PL179672B1

PL179672B1 - Palnik pylowy PL PL

Info

Publication number: PL179672B1
Application number: PL95311363A
Authority: PL
Inventors: Hideaki Oota; Toshimitsu Ichinose; Masaharu Ooguri; Hitoji Yamada
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd; Mitsubishi Jukogyo Kk
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 2000-10-31
Also published as: CZ293962B6; FI955462A; US6116171A; CA2162244A1; NO305453B1; EP0711952A3; HU220145B; FI955462A0; TW289077B; EP0711952B1; HU9503257D0; PL311363A1; CA2162244C; HUT72852A; CZ300095A3; ES2163468T3; PT711952E; NO954561L; NO954561D0; DE69522895D1

Abstract

1 . Palnik pylowy zawierajacy dzialo olejo- we, sluzace do stabilizacji spalania w czesci cen- tralnej; kanal o przekroju pierscieniowym prze- noszacy powietrze "olejowe", otaczajacy dzialo olejowe; kanal o przekroju pierscieniowym prze- noszacy mieszanine pylu weglowego i powietrza otaczajacy kanal przenoszacy powietrze "olejo- we"; kanal o przekroju pierscieniowym przeno- szacy powietrze drugie, otaczajacy kanal trans- portujacy mieszanine; kanal o przekroju pierscie- niowym przenoszacy powietrze trzecie, otaczaja- cy kanal przenoszacy powietrze drugie, przy czym rura dostarczajaca pyl weglowy jest pola- czona stycznie z kanalem przenoszacym miesza- nine, znamienny tym, ze wewnatrz rury (11) dostarczajacej pyl weglowy do kanalu (14) trans- portujacego mieszanine jest zainstalowana plytka (130) sterujaca predkoscia wdmuchiwania mie- szaniny. Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest palnik pyłowy stosowany przy pyłowym opalaniu kotłów, w paleniskach stosowanych w przemyśle chemicznym i w innych przemysłach.

Konstrukcja znanego, najbardziej zbliżonego do przedmiotu wynalazku palnika, została przedstawiona na fig. 11 do 19.

Figura 11 jest podłużnym przekrojem przykładowej cylindrycznej konstrukcji palnika pyłowego według stanu techniki, który jest podstawą obecnego wynalazku, fig. 12 jest widokiem tego samego rozwiązania, a fig. 13 jest przekrojem poprzecznym wzdłuż linii VIII-VIII z fig. 11.

W tym palniku, zastosowane jest działo olejowe 01, do stabilizacji procesu spalania, znajdujące się w centralnej części palnika, oraz otaczający główny tor olejowy, kanał 13 przenoszący pierwsze powietrze, służące do spalania oleju, otaczający działo olejowe 01, ograniczony od zewnątrz przez rurę 02 prowadzącą strumień powietrza pierwszego otaczającego olej. Palnik jest ponadto wyposażony w kanał 14, doprowadzający podstawową mieszaninę pyłu węglowego i powietrza, pierwszego znajdujący się na zewnątrz toru 13, doprowadzającego strumień powietrza pierwszego otaczającego olej, ograniczony od zewnątrz przez rurę 03 dostarczającą strumień powietrza pierwszego, dalej na zewnątrz kanału 14 dostarczającego mieszaninę pyłu węglowego i powietrza pierwszego, znajduje się kanał 15, dostarczający powietrze drugie, ograniczony od zewnątrz przez rurę 04 doprowadzającą powietrze drugie oraz kanał 16 doprowadzający powietrze trzecie, znajdujący się jeszcze

179 672 dalej na zewnątrz rury 04 doprowadzającej powietrze drugie, który jest ograniczony od zewnątrz przez zamocowany zewnętrzny cylinder.

Na końcu roboczym toru 13 dostarczającego strumień powietrza pierwszego otaczającego olej, zainstalowany jest zawirowywacz 05, umożliwiający stabilne spalanie ciężkiego oleju. Podstawowy strumień powietrza otaczający olej jest dostarczany w stosunku 5% do 10% całkowitej ilości powietrza dostarczanego jako powietrze pomocnicze, w czasie spalania ciężkiego oleju lub stabilizacji spalania.

Powietrze drugie i trzecie dostarczane do głównego spalania, jest podzielone na powietrze drugie i powietrze trzecie, w skrzyni powietrznej 09. Powietrze drugie otrzymuje niezbędne jest zawirowywane w zawirowywaczu 07 i jest dostarczane do paleniska przez kanał dostarczający powietrze drugie 15 oraz dysze 18. Podobnie powietrze trzecie jest zawirowywane w zawirowywaczu 08 i jest doprowadzane do paleniska przez kanał 16 i dysze 19.

Z drugiej strony, tak jak przedstawia to fig. 13 pył węglowy jako podstawowe paliwo dostarczany jest do palnika wraz ze strumieniem powietrza pierwszego, przez rurę 11 dostarczającą pył węglowy, połączoną prostopadle z rurą 03 dostarczającą strumień powietrza pierwszego, a następnie do paleniska przez tor 14 doprowadzający mieszaninę i dyszę 17.

Pył węglowy wydobywający się z dyszy 17 jest zapalany i płonie, równocześnie jest rozpraszany i mieszany z powietrzem drugim i trzecim, co umożliwia całkowite spalanie za pomocą powietrza z otworu (nie przedstawiony) wprowadzającego przepływ wzdłuż paleniska.

Niekiedy, końcówka robocza dyszy 18, kanału dostarczającego powietrze drugie która odpowiada zewnętrznej powierzchni kanału 14, doprowadzającego mieszaninę pyłu węglowego i powietrza, jest wyposażona w płytkę 06 stabilizującą płomień.

Wspomniany symetryczny, cylindryczny typ palnika według stanu techniki, ma tę wadę że gdy pył węglowy jest dostarczany do palnika, przemieszcza się on prostopadle do osi rury 03, dostarczającej strumień powietrza pierwszego, co powoduje odchylenie przepływu mieszanki pyłu węglowego i powietrza w kanale 14 i zagęszczenie przepływu pyłu węglowego w kierunku zewnętrznej krawędzi dyszy wylotowej 17, przez co przepływ staje się wysoce niejednorodny. A co za tym idzie, odległość pomiędzy palnikiem a punktem zapłonu staje się niejednorodna w kierunku zewnętrznej krawędzi. To jest, w obszarze gdzie gęstość pyłu węglowego jest wysoka, punkt zapłonu znajduje się blisko, a jeśli gęstość ta jest mała zachodzi sytuacja odwrotna, punkt zapłonu jest oddalony. Jeśli punkt zapłonu jest różnie oddalony, powstaje obawa przed uszkodzeniem palnika przez ciepło, w obszarze gdzie punkt zapłonu znajduje się blisko palnika. Co więcej, w obszarze gdzie punkt zapłonu jest daleko od palnika, gdy powietrze drugie zdąży się częściowo wymieszać, zawartość powietrza w mieszaninie w punkcie zapłonu będzie wysoka i powstaje utleniony płomień, co powoduje zwiększoną emisję frakcji ΝΟχ.

Poniżej opisano palnik według stanu techniki, przedstawiony na fig. 14 i fig. 15.

