EP1010938A1 - Caisson de brûleurs avec des buses orientables par une tringle commune - Google Patents

Caisson de brûleurs avec des buses orientables par une tringle commune Download PDF

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EP1010938A1
EP1010938A1 EP99403126A EP99403126A EP1010938A1 EP 1010938 A1 EP1010938 A1 EP 1010938A1 EP 99403126 A EP99403126 A EP 99403126A EP 99403126 A EP99403126 A EP 99403126A EP 1010938 A1 EP1010938 A1 EP 1010938A1
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EP
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nozzles
pivots
rod
operating
bar
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EP99403126A
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German (de)
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Daniel Buridant
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Alstom Power Boiler SA
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ABB Alstom Power Combustion
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/02—Structural details of mounting
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2201/00—Burners adapted for particulate solid or pulverulent fuels
    • F23D2201/10—Nozzle tips
    • F23D2201/101—Nozzle tips tiltable

Definitions

  • the invention relates to a burner box for thermal power plant boiler hearth.
  • this type of box In a boiler house of a thermal power plant, this type of box is mounted between the ashtray of the hearth and the heat exchangers at the four corners of the fireplace. Every corner of the fireplace, several burner boxes can be superimposed to meet power characteristics of the boiler.
  • Each box has overlapping compartments depending on the height of the hearth and through which air is leads to the interior of the fireplace.
  • the entrance to each compartment has a draft adjustment register in the compartment and the exit of each compartment is partially closed by a nozzle associated or not with a burner, for example a fuel oil burner or a coal burner sprayed.
  • Each nozzle is mounted opposite a compartment for swiveling to be tilted in a vertical plane so that air can be directed to an area of the hearth more or less close to the screens so as to adjust the power of boiler heating.
  • the inclination of the nozzles in the vertical plane is produced by a mechanism based on control rods, each nozzle being inclined by the play of a connecting rod are the control rods of the nozzles same maneuvers in a coordinated way so that the whole nozzles tilts at the same time and in the same direction while remaining parallel to each other.
  • An object of the invention is to simplify such a mechanism to tilt so coordinates of the nozzles in a burner box so that reduce the number of control rods used.
  • Another object of the invention is therefore to propose a solution to simplify a mechanism inclination of nozzles in a burner box which also allows quick and easy adjustment of parallelism between the nozzles mounted in the box.
  • the invention relates to a box of burners for thermal power boiler boilers, comprising a superposition of nozzles extending along a certain direction to direct air inside the hearth, the nozzles being mounted each orientable for be able to be tilted in a plane parallel to said certain direction, and a mechanism to tilt the nozzles set, characterized in that this mechanism comprises a rod common to a set of adjacent nozzles and connecting rotating maneuvering pivots provided respectively on these adjacent nozzles, and in that the rod is provided, between two operating pivots of two adjacent nozzles, a system for adjusting the spacing between these two operating pivots.
  • Figure 1 shows schematically in a view of elevation profile, part of burner box according to the invention.
  • Figure 2 shows schematically a rod operation of the nozzles according to the invention.
  • Figure 3 shows schematically in a view of face up from inside the fireplace, the part of box of figure 1.
  • the burner box 1 which is shown partially is attached to angle angles 2 of a thermal power plant boiler hearth. When he is mounted in the hearth of a boiler, the box extends vertically as illustrated in Figure 1.
  • Box 1 includes a series of compartments 3,4,5,6,7 open towards the interior of the hearth and through which air is supplied to the interior of the fireplace, the opening section of each compartment having a shape substantially rectangular. Two adjacent compartments are separated by a sheet 8 extending in a plane horizontal. The compartments of the box are closed on the side outside the foyer by registers (not shown).
  • An adjustable nozzle is arranged at the opening (of the side of the hearth) of each compartment to channel and direct the air into the interior of the fireplace.
