ou l'autre des pales 23, la direction   d'injection   pourra être amenée en F ou G, respectivement* L'angle compris entre ? et G détermine l'amplitude du réglage horizontal de cette direction d'injection. 



   La disposition selon la figure 4 est basée sur le   même   princi- pe,   mais   dans ce cas les directrices   33     dans   la partie mobile 34 de la busette sont convergentes, de sorte que H et I déterminent les limites de la possibilité de réglage horizontal des jets* 

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Parmi les avantages de l'invention résultant de l'exposé ci-dessus, il convient d'insister sur le fait que l'invention, surtout dans ses réalisations du genre illustré dans les figures   3 et   4, permet de désolidariser dans une large mesure la vitesse d'injection du combustible par rapport à la vitesse de transport et aux conditions de fonctionnement des broyeurs, lorsqu'on tra- vaille en chauffe directe,tandis qu'en chauffe indirecte,

   cette possibilité permet d'obtenir un rapport air primaire-charbon pul- vérisé, qui atteint une valeur pratiquement maximum, ce qui a pour avantage certain l'obtention d'une température plus élevée du mé- lange d'air primaire et de charbon pulvérisé, ce qui est favorable à la température de combustion qui en dépend. 



   De plus, l'invention permet de recentrer le feu,   c'est-à-dire   la zone chaude, et d'avoir un plue grand coefficient de remplissage du foyer par la conjugaison judicieuse de l'angle   d'injection   sui- vant le plan horizontal et de la vitesse d'injection, cette posoi- bilité permettant de réduire ou de supprimer   les   courants de recir-   culation   descendants nuisibles à l'allumage et à la   combustion.   



   Il convient encore de noter que, dans un cas tel qu'illustré en Figure 5, on ne doit pas utiliser des busettes identiques dans tous les angles du foyer. Dans les angles où l'amplitude maximum de correction, dans le plan horizontal, de la direction   d'injection   est plus faible, on peut se contenter de busettes de   construction   plus simple ne permettant qu'un réglage horizontal moins important que celui requis aux autres angles. 



     L'invention   a été décrite   ans   son application à un foyer à section carrée ou rectangulaire avec brûleurs placés aux angles, mais il va de soi qu'elle reste également applicable à d'autres dispositions. De même, bien que référence ait été   fait à   diverses reprises à l'emploi de charbon pulvérisé, l'invention s'applique aussi   à   l'emploi d'autres combustibles.

Claims (1)

  1. RESUME* L'invention vise : 1. - Une installation de production de vapeur surchauffée, comprenant un foyer chauffé par de* brûleurs dirigeant leurs jets en principe tangentiellement à un cylindre fictif vertical situé dans l'axe du foyer, caractérisé en ce que les busettes des brû- leurs et, de préférence, aussi les busettes d'air comburant, sont montées de façon réglable dans le plan horizontal, Individuelle* sont ou par groupes* 2.- Une installation selon 1, dans laquelle les busettes la sont, de/façon connue en soi, également réglables dans le plan vertical* 3.
    - Une installation selon 1 ou 2, dans laquelle la section efficace de passage des busettes est réglable, de façon à permet- tre la variation de la vitesse d'injection du fluide passant par les busettes.
    4. - Une busette utilisable dans une installation selon 2, caractérisée en ce qu'elle est montée à rotation autour d'un axe horizontal et comprend une partie mobile, voisine de la sortie, montée à rotation autour d'un axe coupant l'axe de la busette et perpendiculaire à un plan passant par ledit axe horizontal* 5.- Une busette selon 4, caractérisée en ce que ladite partie mobile est pourvue extérieurement d'un secteur ayant ledit axe horizontal comme centre, dans lequel secteur s'emboîte l'extrémité d'une tige do commande capable de déplacer ladite partie mobile autour dudit deuxième axe.
    6.- Une busette utilisable dans une installation selon 3, caractérisée en ce qu'elle est montée à rotation autour d'un axe horizontal et est pourvue de pales mobiles montées à charnière sur deux parois opposées de la busette, les pales s'étendant depuis leurs charnières vers l'extrémité de la busette, des moyens étant prévus pour faire pivoter les pelés individuellement ou simultané* mené autour de leurs charnières. <Desc/Clms Page number 11>
    7.- Une busette utilisable dans une installation selon 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une partit fixe divisée en canaux longitudinaux par des pales directrice$ fixe$ espacées et un* parti* Mobile, formant la sortie de la busette et pouvant tour- her par rapport à ladite partit fixe autour d'un axe horisontal, ladite parti* mobile étant divisés en canaux par des pales direc- tricot prolongeant lesdites pales directrices de ladite partit fixe, cette dernière se prolongeant, à son autre extrémité,
    par un espace libre dans lequel sont Montres deux pales déflectrices mo- biles montées à charnière sur doux parois opposées dudit espace, à leur extrémité éloignée desdites pales fixée, des moyens étant prévus pour faire pivoter lesdites pales déflectrces individuelle- ment ou simultanément autour de leurs charnières, en regard de l'entrée desdite canaux, et définir ainsi une section libre de la busette correspondant à tous ou un certain nombre desdite canaux.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1010938A1 (fr) * 1998-12-18 2000-06-21 ABB Alstom Power Combustion Caisson de brûleurs avec des buses orientables par une tringle commune

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1010938A1 (fr) * 1998-12-18 2000-06-21 ABB Alstom Power Combustion Caisson de brûleurs avec des buses orientables par une tringle commune
FR2788331A1 (fr) * 1998-12-18 2000-07-13 Alstom Caisson de bruleurs avec des buses orientables par une tringle commune

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