Brevet FR2463362A1 — publié le 19810220

Ia présente invention concerne un procédé d'allumage d'une flamme de brûleur circulaire à poussier de char- bon comportant une zone de courant inverse interne, flamme dans laquelle l'énergie d'allumage est intro- 5. duite centralement dans ladite zone de courant inverse interne de la flamme de brûleur circulaire à poussier de charbon Pour l'allumage d'une flamme de brUleur, de l'énergie d'sllumage est, en règle générale, amenée au mélange consumable d'air et de combustible. Dans les brûleurs circulaires à poussier de charbon, la préparation et l'amenée d'énergie d'allumage s'effectuent au moyen de brûleurs dits 1brâleurs d'amorçage" marchant à l'huile ou au gaz, l'huile ou le gaz étant enflammés par une étincelle d'amorçage électrique. On utilise l'huile ou le gaz comme véhicules d'énergie d'allumage en rai- son de leur propension à s'enflammer et de la stabilité de leur combustion, laquelle est indispensable, en par- ticulier, du fait des influences thermiques du foyer En raison du prix et des réserves disponibles il est toujours souhaitable d'utiliser/Comme combustible d'al- lumage pour le véhicule d'énergie d'allumage, non pas du gaz naturel ou du pétrole2 mais du charbon ou autre combustible solide, en particulier pour les foyers mar- chant au poussier de charbon La présente invention s'est donc fixé pour but de éa- liser l'application d'un combustible solide comme v- hicule d'énergie d'allumage dans les brûleurs circu- laires à poussier de charbon, c'est à dire dans des brOleurs de construction spéciale. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un dispositif d'allumage d'une flamme de brleur circu- laire à poussier de charbon à zone de courant inverse interne, flamme dans laquelle l'énergie d'allumage est 5. introduite centralement dans ladite zone de courant inverse interne, dispositif dans lequel l'énergie d'al- lumage est fournie en totalité ou en partie par une flamme d'amorçage fonctionnant au poussier de charbon Dans ce dispositif, conformément à l'invention, le rapport pondéral de l'air véhiculaire de poussier au poussier, dans la flamme d'amorçage à poussier (com- pris entre 0,5 et 1) est inférieur à celui existant dans la flamme principale du brûleur (compris entre 1,5 et 2). L'.invention prévoit en outre que, pour augmenter le temps de séjour des particules individuelles de pous- sier dans la zone d'allumage, la composante axiale d'air de combustion de la flamme d'amorçage à poussier sera plus petite que celle de la flamme principale du brûleur L'invention prévoit également que, pour équilibrer la composante axiale plus petite d'air de combustion de la flamme d'amorçage à poussier par rapport à la résul- tante recherchée, la composante tangentielle d'air de combustion de la flamme d'amorçage à poussier sera plus grande que celle de la flamme principale du brûleur Le procédé selon l'invention est caractérisé en outre par le fait que la flamme d'amorçage à poussier brtle avec un indice d'air ( & = 0,8 à 1,1) inférieur à ce- lui de la flamme principale du br.leur ( À = 1,1 à 1,3). Ledit procédé prévoit également que le dispositif d'a- morçage du brûleur d'amorçage sera actionné au moyen de gaz et d'électricité, ou au moyen d'huile et d'é- lectricité, ou uniquement à l'électricité L'invention prévoit en outre que l'air de combustion sera amené à la flamme du brûleur d'amorçage par le conduit d'arrivée d'air interne. L'invention prévoit également, pour réduire l'encom- brement au minimum, de faire fonctionner la flamme du brûleur d'amorçage avec le combustible principal Mais, dans certains cas particuliers, lorsque ceci est nécessaire à une bonne inflammation et à une bonne stabilité de combustion, il sera possible d'utiliser un combustible différant du combustible principal par sa granulométrie et/ou par sa consistance Bien qu'une flamme à poussier présente une plus grande inertie que les flammes à gaz ou à huile utilisées jusqu'ici, il sera possible de tenir compte