  • the compartments have different sizes depending on whether they receive a nozzle simple secondary air such as 9.9 'or a nozzle fuel oil burner such as 10 or a nozzle pulverized coal burner than 11.11 '.
  • the nozzle 10 of a fuel oil burner is adjacent to two single nozzles 9.9 'of secondary air.
  • each nozzle 9,9,10,11,11 ' is mounted at rotation about a horizontal axis respectively 9A, 9'A, 10A, 11A, 11'A to tilt in a vertical plane in order to direct the air in a certain direction towards the center of the hearth between the top and the bottom of the hearth.
  • the space between the nozzles in the box is imposed by the operating characteristics of the fireplace. Of in general, the space between the nozzles is small because always looking to focus the burners to get the greatest firepower possible.
  • nozzles close the opening of the compartments to obtain a fine adjustment of the print and the space left free by a nozzle in the opening of a compartment can if necessary be filled with shims 12 as visible in Figures 1 and 3. It is therefore essential that the nozzles remain arranged parallel to each other including when maneuvered around their axis of rotation 9A, 9'A, 10A, 11A, 11'A to avoid any interference problem between adjacent nozzles.
  • the nozzles 9.9A and 10 with the fuel oil burner can be fitted and removed from the housing from inside the fireplace while the nozzles 11.11 'which are each secured to a coal burner sprayed on and off the cabinet from outside the home.
  • the mechanism for tilting the nozzles 9,9 'and 10 includes a rod 13 which extends vertically and parallel to the box and which is common to these three adjacent nozzles.
  • Rod 13 connects together the rotating maneuvering pivots 9B, 9'B10B (which are offset from the axis of rotation of the nozzles) of the nozzles respectively 9.10.9 'so that an inclination one of the three nozzles 9,9 'or 10 simultaneously causes the same inclination of the two other nozzles.
  • This rod common to three adjacent nozzles reduces the number connecting rods necessary to tilt all the nozzles of the box.
  • FIGS. 1 and 3 it can be seen that the pivots of rotating operation of the nozzles 9, 9 ′, 10 are arranged at the end of lever arms each mounted for rotation by its other end on the axis of rotation 9A, 10A, 9'A of the corresponding nozzle 9,10,9 'and whose angular rotation of bottom up and vice versa causes the same movement of the corresponding nozzle.
  • a single control rod 14 for example mounted at articulation on the nozzle 10 and allowing the inclination of the nozzle 10 by a translational movement substantially horizontal is enough to tilt the three nozzles 9,10,9 '.
  • Each nozzle 11 and 11 ' keeps its own control rod 15.15 'to be tilted.
  • This arrangement based on a operating rod common to a set of nozzles, here the secondary air nozzles and the nozzle associated with the fuel oil burner, in a burner box helps reduce the bulkiness behind the box, to simplify the nozzle operating mechanism and therefore reduce its cost.
  • the spacing between two pivots of two adjacent nozzles connected by the rod 13 can be easily adjusted.
  • Figure 2 shows a rod 13 for connecting the three pivoting maneuvering pivots 9B, 9'B and 10B of the nozzles 9,9 'and 10 respectively.
  • the rod consists of a first flat bar 13A one end of which is articulated on the pivot 9B (the pivot 9B simply crossing the bar 13A), first threaded rod 13B welded to the other end of the bar 13A, a sleeve 13C into which the rod 13B is screwed, a second articulated 13D flat bar (at its half-length) on the pivot 10B, a second threaded rod 13E welded to one end of the 13D bar and which comes screw on the other side of the sleeve 13C.
  • Tapping sleeve 13C and the threads of rods 13B and 13E are designed so that the two rods are screwed or unscrewed at the same time time after the sleeve is turned in one direction or in the other so that a rotation in one direction of the sleeve allows the operating pivots 9B, 10B to be brought closer while a rotation in the other direction of the sleeve allows to separate these two pivots from each other. Therefore, this sleeve adjusts the parallelism between the nozzles 9 and 10.
  • a series of holes can be provided on the circumference of the sleeve in order to be able to maneuver it rotate using a tool, such as a screwdriver.
  • Rod 13 is designed in the same way between pivots 10B and 9'B for allow adjustment of the parallelism between the nozzles 10 and 9 '.
  • Rod 13 with three articulation points shown in Figure 3 is particularly well suited to the succession of nozzles 9,10,9 'which have been removed since inside the fireplace if in addition the two adjustment sleeves 13C and 13'C are placed on the rod 13 facing the nozzle 10 of the fuel oil burner because access to these two sleeves adjustment can be done simply by dismantling the propeller (not shown) of this burner which is placed in the central part of the nozzle 10.

