AT515122A4 - Process for the combustion of solid fuels - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung von festen Brennstoffen - insbesondere Biomasse wie Hackgut oder Pellets - in einer zumindest eine Brennkammer aufweisenden Feuerung (1), wobei vorzugsweise der Brennstoff in einer der Brennkammer vorgelagerten Vergaserkammer (4) vergast wird, wobei die bei der Verbrennung entstehende Asche über einen beweglichen Rost (8) in zeitlichen Abständen nach unten ausgetragen wird, indem der Rost (8) geöffnet wird. Um insbesondere Brennstoffe geringerer Qualität zuverlässig, mit nur geringem Leistungsverlust, mit hohem Wirkungsgrad und geringen Emissionen zu verbrennen, ist vorgesehen, dass vor dem Öffnen des Rostes (8) oberhalb des Rostes (8) ein Hilfsrost (10) eingeschoben wird, der die Vergaser- bzw. Brennkammer (4) der Feuerung (1) nach unten abschließt.The invention relates to a method for burning solid fuels - in particular biomass such as wood chips or pellets - in a furnace having at least one combustion chamber (1), wherein preferably the fuel in a combustion chamber upstream gasification chamber (4) is gasified, wherein the combustion Emerging ash is discharged via a movable grate (8) at intervals down by the grate (8) is opened. In particular, to burn fuels of lower quality reliably, with only low power loss, with high efficiency and low emissions, it is provided that before opening the grate (8) above the grate (8) an auxiliary grate (10) is inserted, the carburetor - or combustion chamber (4) of the furnace (1) closes down.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung von festen Brennstoffen -insbesondere Biomasse, wie Hackgut oder Pellets - in einer zumindest eine Brennkammer aufweisenden Feuerung, wobei vorzugsweise der Brennstoff in einer der Brennkammer vorgelagerten Vergaserkammer vergast wird, wobei die bei der Verbrennung entstehende Asche übereinen beweglichen Rost in zeitlichen Abständen nach unten ausgetragen wird, indem der Rost geöffnet wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Feuerung für feste Brennstoffe, insbesondere Biomasse, wie Hackgut oder Pellets, mit zumindest einer Brennkammer, welcher vorzugsweise einer Vergaserkammer zur Aufnahme einer Brennstoffsäule vorgelagert ist, wobei die Vergaser- bzw. Brennkammer nach unten durch einen Rost abgeschlossen ist, der zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagert ist.The invention relates to a method for the combustion of solid fuels - in particular biomass, such as wood chips or pellets - in a furnace having at least one combustion chamber, wherein preferably the fuel is gasified in a gas chamber upstream of the gasification chamber, wherein the resulting ash during combustion over a movable grate at intervals downwards by the grate is opened. Furthermore, the invention relates to a furnace for solid fuels, in particular biomass, such as wood chips or pellets, with at least one combustion chamber, which is preferably upstream of a gasification chamber for receiving a fuel column, wherein the carburetor or combustion chamber is closed down by a grate, the is movably mounted between a closed position and an open position.
Es ist bekannt, feste Brennstoffe, wie etwa Hackgut, aber auch Brennstoffpellets oder dergleichen in so genannten Vergaserkesseln zu verbrennen. Bei diesem Brennverfahren erfolgt die Verbrennung in zwei Stufen, wobei in einer ersten Stufe der von oben in eine Vergaserkammer eingebrachte und in dieser zu einer Brennstoffsäule aufgeschichtete Brennstoff in einem Glutbett vergast wird und in einer daran anschließenden zweiten Stufe das entstehende Gas in zumindest einer an die Vergaserkammer nach oben anschließenden Brennkammer verbrannt wird.It is known to burn solid fuels, such as wood chips, but also fuel pellets or the like in so-called gasification boilers. In this combustion process, the combustion takes place in two stages, wherein in a first stage the fuel introduced from above into a gasification chamber and stacked in this fuel column is gasified in an ember bed and in an adjoining second stage the resulting gas in at least one of the Gasification chamber is burned to the top adjacent combustion chamber.
In der Vergaserkammer liefert eine Glutzone die für die Vergasung nötige Energie. In der EP 2 397 756 A ist eine Feuerung beschrieben, die nach einem solchen Verfahren arbeitet.In the gasification chamber, a glow zone provides the energy needed for gasification. EP 2 397 756 A describes a furnace which operates according to such a method.
Bei bekannten Lösungen wird in gewissen Abständen, wenn sich eine ausreichende Menge an Asche unterhalb des Glutbetts angesammelt hat, der Rost unterhalb der Vergaserkammer ganz oder teilweise geöffnet, um die Asche auszutragen. Bei Heizkesseln, die für Brennstoffpellets guter Qualität konzipiert sind, wird dies beispielsweise so durchgeführt, dass im Rost mehr oder weniger große Öffnungen geöffnet werden.In known solutions, at certain intervals, when a sufficient amount of ash has accumulated below the ember bed, the grate below the gasification chamber is fully or partially opened to discharge the ash. For boilers designed for good quality fuel pellets, this is done, for example, by opening more or less large openings in the grate.
