FI58682B - Foerfarande foer foerbraenning av organiskt braensle i en virvelugn - Google Patents

Description

r;j5£r;i m ««kuulutusjulkaisu CO Aao

«PV IBJ (11) UTLÄGGNINOSSKRIFT OOOÖZ

+ C (45) Patentti myönnetty 10 03 1981

Patent meddelat ^ v / (51) Kv.ik?/int.a.3 F 23 C 5/00 SUOMI—FINLAND (21) 1960/7^ (22) HakMnitpCIvI — AMttknln|*rf«f 26.06.lk

(23) AlkupUvft—GIMthttadtg 26.06.7U

(41) Tulhit JuIMmIuI — Bllvlt offwitllf 27.12.75 PMMtl· J. p.kltMrthtllltiis *»»*««, μ wim,

Patmt- och raglttantyralMn Anadkan utltgd och utUkrtfUn pubticortd 28.11.80 (32)(33)(31) pyydetty atuolkws —Begird priority (71) Leningradsky Politekhnichesky Institut Imeni M.I. Kalinina, Politekhni-cheskaya ulitsa 29, Leningrad, USSR(SU) (72) Viktor Vladimirovich Pomerantsev, Leningrad, Jury Alexandrovich Rundygin, Leningrad, Stanislav Mikhailovich Shestakov, Leningrad, Felix Zalmanovich Finker, Leningrad, Vladimir Georgievich Kachkin, Leningrad,

Valery Mikhailovich Borovkov, Kirovsk Leningradskoi oblasti, Jury Nikolaevich Korchunov, Leningrad, Sarra Leizerovna Shagalova, Leningrad, USSR(SU) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä orgaanisen polttoaineen polttamiseksi pyörreuunissa — Förfarande för förbränning av organiskt bränsle i en virvelugn

Nyt kyseessä oleva keksintö kohdistuu voimaloiden alaan ja se kohdistuu erityisesti orgaanisen polttoaineen polttomenetelmiin pyörreuunissa.

Tätä keksintöä voidaan käyttää mitä tehokkaimmin esim. lämpövoimaloiden höyrynkehittimissä.

On jo olemassa yleisesti tunnettu menetelmä §rgaanisen polttoaineen polttamiseksi uunissa, jossa polttoaineen ja ilman seos syötetään tämän uunin sisätilaan. Tässä tapauksessa polttoaine hajotetaan hienojakoiseksi pölyn valmis-tuslaitteissa niin että aikaansaadaan polttoaine, joiden hiukkaskoko on hyvin tasainen, kun taas ilma esikuumennetaan ilmanlämmittimissä jotta taattaisiin luotettava liekkisoihdun syttyminen samoin kuin myös jotta lisättäisiin yleistä lämpötilatasoa uunin sisällä.

