CZ304985B6

CZ304985B6 - Boiler for burning entire biomass bales

Info

Publication number: CZ304985B6
Application number: CZ2013-74A
Authority: CZ
Inventors: Tomáš Kašpar
Original assignee: Step Trutnov A.S.
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2015-03-11
Also published as: UA136061U; EP2762777A1; CZ201374A3

Abstract

In the present invention, there is disclosed a boiler for burning entire biomass bales, particularly a boiler for burning entire biomass bales particularly bales of biomass in the form of straw, said boiler comprising a combustion chamber (1) and at least one heat-exchange apparatus (2), the combustion chamber (1) comprising a flue way (3) arranged in the upper portion thereof, whereby the combustion products inlet (24) into the flue way (3) is arranged on the combustion chamber (1) side that is opposite to the side on which at least one inlet (25) of combustion air is arranged.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká kotle pro spalování celých balíků biomasy, který obsahuje spalovací komoru a nejméně jeden výměník.The present invention relates to a boiler for the combustion of whole biomass packages comprising a combustion chamber and at least one exchanger.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době je známá celá řada zařízení pro spalování biomasy a způsobů spalování biomasy. Mezi tato zařízení patří také kotle umožňující spalování balíků slámy. Tato zařízení je možné rozdělit na ty, které obsahují zařízení pro dávkování slámy z balíku před vložením spalované slámy do spalovacího prostoru, a ty které umožňují umístění celých balíků slámy do spalovacího prostoru.At present, a number of biomass combustion plants and biomass combustion methods are known. These facilities also include boilers allowing the combustion of straw bales. These devices can be divided into those which include straw-dosing devices from the bale before the incinerated straw is introduced into the combustion chamber, and those which allow the entire straw bales to be placed in the combustion chamber.

Mezi výše uvedená zařízení lze zařadit zařízení pro spalování rostlinného původu hmoty popsané v patentovém dokumentu CS 228635. Toto zařízení obsahuje lisovací komoru, která navazuje na zásobník volně loženého paliva. Lisovací komora je opatřena lisovacím šnekem, uloženým na duté hřídeli, přičemž je napojena na vzduchový přívod a zaústěna do spalovací komory, do níž je zaveden i výstup lisovací komory. Nevýhodou toho zařízení je to, že použitý lisovací šnek umožňuje dodávání hmoty, které sestává z malých částic, přičemž neumožňuje například dodávání celých balíků slámy.The above-mentioned devices include a plant for burning the plant origin of the mass described in patent document CS 228635. This device comprises a bale chamber which is connected to a bulk fuel container. The compression chamber is provided with a compression worm mounted on a hollow shaft and is connected to an air inlet and opens into a combustion chamber into which the outlet of the compression chamber is also introduced. A disadvantage of this device is that the used screw auger allows the delivery of a mass consisting of small particles, while not allowing, for example, whole straw bales.

Z patentové přihlášky CZ PV 2001-1178 je znám způsob spalování biomasy slisované do velkoobjemových balíků a zařízení k provádění tohoto způsobu. Způsob spočívá v tom, že podélně uložený slisovaný balík se přivádí horizontálním dopravníkem ze zásobníku do sklopného zakladače, sklopeného v horizontální rovině, dále se zakladač překlopí do vertikální roviny a přesouvací rameno zakladače přidržuje spodní čelo balíku, dále se nad překlopný zakladač s balíkem přesune zavážecí komora, dále přesouvací rameno zakladače vysune přidržovaný balík vertikálně nahoru do zavážecí komory, kde vnitřní úchyty vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory upnou zasunutý balík, a dále se zavážecí komora s upnutým balíkem přesune nad vertikální spalovací šachtu ohniště a zaveze vertikálním spuštěním upnutý balík dolů do spalovací šachty ohniště, kde balík svým spodním čelem dosedne na provzdušňovací mechanismus. Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává ze zavážecí linky a ze spalovacího kotle, vybaveného provzdušňovacím zařízením, a spojeného s výměníkem tepla. Nevýhodou tohoto kotle je jeho složitá, rozměrná a drahá konstrukce.From the patent application CZ PV 2001-1178 is known a method of burning biomass compressed into large-volume bales and devices for carrying out this method. The method consists in that the longitudinally compressed bale is fed by a horizontal conveyor from the hopper to a folding stacker folded in a horizontal plane, the stacker is tipped to a vertical plane and the lowering arm of the stacker holds the lower bale front; chamber, further the shifting arm of the stacker extends the retained bale vertically upward into the charging chamber, where the inner grips of the vertical conveying device of the charging chamber clamp the retracted bale, and further the loading chamber with the bale is moved over the combustion chamber hearth shaft, where the bale with its lower face touches the aeration mechanism. The apparatus for carrying out this method consists of a charging line and a combustion boiler equipped with an aeration device and connected to a heat exchanger. The disadvantage of this boiler is its complicated, large and expensive construction.

