EP0014812B1 - Brûleurs de combustibles solides combinés avec des combustibles liquides et/ou gazeux - Google Patents
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- EP0014812B1 EP0014812B1 EP19790430022 EP79430022A EP0014812B1 EP 0014812 B1 EP0014812 B1 EP 0014812B1 EP 19790430022 EP19790430022 EP 19790430022 EP 79430022 A EP79430022 A EP 79430022A EP 0014812 B1 EP0014812 B1 EP 0014812B1
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/007—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel liquid or pulverulent fuel
-
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- F23D17/005—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or pulverulent fuel
Definitions
- the present invention relates to a burner for the combustion of solid, pulverized or finely divided fuels, alone or in combination with liquid and / or gaseous fuels, for ovens and apparatuses relating to thermal technology, more particularly for rotary ovens, exchangers of heat by suspension in the gases, grates and combustion chambers, for which it is necessary to be able to carry out, even during operation, a very wide adjustment of the shape of the flame.
- Such burners must allow fuels and combinations of fuels to burn under optimal process conditions using the available air, either as combustion air or that of primary air which can be conveyed through the burner.
- the construction of the burner must therefore be chosen so that the mixture of transport gas and solid fuel is deflected as little as possible and circulates at the lowest possible speed.
- the economy of the operation is also favorably influenced by an optimal adaptation of the course of the combustion because, by doing this, one is constrained to use the least possible fuel.
- burners which consist of a single circuit through which the quantity of fuel chosen or available flows beforehand mixed with air and / or gas through a nozzle-injector. carrier.
- a notable improvement was obtained when a two-circuit burner was used where the transport air-fuel mixture flows in an axial direction through the external channel and where the divergence and rotation are influenced by an air component clean, which can be adjusted and introduced inside the fuel-air stream.
- the axial component of the supplied air being already loaded with fuel, it can only vary within a very limited range, which greatly reduces the influence it can have on the shape of the flame.
- the solid fuel must be brought by the tube at the speed which gives the necessary flow speed on the basis of the volume flow used. This consequently increases the wear and also places greater stress on the wearing parts which are in the intake part as a result of higher volume flow rates.
- burners for the combustion of pulverulent solid fuels, burners have also been used consisting of three concentric tubes, into which the different components of clean air, transport gas, carbon dust have been tangentially introduced to produce a certain rotation. Due to the absence of flow pieces to create divergence and rotation, one can obtain, particularly in the intermediate ranges, only a very limited effect.
- the burner must therefore offer the possibility of adjusting the shape of the flame and therefore the course of combustion in the largest possible range and this on.
- the fuel must be ignited immediately after it leaves the burner.
- the flame shape must be preserved, especially when the proportion between the different types of fuel is to be adjusted while running.
- the adjustment devices are rosettes composed of two separate parts which can be offset axially or angularly, at a distance , by means of control rods.
- shutters are installed upstream and as close as possible to the burner, which make it possible to adjust the volume flow rates in the various circuits and to distribute, during operation, the primary air as a function of the different forms of flow.
- the charcoal dust which is deposited is again mixed with the transport gas before the outlet section, using an accessory arranged in the corresponding circuit.
- asymmetrical flame forms can be obtained by using special devices placed in the clean air circuits.
- the wear in this burner is considerably reduced compared to previous embodiments which were already characterized by limited possibilities of adjusting the flame shape.
- the carrier gas-pulverized coal mixture can be brought in at the lowest possible speed without flashback in the circuit. By this fact, the conditions necessary for an immediate ignition of the fuel are also improved.
- the transport gas-pulverized coal circuit can receive several different types of pulverized coal, which are supplied by separate pneumatic systems.
- a particularly significant thing is that when switching to very different fuels, for example from a solid fuel to a liquid and / or gaseous fuel, it is possible, by adjusting the flame shape by action on the circuits d clean air, compensate for the differences between the thermal characteristics of these fuels.
- new burner In installations where the burner carries only a small part of the combustion air called primary air, and where the main part arrives in the hearth from a cooler located downstream without it being able to be influenced, new burner has the advantage of being able to operate with very reduced proportions of primary air and therefore of increasing the recovery of the waste heat coming from the cooler.
- the burner is composed of a fuel and air intake part, the fuel and air supply device made up of four coaxial tubes comprising a stabilizer in the solid fuel pipe and an adjustment device. of the flow and ejection of the various combustible components and of the air.