Polttoaineen palamisen ansiosta ilman hapen vaikutuksesta muodostuu suoran virtauksen liekkisoihtu. Tämän polttoaineen palamisen aika uunissa määräytyy sen virtausajasta soihdun sisällä. Tämä aika on kuitenkin riittämätön täydellistä polttoaineen koko määrän palamista varten, koska jopa parhaimmissa olemassa olevis- 2 58682 sa pölynvalmistuslaitteissa ei kyetä hienontamaan alkuperäistä orgaanista polttoainetta todella homogeeniseksi sekoitukseksi mitä tulee hiukkaskoon nähden. Tämä tosiasia selittää polttoaineen epätasaisen palamisen luonteen tässä uunissa tämän liekki soihdun pituussuunnassa. Tämän soihdun alkuosuuden alueella palaa yli 80 prosenttia polttoaineesta nimittäin hienojako!siramat ja keskikokoiset jakeet. Soihdun samalla alueella kehittyy suurin lämpötila, joka muodostaa liekkisoihdun sydämen. Polttoaineen karkeimmat jakeet pelkästään syttyvät liekkisoihdun tämän alueen sisällä ja niiden palaminen tapahtuu liekkisoihdun muissa osissa, joissa ei käytännöllisesti ole mitään happea ja missä uunin kaasun lämpötila nopeasti laskee tämän lämpötilan arvoon uunin ulostulossa. Täten palamisen epätasaisuus jauhemaisella polttoaineella johtaa selvään lämpötilakentän ja lämmön säteilyvirtausten epätasalaatuisuuteen uunissa. Tämä epätasaisuus lämpötilakentässä, ts. sellaisen liekin sydämen olemassaolo, jolla on korkea lämpötila vaikuttaa oleellisesti tämän höyrynkehittimen toiminnan luotettavuuteen. Tämä selittyy siitä tosiasiasta, että sellaisen liekin olemassaolo, jonka sydämessä on korkea lämpötila johtaa tuhkan sulamiseen polttoaineen kivennäisosuudessa, mikä johtaa kuonan kerrostumiseen uunin putkien päälle. Kuonan kerrostuminen putkille vaikuttaa kaasujen ja putkissa kulkevan nesteen väliseen lämmön siirtymiseen, joka taas puolestaan johtaa savukaasujen ulostulolämpötilan lisäykseen ja johtaa myös kuonan kerrostumiseen tulistimen putkille ja ulos virtaavien kaasujen virtauspoikkipinta-alan pienentymiseen. Tulistimen likaantumisesta aiheutuvan savukaasujen lisääntyneen virtausvastuksen takia höyrynkehittimen höyryn tuottokyky pienenee ja se saattaa lopulta pienentyä kehittimen täydelliseen pysähtymiseen saakka. Tällainen suunnittelematon höyrynkehittimen pysähtyminen saattaa johtaa valtaviin rahallisiin häviöihin sähkötehon katkeamisen vaikutuksesta. Sitäpaitsi höyrynkehittimen toimintaa vaikeuttaa paikallisten termisten säteilyvirtojen epätasalaatuisuus mitkä virrat tämän liekin sydämessä ovat useita kertoja keskimääräistä arvoa suurempia. Tämä saattaa johtaa metallin palamiseen uunin putkissa.

Tällaisessa liekin sydämessä, jossa on korkea lämpötila syntyy oleellinen määrä rikin ja typen oksideja, jotka ovat myrkyllisiä. Nämä oksidit kulkeutuvat ulospäin siirtyvien uunin kaasujen mukana ilmakehään mikä saastuttaa ympäristöä.

Menetelmä, jossa valmistetaan jauhemaista polttoainetta ylläkuvattua polttomenetelmää varten sisältää huomattavia räjähdysvaaroja kun polttoaine sisältää suhteellisen suuressa määrin haihtuvia osuuksia. Tämänlaatuisia polttoaine-tyyppejä käytetään kuitenkin laajalti voimaloissa.

Yllämääritelty tunnettu menetelmä polttoaineen polttamiseksi sisältää suuren määrän sähkötehoa käyttämisen jauhemaisen polttoaineen valmistamisessa 3 58682 samoin kuin myös metallin kulutusta kuluneiden hajoitusosien valmistamiseen ja korvaamiseen ja tällöin jätetään täysin huomiotta oleellinen polttoaineen hukka sen epätäydellisen palamisen vaikutuksesta.

Yritykset saada eliminoitua orgaanisen polttoaineen polttomenetelmän haittapuolet suoran polttoaineen virtauksen soihdussa ovat johtaneet polttamisen menetelmien syntymiseen käyttäen pyörreuunia, joista esimerkkinä seuraavassa esitetään nk. Shershnnev uuni.

Tämä orgaanisen polttoaineen polttomenetelmä em. pyörreuunissa sisältää polttoaineen syöttämisen sisään tämän uunin sisätilaan ilmein polttoaineen esim. jauhetun turpeen, etukäteen tapahtuvaa hajoittamista.

Ilma, joka on tarpeen polttoaineen polttamista varten syötetään tämän uunin pohjaosasta sisään kun taas sekundääri- eli toisioilmaa syötetään polttoaineesta erillään. Palaessaan polttoaine muodostaa suoran virtauksen osuuden ja pyörteiden osuuden liekin soihdusta, Polttoaineen hienommat jakeet palavat liekki-soihdun suoran virtauksen osassa jakeet kun taas palamattomat karkeammat jakeet polttoaineesta siirtyvät painovoiman vaikutuksen alaisena tämän uunin pohjaosaan, josta ylöspäin suuntautuva alhaalta syötetty ilmavirtaus kohottaa ne liekkisoihdun suoran virtauksen osalle, joten nämä karkeammat jakeet lopulta palavat kiertämällä näin toistuvasti liekkisoihdun pyörrealueessa.

