PT687857E - Queimador para combustao de combustivel pulverizado - Google Patents

Description

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Descrição “Queimador para combustão de combustível pulverizado”

Fundamento da invenção A presente invenção refere-se a um queimador para combustão de combustível pulverizado, provido numa fornalha de um gerador de vapor ou numa fornalha industrial química.

Vai agora descrever-se um queimador convencional de carvão pulverizado, com referência às fig. 28 e 29. A referência (1) indica uma caixa insuflada de ar, a referência (2) indica uma conduta de carvão pulverizado, provida numa porção central da caixa de insuflação de ar (1), a referência (3) indica uma tubeira de insuflação de ar secundário montada numa extremidade dianteira da caixa de insuflação de ar (1) e a referência (4) indica uma placa de manutenção da chama, montada na porção de extremidade dianteira da conduta (2) de carvão pulverizado. No interior da conduta de carvão pulverizado é formada uma passagem (para o carvão pulverizado mais ar primário) e, entre a caixa de insuflação de ar (1) e a tubeira (3) do ar secundário e entre a conduta (2) do carvão pulverizado e a placa de manutenção da chama (4), é formada uma passagem (para o ar secundário).

No queimador de carvão pulverizado representado nas fig. 28 e 29, a combustão é mantida pelo ar secundário, depois da auto-inflamação do carvão pulverizado, fornecido do queimador para a conduta (2) de carvão pulverizado, por uma irradiação de calor do ambiente e um turbilhão de circulação do ar primário, formado numa superfície interior da placa de manutenção da chama (4). O queimador de carvão pulverizado convencional representado nas fig. 28 e 29 tem os problemas seguintes. Em primeiro lugar, para manter uma ignição estável 7% do carvão pulverizado, é necessário manter uma relação A/C (entre a quantidade de ar primário e a quantidade de carvão pulverizado), na superfície interior da placa de manutenção da chama (4), dentro do intervalo 2-2,5. No entanto, quando se reduz a carga de combustão, aumenta-se a relação A/C (*1), donde resulta uma ignição instável e um aumento de NOx (*2). * 1 : Para manter o caudal de carvão pulverizado fornecido e tendo em vista a utilização prática do moinho de pulverização, é impossível diminuir a quantidade de ar primário abaixo de um nível pré-determinado. *2 : Numa certa gama da proporção de ar, há a tendência para, quanto maior for a proporção de ar da porção de ignição, mais NOx são produzidos numa zona principal do queimador. Quanto mais afastado estiver o ponto de ignição, maior será a proporção de ar, devido à divisão do ar secundário. Por conseguinte, aumentará a produção de NOx.

Também, o carvão pulverizado fornecido a partir do queimador para a conduta (2) do carvão pulverizado está sujeito ao efeito de auto-inflamação, devido ao calor irradiado do ambiente e do turbilhão recirculado do ar primário, formado na superfície interior da placa (4) de manutenção da chama. A temperatura do metal da placa (4) de manutenção da chama é mantida num nível elevado, de modo que o clínquer é susceptível de ficar colado na superfície interior da placa de manutenção da chama (4). O clínquer cresce de uma maneira mais estaladiça na superfície interior da placa de manutenção da chama (4), no sentido da porção marginal exterior, sendo finalmente projectado pela saída de sopragem do ar secundário, para se tomar um factor de degradação da difusão do ar secundário e de impedimento da combustão 3

eficaz.

Também, no queimador convencional para combustão de combustível pulverizado não é comunicada uma distribuição da concentração do carvão pulverizado entre a porção central da conduta do queimador e a vizinhança da parede interior da passagem do queimador.

Nas fíg. 30 e 31, está representado um outro queimador convencional de carvão pulverizado, que inclui uma conduta (01) de fornecimento de carvão pulverizado, uma conduta (02) de fornecimento de carvão pulverizado, um distribuidor (03), um queimador (04), uma conduta (2) de carvão pulverizado, um queimador concentrado (06), um queimador fraco (07), ar secundário (08), uma caixa de insuflação de ar (1) e uma tubeira de injecção de ar secundário (3). O queimador (04) é formado, formando integralmente um queimador concentrado (06) com uma elevada concentração do carvão pulverizado e o queimador fraco (07) com uma concentração baixa de carvão pulverizado. O queimador concentrado (06) e o queimador fraco (07) são constituídos, cada um, pela conduta (2) de carvão pulverizado, disposta na sua porção central, envolvendo a caixa de insuflação de ar (1) a sua periferia, uma tubeira (2a) rectangular de injecção de carvão pulverizado, em comunicação com uma porção de saída e a segunda tubeira de injecção de ar (3). O carvão pulverizado (02) que foi fornecido através da conduta (01) de fornecimento de carvão pulverizado, juntamente com o ar primário, é distribuído e fornecido ao queimador concentrado (06) e ao queimador fraco (07), pelo distribuidor (03), respectivamente, e são injectados para o interior da fornalha através das condutas (2) de carvão pulverizado e das tubeiras (2a) de injecção de carvão. Depois disso, o carvão pulverizado é misturado e difundido com o ar secundário (08), injectado através das tubeiras (3) de injecção do ar secundário. A fíg. 32 é um gráfico que mostra a relação entre a proporção de ar e a quantidade de NOx gerada na combustão do carvão pulverizado. Na fíg. 32, uma “quantidade estequiométrica de ar para o componente volátil” significa a quantidade estequiométrica de ar de combustão, para a qual o componente volátil contido no carvão pode sofrer combustão completa e uma “quantidade estequiométrica de ar para o carvão” significa a quantidade estequiométrica de ar de combustão para a qual o próprio carvão sofre combustão completa. Como é evidente a partir da fíg. 32, a quantidade de NOx gerada é reduzida, para os dois lados da relação 3:4 (kg/kg carvão) do ar primário para o carvão, como um pico. No queimador de carvão pulverizado, a mistura (02) de carvão pulverizado divide-se numa mistura de elevada concentração e uma mistura de baixa concentração, por meio do distribuidor (03) e é introduzida no queimador concentrado (06) e no queimador fraco (07), respectivamente, e é queimada nos pontos (Ci) e (C2) (ponto Co no total), respectivamente, para desse modo suprimir a produção de NOx e estabilizar a combustão.

Também, relativamente ao queimador de carvão pulverizado a aplicar a um sistema real, associa-se uma pluralidade de conjuntos de queimadores, cada um deles construído como atrás se descreveu, na direcção vertical, para se obter um sistema numa só peça, contínuo na direcção da altura da fornalha. Designadamente, como se mostra na fig. 33, a conduta e a caixa de injecção do queimador para o ar de combustão a fornecer à chama do carvão pulverizado são do tipo que forma uma só peça, de forma contínua na direcção vertical. Também, a conduta do carvão pulverizado para fornecer a mistura do carvão pulverizado com o ar à fornalha é ramificada numa pluralidade de tubos com diferentes concentrações de carvão pulverizado, sendo a mistura assim injectada para o interior da fornalha. O queimador convencional de carvão pulverizado apresenta os problemas seguintes. Como a conduta e a caixa de insuflação de ar, para insuflar ar de combustão, para ser fornecido à chama do combustível pulverizado são do tipo de uma peça única vertical contínua, a altura total da maior delas atinge dez e mais metros. Portanto, como a caixa de insuflação do ar está montada nos tubos da caldeira, gera-se uma tensão térmica, devida à diferença da dilatação entre os tubos da caldeira, mantidos a uma temperatura elevada, e a caixa de insuflação de ar, mantida a uma temperatura baixa. Há a tendência para que, quanto maior for a altura da caixa de insuflação de ar maior ser a diferença das dilatações e maior ser a tensão térmica. Por conseguinte, no queimador convencional, há o receio de se gerar uma diferença excessiva das dilatações ou da tensão térmica.