- the fuel and air supply device is arranged in an outer casing 13 which has a refractory lining and which is used at the same time for fixing the burner to its support 13a.
- This fixing is such that all the wearing parts and the linings can be easily replaced even when running thanks to sliding insertion systems. Clean air intakes have shutters or registers that allow you to adjust the chosen volume flow.
- the intake duct for the transport air and solid fuel mixture includes easily replaceable wear parts, which can be replaced in a few minutes.
- the device which transports the fuels to the nose of the burner where the flame is located comprises four coaxial tubes which define a central conduit and three annular conduits intermediate between two tubes. Going from the axis to the periphery, these four conduits are numbered from 1 to 4.
- the first conduit 1 that is to say in the central or axial conduit, there are pipes 1 a and 1 b of supply of liquid and / or gaseous fuel used on the one hand to start the burner and on the other hand to support combustion in the case of burning solid fuels having a particularly low calorific value.
- the front end of the central duct that is to say the end situated at the nose of the burner, is equipped with a known device 1 for spraying or ejecting the fuels.
- the second duct 2 conveys clean combustion air.
- This duct comprises at its front end or in the vicinity thereof, a device 5 which is used to adjust the direction of the flow speed of the air leaving the duct 2 by communicating a rotational movement thereto, c 'is to say a tangential component of the speed, and / or a divergent direction compared to the axis.
- the device 5 is an adjustable rosette made up of two separate mounted halves. One of the two halves is connected to operating rods or rods 7 which allow, even when running and at a distance, to shift the two parts axially and / or in rotation in order to vary the rotation and / or the divergence of the speed. of air flow at the outlet of the device 5.
- the third conduit 3 conveys a mixture of transport gas and a solid fuel in the divided state, for example a mixture of pulverized coal suspended in air.
- the mixture flows axially along the conduit 3 at the lowest possible speed without the need for any device at the front end of the conduit 3.
- the fourth conduit 4 also carries clean combustion air. It also comprises at the front end or in the vicinity thereof a device 6, similar to device 5, which is used to adjust, even when running, the tangential component and the diverging component of the speed of exit of clean air by remote control 8.
- the device 6 is for example a rosette. composed of two parts 6a and 6b which delimit between them air passage channels 6c.
- the remote control mechanism 8 comprises rods which allow the two parts 6a and 6b to be offset axially and / or angularly with respect to each other.
- the ducts 2a and 4a which supply air proper respectively the conduits 2 and 4 are equipped respectively with volume flow adjustment members 9 and 10, for example dampers or movable flaps, which make it possible to adjust the value of the speed vector of the air at the outlet of the conduits.
- the registers 9 and 10 allow the primary air distribution between the ducts 2 and 4 to be adjusted on the fly according to the different forms of flow and flame. Only the clean air ducts 2 and 4 comprise adjustment members having a variable section.
- the conduit 3 which conveys the mixture of carrier gas and solid fuel in the divided state does not have a dead zone in which solid fuel dust could be deposited, creating a risk of a standing fire.
- the smallest possible amount of solid fuel transport gas is used so that the speed in line 3 remains low.
- the arrangement of the conduit 12, slightly inclined relative to the conduit 3, and the low speed of the mixture make it possible to obtain long lifetimes of the wearing parts 12 despite the abrasiveness of the solid fuels, in particular pulverized coal. Thanks to the use of a reduced quantity of gas transporting the pulverized solid fuel, the wearing parts 12 have relatively small dimensions and can be replaced in a very short time thanks to a judicious construction.
- the reference 11 represents a gasket which is inserted in the duct 3, preferably at the entry of the latter, for example a turbulator or stabilizer with fins which communicate to the mixture a swirling rotary movement thanks to which the dust of solid fuel which are deposited on the walls of the conduit 3 are taken up and mixed again with the carrier gas.
- the suspension of solid fuel particles in the carrier gas is stabilized and homogenized by the device 11, which clearly improves ignition.
- the device according to the invention comprising four coaxial conduits allows a gradual start, without intervention on the equipment.
- the burner according to the invention makes it possible to use several qualities of pulverized coals, either separately or simultaneously in all the proportions compatible with their calorific value.
- the transition to other solid fuels in the finely divided state is facilitated by the fact that the possibilities for adjusting the flame are very wide.