Eräs etu, jonka em. tunnettu menetelmä tarjoaa on tiettyjen polttoaine-tyyppien polttomahdollisuus jollaista on esim. jauhettu turve ilman sen esihienon-tamista, mikä alentaa polttoaineen polttomenetelmän kustannuksia johtuen niiden laitteiden poisjäämisestä, joilla valmistetaan pölymäinen polttoaine. Sitä paitsi tämän höyrynkehittimen toiminnan luotettavuus kasvaa, koska ei polteta mitään räjähdyksille altista hienoa pölyä.

Viimeksi kuvatun tunnetun menetelmän mukaisesti on muodostettu liekkisoihdun pyörreosa mutta ainoastaan karkeammat hiukkaset polttoaineesta kuitenkin putoavat tähän pyörrevyöhykkeeseen painovoimasta johtuvan polttoaineen eroittumisen vaikutuksesta, kun taas suurin osa polttoaineista palaa suoran virtauksen osuuden puitteissa muodostaen liekkisoihdun, jonka sydämessä on suuri lämpötila.

Tämä orgaanisen polttoaineen polttamisen menetelmä em. Shershnnev uunissa on epätaloudellinen, koska voimakas alhaalta sisäänsyötetyn ilman virtaus ei saa riittävästi polttoainetta, jolloin tässä ilmassa olevaa happea ei käytetä täysimääräisesti hyväksi. Tästä on seurauksena suuret poistumislämpöhäviöt ja palamattomat polttoainehiukkaset kulkeutuvat pois uunista. Sen hapen epätäydellinen käyttäminen joka uuniin syötetään merkitsee, että tehoa hukkautuu ilman puhaltimiin 1+ 58682 ja savukaasupuhaltimiin. Se tosiasia, että erään polttoaineen hiukkasista jäävät palamatta merkitsee, että aiheutuu lämpöhukkaa mikä tunnetaan hiilihäviöiden nimellä. Sitäpaitsi em. tunnetun menetelmän käyttäminen rajoittuu käytännössä jauhetun turpeen polttamiseen, mikä sitä paitsi selittää sen tosiasian, että tämä menetelmä ei ole saanut laajaa käyttöä voimaloissa.

Ne polttoainehiukkaset, jotka kulkeutuvat pois, palavat edelleenkin, mikä nostaa palamistuotteiden lämpötilaa uunin poistopuolella ja tämä johtaa kuonan kerrostumiseen tulistimen putkille ja lisääntyneeseen vastukseen uunin kaasujen ulosvirtauksessa.

Em. tulistimen lisääntyneen virtausvastuksen vaikutuksesta virtauksen vastus höyrynkehittimessä lisääntyy sen mukaisesti, ja savukaasupuhaltimet eivät kykene vastaamaan lisääntyneeseen kuormitukseen jolloin höyryn kehittimen tuottokyky laskee ja se saattaa jopa laskea täydelliseen pysähtymiseen saakka.

Sitä paitsi em. tunnetussa menetelmässä ei ole aikaansaatu luotettavaa syttymistä, koska huomattava määrä pohjalta sisäänsyötettyä kylmää ilmaa läpäisee liekkisoihdun tyviosan. Tämä tekee polttomenetelmän epästabiiliksi ja johtaa pulssimaisuuteen, mikä vaikuttaa höyrynkehittimen toiminnan luotettavuuteen.

Tämä palamisessa esiintyvä pulssimaisuus johtaa säröjen muodostumiseen höyrynkehittimen termisessä eristyksessä, mikä lisää sellaisen ilman sisäänvirtauk-sen määrää, mikä ei osallistu lainkaan palamisen prosessiin.

Lisäksi tunnetaan toinenkin menetelmä orgaanisen polttoaineen polttamiseksi pyörreuunissa. Tämä menetelmä on seuraavassa kuvatun mukainen.

Polttoaineen ja primääri- eli ensiöilman sisältävä polttoaineen ja ilman seos syötetään uunin sisään palamista varten ja muodostamaan liekkisoihdun, jossa on suoran virtauksen osuus ja pyörreosuus. Liekkisoihtu sisältää uunin kaasun ja palamattoman polttoaineen, mikä viimemainittu suunnataan painovoiman ja hitausvoiman vaikutuksen alaisena tämän uunin pohjaosaa kohden.

