ES2246783T3 - Quemadores para la combustion de combustible pulverizado. - Google Patents
Quemadores para la combustion de combustible pulverizado.Info
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Abstract
Quemador para la combustión de combustible pulverizado que comprende una pluralidad de toberas de aire dispuestas en una pared lateral de un horno para la inyección de un flujo mezclado (7) de un combustible pulverizado y de aire conductor para establecer una llama, incluyendo dichas toberas de aire: una tobera de aire primaria (1) que tiene una dirección variable para inyectar dicho flujo mezclado (7) dentro del horno, una tobera de aire secundaria (2) para alimentar aire auxiliar (16) de la combustión alrededor de dicha tobera de aire primaria (1), y un tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado para alimentar dicho flujo mezclado (7) a dicha tobera de aire primaria (1), en el que dicho tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado se extiende a través de una caja (5) del viento de forma que un paso (4) para el suministro de aire auxiliar de la combustión se forme alrededor de dicho tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado, caracterizado porque un separador (6) del flujo rico/pobre está dispuesto en o cerca de una porción unida situada entre dicha tobera de aire primaria (1) y dicho tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado y dicho separador (6) del flujo rico/pobre está adaptado para cambiar su dirección en respuesta a o independientemente de un cambio de una dirección de inyección de dicha tobera de aire primaria (1).
Description
Quemador para la combustión de combustible
pulverizado.
La presente invención se refiere a un quemador
para la combustión de combustible pulverizado para ser aplicado a
una caldera de una planta de energía térmica o a una planta química,
un horno de una industria química o similares.
La técnica anterior del tipo indicado se
describirá con referencia a la Fig. 5. Las Figs. 5(a) a
5(c) son secciones laterales que muestran esquemáticamente
una construcción de un quemador para la combustión de combustible
pulverizado. Las Figs. 5(a), 5(b) y 5(c)
muestran los casos, respectivamente, en los cuales un flujo mezclado
de un combustible pulverizado y aire conductor, es inyectado
horizontalmente, en el cual el flujo mezclado es inyectado hacia
arriba y en el cual el flujo mezclado es inyectado hacia abajo.
Dicho quemador para la combustión de combustible pulverizado se
divulga en el documento EP 0687857.
La referencia numeral 1 designa una tobera de
aire primaria, y el numeral 2 designa una tobera de aire secundaria
dispuesta fuera de la tobera de aire primaria 1. El numeral 3
designa un tubo para el suministro de combustible pulverizado, y el
numeral 4 designa un paso auxiliar para el suministro del
combustible auxiliar de la combustión que se define por el tubo 3
para el suministro de combustible pulverizado y una caja 5 del
viento. El tubo 3 para el suministro de combustible pulverizado
comunica en su extremo terminal con la tobera de aire primaria 1, y
el paso auxiliar 4 para el suministro de aire de la combustión
comunica con la segunda tobera de aire secundaria 2.
La referencia numeral 10 designa un separador del
flujo rico/pobre que está dispuesto dentro del tubo 3 para el
suministro de combustible pulverizado, de forma que un flujo
mezclado 7 del combustible pulverizado y aire conductor, cuando
fluyen a través del tubo 3 para el suministro de combustible
pulverizado, puede incidir sobre el separador 10 del flujo
rico/pobre y pueden ser separados por la acción de la fuerza
centrífuga hasta obtener un flujo relativamente rico 8, (como se
indica mediante las líneas continuas) para fluir a lo largo del lado
exterior y un flujo pobre 9 (como se indica mediante las líneas de
puntos) para fluir a lo largo del lado interior.
Aquí, la referencia numeral 12 designa un huelgo
que se establece entre la porción terminal lateral del horno de la
caja 5 del viento y la porción terminal lateral de la caja del
viento de la tobera de aire secundaria 2 cuando la tobera de aire
secundaria 2 es dirigida hacia arriba, como se muestra en la Fig.
5(b), o hacia abajo, como se muestra en la Fig. 5(c),
en \Theta grados.
En las operaciones ordinarias, el flujo mezclado
7 del combustible pulverizado y el aire conductor, es guiado a
través del tubo 3 para el suministro de aire pulverizado hacia el
interior de la tobera de aire primaria 1 para que sea inyectado
dentro del horno. Por otro lado, el aire auxiliar de la combustión
es guiado a través del paso 4 de suministro de aire auxiliar de la
combustión hacia el interior de la tobera de aire secundaria 2 para
que sea inyectado dentro del horno.
Con el fin de satisfacer la eficacia de una
combustión de Nox baja etc. requerida en la fase de la combustión,
tanto los flujos relativamente rico y pobre 8 y 9 del combustible
pulverizado, cuando son separados después de que el flujo mezclado 7
es separado por la acción del separador 10 del flujo rico/pobre,
tienen que ser mantenidos con una distribución de concentración
adecuada en el plano de salida lateral del horno de la tobera de
aire primaria 1.