- a burner according to the invention can also be used to simultaneously burn solid fuels in the divided state and liquid and gaseous fuels.
- removing one of the fuels does not require changing the shape of the flame.
- An advantageous application of the burners according to the invention is the equipment of cement kilns in which the solid fuel is particularly abrasive and requires devices which resist corrosion and abrasion.
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Description
- La présente invention se rapporte à un brûleur pour la combustion de combustibles solides, pulvérisés ou finement divisés, seuls ou en combinaison avec des combustibles liquides et/ou gazeux, pour fours et appareils relatifs à la technique thermique, plus particulièrement pour fours rotatifs, échangeurs de chaleur par mise en suspension dans les gaz, grilles et chambres de combustion, pour lesquels il est nécessaire de pouvoir effectuer, même en cours de marche un règlage très large de la forme de flamme.
- De tels brûleurs doivent permettre à des combustibles et combinaisons de combustibles de brûler dans les conditions optimales du procédé en utilisant l'air disponible, soit au titre d'air de combustion, soit à celui d'air primaire qui peut être véhiculé au travers du brûleur.
- Il est donc nécessaire de régler la forme de l'écoulement du combustible et de l'air et également, dans le cas de combustibles solides peu abrasifs, celle du mélange gaz de transport-charbon pulvérisé, dans les plages les plus larges de façon à atteindre les résultats de combustion nécessaires.
- Par ailleurs, il est nécessaire, et en particulier dans le cas de combustibles solides abrasifs, d'atteindre pour le brûleur et l'installation chauffée des temps de disponibilité élevés.
- La construction du brûleur doit donc être choisie de façon que le mélange de gaz de transport et de combustible solide soit dévié le moins possible et circule à la vitesse la plus faible possible.
- Pour éviter tout dommage à l'installation soumise au feu, il faut également pouvoir régler à tout moment la forme de flamme la mieux adaptée.
- L'économie de l'exploitation est également favorablement influencée par une adaptation optimale du déroulement de la combustion parce que, ce faisant, on s'astreint à utiliser le moins de combustible possible.
- Il doit de plus être possible de mettre en oeuvre des combustibles de pouvoir calorifique moyen par exemple avec une faible proportion de produits volatils ou une teneur en cendres très élevée.
- Il est connu que pour remplir partiellement ces conditions, on emploie des brûleurs constitués par un seul circuit par lequel s'écoule au travers d'une buse-injecteur la quantité de combustible choisie ou disponible préalablement mélangée à l'air et/ou au gaz porteur.
- Dans ce cas, il n'est possible d'avoir qu'une influence très limitée sur la forme de flamme, car le débit d'air de transport est modifié et en conséquence la vitesse d'éjection change.
- On peut en outre exercer une certaine influence, toujours limitée, en agissant sur le combustible par modification de sa finesse ou de sa nature.
- On a obtenu une amélioration notable lorsque l'on a utilisé un brûleur à deux circuits où le mélange air de transport-combustible s'écoule en direction axiale par le canal extérieur et où on influence la divergence et la rotation par une composante d'air propre, que l'on peut régler et introduire à l'intérieur du courant combustible-air.
- Dans un tube central, on peut de plus introduire une composante liquide ou gazeuse pour le démarrage et l'allumage.
- La composante axiale de l'air amené étant déjà chargée de combustible, elle ne peut varier que dans une plage très limitée, ce qui réduit fortement l'influence qu'elle peut avoir sur la forme de la flamme. De plus, le combustible solide doit être amené par le tube à la vitesse qui donne la vitesse d'écoulement nécessaire sur la base du débit volumique mis en oeuvre. Ceci accroît en conséquence l'usure et sollicite plus fortement aussi les pièces d'usure qui se trouvent dans la partie admission par suite de débits volumiques plus importants.
- La possibilité d'influencer l'écoulement à partir de ce circuit est très limitée, du fait que, pour des questions de risque d'usure, il faut éliminer les déviations trop importantes au travers des pièces prévues pour assurer la divergence ou même la rotation. Egalement, il n'est plus possible d'utiliser des éjecteurs en deux parties qui, par un glissement axial permettent pour un débit volumique donné, de règler la vitesse d'écoulement.
- En cas d'usure particulièrement forte, le tube- enveloppe extérieur se perce et il se forme une flamme parasite, ce qui peut causer des dommages très graves.
