FI108810B - Plant and method for streamlining combustion and heat transfer - Google Patents
Plant and method for streamlining combustion and heat transfer Download PDFInfo
- Publication number
- FI108810B FI108810B FI20001616A FI20001616A FI108810B FI 108810 B FI108810 B FI 108810B FI 20001616 A FI20001616 A FI 20001616A FI 20001616 A FI20001616 A FI 20001616A FI 108810 B FI108810 B FI 108810B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sound
- boiler
- combustion
- sound sources
- sources
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
- F23C99/003—Combustion process using sound or vibrations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Electric Stoves And Ranges (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
108810108810
Laitteistoja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi Anläggning och förfarande för att effektivera förbränningen och värmeöverföringen 5Apparatus for Improving the Incineration and Heat Transfer Processes of the Combustion Process and Heat Transfer 5
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen laitteisto polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämpökattilassa.The invention relates to an apparatus for enhancing the combustion process and heat transfer in a boiler according to the preamble of claim 1.
1010
Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 8 johdanto-osan mukainen menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämpökattilassa.The invention also relates to a method for enhancing the combustion process and heat transfer in a boiler according to the preamble of claim 8.
Keksintö liittyy voimalaitosten, lämmitysuunien, lämpökattiloiden ja vastaavien 15 palotilassa tapahtuvaan palamiseen ja sen tehostamiseen. Näistä keksinnön sovellutuskohteista käytetään jatkossa nimitystä lämpökattila.The invention relates to the combustion of power plants, heating furnaces, boilers and the like in the combustion chamber and to the improvement thereof. These embodiments of the invention will hereinafter be referred to as a boiler.
Palaminen on monimutkainen tapahtuma, joka riippuu useista eri tekijöistä, kuten polttoaineen partikkelikoosta, palamislämpötilasta sekä lämpökattilan rakenteesta.Combustion is a complex event that depends on a number of factors such as the particle size of the fuel, the combustion temperature and the design of the boiler.
; 20 Palamistapahtumassa käytettävä polttoaine hapettuu, jolloin tuloksena syntyy ; lämpöä. Tyypillisissä palamislämpötiloissa kuuman kiinteän aineen palaminen ·;··· riippuu siitä nopeudesta, jolla happi diffusoituu aineen pintaan. Palamisen edisty- essä partikkelikoko ja partikkelin massa pienenevät. Poltettaessa hiiltä palamis-: tuloksena syntyy hiilimonoksidia, joka edelleen palaa hiilidioksidiksi.; 20 The fuel used in the combustion event is oxidized to produce; heat. At typical combustion temperatures, the burning of a hot solid ·; ··· depends on the rate at which oxygen diffuses to the surface of the substance. As combustion progresses, the particle size and particle mass decrease. Combustion of coal results in the production of carbon monoxide, which is further converted into carbon dioxide.
2525
On tunnettua edistää palamistapahtumaa aiheuttamalla palamistilaan turbulenssia, joka edistää aineen siirtoa ja lämmönsiirtoa palamisessa. Tunnetuissa ratkaisuissa esiintyy kuitenkin edelleenkin ongelmia voimalaitoksissa, lämmitysuuneissa ja lämpökattiloissa ja vastaavissa tapahtuvan palamisen loppuunsaattamisessa. Tur-: 30 bulenssin tuottajia, kuten sekoittajia, on hankalaa tuoda korkeisiin lämpötiloihin, • · * 2 108810 jotka ovat tyypillisesti 600 - 1000 °C. Erityisesti ongelmia esiintyy ei-haihtuvien hiilihiukkasten palamisessa.It is known to promote a combustion event by causing turbulence in the combustion space, which promotes the transfer of material and heat transfer during combustion. However, the known solutions still have problems in completing combustion in power plants, heating furnaces and boilers and the like. Tur-: 30 bulldozers, such as mixers, are difficult to bring to high temperatures, • · * 2 108810, typically 600-1000 ° C. In particular, there are problems with the combustion of non-volatile carbon particles.