Figura 14 przedstawia przekrój podłużny cylindrycznego palnika spalającego węgiel według stanu techniki, a fig. 15 - przekrój poprzeczny według linii V-V z fig. 14. Na tych figurach, każdy numer oznacza odpowiadający mu element, czy część tak jak następuje: 201 skrzynia powietrzna palnika, 202 kanał doprowadzający mieszaninę pyłu węglowego i powietrza, 203 płytka stabilizująca spalanie, 204 kanał powietrza drugiego, 205 kanał powietrza trzeciego, 206 rura doprowadzająca olej do działa olejowego palnika, 207 działo olejowe palnika, 208 rozdzielacz pyłu węglowego, 209 zawór regulacyjny powietrza drugiego, 210 zawirowywacz powietrza drugiego, 211 zawirowywacz powietrza trzeciego, 212 rura dostarczająca mieszaninę pyłu węglowego, 213 przednia ściana palnika, 214 przedział, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, 215 przedział, w którym znajduje się powietrze drugie, 216 przedział, w którym znajduje się powietrze trzecie, 217 dźwignia zaworu sterującego ilością powietrza drugiego, 218 dźwignia sterująca zawirowywacza powietrza drugiego, 219 dźwignia sterująca zawirowywacza powietrza trzeciego, 220 powietrze uszczelniające, 221 mieszanina pyłu węglowego, 222 powietrze drugie, 223 powietrze trzecie, 224 płynne paliwo i 225 palenisko kotła.

179 672

Powietrze potrzebne do spalania dostarczane z dmuchaw (nie przedstawione), dzielone jest podczas gdy przepływa, na powietrze drugiego toru 222, oraz powietrze trzeciego toru 223, wewnątrz skrzyni powietrznej 201.

Powietrze drugie 222 jest regulowane zawór 209 regulacyjny powietrza, który jest sterowany za pomocą dźwigni sterującej 217 i jest dostarczane do przedziału 215, w którym znajduje się powietrze drugie, wewnątrz kanału 204, przez zawirowywacz powietrza drugiego 210, sterowany przez dźwignię sterującą 218, a następnie jest wdmuchiwane do paleniska kotła 225. Pozostające powietrze potrzebne w procesie spalania dostarczane jest jako powietrze trzecie 223 do przedziału 216, w którym znajduje się powietrze trzecie, wewnątrz kanału 205, przez zawirowywacz 211, a następnie wdmuchiwane jest do paleniska kotła 225.

Węgiel stanowiący paliwo, rozdrobniony przez elementy rozdrabniające węgiel (nie przedstawione), jest mieszany z podstawowym strumieniem powietrza i dostarczany jako mieszanina pyłu węglowego 221 tak aby możliwe było jej wdmuchiwanie do przedziału w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego 214, wewnątrz cylindra doprowadzającego mieszaninę pyłu węglowego i powietrza 202, za pomocą rury dostarczającej mieszaninę pyłu węglowego 212. Końcówka robocza cylindra doprowadzającego mieszaninę jest wyposażona w płytkę stabilizującą płomienie 203, a w środku kanału 202, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, zamocowana jest rura 206 prowadząca działo olejowe palnika. Po zewnętrznej stronie rury 206 prowadzącej działo olejowe palnika, znajduje się cylindryczny rozdzielacz 208 pyłu węglowego, którego przednia i tylna część zostały zmniejszone tak, aby można było go umieścić blisko wylotu przedziału 214, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego.

Wewnątrz rury 206 umieszczone jest działo olejowe palnika 207 służące do rozpylania płonącego płynnego paliwa 224. Spalanie płynnego paliwa 224, które odbywa się za pomocą działa olejowego palnika 207, jest stosowane w celu podniesienia temperatury wewnątrz paleniska kotła 225, zanim rozpocznie się spalanie pyłu węglowego. Do wnętrza rury 206, prowadzącej działo olejowe palnika, jest w sposób ciągły dostarczane z dmuchaw (nie przedstawione) powietrze uszczelniające 220, aby zapobiec zablokowaniu działa palnika olejowego po rozpoczęciu spalania mieszaniny pyłu węglowego.

Mieszanina pyłu węglowego 221 wdmuchiwana do przedziału 214 jest przyśpieszana gdy mija, zewnętrzną krawędź rozdzielacza 208 pyłu węglowego, oraz część wylotową przedziału 214 i nagle się rozprzestrzenia oraz zmniejsza swoją prędkość. W tym samym czasie, w większości mieszanina pyłu węglowego 221 przepływa pod wpływem sił bezwładności występujących na zewnątrz lub wewnątrz ścian cylindra 202, skośnie, a w części centralnej wylotu przedziału 214, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, występuje przepływ głównego strumienia powietrza wewnątrz mieszaniny 221 pyłu węglowego i niewielka ilość pyłu węglowego złożonego z odpowiednich cząstek, wymiesza się tam z nim. W związku z tym swobodny przepływ mieszaniny pyłu węglowego 221, wdmuchiwanej na palenisko kotła 225, ma taki rozkład gęstości, że gęstość mieszaniny pyłu węglowego jest duża w rejonach zewnętrznych (na krawędzi cylindra) i niska w części wewnętrznej (centralnej).

Płytki 203 stabilizujące płomień umieszczone na końcówce roboczej kanału 202, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, generują zawirowany przepływ powietrza drugiego 222, przepływającego na zewnątrz kanału 202, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, po tylnej stronie powierzchni płytek stabilizujących płomień 203, przez co pył węglowy na powierzchni (zewnętrzna strona) przepływu mieszaniny 221 pyłu węglowego jest wciągana do tego obszaru i zapalana, a przez co spalanie pyłu węglowego w punkcie zapłonu jest ustabilizowane.

Mieszanina 221 pyłu węglowego wdmuchiwana na palenisko kotła 225 z kanału 202, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, jest zapalana przez urządzenie zapłonowe (nie przedstawione), podczas gdy dookoła części wylotowej, mieszanina 221 pyłu węglowego jest zapalana na powierzchni bocznej przepływu mieszaniny 221, co powoduje ukierunkowanie wzdłużne przepływu mieszaniny 221 pyłu węglowego, zapłon postępuje

179 672 w kierunku części centralnej, powstaje w ten sposób płomień spalania mieszaniny pyłu węglowego.

Figura 16 przedstawia schematyczny rysunek modelu płomienia palącego się pyłu węglowego. Punkt zapłonu jest najbliżej części wdmuchującej mieszaninę 221 pyłu węglowego, w znacznym stopniu stabilizując płomień płonącej mieszaniny pyłu węglowego. W punkcie zapłonu płomienia pyłu węglowego, tak jak to przedstawia fig. 16, powierzchnia przepływu mieszaniny 221 pyłu węglowego jest podgrzewana przez urządzenie zapłonowe, przez co wytwarzana lotna mieszanka jest zapalana. W związku z tym, jeśli gęstość pyłu węglowego na powierzchni bocznej przepływu jest wysoka w części położonej blisko części wdmuchującej mieszaninę 221 pyłu węglowego, to punkt zapłonu płomienia pyłu węglowego pojawia się bliżej części wdmuchującej i wytwarza się stabilny płomień płonącego pyłu węglowego. Płomienie płonącego pyłu węglowego podtrzymują spalanie w powietrzu drugim 222 i w powietrzu trzecim 223, nadmuchiwanym po zewnętrznej stronie powietrza drugiego.