- On sait par ailleurs que, pour la combustion de combustibles solides pulvérulents, on a également utilisé des brûleurs constitués de trois tubes concentriques, dans lesquels on a introduit tangentiellement les différents composants air propre, gaz de transport, poussière de charbon, pour produire une certaine rotation. Du fait de l'absence de pièces d'écoulement pour créer de la divergence et de la rotation, on ne peut obtenir, particulièrement dans les plages intermédiaires, qu'un effet très limité.
- En particulier, il n'a pas été possible de réaliser des formes déterminées d'écoulement, telles qu'un fort écoulement axial à faible divergence, du fait de la rotation imposée.
- De même, la vitesse d'écoulement à partir des circuits d'air propre ne pouvait pas être modifiée pour un débit volumique donné.
- Le brûleur doit donc offrir la possibilité d'un règlage de la forme de la flamme et donc du déroulement de la combustion dans la plage la plus grande possible et ceci en marche.
- Le combustible doit être allumé immédiatement après sa sortie du brûleur.
- Dans le brûleur et dans l'installation qui le suit, le pouvoir abrasif des combustibles doit causer l'usure la plus réduite possible.
- Pour permettre d'adapter la puissance au besoin à tout moment, il faut offrir la plage de régulation la plus élevée possible pour le débit du combustible.
- On doit pouvoir fonctionner avec toutes les combinaisons possibles de combustibles, telles que plusieurs combustibles solides de différentes qualités ou des combustibles solides avec des combustibles liquides et/ou gazeux.
- La forme de flamme doit être conservée, en particulier lorsque la proportion entre les différents types de combustible doit être réglée en marche.
- En ce qui concerne les combustibles qui présentent des caractéristiques défavorables du point de vue de la combustion, on doit néanmoins obtenir un bon allumage et la combustion doit s'effectuer dans le délai souhaité.
- Dans les brûleurs dans lesquels on ne peut, pour influencer la forme de la flamme par le système d'écoulement, introduire qu'une proportion souvent très faible de l'air de combustion sous forme d'air primaire, le reste de l'air de combustion s'écoulant de façon non contrôlée dans le foyer en provenance des refroidisseurs installés en aval, il, importe de pouvoir régler à la valeur qui convient le mieux, pour un débit volumétrique donné en marche, la vitesse d'écoulement des différentes composantes d'air propre qui se combinent pour créer la forme de la flamme.
- Le document US-A-2/335/188 décrit un brûleur de combustibles solides, pulvérisés ou finement divisés, combinés avec des combustibles liquides et/ou gazeux autorisant des réglages étendus de la forme de la flamme et de la vitesse d'écoulement des combustibles et de l'air, le brûleur comportant un premier conduit central qui véhicule un combustible fluide, un deuxième conduit annulaire qui entoure le conduit central et qui véhicule de l'air propre, un troisième conduit annulaire qui entoure le deuxième conduit et qui constitue une chambre à eau, un quatrième conduit annulaire qui véhicule un mélange de particules de combustible solide en suspension dans un gaz de transport, un cinquième conduit annulaire qui constitue une chambre à eau et un boîtier cylindrique qui entoure le quatrième conduit et qui véhicule de l'air propre et les extrémités avant du deuxième et du quatrième conduit comportent un dispositif de réglage muni d'un organe de commande à distance qui permet de modifier en marche, la direction de l'air à la sortie desdits conduits.
- Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen de brûleurs, tels que définis dans la revendication 1. Selon un mode de réalisation préférentiel, les dispositifs de réglage sont des rosaces composées de deux parties séparées qui peuvent être décalées axialement ou angulairement, à distance, au moyen de tiges de commande.
- Dans de nombreux cas d'utilisation, par exemple lors de la mise en oeuvre dans des fours rotatifs, il est nécessaire de maintenir aussi faible que possible la proportion d'air primaire amenée par l'intermédiaire du brûleur pour influencer la forme de la flamme, de façon à valoriser une plus grande proportion de la chaleur perdue en provenant des refroidisseurs installés en aval du processus.
- Dans ce but, on installe en amont et au plus près du brûleur, des volets qui permettent de régler les débits volumiques dans les divers circuits et de répartir, en cours de fonctionnement, l'air primaire en fonction des différentes formes d'écoulement.
- Pour protéger le brûleur de l'usure, on dispose, à tous les changements de direction du circuit véhiculant le charbon pulvérisé, des pièces d'usure facilement remplaçables.