Zařízení pro spalování celých balíků slámy je dále známo z užitného vzoru CZ 16473. Toto zařízení je vybaveno sacím spalinovým ventilátorem a spalinovým potrubím. Spalovací komora je ohraničena dělicí stěnou a zadní stěnou, a je uvnitř pláště zhotoveného na základní ploše levou stěnou, pravou stěnou a stropem, dále předkomora je ohraničena otevírací přední stěnou a dělicí stěnou, levou stěnou, pravou stěnou a stopem a zadní stěna je provedena v celé výši pláště ke stropu, pod kterým jsou v této zadní stěně provedeny spalinové otvory. Dělicí sténaje ve spodní části zkrácena a v místě zkrácení je opatřena jednou nebo více trubkami připojenými pod dělicí stěnou k pravé a levé stěně s vůlí, dále nad základní plochou je ve spádu od otevírací přední stěny k zadní stěně situován přesuvný pohyblivý rošt, který přesahuje částečně do spalovací komory a mezi horní plochou přesuvného pohyblivého roštu a nejníže uloženou trubkou je vytvořena mezera pro přívod slámy do spalovací komory. Prostor předkomory je ve spodní části uzavřen přesuvným pohyblivým roštem, ale spalovací komora je ve spodní části vymezena přesuvným pohyblivým roštem jen za dělicí stěnou a u zadní stěny je na základní plochu umístěn popelník, a za spalinovým otvorem je proveden spalinový kanál.The apparatus for burning whole straw bales is further known from utility model CZ 16473. This apparatus is equipped with a suction exhaust fan and a flue gas duct. The combustion chamber is bounded by the partition wall and the rear wall, and is inside the shell made on the base surface with the left wall, the right wall and the ceiling, the pre-chamber is bounded by the opening front wall and the partition wall, the left wall, the right wall and the track. the entire height of the shell to the ceiling below which the flue holes are made in this rear wall. The separating wall is shortened at the bottom and is provided with one or more pipes connected below the separating wall to the right and left walls with clearance, and above the base surface a sliding movable grate is situated in the slope from the opening front wall to the rear wall. a gap is provided for feeding straw into the combustion chamber between the upper surface of the movable grate and the lowest laid tube. The pre-chamber area is closed in the lower part by a movable grate, but the combustion chamber is defined in the lower part by a movable grate just behind the partition wall and at the rear wall an ashtray is placed on the base surface.

- 1 CZ 304985 B6- 1 GB 304985 B6

Z dalšího patentu CZ 303224 je znám způsob spalování balíků biomasy v kotli s regulovaným přívodem spalovacího vzduchu přiváděného prostřednictvím dmychadla nebo odtahového ventilátoru spalin do spalovací komory alespoň jednou tryskou ve směru proměnném ve vertikální rovině spočívá v tom, že spalovací vzduch je po celou dobu hoření balíku přiváděn v podstatě tangenciálně k horní hořící ploše balíku a odvod spalin probíhá ve smyslu přiváděného vzduchu. Kotel k provádění tohoto způsobu má alespoň jednu trysku pro přívod spalovacího vzduchu, která směřuje ze stěny jeho spalovací komory v podstatě v úrovni horní plochy balíku a která je otočná kolem vodorovné osy, přičemž odvod spalin z komory se nachází v místě protilehlém trysce. Nevýhodou tohoto kotle je poměrná konstrukční složitost jeho přívodu primárního vzduchu, přičemž výhody z této konstrukce plynoucí nejsou zásadně přínosné pro zvýšení celkových užitných vlastností celého kotle.From another patent CZ 303224 is known a method of burning biomass bales in a boiler with controlled supply of combustion air supplied by a blower or flue gas venting to the combustion chamber by at least one nozzle in a direction variable in a vertical plane. flue gas is supplied substantially tangentially to the upper burning surface of the bale and the flue gas discharge takes place in the sense of the supply air. The boiler for carrying out the method has at least one combustion air supply nozzle which extends from the wall of its combustion chamber substantially at the level of the top surface of the bale and which is rotatable about a horizontal axis, the exhaust gas from the chamber being located at the opposite nozzle. The disadvantage of this boiler is the relative structural complexity of its primary air supply, and the advantages of this construction are not fundamentally beneficial for increasing the overall utility properties of the entire boiler.