Así mismo, el aire auxiliar de la combustión
tiene que ser inyectado de forma tan completa como sea posible a
través de la tobera de aire secundaria 2 dentro del horno para de
esta forma contribuir eficazmente a la combustión.
La Fig. 5(a) muestra el estado en el cual
el flujo mezclado 7 y el aire auxiliar de la combustión son
inyectados horizontalmente dentro del horno. En este quemador de la
técnica anterior, la dirección de inyección del flujo mezclado 7 y
del aire auxiliar de la combustión dentro del horno, puede
modificarse hacia arriba o hacia abajo dirigiendo la tobera de aire
primaria 1 y la tobera de aire secundaria 2 hacia arriba o hacia
abajo , respectivamente, como se muestra en la Fig. 5(b) o
5(c).
Como resultado de ello, la posición de la llama
que va a mantenerse en el horno puede ser desplazada hacia arriba o
hacia abajo del horno para de esta forma ajustar la distribución de
la temperatura del gas del horno y la temperatura del gas en el
plano de salida del horno.
En el quemador de la técnica anterior hasta ahora
descrito, el flujo mezclado 7 del combustible pulverizado y del aire
conductor puede obtener la distribución de concentración adecuada en
el plano de salida lateral del horno de la tobera de aire primaria 1
cuando es inyectado horizontalmente dentro del horno, como se
muestra en la Fig. 5(a). Cuando la tobera de aire primaria 1
es dirigida hacia arriba o hacia abajo, respectivamente, como se
muestra en la Fig. 5(b) o 5(c), por otro lado, el
flujo relativamente rico 8 del combustible pulverizado es presionado
originando el problema de que el flujo mezclado 7 no puede
establecer la distribución adecuada rico/pobre en el plano de salida
lateral del horno de la tobera de aire primaria 1 a diferencia del
estado mostrado en la Fig. 5(a).
Así mismo, el aire auxiliar de la combustión
tiene que pasar tan completamente como sea posible a través de la
tobera de aire secundaria 2. Cuando la tobera de aire secundaria 2
es dirigida hacia arriba o hacia abajo, sin embargo, se establece el
huelgo 12, como se muestra en la Fig. 5(b) o 5(c)
entre la porción terminal lateral del horno de la caja 5 del viento
y la porción terminal lateral de la caja del viento de la tobera de
aire secundaria 2. Como resultado de ello una porción de aire
auxiliar de la combustión puentea la tobera de aire secundaria 2 a
partir de ese huelgo 12 y se escapa dentro del horno originando con
ello el problema de que el aire auxiliar de la combustión no
contribuye de manera efectiva a dicha combustión.
La invención está dirigida a resolver aquellos
problemas de la técnica anterior y tiene como objeto proporcionar un
quemador para la combustión de combustible pulverizado que pueda
mantener la distribución de concentración del combustible
pulverizado y pueda eliminar los escapes del aire auxiliar de la
combustión.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un quemador para la combustión de combustible
pulverizado según se define en la reivindicación 1. En las
reivindicaciones dependientes se definen las formas de realización
preferentes.
Concretamente, el separador del flujo rico/pobre
está dispuesto en o cerca de la porción articulada entre la tobera
de aire primaria y el tubo para el suministro de combustible
pulverizado, y se posibilita que el separador del flujo rico/pobre
cambie su dirección en respuesta a o independientemente del cambio
de la dirección de inyección de la tobera de aire primaria. Así,
cuando la tobera de aire primaria cambia su dirección de inyección
hacia arriba o hacia abajo, por ejemplo, el separador del flujo
rico/pobre sigue el cambio de dirección para que el aire mezclado de
los flujos rico y pobre separados de esta forma sea inyectado sin
ninguna presión de acuerdo con la dirección de la tobera de aire
primaria.
De acuerdo con una forma de realización de la
invención, corriente arriba del separador del flujo rico/pobre
dispuesto en o cerca de la porción articulada entre la tobera de
aire primaria y el tubo para el suministro de combustible
pulverizado, está dispuesto otro separador del flujo rico/pobre.
Así, la separación del flujo rico/pobre se efectúa en primer término
por el separador del flujo rico/pobre situado corriente arriba, y a
continuación se efectúa también reanudando el efecto de separación,
en o cerca de la porción unida próxima al orificio de inyección
situado entre la tobera de aire primaria y el tubo para el
suministro de combustible pulverizado aunque seguido del cambio de
dirección de acuerdo con el giro hacia arriba o hacia debajo de la
tobera de aire primaria.