Além disso, como é impossível proporcionar uma estrutura para suportar a fornalha (isto é, cabos de escora) a meio da caixa de insuflação de ar integral, é necessário proporcionar estruturas de suporte excessivas nas porções superior e inferior da caixa de insuflação de ar, donde resulta um aumento dos custos, o que é desvantajoso.

Como a conduta de alimentação de fluido atomizado para fornecer a mistura de combustível pulverizado e ar para o interior da fornalha é ramificada numa pluralidade de passagens, pelo distribuidor, a estrutura toma-se complicada, e é necessário proporcionar um grande número de saídas de combustível pulverizado, o que conduz à introdução de um factor para outro aumento da altura da caixa de insuflação de ar.

Além disso o queimador convencional de carvão pulverizado apresenta também os problemas seguintes. Para reduzir a quantidade produzida de NOx e estabilizar a ignição, é mais preferível a utilização de uma combinação dos queimadores concentrados (06) e dos queimadores fracos (07), para se obter a distribuição de combustível rico e de combustível pobre. No entanto, por esta razão, a altura do painel dos queimadores é aumentada, a sua duração diminuída e a estrutura global dos queimadores (04) complicada pelo aumento do número de registos de tiragem. A estrutura do distribuidor (03) para ajustar a mistura (02) de combustível rico e combustível pobre toma-se complicada.

Por essas razões, a fabricação, o controlo, a montagem e similares são muito complicados, o que conduz a um aumento dos custos.

Na patente EP-A-0 284 629 é apresentado um queimador de combustível pulverizado, com uma conduta do combustível pulverizado, em tomo da qual se forma um circuito de fluxo para assistir a combustão. Dispõe-se um deflector rotativo para imprimir um movimento turbilhonar ao fluxo da mistura de carvão pulverizado e ao primário, no interior da porção da ponta da conduta de combustível.

Apresenta-se um outro queimador de combustível pulverizado, com uma conduta do combustível pulverizado, na patente EP-A-0 056 709. DispÕe-se um difusor com. um tampão com uma forma rômbica alongada e uma blindagem, juntamente com um deflector na vizinhança de jusante de um ponto onde se fixa um cotovelo para a conduta de combustível, com a finalidade de reduzir a queda de pressão através da conduta de combustível.

7ÍS

Sumário da invenção O objecto da presente invenção consiste em proporeionar um queimador para combustão de combustível pulverizado que pode estabilizar a ignição, reduzir os NOx e impedir o crescimento de clínquer aderido numa superfície interior de uma placa de manutenção da chama.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, proporciona-se uma distribuição da concentração do combustível pulverizado, entre a porção central da conduta do queimador e a vizinhança da parede interior da conduta do queimador, para desse modo melhorar a qualidade da ignição.

Um outro objecto ainda da presente invenção consiste em proporcionar um sistema queimador, no qual, num gerador de vapor, de combustível pulverizado, ou similar, para a combustão do combustível pulverizado que possui dois tipos de concentração, suprimindo-se a desintegração ou rotura da caixa de insuflação de ar no queimador devida a uma diferença de dilatação térmica entre a caixa de insuflação de ar e os tubos do gerador de vapor e simplificando-se a disposição da conduta de combustível pulverizado.

Para atingir os objectivos atrás indicados, e outros, proporciona-se um queimador de combustível pulverizado, como se define na reivindicação 1, e um sistema de queimador de combustível pulverizado, como se define na reivindicação 9. O queimador de combustível pulverizado da presente invenção compreende especificamente uma conduta do combustível pulverizado, que possui uma placa de manutenção da chama numa porção da extremidade, na qual se forma um trajecto de fluxo de ar secundário que assiste a combustão, em tomo da conduta do combustível pulverizado e a placa de manutenção da chama, proporcionando-se um separador rico/pobre no interior da porção de extremidade da conduta de combustível pulverizado.

No queimador de combustível pulverizado, a forma da secção transversal do separador rico/pobre é gradualmente aumentada no sentido de jusante, relativamente ao fluxo, sendo depois disso gradualmente diminuída, com um vértice no lado de montante na extremidade situada num centro da conduta de combustível pulverizado.

Um queimador de combustível pulverizado, numa forma de realização preferida na qual a secção transversal do separador rico/pobre é gradualmente aumentada no sentido do jusante, relativamente ao fluxo, tendo depois uma superfície inferior perpendicular ao seu eixo, com um vértice no lado de montante situado no centro da conduta do combustível pulverizado.

De acordo com outra forma de realização preferida, pode dispor-se uma pluralidade de nervuras no trajecto do fluxo de ar de combustão secundário, em tomo da placa de manutenção da chama, e uma pluralidade de fendas formadas na placa de manutenção da chama.

Neste queimador de combustível pulverizado, cada uma das fendas pode ser proporcionada radialmente, na placa de manutenção da chama, ou formada concentricamente na placa de manutenção da chama.

Considerando o fluxo de combustível pulverizado, que passa através da conduta de combustível pulverizado no queimador de combustão de combustível pulverizado atrás descrito da presente invenção, o fluxo de combustível pulverizado que contribui principalmente para a ignição é o fluxo de combustível pulverizado envolvido pelo fluxo de recirculação da superfície interior de manutenção da chama, isto é, o fluxo de combustível pulverizado que está presente na zona do bordo de escoamento na conduta de combustível pulverizado. A chama propaga-se para o fluxo de combustível pulverizado que passa através da porção central, com um atraso em relação a esse fluxo. No queimador de combustível pulverizado de acordo com a presente invenção, o separador rico/pobre é proporcionado na porção da ponta extrema da conduta de combustível pulverizado, o fluxo de combustível pulverizado colide com o separador rico/pobre para imprimir uma força turbilhonar, ou uma inércia, ao combustível pulverizado e para recolher positivamente o combustível pulverizado no interior da superfície periférica da conduta de combustível. Como consequência, forma-se uma mistura com uma concentração elevada de combustível pulverizado, na superfície periférica interior do carvão pulverizado. A relação A/C da superfície interior da placa de manutenção da chama é reduzida, a ignição é estabilizada e a quantidade de NOx é reduzida, intedependentemente da carga de combustão.

Num queimador de óleos pesados, que é usualmente utilizado, proporcionam--se fendas para impedir a colagem do carvão na placa de manutenção da chama, radicalmente, junto da extremidade proximal da placa de manutenção da chama. Porém, no caso de ser aplicado ao queimador de carvão pulverizado sem qualquer alteração, a intensidade da corrente turbilhonar de recirculação da superfície interior da placa de manutenção da chama é reduzida, tomando a ignição instável. A força de adesão do clínquer no queimador de carvão pulverizado é fraca, em comparação com o carvão do queimador de óleos pesados, e a quantidade de clínquer que adere à extremidade proximal da placa de manutenção da chama é muito pequena. Por esta razão, no queimador de combustível pulverizado atrás descrito, a temperatura do 10 7% metal da placa de manutenção da chama é reduzida, pelo efeito de arrefecimento do ar secundário, por cada uma das nervuras proporcionadas na passagem do fluxo de ar secundário em tomo da placa de manutenção da chama (para impedir a danificação da tubeira pela combustão). Por outro lado, a colagem do clínquer na placa de manutenção da chama é eliminada por cada uma das fendas proporcionadas na placa de manutenção da chama, para impedir o crescimento do clínquer.