Eine Lösung zur Austragung der Asche besteht somit darin, dass der Rost Öffnungen aufweist, durch die die Asche nach unten abgeführt wird, wobei die Öffnungen so konzipiert sind, dass die Brennstofffracht weitgehend zurückgehalten wird. Bei der Verbrennung von Brennstoffpellets hoher Qualität ist ein solchesA solution for discharging the ash is thus that the grate has openings through which the ash is discharged downwards, wherein the openings are designed so that the fuel load is largely retained. In the combustion of fuel pellets of high quality is such
Verfahren durchaus gut geeignet und ermöglicht einen wirtschaftlichen Betrieb. In Abhängigkeit der Eigenschaften des Brennstoffs kann es aber zur Bildung von Verglasungen und Schlacke kommen, das heißt, es werden im Glutbett stabile Strukturen gebildet, die zu groß für die Öffnungen sind und sich daher in der Vergaserkammer ansammeln und auf längere Sicht zu Problemen führen.Procedures quite well suited and allows economic operation. Depending on the properties of the fuel, however, glazing and slag may form, that is to say stable structures are formed in the ember bed which are too large for the openings and therefore accumulate in the gasification chamber and cause problems in the longer term.
Eine alternative Lösung zur Austragung der Asche bei Pellets schlechter Brennstoffqualität, aber auch insbesondere bei Hackgut, besteht darin, dass der Rost vollständig zur Seite geschoben wird, wodurch der gesamte Inhalt der Vergaserkammer, der aus Asche und auch aus den erwähnten Verglasungen und harter Schlacke bestehen kann, nach unten ausgetragen wird. Um Brennstoffverluste zu vermeiden, wird das Verfahren dabei so geführt, dass der in der Vergaserkammer vorhandene Brennstoff zunächst weitgehend ausbrennen kann, bevor der Rost geöffnet wird.An alternative solution for discharging the ash in pellets of poor fuel quality, but especially in wood chips, is that the rust is pushed completely to the side, whereby the entire contents of the gasification chamber, which consist of ashes and also from the mentioned glazings and hard slag can, is discharged down. In order to avoid fuel losses, the process is carried out so that the fuel present in the gasification chamber can initially burn out to a large extent before the grate is opened.
Im Fall von minderwertigen Brennstoffen, wie etwa Hackschnitzeln, ist es jedoch zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs erforderlich, dass diese Ascheaustragung relativ oft durchgeführt wird. Gleichzeitig haben solche Brennstoffe einen höheren Aschegehalt, so dass in Bezug auf die Leistung größere Mengen an Asche abzuführen sind. Ein Betrieb nach dem oben beschriebenen Verfahren bewirkt bei jedem Austrag-Vorgang für Asche eine deutliche Störung des normalen Betriebs und verursacht jedes Mal einen Leistungseinbruch, zusätzlich eine Verschlechterung des Wirkungsgrads und eine Erhöhung der Abgasemissionen insbesondere der Feinstaubemissionen. Insbesondere im Teillastbereich nimmt das Ausbrennen des Brennstoffs beträchtliche Zeit in Anspruch, während der nur ein suboptimaler Betrieb möglich ist.However, in the case of low-grade fuels such as wood chips, it is necessary to ensure that this ash discharge is carried out relatively often to ensure reliable operation. At the same time, such fuels have a higher ash content, so that in terms of performance larger amounts of ash are dissipate. Operation according to the method described above causes a significant disturbance of normal operation in each discharge operation for ash, and each time causes a power deterioration, in addition a deterioration of the efficiency and an increase in exhaust emissions, in particular the particulate matter emissions. Especially in the partial load range, the burning out of the fuel takes considerable time, while only sub-optimal operation is possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, mit dem auch Brennstoffe geringerer Qualität zuverlässig, mit nur geringem Leistungsverlust, mit hohem Wirkungsgrad und geringen Emissionen verbrannt werden können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feuerung anzugeben, mit der dieses Verfahren effizient durchgeführt werden kann. Wesentlich ist dabei auch, dass Abgasemissionen minimiert werden.The object of the present invention is to avoid these disadvantages and to provide a method with which also fuels of lower quality can be burned reliably, with only low power loss, with high efficiency and low emissions. Another object of the present invention is to provide a furnace with which this method can be carried out efficiently. It is also essential that exhaust emissions are minimized.