Palamisen edistämiseen liittyy myös lämpökattilan lämmönsiirtopintojen puhdis-5 taminen tuhkapartikkeleista ja palamattomista hiilihiukkasista. Tunnettu puhdistusmenetelmä on akustinen puhdistaminen, jossa äänilähteitä sijoitetaan lämpö-kattilan lämmönsiirto-osiin ja ääntä tuotetaan jaksottaisesti n. 2-15 minuutin välein muutaman sekunnin kerrallaan. Akustiset puhdistuslaitteet tunnetaan mm. julkaisuista WO-82/01328 ja WO-82/03803. Lisäksi patenttijulkaisusta US 10 5,785,012 tunnetaan polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostaminen lämpökat- tilassa varustamalla lämpökattilan palothan pääpalamisvyöhykkeen yläpuolinen tila äänilähteillä.The promotion of combustion also involves the cleaning of the heat transfer surfaces of the boiler from ash particles and non-combustible carbon particles. A known cleaning method is acoustic cleaning, in which sound sources are placed in the heat-transfer sections of the boiler and the sound is produced periodically at intervals of about 2 to 15 minutes every few seconds. Acoustic cleaning devices are known e.g. WO-82/01328 and WO-82/03803. In addition, U.S. Patent No. 5,785,012 discloses enhancing the combustion process and heat transfer in a boiler by providing sound sources above the main combustion zone of the boiler fire.
Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laitteisto ja menetelmä palamistapahtu-15 man edistämiseksi siten, että palaminen on täydellisempää ja päästöt vähäisempiä.It is an object of the invention to provide an apparatus and method for promoting a combustion event such that combustion is more complete and emissions are reduced.
Keksinnön mukaiselle laitteistolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The apparatus according to the invention is essentially characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.
* · · 20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esi-; tetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.The process according to the invention, in turn, is characterized by what is precursor; as defined in the characterizing part of claim 8.
• · : Keksinnön mukaisessa jäqestetyssä palamistapahtumaa edistetään lämpökattilassa : : siten, että varsinaisen pääpalamisvyöhykkeen yläpuoliseen tilaan kohdistetaan 25 pyörivä äänikenttä. Tässä sijaintikohdassa haihtuvat aineet ovat pääasiassa jo pa- ‘"J laneet, mutta osa hiilestä on pieninä hiukkasina vielä palamatta. Äänikenttä on edullisesti jatkuva ja se synnytetään sopivilla äänilähteillä, jotka sijoitetaan läm- pökattilan paloillaan. Keksinnön mukaisella järjestelyllä palamistapahtumaa edistetään siten, että käytettävästä polttoaineesta saadaan enemmän lämpöä ja tu- : 30 loksena syntyy vähemmän palamisjätettä. Samalla saavutetaan myös puhtaampi * * » • · * · . ·. : palaminen, minkä seurauksena haitalliset päästöt vähenevät.· ·: The refrigerated combustion event of the invention is promoted in a boiler: by applying a rotating sound field to the space above the main combustion zone. The volatiles at this location are mainly already burned, but some of the carbon is still not burnt as small particles. The sound field is preferably continuous and is generated by suitable sound sources disposed on the boiler fires. More heat is produced and less waste is generated as a result of the combustion process, which also results in cleaner * * »• · *. ·.: combustion, which results in less harmful emissions.
' 3 108810'3 108810
Seuraavassa keksintöä selostetaan viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioihin, joissa esitettyihin suoritusmuotoihin keksintöä ei ole yksinomaan tarkoitus rajoittaa.In the following, the invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which the embodiments shown are not intended to be limiting.
55
Kuvio 1 esittää lämpökattilaa ja keksinnön mukaisen laitteiston sijoittamista siihen.Figure 1 shows a boiler and the installation of the apparatus according to the invention.
Kuvio 2 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta äänikentästä.Figure 2 shows an example of a sound field according to the invention.