Z užitného vzoru CZ 17061 je známa spalovací komora na biomasu a uhlí doplněná zařízením pro dodávku celých balíků slámy do spalovací komory a šnekovým vynašečem popela a nespalitelných zbytků z komory. Spalovací komora je rozdělena na první spalovací prostor a druhý spalovací prostor, přičemž je tato spalovací komora vymezena dole přesuvným roštem a nahoře stropem, na délku čelní stěnou a zadní stěnou, dále na šířku levou boční stěnou a pravou boční stěnou, které jsou provedeny jako trubkové, vodou chlazené, a strop je za ohybem pokračováním čelní stěny, jeho stropní trubky stoupají šikmo vzhůru k zadní stěně a jsou napojeny na horní komoru zadní stěny, a v čelní stěně je zhotoven plnicí otvor balíků slámy, pod kterým je umístěn ve spádu od čelní stěny k zadní stěně přesuvný rošt a nad tímto je do zadní stěny připojena první komora šikmé stěny, provedené z trubek a keramického materiálu, tyto trubky směřují Šikmo vzhůru, jsou napojeny na druhou komoru a tato je svislými trubkami napojena na stropní trubky, dále na spodní stranu druhé komory a na čelní stěnu jsou napojeny s mezerami nosné trubky a na tyto nosné trubky jsou shora umístěny v celé šířce spalovací komory dva keramické bloky, čímž je vytvořen přestupní otvor mezi prvním spalovacím prostorem pod šikmou stěnou a keramickými bloky a druhým spalovacím prostorem nad keramickými bloky a šikmou stěnou, ve kterém je za svislými trubkami směrem k zadní stěně připojena ke stropu první keramická příčka, směřující svisle dolů k šikmé stěně a tato první keramická příčka zasahuje do druhého spalovacího prostoru a blíže k zadní stěně je od šikmé stěny vertikálním směrem vzhůru provedena druhá keramická příčka tak, že její horní hrana končí těsně pod úrovní spodní hrany první keramické příčky a mezi druhou keramickou příčkou a zadní stěnou je vytvořen spalinový kanál, na který navazuje spalinový otvor v zadní stěně. Nevýhodou této konstrukce je to, že neobsahuje žádné pomocné zařízení pro dávkování jednotlivých balíků slámy.The utility model CZ 17061 discloses a combustion chamber for biomass and coal supplemented with a device for the delivery of whole straw bales to the combustion chamber and with a screw conveyor of ash and non-combustible residues from the chamber. The combustion chamber is divided into a first combustion chamber and a second combustion chamber, the combustion chamber being defined at the bottom by a movable grate and at the top by a ceiling, a length by a front wall and a rear wall, further width by a left side wall and a right side wall , the water-cooled, and the ceiling is beyond the bend by continuing the front wall, its ceiling pipes rising obliquely upward to the rear wall and connected to the upper chamber of the rear wall, and a straw bale filling opening is made in the front wall below wall to the rear wall movable grate and above this is connected to the rear wall the first chamber of the inclined wall, made of pipes and ceramic material, these pipes pointing obliquely upwards, connected to the second chamber and this is connected by vertical pipes to the ceiling pipes, side of the second chamber and the front wall are connected to the gaps of the support tr and two ceramic blocks are placed on top of these support tubes over the entire width of the combustion chamber, thereby creating a transfer opening between the first combustion chamber below the inclined wall and the ceramic blocks and the second combustion space above the ceramic blocks and inclined wall, behind the vertical tubes attached to the ceiling a first ceramic partition facing vertically downwards to the inclined wall and this first ceramic partition extending into the second combustion space and closer to the rear wall from the inclined wall vertically upwardly a second ceramic partition is formed so that its upper edge ends just below the level of the lower edge of the first ceramic partition and between the second ceramic partition and the rear wall, a flue channel is formed, to which a flue opening in the rear wall adjoins. The disadvantage of this construction is that it does not contain any auxiliary device for dosing individual bales of straw.