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, dass vor dem Öffnen des Rostes oberhalb des Rostes ein Hilfsrost eingeschoben wird, der die Vergaser- bzw. Brennkammer nach unten abschließt.According to the invention, these objects are achieved in that before opening the grate above the grate an auxiliary grate is inserted, which closes the carburetor or combustion chamber down.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass sich nach einer gewissen Brenndauer in der Vergaser- bzw. Brennkammer eine Schichtung einstellt, so dass unterhalb des eigentlichen Glutbetts eine Schicht mit ausgebranntem Brennstoff, also im Wesentlichen Asche, vorliegt. Der Hilfsrost ermöglicht es, das Glutbett zurückzuhalten, während die Asche durch das Öffnen des Rostes ausgetragen wird. Dabei ist es möglich, eine vollständige Öffnung der Vergaser- bzw. Brennkammer nach unten herzustellen, so dass der Inhalt unterhalb des Hilfsrostes jedenfalls ausgetragen wird. Zusätzlich dazu führt das Einschieben des Hilfsrostes zu einer mechanischen Zerstörung allfälliger glasartiger Strukturen und Schlacke, die sich gegebenenfalls an der Unterseite des Glutbetts bilden.The invention is based on the basic idea that, after a certain burning time, stratification occurs in the gasifier or combustion chamber, so that below the actual ember bed there is a layer with burnt-out fuel, ie essentially ashes. The auxiliary grate allows the ember bed to be retained while the ash is discharged by opening the grate. It is possible to produce a complete opening of the carburetor or combustion chamber down, so that the content is discharged under the auxiliary grate in any case. In addition, the insertion of the auxiliary grate leads to a mechanical destruction of any glassy structures and slag, which may form on the underside of the ember bed.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es vor Durchführung des Austragsvorgangs für Asche nicht erforderlich ist, wesentliche Eingriffe in den Kesselbetrieb vorzunehmen.A significant advantage of the present invention is that it is not necessary to carry out any major interventions in the boiler operation before carrying out the discharge process for ashes.
Es hat sich überraschenderweise auch herausgestellt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine wesentliche Verringerung des Feinstaubgehalts im Abgas erzielt werden kann. Dieser Effekt kommt im Wesentlichen dadurch zu Stande, dass durch die wiederkehrende Einführung des Hilfsrostes großräumigere Strukturen zerstört werden und die Asche - insbesondere auch die Brennstoffauflage in der Vergaserkammer - verdichtet werden. Auf diese Weise wird eine kompaktere Struktur erzielt, die die Entstehung von gefährlichen Aerosolen unterdrückt.It has also surprisingly been found that a substantial reduction of the particulate matter content in the exhaust gas can be achieved by the method according to the invention. This effect is essentially due to the fact that the recurrent introduction of the auxiliary grate destroyed larger-scale structures and the ash - especially the fuel supply in the gasification chamber - are compressed. In this way, a more compact structure is achieved, which suppresses the formation of hazardous aerosols.
Besonders günstig ist es, wenn durch das Einschieben des Hilfsrostes der Inhalt der Vergaser- bzw. Brennkammer im Wesentlichen waagrecht durchschnitten wird. Damit wird der in der Regel waagerechten Schichtung des Inhalts der Vergaserkammer bestmöglich Rechnung getragen.It is particularly advantageous if the content of the gasifier or combustion chamber is cut through substantially horizontally by the insertion of the auxiliary grate. This optimally takes into account the generally horizontal stratification of the contents of the gasification chamber.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Primärluft seitlich oberhalb des Rosts in die Vergaser- bzw. Brennkammer eingeführt wird. Grundsätzlich kann Primärluft auch von unten durch den Rost zugeführt werden. Dies ist jedoch einerseits deswegen nachteilig, da die dafür erforderlichen Öffnungen des Rostes anfällig für Verstopfungen sind. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung besteht ein weiterer Nachteil einer solchen Vorgangsweise darin, dass bei eingeschobenem Hilfsrost die Luftzufuhr behindert wird, so dass während des Austragens von Asche ein optimaler Kesselbetrieb nicht möglich ist.It is preferably provided that primary air is introduced laterally above the grate into the gasifier or combustion chamber. In principle, primary air can also be supplied from below through the grate. However, this is on the one hand disadvantageous because the necessary openings of the grate are prone to blockages. In connection with the solution according to the invention, a further disadvantage of such a procedure is that the air supply is obstructed when the auxiliary grate is inserted, so that optimum boiler operation is not possible during the discharge of ash.