- La poussière de charbon qui se dépose est de nouveau mélangée au gaz de transport avant la section de sortie, grâce à un accessoire disposé dans le circuit correspondant.
- Jusqu'ici, de manière générale et habituelle, la partie d'admission était montée sur le support du brûleur et en cas de réparation, il était nécessaire de sortir le brûleur du four.
- Grâce à la fixation du tube enveloppe sur le support du brûleur, il est possible d'effectuer en cours de fonctionnement, des réparations sur les pièces internes et aussi de réduire notablement les durées d'intervention.
- Par ailleurs, en transposant à d'autres cas de marche qui nécessitent le remplacement de certaines pièces du brûleur, on peut effectuer celui-ci de façon particulièrement rapide.
- La forme de flamme dépendant presque uniquement des courants d'air propre disposés des deux côtés du circuit d'amenée du mélange charbon pulvérisé, gaz de transport, les possibilités de réglage ne sont pas limitées par les risques d'usure dus au charbon pulvérisé.
- On peut donc réaliser toutes les formes d'écoulement en les adaptant aux conditions spécifiques de l'installation recevant les calories et à la conduite optimale de la chauffe.
- Il est également possible, si on le désire, de travailler à contre-courant. En outre, des formes de flamme dissymétriques peuvent être obtenues en utilisant des dispositifs particuliers placés dans les circuits d'air propre.
- Malgré toutes ces possibilités, et même en employant des combustibles très abrasifs, l'usure dans ce brûleur est considérablement réduite par rapport aux réalisations antérieures qui se caractérisaient déjà par des possibilités limitées de réglage de la forme de flamme. En effet, dans chaque cas, le mélange gaz porteur- charbon pulvérisé peut être amené avec la vitesse la plus faible possible sans retour de flamme dans le circuit. Par ce fait, on améliore également les conditions nécessaires à un allumage immédiat du combustible.
- Même dans la partie admission on atteint des durées de vie élevées grâce à l'adoption de faibles vitesses et de déviations optimales et à l'utilisation de débits particulièrement réduits d'air de transport conduisant à la mise en place de pièces d'usure de petites dimensions.
- Le fait que le circuit gaz de transport-charbon pulvérisé soit situé entre deux circuits d'air propre, élimine, en cas d'usure très importante, le risque de voir l'enveloppe extérieure se percer et d'endommager le circuit central véhiculant le combustible liquide et/ou le combustible gazeux. Ainsi, des accidents très graves sont évités.
- Le fait que le charbon pulvérisé qui s'est déposé se remette dans le circuit présente l'avantage de conserver un jet homogène qui ne conduit pas à un apport de calories unidirectionnel.
- Au choix, le circuit gaz de transport-charbon pulvérisé peut recevoir plusieurs types différents de charbon pulvérisé, dont l'alimentation s'effectue par des systèmes pneumatiques séparés.
- Le passage à des combustibles solides très différents est facilité parce que le réglage de la forme de flamme s'éffectue presque sans intervention sur le circuit gaz de transport-charbon pulvérisé.
- Une chose particulièrement significative c'est que lors du passage à des combustibles très différents, par exemple d'un combustible solide à un combustible liquide et/ou gazeux, on puisse, grâce au réglage de la forme de flamme par action sur les circuits d'air propre, compenser les différences existant entre les caractéristiques thermiques de ces combustibles.
- L'absence de réglage conduirait à un déplacement de la zone de chauffe.
- Dans les installations où le brûleur ne véhicule qu'une faible partie de l'air de combustion appelée air primaire, et où la partie principale arrive dans le foyer en provenance d'un refroidisseur situé en aval sans qu'elle puisse être influencée, ce nouveau brûleur présente l'avantage de pouvoir fonctionner avec des proportions très réduites d'air primaire et donc d'augmenter la valorisation de la chaleur perdue provenant du refroidisseur.
- La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente, sans aucun caractère limitatif, une coupe axiale d'un brûleur, par exemple d'un brûleur de four rotatif, pour brûler à la fois des combustibles solides, à l'état pulvérisé ou en grains fins, et des combustibles liquides et/ou gazeux.
- Le brûleur est composé d'une partie admission des combustibles et de l'air, du dispositif d'amenée des combustibles et de l'air constitué de quatre tubes coaxiaux comportant un stabilisateur dans le conduit du combustible solide et d'un dispositif de réglage de l'écoulement et de l'éjection des différents composants combustibles et de l'air.