1010
Kuvio 1 esittää kaaviollisesti lämpökattilaa, jossa sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää polttotapahtuman edistämiseksi. Lämpökattilan 10 palotilaan 11 on sijoitettu äänilähteet S. Äänilähteiden S sijoituspaikkana on pääpalamisvyöhyk-keen yläpuolinen tila ennen savukaasujen jäähdytystä. Äänilähteenä käytetään 15 edullisesti akustisesta puhdistamisesta tunnettuja äänitorvia, jotka tuottavat äänenvoimakkuuden 100-165 dB taajuudella 20-1000 Hz. Valittu äänentaajuusalue on hyvän tunkeutumissyvyyden vuoksi edullinen käytettäväksi juuri palamista-pahtuman edistämiseen. Äänilähteiden S tehoa ja taajuutta voidaan valitulla alueella säätää kattilan tyypin ja koon sekä äänilähteiden S sijoituspaikkojen mukai- • · · 20 sesti. Äänen voimakkuus valitaan siten, että äänilähteiden S synnyttämä ääni- : painetaso on edullisesti vähintään 120 dB äänipainekuvioiden kohtauspaikassa.Figure 1 schematically shows a boiler applying the method of the invention for promoting a combustion event. Sound sources S are located in the combustion chamber 11 of the boiler 10. The sound sources S are located above the main combustion zone before cooling the flue gases. The sound source is preferably 15 horns, known from acoustic cleaning, which produce a volume of 100-165 dB at a frequency of 20-1000 Hz. Because of the good penetration depth, the selected sound frequency range is advantageous for use in promoting the combustion event. The power and frequency of the sound sources S can be adjusted within the selected range according to the type and size of the boiler and the location of the sound sources S • · · 20. The volume of the sound is selected such that the sound: pressure level generated by the sound sources S is preferably at least 120 dB at the meeting point of the sound pressure patterns.
« · I«· I
·;··· Äänilähteet S sijoitetaan palotilaan 11 siten, että niiden synnyttämät äänipaineku- : ”: viot kohtaavat 20-90° kulmissa sivu- ja/tai korkeussuunnissa.·; ··· The sound sources S are placed in the combustion chamber 11 so that the sound pressure produced by them: ": the defects meet at angles of 20-90 ° laterally and / or vertically.
• · • · • » · 25 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa äänilähteitä S sijoitetaan lämpökattilan 10 eri korkeuksille ja palotilassa 11 ylös mentäessä äänilähteen S taajuutta suu- ...· rennetaan sitä mukaan, kun kiinteiden hiukkasten halkaisija ja massa pienenevät palotilassa 11 edettäessä. Tällöin haluttu palamistapahtuman edistävä vaikutus : pysyy optimaalisena.In a preferred embodiment of the invention, the sound sources S are disposed at different heights of the boiler 10 and in the combustion chamber 11 as the frequency of the sound source S is increased, as the solid particles diameter and mass decrease in the combustion chamber 11. In this case, the desired effect of the combustion event: remains optimal.
: !·. 30 • · · 4 108810:! ·. 30 • · · 4 108810
Keksinnön toisessa edullisessa suoritusmuodossa äänilähteet S sijoitetaan lämpö-kattilaan 10 siten, että syntyvästä äänikentästä saadaan pyörivä. Kuviossa 2 havainnollistetaan tällaista pyörivää äänikenttää, joka saadaan aikaiseksi sijoittamalla halkaisijaltaan suorakaiteen muotoiseen lämpökattilan 10 palotilaan 11 neljä 5 äänilähdettä S, joilla saadaan aikaiseksi kuviossa 2 esitetty äänipaineen suuntaku-vio. Vastaavanlainen pyörivä äänikenttä voidaan synnyttää myös muun muotoisessa lämpökattilassa. Äänilähteiden S määrä ja sijoittelu voivat vaihdella tässä esimerkissä esitetystä, kun synnytetään pyörivä äänikenttä.In another preferred embodiment of the invention, the sound sources S are placed in the boiler 10 so that the resulting sound field is rotatable. Figure 2 illustrates such a rotating sound field produced by placing four 5 sound sources S in the combustion chamber 11 of a rectangular diameter boiler 10 to produce the sound pressure directional pattern shown in Figure 2. A similar rotating sound field can also be generated in another form of boiler. The number and arrangement of the sound sources S may vary from that shown in this example when creating a rotating sound field.