In besonders bevorzugter Weise ist im unteren Bereich der Vergaser- bzw. Brennkammer ein Ascheaufnahmeraum vorgesehen, der dazu bestimmt ist, Asche aufzunehmen, wobei das Einschieben des Hilfsrosts und das Öffnen des Rostes jedes mal dann durchgeführt wird, wenn der Ascheaufnahmeraum mit Asche gefüllt ist. Der Ascheaufnahmeraum ist derjenige Teil der Vergaser- bzw. Brennkammer, der dazu vorgesehen ist, die noch nicht ausgetragene Asche aufzunehmen. Es ist offensichtlich, dass der Ascheaufnahmeraum unmittelbar nach dem Austragen der Asche zunächst den unteren Teil des Glutbetts aufnimmt und sich die Ascheschicht erst nach und nach aufbaut. Das erfindungsgemäße Verfahren wird jedoch so geführt, dass sich die Ascheschicht im Normalfall nie über den Ascheaufnahmeraum hinaus erstreckt.In a particularly preferred manner, an ash receiving space is provided in the lower region of the gasification or combustion chamber, which is intended to receive ash, wherein the insertion of the auxiliary grate and the opening of the grate is carried out each time when the ash receiving space is filled with ash. The ash receiving space is that part of the gasification or combustion chamber which is intended to receive the not yet discharged ash. It is obvious that immediately after discharging the ash, the ash receiving space first receives the lower part of the ember bed and the ash layer builds up gradually. However, the method according to the invention is carried out such that the ash layer normally never extends beyond the ash receiving space.
Wie oben ausgeführt ist es nicht unbedingt erforderlich, den Vorgang des Austragens der Asche besonders vorzubereiten. In manchen Fällen hat es sich jedoch als günstig herausgestellt, wenn unmittelbar vor dem Einschieben des Hilfsrosts und dem Öffnen des Rostes die Verbrennung gedrosselt wird. Dadurch können zum Beispiel die Emissionen des Heizkessels minimiert werden oder Temperaturen in der Vergaserkammer etwas abgesenkt werden um die Belastung der einzelnen Bauteile, insbesondere des Hilfsrostes, zu reduzieren.As stated above, it is not absolutely necessary to specially prepare the process of discharging the ash. In some cases, however, it has turned out to be favorable if the combustion is throttled immediately before the insertion of the auxiliary grate and the opening of the grate. As a result, for example, the emissions of the boiler can be minimized or temperatures in the gasification chamber can be lowered slightly to reduce the load on the individual components, in particular the auxiliary grate.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Feuerung für feste Brennstoffe, insbesondere Biomasse wie Hackgut oder Pellets, mit zumindest einer Brennkammer, welcher vorzugsweise eine Vergaserkammer zur Aufnahme einer Brennstoffsäule vorgelagert ist, wobei die Vergaser- bzw. Brennkammer nach unten durch einen Rost abgeschlossen ist, der zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich angeordnet ist.The present invention also relates to a furnace for solid fuels, in particular biomass such as wood chips or pellets, with at least one combustion chamber, which is preferably upstream of a carburetor chamber for receiving a fuel column, wherein the carburetor or combustion chamber is closed down by a grate, the is movably disposed between a closed position and an open position.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass oberhalb des Rosts mindestens ein Hilfsrost in die Vergaser- bzw. Brennkammer einschiebbar ist, der in einer eingeschobenen Stellung die Vergaser- bzw. Brennkammer nach unten abschließt. Dieser Hilfsrost, sowie der Rost können aus mehreren Teilen bestehen. Dadurch kann der thermische Verzug minimiert werden.According to the invention it is provided that above the grate at least one auxiliary grate can be inserted into the carburetor or combustion chamber, which closes the carburetor or combustion chamber down in an inserted position. This auxiliary grate, as well as the rust can consist of several parts. As a result, the thermal distortion can be minimized.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Hilfsrost parallel zum Rost angeordnet ist. Dadurch kann eine gleichmäßige Ascheschicht ausgetragen werden.In particular, it is provided that the auxiliary grate is arranged parallel to the grate. This allows a uniform ash layer to be discharged.
Eine besonders begünstigte Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Hilfsrost seitlich in die Vergaser- bzw. Brennkammer einschiebbar ist und eine Vorderkante mit einer Schneide aufweist. Die Schneide ermöglicht es, die in der Bewegungsbahn des Hilfsrostes vorliegenden Strukturen mit geringstmöglichem Kraftaufwand zu zerstören.A particularly favorable embodiment of the present invention provides that the auxiliary grate can be inserted laterally into the gasifier or combustion chamber and has a front edge with a cutting edge. The cutting edge makes it possible to destroy the structures present in the movement path of the auxiliary grate with the least possible effort.
Um Bauraum zu sparen, können Hilfsrost und Rost von derselben Seite in die Vergaser- bzw. Brennkammer einschiebbar sein. Der Rost und der Hilfsrost können über jeweils zumindest eine Verschiebeeinrichtung verschoben werden.In order to save space, auxiliary grate and grate can be inserted from the same side into the carburetor or combustion chamber. The grate and the auxiliary grate can be moved over in each case at least one displacement device.
Die Vergaser- bzw. Brennkammer weist zumindest einen, vorzugsweise abdichtbaren, seitlichen Schlitz zur Aufnahme des Hilfsrostes auf, wobei vorzugsweise sich der Schlitz übereinen Umfangsbereich von mindestens 150° um die Hochachse der Vergaser- oder Brennkammer erstreckt. Der Schlitz kann dabei in einem an die Vergaser- bzw. Brennkammer nach unten anschließenden separaten Gehäuseteil angeordnet sein.The carburetor or combustion chamber has at least one, preferably sealable, lateral slot for receiving the auxiliary grate, wherein preferably the slot extends over a circumferential region of at least 150 ° about the vertical axis of the carburetor or combustion chamber. The slot can be arranged in a subsequent to the carburetor or combustion chamber down separate housing part.