Z patentu DK 62186 je znám způsob spalování celých balíků slámy řízeným hořením a zařízení k provádění tohoto způsobu. Podle způsobu spalování jsou spalovány celé stlačené slaměné balíky bez předchozího dělení. Slaměný balík odhořívá z jednoho konce takovým způsobem, přičemž hoří pouze jeho část tak, že odhořívání je kontinuální. Toho je dosaženo tím, že do spalovací komory jsou hydraulickým pístem postupně za sebou vtlačovány jednotlivé balíky slámy. Výkon kotle je dán rychlostí, jakou píst vtlačuje balíky slámy do spalovací komory. Konstrukce tohoto kotle je opět poměrně složitá a proto i drahá.DK 62186 discloses a method for burning whole straw bales by controlled combustion and an apparatus for carrying out this method. According to the method of combustion, the whole compressed straw bales are burned without prior separation. The straw bale burns from one end in such a way, burning only a part of it so that the burning is continuous. This is achieved by gradually pushing the individual straw bales into the combustion chamber through the hydraulic piston. The boiler output is determined by the speed at which the piston pushes the straw bales into the combustion chamber. The construction of this boiler is again quite complex and therefore expensive.

Z výše uvedeného je zřejmá celá řada nevýhod současného stavu techniky, přičemž jako nejvýraznější se jeví to, že známé konstrukce kotlů jsou poměrně konstrukčně složité, přičemž tato konstrukční složitost nepřináší zásadní přínos pro zvýšení užitných vlastností celého kotle. Další nevýhodou většiny známých konstrukcí kotlů je jejich rozměmost.From the above, a number of drawbacks of the prior art are evident, and the most prominent appears to be that the known boiler designs are relatively structurally complex, and this structural complexity does not bring substantial benefits to enhancing the utility properties of the entire boiler. Another disadvantage of most known boiler designs is their size.

Cílem vynálezu je jednoduchá a levná konstrukce kotle, který umožní efektivní spalování při dodržení emisních limitů celých balíků slámy obilnin a travin, přičemž dávkování těchto spalovaných hmot bude jednorázové naplnění spalovací komory.The aim of the invention is a simple and inexpensive boiler construction which enables efficient combustion while keeping the emission limits of whole straw bales of cereals and grasses, the dosing of these burnt masses will be a single filling of the combustion chamber.

-2CZ 304985 B6-2GB 304985 B6

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje kotel pro spalování celých balíků biomasy, zejména kotel pro spalování celých balíků biomasy ve formě slámy, obsahující spalovací komoru a nejméně jeden výměník, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že spalovací komora obsahuje spalinový kanál uspořádaný v její v horní části, přičemž vstup spalin do spalinového kanálu je uspořádán té straně spalovací komory, která je opačná ke straně, na které je uspořádán nejméně jeden přívod spalovacího vzduchu. Toto provedení prodlužuje cestu spalin tak, že jejich zbytek dohoří nejpozději ve spalinovém kanálu, což zvyšuje účinnost celého kotle a výrazně snižuje množství vypouštěných škodlivých látek.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated and the objectives of the invention are fulfilled by a boiler for burning whole biomass bales, in particular a boiler for burning whole biomass bales in the form of straw comprising a combustion chamber and at least one exchanger. arranged in the upper part thereof, wherein the flue gas inlet to the flue gas duct is arranged on that side of the combustion chamber which is opposite to the side on which the at least one combustion air supply is arranged. This design extends the flue gas path so that its remainder burns at the latest in the flue gas duct, which increases the efficiency of the entire boiler and significantly reduces the amount of harmful substances discharged.

V nejvýhodnějším provedení je spalinový kanál vymezen žáruvzdornou klenbou a stropem spalovací komory, přičemž žáruvzdorná klenba je plechová, což minimalizuje její rozměry. Toto uspořádání je konstrukčně jednoduché, přičemž je výhodné s ohledem na prodloužení dráhy spalin a dokonalejší dohoření spalin před vstupem do výměníku a následné zvýšení účinnosti kotle.In the most preferred embodiment, the flue gas duct is delimited by a refractory vault and a ceiling of the combustion chamber, the refractory vault being sheet metal, which minimizes its dimensions. This arrangement is structurally simple, and is advantageous with respect to the extension of the flue gas path and improved combustion of the flue gas before entering the exchanger and consequently increasing the boiler efficiency.