De acordo com uma outra forma de realização preferida da presente invenção, para resolver os problemas inerentes à técnica anterior, proporciona-se um separador rico/pobre de combustível pulverizado, numa porção axial.de uma conduta do combustível pulverizado num queimador de combustível pulverizado e que termina numa superfície plana perpendicular a um eixo, depois de a sua secção transversal aumentar gradualmente ao longo de um fluxo e tomar-se paralela à direcção do fluxo e tendo uma fenda cortada, que penetra numa periferia do eixo para trás e para a frente.

Como o separador de combustível pulverizado rico/pobre é proporcionado numa porção axial de uma conduta do combustível pulverizado, num queimador de combustível pulverizado, termina numa superfície plana perpendicular a um eixo, depois de a sua secção transversal aumentar gradualmente ao longo de um fluxo e se tomar paralela a uma direcção do fluxo, a mistura do combustível pulverizado e do ar, que flui através da conduta de combustível pulverizado, é desviada para a porção periférica exterior. Depois disso, o ar é gradualmente afastado para a porção central da conduta, sendo o pó pulverizado dificilmente afastado. Por conseguinte, forma-se lima distribuição rico/pobre, na qual a mistura é pobre na porção axial e é rica na porção periférica, a jusante do separador rico/pobre.

No que se refere à mistura, de combustível pulverizado assim formada, a mistura que tem uma elevada concentração de combustível pulverizado é formada na porção exterior, dentro da conduta de combustível pulverizado, e a mistura que tem uma baixa concentração de combustível pulverizado é formada na porção central no interior da conduta de combustível pulverizado, pelo efeito do separador de combustível pulverizado rico/pobre. Uma tal mistura é fornecida à tubeira de injecção do combustível pulverizado. A mistura com uma elevada concentração de combustível pulverizado é inflamada uniformemente, em tomo da tubeira de injecção de combustível pulverizado, para formar uma boa chama. Também, a mistura que tem a baixa concentração de combustível pulverizado é inflamada e queimada pela chama de transição provocada pela chama periférica. A mistura de combustível pulverizado rico/pobre é assim formada de modo que pode obter-se uma melhor combustão que num aparelho convencional, para aumentar a zona de recirculação dos NOx no interior da chama do queimador..

De acordo com a forma de realização preferida da presente invenção, visto que se proporciona a fenda de corte que penetra na periferia do eixo, a parte da mistura é introduzida na fenda, provocando-se o seu fluxo para a superfície traseira do separador rico/pobre. Assim, o turbilhão gerado na superfície traseira é enfraquecido e é supnmido o arrasto do combustível pulverizado.

De acordo com a invenção, para obviar o defeito atrás referido inerente à técnica anterior, proporciona-se um sistema queimador de combustível pulverizado, para combustão da mistura do combustível pulverizado e ar na fornalha, no qual uma caixa de insuflação do queimador está dividida numa pluralidade de caixas de insuflação na direcção vertical, estando as caixas de insuflação separadas umas das 12 outras, e um separador rico/pobre para separar a mistura rica e a mistura pobre da concentração do combustível pulverizado está montado, juntamente com um difusor numa conduta de alimentação de combustível pulverizado, para fornecer a mistura. E preferível que o queimador de combustão de combustível pulverizado seja proporcionado em porções de canto de uma superfície lateral de uma fornalha.

Um bordo lateral de uma superfície de corte do difusor tem uma forma definida por um lado poligonal, ou uma linha suavemente curva, e o combustível pulverizado e o ar de distribuição são passados ao longo do bordo lateral do difusor, de modo que se altera uma área da secção de fluxo da conduta de alimentação de combustível pulverizado.

Além disso, também, no difusor usado no queimador de acordo com a invenção, é possível utilizar, em vez do difusor, ou em combinação com o difusor atrás descrito, pelo menos um deflector de guia em forma de placa ou de válvula, ou turbilhonador (ou rodador) constituído por dois ou mais deflectores em forma de placa ou de válvula.

Como a presente invenção está estruturada como atrás se descreveu e a caixa de insuflação do queimador está dividida na pluralidade de caixas de insuflação unitárias, na direcção vertical, diminui-se consideravelmente a altura das caixas de insuflação unitárias, a metade, em comparação com a altura da caixa de insuflação não dividida, numa pluralidade de caixas de insuflação unitárias, bem como a tensão térmica devida à diferença das elongações entre os tubos do gerador de vapor e a caixa de insuflação do queimador, para desse modo melhorar consideravelmente a durabilidade dez ou mais vezes.

Igualmente, as caixas de insuflação unitárias divididas estão separadas umas das outras, sendo possível montar uma estrutura de suporte (escoramento horizontal) entre as caixas de insuflação unitárias respectivas, para tomar possível obter o suporte uniforme para reduzir a resistência necessária para a estrutura de suporte.

Como os meios de separador rico/pobre para separar a mistura de combustível pulverizado em mistura rica e mistura pobre em concentração de combustível pulverizado estão montados na conduta do combustível pulverizado, a estrutura pode ser simples, e pode reduzir-se o número de saídas de injecção para o combustível pulverizado, para diminuir a altura da caixa de insuflação para reduzir os custos.

Então, ao proporcionar-se o separador rico/pobre e o difusor em combinação, é possível formar uma distribuição rico/pobre óptima numa secção transversal de injecção no interior da fornalha da conduta de alimentação de combustível pulverizado, em qualquer disposição das condutas de alimentação de combustível pulverizado.

Além disso, de acordo com uma forma de realização preferida do sistema de. queimador da presente invenção, o difusor é formado por um bloco percutor, proporcionado na porção superior de uma saída de uma porção dobrada da conduta de combustível pulverizado e que tem uma superfície inclinada, relativamente à direcção do fluxo.

Como a presente invenção tem a estrutura atrás descrita e o bloco percutor é proporcionado na porção superior da saída da porção dobrada da conduta de combustível pulverizado e tem a superfície inclinada relativamente à direcção do fluxo, o fluxo turbilhonar forte, gerado a jusante da saída da porção dobrada, é suprimido para se obter uma mistura de combustível pulverizado com concentração uniforme e introduzi-lo no separador rico/pobre. O separador rico/pobre é proporcionado numa porção axial de uma porção horizontal da conduta de combustível pulverizado, no queimador de combustível pulverizado, terminada na superfície plana perpendicular ao eixo, depois de a sua secção transversal ser gradualmente aumentada ao longo do fluxo e se tomar paralela à direcção do fluxo, a mistura de carvão pulverizado que colidiu com o separador rico/pobre é dividida para cima e para baixo e para a direita e esquerda, para ser recolhida na vizinhança da parede periférica interior da conduta de combustível pulverizado. Por outro lado, o ar é devolvido para trás, para a porção axial da conduta de combustível pulverizado a jusante do separador rico/pobre. Por conseguinte, a concentração de combustível pulverizado é tal que é elevada no exterior (junto da parede da conduta) do tubo de combustível pulverizado e baixa na porção central da conduta.

Como a fenda de corte que penetra na periferia do eixo, para trás e para a frente é proporcionada no separador rico/pobre, uma parte da mistura de carvão pulverizado penetra na fenda de corte para obviar o turbilhão provocado pela pressão negativa gerada na superfície traseira do separador rico/pobre, para acelerar o efeito de separação rico/pobre.

