FI127741B - Bio oil burner - Google Patents

Bio oil burner Download PDF

Info

Publication number
FI127741B
FI127741B FI20146099A FI20146099A FI127741B FI 127741 B FI127741 B FI 127741B FI 20146099 A FI20146099 A FI 20146099A FI 20146099 A FI20146099 A FI 20146099A FI 127741 B FI127741 B FI 127741B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
oil
cylinder
air flow
bio
primary air
Prior art date
Application number
FI20146099A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20146099A (en
Inventor
Pauli Dernjatin
Kati Savolainen
Antti Heinolainen
Original Assignee
Fortum Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fortum Oyj filed Critical Fortum Oyj
Priority to FI20146099A priority Critical patent/FI127741B/en
Priority to PL15200053T priority patent/PL3034942T3/en
Priority to LTEP15200053.5T priority patent/LT3034942T/en
Priority to DK15200053.5T priority patent/DK3034942T3/en
Priority to EP15200053.5A priority patent/EP3034942B1/en
Publication of FI20146099A publication Critical patent/FI20146099A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI127741B publication Critical patent/FI127741B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/105Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0433Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of gas surrounded by an external conduit of liquid upstream the mixing chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/106Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
    • F23D11/107Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/12Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour characterised by the shape or arrangement of the outlets from the nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F23D11/383Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2204/00Burners adapted for simultaneous or alternative combustion having more than one fuel supply
    • F23D2204/10Burners adapted for simultaneous or alternative combustion having more than one fuel supply gaseous and liquid fuel

Abstract

Bioöljypoltin käsittää öljylanssin (13), jonka kärjessä on öljysuutin (1), jossa on sumutusaukkoja (12) atomisoidun öljyn syöttämiseksi kattilan tulipesään. Bioöljypoltin käsittää lisäksi ensimmäisen sylinterin (19), joka yhdessä öljylanssin (13) kanssa rajaa rengasmaisen primääri-ilman virtauskanavan (3); toisen sylinterin (20), joka yhdessä ensimmäisen sylinterin (19) kanssa rajaa rengasmaisen sekundääri-ilman virtauskanavan (4) sekä kolmannen sylinterin (23), joka yhdessä toisen sylinterin (20) kanssa rajaa rengasmaisen tertiääri-ilman virtauskanavan (9). Bioöljypoltin käsittää lisäksi primääri-ilman pyörteyttimen (6), joka ympäröi rengasmaisesti öljysuutinta (1) ja peittää ainakin osan primääri-ilman virtauskanavan (3) ulostulosta (21). Öljysuuttimessa (1) on 10 - 50 sumutusaukkoa (12), jotka on jaettu öljysuuttimen (1) viistolle kehäpinnalle (17) niin, että mainitut sumutusaukot (12) muodostavat ainakin kaksi sumutusaukkojen ryhmää (B1, B2), joissa sumutusaukot (12) sijaitsevat säännöllisen välimatkan (S1) päässä toisistaan, ja että mainittujen sumutusaukkojen ryhmien (B1, B2) väliin jää välitilat (16), joissa ei ole sumutusaukkoja (12). Ensimmäisen sylinterin (19) vapaaseen päähän (25) on liitetty liekin stabilointirengas (7), joka ympäröi primääri-ilman virtauskanavan (3) ulostuloa (21) ja peittää osan sekundääri-ilman virtauskanavan (4) ulostulosta (22). Primääri-ilman pyörteyttimen (6) ulkohalkaisija Di lasketaan kaavalla Di = a ∙ D1ry, missä a on 0,45 - 0,6 ja D1ry on ensimmäisen sylinterin (19) sisähalkaisija.The bio-oil burner comprises an oil lance (13) with an oil nozzle (1) at its apex having spray openings (12) for supplying atomized oil to the boiler furnace. The bio-oil burner further comprises a first cylinder (19) which, together with the oil lance (13) defines an annular primary air flow passage (3); a second cylinder (20) defining together with the first cylinder (19) an annular secondary air flow passage (4) and a third cylinder (23) defining an annular tertiary air flow conduit (9) together with the second cylinder (20). The bio-oil burner further comprises a primary air vortex (6) which annularly surrounds the oil nozzle (1) and covers at least a portion of the outlet (21) of the primary air flow passage (3). The oil nozzle (1) has from 10 to 50 atomizing apertures (12) distributed on an inclined peripheral surface (17) of the oil nozzle (1) such that said atomizing apertures (12) form at least two groups of atomizing apertures (B1, B2) at regular intervals (S1) from each other, and that there are intermediate spaces (16) without spray apertures (12) between said groups of spray openings (B1, B2). Connected to the free end (25) of the first cylinder (19) is a flame stabilizer ring (7) that surrounds the outlet (21) of the primary air flow passage (3) and covers part of the outlet (22) of the secondary air flow passage (4). The outer diameter Di of the primary air vortex (6) is calculated by the formula Di = a ∙ D1ry, where a is 0.45-0.6 and D1ry is the inside diameter of the first cylinder (19).