De acuerdo con otra forma de realización un
enderezador del flujo de aire de la combustión está dispuesto en la
caja del viento para enviar el aire auxiliar de la combustión dentro
de una entrada de la tobera de aire secundaria. Concretamente, las
fugas del aire auxiliar de la combustión en la entrada de la tobera
de aire secundaria pueden ser drásticamente evitadas no solo
diseñando preferentemente la tobera de aire primaria para guiar el
flujo mezclado del combustible pulverizado y del conductor, sino
también guiando el aire auxiliar de la combustión hasta la entrada
de la tobera de aire secundaria mediante el enderezador del flujo de
aire auxiliar de la combustión dispuesto en la caja del viento.
De acuerdo con otra forma de realización la
tobera de aire primaria está dispuesta en una porción esquinera de
la pared lateral del horno. Concretamente, el quemador está diseñado
para separar el flujo mezclado del combustible pulverizado y aire
conductor convirtiéndolo en flujo rico y flujo pobre mediante el
tubo para el suministro de combustible pulverizado y la tobera de
aire primaria y para mantener el efecto de separación, y está
dispuesto en la porción esquinera de la pared lateral del horno de
forma que la inyección preferente pueda llevarse a cabo desde la
porción esquinera hacia el interior del horno.
De acuerdo con otra forma de realización, la caja
del viento comprende una pluralidad de cajas del viento
individuales, teniendo cada una una sección cuadrada y teniendo cada
una al menos un tubo para el suministro de combustible pulverizado y
un paso para el suministro de aire auxiliar de la combustión,
estando dichas cajas del viento individuales dispuestas en relación
separada o unida entre sí, y la caja del viento individual tiene una
longitud direccional hacia arriba y hacia abajo de una y media veces
(1,5) o
menos su longitud direccional lateral.
menos su longitud direccional lateral.
Concretamente, la caja del viento individual está
construida alojando la tobera de aire primaria, la cual está
diseñada para separar el flujo mezclado de combustible pulverizado y
de aire conductor por el tubo para el suministro de combustible
pulverizado y la tobera de aire primaria para mantener el efecto de
separación, y la tobera de aire secundaria que impide las fugas del
aire auxiliar de la combustión en su entrada, y la caja del viento
individual tiene una longitud direccional hacia arriba y hacia abajo
de una y media veces (1,5) o menos su longitud direccional lateral,
para de esta forma obtener una construcción total compacta sin
reducir el rendimiento.
De las Figs. 1(a) 1(b) y
1(c), que muestran esquemáticamente un quemador para la
combustión de combustible pulverizado de acuerdo con una primera
forma de realización de la Invención: la Fig. 1(a) es un
diagrama explicatorio que muestra el supuesto en el que un flujo
mezclado de un combustible pulverizado y de aire conductor es
inyectado horizontalmente; la Fig. 1(b) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia arriba; la Fig. 1(c) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia abajo;
De las Figs. 2(a), 2(b) y
2(c), que esquemáticamente muestran un quemador para la
combustión de combustible pulverizado de acuerdo con una segunda
forma de realización de la Invención: la Fig. 2(a) es un
diagrama explicatorio que muestra el supuesto en el que un flujo
mezclado de un combustible pulverizado y de aire conductor es
inyectado horizontalmente; la Fig. 2(b) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia arriba; y la Fig. 2(c) es un diagrama
explicatorio que muestra un supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia abajo;
De las Figs. 3(a), 3(b) y
3(c), que esquemáticamente muestran un quemador para la
combustión de combustible pulverizado de acuerdo con una tercera
forma de realización de la Invención: la Fig. 3(1) es una
diagrama explicatorio que muestra el supuesto en el que un flujo
mezclado de un combustible pulverizado y de aire conductor es
inyectado horizontalmente; la Fig. 3(b) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia arriba; y la Fig. 3(c) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia abajo;
De las Figs. 4(a), 4(b) y
4(c), que muestran esquemáticamente un quemador para la
combustión de combustible pulverizado de acuerdo con una cuarta
forma de realización de la Invención: la Fig. 4(a) es un
diagrama explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo
mezclado de un combustible pulverizado y de aire conductor es
inyectado horizontalmente; la Fig. 4(b) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia arriba; y la Fig. 4(c) es un diagrama
explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo mezclado es
inyectado hacia abajo; y
De las Figs. 5(a), 5(b) y
5(c), que muestran esquemáticamente un quemador para la
combustión de combustible pulverizado de la técnica anterior: la
Fig. 5(a) es un diagrama explicatorio que muestra el supuesto
en el que un flujo mezclado de un combustible pulverizado y de aire
conductor es inyectado horizontalmente; la Fig. 5(b) es un
diagrama explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo
mezclado es inyectado hacia arriba; y la Fig. 5(c) es un
diagrama explicatorio que muestra el supuesto en el que el flujo
mezclado es inyectado hacia abajo.