- Le dispositif d'amenée des combustibles et de l'air est disposé dans une enveloppe extérieure 13 qui comporte un revêtement réfractaire et qui sert en même temps à la fixation du brûleur sur son support 13a. Cette fixation est telle que toutes les pièces d'usure et les garnitures peuvent être facilement remplacées même en marche grâce à des systèmes d'insertion par coulissement. Les admissions d'air propre comportent des volets ou des registres qui permettent de régler le débit volumique choisi.
- Pour assurer la protection contre l'abrasivité des combustibles solides, le conduit d'admission du mélange d'air de transport et combustible solide comporte des pièces d'usure facilement remplaçables, dont l'échange peut être fait en quelques minutes.
- Le dispositif qui véhicule les combustibles jusqu'au nez du brûleur où se situe la flamme comporte quatre tubes coaxiaux qui définissent un conduit central et trois conduits annulaires intermédiaires entre deux tubes. En allant de l'axe vers le périphérie, ces quatre conduits sont numérotés de 1 à 4. Dans le premier conduit 1, c'est-à-dire dans le conduit central ou axial se situent des canalisations 1 a et 1 b d'amenée de combustible liquide et/ou gazeux servant d'une part au démarrage du brûleur et d'autre part à soutenir la combustion dans le cas où l'on brûle des combustibles solides ayant un pouvoir calorifique particulièrement faible.
- L'extrémité avant du conduit central 1, c'est-à-dire l'extrémité située au nez du brûleur, est équipée d'un dispositif connu 1 de pulvérisation ou d'éjection des combustibles.
- Le deuxième conduit 2 véhicule de l'air de combustion propre. Ce conduit comporte à son extrémité avant ou au voisinage de celle-ci, un dispositif 5 qui sert à régler la direction de la vitesse d'écoulement de l'air sortant du conduit 2 en communiquant à celle-ci un mouvement de rotation, c'est-à-dire une composante tangentielle de la vitesse, et/ou une direction divergente par rapport à l'axe.
- Selon un mode de réalisation préférentiel le dispositif 5 est une rosace réglable composée de deux moitiés montées séparées. L'une des deux moitiés est reliée à des tiges ou tringles de manoeuvre 7 qui permettent, même en marche et à distance, de décaler les deux parties axialement et/ou en rotation pour faire varier la rotation et/ou la divergence de la vitesse d'écoulement de l'air à la sortie du dispositif 5.
- Le troisième conduit 3 véhicule un mélange de gaz de transport et d'un combustible solide à l'état divisé, par exemple un mélange de charbon pulvérisé en suspension dans de l'air. Le mélange s'écoule axialement le long du conduit 3 avec la vitesse la plus faible possible sans qu'il soit nécessaire de disposer aucun dispositif à l'extrémité avant du conduit 3. Dans le cas de combustibles peu abrasifs, on peut cependant équiper l'extrémité avant du conduit 3 d'un dispositif qui permet de communiquer à la vitesse de sortie du mélange une direction divergente par rapport à l'axe.
- Le quatrième conduit 4 véhicule également de l'air de combustion propre. Il comporté également à l'extrémité avant ou au voisinage de celle-ci un dispositif 6, analogue au dispositif 5, qui sert à régler, même en marche, la composante tangentielle et la composante divergente de la vitesse de sortie de l'air propre au moyen d'une commande à distance 8.
- Le dispositif 6 est par exemple une rosace. composée de deux parties 6a et 6b qui délimitent entre elles des canaux 6c de passage de l'air.
- Le mécanisme de commande à distance 8 comporte des tiges qui permettent de décaler axialement et/ou angulairement les deux pièces 6a et 6b l'une par rapport à l'autre.
- Tandis que la direction du vecteur vitesse de l'air propre à la sortie des conduits 2 et 4 est réglée au moyen des dispositifs à rosace 5 et 6 commandés à distance par les organes 7 et 8, les gaines 2a et 4a qui alimentent en air propre respectivement les conduits 2 et 4 sont équipés respectivement d'organes de réglage du débit volumique 9 et 10, par exemple des registres ou des volets mobiles, qui permettent de régler la valeur du vecteur vitesse de l'air à la sortie des conduits. Les registres 9 et 10 permettent d'ajuster en marche la répartition de l'air primaire entre les conduits 2 et 4 en fonction des différentes formes d'écoulement et de flamme. Seuls les conduits d'air propre 2 et 4 comportent des organes de réglage ayant une section variable.