W opisanym powyżej cylindrycznym typie palnika pyłowego, według stanu techniki, przedstawionego na fig. 14 i fig. 15, występuje wada, która zostanie omówiona poniżej.

Gdy rozkład gęstości pyłu węglowego wewnątrz przepływu mieszaniny 221 pyłu węglowego w wylocie z przedziału 214, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego jest utrzymywany przez rozdzielacz 208, gęstość pyłu węglowego na powierzchni bocznej przepływu nie jest wystarczająco wysoka i przy spalaniu niskolotnej mieszanki, w której współczynnik paliwa (współczynnik składników stałych węgla i lotnych składników mieszanki) jest wysoki, punkt zapłonu płomienia pyłu węglowego jest oddalony od wylotu przedziału 214, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, tak więc stabilność zapłonu płomienia nie jest wystarczająco dobra.

Co więcej, w przypadku gdy szybkość spalania w palenisku kotła 225 zostanie zmniejszona, gęstość pyłu węglowego mieszaniny 221 pyłu węglowego dostarczanej z urządzeń rozdrabniających spadnie i stabilność zapłonu płomienia płonącego pyłu węglowego w przypadku mniejszego wsadu węglowego stanie się jeszcze gorsza.

Poniżej przedstawiony jest opis palnika według stanu techniki według fig. 17:

Figura 17 stanowi schematyczny przekrój podłużny głównej części palnika pyłowego według stanu techniki, w którym wprowadzony jest zewnętrzny kanał 307, po wewnętrznej stronie ścian paleniska 309, utworzony przez otwór przelotowy 308 powietrza trzeciego i kanał palnika 301' w centrum po wewnętrznej stronie zewnętrznego kanału 307, oraz przez otwór przelotowy 306 powietrza drugiego, przy czym pył węglowy i powietrze pierwsze są dostarczane przez kanał główny palnika 301'.

Zawór (nie przedstawiony) jest zamocowany na wlocie, po lewej stronie rysunku i ilość powietrza jest zwiększana lub zmniejszana jednocześnie w każdym kanale przepływu, od podstawowego do trzeciego.

Prawa strona fig. 16 jest pojęciowym diagramem przedstawiającym proces spalania pokazującym jednocześnie, że proces przebiega dwustopniowo: zredukowana atmosfera w której współczynnik zawartości powietrza jest mniejszy niż 1 i atmosfera utleniona, gdzie współczynnik zawartości powietrza jest większy niż 1, to jest, pył węglowy najpierw tworzy lotną mieszankę spalającą się w atmosferze zredukowanej wytwarzając NOx, a następnie spala się wydzielając N₂, lub spala się utleniając.

Ostatnio, jak wiadomo, odkąd pożądana jest niska zawartość frakcji NOx we wszelkiego rodzaju gazach spalinowych, również w wyżej wymienionym procesie spalania, w celu natychmiastowego przekształcenia NOx w N₂ w atmosferze zredukowanej, powietrze (a właściwie tlen) może być dostarczone nagle w obszar, w którym temperatura nie zmniejsza się, ale istnieje problem gdy, na przykład, dostarczymy zbyt dużo powietrza w torze podstawowym, współczynnik chłodzący stanie się zbyt duży w stosunku do współczynnika spalania spowoduje to zahamowanie rozwoju procesu spalania lotnej mieszanki, nawet gdy ilość powietrza z toru podstawowego zostanie odpowiednio zmniejszona i zwiększony zostanie przepływ w torach drugim i trzecim, w związku tym linia przepływu powietrza utworzona przez końcówkę roboczą (prawy koniec rysunku) kanału palnika 301' i zewnętrzną

179 672 krawędź cylindra 307 jest otwarta, .w kształcie leja, tak jak to przedstawia rysunek, powietrze nie jest dobrze wymieszane w strefie spalania, dopóki nie przemieści się odpowiednio w kierunku przepływu. Nie. potrzeba wspominać, że lejkowate otwory w końcówce roboczej kanału palnika 301' i zewnętrzny obrys cylindra 307 są niezbędne aby powietrze było jednorodnie wymieszane w tak zwanym płomieniu generującym gaz (NOx i tym podobne), powietrze i tym podobne, wewnątrz strefy spalania która powoduje nagłe rozprzestrzenianie się płomienia i to że prędkość płomienia zostaje odpowiednio zmniejszona, aby zapewnić wystarczającą wymianę ciepła z rurami znajdującymi się w ścianach paleniska i tym podobnym.

Wielkość emisji NOx w związku z temperaturą atmosfery zredukowanej w punkcie, gdzie pył węglowy kończy spalanie po przejściu atmosfery zredukowanej i utlenionej, lub po prawej stronie fig. 17, jest przedstawiona na wykresie z fig. 18, który przedstawia to, że im wyższa temperatura atmosfery zredukowanej, tym mniejsza jest ilość ΝΟχ.

Figura 19 pokazuje wykres przedstawiający związek pomiędzy ilością powietrza drugiego i ilości lotnych części mieszaniny z przykładu przedstawionego na fig. 18.

Opisany powyżej palnik opalany pyłem węglowym, według stanu techniki przedstawionego na fig. 17, posiada następujące wady: W tym palniku opalanym pyłem węglowym według stanu techniki, otwory wdmuchujące powietrze pierwsze niosące pył węglowy, i otwory powietrza drugiego i trzeciego są niezmienne i ilość powietrza nie może być dostosowana do rodzaju zastosowanego węgla.

W związku z tym ustalenie odpowiedniej ilości powietrza jest realizowane przez zawór umieszczony przy wlocie, który to jest sterowalny.

Niskie spalanie ΝΟχ w palniku pyłowym zależy od tego, jak szybko postępuje spalanie lotnego pyłu węglowego w strefie zredukowanej i od tego jak szybko po opuszczeniu otworów wylotowych wytworzone NOx jest przekształcane w N₂, z równoczesnym zachowaniem stałej temperatury wzdłuż całego obszaru spalania.

Lecz, gdy pojawią się składniki lotne zróżnicowane dla różnych gatunków węgla i dodatkowo stosowane są w elektrowni różne gatunki węgla, powstaje taki problem w palniku pyłowym według stanu techniki, który posiada lejkowate otwory o niezmiennym kształcie że obszar, w którym zachodzi proces mieszania z powietrzem drugim przesuwa się w głąb obszaru spalania i niskie spalanie NOx nie jest dobrze dostosowane do konkretnego gatunku węgla.

Przedmiotem wynalazku jest palnik pyłowy zawierający działo olejowe, służące do stabilizacji spalania w części centralnej i kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący powietrze olejowe, otaczający działo olejowe. Poza tym palnik posiada kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący mieszaninę pyłu węglowego i powietrza otaczający kanał przenoszący powietrze olejowe oraz kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący powietrze drugie, otaczający kanał transportujący mieszaninę i kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący powietrze trzecie, otaczający kanał przenoszący powietrze drugie, przy czym rura dostarczająca pył węglowy jest połączona stycznie z kanałem przenoszącym mieszaninę.

