FI98555C - Poltin pölymäisiä polttoaineita varten - Google Patents

Description

98555

Poltin pölymäisiä polttoaineita varten Brännare för pulveriserade bränsle 5

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa kuvatun kaltainen poltin pölymäisen polttoaineen polttamiseksi.

10

Eräässä tunnetussa hiilipölypolttimessa (EP-OS 0 445 938) sekundääri-ja tertiääri-ilma johdetaan rengasmaisiin ilmanjohtokanaviin säteittäisesti useille pohtimille yhteisestä ilmalaatikosta. Näiden rengaskanavien säteittäisiin sisääntuloputkiin on sijoitettu kuristusläpppiä. Näiden sekundääri-ilmavirrassa sijaitsevien laakei-15 den kuristusläppien asentoa muuttamalla voidaan muuttaa painehäviötä, kun taas tertiääri-ilmavirtaan sijoitetuilla kuristusläpillä säädetään pyörteen voimakkuutta ja ilmamäärää. Kun palamisilmaa johdetaan polttimeen tällaisesta usealle poltti-melle yhteisestä ilmalaatikosta käsin, niin tällöin ei voida säätää mitattavalla tavalla ilmamäärää, ilman jakautumista eikä pyörteen voimakkuutta yksittäisissä 20 pohtimissa eikä polttimen sisäisissä erillisissä ilmavirtauksissa.

Patenttijulkaisun DE-PS 32 10 368 perusteella tunnetaan hiilipölypoltin, joka on varustettu kahdella rengasmaisella ilmanjohtokanavalla, joihin johdetaan sekundääri- ja tertiääri-ilmaa säteittäisesti sijaitsevan ilmalinjan läpi. Kumpikin 25 rengaskanava päättyy omaan poltinnieluun. Sekundääri-ilmaa johtavaan rengas-kanavaan on sijoitettu pyörreläppiä.

Alalla tunnetaan edelleen hiilipölypoltin (Miteilungen der VGB. 50. lehti, 1958, sivu 348), joka on varustettu kierteen muotoisella ilman sisääntulopesällä. Tällä 30 tavalla aikaansaatu ilman tangentiaalinen tulovirtaus johtaa jatkuvaan siirtymiseen akselin suuntaiseksi ilmavirtaukseksi, jolloin painehäviö pohtimissa pienenee ja ilman jakautuminen tasoittuu. Tähän kierteen muotoiseen ilman sisääntu-lopesään on sijoitettu säteittäisiä pyörreläppiä, joiden avulla voidaan muuttaa 2 98555 pyörrettä. Tällaista pyörresäätöä käytettäessä ei päästä eroon aina läsnäolevasta jäännöspyörteestä.

Oheinen keksintö perustuu tehtävään muokata tavanomaista poltinta siten, että 5 vapausasteiden, jotka ovat käytettävissä polttimen optimointiin typpioksidien muodostumisen vähentämiseksi, lukumäärä saadaan suuremmaksi.

Tämä tehtävä on ratkaistu tavanomaisen polttimen tapauksessa patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa kuvatulla tavalla. Alivaatimukset kohdistuvat keksin-10 nön edullisiin suoritusmuotoihin.

Keksinnön mukaisen polttimen tunnusomaisena piirteenä on yksilöllisesti säädettävä erillisilmasyöttö, jossa sekundääri-ilmavirta ja tertiääri-ilmavirta saadaan jakautumaan tasaisesti kyseessä olevan virtauspoikkileikkauksen yli 15 ilman tangentiaalisen tulovirtauksen avulla. Yksittäisten ilmavirtojen pyörrettä voidaan lisätä tai vähentää tai se voidaan poistaa yksilöllisesti sekundääri-ilmaputkeen ja tertiääri-ilmaputkeen sijoitetuilla pyörrevälineillä, jolloin sisäisessä palamisvyöhykkeessä kyetään vaikuttamaan polttoaineen ja palamisilman sekoittumistehokkuuteen kulloinkin käytettävästä poltoaineesta riippuen, ja 20 jolloin saadaan aikaan tätä sisäistä palamisvyöhykettä ympäröivä pysyvä virtaus. Tällä tavalla syntyy sisäinen palamisvyöhyke, jossa ilmasuhde on pieni, sekä runsaammin happea sisältävä pysyvä liekkivaippa, josta runsaasti polttoainetta sisältävä liekki saa hidastetusti happea, ja joka estää tulitilan seinien korroosiota ilmakehänsä ansiosta.