Assim, é possível formar a mistura de combustível pulverizado com uma concentração elevada no exterior e a concentração baixa na porção central no interior de uma única conduta de combustível pulverizado.

Breve descrição dos desenhos

Nos desenhos anexos as figuras representam: A fig. 1, uma vista em corte longitudinal, que mostra uma primeira forma de realização de um queimador de combustível pulverizado, de acordo com a invenção; A fig. 2, uma vista de frente do queimador de carvão pulverizado; A fig. 3, uma vista longitudinal, que mostra uma segunda forma de realização do queimador de combustível pulverizado de acordo com a invenção; A fig. 4, uma vista de frente do queimador de carvão pulverizado; A fig. 5, uma vista em corte longitudinal, que mostra uma terceira forma de realização de um queimador de combustível pulverizado de acordo com a invenção; A fig. 6, uma vista de frente do queimador de carvão pulverizado; A fig. 7, uma vista em corte longitudinal que mostra uma quarta forma de realização de um queimador de combustível pulverizado de acordo com a invenção; A fig. 8, uma vista de frente do queimador de carvão pulverizado; A fig. 9, uma vista em corte longitudinal e uma vista de frente, que mostra uma estrutura de um queimador de carvão pulverizado, no qual é aplicado um separador rico/pobre de acordo com uma quinta forma de realização; A fig. 10, uma vista em corte longitudinal e uma vista de frente que mostram uma estrutura de um queimador de carvão pulverizado, no qual se aplica um separador rico/pobre de carvão pulverizado, de acordo com uma sexta forma de realização da invenção, A fig. 11, uma vista em corte longitudinal e uma vista de frente que mostra uma estrutura de um queimador de carvão pulverizado, ao qual é aplicado um separador rico/pobre de carvão pulverizado, de acordo com uma sétima forma de realização; A fig. 12, uma vista em corte longitudinal e uma vista de frente que mostram uma estrutura de um queimador de carvão pulverizado, ao qual está aplicado um 16 Λ separador rico/pobre de carvão pulverizado, de acordo com uma oitava forma de realização; A fig. 13, uma vista em corte horizontal (feito pela linha (XIII-XIII) da fig. 14), que mostra um queimador de um bloco; A fig. 14, uma vista em corte longitudinal feito ao longo da linha (XIV-XIV) da fig. 13; A fig. 15, uma vista de frente da fig. 14; A fig. 16, uma vista que mostra uma forma e uma dimensão de um separador rico/pobre do tipo de núcleo; A fig. 17, uma vista que mostra uma dimensão de uma tubeira de injecção de carvão pulverizado e uma posição de ajustamento do separador rico/pobre e um difusor, A fig. 18, um gráfico que mostra uma relação entre a posição de ajustamento do separador rico/pobre, uma separação do carvão pulverizado e uma uniformidade do caudal; A fíg. 19, um gráfico que mostra uma relação entre um ângulo de inclinação da secção transversal do separador rico/pobre, a eficiência da separação e a perda de pressão; A fig. 20, um gráfico que mostra uma relação entre a largura de uma fenda de corte do separador rico/pobre e a eficiência da separação; A fig. 21, um gráfico que mostra uma relação de uma altura da superfície traseira e um comprimento da porção rectilínea do separador rico/pobre e o rendimento da separação; A fíg. 22, uma vista que mostra um exemplo de um percutor lateral; 17 A fig. 23, uma vista que mostra um exemplo de um deflector de guia; A fig. 24, uma vista que mostra um exemplo de um turbilhonador (rodador); A fig. 25, uma vista em corte horizontal (vista em corte, feito ao longo da linha (XXV-XXV) da fig. 26), que mostra uma nona forma de realização da invenção; A fig. 26, uma vista em corte, feito pela linha (XXVI-XXVI) da fig. 25; A fig. 27, uma vista de frente da fig. 26; A fig. 28, uma vista em corte longitudinal, que mostra um queimador convencional de carvão pulverizado, A fig- 29, uma vista de frente, que mostra o queimador de carvão pulverizado; A fig. 30, uma vista em corte longitudinal que mostra um exemplo de um queimador convencional de carvão pulverizado; A fig. 31, uma vista de frente da fig. 30; A fig. 32, um gráfico que mostra uma relação entre a proporção de ar e a quantidade de NOx gerados, do queimador de carvão pulverizado; e A fig. 33, uma vista de frente, que mostra uma disposição global entre o queimador convencional de carvão pulverizado e uma vista em corte longitudinal, que mostra uma porção terminal do queimador.

Descrição das formas de realização preferidas

Descreve-se agora a presente invenção, com referência aos desenhos anexos. (Primeira forma de realização)

Vai agora descrever-se, com referência às fig. 1 e 2, um queimador de carvão pulverizado, como queimador para combustão de combustível pulverizado, de 18 acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção. A referência numérica (1) mdica uma caixa de insuflação de ar, a referência numérica (2) indica uma conduta de carvão pulverizado, proporcionada numa porção central da caixa de insuflação de ar (1), a referência numérica (3) indica uma tubeira de injecção de ar secundário, montada numa extremidade dianteira da caixa de insuflação de ar (1) e a referência numérica (4) indica uma placa de manutenção da chama, montada numa extremidade dianteira da conduta (2) de carvão pulverizado. No interior da conduta de carvão pulverizado formam-se uma passagem (para o carvão pulverizado mais ar primário), e entre a caixa de insuflação de ar (1) e a tubeira de injecção de ar secundário (3) é formada uma passagem (para ar secundário); e a conduta (2) do carvão pulverizado e a placa de manutenção da chama (4). A referência numérica (10) indica um separador rico/pobre, que possui lâminas oscilantes. O separador rico/pobre está colocado na porção da ponta extrema da conduta (2) de carvão pulverizado. A referência numérica (11) indica uma pluralidade de nervuras proporcionadas na superfície exterior da placa (4) de manutenção da chama. A referência numérica (12) indica uma pluralidade de fendas proporcionadas radialmente na placa (4) de manutenção da chama. O funcionamento do queimador de carvão pulverizado representado nas fig. 1 e 2 é agora descrito com mais pormenor.

Do fluxo de carvão pulverizado que se escoa através da conduta (2) do carvão pulverizado, o fluxo de carvão pulverizado que contribui principalmente para a ignição é um fluxo de carvão pulverizado circundado pelo fluxo de recirculação no interior da superfície interior da placa (4) de retenção da chama (4), isto é, um fluxo de carvão pulverizado que está presente numa zona do bordo de saída da conduta (2) 19

do carvão pulverizado. A chama propaga o fluxo de carvão pulverizado que se escoa através da porção central, com um atraso no tempo relativamente ao fluxo de carvão pulverizado que está presente na zona do bordo de saída. O queimador de carvão pulverizado está provido do separador (10) rico/pobre, que possui lâminas oscilantes no interior da porção da ponta extrema da conduta (2) do carvão pulverizado. O fluxo de carvão pulverizado é levado a colidir com esta conduta, para aplicar uma força de oscilação ou uma inércia ao fluxo de carvão pulverizado, para recolher positivamente o carvão pulverizado para o lado periférico interior da conduta (2) de carvão pulverizado e para formar a mistura que tem uma elevada concentração de carvão pulverizado no lado periférico interior da conduta (2) do carvão pulverizado. Como consequência, a relação A/C das superfícies interiores da placa (4) de manutenção da chama toma-se pequena, para estabilizar a ignição, independentemente da carga da combustão para reduzir os NOx.

