Brevet FR2493961A1 — publié le 19820514

L'invention concerne un procédé et un brQleur destinés à la production d'une flamme de charbon pulvérisé rotative dans des chambres de combustion fortement refroidies d'installations thermiques industrielles, de préférence de petit: générateurs de vapeur. I1 est connu que, pour assurer la production et le maintien dune flamme de charbon pulvérisé stable dans des chambres de combustion restreintes où le parcours de combustion est court, ce qui revient à dire que la durée de combustion est courte, on assure le maintien de la température de réaction au moyen d'agents auxiliaires d'allumage, sous la forme de garnitures réfractaires, ponts, conduits, dispositifs intercalés etc..., (par exemple document allemand OS 27 35 519). les inconvénients des procédés et installations connus résident en ce qu'ils nécessitent de grandes chambres de combustion et/ou des dispositifs intercalés et/ou de: accessoires encastrés dans la chambre de combustion, susceptible d'usure. Ces mesures ne permettent 'à grands frais ou même ne permettent pas leur utilisation dans des générateurs de vapeur à foyer tubulaire en particulier si leur puissance est faible. On connaît d'autre part des brtleurs et des procédés pour la production de flammes rotatives pour les chambres de combustion restreintes et fortement refroidies qui toutefois ne peuvent être mis en service qu'avec des combustible: gazeux et liquides. L'invention a pour but d'élargir le domaine d'utilisation des combustibles solides jusqu'aux installations industrielles de production de chaleur de préférence aux géné- rateurs de vapeur à foyer tubulaire, qui jusqu'ici sont alimentée en huiles de chauffage et en gaz combustibles et en particulier de substituer aux huiles et gaz de chauffage, dans des installations de production de chaleur existantes, des combustibles solides pulvérisés. L'invention se propose à cet effet de réaliser un procédé et un brûleur destinés à la production de flammes de charbon pulvérisé rotatives avec des taux de réaction élevés et une combustion de courte durée, pour des chambres de combustion étroites et fortement refroidies, tout en les alimentant avec des combustibles pulvérisés les plus variés. Ce résultat est obtenu par un procédé caractéri en ce que l'on fournit à la chambre de combustion l'air de combustion à la température ambiante d'une part, sous la forme a 'un courant d'air primaire axial charge de combustible solde en poudre ayant une teneur en humidité qt'J- peut aller jusqu'à la limite de la possibilité de transport et une grosseur de grain qui peut aller jusqu'à celle d'une poussière grossière, et d'autre part sous la forme d'air secondaire dirigé tangen- tiellement en formant ainsi i flamme rotative courte et régulière, dont l'intensité de rayonnement est élevée, avec une zone de recirculation intérieure9 ba combustion se faisant sans support de flamme, la puissance thermique pouvant être réglée en modifiant la vitesse et/ou la charge en combustible pulvérisé du mélange d'air primaire combustible pulvérisé. le bleur suivant l'invention est constitué par un tube intérieur sans dispositifs accessoires insérés pour le mélange d'air primaire et de combustible pulvérisé et par un canal annulaire entourant ce tube comportant un retrecis- sement et un appareil de guidage de l'air secondaire auquel se raccorde, vers la chambre de combustion, un diff'eur. Sur le canal annulaire est monté, du cfjjo de l'arrivée de cet air secondaire, un raccord avec un registre dfun modèle connu. Lt appareil de guidage possède des accessoires pour guider l'air tangentielle ment sous s un angle aigü par rapport au plan de sortie. Conformément à invention, le brûleur peut être monté après coup d'une seule pièce avec une bride de fixation sur la chambre de combustion d'un générateur de vapeur déjà existant à la place d'un brûleur à huile ou à gaz. Ce brûleur esi; alimenté par une conduite tubulaire avec un mélange air primaire-combustible pulvérisé, et par une autre conduite avec db air secondaire. L'air secondaire arrive par le dispositif de guidage de l'appareil à grande vitesse, dans la chambre de combustion, et provuqe la formation d'un courant circulaire avec une z8ne de remise en recirculatlon intérieure très nette, de sorte qu'il se produit un mélange intime entre le combustible et l'air de combustion. Par suite, la vitesse de la reaction de combustion s'élève, de sorte qu'il se forme une flaimne de charbon pulvérisé compacte, rotative, avec une densité d'énergie élevée et de courtes durées de combustion. L'invention est expliquée ci-après à l'aide de l'exemple d'un brdleur avec référence au dessin annexé. Dans l'intérieur du brtleur se trouve le tube i destiné à fournir le mélange air primaire-combustible pulvérisé, qui est préparé dans un courant d'air au moyen d'un organe qui n'est pas représenté. L'air secondaire est fourni à l'appareil de guidage 4 par le canal annulaire 2 entourant le tube 1, en passant par un rétrécissement 3. L'air secondaire arrivant tangentiellement, en sortant de l'appareil de guidage 4, arrive, par le diffuseur 5, dans la chambre de combustion. Le réglage db la quantité d'air secondaire s?opère au moyen du registre 6. Le tube i est fixé sur le canal annulaire 2 au moyen de la bride 8. L'ensemble du brûleur est fixé au moyen de la bride de fixation 7 sur la chambre de combustion d'un générateur de vapeur d'un type connu et qui n'est pas représenté. Au moyen de la solution proposée par l'invention, il est possible d'utiliser en fonctionnement automatisé un combustible pulvérisé dans des installations de production de chaleur industrielles de faille puissance. I1 est ici particulièrement avantageux que l'on peut convertir, postérieurement, des installations de production de chaleur de ce type de la consommation d'huile ou de gaz comme combustible, en installation du type à consommation de combustible solide pulvérisé. REVENDICATIONS 10) Procédé pour la production d'une flamme rotative de charbon pulvérisé dans un générateur de vapeur de préférence à flamme tubulaire, caractérisé en ce que l'on fournit à la chambre de combustion de l'air de combustion à la température ambiante d'une part sous la forme d'un courant d'air primaire axial chargé de combustible- solide en poudre ayant une teneur en humidité qui peut aller jusqu'à la limite de la possibilité de transport et une grosseur de grain qui peut aller jusqu'à celle d'une poussière grossière et d'autre part sous la forme d'air secondaire dirigé tangentiellement, en formant ainsi une flamme rotative courte et régulière dont l'intensité de rayonne- ment est élevée, avec une z8ne de recirculation intérieure, la combustion se faisant sans support de flamme, la puissance thermique pouvant étire réglée en modifiant la vitesse et/ou la charge en combustible pulvérisé du mélange air primairecombustible pulvérisé. 2 ) Brtleur à combustible pulvérisé pour l'application du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par un tube intérieur (1), sans accessoires insérés, pour un mélange air primaireZeombusuible pulvérisé et par un canal annulaire (2) entourant le-tube (1) comportant un rétrécissement (3) et un dispositif de guidage de l'air (4) destiné à l'air secondaire auquel se raccorde un diffuseur (5) allant vers la chambre de combustions et qu'il est monté un raccord (8) contenant un registre d'un type connu (6) étant monté sur le canal annulaire (2). 30) Bradeur à combustible pulvérisé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (4) de l'air possède des insertions destinées à guider l'air tangentiellement sous un angle aigE par rapport au plan de sortie. 40) Brûleur à combustible pulvérisé suivant lsune quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le bradeur peut être monté et fixé en une seule pièce, avec une bride de fixation (7) sur la chambre de combustion d'un générateur de vapeur déjà existant.