Es ist günstig, im unteren Bereich der Vergaser- bzw. Brennkammer einen Ascheaufnahmeraum vorzusehen, der dazu bestimmt ist, Asche aufzunehmen, wobei der Hilfsrost oberhalb des Ascheaufnahmeraums angeordnet ist.It is favorable to provide an ash receiving space in the lower area of the gasification or combustion chamber which is intended to receive ash, the auxiliary grid being arranged above the ash receiving space.
Die Zuführung von Primärluft für die Verbrennung der entstehenden Holzkohle erfolgt im Bereich des Rostes, entweder durch die Rostplatten selbst oder durch die seitliche Einfassung. Die Problematik einer möglichen Verstopfung der Lufteinlässe kann insbesondere dadurch minimiert werden, dass seitlich in die Vergaser- bzw. Brennkammer Primärluftzufuhröffnungen einmünden. Dabei können Primärluftöffnungen oberhalb des Hilfsrostes und/oder zwischen Rost und Hilfsrost -betrachtet jeweils in deren geschlossenen Stellungen - angeordnet sein.The supply of primary air for the combustion of the resulting charcoal takes place in the area of the grate, either through the grate plates themselves or through the lateral enclosure. The problem of a possible blockage of the air inlets can be minimized in particular by the fact that laterally open into the carburetor or combustion chamber primary air supply openings. In this case, primary air openings above the auxiliary grate and / or between the grate and the auxiliary grate-viewed in each case in their closed positions-can be arranged.
Auf diese Weise kann auch vermieden werden, dass die Primärluft durch die Ascheschicht geführt wird und Feinstaub mitreißt. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Primärluftzufuhröffnungen oberhalb des Hilfsrosts angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Beeinflussung der Verbrennung durch den Hilfsrost zuverlässig vermieden.In this way it can also be avoided that the primary air is passed through the ash layer and entrains fine dust. It is particularly advantageous in this context if the primary air supply openings are arranged above the auxiliary grate. In this way, an influence on the combustion by the auxiliary grate is reliably avoided.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von Verstopfungen besteht darin, dass die Reinigung der Luftöffnungen durch den Rost oder einen Teil der Rostmechanik geschieht, indem die Luftöffnungen mechanisch gereinigt werden.Another way to avoid clogging is that the cleaning of the air openings through the grate or a part of the grate mechanism by mechanically cleaning the air openings.
Eine hohe Betriebssicherheit kann dadurch erzielt werden, dass der Rost und/oder der Hilfsrost im Wesentlichen vollkommen plan ausgebildet ist. Der im Wesentlichen glatte Rost vermeidet damit nicht nur Verstopfungen, sondern ist auch nicht anfällig für beispielsweise mit dem Brennstoff eingetragene Nägel oder dergleichen.A high level of operational reliability can be achieved in that the grate and / or the auxiliary grate is formed substantially completely flat. The substantially smooth rust thus not only avoids blockages, but is also not prone to, for example, registered with the fuel nails or the like.
Eine besonders günstige Konzeption der Feuerung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer unmittelbar oberhalb der Vergaserkammer angeordnet ist.A particularly favorable design of the furnace is characterized in particular in that the combustion chamber is arranged directly above the gasification chamber.
Ein weitgehend automatischer Betrieb kann dadurch dargestellt werden, dass unterhalb des Rostes eine Aufnahmekammer für Asche vorgesehen ist, in der eine Förderschnecke zum Abtransport der Asche angeordnet ist.A largely automatic operation can be represented by the fact that below the grate a receiving chamber for ashes is provided, in which a screw conveyor for removing the ash is arranged.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.In the following, the present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in FIGS.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Feuerung mit einer teilweise geschnittenen Vergaserkammer,1 shows a furnace according to the invention with a partially cut carburetor chamber,
Fig. 2 eine Ascheentsorgungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Feuerung in einem Schnitt gemäß der Linie II - II in Fig. 3 in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung,2 shows an ash disposal device of a furnace according to the invention in a section along the line II-II in FIG. 3 in a first embodiment variant of the invention, FIG.
Fig. 3 diese Ascheentsorgungseinrichtung in einer Draufsicht,3 shows this ash disposal facility in a plan view,
Fig. 4 eine Ascheentsorgungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Feuerung in einer Seitenansicht in einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung,4 shows an ash disposal device of a furnace according to the invention in a side view in a second embodiment of the invention,
Fig. 5 diese Ascheentsorgungseinrichtung in einer Draufsicht,5 shows this ash disposal facility in a plan view,
Fig. 6 eine Ascheentsorgungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Feuerung in Fig. 7 in einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung in einem Schnitt gemäß der Linie VI - VI und6 shows an ash disposal device of a furnace according to the invention in Fig. 7 in a third embodiment of the invention in a section along the line VI - VI and
Fig. 7 diese Ascheentsorgungseinrichtung in einer Draufsicht.Fig. 7, this ash disposal facility in a plan view.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.Functionally identical parts are provided in the embodiment variants with the same reference numerals.