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Abstract

Le caisson de brûleurs pour foyer de chaudière de centrale thermique, comprend une superposition de buses (9,9',10,11,11') s'étendant suivant une certaine direction pour diriger de l'air à l'intérieur du foyer, les buses étant montées chacune orientable pour pouvoir être inclinée dans un plan parallèle à ladite certaine direction, et un mécanisme pour incliner les buses ensemble. Ce mécanisme comprend une tringle (13) commune à un ensemble de buses adjacentes (9,9',10) et reliant des pivots de manoeuvre en rotation (9B,9'B,10B) prévus respectivement sur ces buses adjacentes. La tringle est en outre munie, entre deux pivots de manoeuvre de deux buses adjacentes, d'un système de réglage (13C,13'C) de l'écartement entre ces deux pivots de manoeuvre. Ce mécanisme permet de régler facilement le parallélisme des buses.

Description

L'invention porte sur un caisson de brûleurs pour foyer de chaudière de centrale thermique.
Dans un foyer de chaudière de centrale thermique, ce type de caisson est monté entre le cendrier du foyer et les échangeurs de chaleur aux quatre coins du foyer. A chaque coin du foyer, plusieurs caissons de brûleurs peuvent être superposés pour répondre aux caractéristiques de puissance de la chaudière.
Chaque caisson comporte des compartiments superposés suivant la hauteur du foyer et par lesquels de l'air est conduit vers l'intérieur du foyer. L'entrée de chaque compartiment est munie d'un registre de réglage du tirage dans le compartiment et la sortie de chaque compartiment est fermée en partie par une buse associée ou non à un brûleur, par exemple un brûleur au fuel-oil ou un brûleur au charbon pulvérisé. Chaque buse est montée face à un compartiment de façon orientable pour être inclinée dans un plan vertical afin que l'air puisse être dirigé sur une zone du foyer plus ou moins proche des écrans de façon à régler la puissance de chauffe de la chaudière.
L'inclinaison des buses dans le plan vertical est réalisée par un mécanisme à base de bielles de commande, chaque buse étant inclinée par le jeu d'une bielle de commande, et les bielles de commande des buses sont elles mêmes manoeuvrées de façon coordonnée pour que l'ensemble des buses s'incline en même temps et dans la même direction tout en restant parallèles les unes aux autres.
Ce mécanisme à base de bielles de commande peut devenir très compliqué dès lors qu'un grand nombre de buses doivent être manoeuvrées ensemble. Un objet de l'invention est de simplifier un tel mécanisme pour incliner de façon coordonnée des buses dans un caisson de brûleurs de façon à réduire le nombre de bielles de commande utilisées.
En outre, il est nécessaire de préserver le parallélisme entre les buses que ce soit lors du montage en atelier du foyer ou sur site lors des opérations de maintenance du foyer, à l'occasion notamment du remplacement de certaines buses. Un autre objet de l'invention est donc de proposer une solution pour simplifier un mécanisme d'inclinaison de buses dans un caisson de brûleurs qui permet en outre un réglage simple et rapide du parallélisme entre les buses montées dans le caisson.
A cet effet, l'invention a pour objet un caisson de brûleurs pour foyer de chaudière de centrale thermique, comprenant une superposition de buses s'étendant suivant une certaine direction pour diriger de l'air à l'intérieur du foyer, les buses étant montées chacune orientable pour pouvoir être inclinée dans un plan parallèle à ladite certaine direction, et un mécanisme pour incliner les buses ensemble, caractérisé en ce que ce mécanisme comprend une tringle commune à un ensemble de buses adjacentes et reliant des pivots de manoeuvre en rotation prévus respectivement sur ces buses adjacentes, et en ce que la tringle est munie, entre deux pivots de manoeuvre de deux buses adjacentes, d'un système de réglage de l'écartement entre ces deux pivots de manoeuvre.
Un exemple de réalisation du mécanisme d'inclinaison des buses selon l'invention est décrit ci-après en détail et illustré sur les figures.
La figure 1 montre schématiquement selon une vue de profil en élévation, une partie de caisson de brûleurs selon l'invention.
La figure 2 montre schématiquement une tringle de manoeuvre des buses selon l'invention.
la figure 3 montre schématiquement selon une vue de face en élévation depuis l'intérieur du foyer, la partie de caisson de la figure 1.
Sur la figure 1, le caisson de brûleurs 1 qui est montré partiellement est fixé à des cornières d'angle 2 d'un foyer de chaudière de centrale thermique. Lorsqu'il est monté dans le foyer d'une chaudière, le caisson s'étend verticalement comme illustré sur la figure 1.
Le caisson 1 comprend une série de compartiments 3,4,5,6,7 ouverts vers l'intérieur du foyer et à travers lesquels de l'air est amené vers l'intérieur du foyer, la section d'ouverture de chaque compartiment ayant une forme sensiblement rectangulaire. Deux compartiments adjacents sont séparés par une tôle 8 s'étendant dans un plan horizontal. Les compartiments du caisson sont fermés du côté extérieur au foyer par des registres (non représentés).
Une buse orientable est disposée à l'ouverture (du côté du foyer) de chaque compartiment pour canaliser et diriger l'air vers l'intérieur du foyer.
Comme visible sur la figure 1, les compartiments ont des tailles différentes suivant qu'ils reçoivent une buse simple d'air secondaire telle que 9,9' ou une buse de brûleur au fuel-oil telle que 10 ou encore un buse de brûleur au charbon pulvérisé que 11,11'.