de cette particularité par une conformation adéquate du brûleur. L'expérience a démontré qu'on pouvait corriger la ré- ticence relative d'une flamme d'amorçage à-poussier à s'enflammer et les difficultés d'allumage qui en dé- coulent en conformant le brûleur d'amorçage selon les mêmes principes que le brûleur principal. Ce brûleur prendra donc, conformément au procédé de l'invention, la forme de flammes d'amorçage à poussier dans un brûleur circulaire l'invention est décrite ci-après en détail en se réfé- rant à un exemple préféré, non limitatif, de réalisa- tion, représenté sur le dessin annexé dont la figure unique montre un brûleur circulaire à poussier de char- bon de construction connue, dans l'axe duquel est dis- posé un brûleur d'amorçage appliquant le-principe du procédé selon l'invention. Le brûleur circulaire, représenté en coupe axiale, fonctionnant au poussier de charbon se compose d'un tube central 1 d'arrivée d'air de combustion de la partie interne de la flamme, dans lequel est monté le brûleur d'amorçage fonctionnant également au poussier de charbon. Ce brûleur d'amorçage à poussier se com- pose d'.un tube A poussier d'amorçage-3 entourant con- centriquement un tube d'amorçage 2; le tube à pous- d'arrivée sier 3 lui-mtme est constitué par un tube 4/d'air ex- terne dont l'entrée d'air porte une couronne d'aubes de giration 5, axialement mobile, et dont la sortie. d'air 6 s'évase tronconiquement. Malgré l'identité de conformation du brûleur d'amorçage et du brûleur prin- cipal, ces deux brûleurs présentent les différences nécessaires de construction et de fonctionnement spé- cifiques du procédé. Les différences de construction résident dans la con- formation de la sortie tronconique 6 du brûleur d'a- morçage dont l'angle de conicité est en général plus grand que l'angle de conicité de l'orifice 7 du brû- leur principal. En outre, le rapport de la longueur axiale du cone de sortie au diamètre du tube d'air ex- terne (qui est de 0,75 à 1,5) est plus grand que ce- lui du brûleur principal (qui est de 0,4) En outre, le brûleur d'amorçage ne comporte pas de tube d'arrivée d'air interne en vue de la réalisation d'un mélange gras, donc mieux disposé à s'enflammer, d'air et de poussier. Une autre différence de cons- truction est qu'après sa sortie du cône 6 du brûleur d'amorçage la flamme d'amorçage à poussier, contraire- ment à la flamme du brûleur principal, sera protégée contre une perte calorifique excessive par le c8ne 7 du brûleur principalce qui influence favorablement la propension à s'enflammer et la stabilité de l'a- morçage Une caractéristique de construction spécifique du pro- cédé doit en outre 9tre recherchée dans la fait que le courant d'air de combustion de la flamme d'amorçage Z- poussier est amené au brûleur d'amorçage par le conduit d'air interne du brûleur principal et peut &tre réglé par un organe régulateur séparé indépendamment du courant d'air externe du brûleur principal les différences de fonctionnement du brûleur d'amor- gage par rapport au brûleur principal consistent en. ce que, pour améliorer la propension à l'inflammation, le rapport pondéral de l'air véhiculaire au poussier du brûleur d'amorçage (compris entre 0,5 et 1) est nettement inférieur à celui du brûleur principal (Come ___pris entre 1,5 et 2) o En outre, la flamme d'amorcage à poussier fonctionne avec un indice d'air ( =0,8 à 1) inférieur à celui de la flamme du brûleur prin- cipal ( A = 1,1 à 1,3) en vue de maintenir le mélange d'air et de poussier de la flamme d'amorçage dans un domaine de mélange gras donc mieux disposé & s'enflam- mer. De plus, l'air de combustion du brûleur principal com- porte des composantes de vitesse de l'air différentes C'est ainsi que la composante axiale de vitesse de l'air du brûleur d'amorçage sera plus petite que cel- - le du brûleur principal de façon à allonger le temps de séjour des particules de poussier combustible dans la zone d'amorçage et par conséquent à améliorer la stabilité de l'allumage. Par