Die in Fig. 1 dargestellte nach dem Prinzip einer Gegenstromvergasung funktionierende Feuerung 1 weist einen Kesselkörper 2 mit einem Vergaserteil 3 auf, an welchen nach oben ein nicht dargestellter Brennerteil mit zumindest einer Brennkammer anschließt.The illustrated in Fig. 1 according to the principle of a countercurrent gasification firing 1 comprises a boiler body 2 with a carburetor part 3, which connects at the top of an unillustrated burner part with at least one combustion chamber.
Der Vergaserteil 3 weist eine Vergaserkammer 4 für den über die Beschickungseinrichtung 5 von oben zugeführten festen Brennstoff auf, wobei im unteren Drittel des Vergaserteiles 3 zumindest eine Primärluftzufuhr 6a sowie eine Ascheentsorgungseinrichtung 7 im Bodenbereich des Vergaserteils 3 angeordnet ist. Eventuell kann auch im Bereich des mittleren oder oberen Bereich des Mantels 3a des Vergaserteiles 3 zumindest eine Sekundärluftzufuhr 6 vorgesehen sein. Die Hochachse 4a der Vergaserkammer 4 ist im Ausführungsbeispiel im wesentlichen vertikal angeordnet. Über die Beschickungseinrichtung 5 wird fester Brennstoff aus einem nicht weiterdargestellten Behälter in den Vergaserteil 3 gefördert. Der beispielsweise durch Brennstoffpellets gebildete Festbrennstoff wird zum Beispiel mit einer nicht weiter ersichtlichen Stokerschnecke über die Beschickungseinrichtung 5 in den Vergaserteil 3 bis zu einer maximalen Füllhöhe eingebracht. Im Vergaserteil 3 wird der eine Brennstoffsäule im Vergaserteil 3 ausbildende feste Brennstoff in einer Glutzone der Vergaserkammer 4 vergast, wobei im unteren Bereich des Vergaserteiles 3, also beispielsweise 5 cm über dem Boden des Vergaserteiles 3, sich eine Luftzahl λ von etwa 0,3 einstellt. Die in der Glutzone erzeugten und nach oben aus der Vergaserkammer 4 austretenden Gase werden in der Brennkammer des nicht dargestellten Brennerteils unter Zufuhr von Sekundärluft verbrannt. Die bei der Zersetzung des Brennstoffes anfallende Asche wird durch die Ascheentsorgungseinrichtung 7 entfernt. Die Ascheentsorgungseinrichtung 7 kann als eigene Baueinheit ausgebildet unterhalb des Vergaserteils 3 angeordnet sein.The carburettor part 3 has a carburetor chamber 4 for the solid fuel supplied from above via the charging device 5, wherein at least one primary air supply 6a and one ash disposal device 7 are arranged in the bottom region of the carburettor part 3 in the lower third of the carburettor part 3. Optionally, at least one secondary air supply 6 may also be provided in the region of the middle or upper region of the jacket 3a of the carburetor part 3. The vertical axis 4a of the gasification chamber 4 is arranged substantially vertically in the embodiment. Via the charging device 5 solid fuel from a not further illustrated container is conveyed into the carburetor part 3. The solid fuel formed, for example, by fuel pellets is introduced, for example, with a not further evident stoker screw via the charging device 5 in the carburetor part 3 up to a maximum filling level. In the carburetor part 3, the solid fuel forming a fuel column in the carburetor part 3 is gasified in a glow zone of the carburetor chamber 4, whereby in the lower region of the carburettor part 3, for example 5 cm above the bottom of the carburetor part 3, an air ratio λ of about 0.3 is established , The gases generated in the glow zone and exiting upward from the gasification chamber 4 are burnt in the combustion chamber of the burner part, not shown, by supplying secondary air. The ash resulting from the decomposition of the fuel is removed by the ash disposal device 7. The ash disposal device 7 may be arranged as a separate unit below the carburetor part 3.
Die Ascheentsorgungseinrichtung 7 weist im Bodenbereich der Vergaserkammer 4 einen Rost 8 auf, welcher zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung quer zur Hochachse 4a, vorzugsweise im Wesentlichen in horizontaler Richtung, durch eine erste Verschiebeeinrichtung 9, beispielsweise einen Linearantrieb, verschiebbar ist.The ash disposal device 7 has in the bottom region of the gasification chamber 4 a grate 8, which is displaceable between a closed and an open position transversely to the vertical axis 4a, preferably substantially in the horizontal direction, by a first displacement device 9, for example a linear drive.