Istota wynalazku polega na tym, że wewnątrz rury dostarczającej pył węglowy do kanału transportującego mieszaninę jest zainstalowana płytka sterująca prędkością wdmuchiwania mieszaniny.

Korzystnie, wewnątrz rury dostarczającej pył węglowy jest zainstalowane urządzenie sterujące kątem wdmuchiwania mieszaniny.

Palnik według wynalazku zawiera kanał transportujący mieszaninę składający się z wewnętrznej rury posiadającej kołnierz, z otworami w końcówce roboczej o lejkowatym kształcie z nieciągłymi wycięciami wzdłuż jej obwodu, oraz z zewnętrznej rury otaczającej wewnętrzną rurę, posiadającej kołnierz, który posiada taki sam kształt jak kołnierz wewnętrznej rury w końcówce roboczej, i jest ponadto obrotowy względem wewnętrznej rury, wokół osi rury.

W kanale transportującym mieszaninę, palnik posiada cylinder rozdzielający pył węglowy pod względem gęstości, który dzieli mieszaninę pyłu węglowego na część ze179 672 wnętrzną i część wewnętrzną i tworzy odpowiednio kanał o przekroju pierścieniowym transportujący gęstą mieszaninę po stronie zewnętrznej i tor transportujący rzadką mieszaninę po stronie wewnętrznej.

Palnik pyłowy według wynalazku wytwarza jednolity rozkład gęstości pyłu węglowego w części dyszy wylotowej pyłu węglowego, i zapewnia powstanie gęstej mieszaniny na zewnętrznej stronie przepływu i rzadkiej mieszaniny w jego centrum, co wywołuje stabilny punkt zapłonu.

Poza tym palnik ten jest zdolny zmniejszyć ilość ΝΟχ podczas procesu spalania.

Dzięki temu, że rura dostarczająca pył węglowy jest połączona stycznie z kanałem transportującym mieszaninę, mieszaninie pyłu węglowego nadawana jest składowa zawirowująca i gęstość pyłu węglowego staje się wysoka na zewnętrznej stronie kanału i niska w jego centralnej części. Przez to zawirowywanie, rozkład gęstości na obwodzie kanału staje się jednorodny.

Jeśli płytka dostosowująca prędkość dostarczania mieszanki pyłu węglowego jest umieszczona wewnątrz rury dostarczającej mieszankę pyłu węglowego, to prędkość wdmuchiwania mieszanki może być zawsze odpowiednia nawet przy operacjach wykorzystujących niewielkie ilości paliwa.

Jeśli taka konstrukcja jest ustawiona tak, że przednia część wnętrza kanału, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, jest podzielona na część zewnętrzną i część wewnętrzną, oraz zainstalowany jest cylinder rozdzielający pod względem gęstości pył węglowy, który tworzy pierścieniowy kanał dla gęstej mieszaniny na zewnętrznej stronie i kanał dla rzadkiej mieszanki w części centralnej, wtedy gęsta mieszanina i rzadka mieszanina odpowiednio wpadają do pierścieniowego toru transportującego gęstą mieszaninę, po stronie zewnętrznej i kanału transportującego rzadką mieszaninę po stronie wewnętrznej cylindra oddzielającego pod względem gęstości pył węglowy, tak więc uzyskujemy palnik pyłowy w którym otrzymamy dwa rodzaje mieszaniny - gęstą i rzadką.

Jeśli zastosujemy konstrukcję na końcu roboczym rury doprowadzającej pył węglowy, mogącą sterować kątem wdmuchiwania mieszaniny pyłu węglowego, to składowa zawirowująca mieszaninę pyłu węglowego może być sterowana. W związku z tym, nawet jeśli ilość paliwa ulegającego spalaniu zmniejsza się i gęstość mieszaniny pyłu węglowego staje się mniejsza, to pył węglowy jest skoncentrowany w zewnętrznym kanale, gęstość mieszaniny w tym kanale jest utrzymywana na stałym poziomie i zapłon może być stabilizowany.

Ponadto, w palniku pyłowym według wynalazku w którym rura dostarczająca pył węglowy jest połączona stycznie z kanałem transportującym pył węglowy, tak jak to opisano powyżej, jeśli tor transportujący mieszaninę zawiera wewnętrzny element cylindryczny z kołnierzem w kształcie lejkowatym i otworami w końcówce roboczej, przy czym zewnętrzny element cylindryczny otaczający element wewnętrzny, posiada kołnierz o takim samym kształcie jak wewnętrzny element cylindryczny w części końcówki roboczej elementu, oraz jest obrotowy względem osi odpowiadającej wewnętrznemu elementowi cylindrycznemu, to w ten sposób efektywnie zmniejsza się ilość związków ΝΟχ.

Tak więc, przez użycie konstrukcji, w której działo olejowe, służące do stabilizacji spalania i olejowy kanał doprowadzający powietrze są otoczone przez wewnętrzny element cylindryczny i zewnętrzny element cylindryczny konstrukcji, w chwili gdy działo olejowe jest zapalane, rozpoczyna się spalanie pyłu węglowego, powietrze niosące pył węglowy jest wdmuchiwane z zewnętrznej przestrzeni i wytwarzana jest odpowiednia atmosfera zredukowana i atmosfera natleniona, jeśli zewnętrzny element cylindryczny, na przykład, odpowiedni do wewnętrznego elementu cylindrycznego element jest obracany, wtedy wycięte części każdego z kołnierzy (wspomniane wcześniej kołnierze z wyciętymi elementami są tu określone jako kołnierze) są ustawione tak że tworzą otwór, (są otwarte), każdy z nich w kierunku zewnętrznej krawędzi i w przypadku otworzenia zewnętrzne powietrze drugie wpada prosto w strefę kołnierzy pomiędzy wyciętymi częściami tak więc uzyskano szybkie dostarczenie powietrza drugiego i niewielki obszar ΝΟχ (przemiana w N2) jest usytuowany efektywnie. W przypadku obrotowego przesuwania się kołnierzy, wycięte części układają się w sposób zamykający się wzajemnie, bezpośredni przepływ powietrza z

179 672 drugiego kanału zmniejsza się i ustaje pod wpływem zamykania, wytworzony wtedy zostaje odpowiednik konwencjonalnego lejkowatego kołnierza bez wyciętych elementów.

Jeśli otwór utworzony przez wycięte elementy każdego z kołnierzy jest odpowiednio sterowany, zostaje osiągnięty bezpośredni przepływ powietrza, który jest najodpowiedniejszy dla danego gatunku węgla.