25

Keksinnön eräs suoritusmuoto on esitetty piirustuksissa, ja se kuvataan seuraa-vassa yksityiskohtaisemmin. Tässä piirustuksessa kuvio 1 esittää polttimen pitkittäistä poikkileikkausta ja 30 kuvio 2 esittää leikkausta kuvion 1 linjaa ΙΙ-Π pitkin.

3 98555

Poltin, jossa on tarkoitus polttaa hiilipölyä, käsittää polttimen pituusakselilla 1 olevan öljypoltinsytytysputken 2, joka sijaitsee ydinilmaputken 3 sisällä. Öljypol-tinsytytysputken 2 etupäässä on öljynsumutussuutin 4. Ydinilmaputkeen 3, öljyn-sumutussuuttimen 4 lähelle on sijoitettu pyörrekappale 5.

5

Ydinilmaputkea 3 ympäröi primääri-ilmaputki 6 siten, että putkien väliin muodostuu sylinterimäinen rengaskanava. Primääri-ilmaputki 6 on liitetty loppupääs-tään suuntaansa muuttavan kappaleen 7 avulla pölylinjaan 8, joka johtaa myllyyn, jota ei ole esitetty tässä kuviossa. Primääri-ilman tai primäärikaasun ja hiilipölyn 10 seosta syötetään pölylinjaa 8 pitkin primääri-ilmaputkeen 6. Primääri-ilmaput-keen 6 on sijoitettu pyörreväline 9 eräälle akselin suuntaiselle etäisyydelle ulostulopäästä, joka pyörreväline 9 on kiinnitetty ydinilmaputkeen 3. Tämän pyörrevälineen 9 vaikutuksesta primääri-ilmaa tai primäärikaasua ja hiilipölyä sisältävä virta joutuu pyörivään virtaukseen. Primääri-ilmaputken ulostulopäähän 15 on asennettu renkaan 10 muotoisia elementtejä, jossa renkaassa on säteen suuntaisesti sisääntyöntyvä reuna. Tämä reuna ulottuu primääri-ilmaa tai primäärikaasua ja hiilipölyä käsittävään virtaan saakka.

Primääri-ilmaputkea 6 ympäröi samanakselinen sekundääri-ilmaputki 11 siten, 20 että niiden väliin muodostuu sylinterimäinen rengaskanava, ja tätä sekundääri-ilmaputkea 11 ympäröi puolestaan samanakselinen tertiääri-ilmaputki 12 siten, että niiden väliin muodostuu sylinterimäinen rengaskanava. Sekundääri-ilmaputki 11 ulottuu primääri-ilmaputken 6 yli polttimen pituusakselin 1 suunnassa ja se käsittää kartiomaisesti ulospäin laajenevan osan eli sisemmän poltinnielun 13.

25 Myös tertiääri-ilmaputki 12 on pitempi kuin primääri-ilmaputki 6 ja sekin käsittää kartiomaisesti ulospäin laajenevan osan eli ulomman poltinnielun 14, joka ympäröi sisempää poltinnielua 13 säteen suuntaisella etäisyydellä. Ulompi poltinnielu 14 päättyy polttimen suuaukkoon 15, joka on tehty jäähdytetyistä putkista muodostuvaan tulitilan seinämään 16. Sisempi poltinnielu 13 on yhtä 30 pitkä kuin ulompi poltinnielu 14 ja se ulottuu samoin polttimon suuaukkoon 15 saakka. Mahdollista on myös se, että sisempi poltinnielu 13 on lyhempi ja päättyy jollekin etäisyydelle polttimen suuaukosta 15. Ulomman poltinnielun 14 ja 4 98555 polttimen pituusakselin 1 väliin muodostuva kaltevuuskulma voi vastata sisemmän poltinnielun 13 kaltevuuskulmaa tai poiketa siitä.