Dans le montage illustré sur la figure 1, la buse 10 d'un brûleur au fuel-oil est adjacente à deux buses simples 9,9' d'air secondaire.
Figures 1 et 3, chaque buse 9,9'10,11,11' est montée à rotation autour d'un axe horizontal respectivement 9A, 9'A, 10A, 11A, 11'A pour s'incliner dans un plan vertical afin de diriger l'air suivant une certaine direction vers le centre du foyer entre le haut et le bas du foyer.
L'espace entre les buses dans le caisson est imposé par les caractéristiques de fonctionnement du foyer. De façon générale, l'espace entre les buses est faible car on recherche toujours à concentrer les brûleurs pour obtenir la plus grande puissance de feu possible. Par ailleurs, les buses ferment pratiquement l'ouverture des compartiments pour obtenir un réglage fin du tirage et l'espace laissé libre par une buse dans l'ouverture d'un compartiment peut le cas échéant être comblé par des cales 12 comme visible sur les figures 1 et 3. Il est donc primordial que les buses restent disposées parallèlement les une aux autres y compris lorsqu'elles sont manoeuvrées autour de leur axe de rotation 9A, 9'A, 10A, 11A, 11'A pour éviter tout problème d'interférence entre buses adjacentes.
Dans l'agencement de caisson de brûleurs montré sur les figures 1 et 3, il faut noter que les buses 9,9A et 10 avec le brûleur au fuel-oil se montent et se démontent du caisson depuis l'intérieur du foyer tandis que les buses 11,11' qui sont solidaires chacune d'un brûleur au charbon pulvérisé se montent et se démontent du caisson depuis l'extérieur du foyer.
Selon l'invention, le mécanisme pour incliner les buses 9,9'et 10 comprend une tringle 13 qui s'étend verticalement et parallèlement au caisson et qui est commune à ces trois buses adjacentes. La tringle 13 relie ensemble les pivots de manoeuvre en rotation 9B,9'B10B (qui sont décalés de l'axe de rotation des buses) des buses respectivement 9,10,9' de telle sorte qu'une inclinaison d'une des trois buses 9,9' ou 10 provoque simultanément la même inclinaison des deux autres buses. Cette tringle commune à trois buses adjacentes permet de réduire le nombre de bielles nécessaires pour incliner l'ensemble des buses du caisson.
Sur les figures 1 et 3, on voit que les pivots de manoeuvre en rotation des buses 9,9',10 sont disposés à l'extrémité de bras de levier montés chacun à rotation par son autre extrémité sur l'axe de rotation 9A,10A,9'A de la buse correspondante 9,10,9' et dont la rotation angulaire de bas en haut et inversement entraíne le même mouvement de la buse correspondante. Dans le cas d'exemple des figures 1 et 3, une seule bielle de commande 14 par exemple montée à articulation sur la buse 10 et permettant l'inclinaison de la buse 10 par un mouvement de translation sensiblement horizontal suffit pour incliner les trois buses 9,10,9'. Chaque buse 11 et 11' conserve sa propre bielle de commande 15,15' pour être inclinée. Cet agencement à base d'une tringle de manoeuvre commune à un ensemble de buses, ici les buses d'air secondaire et la buse associée au brûleur fuel-oil, dans un caisson de brûleurs contribue à réduire l'encombrement en arrière du caisson, à simplifier le mécanisme de manoeuvre des buses et donc à réduire son coût.
Par ailleurs, selon l'invention l'écartement entre deux pivots de deux buses adjacentes reliés par la tringle 13 peut être réglé facilement.
La figure 2 montre une tringle 13 destinée à relier les trois pivots de manoeuvre en rotation 9B,9'B et 10B des buses 9,9' et 10 respectivement. Comme visible sur cette figure, entre deux pivots adjacents, par exemple 9B et 10B, la tringle est constituée d'une première barre plate 13A dont une extrémité est articulée sur le pivot 9B (le pivot 9B venant simplement traversé la barre 13A), d'une première tige filetée 13B soudée à l'autre extrémité de la barre 13A, un manchon 13C dans lequel vient se visser la tige 13B, une seconde barre plate 13D articulée (au niveau de sa demi-longueur) sur le pivot 10B, d'une seconde tige filetée 13E soudée à une extrémité de la barre 13D et qui vient se visser de l'autre côté du manchon 13C. Le taraudage du manchon 13C et le filetage des tiges 13B et 13E sont conçus pour que les deux tiges se vissent ou se dévissent en même temps suivant que le manchon est tourné dans un sens ou dans l'autre de telle sorte qu'une rotation dans un sens du manchon permet de rapprocher les pivots de manoeuvre 9B, 10B tandis qu'une rotation dans l'autre sens du manchon permet d'écarter l'un de l'autre ces deux pivots. Par conséquent, ce manchon permet de régler le parallélisme entre les buses 9 et 10. On peut prévoir une série de trou disposé sur la circonférence du manchon pour pouvoir le manoeuvrer en rotation à l'aide d'un outil, comme un tournevis. La tige 13 est conçue de la même façon entre les pivots 10B et 9'B pour permettre un réglage du parallélisme entre les buses 10 et 9'.
La tringle 13 à trois points d'articulation montrée sur la figure 3 est particulièrement bien adaptée à la succession des buses 9,10,9' qui se démontent depuis l'intérieur du foyer si en plus les deux manchons de réglage 13C et 13'C sont placés sur la tige 13 face à la buse 10 du brûleur au fuel-oil car l'accès à ces deux manchons de réglage peut se faire simplement en démontant l'hélice (non représentée) de ce brûleur qui vient se placer dans la partie centrale de la buse 10.