La Fig. 6 es una vista explicatorio, que muestra
un ejemplo de disposición de un quemador para la combustión de
combustible pulverizado en un horno con respecto a cada una de las
formas de realización de acuerdo con la presente invención.
La Fig. 7 es una vista explicatorio, que muestra
un esquema de una caja del viento individual construida por el
quemador para la combustión del combustible pulverizado con respecto
a cada una de las formas de realización de acuerdo con la presente
invención.
A continuación se describirá una forma de
realización de la presente invención con referencia a las Figs.
1(a) a 1(c). Las Figs. 1(a) a 1(c) son
secciones laterales que muestran esquemáticamente una construcción
de un quemador para la combustión de combustible pulverizado. Las
Figs. 1(a), 1(b) y 1(c) muestran los supuestos,
respectivamente, en los cuales un flujo mezclado de un combustible
pulverizado y un aire conductor es inyectado horizontalmente, en el
cual el flujo mezclado es inyectado hacia arriba, y en el cual el
flujo mezclado es inyectado hacia abajo. Aquí, las porciones
idénticas a las de la técnica anterior son designadas mediante
referencias numerales comunes, omitiéndose las descripciones
reiteradas de las mismas.
En esta forma de realización, en la porción
articulada entre la tobera de aire primaria 1 y el tubo 3 para el
suministro de combustible pulverizado, hay un separador 6 del flujo
rico/pobre que está conectado a la tobera de aire primaria 1
mediante un mecanismo de unión apropiado, de forma que su dirección
puede modificarse cuando la tobera de aire primaria 1 cambia su
dirección de inyección.
Incidentalmente, el separador 6 del flujo
rico/pobre puede disponerse con una estructura separada de la tobera
de aire primaria 1 y puede actuar por sí mismo de forma que puede
detectar el movimiento de la tobera de aire primaria 1 modificar su
dirección de acuerdo con el movimiento detectado.
La referencia numeral 11 designa un dispositivo
de dispersión que está dispuesto en el lado exterior de la porción
doblada donde el tubo 3 para el suministro de combustible
pulverizado se curva corriente arriba, para que un flujo de mezcla
rico con tendencia a divergir por la fuerza centrífuga pueda incidir
sobre el dispositivo de dispersión y pueda ser dispersado
homogéneamente dentro del tubo 3 para el suministro de combustible
pulverizado.
En esta forma de realización, el separador 6 del
flujo rico/pobre está construido para seguir el cambio de dirección
de la tobera de aire primaria 1, según lo anteriormente descrito.
Aunque la tobera de aire primaria 1 está dirigida horizontalmente,
como se muestra en la Fig. 1(a), el separador 6 del flujo
rico/pobre está dirigido horizontalmente. Cuando la tobera de aire
primaria 1 está dirigida hacia abajo, como se muestra en la Fig.
1(b), el separador 6 del flujo rico/pobre está dirigido en
consonancia hacia arriba. Cuando la tobera de aire primaria está
dirigida hacia abajo, como se muestra en la Fig. 1(c), el
separador 6 del flujo rico/pobre está dirigido en consonancia hacia
abajo. Así, el separador 6 del flujo rico/pobre actúa para
introducir el flujo del flujo mezclado 7 en la misma dirección que
la de la inyección dentro del horno mediante la tobera de aire
primaria 1.
Así, de acuerdo con esta forma de realización,
tanto el flujo rico 8 como el flujo pobre 9 del combustible
pulverizado que va a ser preparado por el preparador 6 del flujo
rico/pobre puede establecer un flujo que mantenga una distribución
de concentración equivalente a la del supuesto en el que el flujo
mezclado 7 está siendo inyectado horizontalmente. Incluso si la
dirección de la tobera de aire primaria 1 para inyectar el flujo
mezclado 7 cambia de la dirección horizontal hacia las direcciones
hacia arriba o hacia abajo, la distribución de la concentración,
según lo requerido para la eficacia de la combustión del
combustible, puede mantenerse y retenerse sin establecer ningún
flujo presionado en el plano de salida de la tobera de aire
primaria.
Aquí, la tobera de aire primaria (tobera del
quemador) construida del modo indicado está dispuesta en cada
porción esquinera de la pared lateral del horno (pared del horno),
como se muestra esquemáticamente en la Fig.6, de forma que el flujo
mezclado del combustible pulverizado cuando es separado en rico y
pobre, y el aire conductor pueden ser eficazmente inyectados desde
la porción esquinera hacia el interior del horno.