Sekundääri- eli toisioilma syötetään tämän uunin pohjaosaan polttoaineen ja ilman seoksen syötön suunnassa. Pohjalle syötetyn sekundääri-ilma ottaa mukaansa palamattoman polttoaineen ja suuntaa sen liekkisoihdun tyveä kohden. Seurauksena uudistuneesta polttoaineen kierrosta lisääntyy polttoaineen viipymisaika palamisvyöhykkeellä huomattavasti mikä toteuttaa tämän polttoaineen täydellisen palamisen. Kahden ilmavirtauksen olemassaolo, nimittäin pohjalta syötetyn sekun-dääri-ilman ja polttoaineen ja ilman seoksen käyttö suunnattuna siten, että ne muodostavat kiertävän voimaparin, muodostaa tämän liekkisoihdun pyörreosan ja tämä pyörreosa aikaansaa lämpötilan alentamisen liekin sydämen sisällä ja säteilyn termisten virtojen tasoittamisen. Tämä viimemainittu tosiasia lisää höyryn- 5 58682 kehittimien toiminnan luotettavuutta niiden alhaisempien lämpötilojen johdosta, joita vallitsee liekin sydämessä estäen tuhkan sulamisen ja kuonan kerrostumisen uunin putkille. Sitä paitsi lämpötilojen alentuminen liekin sydänosan sisällä merkitsee pienempää rikin ja typen oksidien muodostumista, joita aineita on tällöin vähemmän ulosvirtaavissa kaasuissa, jolloin aiheutetaan vähemmän saastumista ympäristöön.

Paikallisten lämpöyirtausten arvojen tasoittuminen estää paikallisen ylikuumentumisen putkien metallissa ja niiden palamisen. Em. tunnetulla menetelmällä aikaansaadaan edulliset olosuhteet polttoalueen korkeampien jakeiden täydellistä palamista varten, koska kahden ilmavirtauksen vaikutus toistuvasti palauttaa nämä vyöhykkeille, joissa on riittävästi happipitoisuutta.

Tämä orgaanisen polttoaineen polttomenetelmä ei kuitenkaan takaa ulos virtaavien kaasujen stabiilia lämpötilaa ylävirtaan päin höyryn tulistimesta, mikä johtaa lämpötilojen heilahteluun tulistetussa höyryssä, jota höyrynkehitti-mellä aikaansaadaan ja joka syötetään tähän liittyvään höyryturbiiniin ja tämä vaikuttaa höyrynkehittimen taloudellisuuteen ja turbiinin vastaavaan arvoon.

Tässä tunnetussa polttomenetelmässä lämpötila uunin kaasuissa on epästabiili johtuen syttymisolosuhteista polttoaineen ja ilman seoksessa. Polttoaineen ja ilman seos sytytetään tämän menetelmän mukaisesti syöttämällä kuumien uunikaasujen virtaus tämän liekkisoihdun tyviosaan ja virtaus aikaansaadaan seurauksena sen polttoaineen palamisesta, joka erottuu hitausvoimien ja painovoiman vaikutuksen johdosta kohden pohjalta syötetyn toisioilman virtausta. Mikäli polttoaineen laatu vaihtelee esim. mikäli sen kosteuspitoisuus tai hajoamisaste vaihtelee, pohjalta syötetyn toisioilman virtaus saa riittämättömän määrän polttoainetta mikä merkitsee, että tämän liekkisoihdun tyviosan läpäisee kylmä ilma, mikä vastustaa tämän polttoaineen ja ilman seoksen syttymistä.

Tämän seurauksena polttoaineen syttymiseen aiheutuu häiriöitä, tapahtuu pulssimaista virtausta ja palavan polttoaineen hiukkasten virtaus ulottuu tulis-timelle asti, jolloin lämpötila tulistimen läheisyydessä kasvaa ja tuhkaa kerrostuu tulistimen putkille, josta puolestaan on seurauksena haitallisen kuonakerrok-sen muodostuminen.

Nyt kyseessä olevasta keksinnöstä on tarkoituksena aikaansaada polttoaineen polttomenetelmä pyörreuunissa, minkä tulisi taata ennakolta uunin kaasujen ennakolta määritellyn^lämpötilan stabiilisuus uunin ulostulossa} polttoaineen luotettava syttyminen ja kuonakerosten poistuminen tulistajan putkilta.