W szczególnym przypadku zewnętrzny kanał przesyła powietrze drugie i trzecie, tak jak w przypadku konwencjonalnym.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny pierwszego przykładu wykonania według obecnego wynalazku, fig. 2 - widok z przodu z fig. 1, fig. 3 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii III-III z fig. 1, fig. 4 - przekrój poprzeczny wzdłuż IV-IV w kierunku strzałek z fig. 1, fig. 5 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii V-V w kierunku strzałek z fig. 1, fig. 6 - przekrój podłużny drugiego przykładu wykonania według obecnego wynalazku, fig. 7 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii II-II w kierunku strzałek z fig. 6, fig. 8 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii III-III w kierunku strzałek z fig. 6, fig. 9 - widok głównej części trzeciego przykładu wykonania według obecnego wynalazku, fig. 9(a) - widok z przodu a fig. 9 (b) - (przekrój podłużny) widok z prawej strony, fig. 10 przedstawia funkcjonalne porównanie pomiędzy trzecim przykładem wykonania według obecnego wynalazku i przykładu według stanu techniki, fig. 10(a) przedstawia trzeci przykład wykonania według obecnego wynalazku, natomiast fig. 10(b) przedstawia stan techniki, fig. 11 - przekrój podłużny przedstawiający przykład palnika pyłowego według stanu techniki, fig. 12 - widok z przodu przykładu wykonania z fig. 11, fig. 13 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii VIII-VIII z fig. 11, fig. 14 przekrój podłużny przedstawiający przykład palnika cylindrycznego opalanego pyłem węglowym według stanu techniki, fig. 15 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii V-V w kierunku strzałek z fig. 14, fig. 16 - rysunek schematyczny przedstawiający płomień płonącego pyłu węglowego, fig. 17 - schematyczny przekrój podłużny głównej części przykładowego palnika według stanu techniki, fig. 18 - wykres przedstawiający zależność pomiędzy całkowitą emisją ΝΟχ a temperaturą atmosfery zredukowanej w przykładowej konstrukcji według stanu techniki, fig. 19 - wykres przedstawiający zależność pomiędzy ilością powietrza z drugiego toru transportującego powietrze, a ilością lotnych cząstek pyłu węglowego w mieszaninie.

Poniżej przedstawiony jest opis palnika pyłowego według obecnego wynalazku na podstawie przykładów wykonania przedstawionych na fig. 1 do fig. 10.

Opis pierwszego przykładu wykonania przedstawionego na fig. 1 do fig. 5. Na fig. 1 do fig. 5 te same lub podobne elementy lub części do tych znanych ze stanu techniki przedstawionego na fig. 11 do fig. 13, posiadają takie same oznaczenia aby uniknąć powtarzania, a dokładny ich opis jest pominięty.

W tym pierwszym przykładzie wykonania, rura lł doprowadzająca pył węglowy jest połączona z kanałem 14 transportującym mieszaninę w sposób styczny z określonym kątem wprowadzania (45°-90°) na końcówce roboczej rury 11 doprowadzającej pył węglowy znajduje się obrotowy blok 28, na prawo i na lewo, na przekroju poprzecznym palnika, wokół osi na wewnętrznej stronie powierzchni rury 11 doprowadzającej pył węglowy tak, aby sterować kątem wprowadzania mieszaniny.

Także w tym pierwszym przykładzie wykonania zainstalowany jest cylinder 25 oddzielający pył pod względem gęstości w kanale 14 transportującym mieszaninę, na część zewnętrzną 26 i część wewnętrzną 27. W części zewnętrznej 26, to jest, w kanale przepływu -26 pomiędzy cylindrem oddzielającym 25, a rurą 03 doprowadzającą powietrze pierwsze, w kierunku zewnętrznym zainstalowane jest kilkanaście elementów rozdzielających 23 w kształcie bloków. W części wewnętrznej 27, to jest w kanale 27 pomiędzy cylindrem oddzielającym 25 i rurą 02 prowadzącą pierwsze powietrze olejowe, zainstalowane jest kilkanaście płytek kierujących 24 takich jak przedstawione na fig. 5 do ukierunkowywania przepływu równolegle do linii osi.

Co więcej w pierwszym przykładzie wykonania dysza 18 powietrza drugiego i dysza 19 powietrza trzeciego, które tworzą końcówki robocze kanału powietrza drugiego 15 i

179 672 trzeciego 16 są skierowane w tę samą stronę, co dysza 17 wyrzucająca pył węglowy, która tworzy końcówkę roboczą 14 transportującego mieszaninę. Po zewnętrznej stronie końcówki roboczej dyszy 19 kanału dostarczającego powietrze trzecie, zainstalowany jest element ogniotrwały 21 tak, że końcówka robocza kanału 16 otwiera się w kierunku zewnętrznym.

W tym przykładzie wykonania, wspomnianym powyżej, rura 11 doprowadzająca pył węglowy jest połączona pod kątem tak, że na mieszaninę pyłu węglowego i powietrza pierwszego oddziaływuje składowa zawirowująca, mieszanina gęstego pyłu węglowego tworzy się w części zewnętrznej kanału głównego, a mieszanina rzadkiego pyłu tworzy się w części wewnętrznej toru głównego, każda z nich odpowiednio wpada do toru zewnętrznego 26 i toru wewnętrznego 27, podzielona przez cylinder 25 oddzielający pył pod względem gęstości. Co więcej przez oddziaływanie składowej zawirowującej rozkład gęstości w kierunku zewnętrznym staje się jednorodny.

Po tym gdy mieszanina została wprowadzona do paleniska podczas gdy porusza się ruchem zawirowanym, płomień płonącego pyłu węglowego rozprzestrzenia się szeroko i emisja NOx wzrasta, nie tylko z powodu nagłego wymieszania z powietrzem trzecim, ale także z powodu zderzeń płomieni ze ścianami paleniska spowodowanych usytuowaniem palnika, co powoduje wytwarzanie się żużla lub wzrost emisji CO2 i tym podobne zjawiska, stąd korzystnie jest, gdy mieszanina pyłu węglowego wpada z niewielkimi zawirowaniami lub wręcz równolegle do osi palnika. W tym pierwszym przykładzie wykonania, zainstalowane są w torze 26, po zewnętrznej stronie cylindra 25 oddzielającego pył węglowy pod względem gęstości, w części końcówki roboczej palnika, elementy rozdzielające 23 w kształcie bloków., osłabiające przepływ zawirowany gęstej mieszaniny tak, że powodowane jest wzmocnienie stabilizacji płomienia przez wiry Karman'a wytwarzane wzdłuż elementów rozdzielających 25. Z drugiej jednak strony, płytki ogniotrwałe 24 w kanale przepływu 27 po wewnętrznej stronie cylindra 25 oddzielającego pył węglowy pod względem gęstości, wygładzają przepływ rzadkiej mieszaniny i rzadka mieszanina jest zapalana przez ciepło emitowane przez płomienie gęstej mieszaniny.

Ruchomy blok 28 zainstalowany na rurze 11 doprowadzającej pył węglowy steruje składową zawirowującą działającą na mieszaninę pyłu węglowego, przez zmianę kąta pod jakim wprowadzany jest pył węglowy i powietrze toru głównego. Zgodnie ze zmniejszaniem się ilości paliwa, gęstość pyłu węglowego w mieszaninie pyłu węglowego stopniowo zmniejsza się w związku z ograniczeniami związanymi z wirowym ruchem powietrza i wynikającą z tego niestabilnością zapłonu. Zgodnie z tym, jeśli ruchomy blok 28 jest przemieszczany w kierunku, w którym kąt obrotu staje się większy, pył węglowy skupia się, pod działaniem siły odśrodkowej, w kanale 26 po zewnętrznej stronie cylindra 25 rozdzielającego pył węglowy pod względem gęstości i jeśli nawet spadnie ilość paliwa, gęstość pyłu węglowego po zewnętrznej stronie cylindra 25 rozdzielającego pył pod względem gęstości, jest utrzymywana na stałym poziomie i stabilność zapłonu jest zabezpieczona.