10 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa lämpökattilaan 10 sijoitettujen äänilähteiden S kautta syötetään lämpökattilaan 10 osa palamistapahtumassa tarvittavasta sekundääri- ja/tai tertiääri-ilmasta. Tämä syötettävä ilma toimii samalla äänilähteiden S jäähdytysilmana.In a preferred embodiment of the invention, through the sound sources S located in the boiler 10, a portion of the secondary and / or tertiary air required for the combustion event is supplied to the boiler 10. This supply air also acts as cooling air for the sound sources S.
15 Keksintöä voidaan soveltaa kaikentyyppisissä voimalaitoksissa, lämmitysuuneis-sa, lämpökattiloissa ja vastaavissa. Äänilähteenä käytetään akustisesta puhdistuksesta tunnettuja äänitorvia, mutta myös muunlaisia äänilähteitä voidaan käyttää.The invention can be applied to all types of power plants, heating furnaces, boilers and the like. The sound source is known as horns known for acoustic cleaning, but other types of sound sources can also be used.
Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joissa esitettyihin keksinnön eri suori- 20 tusmuotoihin keksintöä ei ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa. 1 • » * · ·The claims which follow are not intended to be limited solely by the various embodiments of the invention. 1 • »* · ·
Claims (8)
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001616A FI108810B (en) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | Plant and method for streamlining combustion and heat transfer |
EP01958090A EP1311787B1 (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound |
US10/332,101 US20060040226A1 (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound |
DE60120184T DE60120184T2 (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | DEVICE AND METHOD FOR IMPROVING COMBUSTION AND HEAT TRANSFER IN A BOILER USING SOUND |
AU7982901A AU7982901A (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound |
AT01958090T ATE328242T1 (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING COMBUSTION AND HEAT TRANSFER IN A BOILER USING SOUND |
JP2002509693A JP2004502919A (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Apparatus and method for improving combustion and heat transfer in a boiler using sound |
CA002414988A CA2414988C (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound |
PCT/FI2001/000647 WO2002004861A1 (en) | 2000-07-06 | 2001-07-06 | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound |
NO20030036A NO323672B1 (en) | 2000-07-06 | 2003-01-03 | Device and method for improved combustion and heat transfer in a boiler using sound |
ZA200300058A ZA200300058B (en) | 2000-07-06 | 2003-01-03 | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001616 | 2000-07-06 | ||
FI20001616A FI108810B (en) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | Plant and method for streamlining combustion and heat transfer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20001616A0 FI20001616A0 (en) | 2000-07-06 |
FI20001616A FI20001616A (en) | 2002-01-07 |
FI108810B true FI108810B (en) | 2002-03-28 |
Family
ID=8558736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20001616A FI108810B (en) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | Plant and method for streamlining combustion and heat transfer |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060040226A1 (en) |
EP (1) | EP1311787B1 (en) |
JP (1) | JP2004502919A (en) |
AT (1) | ATE328242T1 (en) |
AU (1) | AU7982901A (en) |
CA (1) | CA2414988C (en) |
DE (1) | DE60120184T2 (en) |
FI (1) | FI108810B (en) |
NO (1) | NO323672B1 (en) |
WO (1) | WO2002004861A1 (en) |
ZA (1) | ZA200300058B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI118756B (en) | 2004-04-02 | 2008-03-14 | Nirafon Oy | Process for generating gas pressure pulses in a particulate precipitation purifier and particulate precipitation purifier |
WO2007128318A1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Force Technology | Method, device and system for enhancing combustion of solid objects |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE162662C1 (en) * | ||||