Num queimador de óleo pesado, que é utilizado usualmente, proporcionam--se radialmente fendas, para impedir que o carvão se cole à placa de manutenção da chama junto da extremidade proximal da placa de manutenção da chama. Porém, no caso de se aplicar isto ao queimador de carvão pulverizado sem qualquer modificação, reduz-se a intensidade do turbilhão de recirculação da superfície interior da placa de manutenção da chama, tomando a ignição instável. A força de adesão do clínquer, no queimador de carvão pulverizado, é fraca, em comparação com o carvão do queimador de óleo pesado, e a quantidade de aderência do clínquer na porção da extremidade proximal da placa de manutenção da chama é muito pequena. Por esta razão, no queimador de carvão pulverizado atrás descrito, a temperatura do metal da placa (4) de manutenção da chama é reduzida pela acção de arrefecimento do ar secundário, por cada uma das nervuras (11) proporcionadas na passagem do ar secundário em tomo da placa (4) de manutenção da chama (para impedir a danificação da combustão da tubeira de injecção). Por outro lado, a adesão do clínquer à placa (4) de manutenção da chama é suprimida por cada uma das fendas (12) proporcionadas na placa (4) de manutenção da chama, para evitar o crescimento do clínquer. (Segunda forma de realização)

As fig. 3 e 4 mostram uma segunda forma de realização, na qual o separador rico/pobre (10) é configurado de modo que a secção transversal é gradualmente aumentada no sentido do lado de jusante e diminuído, com um vértice situado no centro de uma conduta (2) do carvão pulverizado e uma porção de extremidade no sentido de montante. A referência numérica (13) indica uma placa de suporte do separador rico/pobre (10).

No separador rico/pobre (10), o carvão pulverizado é recolhido positivamente na superfície periférica interior da conduta (2) do carvão pulverizado, por colisão directa do fluxo de carvão pulverizado, ou por encurvamento da linha de corrente do fluxo de carvão pulverizado, de modo que se forma a mistura com uma elevada concentração do carvão pulverizado na superfície periférica interior da conduta (2) de carvão pulverizado, para desse modo reduzir a relação A/C na superfície interior da placa (4) de manutenção da chama, para estabilizar a ignição, independentemente da carga de combustão para reduzir os NOx. (Terceira forma de realização)

As fig. 5 e 6 mostram uma terceira forma de realização, na qual um separador rico/pobre (10) é configurado de modo que a secção transversal é gradualmente aumentada no sentido do lado de jusante e tem uma superfície inferior perpendicular ao eixo central, com um vértice situado no centro de uma conduta (2) do carvão pulverizado e numa porção de extremidade para o lado de montante. A referência numérica (13) indica uma placa de suporte do separador rico/pobre (10). A referência numérica (14) indica um componente refractário introduzido no separador rico/pobre (10).

No separador rico/pobre (10), o carvão pulverizado é recolhido positivamente na superfície periférica interior da conduta (2) do carvão pulverizado, por colisão directa do fluxo de carvão pulverizado ou o encurvamento da linha de corrente do fluxo de carvão pulverizado, de modo que a mistura que tem uma concentração elevada de carvão pulverizado é formada na superfície periférica interior da conduta (2) de carvão pulverizado, para desse modo reduzir a relação A/C na superfície interior da placa (4) de manutenção da chama, para estabilizar a ignição, independentemente da carga de combustão para reduzir os NOx. -

Neste caso, a superfície de jusante (superfície plana (14) do componente refractário) no separador rico/pobre (10) é perpendicular ao eixo central e fica directamente sujeita ao calor irradiado da chama do queimador, para se manter a uma temperatura elevada. O turbilhão de recirculação formado aí tem uma função de manutenção da chama para manter uniforme a superfície da chama na direcção da secção transversal, para favorecer ainda mais a ignição. (Quarta forma de realização)

As fig. 7 e 8 mostram uma quarta forma de realização, na qual cada fenda (12) é formada concentricamente na placa (4) de manutenção da chama. Também nesta forma de realização, proporciona-se uma pluralidade de nervuras (11) no 22 trajecto do fluxo de ar secundário, em tomo da placa (4) de manutenção da chama e, da mesma maneira que na primeira forma de realização representada nas fig. 1 e 2, a temperatura do metal da placa (4) de manutenção da chama é baixada pela acção de arrefecimento do ar secundário através das nervuras respectivas (11) (com a finalidade de evitar a danificação da tubeira pela combustão) para desse modo suprimir a adesão do clínquer à placa (4) de manutenção da chama, por meio de ranhuras (12) respectivas na placa (4) de manutenção da chama. (Quinta forma de realização) A fig. 9 é uma vista em corte longitudinal, que mostra uma estrutura do queimador de carvão pulverizado ao qual está aplicado um separador rico/pobre de carvão pulverizado, de acordo com uma quinta forma de realização. O separador rico/pobre (20) do carvão pulverizado está colocado no eixo central da conduta (2) de carvão pulverizado, no interior do queimador. A forma do separador rico/pobre (20) do carvão pulverizado é tal que a sua porção dianteira (20a) é aguçada, em forma cónica, seguida de uma porção cilíndrica (20b) de maneira contínua. Designadamente, a secção transversal da porção dianteira (20a) é aumentada gradualmente com o fluxo e, depois disso, a sua periferia exterior fica paralela ao fluxo, para terminar uma superfície plana (20c) perpendicular ao eixo central. Depois, proporciona-se uma fenda de corte (20d) que penetra na porção em tomo do centro, para trás e para a frente. A mistura do carvão pulverizado e ar é desviada, no sentido da porção periférica exterior, pelo separador (20) rico/pobre do carvão pulverizado proporcionado na porção axial da conduta (2) do carvão pulverizado. Depois disso, o ar é gradualmente retomado à porção axial central, mas o carvão pulverizado só 23 dificilmente volta à porção axial central. Daí resulta que a distribuição rico/pobre é formada a jusante do separador rico/pobre, no qual a concentração na porção central é pobre e a concentração na porção periférica é rica. Uma parte da mistura de carvão pulverizado é introduzida na ranhura (20d) e descarregada para a superfície traseira (20c). Assim, o turbilhão gerado na superfície traseira do separador rico/pobre (20) é enfraquecido, para desse modo suprimir o arrasto do carvão pulverizado para manter uma distribuição uniforme do caudal.

No que se refere à mistura de carvão pulverizado assim formada, a mistura que tem uma concentração elevada de carvão pulverizado é formada na porção exterior dentro da conduta (2) do carvão pulverizado e a mistura com a concentração baixa de carvão pulverizado é formada na porção central, no interior da conduta (2) de carvão pulverizado por acção do separador rico/pobre de carvão pulverizado. Essa mistura é fornecida ao injector (2a) do carvão pulverizado. A mistura que tem a concentração elevada do carvão pulverizado é inflamada uniformemente em tomo da tubeira de injecção (2a) do carvão pulverizado, para formar uma boa chama. Também, a mistura que tem a concentração baixa de carvão pulverizado é inflamada e queimada pela chama de transição produzida pela chama periférica. A mistura rica/pobre pulverizada é assim formada de modo a obter-se uma melhor chama da combustão que no caso do aparelho convencional, para aumentar a zona de recirculação dos NOx no interior da chama do queimador.