Kuvion 1 mukaisesti molempia poltinnieluja 13,14 jäähdytetään ja ne muodostu-5 vat putkista, jotka on taivutettu tulitilan seinämän 16 putkista. Poltinnielut 13,14 voivat myös muodostua peltivaipoista, joita jäähdytetään ilmalla.

Jokaisen yksittäisen polttimen sekundääri-ilmaputken 11 ja tertiääri-ilmaputken 12 loppupää on liitetty kulloinkin kierteen muotoiseen sisääntulopesään 17,18, 10 jotka pesät on yhdistetty säätöläpät 22,23 käsittäviin yksittäisiin ilmansyöttölinjoi-hin 24,25, ja joista saadaan sekundääri-ilmaputkeen 11 sekundääri-ilmaa ja tertiääri-ilmaputkeen 12 tertiääri-ilmaa palamisilman osavirtoina. Sisääntulopesis-sä 17,18 on ilmavirtauksen suuntaisia kierteen muotoisia ohjauslevyjä 19. Nämä sisääntulopesät 17,18 huolehtivat tässä kuvatussa yksittäisessä ilmasyötössä siitä, 15 että ilma jakautuu tasaisesti sekundääri-ilmaputken 11 ja tertiääri-ilmaputken 12 rengasmaisen poikkileikkauksen poikki.

Polttimeen on asennettu välittömästi ennen sekundääri-ilmaputken 11 ja tertiääri-ilmaputken 12 ulostulopäätä kulloinkin yksi väline pyörteen säätämiseksi, joka 20 väline käsittää ristikkäiset, kääntyvästi laakeroidut, akselinsuuntaiset pyörreläpät 20,21, joiden asentoa voidaan muuttaa ulkoa käsin tangon ja käyttölaitteen, joita ei olla esitetty, avulla. Näiden akselinsuuntaisten pyörreläppien 20,21 avulla sekundääri-ilmaan ja tertiääri-ilmaan aiheutetaan pyörre, jonka voimakkuutta voidaan säätää. Riippuen siitä, missä asennossa nämä pyörreläpät 20,21 ovat 25 ilmavirtaukseen nähden, ne joko voimistavat tai heikentävät sitä pyörrettä, jonka sisääntulopesä 17,18 aiheuttaa ilmavirtaan. Erikoistapauksissa pyörteestä päästään kokonaan eroon.

Sellaisessa polttimessa, jossa on tarkoitus polttaa yksinomaan sellaista hiilipölyä, 30 jonka koostumus ja laatu pysyvät muuttumattomana, voidaan myös käyttää tiettyyn arvoon kiinteästi säädettyä pyörrevälinettä, joka aiheuttaa määrätyn pyörrevoimakkuuden.

5 98555

Primääri-ilmaputkeen 6 sijoitettu pyörreväline 9 aiheuttaa pyörivän virtauksen, joka johtaa tasaiseen virtaukseen primääri-ilmaputken 6 läpi. Samalla tässä seosvirrassa hiilipöly rikastuu primääri-ilmaputken 6 uloimpaan reunaan. Seosvir-ran poistuessa primääri-ilmaputkesta 6 ulostulokohtaan asennettu rengas 10 5 rikkoo hiilipölypitoisuuden reuna-alueessa, jolloin syntyy uusia pyörteitä. Nämä uudet pyörteet johtavat hiilipölyn nopeampaan kuumenemiseen sekä hiilipölyn riittävään sekoittumiseen sekundääri-ilman osan kanssa. Hiilipölypitoisuus polt-timen suuaukon 15 määrätyssä kohdassa aiheuttaa osittain hyvinkin voimakasta ilmavajausta, jota esiintyy samassa paikassa ja samaan aikaan hiilipölyn kaasutus-10 vaiheen kanssa.