Także w tym pierwszym przykładzie wykonania, gdy dysza 18 powietrza drugiego i dysza 19 powietrza trzeciego są umieszczone przed dyszą 17 wprowadzającą pył węglowy, kontakt powietrza drugiego kanału wprowadzanego równolegle z mieszaniną pyłu węglowego z płomieniami jest opóźniony, co w wyniku pozwala uniknąć rozprzestrzenienia się powietrza drugiego wraz z mieszaniną pyłu węglowego, przed momentem zapłonu.

Co więcej w pierwszym przykładzie wykonania, przez zastosowanie końcówki roboczej w kanale 16 transportującym powietrze trzecie, otwierającej się w kierunku wolnej zewnętrznej przestrzeni poprzez element ogniotrwały na zewnętrznej stronie końcówki roboczej dyszy 19 powietrza trzeciego, powietrze trzecie tworzy tak wielki przepływ, że obejmuje on płomień, i tworzy się szeroki obszar atmosfery zredukowanej NOx i ilość NOx zmniejsza się.

Liczba elementów rozdzielających 23 umieszczonych na obwodzie na końcówce roboczej kanału 26 (kanał przenoszący gęstą mieszaninę) na zewnątrz cylindra 25 oddzielającego pył węglowy pod względem gęstości, wynosi korzystnie trzy lub więcej. Ponadto powierzchnia elementów rozdzielających 23 stanowi 15 do 30% powierzchni przekroju kanału 26 transportującego gęstą mieszankę. Płytki ogniotrwałe 24 są umieszczone w kanale 27

179 672 (kanał transportujący rzadką mieszaninę) po wewnętrznej stronie cylindra 25 rozdzielającego pył węglowy pod względem gęstości, i są to gładkie płytki w korzystnym przykładzie wykonania, a ich długość jest korzystnie określona przez wielkość obrotu, ponadto ich liczba w korzystnym przykładzie wykonania jest równa lub większa od trzech.

Tak jak to opisano powyżej, w cylindrycznym symetrycznym osiowo typie palnika pyłowego, według obecnego wynalazku pył węglowy jest podzielony na gęsty i rzadki, przez siły zawirowujące, a jednorodna powierzchnia zapłonu i stabilny zapłon na całym obwodzie palnika może być zapewniony przez urządzenia sterujące siłą zawirowującą, zależnie od ilości paliwa przechodzącej przez elementy rozdzielające, lub płytki ogniotrwałe umieszczone na końcówce roboczej dyszy wyrzucającej pył węglowy.

Ponadto, przez zoptymalizowanie ustawienia wdmuchiwania i kierunku działania dysz drugiego i trzeciego toru transportującego powietrze, wytworzony zostaje szeroki obszar atmosfery zredukowanej NOx, a przez to ograniczona zostaje emisja NO_X.

Drugi przykład wykonania obecnego wynalazku przedstawiają fig. 6 do fig. 8. Na fig. 6 do fig. 8, te same elementy, lub podobne części, lub podzespoły jak te opisane w stanie techniki przedstawionym na fig. 14 i fig. 15, posiadają numery powiększone o 100 w stosunku do numerów użytych na fig. 14 lub fig. 15, a szczegółowy ich opis jest · pominięty.

Na fig. 6 do fig. 8 numerem 102 oznaczono kanał, w którym znajduje się mieszanina pyłu węglowego, jego przednia część jest otwarta w kierunku wnętrza paleniska 125 kotła, numerem 112 oznaczono rurę wdmuchującą pył węglowy, połączoną stycznie z tylną częścią cylindra 102, numerem 130 oznaczono płytkę dostosowującą prędkość wdmuchiwania pyłu węglowego, umieszczoną w części łączącej rury 112 wdmuchującej pył węglowy i kanału 102, numerem 131 oznaczono dźwignię sterującą wyżej wymienioną płytką. Numerem 127 oznaczono cylinder rozdzielający pył węglowy pod względem gęstości, który dzieli wewnętrzną przednią część kanału 102, w którym znajduje się pył węglowy, na część zewnętrzną i część wewnętrzną, odpowiednio, aby utworzyć kanał 133 o przekroju pierścieniowym przenoszący gęstą mieszaninę, w części zewnętrznej i kanał 134 o przekroju pierścieniowym przenoszący rzadką mieszaninę, w części wewnętrznej. Numerem 128 oznaczono zawór dostosowujący ilość mieszaniny, umieszczony w wolnej przestrzeni w tylnej części cylindra 127, który to zawór jest odpowiednio przesuwany wewnątrz wewnętrznego kanału 126, za pomocą dźwigni 132. Numery 129 i 137 oznaczają odpowiednio płytkę zapobiegającą zawirowaniom gęstej mieszaniny w torze 133 i płytkę zapobiegającą zawirowaniom rzadkiej mieszaniny w torze 134. Numer 108 oznacza cylindryczny rozdzielacz na zewnętrznej części cylindra 127 rozdzielającego pył węglowy pod względem gęstości, z przodu płytki 129 zapobiegającej zawirowywaniom gęstej mieszaniny, ponadto cylinder ten jest przycięty w jego części przedniej i tylnej.

Mieszanina pyłu węglowego 121 dostarczana z urządzeń rozdrabniających (nie przedstawione) jest wdmuchiwana pod kątem do kanału 102 z rury 112 wdmuchującej mieszaninę pyłu węglowego. W tym czasie, prędkość wdmuchiwania mieszaniny pyłu węglowego 121 jest ciągle kontrolowana za pomocą płytki 130 dostosowującej prędkość wdmuchiwania mieszaniny pyłu węglowego, która to płytka jest umieszczona wewnątrz rury 112 wdmuchującej mieszaninę pyłu węglowego.

Mieszanina 121 pyłu węglowego wdmuchiwana do kanału 102 poddaje się działaniu siły odśrodkowej i gęsta mieszanina 135 w której gęstość pyłu węglowego jest wysoka, tworzy się w części zewnętrznej, lub w części wewnętrznej ścian kanału 102, a rzadka mieszanina 136 tworzy się odpowiednio w części centralnej, lub po zewnętrznej stronie ścian wewnętrznego kanału 126. Gęsta mieszanina 135 utworzona w części zewnętrznej wpada do kanału 133, który to posiada przekrój pierścieniowy, utworzonego pomiędzy kanałem 102 a cylindrem 127 oddzielający pył węglowy pod względem gęstości. Rzadka mieszanina 136 utworzona w wewnętrznej części, przepływa ona przez otwartą część pomiędzy wewnętrznym cylindrem 126 a cylindrem oddzielającym 127 pył węglowy pod względem gęstości i wpada do kanału 134 o przekroju pierścieniowym, utworzonym pomiędzy cylindrem 127 a rurą 106 prowadzącą działo olejowe. Ilość rzadkiej mieszaniny 136 jest regulo179 672 wana przez zawór 128 wpływający na wielkość wolnej przestrzeni pomiędzy wewnętrznym cylindrem 126 i cylindrem 127 rozdzielającym pył węglowy pod względem gęstości.