Así mismo, como se muestra en la Fig. 7, una caja
del viento individual con una sección frontal cuadrada, está
compuesta de, al menos, un tubo para el suministro de combustible
pulverizado y un tubo auxiliar para el suministro de aire de la
combustión, y una pluralidad de estas cajas del viento individuales
están dispuestas ya sea separadamente o uniéndolas. Esta
construcción se constituye como un todo compacto haciendo que la
longitud direccional hacia arriba y hacia abajo de la caja del
viento individual sea una y media (1,5) veces o menos la longitud
direccional lateral de la caja del viento. Debe destacarse que, en
la Fig. 7, se muestran un quemador de carbón que está construido
mediante el tubo para el suministro de combustible pulverizado, el
paso para el suministro de aire auxiliar de la combustión, y un
quemador de petróleo, pero cuando no se suministra ningún
combustible de petróleo, el quemador de petróleo puede utilizarse
como salida de aire para suministrar el aire auxiliar.
Con referencia a las Figs. 2(a) a
2(c), se describirá una segunda forma de realización de la
invención. Como en las Figs. 1(a) a 1(c) que muestran
la primera forma de realización, las Figs. 2(a) a 2(c)
son secciones laterales que muestran esquemáticamente una
construcción de un quemador para la combustión de combustible
pulverizado. Las Figs. 2(a), 2(b) y 2(c)
muestran los supuestos, respectivamente, en el cual un flujo
mezclado de un combustible pulverizado y de aire conductor es
inyectado horizontalmente, en el cual el flujo mezclado es inyectado
hacia arriba, y en el cual el flujo mezclado es inyectado hacia
abajo. Aquí, las porciones idénticas a las de la técnica anterior o
a la primera forma de realización son designadas mediante
referencias numerales comunes, omitiéndose descripciones repetidas
de las mismas.
En esta forma de realización, otro separador 10
del flujo rico/pobre está dispuesto corriente arriba del separador 6
del flujo rico/pobre separador que está dispuesto en la porción
unida situada entre la tobera de aire primaria 1 y el tubo 3 para el
suministro de combustible pulverizado.
De estos separadores 6 y 10 del flujo
rico/pobre, el corriente arriba 6,en cuanto está dispuesto en la
porción unida entre la tobera de aire primario 1 y el tubo 3 para el
suministro de combustible pulverizado, es de tipo variable para
actuar de acuerdo con la acción de la tobera de aire primaria 1,
como en la primera forma de realización, para cambiar la dirección
del flujo, de forma que puedan establecerse los flujos relativamente
rico y pobre 8 y 9 en la misma dirección en la cual el combustible
pulverizado es inyectado dentro del horno. Por otro lado, el
separador 10 del flujo rico/pobre, tal como está dispuesto corriente
arriba, puede ser, o bien de tipo fijo o de tipo variable en el cual
no está especialmente constreñido por la acción de la tobera de aire
primaria 1.
En esta forma de realización el flujo mezclado 7
es separado primeramente en flujo rico y pobre mediante el separador
corriente arriba 10 del flujo rico/pobre para ser a continuación
guiado hacia el interior del separador corriente abajo 6 del flujo
rico/pobre y de la tobera de aire primaria 1. A continuación, como
en la primera forma de realización, el separador corriente abajo 6
del flujo rico/pobre, está construido para seguir el cambio de la
dirección de la tobera de aire primaria 1, según lo antes descrito.
Cuando la tobera de aire primaria 1 es dirigida horizontalmente,
como se muestra en la Fig. 2(a), el separador 6 del flujo
rico/pobre es también dirigido horizontalmente. Cuando la tobera de
aire primaria es dirigida hacia arriba, como se muestra en la Fig.
2(b), el separador 6 del flujo rico/pobre es en consonancia
dirigido hacia arriba. Cuando la tobera de aire primaria es dirigida
hacia abajo, como se muestra en la Fig. 2(c), el separador 6
del flujo rico/pobre es consonancia dirigido hacia abajo. Así, el
separador 6 del flujo rico/pobre actúa para introducir el flujo del
flujo mezclado 7 en la misma dirección que la de inyección dentro
del horno por la tobera de aire primaria 1.
Mediante esta acción, el combustible pulverizado,
preparado por los separadores 6 y 10 del flujo rico/pobre, es
habilitado para establecer que los flujos mantengan una distribución
de concentración equivalente a la del supuesto en el cual tanto el
flujo rico 8 como el flujo pobre 9 son inyectados horizontalmente,
como se muestra en la Fig. 2(a).
Incluso si la dirección para que la tobera de
aire primaria 1 inyecte el flujo mezclado 7 cambia de la dirección
horizontal a las direcciones hacia arriba y hacia abajo, con la
acción adicional del separador 10 del flujo rico/pobre, la
distribución de la concentración, según lo requerido para la
eficacia de la combustión del combustible, puede mantenerse y
retenerse en el plano de salida de la tobera de aire primaria 1.