contre, la composante tangentielle de vitesse de l'air,réglable au moyen de la couronne d'aubes de giration 5, est plus grande que celle du brûleur principal de façon à garantir que le vecteur de vitesse d'air de combustion résul- tant, qui commande la turbulence, donc le processus de mélange, soit toujours maintenu à une valeur opti- male En outre, dans certains cas particuliers, le mode de fonctionnement du brûleur d'amorçage pourra se diffé- rencier de celui du brûleur principal par le fait qu'il fonctionnera avec un poussier combustible se distinguant du combustible principal par sa granulo- métrie et/ou sa consistance si cela est nécessaire à la fiabilité de l'amorçage et à la stabilité de l'al- lumage De son côté, le brûleur principal se compose, outre un tube d'arrivée d'air interne 1 à admission d'air réglable 8, d'un tube d'air véhiculaire de poussier 9 coaxial au premier, raccordé par une chambre de ré- partition de poussier 10 au conduit d'alimentation en poussier 11. Un tube d'air externe 12, monté coaxia- lement au tube d'air véhiculaire de poussier 9, est raccordé, par des obturateurs 13, au conduit d'air principal 14. Une couronne d'aubes de giration 15, traversée axialement par l'air externe, peut être dé- placée axialement au moyen de broches 16 et d'une ma- nivelle 17. Le conduit d'air externe 18 est raccordé au foyer par l'orifice de sortie, tronconiquement é- vasé, 7 du brûleur principal. La couronne d'aubes de giration 15 et l'orifice de sortie tronconique 7 du brûleur garantissent, comme on sait, la formation d'une zone de courant inverse favorisant l'amorçage du braleur principal. L'orifice de sortie 7 du brû- leur principal sera fait, par exemple, d'une masse céramique et placé dans une corbeille tubulaire 19 faite des tubes constituant la paroi tubulaire du foyer 8- REVENDICATIONS 1. Procédé d'allumage d'une flamme de brûleur circulai- re à poussier de charbon comportant une zone de cou- rant inverse interne, flamme dans laquelle l'énergie d'allumage est introduite centralement dans ladite zone de courant inverse de ialiamme de brûleur cir- culaire à poussier de charbon, caractérisé en ce que l'énergie d'allumage est fournie en totalité ou en partie par une flamme d'amorçage fonctionnant au poussier de charbon 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le rapport pondéral de l'air véhiculaire de poussier au poussier dans la flamme d'amorçage à poussier (compris entre 0,5 et 1) est inférieur à celui existant dans la flamme principale du brûleur (compris entre 1,5 et 2) 3. Procédé selon les Revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la composante axiale d'air de combustion de la flamme d'amorçage à poussier est plus petite que celle de la flamme principale du brûleur 4. Procédé selon les Revendications 1, 2 et 3, caracté- risé en ce que la composante tangentielle d'air de combustion de la flamme d'amorçage à poussier est plus grande que celle de la flamme principale du brûleur. 5. Procédé selon les Revendications 1, 2, 3 et 4, ca- ractérisé en ce que la flamme d'amorçage à poussier brtle avec un indice d'air ( A = 0,8 à 1,1) infé- rieur à celui de la flamme principale du brûleur ( I. = 1,1 à 1,3) 6. Procédé selon les Revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce le dispositif d'allumage du brû- leur d'amorçage est actionné au moyen de gas et d'é- lectricité, ou au moyen d'huile et d'électricité, ou uniquement à l'électricité. 7. Procédé selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que l'air de combustion est amené à la flamme du brûleur d'amorçage par le conduit d'arrivée d'air interne. 8. Procédé selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que la flamme du br.leur d'amorçage est actionnée avec le combustible prin- cipal 9. Procédé selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que la flamme du brûleur d'amorgage est actionnée par un poussier combustible différant du combustible principal par sa granule- mé trie et/ou sa consistance