Jeśli przepływ gęstej mieszaniny jest zawirowany, ekspansja przepływu jest większa i rozproszone mieszanie z powietrzem 122 drugim, wdmuchiwanym z zewnątrz, jest przyśpieszone, przez co zwiększa się emisja NOx i wielkość płomienia spalanego pyłu węglowego powiększa się. Lecz w drugim przykładzie wykonania, zawirowania gęstej mieszaniny 135 wpływającej do kanału 133 prowadzącego gęstą mieszaninę, są wyeliminowane przez płytkę 129 zapobiegającą powstawaniu zawirowań w gęstej mieszaninie, tak że przepływ staje się jednorodny. Przepływ gęstej mieszaniny 135, który jest pozbawiony składowej zawirowanej, jest przyśpieszany gdy przepływa po zewnętrznej stronie oddzielacza 108 i nagle rozprzestrzenia się, co powoduje zmniejszenie prędkości w części wylotowej kanału 133, który przenosi gęstą mieszaninę. W tym czasie, gdy pył węglowy w gęstej mieszaninie 135 przepływa w większej części skośnie po wewnętrznej stronie części wylotowej toru 133, który przenosi gęstą mieszaninę, powodowany działaniem siły bezwładności, przepływ gęstej mieszaniny 135 zaraz po wdmuchnięciu do paleniska pieca 125 tworzy mieszaninę pyłu węglowego o jeszcze większej gęstości na swojej powierzchni.

Z drugiej jednak strony, składowa zawirowana rzadkiej mieszaniny 136, jest usuwana płytką 137 eliminującą zawirowania w rzadkiej mieszaninie, która to płytka znajduje się w kanale 134 i jest wdmuchiwana do paleniska pieca 125 jako przepływ niezakłócony.

Gdy mieszanina pyłu węglowego jest wdmuchiwana do paleniska pieca 125, tworzy się pewnie i odpowiednio, na jej obrzeżu mieszanina o wysokiej gęstości 135, a mieszanina o niskiej gęstości 136 w jej centrum, tak więc płomień spalania pyłu węglowego posiada stabilny punkt zapłonu. Co więcej, jednocześnie mieszaniny 135, 136 są wprowadzane jako przepływy jednorodne, i nie ma przeszkód w zapłonie powodowanych rozproszeniem gęstej mieszaniny 135.

Jeżeli ilość spalanego paliwa w palenisku kotła 125 zmniejszy się, gęstość pyłu węglowego (ilość pyłu węglowego/ilość powietrza w kanale głównym) w mieszaninie pyłu węglowego 121 dostarczanego przez urządzenia rozdrabniające (nie przedstawione) zmniejszy się, ale w tym przypadku prędkość wdmuchiwania mieszaniny pyłu węglowego 121 jest zwiększana przez płytkę 130 sterującą prędkością wdmuchiwania mieszaniny pyłu węglowego, gęstość pyłu węglowego gęstej mieszaniny pyłu węglowego 135 jest zwiększana przez zwiększenie sprawności oddzielania pyłu węglowego, przez co uzyskujemy stabilny płomień spalanego pyłu węglowego.

Zgodnie z rozwiązaniem według obecnego wynalazku, tak jak go przedstawiono powyżej, gęstość pyłu węglowego na powierzchni mieszaniny pyłu węglowego wdmuchiwanego do paleniska może zostać utrzymana na wysokim poziomie w szerokim zakresie zmian ilości paliwa dostarczanego do palnika, zawsze tworzy się stabilny płomień. I nawet z niskim współczynnikiem zawartości lotnych cząstek węgla w bogatym paliwie, możliwy jest do osiągnięcia stabilny proces spalania.

Trzeci przykład wykonania przedstawiają fig. 9 i fig. 10. Na fig. 9 i fig. 10, te same lub podobne elementy lub części jak te według stanu techniki opisanego na fig. 17, posiadają te same numery, a opis ich jest pominięty, z wyjątkiem miejsc gdzie jest niezbędny. Fig. 9 i fig. 10 przedstawia tylko końcówki robocze palnika opalanego pyłem węglowym, które są charakterystycznymi elementami trzeciego przykładu wykonania, rura dostarczająca pył węglowy jest połączona stycznie do kanału głównego transportującego mieszaninę pyłu węglowego i powietrza, podobnie jak w palniku pyłowym i drugim przykładzie wykonania.

Na fig. 9, numerem 301 oznaczono końcówkę kanału spalania oleju, która to końcówka jest urządzeniem zapalającym rury palnika umieszczonej w centralnej części otworu 309 w ścianie paleniska, wzdłuż osi otworu, numerem 302 oznaczono otwór dostarczający powietrze potrzebne do spalania, który to otwór jest urządzeniem utrzymującym płomień.

179 672

W niektórych przypadkach, końcówka 301 toru spalania oleju i otwór 302 dostarczający powietrze potrzebne do spalania, w dalszej części opisu nazywane będą łącznie rura palnika, co odpowiada części rury palnika 301' według stanu techniki przedstawionego na fig. 17 po usunięciu zewnętrznego cylindra posiadającego lejkowate końcówki robocze.

Numerem 303 oznaczono otwór niosący pył węglowy i powietrze, otaczający od zewnątrz rurę palnika, numerem 304 oznaczono nieruchomy cylinder (tworzący wewnętrzny cylinder pozostający nieruchomo) otaczający bryłę palnika przez otwór przenoszący pył węglowy i powietrze, posiadający wewnętrzny kołnierz 304a, który otwiera się w końcówce roboczej w kształcie kołnierza i jest ponacinany wzdłuż obwodu, numerem 305 oznaczono ruchomy cylinder (zewnętrzny cylinder) otaczający ściśle nieruchomy cylinder 304, posiadający na końcówce roboczej zewnętrzny kołnierz 305a, tego samego kształtu co wewnętrzny kołnierz 304a nieruchomego cylindra 304, i jest obrotowy w stosunku do nieruchomego cylindra 304 względem osi cylindra, numerem 306 oznaczono otwór drugiego kanału dostarczającego powietrze, numerem 307 oznaczono zewnętrzny cylinder i numerem 308 oznaczono otwór trzeciego kanału dostarczającego powietrze. Inne elementy są takie same jak w przykładzie według stanu techniki.

Poniżej przedstawiono zasadę działania palnika według trzeciego przykładu wykonania o przedstawionej powyżej konstrukcji.

Pod wpływem obrotu ruchomego cylindra 305 względem nieruchomego cylindra 304 wokół osi, prawie na przestrzeni całej długości szerokości zewnętrznego kołnierza 305a (lub wewnętrznego kołnierza 304a), część wycięta wewnętrznego kołnierza 304a zostaje przykryta (zamknięta) przez zewnętrzny kołnierz 305a, wewnętrzny kołnierz 304a i zewnętrzny kołnierz 305a uzupełniają się tak, że łączą się ze sobą tworząc lejkowaty kołnierz dookoła nieruchomego cylindra 304 (lub ruchomego cylindra 305), to znaczy, tworzy się taki sam kształt, jaki został przedstawiony w przykładzie według stanu techniki.