Je výhodné, když je přívod spalovacího vzduchu spojen se zdrojem spalovacího vzduchu, který je výhodném provedení se spalovací komorou spojen potrubím, které je opatřeno rozdělovníkem, na který navazuje potrubí primárního vzduchu a potrubí sekundárního vzduchu. Rozdělovník rozděluje proud spalovacího vzduchu před jeho vstupem do spalovací komory na proud primárního vzduchu a proud sekundárního vzduchu.Advantageously, the combustion air supply is connected to a combustion air source, which is preferably connected to the combustion chamber by a conduit having a manifold to which the primary air conduit and the secondary air conduit are connected. The manifold divides the combustion air stream into the primary air stream and the secondary air stream before it enters the combustion chamber.

Potrubí primárního vzduchuje s výhodou spojeno s nejméně jednou tryskou primárního vzduchu, která je uspořádána v pevné horizontální rovině ve spodní úrovni zadní části spalovací komory, a potrubí sekundárního vzduchuje spojeno s nejméně jednou tryskou sekundárního vzduchu, která je uspořádána v pevné horizontální rovině pod žáruvzdornou klenbou v horní úrovni zadní části spalovací komory. Spalovací vzduch proudí podle množství O₂ ve spalinách buď do trysek primárního, nebo sekundárního vzduchu. V nejvhodnějším provedení obsahuje potrubí primárního vzduchu regulační klapku primárního vzduchu a potrubí sekundárního vzduchu regulační klapku sekundárního vzduchu. Řízením regulačních dvoucestných uzavíracích klapek je zajištěno efektivní spalování s nízkými plynnými emisemi ve spalinách.Preferably, the primary air duct is connected to the at least one primary air nozzle, which is arranged in a fixed horizontal plane at the lower level of the rear of the combustion chamber, and the secondary air duct is connected to the at least one secondary air nozzle, which is arranged in a fixed horizontal plane under the refractory vault. at the upper level of the rear of the combustion chamber. Depending on the amount of O ₂ in the flue gas, the combustion air flows into either the primary or secondary air nozzles. In a most preferred embodiment, the primary air conduit comprises a primary air control flap and a secondary air conduit includes a secondary air control flap. Control of two-way shut-off valves ensures efficient combustion with low exhaust gas emissions.

Spalovací komora je opatřena vraty, která jsou uspořádána v celém jejím průřezu. Vrata jsou většinou uspořádána v přední části spalovací komory. To umožňuje jednak minimalizovat celkové rozměry kotle a současně maximalizovat velikost vloženého paliva, kterým je většinou balík slámy, který je s výhodou vložen jednorázově. To je výhodné, protože není potřeba nákladné a rozměrné dělicí zařízení balíku slámy nebo složité dávkovači zařízení, jak jsou známa ze stavu techniky. Výhodou tohoto kotle je dále to, že má jednoduchou a levnou konstrukci, která umožňuje velice snadné ovládání. Vrata, která jsou uspořádaná v celém jejím průřezu, a která se otvírají do strany, umožňují snadné přiložení celého válcového balíku slámy do kotle.The combustion chamber is provided with gates which are arranged over its entire cross-section. The door is usually arranged in front of the combustion chamber. This makes it possible, on the one hand, to minimize the overall dimensions of the boiler and, at the same time, to maximize the amount of fuel loaded, which is usually a bale of straw, which is preferably loaded once. This is advantageous because there is no need for an expensive and bulky straw bale separator or a complicated metering device as known in the art. Another advantage of this boiler is that it has a simple and inexpensive construction that makes it very easy to operate. The door, which is arranged along its entire cross-section and opens sideways, allows the entire straw bale to be easily applied to the boiler.

Spalovací komora má s výhodou válcový tvar a je celá chlazená, nej výhodněji vodou. Toto uspořádání je nejvýhodnější s ohledem na snížení výrobních nákladů a dále s ohledem na dobré spalování stébelnatin, kde je potřeba nižší teplota spalování než např. u dřevní hmoty. Pro zjednodušení konstrukce a zlevnění celého kotle je výhodné, pokud jsou vrata do spalovací komory kruhová a nechlazená. Dále je výhodné, pokud je nejméně část spalovací komory je opatřena žáruvzdornou izolací, která zaručuje udržení optimální teploty ve spalovací komoře.The combustion chamber is preferably cylindrical in shape and is completely cooled, most preferably water. This arrangement is most advantageous with regard to the reduction of production costs and further with respect to good combustion of the stalks, where a lower combustion temperature is required than, for example, wood. To simplify the construction and cheaper of the entire boiler, it is advantageous if the combustion chamber door is circular and uncooled. It is further preferred that at least a portion of the combustion chamber is provided with a refractory insulation which ensures that the optimum temperature in the combustion chamber is maintained.