Weiters weist die Ascheentsorgungseinrichtung 7 oberhalb des Rostes 8 einen durch eine zweite Verschiebeeinrichtung 11, beispielsweise einen Linearantrieb, betätigbaren Hilfsrost 10 auf, der in die Vergaserkammer 4 seitlich einschiebbar ist, und welcher im eingeschobenen Zustand die Vergaserkammer 4 nach unten abschließt. Rost 8 und Hilfsrost 10 sind parallel zueinander bewegbar angeordnet.Furthermore, the ash disposal device 7 above the grate 8 by a second displacement device 11, for example a linear actuator, actuatable auxiliary grate 10 which is laterally inserted into the gasification chamber 4, and which closes the gasification chamber 4 in the inserted state down. Grate 8 and auxiliary grid 10 are arranged to be movable parallel to one another.
Im in den Fig. bis Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Ascheentsorgungseinrichtung 7 einen an die untere Stirnseite 3b des Vergaserteil 3 anschließenden ringförmigen Gehäuseteil 12 auf, auf den der Vergaserteil 3 aufgesetzt, insbesondere angeflanscht ist. Entlang der dem Vergaserteil 3 abgewandten unteren Stirnseite 12a des Gehäuseteils 12 wird der Rost 8 zwischen seiner geöffneten und seiner in den Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten geschlossenen Stellung durch die erste Verschiebeeinrichtung 9 hin- und her bewegt. Um ein Verschieben des Hilfsrostes 10 zu ermöglichen, weist der Gehäuseteil 12 einen beispielsweise in einer Normalebene ε angeordneten seitlichen Schlitz 13 auf, durch welchen der Hilfsrost 10 ein- oder ausgezogen werden kann. Der Schlitz 13 erstreckt sich um einen Winkelbereich 13a von mindestens 150° um die Hochachse 4a der Vergaser- oder Brennkammer 4 am Umfang des zylindrischen Gehäuseteils 12. An den Schlitz 13 nach außen anschließend ist am Gehäuseteil 12 eine Führung 14 für den Hilfsrost 10 angeordnet. Um insbesondere in der geöffneten Stellung des Hilfsrostes 10 ein Eindringen von Falschluft zu vermeiden, sind für den Schlitz 13 -nicht weiter dargestellte - Abdichtmittel vorgesehen.In the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 3 to 3, the ash disposal device 7 has an annular housing part 12 adjoining the lower end face 3b of the carburetor part 3, onto which the carburetor part 3 is placed, in particular flanged. Along the lower end face 12a of the housing part 12 facing away from the carburetor part 3, the grate 8 is moved back and forth between its open and its closed position shown in FIGS. 1 to 3 by the first displacement device 9. In order to enable a displacement of the auxiliary grate 10, the housing part 12 has a side slit 13 arranged, for example, in a normal plane ε, through which the auxiliary grate 10 can be pulled in or out. The slot 13 extends through an angular range 13a of at least 150 ° about the vertical axis 4a of the carburetor or combustion chamber 4 on the circumference of the cylindrical housing part 12. At the slot 13 to the outside then a guide 14 for the auxiliary grate 10 is arranged on the housing part 12. In order to avoid in particular in the open position of the auxiliary grate 10 an ingress of false air, are provided for the slot 13 - not shown - sealing means.
Im Bereich des Mantels des Gehäuseteils 12 können zwischen Rost 8 und Hilfsrost 10 weitere Primärluftöffnungen angeordnet sein, wie in Fig. 2 gezeigt ist.In the area of the jacket of the housing part 12, more primary air openings can be arranged between the grate 8 and the auxiliary grate 10, as shown in FIG. 2.
Wie aus den Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, ist der Rost 8 plan ausgebildet und besteht bevorzugt aus mehreren Segmenten, um thermischen Verzug zu vermeiden. Er schließt im geschlossenen Zustand die Vergaserkammer 4 nach unten - insbesondere luftdicht - ab. Auch der Hilfsrost 10 ist plan und bevorzugt mehrteilig ausgebildet.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the grate 8 is flat and preferably consists of several segments in order to avoid thermal distortion. It closes the gasification chamber 4 in the closed state down - in particular airtight - from. The auxiliary grate 10 is flat and preferably designed in several parts.
Der Hilfsrost 10 weist an seiner der zweiten Verschiebeeinrichtung 11 abgewandten Vorderkante 15 eine Schneide 16 auf, mit welcher der Inhalt der Vergaserkammer 4 horizontal durchschnitten werden kann.The auxiliary grate 10 has on its second displacement device 11 facing away from the front edge 15 on a cutting edge 16, with which the contents of the gasification chamber 4 can be cut horizontally.