Para estabilizar a combustão do carvão pulverizado, é necessário formar a distribuição efectiva das concentrações e formar uma distribuição uniforme dos caudais pela tubeira de injecção (2a) do carvão pulverizado. A fim de obter esta distribuição das concentrações do carvão pulverizado, é preferível que o ângulo a, 24 formado pela porção dianteira (20a) do separador rico/pobre (20) do carvão pulverizado, se situe no intervalo de 10° a 60°, mais preferivelmente no intervalo de 35° a 45°. Também, a fenda de corte (20d) é usada eficazmente para tomar uniforme a distribuição dos caudais pela tubeira (2a) do carvão pulverizado. As dimensões da fenda de corte (20d) são determinadas de modo que H/hi se situe no intervalo entre 3 e 5, para introduzir apenas o ar no interior da fenda e expulsar o carvão pulverizado para a porção periférica exterior. Como atrás se descreveu, o carvão pulverizado separado para a periferia exterior do separador rico/pobre (20) do carvão pulverizado tende a ser arrastado pela pressão negativa da superfície traseira (20c) do separador. No entanto, nesta forma de realização, o ar é injectado a partir da fenda de corte (20d) para a superfície traseira (20c) do separador para desse modo evitar o arrasto. Também, pela escolha de H/h2 no intervalo 1,1 a 3, é possível manter uniforme a distribuição do caudal na abertura (2a) do jacto do queimador. (Sexta forma de realização) ..... A. fig. 10 é uma vista em corte longitudinal que mostra a estrutura do queimador de carvão pulverizado ao qual está aplicado um separador rico/pobre do carvão pulverizado de acordo com uma sexta forma de realização. Mesmo que a secção transversal do queimador seja elíptica, como se mostra na fig. 10, é possível atingir o mesmo objectivo, nos intervalos de H/h] e H/h2, como se descreveu relativamente à quinta forma de realização. (Sétima forma de realização) A fig. 11 é uma vista em corte longitudinal que mostra uma estrutura do queimador de carvão pulverizado no qual se aplica um separador rico/pobre de carvão pulverizado de acordo com uma sétima forma de realização. Mesmo que a 25 7% secção transversal do queimador seja rectangular, como se representa na fig. 11, é possível atingir o objectivo, da mesma maneira, no intervalo de H/hi e H/h2 como se descreveu em ligação com a quinta forma de realização. (Oitava forma de realização) A fig. 12 inclui vistas de frente, que mostram uma disposição global e uma vista em corte longitudinal, que mostra uma parte da extremidade de um queimador de carvão pulverizado de acordo com a oitava forma de realização. A fig. 13 é uma vista em corte horizontal (feito pela linha (ΧΙΙΙ-ΧΠΙ) da fig. 14), que mostra um queimador de um bloco retirado da fig. 12. A fig. 14 é uma vista em corte longitudinal feito pela linha (XIV-XIV) da fig. 13. A fíg. 15 é uma vista de frente da fig. 14. Nestes desenhos, os mesmos componentes ou elementos já descritos com referência às fig. 30 a 33 estão referenciados com os mesmos números, não sendo necessário explicá-los de novo, para evitar duplicações. Nesta forma de realização, a referência numérica (32) indica um bloco percutor (difusor), a referência numérica (30) indica um separador rico/pobre, (30a) indica uma fenda de corte do separador rico/pobre (30), (15a) e (15b) indicam a chama e (31) indica um componente de fixação do separador rico/pobre.

Nesta forma de realização, como se mostra na fig. 12, uma caixa de insuflação do queimador está dividida numa pluralidade (três na forma de realização) de caixas de insuflação na direcção vertical e a pluralidade de caixas de insuflação tem as caixas separadas umas das outras. Designadamente, a caixa de insuflação de acordo com esta forma de realização não é do tipo integral, que é contínuo na direcção vertical mas está separado numa pluralidade de caixas contínuas. Por conseguinte, uma altura das caixas de insuflação é consideravelmente 26 diminuída para diminuir a tensão de origem térmica provocada por uma diferença de dilatação entre os tubos do gerador de vapor e as caixas de insuflação do queimador, para desse modo aumentar consideravelmente a durabilidade. Também, dispondo uma estrutura de suporte (escoramento horizontal) entre as caixas de insuflação unitárias, é possível obter um suporte uniforme para reduzir a resistência mecânica necessária da estrutura de suporte.

Como se mostra nas fig. 13 a 15, o bloco percutor (32) é proporcionado numa porção superior de uma porção de saída flectida da conduta de carvão pulverizado (2), para fornecer a mistura pulverizada. O separador rico/pobre (30) é proporcionado imediatamente a montante da entrada da tubeira (2a) do carvão pulverizado. Incidental mente, o bloco percutor (32) pode ser formado como um bloco (32’), definido por lados de uma forma poligonal (32”), definida por linhas suavemente curvas. O carvão pulverizado fornecido pelo ar primário está concentrado na porção superior pela força centrífuga intensa, na parede curvada da conduta (2) do carvão pulverizado. Porém, ele é de novo difundido pelo bloco percutor (32), proporcionado na porção superior da saída da porção curvada e introduzido no separador rico/pobre (30). A mistura (mistura de carvão pulverizado e o ar primário) que tem uma elevada concentração do carvão pulverizado é formada na porção exterior e a mistura que tem uma concentração baixa de carvão pulverizado é formada na porção central no interior da conduta (2) de carvão pulverizado por acção do separador rico/pobre (30). A mistura é fornecida à tubeira (2a) de carvão pulverizado. Á mistura que tem uma elevada concentração de carvão pulverizado é inflamada uniformemente em tomo da tubeira (2a) do carvão pulverizado para formar uma boa chama (15a). Também, a mistura que tem uma concentração baixa de carvão pulverizado é inflamada e queimada pela chama de transição produzida pela chama periférica, para formar uma chama (15b). A mistura rica/pobre de carvão pulverizado é assim formada de modo a poder obter-se uma chama de combustão melhor que a do aparelho convencional, para aumentar a zona de recirculação dos NOx no interior da chama do queimador. A dimensão do separador rico/pobre (30) é discutida a seguir. Como se mostra na fig. 16, a largura do separador rico/pobre (30) está representada por D, o comprimento da porção de conduta rectilínea está representado por L, a altura da superfície traseira está representada por H, a largura de uma fenda de corte (13a) está representada por (A), a altura de uma porção de entrada está representada por h;, a altura de uma porção de saída está representada por h2 e o ângulo de inclinação da secção transversal relativa à direcção do fluxo está representado por a. Também, como se mostra na fig. 17, a altura da tubeira (2a) do carvão pulverizado está representada por d]; a largura está representada por d2 e a distância entre a ponta da tubeira e o separador rico/pobre (30) está representada por S.

Relativamente ao ajustamento de posição do separador rico/pobre (30), é preferível que S/dt esteja no intervalo de 1 a 4, mais preferivelmente no intervalo 2 - 3 e ainda mais preferivelmente que seja igual a 3. Na secção transversal de saída da conduta (2) do carvão pulverizado, o ideal é que o caudal de injecção seja mantido uniforme e que apenas se atinja a distribuição rico/pobre do carvão pulverizado. Quanto menor for S/dj, mais se verificará a distribuição rico/pobre. Porém, pode manter-se a distribuição do caudal não uniforme. Pelo contrário, quanto maior for S/d, mais uniforme se poderá manter o caudal. Contudo, não se verificará 28 a distribuição rico/pobre. O estado está representado na fig. 18, compreendendo-se que a zona de S/d[ entre 1 e 4 é uma zona óptima. É preferível que o ângulo de inclinação α da secção transversal, relativamente à direcção do fluxo, esteja no intervalo de 10° a 60°, mais preferivelmente no intervalo de 35° a 45°. Quanto maior for o ângulo α maior será a eficiência da separação, mas maior será a perda de pressão. Esta condição está representada na fig. 19. Tendo em consideração o limite da perda de pressão, será o intervalo de 35° a 45° a zona óptima. E mais preferível ajustar o ângulo a 45°.