Tämän keksinnön kohteen on siis menetelmä orgaanisen polttoaineen polttamiseksi ylösvetopyörreuunissa, johon syötetään polttoaineen ja ilman seosta, joka 6 58682 sisältää karkeajakoista, raekooltaan vaihtelevaa polttoainetta ja ensiöilmaa, jolloin karkeat polttoainejakeet joutuvat uunin pohjaosaan hitaus- ja painovoimien vaikutuksesta ja pienemmät polttoainejakeet palavat ja kehittävät liekin suoravirtavyöhykkeen, uunin pohjaosaan syötetään polttoaineen ja ilman seoksen sisäänsyöttökohtaa kohti toisioilmaa, joka vetää mukanaan karkeita poltto-ainerakeita ja suuntaa ne liekin tyviosaa kohti, jolloin muodostuu pyörrevyöhyke, jossa mainitut karkeajakeet palavat täydellisesti.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnettua, että ensiöilman nopeutta muutetaan liekkivyöhykkeisiin syötetystä polttoainemäärästä riippuen.

Tässä yhteydessä esitetty menetelmä orgaanisen polttoaineen polttamiseksi pyörreuunissa takaa ennakolta määrätyn lämpötilan uunin ulostulossa. Minkä tahansa heilahtelun palamistuotteiden uunin ulostulon lämpötilassa on havaittu seuraavan polttoaineen ominaisuuksia, esim. sen kosteuspitoisuuden vaihdellessa.

Kun alkuperäisen polttoaineen kosteuspitoisuus kasvaa, vaikuttaa tämä polttoaineen ja ilman seoksen syttymiseen ja palamisalue ulottuu tulistimelle asti, mikä kohottaa palamistuotteiden lämpötilaa uunin ulostulossa.

Kun alkuperäisen polttoaineen kosteuspitoisuus pienenee tämän polttoaineen ja ilman seoksen syttyminen nopeutuu ja lämpötilan taso uunin ulostulossa laskee.

Tämän johdosta taataan lämpötilan stabiilisuus tässä yhteydessä esitetyssä menetelmässä syöttämällä suurempi määrä polttoainetta pyörrevyöhykkeeseen kun polttoaineen kosteuspitoisuus kasvaa ja pienentämällä polttoaineen syöttömäärää pyörrevyöhykkeeseen kun alkuperäisen polttoaineen kosteuspitoisuus pienenee. Polttoaineen syöttö pohjalta syötetyn toisioilman virtauksiin on vaihdeltavissa muuttamalla ensiöilman nopeutta. Kun ensiöilman virtauksen nopeus kasvaa suurempi määrä polttoaineesta syötetään pyörrevyöhykkeeseen hitausvoimien vaikutuksen alaisena tämän polttoaineen palaessa tehokkaasti pohjalta syötetyn toisioilman virtauksessa mikä parantaa polttoaineen syttymisen olosuhteita. Karkeasti hajotetun polttoaineen palaminen tapahtuu koko pyörrevyöhykkeen alueella, mikä pienentää lämpötilojen tasoa palamistuotteissa tuhkan sulamislämpötilan alapuolelle ja tämä estää kuonan muodostumista tulistimen putkille ja lisää tämän höyrynkehittimen toiminnan luotettavuutta ja taloudellisuutta, minkä lisäksi palamistuotteiden lämpötila tasaantuu palamiskam-mion pystysuunnassa ja lämpösäteilyvirtojen taso alenee. Karkeasti hajotetun polttoaineen käyttö tekee höyrynkehittimen varmemmaksi räjähdyksiä vastaan koska, kuten jo on aikaisemmin mainittu nykyinen hienojakoinen polttoaine voimaloissa käytettynä sisältää huomattavan räjähdysvaaran.

Pohjalta syötetyn toisioilman ja ensisijaisen ilman virtausten aerodynaamis- τ 58682 ten ominaisuuksien vaihtelu mahdollistaa polttoaineen erilaisten jakeiden palamistason säädön tämän uunin pystysuunnassa, t.s. liekkisoihdun suoran virtauksen osan ja pyörreosan puitteissa palamiskammion sisällä muuttamalla niitä hitausvoimia, jotka vaikuttavat erilaisiin polttoaineen jakeisiin, mikä aikaansaa lämpötilan stabiilisuuden palamistuotteissa uunin ulostulossa. Tämä taas puolestaan aikaansaa stabiilimman ja luotettavamman toiminnan höyrynkehittimelle.