A continuación, y con referencia a las Figs.
3(a) a 3(c) se describirá una tercera forma de
realización de la presente invención. Como las primera y segunda
formas de realización, las Figs. 3(a) a 3(c) son
secciones laterales que muestran esquemáticamente una construcción
de un quemador para la combustión de combustible pulverizado. Las
Figs. 3(a), 3(b) y 3(c) muestran los supuestos,
respectivamente, en el cual un flujo mezclado de un combustible
pulverizado y de aire conductor es inyectado horizontalmente, en el
que el flujo mezclado es inyectado hacia arriba, y en el que el
flujo mezclado es inyectado hacia abajo. Aquí, las porciones
idénticas a las de la técnica anterior o a las primera y segunda
formas de realización son designadas mediante referencias numerales
comunes, omitiéndose la descripción reiterada de las mismas.
Esta forma de realización está provista de una
placa enderezadora 13 que está dispuesta en la tobera de aire
primaria 1 y que cambia su dirección de acuerdo con el cambio de la
dirección de la tobera de aire primaria 1, y una segunda placa
enderezadora 14 que está dispuesta en el tubo 3 para el suministro
de combustible pulverizado corriente abajo del separador 10 del
flujo rico/pobre.
En esta forma de realización el flujo mezclado 7
del combustible pulverizado y de aire conductor es inyectado
horizontalmente desde la tobera de aire primaria 1, como se muestra
en la Fig. 3(a), y la tobera de aire primaria 1 cambia su
dirección para mezclar el flujo mezclado hacia arriba o hacia
abajo, como se muestra en la Fig. 3(b) o en la Fig.
3(c).
Antes de esta inyección, el flujo mezclado 7 es
separado en flujos rico y pobre mediante el separador 10 del flujo
rico/pobre dispuesto en el lado corriente arriba, y es entonces
introducido dentro de la tobera de aire primaria 1.
En primer lugar, como se muestra en la Fig.
3(a) la segunda placa enderezadora 14 del tubo 3 para el
suministro de combustible pulverizado actúa para mantener la
distribución de la concentración, según se determina por el flujo
rico 8 y el flujo pobre 9 del combustible pulverizado, en una fase
anterior a la que el flujo rico 8 y el flujo pobre 9 alcanzan la
tobera de aire primaria 1. La primera placa enderezadora 13 de la
tobera de aire primaria 1 actúa para dirigir el flujo rico 8 del
combustible pulverizado hacia la cara interior de la tobera de aire
primaria 1.
Cuando la tobera de aire primaria 1 es dirigida
hacia arriba o hacia abajo en \Theta grados, como se muestran
también en las Figs. 3(b) o 3(c), el combustible
pulverizado es habilitado para mantener la distribución de la
concentración del flujo rico 8 y del flujo pobre 9, según es
establecido por el separador 10 del flujo rico/pobre, mediante las
acciones enderezadoras de la segunda placa enderezadora 14 del tubo
3 para el suministro del combustible pulverizado y la primera placa
enderezadora 13 de la tobera de aire primaria 1.
Mediante las acciones de estas primera y segunda
placas enderezadoras 13 y 14, el flujo rico 8 y el flujo pobre 9 del
combustible pulverizado son habilitados para establecer los flujos
que mantienen la distribución de la concentración equivalente a la
del supuesto en el cual el flujo mezclado 7 es inyectado
horizontalmente, como se muestra en la Fig. 3(a). Incluso si
la dirección de la tobera de aire primaria para inyectar el flujo
mezclado 7 cambia de la dirección horizontal a las direcciones hacia
arriba o hacia abajo, con la acción adicional del separador 10 del
flujo rico/pobre, la distribución de la concentración, según lo
requerido por la eficacia de la combustión del combustible, puede
mantenerse en el plano de salida de la tobera de aire primaria
1.
A continuación, y con referencia a las Figs.
4(a) a 4(c) se describirá una cuarta forma de
realización de la presente invención. Como en la primera, segunda y
tercera formas de realización, las Figs. 4(a) a 4(c)
son secciones laterales que muestran esquemáticamente una
construcción de un quemador para la combustión de combustible
pulverizado. Las Figs. 4(a), 4(b) y 4(c)
muestran los supuestos, respectivamente, en el cual un flujo
mezclado de un combustible pulverizado y de aire conductor es
inyectado horizontalmente, en el cual el flujo mezclado es inyectado
hacia arriba y en el cual el flujo mezclado es inyectado hacia
abajo. Aquí, las porciones idénticas a las de la técnica anterior, o
de la primera, segunda o tercera formas de realización, son
designadas mediante referencias numerales comunes, omitiéndose la
descripción reiterada de las mismas.
