173841. lajstromszámú szabadalom • Tüzelési eljárás éghető gázok mérgező és korróziómentes elégetésére és berendezés a fajlagos fűtőteljesítmény megnövelésére
5 173841 6 csatornákon át és 16 kiömlő nyílásokon át jut a 19 lángcsatornába. Ez is 17 tűzálló falazattal határolt, esetleg ez is hűtött. A 7 reakciótérben előállított „forró gázban” CO, H2, CH4 CnHm éghető gázok, valamint nagyszámú — nagyságrendben 10® db/cm3 — elemi kivált karbonszemcse van jelen, ami a lángnak a visszahűtés ellenére intenzív „világító lángsugárzást” biztosít a 18 besugárzott hűtőcsövek, ill. kazánfűtőfelületek felé a 19 tűztérben, ill. az űn. „lángcsatomában”. Ezt az intenzív világító besugárzást a 18 csövekkel folytatott hűtőhatás és az összes égési levegőszükséglet mennyiségéből még hiányzó kb. 15—10%-os léghiány ellenére is fenntartjuk. Emiatt a lánghőmérséklet 1400 °C értéket a tűztérben sehol nem érhet el és a fennálló léghiány mellett sem NOx, sem S03 nem tud keletkezni. A besugárzott 18 elpárologtató csövekben a 20 elosztócsöveken érkezik a cirkuláltatott víz és a 21 csöveken távozik a gőz-víz keveréke. Megjegyezzük, hogy a kazán 19 lángcsatornájának befoglaló méreteitől függően abban nemcsak egy, hanem i több „lángcsatornát” helyezhetünk el, amelyek mindegyikéhez azok elején a leírtak szerint kiképzett 7 reakció tér, valamint a 9 csövekkel hűtött 8 visszahűtő tér csatlakozik, amely már a 19 lángcsatoma kezdeti szakasza. Ezt az előnyös szerkezeti kialakítást az teszi indokolttá, hogy az említett intenzív lángsugárzást gyakorlatilag nem csökkenti a láng vastagsági méretének csökkentése. Az égési folyamat befejezéséhez szükséges ún. tercier levegő, amely az égési levegőnek kb. 10-15%-a, a 22 füvókákon át áramlik a 23 elosztó csatornába, majd innen a tűzálló anyagból készült 24 füvókákon át a 25 irányban merőlegesen vagy hegyesszögban a láng, ill. a lángcsatoma 26 terébe. Az égési folyamatot a 19 lángcsatoma felső részében folytatjuk, illetőleg fejezzük be, miközben a csökkenő hőmérsékletű láng besugározza a 27 csöveket (pl. túlhevítő besugárzott csöveit, vagy elpárologtató csöveket). Az ezekhez vezető 28 elosztócső pl. egyenáramban vezeti a gőzt a 29 hűtőcső fel. A 19 lángcsatornához közvetlenül csatlakozik az ún. 30 égető keverőtér. Ennek 31 tűzálló falazata között az említett 650 °C feletti hőfokon, azaz kb. 850 °C hőmérsékleten a teljes füstgázmennyiség irányelterelése folytán teljes tömegében összekeveredik. Ezzel az égés tökéletes befejeződését csekély légfelesleg mellett tesszük lehetővé. Az itt végetérő lángban úgy fejezzük be az égési folyamatot, hogy a még el nem égett koromszemcsék, továbbá az esetleg még éghető gázkomponensek a jelenlevő kis légfelesleggel összekeveredve égnek el hőelvonásmentesen, az égésre katalitikusán ható tér 31 keramikus falazata között. A leírtak szerint tehát lehetővé válik a stöchometrikus égési folyamathoz közel álló, kis légfelesleggel bíró olyan égési folyamat, amelynél a bevezetőben felsorolt ökonómiai és ökológiai követelményeket egyszerre tudjuk kielégíteni. A találmány előnyei közé tartoznak: ökológiai vonatkozásban- NOx S03 korom, éghető gáztartalom a jelenleg ismert normákhoz képest lényegesen kevesebb, ill. ezek tartalma a távozó füstgázban gyakorlatilag nulla, ökonómiai vonatkozásban — a kazán fajlagos acél- és helyigénye lényegesen kevesebb, élettartama lényegesen hosszabb és hatásfoka az eddig ismert legkorszerűbb kazántípusoknál is kedvezőbb. A leírt szerkezeti elemek után következnek — vagy még a kazán első huzamában, vagy a másodikban - a konvektiv fűtőfelületek, pl. a 32 konvektiv elpárologtató csövek, amelyekhez a vizet az ejtőcsövek a 33 elosztó csőbe vezetik, a gőz-víz keverék pedig a 34 gyűjtőcsöveken át a felszálló csövekbe, majd a gőzdobba jut. Ezt követi pl. a 35 csövekből álló tápvízelőmelegítő, majd esetleg — amit az ábra nem tüntet fel — a légelőmelegítő. A találmány értelmében célszerű a konvektiv fűtőfelületek téglatest alakú csőkötegeit úgy méretezni, hogy minél hosszabb csövek helyezkedjenek el egymás mellett a füstgázáramlásra merőleges síkban, mert ezáltal kevés számú hegesztésre van szükség az elosztócsövekhez történő kapcsolódás helyein. Ugyanakkor célszerű lehetőleg kevés egymás mögötti esősort alkalmazva biztosítani a méretezés szerint kiadódó fűtőfelületet annak érdekében, hogy a füstgázoldali ellenállás minél kisebb legyen. Ezért a téglatest alakú csőkötegek mérete a csőtengelyek áramlási irányában nagyobb legyen, mint a füstgázáramlásra merőleges másik két síkban. A 2. ábra vázlatosan mutatja be a találmány szerinti kazánt szenet égető mozgó rostély alkalmazása esetében. A 19 lángcsatomák alatt helyezkedik el a 36 mozgórostély, amelyre az apró szén a 37 nyíl irányában a szénbunkerből lecsúszva jut. A 38 ismert gyújtóboltozat az első 39 zónából behívatott primer levegővel előállított éghető gázok begyújtását biztosítja. A 40 és 41 válaszfalak között elhelyezkedő 42 második zónán át jut a szekunder levegő az égő lánggal keveredve a 19 légcsatomába, ahol a már leírt módon hosszú lágy, de intenzíven világító és sugárzó láng keletkezik léghiányos égés mellett. A 43 zónából jut a tercier levegő a 44 nyű irányában a 45 csatornába. A rostély végén az égés már légfelesleggel megy csak végbe és emiatt a 46 elosztó csatornából a 24 füvókákon át jut be a tercier levegő és fustgázkeveréke a 19 lángcsatornákba, ahol az égést a tercier levegő befejezi az ezen ábrán fel nem tüntetett, de a találmányhoz hozzátartozó örvénylő keverő kamrában hőelvonásmentesen, örvénylés közben. A találmány szerinti kazánszerkezet szénportüzelés esetében csupán abban tér el az előzőkben leírt kazánszerkezettől, hogy a 19 lángcsatomák és a 32, 35 konvektiv fű tőfelületek között hőelvonásmentes 30 örvénylő keverőtér pemyeleválasztó multiciklonként vannak kiképezve. A 3. ábrán látható égéskamra túlnyomásos, besugárzott tűzteret mutat be keresztmetszetben, amelynél a kombusztor 19 keverő torkából világító láng a 18, 28 besugárzott csövek között áramlik. A besugárzott csövek mögött a 17 keramikus 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