Também, a relação entre a largura D do separador rico/pobre e a largura A da fenda de corte é de preferência A/D = 0,7 a 1,0. O valor óptimo de A/D é 0,9. Quando A/D for pequena, o turbilhão gerado na superfície lateral do separador rico/pobre e a quantidade do arrasto do carvão é aumentada. Se A/D for aproximadamente 1,0, isto é, se o separador rico/pobre for dividido em porções inferior e superior, a relação é máxima. Porém, como se mostra na fig. 20, não se melhora a eficiência da separação.

De preferência, a relação entre a altura H da superfície traseira e o comprimento L da porção direita do separador rico/pobre é escolhida dentro do intervalo L/Ή = 0,5 - 1,0. O valor óptimo é L/H = 0,5. Quando a altura H diminuir, o turbilhão da porção de jusante do separador rico/pobre é aumentado, para aumentar o arrasto do carvão. Como mostra a fig. 21, a eficiência da separação é reduzida, quando se aumentar em certa medida a relação L/H, o volume aumenta, sem qualquer alteração na eficiência da separação. Por conseguinte, temos presente a zona óptima.

Além disso, de preferência, a relação D/d2 entre a largura D do separador 29 rico/pobre (30) e a largura lateral d2 da tubeira (2a) do carvão pulverizado é escolhida no intervalo de 0,9 a 1. Também, a relação entre as alturas h, e h2 da fenda de corte (30a) e a altura (H) da superfície de jusante do separador rico/pobre (30) é h2/H = 0,4 e h,/H = 0,2.

Na forma de realização atrás referida, o bloco percutor (32) da porção superior da porção curvada da conduta de carvão pulverizado é usado como um difusor e o separador rico/pobre (30) da entrada da tubeira do carvão pulverizado é usado como separador rico/pobre. Além disso, é possível utilizar, em combinação, um percutor lateral (33) proporcionado nas duas paredes laterais de jusante da porção curva da conduta (2) do carvão pulverizado, como se mostra na fíg. 22, um deflector de guiamento (34), como se mostra na fíg. 23, um turbilhonador (rodador), como se mostra na fig. 24, e similar, como difusor. O efeito de separação do separador rico/pobre vai agora ser explicado. O combustível pulverizado e o ar são ambos desviados para a porção periférica, pela configuração em cunha da porção central da conduta (2) do carvão pulverizado. Depois disso, o ar é gradualmente reenviado para a porção central, mas o combustível pulverizado só dificilmente é reenviado. Por conseguinte, estabelece-se uma distribuição rico/pobre, na qual a concentração da porção central é pobre e a concentração da porção periférica é rica, no fluxo de jusante do separador rico/pobre. A acção de difusão do difusor será explicada a seguir. Em primeiro lugar, o bloco percutor (32) da porção curva faz com que o combustível pulverizado deflectido para fora vá colidir com o percutor, para ser reenviado para a porção central. Também, o percutor (33) faz com que o combustível pulverizado seja desviado para as porções laterais, para colidir com o percutor, para retomar à porção

central. Além disso, o deflector de guiamento (34) divide a conduta de alimentação do combustível pulverizado e impede que o combustível pulverizado seja desviado pela força centrífuga, na porção curva. Depois, o turbilhonador (35) imprime um movimento turbilhonar ao combustível pulverizado, deflectido para fora na porção curva, e difunda a distribuição da concentração. De acordo com apresente invenção, o separador rico/pobre e o difusor são combinados um com o outro, de modo tal que pode formar-se uma distribuição rico/pobre óptima na secção transversa] de injecção no interior da fornalha da conduta de alimentação de carvão pulverizado.

No queimador de acordo com a oitava forma de realização, o separador rico/pobre é proporcionado em combinação com o difusor, para suprimir o efeito da distribuição da concentração desnecessária produzido pelo efeito da força centrífuga na porção curva da conduta de alimentação do combustível, como o carvão, pulverizado e para formar a distribuição da concentração, por meio da qual pode fonmar-se a chama de combustão óptima. Por exemplo, entre as fornias de realização da invenção, no exemplo em que o separador rico/pobre e o percutor, como difusor, são combinados, a distribuição rico/pobre na superfície de saída da tubeira pode ser formada de modo que a concentração no lado periférico exterior da tubeira seja formada uniformemente com a concentração desejada, numa larga faixa, de uma a quatro vezes a concentração da porção central da tubeira. Porém, no caso de o separador rico/pobre ser usado isoladamente, sem combinação com o difusor, dado que a distribuição da concentração desnecessária é gerada pelo efeito da força centrífuga, na porção curva da conduta de alimentação do combustível pulverizado, é difícil formar uniformemente a distribuição rico/pobre desejada.

De acordo com a presente invenção, as características de ignição do 31 queimador são melhoradas e pode reduzir-se a quantidade de NOx

Pode utilizar-se um queimador único, proporcionando-se o separador rico/pobre, na conduta de carvão pulverizado em vez dos dois queimadores convencionais, ou seja um queimador de concentração elevado e um queimador fraco. O número de queimadores pode ser reduzido e o sistema pode tomar-se compacto. Por conseguinte, reduz-se a altura do painel de queimadores a metade da altura do painel do queimador convencional. A duração em serviço pode ser prolongada. Pode dispensar-se um distribuidor de carvão pulverizado complicado. Todo o queimador pode ser simplificado e os custos serão reduzidos.

Também, o difusor, tal como um bloco percutor, é proporcionado na porção superior da saída curva da conduta de carvão pulverizado e é combinado como o separador rico/pobre atrás descrito, de modo que pode acelerar-se o efeito de separação rico/pobre da mistura de carvão pulverizado. Além disso, por meio da tubeira plana do carvão pulverizado, é possível formar uma ignição extremamente excelente e com uma chama estável. Também se aumenta a redução dos NOx na chama do queimador. (Nona forma de realização) A fig. 25 é uma vista em corte horizontal (feito pela linha (XXV-XXV) da fig. 26), que mostra uma nona forma de realização da invenção. A fig. 26 é uma vista em corte, feito pela linha (XXVI-XXVI) da fig. 25. A fig. 27 é uma vista de frente da fig. 26. Nestes desenhos, usam-se as mesmas referências para indicar os mesmos componentes ou componentes semelhantes, evitando-se a duplicação da explicação.

Nesta forma de realização, dispõe-se uma placa divisória (36), em forma de 32 manga, na vizinhança do lado de jusante do separador rico/pobre (30). A placa divisória (36) está montada na superfície interior da conduta (2) do carvão pulverizado, por meio de um componente de fixação (37).