En esta forma de realización, está dispuesto,
dentro del paso 4 para el suministro de aire auxiliar de la
combustión, un enderezador 15 del flujo de aire auxiliar de la
combustión que está dispuesto dentro de la caja 5 del viento y en
proximidad a la porción articulada entre la tobera de aire
secundaria 2 y el paso 4 para el suministro de aire auxiliar de la
combustión. Aquí, la referencia numeral 16 designa el aire auxiliar
de la combustión que va a ser inyectado desde el paso 4 para el
suministro de aire auxiliar de la combustión a través de la tobera
de aire secundaria 2 hacia el interior del horno. El numeral 17
designa el aire auxiliar de la combustión que puentea con la tobera
de aire secundaria 2 desde el paso 4 para el suministro de aire
auxiliar de la combustión y se vierte alrededor de la tobera de aire
secundaria 2 dentro del horno.
En esta forma de realización, el flujo mezclado 7
del combustible pulverizado y del aire conductor es dispersado por
el dispositivo de dispersión 11 y separado en flujos rico y pobre
mediante el separador 10 del flujo rico/pobre hasta que es guiado
hacia el interior de la tobera de aire primaria 1.
El enderezador 15 del flujo de aire auxiliar de
la combustión actúa para cambiar la dirección del flujo del aire
auxiliar de la combustión de la forma efectiva que se requiere para
que, una vez que el aire auxiliar de la combustión haya pasado por
las inmediaciones de la cara de la pared interna superior y la cara
de la pared interna superior del paso 4 para el suministro de aire
auxiliar de la combustión, pueda atravesar el interior de la tobera
de aire secundaria 2.
Mediante la acción de este enderezador 15 del
flujo de aire auxiliar de la combustión, casi todo el aire auxiliar
de la combustión puede ser el aire auxiliar 16 de la combustión que
va a inyectarse dentro del horno a través de la tobera de aire
secundaria 2, reduciendo al mínimo, al mismo tiempo, la cantidad de
aire 17 que podría en otro caso puentear la tobera de aire
secundaria 2 y verterse dentro del horno.
Aunque la invención se ha descrito en conexión
con las formas de realización mostradas, no debe limitarse a éstas
sino que pueden naturalmente modificarse de diversas maneras en
cuanto a su estructura específica dentro del ámbito de aquella.
Una mejora incorporada a la presente invención
comprende un separador del flujo rico/pobre dispuesto en o cerca de
una porción unida situada entre dicha tobera de aire primaria y
dicho tubo para el suministro de combustible pulverizado y en la que
dicho separador del flujo rico/pobre está habilitado para cambiar su
dirección en respuesta a o independientemente de un cambio en la
dirección de inyección de dicha tobera de aire primaria. Como
resultado de ello, el separador del flujo rico/pobre varía siguiendo
el cambio de dirección de inyección de la tobera de aire primaria,
de forma que el flujo mezclado pueda ser inyectado como un flujo
fiable y estable sin ninguna presión en la dirección de la tobera de
aire primaria procedente de la tobera de aire primaria y hacia el
interior del horno, para de esta forma proporcionar un quemador para
la combustión de combustible pulverizado altamente fiable.
El quemador para la combustión de combustible
pulverizado de acuerdo con una forma de realización de la invención
está construido para comprender adicionalmente otro separador de
aire rico/pobre dispuesto corriente arriba del separador del flujo
rico/pobre señalado en primer término. Como resultado de ello, la
separación del flujo se lleva a cabo primeramente mediante el
separador del flujo rico/pobre, según está dispuesto corriente
arriba, y el flujo mezclado puede ser guiado reanudando el efecto de
separación sin ninguna presión en la misma dirección que la de la
tobera de aire primaria e inyectado dentro del horno, proporcionando
de esta forma un quemador para la combustión de combustible
pulverizado altamente fiable.
El quemador para la combustión de combustible
pulverizado de acuerdo con otra forma de realización de la invención
está construido para adicionalmente comprender un enderezador del
flujo de aire auxiliar de la combustión dispuesto en dicha caja del
viento para guiar dicho aire auxiliar de la combustión dentro de una
entrada de dicha tobera de aire secundaria. Como resultado de ello,
el flujo mezclado del combustible pulverizado y de aire conductor
puede inyectarse dentro de una situación preferente desde la tobera
de aire primaria, y el aire auxiliar de la combustión puede ser
guiado en un estado preferente desde el lateral exterior hacia el
interior de la entrada de la tobera de aire secundaria mediante el
enderezador del flujo de aire auxiliar de la combustión dispuesto en
la caja del viento, para evitar de esta forma drásticamente las
fugas de aire auxiliar de la combustión en la entrada de la tobera
de aire secundaria.