In dem in den Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel sind erste und zweite Verschiebeeinrichtungen 9, 11 auf derselben Seite des Gehäuseteils 12 angeordnet, der Rost 8 und der Hilfsrost 10 werden nach der selben Seite in die geöffnete Stellung geschoben.In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, first and second displacement devices 9, 11 are arranged on the same side of the housing part 12, the grate 8 and the auxiliary grate 10 are pushed to the same side in the open position.
Die in den Fig. 4, 5 bzw. 6, 7 dargestellten zweiten und dritten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass sowohl der Rost 8, als auch der Hilfsrost 10 zweiteilig ausgebildet sind und jeweils aus zwei Hälften 8a, 8b; 10a, 10b bestehen, die in der geöffneten Stellung an unterschiedliche Seiten des Gehäuseteils 12 zu liegen kommen und von diesen gegenüberliegenden Seiten in die geschlossene Stellung verschoben werden. Die Zufuhr der Primärluft erfolgt hier von unten durch Öffnungen 6c, 6d in den Rosten 8, 10.The second and third embodiments shown in FIGS. 4, 5 and 6, 7 differ from the first embodiment in that both the grate 8, and the auxiliary grate 10 are formed in two parts and each of two halves 8 a, 8 b; 10a, 10b are made, which come to lie in the open position on different sides of the housing part 12 and are displaced from these opposite sides in the closed position. The supply of the primary air takes place here from below through openings 6c, 6d in the grates 8, 10.
Im in den Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Verschiebeeinrichtungen 9, 11 an unterschiedlichen Seiten des Gehäuseteils 12 angeordnet. Der Antrieb erfolgt jeweils über nicht weiter ersichtliche Zahnräder und Zahnstangen mit Führungswellen 17. Rost 8 und Hilfsrost 10 befinden sich jeweils in geschlossner Stellung.In the second exemplary embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5, the first and second displacement devices 9, 11 are arranged on different sides of the housing part 12. The drive is in each case via not further apparent gears and racks with guide shafts 17. Grate 8 and auxiliary grate 10 are each in a closed position.
Im in den Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel sind für jede der Hälften 8a, 8b, 10a, 10b der Roste 8, 10 eigene erste Verschiebeeinrichtungen 9a, 9b bzw. 11a, 11b an unterschiedlichen Seiten des Gehäuseteils 12 vorgesehen. Der Antrieb der geführten Roste 8, 10 kann auch hier jeweils über nicht weiter ersichtliche Zahnräder und Zahnstangen erfolgen.In the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7, for each of the halves 8 a, 8 b, 10 a, 10 b of the grids 8, 10 own first displacement devices 9 a, 9 b and 11 a, 11 b are provided on different sides of the housing part 12. The drive of the guided grates 8, 10 can also be done here on not further apparent gears and racks.
Die Erfindung wurde an Hand von Feuerungen 1 mit einer Brennkammer vorgelagerten Vergaserkammern 4 erläutert. Sie ist aber keineswegs auf Feuerungen 1 mit Vergaserkammern 4 beschränkt und kann selbstverständlich auch bei Feuerungen 1 ohne Vorkammern 4, beispielsweise Hackschnitzelfeuerungen, mit Vorteil eingesetzt werden. In diesen Fällen schließt die Ascheentsorgungseinrichtung 7 mit dem Rost 8 und dem Hilfsrost 10 nach unten direkt an eine Brennkammer und nicht an eine Vergaserkammer an.The invention has been explained with reference to furnaces 1 with a combustion chamber upstream carburetor chambers 4. However, it is by no means limited to furnaces 1 with carburetor chambers 4 and, of course, can also be used advantageously in furnaces 1 without pre-chambers 4, for example woodchip furnaces. In these cases, the ash disposal device 7 closes with the grate 8 and the auxiliary grate 10 down directly to a combustion chamber and not to a gasification chamber.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA50743/2013A AT515122B1 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Process for the combustion of solid fuels |
Applications Claiming Priority (1)
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ATA50743/2013A AT515122B1 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Process for the combustion of solid fuels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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AT515122A4 true AT515122A4 (en) | 2015-06-15 |
AT515122B1 AT515122B1 (en) | 2015-06-15 |
Family
ID=53373164
Family Applications (1)
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ATA50743/2013A AT515122B1 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Process for the combustion of solid fuels |
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AT (1) | AT515122B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1098141B (en) * | 1958-11-18 | 1961-01-26 | Schmidt Sche Heissdampf | Device for discharging the combustion residues from a furnace |
EP1462718A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-29 | PLANTEC Inc. | Vertical refuse incinerator for incinerating wastes and method for controlling the same |
-
2013
- 2013-11-07 AT ATA50743/2013A patent/AT515122B1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1098141B (en) * | 1958-11-18 | 1961-01-26 | Schmidt Sche Heissdampf | Device for discharging the combustion residues from a furnace |
EP1462718A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-29 | PLANTEC Inc. | Vertical refuse incinerator for incinerating wastes and method for controlling the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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AT515122B1 (en) | 2015-06-15 |
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