Polttimeen yksitellen ja säädettävänä määränä syötetty sekundääri- ja tertiääri-ilma jakautuvat kierteen muotoisen sisääntulopesän 17,18 ansiosta tasaisesti virtauspoikkileikkauksen poikki. Pyörrettä, jonka sisääntulopesä 17 on aiheutta-15 nut sekundääri-ilmaan, säädetään välittömästi ennen sekundääri-ilmaputken 11 ulostulopäätä sijaitsevilla pyörreläpillä 20 siten, että pyörteen voimakkuus saadaan nollan ja suurimman arvon välille. Tällä tavalla pyörteen voimakkuus voidaan säätää poltettavaa hiilipölyä vastaavaksi siten, että hiilipölyn varma syttyminen ja stabiili alkuliekki saadaan taatuiksi jokaisessa käyttötilanteessa.

20 Tertiääri-ilman pyörteen voimakkuutta muutetaan näillä pyörreläpillä 21, jolloin aikaan saadaan stabiili, kuhunkin käyttötilanteeseen sopeutettava virtaus, joka ympäröi sisempää, runsaasti polttoainetta sisältävää liekkialuetta, ja viivästyttää tällä tavalla ajallisesti ja paikallisesti hapen sekoittumista, samalla kun happea rikastuu liekin laajennuksen reuna-alueisiin. Tällä tavalla tietyssä, laadullisesti 25 millaista tahansa hiilipölyä varten tarkoitetussa polttimessa saadaan aikaan olosuhteet, joissa typpioksidien muodostuminen tukahtuu palamiskäyttäytymisen ollessa optimaalista.

Claims (6)

6 98555

1. Poltin pölymäisen polttoaineen polttamiseksi samankeskisiin osavirtoihin jaetun palamisilman avulla, jossa polttimessa on primääri-ilmaa tai primäärikaasua ja 5 polttoainetta johtava primääri-ilmaputki (6), jota ympäröi sekundääri-ilmaa johtava sekundääri-ilmaputki (11) ja tertiääri-ilmaa johtava tertiääri-ilmaputki (12), jonka sekundääri-ilmaputken (11) jatkeena on kartiomaisesti laajeneva osa (13) ja jonka ter-tiääri-ilmaputken (12) jatkeena on kartiomaisesti laajeneva osa (14), ja johon sekundääri-ilmaputkeen (11) on sijoitettu pyörreväline, tunnettu siitä, että 10 sekä sekundääri-ilmaputki (11) että tertiääri-ilmaputki (12) on liitetty kulloinkin kierteen muotoiseen sisääntulopesään (17,18), jotka pesät on yhdistetty erillisiin il-mansyöttölinjoihin (24,25), että sisääntulopesiin (17,18) on sijoitettu ohjauslevyjä (19), ja että sekä sekundääri-ilmaputki (11) että myöskin tertiääri-ilmaputki (12) käsittävät kulloinkin välineen pyörteen voimistamiseksi tai heikentämiseksi. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poltin, tunnettu siitä, että sekundääri-ilmaputkeen (11) ja tertiääri-ilmaputkeen (12) kulloinkin asennettu väline pyörteen voimistamiseksi tai heikentämiseksi muodostuu säädettävistä akselinsuuntaisista pyör-reläpistä (20,21). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poltin, tunnettu siitä, että pyörteen aiheuttaja muodostuu kiinteästä pyörrevälineestä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen poltin, tunnettu siitä, että 25 primääri-ilmaputkeen (6) on sijoitettu ydinilmaputki (3), jonka sisällä on öljysyty- tyspoltinputki (2), ja että primäääri-ilmaputken (6) sisällä olevaan ydinilmaputkeen (3) on kiinnitetty pyörreväline (9).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen poltin, tunnettu siitä, että pri-30 määri-ilmaputken (6) päähän on asennettu putken ympäri kulkeva rengas (10), jossa on säteen suuntaisesti sisääntyöntyvä reuna, joka reuna ulottuu primääri-ilmasta ja hiilipölystä koostuvaan virtaan saakka. 7 98555

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen poltin, tunnettu siitä, että sekundääri-ilmaputken (11) kartiomaisesti laajeneva osa muodostuu jäähdytetyistä putkista. 5 8 98555