Kotel je dále s výhodou opatřen spalinovým ventilátorem, který zajišťuje řízený tah spalin po celou dobu spalování.The boiler is further preferably provided with a flue gas fan which provides a controlled draft of the flue gas throughout the combustion period.

Kotel podle vynálezu má výhodný poměr mezi svými celkovými rozměry kotle a velikostí vloženého paliva, kterým je většinou balík slámy nebo sena, který má válcový tvar. Kotel pro svoji činnost nepotřebuje další speciální zařízení, jako jsou například zařízení pro přípravu a děleníThe boiler according to the invention has an advantageous ratio between its overall dimensions of the boiler and the size of the fuel loaded, which is usually a bale of straw or hay having a cylindrical shape. The boiler does not need other special equipment for its operation, such as equipment for preparation and separation

-3CZ 304985 B6 biomasy slisované do velkých balíků. Celková konstrukce kotle je jednoduchá a levná, přičemž má minimální požadavky na velikost prostoru, ve kterém je instalován.-3EN 304985 B6 biomass compacted into large bales. The overall design of the boiler is simple and inexpensive, with minimum requirements for the space in which it is installed.

Objasnění obrázků na výkresechClarification of the figures in the drawings

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje kotel pro spalování biomasy v bočním pohledu s částečným řezem, obr. 2 znázorňuje kotel pro spalování biomasy v čelním pohledu, obr. 3 znázorňuje kotel pro spalování biomasy v bočním pohledu s výměníkem umístěným nad spalovací komorou a obr. 4 znázorňuje kotel pro spalování biomasy v bočním pohledu s výměníkem umístěným vedle spalovací komory.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail with reference to the drawing in which: FIG. 1 shows a biomass combustion boiler in side view with partial section; FIG. 2 shows a biomass combustion boiler in front view; FIG. above the combustion chamber and FIG. 4 shows a biomass combustion boiler in side view with an exchanger located next to the combustion chamber.

Příklad uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kotel pro spalování celých balíků 20 biomasy (obr. 1, obr. 2), kterou je sláma, obsahuje spalovací komoru 1 a výměník 2.The boiler for burning whole biomass packages 20 (Fig. 1, Fig. 2), which is straw, comprises a combustion chamber 1 and an exchanger 2.

Přední část 17 spalovací komory je opatřena vraty 15, která jsou uspořádána v celém jejím průřezu.The front part 17 of the combustion chamber is provided with gates 15 which are arranged over its entire cross-section.

V horní části spalovací komory i je uspořádán spalinový kanál 3, který je vymezen plechovou žáruvzdornou klenbou 6 a stropem 19 spalovací komory I.In the upper part of the combustion chamber 1 there is arranged a flue gas duct 3, which is defined by a metal refractory vault 6 and a ceiling 19 of the combustion chamber I.

Vstup 24 spalin do spalinového kanálu 3 je uspořádán na té straně spalovací komory I, která je opačná ke straně, na které jsou uspořádány přívody 25 spalovacího vzduchu do spalovací komory i.The flue gas inlet 24 into the flue gas duct 3 is arranged on the side of the combustion chamber 1 which is opposite to the side on which the combustion air inlets 25 to the combustion chamber 1 are arranged.

Přívody 25 spalovacího vzduchu, kterými jsou trysky 14 primárního vzduchu a trysky 23 sekundárního vzduchu, jsou potrubím 26 spojeny se zdrojem 13 spalovacího vzduchu. Spalovací vzduch je před vstupem do spalovací komory 1 rozdělen na proud primárního vzduchu a proud sekundárního vzduchu, přičemž potrubí 26 je proto opatřeno rozdělovníkem 27, na který navazuje potrubí 28 primárního vzduchu a potrubí 29 sekundárního vzduchu. Zdrojem 13 spalovacího vzduchuje ventilátor.Combustion air inlets 25, which are primary air nozzles 14 and secondary air nozzles 23, are connected via line 26 to a combustion air source 13. The combustion air is divided into the primary air stream and the secondary air stream before entering the combustion chamber 1, and the duct 26 is therefore provided with a manifold 27 to which the primary air duct 28 and the secondary air duct 29 are connected. The combustion air source 13 is a fan.