SE425597B (en) * | 1980-10-13 | 1982-10-18 | Ekstroms Vermetekniska Ab | FORCED CONTROL SOUND STRUCTORS FOR THE INFRALUE AREA |
EP0077364B1 (en) * | 1981-04-30 | 1985-07-17 | Infrasonik Ab | Infrasound generator |
US4699588A (en) * | 1986-03-06 | 1987-10-13 | Sonotech, Inc. | Method and apparatus for conducting a process in a pulsating environment |
JPS63229125A (en) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | Hitachi Zosen Corp | Desulfurization inside oven |
US5785012A (en) * | 1992-12-15 | 1998-07-28 | Bha Group Holdings, Inc. | Acoustically enhanced combustion method and apparatus |
US5638609A (en) * | 1995-11-13 | 1997-06-17 | Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. | Process and apparatus for drying and heating |
DE59811961D1 (en) * | 1998-11-09 | 2004-10-21 | Alstom Technology Ltd Baden | burner |
-
2000
- 2000-07-06 FI FI20001616A patent/FI108810B/en active
-
2001
- 2001-07-06 CA CA002414988A patent/CA2414988C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-06 US US10/332,101 patent/US20060040226A1/en not_active Abandoned
- 2001-07-06 JP JP2002509693A patent/JP2004502919A/en active Pending
- 2001-07-06 AT AT01958090T patent/ATE328242T1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-07-06 DE DE60120184T patent/DE60120184T2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-06 WO PCT/FI2001/000647 patent/WO2002004861A1/en active IP Right Grant
- 2001-07-06 AU AU7982901A patent/AU7982901A/en not_active Withdrawn
- 2001-07-06 EP EP01958090A patent/EP1311787B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-01-03 NO NO20030036A patent/NO323672B1/en not_active IP Right Cessation
- 2003-01-03 ZA ZA200300058A patent/ZA200300058B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2414988C (en) | 2009-06-09 |
NO20030036D0 (en) | 2003-01-03 |
NO323672B1 (en) | 2007-06-25 |
ZA200300058B (en) | 2003-07-23 |
AU7982901A (en) | 2002-01-21 |
WO2002004861A1 (en) | 2002-01-17 |
EP1311787B1 (en) | 2006-05-31 |
FI20001616A0 (en) | 2000-07-06 |
CA2414988A1 (en) | 2002-01-17 |
DE60120184T2 (en) | 2007-03-29 |
US20060040226A1 (en) | 2006-02-23 |
DE60120184D1 (en) | 2006-07-06 |
FI20001616A (en) | 2002-01-07 |
NO20030036L (en) | 2003-01-03 |
EP1311787A1 (en) | 2003-05-21 |
JP2004502919A (en) | 2004-01-29 |
ATE328242T1 (en) | 2006-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69515109D1 (en) | Method and device for burning oxygen-containing components in a process gas | |
IT1224081B (en) | APPARATUS AND METHOD FOR THE RECIRCULATION OF COMBUSTION GASES IN A SOLID FUEL CALD | |
DE69600429T2 (en) | Process for melting combustion ashes | |
FI108810B (en) | Plant and method for streamlining combustion and heat transfer | |
ATE330176T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SELF-COMBUSTION OF OILY ORGANIC WASTE USING A TANGENTIAL HEATING FURNACE | |
AU2001279829B2 (en) | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound | |
KR100529700B1 (en) | A burner used the waste oil | |
JPS5787517A (en) | Portable gas cooking stove | |
DE59706924D1 (en) | Method and device for suppressing flame / pressure vibrations in a furnace | |
RU2079047C1 (en) | Boiler furnace | |
AU2001279829A1 (en) | Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound | |
ATE348305T1 (en) | ARRANGEMENT AND METHOD FOR HEATING GAS IN A GAS PIPE IN CONNECTION WITH CONTINUOUS SINTERING | |
SU586153A1 (en) | Double-circuit gas-fired water heater | |
DK199800920A (en) | Method of firing in a boiler and boiler for carrying out the process | |
US785990A (en) | Method of firing. | |
SU870855A2 (en) | Radiation burner | |
JP2647474B2 (en) | Combustion equipment | |
JPS5915725A (en) | Heating method of furnace | |
JPH01118092A (en) | Furnace device | |
KR200239748Y1 (en) | Burner | |
JPS6438505A (en) | Method of burning boiler with low noise | |
JPS62190317A (en) | Combustion furnace | |
JP3104670U (en) | Negative ion generator | |
KR100655161B1 (en) | Burner | |
RU99116274A (en) | METHOD FOR PRODUCING THERMOGRIPPED GRAPHITE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: NIRAFON OY Free format text: NIRAFON OY |