Na oitava forma de realização, a mistura é separada numa mistura que tem uma concentração elevada e uma mistura com uma concentração baixa, imediatamente depois do separador rico/pobre. No entanto, em alguns casos, as misturas respectivas são de novo misturadas, antes da fornalha, para diminuir a diferença das respectivas concentrações. Se assim for, pode prejudicar-se a eficiência na diminuição dos NOx no queimador. Também, se não se mantiver a concentração apropriada do carvão pulverizado na porção de jusante da placa de manutenção da chama, altera-se o ponto de ignição. No pior dos casos, pode ocorrer a falha de acendimento. Na oitava forma de realização, como atrás se mencionou, como se proporciona a placa divisória em forma de manga (36), na vizinhança do lado de jusante do separador rico/pobre (30), a repetição da mistura das misturas com concentração elevada e com concentração reduzida é evitada, de modo que pode assegurar-se a combustão com quantidade reduzida de NOx e estabilidade da ignição.

Lisboa, 4 de Agosto de 2000

JOSÉ DE SAMPAIO . A.O.W

Rua do Saííírc, 195, r/c-Drt. 1250 LISBOA

Claims (15)

1 Reivindicações 1. Queimador de combustível pulverizado, que compreende: uma conduta (2), para o combustível pulverizado, que tem uma porção de ponta extrema e uma direcção do fluxo; uma placa para a manutenção da chama ou tubeira de injecção (4, 2a) do queimador, na referida porção de ponta extrema; um trajecto do fluxo do ar auxiliar da combustão, formado em tomo da referida conduta (2) para o combustível pulverizado e da referida placa para manutenção da chama (4, 2a); e um separador rico/pobre em combustível (10, 20, 30), proporcionado no interior da referida porção de ponta extrema da referida conduta (2) para o combustível pulverizado, tendo o referido separador (10, 20, 30) rico/pobre em combustível pulverizado uma secção transversal que se alarga gradualmente no sentido de um seu lado de jusante, na direcção do fluxo, e com um vértice no seu lado de montante, localizado num centro da referida conduta (2) para o combustível pulverizado.

2. Queimador de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 1, no qual a forma da secção transversal do referido separador rico/pobre em combustível (10) se alarga gradualmente no sentido do lado de jusante, no sentido do fluxo e depois diminui gradualmente.

3. Queimador de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 1, no qual a forma da secção transversal do referido separador rico/pobre em combustível (10) se alarga gradualmente no sentido do lado de jusante, no sentido do fluxo, e depois tem uma superfície inferior perpendicular a um seu eixo.

4. Queimador de combustível pulverizado de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se dispor uma pluralidade de nervuras (11) no trajecto do fluxo do ar auxiliar da combustão, em tomo da referida placa (4), para manter a chama, e se formar uma pluralidade de fendas (12) na referida placa (4) de manutenção da chama.

5. Queimador de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 4, no qual cada uma das fendas (12) é proporcionada na placa (4) de manutenção da chama.

6. Queimador de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 4, no qual cada uma das fendas (12) é formada concentricamente na placa (4) de manutenção da chama.

7. Queimador de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 1, no qual o separador (20, 30) rico/pobre em combustível é proporcionado numa porção axial da conduta (2) do combustível pulverizado, no qual o separador rico/pobre em combustível (20, 30) termina numa superfície plana, perpendicular a um eixo, depois de a forma da sua secção transversal se alargar gradualmente ao longo da direcção do fluxo e se tomar paralela à direcção do fluxo, e no qual o separador rico/pobre em. combustível (20, 30) inclui uma fenda de1 corte (20a, 30a) que penetra numa periferia do eixo para trás e para a frente.

8. Queimador de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 1, no qual o separador rico/pobre em combustível (20, 30) é constituído por uma estrutura poligonal, com faces, ou um bloco curvo ou uma estrutura semelhante a uma placa, e se forma um trajecto oco (20d, 30a) no referido 7¾ separador rico/pobre em combustível (20, 30), de modo que se faz passar uma parte do combustível pulverizado e do ar distribuído através de um interior do referido separador rico/pobre em combustível (20, 30).

9. Sistema de queimadores de combustível pulverizado que compreende: uma pluralidade de queimadores de combustível pulverizado de acordo com qualquer das reivindicações l a 8, para injectar uma mistura de um combustível pulverizado e ar para formar uma chama, uma caixa de insuflação (1), constituída por caixas de insuflação unitárias separadas, que são respectivamente penetradas por pelo menos uma conduta (2) de alimentação de combustível pulverizado e no qual se forma pelo menos um trajecto de alimentação de ar auxiliar da combustão, em tomo da referida conduta de alimentação de combustível (2), e um difusor (32, 33, 34, 35) disposto numa porção curva das referidas condutas (2) do combustível ligado às referidas tubeiras de injecção do queimador (2a) ou num lado da tubeira de injecção do queimador da porção curva.

10. Sistema de queimadores de combustível pulverizado de acordo com a reivindicação 9, no qual os referidos injectores (2a) do queimador são proporcionados em porções de canto da superfície lateral de uma fornalha.

11. Sistema de queimadores de combustível pulverizado de acordo cóm as reivindicações 10 ou 11, no qual cada uma das referidas caixas de insuflação unitárias separadas é constituída por pelo menos uma conduta (2) de alimentação de combustível pulverizado, que tem uma forma rectangular, numa secção transversal regular e um. trajecto de alimentação de ar auxiliar da combustão, e o 4

comprimento na direcção vertical das referidas caixas de insuflação unitárias é menor que metade do comprimento na direcção vertical de uma caixa de insuflação que é composta por pelo menos uma conduta de alimentação de combustível pulverizado e um trajecto de alimentação de ar auxiliar e que não é constituído por caixas de insuflação unitárias separadas.

12. Sistema de queimadores de combustível pulverizado de acordo com qualquer das reivindicações 9 a 11, no qual uma borda lateral de um corte do superfície lateral do referido difusor (32) tem uma forma definida por um lado poligonal ou uma linha suavemente curva, e o combustível pulverizado e o ar de distribuição se fazem passar ao longo da borda lateral do referido difusor (32), de modo que se modifica a área da secção de um trajecto do fluxo da referida conduta (2) de alimentação do combustível pulverizado.

13. Sistema de queimadores de combustível pulverizado de acordo com qualquer das reivindicações 9 a 11, nò qual o referido difusor é formado por um bloco percutor (32), proporcionado numa porção superior de uma saída de uma porção curvada da referida conduta (2) de combustível pulverizado e que tem uma superfície inclinada relativamente à direcção do fluxo.

14. Sistema de queimadores de combustível pulverizado de acordo com qualquer das reivindicações 9 a 11, no qual o referido difusor é constituído por pelo menos um deflector de guiamento (34), em forma de placa ou de válvula, disposto ao longo da direcção do trajecto do fluxo do combustível pulverizado e do ar de distribuição numa porção curva na qual a conduta (2) do combustível pulverizado está ligada à tubeira de injecção (2a) do queimador ou a porções rectilíneas a jusante e a montante da porção curva que inclui a porção curva. 5

15. Sistema de queimadores de combustível pulverizado de acordo com qualquer das reivindicações 9 a 11, no qual o referido difusor é um turbilhonador ou rodador (35) constituído por duas ou mais placas ou deflectores e o combustível pulverizado e o ar de distribuição se fazem passar através do turbilhonador ou rodador (35) de modo que se adiciona um turbilhão, numa direcção periférica da conduta de alimentação (2) para o combustível pulverizado e para o ar de distribuição, para efectuar a difusão. Lisboa, 4 de Agosto de 2000

O Agente Oficial da Propriedade Industrial .JOSÉ. DE SAMPAIO A.Q.P.L Rua do Salitre, 195, r/e-Drt. 1250 LISBOA