- Le conduit 3 qui véhicule le mélange de gaz porteur et de combustible solide à l'état divisé ne comporte pas de zone morte dans laquelle de la poussière de combustible solide pourrait se déposer en créant un risque de feu dormant.
- On voit sur la figure que le conduit 3a qui amène le mélange de combustible pulvérisé et de gaz porteur dans le conduit 3 se raccorde à l'extrémité arrière du conduit 3 en faisant avec celui-ci un angle très faible d'où un changement de direction minimum.
- De plus, on utilise une quantité de gaz de transport du combustible solide la plus réduite possible afin que la vitesse dans le conduit 3 reste faible. La disposition du conduit 12, peu incliné par rapport au conduit'3, et la faible vitesse du mélange permettent d'obtenir des durées de vie élevées des pièces d'usure 12 malgré l'abrasivité des combustibles solides, notamment du charbon pulvérisé. Grâce à l'utilisation d'une quantité réduite de gaz de transport du combustible solide pulvérisé, les pièces d'usure 12 ont des dimensions relativement faibles et on peut les remplacer dans un temps très court grâce à une construction judicieuse.
- Du fait que le conduit 3 qui véhicule le combustible solide se situe entre deux conduits 2 et 4 qui véhiculent de l'air propre qui peut servir d'air de combustion du combustible solide, il est possible d'utiliser pour le transport pneumatique du combustible solide, un gaz combustible auxiliaire qui améliore l'allumage du combustible solide, notamment lorsque ce dernier a une faible teneur en matières volatiles et est riche en cendres. De plus, cette disposition du conduit 3 entre deux conduits annulaires 2 et 4 qui l'isolent de l'enveloppe externe 13 et du tube central 1, élimine les risques de détériorer l'enveloppe externe 13 ou le tube central amenant le combustible liquide ou gazeux par suite de l'action abrasive de certains combustibles solides pulvérisés.
- Toutes ces dispositions font que les coûts des réparations sont faibles, même après une longue durée d'utilisation.
- Le repère 11 représente une garniture qui est insérée dans le conduit 3, de préférence à l'entrée de celui-ci, par exemple un turbulateur ou stabilisateur à ailettes qui communiquent au mélange un mouvement de rotation tourbillonnant grâce auquel les poussières de combustible solide qui se déposent sur les parois du conduit 3 sont reprises et mélangées à nouveau au gaz porteur.
- La suspension des particules de combustible solide dans le gaz porteur est stabilisée et homogénéisée par le dispositif 11, ce qui améliore nettement l'allumage.
- Le dispositif selon l'invention comportant quatre conduits coaxiaux autorise un démarrage progressif, sans intervention sur l'équipement.
- Au démarrage un combustible liquide ou gazeux est amené à travers le tube central 1 dans les conditions les plus favorables, ce qui permet d'éviter tout risque d'endommager le revêtement réfractaire s'il manque des garnissages.
- Le brûleur selon l'invention permet d'utiliser plusieurs qualités de charbons pulvérisés soit séparément soit simultanément dans toutes les proportions compatibles avec leur pouvoir calorique. Le passage à d'autres combustibles solides à l'état finement divisé est facilité du fait que les possibilités de réglage de la flamme sont très étendues.
- La combinaison d'un tube central pour amener au nez du brûleur un combustible gazeux et d'un conduit séparé pour véhiculer pneumatiquement un combustible solide mélangé à un gaz de transport permet d'alimenter temporairement le brûleur avec du gaz combustible seul tout en faisant varier la forme de la flamme dans des limites étendues.
- Un brûleur selon l'invention peut être également utilisé pour brûler simultanément des combustibles solides à l'état divisé et des combustibles liquides et gazeux.
- Lors d'un fonctionnement mixte, la suppression de l'un des combustibles ne nécessite pas le changement de la forme de la flamme.
- Une application avantageuse des brûleurs selon l'invention est l'équipement de fours de cimenterie dans lesquels le combustible solide est particulièrement abrasif et nécessite des appareils qui résistent à la corrosion et à l'abrasion.
- Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications pourront être apportées par l'Homme de l'Art aux dispositifs qui viennent d'être décrits à titre d'exemple non limitatif.
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