El quemador para la combustión de combustible
pulverizado de acuerdo con otra forma de realización adicional de la
invención está construido de forma que dicha tobera de aire primaria
está dispuesta en una porción esquinera de la pared lateral del
horno. Como resultado de ello, el quemador está diseñado para
separar el flujo mezclado del combustible pulverizado y del aire
conductor convirtiéndolo en flujo rico y flujo pobre mediante el
tubo de combustible pulverizado y la tobera de aire primaria y para
mantener el efecto de separación, y está dispuesto en la porción
esquinera de la pared lateral del horno, de forma que la inyección
preferente puede llevarse a cabo desde la porción esquinera hacia el
interior del horno, manteniendo de esta forma la combustión
apropiada.
El quemador para la combustión de combustible
pulverizado de acuerdo con otra forma adicional de realización está
construido de forma que dicha caja del viento comprende una
pluralidad de cajas del viento individuales, teniendo cada una una
sección frontal cuadrada y teniendo cada una al menos un tubo para
el suministro de combustible pulverizado y un paso para el
suministro de aire auxiliar de la combustión, estando dichas cajas
del viento individuales dispuestas en una relación separada o unida
entre sí, y dicha caja del viento individual tiene una extensión
direccional hacia arriba y hacia abajo de una y media (1,5) veces o
menos su longitud direccional lateral. Como resultado de ello, la
caja del viento individual está construida alojando la tobera de
aire primaria, la cual está diseñada para separar el flujo mezclado
del combustible pulverizado y del aire conductor mediante el tubo
para el suministro de combustible pulverizado y la tobera de aire
primaria y para mantener el efecto de separación, y la tobera de
aire secundario que impide las fugas de aire auxiliar de la
combustión en su entrada, y la caja del viento individual tiene una
longitudinal direccional hacia arriba y hacia abajo de una y media
veces (1,5) o menos su longitud direccional lateral, de forma que
la entera construcción pueda resultar compacta sin reducir el
rendimiento.
Claims (6)
1. Quemador para la combustión de combustible
pulverizado que comprende una pluralidad de toberas de aire
dispuestas en una pared lateral de un horno para la inyección de un
flujo mezclado (7) de un combustible pulverizado y de aire conductor
para establecer una llama,
incluyendo dichas toberas de aire:
- una tobera de aire primaria (1) que tiene una dirección variable para inyectar dicho flujo mezclado (7) dentro del horno,
- una tobera de aire secundaria (2) para alimentar aire auxiliar (16) de la combustión alrededor de dicha tobera de aire primaria (1), y
- un tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado para alimentar dicho flujo mezclado (7) a dicha tobera de aire primaria (1), en el que dicho tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado se extiende a través de una caja (5) del viento de forma que un paso (4) para el suministro de aire auxiliar de la combustión se forme alrededor de dicho tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado,
caracterizado porque un separador (6) del
flujo rico/pobre está dispuesto en o cerca de una porción unida
situada entre dicha tobera de aire primaria (1) y dicho tubo (3)
para el suministro de combustible pulverizado y dicho separador (6)
del flujo rico/pobre está adaptado para cambiar su dirección en
respuesta a o independientemente de un cambio de una dirección de
inyección de dicha tobera de aire primaria (1).
2. Quemador para la combustión de combustible
pulverizado según lo expuesto en la reivindicación 1, en el que otro
separador (10) del flujo rico/pobre está dispuesto corriente arriba
del separador (6) del flujo rico/pobre dispuesto en o cerca de una
porción articulada situada entre dicha tobera de aire primaria (1) y
dicho tubo (3) para el suministro de combustible pulverizado.
3. Quemador para la combustión de combustible
pulverizado según lo expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que un enderezador (15) del flujo de
aire auxiliar de la combustión está dispuesto en dicha caja (5) del
viento para guiar dicho aire auxiliar (16) de la combustión hacia el
interior de una entrada de dicha tobera de aire secundaria (2).
4. Quemador para la combustión de combustible
pulverizado según lo expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha tobera de aire primaria (1)
está dispuesta en una porción esquinera de una pared lateral del
horno.
5. Quemador para la combustión de combustible
pulverizado según lo expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha caja (5) del viento
comprende una pluralidad de cajas del viento individuales, teniendo
cada una, al menos, dicho tubo (3) para el suministro de combustible
pulverizado y dicho paso (4) para el suministro de aire auxiliar de
la combustión, estando dichas cajas del viento individuales
dispuestas en relación separada o unida entre sí.
6. Quemador para la combustión de combustible
pulverizado según lo expuesto en la reivindicación 5, en el que
dicha caja del viento individual tiene una sección frontal cuadrada
y cada una de dichas cajas del viento individuales tiene una
longitud (h) direccional hacia arriba y hacia abajo de una y media
(1,5 veces) o menos su longitud (w) direccional lateral.
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