Claims (3)

  1. Un caisson de brûleurs pour foyer de chaudière de centrale thermique, comprenant une superposition de buses (9,9',10,11,11') s'étendant suivant une certaine direction pour diriger de l'air à l'intérieur du foyer, les buses étant montées chacune orientable pour pouvoir être inclinées dans un plan parallèle à ladite certaine direction, et un mécanisme pour incliner les buses ensemble, caractérisé en ce que ce mécanisme comprend une tringle (13) commune à un ensemble de buses adjacentes (9,9',10) et reliant des pivots de manoeuvre en rotation (9B,9'B,10B) prévus respectivement sur ces buses adjacentes, et en ce que la tringle est munie, entre deux pivots de manoeuvre de deux buses adjacentes, d'un système de réglage (13C,13'C) de l'écartement entre ces deux pivots de manoeuvre.
  2. Le caisson de brûleurs suivant la revendication 1, dans lequel la tringle est constituée entre deux pivots de manoeuvre de deux buses adjacentes, d'une première barre (13A) articulée sur l'un des deux pivots de manoeuvre, d'une seconde barre (13D) articulée sur l'autre pivot de manoeuvre et d'un manchon taraudé (13C) dans lequel sont vissées une première tige filetée (13B) solidaire de la première barre et une seconde tige filetée (13E)solidaire de la seconde barre, le manchon pouvant être vissé dans un sens ou dans l'autre pour régler l'écartement entre les deux pivots de manoeuvre.
  3. Le caisson de brûleurs selon la revendication 2, comprenant deux buses d'air secondaire (9,9') disposées de part et d'autre d'une buse (10) de brûleur au fuel-oil et dans lequel les manchons de réglage (13C,13'C) sont placés face à la buse de brûleur au fuel-oil.
EP99403126A 1998-12-18 1999-12-13 Caisson de brûleurs avec des buses orientables par une tringle commune Withdrawn EP1010938A1 (fr)

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