Muita tarkoituksia ja etuja nyt kyseessä olevasta keksinnöstä tulee käymään ilmi alempana olevasta tämän keksinnön erään suoritusmuodon selityksestä sekä oheisesta piirustuksesta, joka kaavamaisesti havainnollistaa pyörreuunia, jossa toteutetaan orgaanisen polttoaineen palaminen nyt kyseessä olevan keksinnön mukaan.

Viitaten piirustukseen pyörreuuniin 1 sisältyy putket 2, jotka rajoittavat palamiskammiota 3, jonka sisällä polttoaineen ja ilman seos poltetaan. Polttoaineen ja ilman seos sisältää karkeajakoista polttoainetta kuten esim. jauhettua turvetta, josta jaepitoisuus määritellään turpeenmurskauslaitteessa (jota ei piirustuksessa ole esitetty) sekä ensiöilmaa, jonka nopeus valitaan vastaamaan tämän jauhetun turpeen jakeiden jakautumaa tämän uunin pystysuunnassa. Polttoaineen ja ilman seos syötetään viiston rakopolttimen U kautta sisään tämän ollessa asennettu uunin 1 yläosaan. Toisioilma syötetään sisään rakosuuttimen 5 kautta, joka on asennettu uunin 1 pohjaosaan ja se syötetään sen alueen suuntaisena, jossa polttoaineen ja ilman seoksen sisäänsyöttäminen tapahtuu.

Orgaanisen polttoaineen polttamisen menetelmä tässä pyörreuunissa tapahtuu seuraavasti:

Polttoaineen ja ilman seos, joka sisältää eri kokoisia polttoainehiukkasia ja ensiöilmaa syötetään uunin 1 sisätilaan polttimen H kautta. Kun polttoaine palaa se muodostaa liekkisoihdun suoran virtauksen osan' ja pyörreosan. Polttoainehiukkaset liikkuvat yhdessä ensiöilman virtauksen kanssa uunin 1 läpi. Kun virtaus kääntyy uunin 1 vastakkaisessa takaseinässä painovoiman ja hitausvoimat eroittelevat virtauksen polttoainehiukkaset, karkeampien polttoainehiukkasten joutuessa hitausvoimien vaikutuksesta uunin 1 pohjaosaa kohden, jossa ne ottaa mukaansa toisioilman ylöspäin kulkeva virtaus ja ne suuntautuvat liekkisoihdun tyviosaa kohden polttimen U vieressä, minkä jälkeen nämä hiukkaset palavat osallistuen toistuvaan kiertoon tämän liekki-soihdun pyörreosassa. Pienimmät hiukkaset, joihin hitausvoimat eivät vaikuta tarpeeksi voimakkaasti kulkeutuvat pois palamistuotteiden mukana liekkisoihdun suoran virtauksen alueille ja palavat siellä täydellisesti.

Luotettava polttoaineen ja ilman seoksen syttyminen, kun seos syötetään tähän uuniin, taataan kuumien palamistuotteiden syötöllä pyörrevyöhykkeestä polttimeen.

58682 8

Mikäli polttoaineen ominaisuudet, kuten esim. sen kosteuspitoisuus, jaejakautuma jne. vaihtelevat, vaihtelee polttoaineen palamisaste liekkisoihdun eri osissa, mikä johtaa lämpötilan vaihteluihin liekkisoihdun sisällä. Täten kun kosteuspitoisuus kasvaa polttoainehiukkasten palamisolosuhteet liekkisoihdun suoran virtauksen sisällä käyvät huonommiksi ja osa polttoaineesta jää palamatta, polttoaineen syttymisolosuhteet huononevat ja palamisprosessi vaatii pitemmän ajan. Jotta uudelleen stabilisoitaisiin polttoaineen ja ilman syttyminen, muutetaan ensiöilman virtauksen aerodynaamisia sekä myös toisioilman virtauksen vastaavia ominaisuuksia, nimittäin lisätään ensiövirtauksen nopeutta niin, että lisätään polttoaineen hiukkasten eroittumisastetta liekin pyörrevyöhykkeellä hitausvoimien vaikutuksesta. Tämän seurauksena kehittyy enemmän lämpöä pyörrevyöhykkeen sisällä koska suurempi määrä polttoainetta palaa siellä ja lämpötilan taso palautuu, jolloin polttoaineen ja ilman seoksen luotettava ja stabiili syttyminen taataan. Näiden hiukkasten palamisolosuhteet liekkisoihdun suoran virtauksen osassa parantuvat ja lämpötila uunin ulostulossa palautuu aikaisemmalle tasolle.