Potrubí 28 primárního vzduchuje spojeno s tryskami 14 primárního vzduchu, které jsou uspořádány v pevné horizontální rovině ve spodní úrovni zadní části 18 spalovací komory I. Potrubí 28 primárního vzduchu obsahuje regulační klapku 21 primárního vzduchu s pohonem.The primary air conduit 28 is connected to the primary air nozzles 14, which are arranged in a fixed horizontal plane at the lower level of the rear portion 18 of the combustion chamber I. The primary air conduit 28 comprises a drive-controlled primary air flap 21.

Potrubí 29 sekundárního vzduchu je spojeno s tryskami 23 sekundárního vzduchu, které jsou uspořádány v pevné horizontální rovině pod žáruvzdornou klenbou 6 v horní úrovni zadní části 18 spalovací komory I. Potrubí 29 sekundárního vzduchu obsahuje regulační klapku 22 sekundárního vzduchu s pohonem.The secondary air duct 29 is connected to the secondary air nozzles 23, which are arranged in a fixed horizontal plane below the refractory vault 6 at the upper level of the rear portion 18 of the combustion chamber I. The secondary air duct 29 comprises an actuated secondary air flap 22.

Výměník 2 je žárutrubný a horizontální. Výměník 2 (obr. 3) umístěný nad horní částí spalovací komory i, obsahuje dva tahové průchody 8, 10, přičemž je se spalovací komorou I spojen obratovou komorou 7, která navazuje na spalinový kanál 3. Výměník 2 je opatřen spalinovým ventilátorem 12.The exchanger 2 is fire-resistant and horizontal. The exchanger 2 (FIG. 3) located above the upper part of the combustion chamber 1, comprises two draft passages 8, 10, and is connected to the combustion chamber 1 by a reversing chamber 7, which is connected to the flue gas channel 3.

Výměník 2 může být variantně (obr. 4) umístěný vedle spalovací komory i.The heat exchanger 2 can alternatively (Fig. 4) be placed next to the combustion chamber 1.

Spalovací komora I má válcový tvar, přičemž je opatřena kruhovými nechlazenými vraty 15. Spalovací komora i je celá chlazená vodou.The combustion chamber 1 has a cylindrical shape and is provided with an uncooled circular door 15. The combustion chamber 1 is entirely water-cooled.

_ Λ __ Λ _

Stěna zadní části 18 spalovací komory I je obložena žáruvzdornou izolací 5 či žáruvzdornou vyzdívkou. Strop 19 spalovací komory 1 je obložen žáruvzdornou izolací 4 ěi žáruvzdornou vyzdívkou.The wall of the rear part 18 of the combustion chamber 1 is lined with refractory insulation 5 or refractory lining. The ceiling 19 of the combustion chamber 1 is lined with refractory insulation 4 and refractory lining.

Ve střední úrovni v zadní části J_8 jsou uspořádána zapalovací dvířka j_6.An ignition door 16 is arranged at the middle level at the rear 18.

Kotel je dále vybaven neznázoměným řídícím termostatem, který v případně dosažení nastavené hodnoty teploty vody tlumí výkon kotle. Proti přetopení a překročení maximálního tlaku je kotel dále vybaven neznázoměným omezovačem teploty a neznázoměným pojistným ventilem.The boiler is further equipped with a control thermostat (not shown), which in case of reaching the set water temperature dampens the boiler output. To prevent overheating and exceeding the maximum pressure, the boiler is further equipped with a temperature limiter (not shown) and a safety valve (not shown).

Kotel pro spalování celých balíků 20 biomasy pracuje tak, že nejprve je do něho zavezen celý balík 20 slámy, kteiý je s výhodou uspořádán ve válcové formě. Následně dojde zavřením vrat 15, k uzavření spalovací komory L Současně dojde ke spuštění zdroje 13 spalovacího vzduchu a otevřenými zapalovacími dvířky 16 k zapálení balíku 20 slámy.The boiler for burning the entire biomass bales 20 operates by first feeding the whole straw bales 20, which are preferably arranged in a cylindrical form. Subsequently, the gate 15 closes, the combustion chamber L is closed. At the same time the combustion air source 13 is started and the straw bale 20 is ignited by the open ignition door 16.