W tym stanie, palnik jest zapalany i pył węglowy dostarczany łącznie z powietrzem z otworu 303 dostarczającego pył węglowy i powietrze, zapala się tworząc płomień, ruchomy cylinder 305 jest obracany o odpowiedni kąt stosowny do rodzaju węgla i jest zatrzymywany w punkcie, gdy czujnik NOx (nie przedstawiony) wykaże minimalną ilość NOx. Nie potrzeba wspominać, że ciąg takich operacji może być tak zaprojektowany, aby możliwe było wykonanie tych czynności automatycznie pod kontrolą komputera, co jest rozwiązaniem korzystniejszym.

W wyniku powyższych operacji, część powietrza przechodzącego przez otwór 306 drugiego toru transportującego powietrze, nie natrafia na kołnierz, ale wpada do obszaru spalania bezpośrednio, przez wycięte elementy utworzone przez pokrywające się elementy wewnętrznego kołnierza 304a i zewnętrznego kołnierza 305 a, tak więc wytwarza się wysoka temperatura NOx, w obszarze atmosfery zredukowanej oraz dostarczany jest O2 co jest niezbędne do przekształcenia w N2 i w sposób skuteczny osiągamy niską zawartość NOx.

Figura 10 jest rysunkiem przedstawiającym funkcjonalne porównanie tych funkcji z przykładu według stanu techniki, część powietrza drugiego przechodzi bezpośrednio w trzecim przykładzie wykonania, tak jak to pokazują strzałki na fig. 10a, gdy powietrze drugie według stanu techniki przepływa po torze zaokrąglonym oznaczonym liniami wygiętymi tak jak pokazuje to fig. 10b.

Według tego trzeciego przykładu wykonania, tak jak opisano powyżej, gdy wewnętrzny kołnierz 304a nieruchomego cylindra 304 i zewnętrzny kołnierz 305a ruchomego cylindra 305 stykają się lub są rozłączone od siebie po obwodzie i część przepływu powietrza drugiego toru tworzy przepływ bezpośredni przedostając się przez równe wycięcia, powietrze drugiego toru miesza się szybciej w obszarze spalania, w szczególności z atmosferą zredukowaną o wysokiej temperaturze, przez co przemiana NOx w N2 jest wystarczająca, tak więc zaletą takiego sposobu jest niska emisja NOx.

Co więcej, istnieje także możliwość stykania lub rozłączania wewnętrznego kołnierza 304a i zewnętrznego kołnierza 305a, zależnie od różnych gatunków węgla zastosowanych przy spalaniu.

179 672

Tak więc, palnik o konstrukcji opisanej powyżej ma następujące możliwości.

Gdy kołnierz wewnętrznego cylindra i kołnierz zewnętrznego cylindra są zetknięte lub rozłączone przez obrót tego zewnętrznego, przez co część przepływu powietrza drugiego może zostać wprowadzona w obszar spalania bezpośrednio, NOx może być przekształcone w N2 w otoczeniu atmosfery zredukowanej o wysokiej temperaturze, uzyskuje się w ten sposób redukcję emisji ΝΟχ.

Co więcej, wielkość przepływu powietrza drugiego kierowanego bezpośrednio może być sterowana przez stykanie lub rozłączanie kołnierzy, zależnie od różnych gatunków węgla, stosowanych do opalania palnika.

179 672

Fig. 2

pył węglowy + powietrze pierwsze

Fig. 4

Fig. 5

179 672

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

179 672

Fig. 10 (a)

płomienie

ŻZZZZZZZZ ^Τ·^~— powietrze trzecie powietrze drugie ττττττττΎττ pył węglowy powietrze pierwsze przenoszące powietrze drugie powietrze trzecie

Fig. 10 (b)

powietrze trzecie powietrze drugie pył węglowy ⁺ powietrze pierwsze przenoszące powietrze drugie powietrze trzecie

ΎΤΤΤΤ77ΊΤ7

179 672

Fig. 11 powietrze drugie+trzecie

powietrze pierwsze

13 f

-f—F-+11 pył węglowy + powietrze pierwsze

f

/0

179 672

pył węglowy + powietrze pierwsze

179 672

Fig. 14

^c22l 222 •223

179 672

Fig. 15

179 672

Fig. 16

179 672 <D

Cn

Ή

Pm

1	o,	1
	ν N	ft
•H	<0	1

wy	Cl ω	KD •H
o	Ή	bO
1—1	D.	□
hD		tu
	0»	Xł
is	N
	tu	ω
rW	-P	N
>>	Φ	tu
CU	n-ł	4->
	S	<D
	O	•H
	CU
		O
		CU

179 672

Fig. 18

Fig. 19

Pył węglowy

179 672

Departament Wydawnictw UP RP.

Cena 4,00 zł.

Nakład 70 egz.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Palnik pyłowy zawierający działo olejowe, służące do stabilizacji spalania w części centralnej; kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący powietrze olejowe, otaczający działo olejowe; kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący mieszaninę pyłu węglowego i powietrza otaczający kanał przenoszący powietrze olejowe; kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący powietrze drugie, otaczający kanał transportujący mieszaninę; kanał o przekroju pierścieniowym przenoszący powietrze trzecie, otaczający kanał przenoszący powietrze drugie, przy czym rura dostarczająca pył węglowy jest połączona stycznie z kanałem przenoszącym mieszaninę, znamienny tym, że wewnątrz rury (11) dostarczającej pył węglowy do kanału (14) transportującego mieszaninę jest zainstalowana płytka (130) sterująca prędkością wdmuchiwania mieszaniny.
2. Palnik pyłowy według zastrz. 1 znamienny tym, że wewnątrz rury (11) dostarczającej pył węglowy jest zainstalowane urządzenie (28) sterujące kątem wdmuchiwania mieszaniny.
3. Palnik według zastrz. 1 znamienny tym, że kanał (14) transportujący mieszaninę składa się z wewnętrznej rury (304) posiadającej kołnierz (304a), z otworami w końcówce roboczej o lejkowatym kształcie z nieciągłymi wycięciami wzdłuż jej obwodu, oraz z zewnętrznej rury (305) otaczającej wewnętrzną rurę (304), posiadającej kołnierz (305a), który posiada taki sam kształt jak kołnierz (304a), wewnętrznej rury (304) w końcówce roboczej, i jest ponadto obrotowy względem wewnętrznej rury (304), wokół osi rury.
4. Palnik pyłowy według zastrz. 1 znamienny tym, że w kanale (14) transportującym mieszaninę posiada cylinder (25), (127) rozdzielający pył węglowy pod względem gęstości, który dzieli mieszaninę pyłu węglowego na część zewnętrzną i część wewnętrzną i tworzy odpowiednio kanał (26), (133) o przekroju pierścieniowym transportujący gęstą mieszaninę po stronie zewnętrznej i tor (27), (134) transportujący rzadką mieszaninę po stronie wewnętrznej.