Palamistuotteiden lämpötila uunin ulostulossa on säädettävissä samalla tavoin kun höyrynkehittimen kuormitus vaihtelee. Täten kun höyrynkehittimen kuorma pienenee, polttoaineen syöttö uuniin on pienennettävissä vastaavasti ja palamistuotteiden lämpötila uunin ulostulossa laskee. Jotta ylläpidettäisiin lämpötilan stabiilisuutta palamistuotteissa, vaihdellaan ensiöilman ja toisioilman aerodynaamisia virtausominaisuuksia vastaavasti, nimittäin ensiöilman virtauksen nopeutta pienennetään niin että alennetaan polttoaineen hiukkasten sijoittumisasetetta liekin pyörrevyöhykkeelle hitausvoimien vaikutuksesta. Tämän seurauksena niiden polttoainehiukkasten prosenttimäärä, mikä palaa tämän liekkisoihdun suoran virtauksen osuudessa kasvaa. Tällä tavoin palamistuotteiden lämpötila uunin ulostulossa ylläpidetään stabiililla tasolla, mikä aikaansaa säädön tulistetun höyryn lämpötilaan nähden.

·%

Kun uuniin syötetään karkeajakoista polttoainetta syttymis- ja palamisprosessi polttoaineessa jakautuu koko pyörrevyöhykkeen alueelle. Tämä johtaa palamistuotteiden lämpötilan tason laskemiseen alle tuhkan sulamispisteen, mikä estää kuonan kerrostumisen tulistimen putkiin ja lisää tämän höyrynkehittimen toiminnan luotettavuutta ja taloudellisuutta ja myös tasoittaa palamistuotteiden lämpötiloja palamiskammion pystysuunnassa sekä alentaa lämpösäteilyvirtausten tasoa. Tämä on erityisen tärkeätä höyryn kehittimissä, jotka toimivat ylikriitillisessä paineessa, jossa putket uunin pohjaosassa, toisin sanoen nk. alemmassa säteilyosassa erittäin usein tuhoutuvat putkien seinämien metallin ylikuumentumisen johdosta. Tällainen metallin ylikuumentuminen selittyy siitä tosiasiasta, että lämpösäteilyvirtojen 9 58682 arvo tällä vyöhykkeellä suoran virtauksen liekkisoihdun tapauksessa on useita kertoja suurempi kuin keskimääräinen arvo uunissa.

Lämpötilatason alentuminen palamisvyöhykkeen sisällä alentaa voimakkaasti typen ja rikin oksidien muodostumisastetta koska päätekijöiden joukossa, jotka tähän muodostumaan vaikuttavat on sen lämpötilan taso, joka vallitsee polttoaineen palamisvyöhykkeen sisällä. Mitä alempi tämä lämpötila on sitä pienempi määrä rikin ja typen oksideja muodostuu ja tämän seurauksena pienempi määrä näitä oksideja poistuu ilmakehään saastuttamaan ympäristöä. Polttomahdollisuus karkeampaa polttoainetta käyttäen nyt kyseessä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä poistaa hienoksi jauhetun polttoaineen tarpeen, jolloin samalla tuhka muodostuu karkeammaksi. Karkeammat tuhkahiukkaset voidaan tehokkaammin kerätä tuhkan keräys-laitteisiin ja ympäristön saastuminen tuhkan vaikutuksesta pienenee edelleen.

Karkeamman polttoaineen polttamisen mahdollisuus yhdistelmänä palamistuot-teiden stabiilin lämpötilan takaamisen kanssa uunin ulostulossa sekä sellaisen liekin puuttuminen, jonka sydämessä on korkea lämpötila mahdollistaa palamistilan lämpökuormitusten lisäämisen pienentämällä palamiskammion mittoja.