Spaliny ze spalovací komory I vystupují spalinovým kanálem 3, přes první obratovou komoru 7, do prvního tahového průchodu 8 výměníku 2, a následně, přes druhou obratovou komoru 9, do druhého tahového průchodu JO výměníku 2, z něhož jsou přes výstup J_J_ spalin odtahovány spalinovým ventilátorem 12 do neznázoměného komínového tělesa. Zdroj 13 spalovacího vzduchu mění během spalování své otáčky v závislosti na množství O₂ ve spalinách. Spalinový ventilátor 12 na výstupu 11 spalin z kotle udržuje vlivem měnících se otáček konstantní podtlak ve spalovací komoře LThe flue gas from the combustion chamber 1 exits through the flue gas duct 3, through the first reversing chamber 7, to the first draft passage 8 of the exchanger 2, and then through the second reversing chamber 9 to the second draft passage 10 of the exchanger 2. fan 12 into a chimney body (not shown). The combustion air source 13 changes its speed during combustion depending on the amount of O ₂ in the flue gas. The exhaust fan 12 at the flue gas outlet 11 of the boiler maintains a constant negative pressure in the combustion chamber L due to varying revolutions.

V okamžiku, kdy balík 20 slámy dohořívá, jsou otevřena vrata 15, do spalovací komory 1 je přemístěn další balík 20 slámy, který je obvykle zapálen dohořívajícím balíkem 20 slámy. Následně dojde k opakování celého procesu spalování.When the straw bale 20 burns out, the door 15 is opened, and another straw bale 20, which is usually ignited by the post-burning straw bale 20, is transferred to the combustion chamber 1. Subsequently, the entire combustion process is repeated.

Popel z topeniště je v případě potřeby vybírán otevřenými vraty J_5 ručně pomocí popelové škrabky do přistaveného neznázoměného zásobníku.If necessary, the ash from the furnace is removed by means of an open door 15 manually by means of an ash scraper into a built-in container (not shown).

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Kotle podle vynálezu lze využít pro spalování biomasy, zejména pro spalování biomasy uspořádané do podoby balíků, zejména velkých válcových balíků slámy či sena.The boilers according to the invention can be used for the combustion of biomass, in particular for the combustion of biomass arranged in the form of bales, especially large cylindrical bales of straw or hay.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

A boiler for burning whole biomass packages, in particular a boiler for burning whole biomass packages in the form of straw, comprising a combustion chamber (1) and at least one exchanger (2), characterized in that the combustion chamber (1) comprises a flue gas channel (3) The flue gas inlet (24) into the flue gas duct (3) is arranged on the side of the combustion chamber (1) opposite to the side on which at least one combustion air inlet (25) is arranged.

Boiler according to claim 1, characterized in that the flue gas duct (3) is defined by a refractory arch (6) and a ceiling (19) of the combustion chamber (1).

Boiler according to claim 2, characterized in that the refractory arch (6) is sheet metal.

-5GB 304985 B6

Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion air supply (25) is connected to a combustion air source (13).

Boiler according to claim 4, characterized in that the combustion air source (13) is connected to the combustion chamber (1) via a conduit (26).

Boiler according to claim 5, characterized in that the duct (26) is provided with a manifold (27) to which the primary air duct (28) and the secondary air duct (29) are connected.

Boiler according to claim 6, characterized in that the primary air duct (28) is connected to at least one primary air nozzle (14) which is arranged in a fixed horizontal plane at the lower level of the rear part (18) of the combustion chamber (1) .

Boiler according to one of claims 6 and 7, characterized in that the secondary air duct (29) is connected to at least one secondary air nozzle (23) which is arranged in a fixed horizontal plane below the refractory vault (6) at the upper level of the rear (18) combustion chambers (1).

Boiler according to one of claims 6 to 8, characterized in that the primary air duct (28) comprises a primary air control flap (21) and the secondary air duct (29) comprises a secondary air control flap (22).

Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the exchanger (2) is provided with a flue gas fan (12).

Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (1) has a cylindrical shape and is provided with circular gates (15) which are arranged over its entire cross-section.

Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (1) is completely cooled.

2 drawings

List of reference marks:

1 combustion chamber

2 exchanger

3 flue channel

Refractory insulation

5 heat-resistant insulation II

6 fireproof vault

Turnover chamber

8 thrust passage

9 turnover chamber II

10 draft passage II

11 flue gas outlet

12 exhaust fan

13 is a source of combustion air

14 shows a primary air nozzle

15 doors

16 ignition door

17 front part

18 rear

19 ceiling

20 package

21 primary air damper

22 secondary air damper

23 secondary air nozzle

24 flue gas inlet

25 combustion air supply

26 pipes

27 divider

28 primary air ducts

29 secondary air ducts.