Description

BIOÖLJYPOLTINBIOÖLJYPOLTIN

KEKSINNÖN ALAFIELD OF THE INVENTION

Keksinnön kohteena on bioöljypoltin, joka so5 veltuu biopohjaisen pyrolyysiöljyn polttoon lämmöntuotantokattiloissa (heat only boilers). Keksinnön kohteena on myös öljysuutin öljypoltinta varten.The invention relates to a bio-oil burner which so5 burns bio-based pyrolysis oil in heat only boilers. The invention also relates to an oil nozzle for an oil burner.

KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION

Raskaan polttoöljyn ja maakaasun poltto on tällä hetkellä hyvin tunnettua ja kaupallisia ratkaisuja on monia. Jatkuvasti kiristyvät typenoksidien (NOX) päästörajat aiheuttavat kuitenkin muutospaineita, minkä vuoksi teknisiä parannuksia laitteisiin tar15 vitaan jatkuvasti. NOx-päästöjen ohella myös hiilidioksidin (CO2) päästörajat tulevat jatkossa kiristymään. Yksi keino CC^-päästöjen vähentämiseen on raskaan polttoöljyn korvaaminen biopohjaisesta materiaalista tuotetulla bioöljyllä.Combustion of heavy fuel oil and natural gas is currently well known and there are many commercial solutions. However, the ever-tightening emission limits for nitrogen oxides (NO X ) are creating pressures for change, and technical improvements to the equipment15 are constantly needed. In addition to NO x emissions, carbon dioxide (CO2) emission limits will be tightened in the future. One way to reduce CO 2 emissions is to replace heavy fuel oil with bio-oil produced from bio-based material.

Kaasumaisten, nestemäisten ja kiinteiden polttoaineiden polttoa varten on olemassa omat erilliset polttimet, jotka on optimoitu juuri kyseiselle polttoaineelle sopiviksi. Lisäksi on olemassa hybridipolttimia, jotka soveltuvat kahden tai useamman eri 25 polttoaineen polttoon.For the combustion of gaseous, liquid and solid fuels, there are separate burners that are optimized for the particular type of fuel. In addition, there are hybrid burners that are suitable for burning two or more different fuels.

Tyypillisesti suurimpien nykyään valmistettavien raskasöljypolttimien lämpöteho on 40 - 60 MW, jolloin polttimeen syötettävä öljyvirta on 4 - 6 t/h (tuhatta kilogrammaa tunnissa). Tyypillinen öljypoltin 30 käsittää öljylanssin, jota ympäröivät primääri-ilman syöttökanava, sekundääri-ilman syöttökanava ja tertiääri-ilman syöttökanava. Öljy voidaan hajottaa pisaroiksi höyryllä tai paineilmalla. Polttoaine sumutetaan öljylanssin päässä olevan öljysuuttimen avulla 35 kuumaan tulipesään, jossa se syttyy välittömästi palamaan muodostaen liekin polttimen suulle. Palamista tehostetaan liekin ympärille syötettävillä ilmavirtaukTypically, the largest heavy-duty oil burners currently manufactured have a thermal output of 40 to 60 MW, resulting in an oil flow rate of 4 to 6 t / h (one thousand kilograms per hour). A typical oil burner 30 comprises an oil lance surrounded by a primary air supply channel, a secondary air supply channel, and a tertiary air supply channel. The oil can be broken down into droplets by steam or compressed air. The fuel is atomized by means of an oil nozzle at the end of the oil lance 35 into a hot furnace where it is immediately ignited, creating a flame at the burner mouth. The combustion is enhanced by the airflow supplied around the flame

20146099 prh 13 -08- 2018 silla, jotka ovat saatettavissa kierteiseen liikkeeseen ilmansyöttökanaviin sijoitetuilla ilmanohjauslaitteilla.20146099 prh 13 -08-2018 with air control devices located in the air supply ducts.

Ö1jypolttimelle asetettavat vaatimukset muut5 tuvat, kun polttoaineen ominaisuudet muuttuvat. Biomassaa pyrolysoimalla tuotettu bioöljy voi sisältää 20Requirements for the oil burner change as fuel characteristics change. Bio - oil produced by pyrolysis of biomass may contain 20

- 40 paino-% vettä. Kun raskaan polttoöljyn lämpöarvo on noin 40 MJ/kg, bioöljyn lämpöarvo on vain noin 10 15 MJ/kg. Jotta saavutettaisiin sama lämpöteho, bioöl10 j yä on syötettävä kattilaan suurempi määrä kuin raskasta polttoöljyä. Kun polttoaineen massavirta kokoluokan 40 - 60 MW raskasöljypolttimeen on noin 4-6 t/h, vastaavan kokoisessa bioöljypolttimessa polttoaineen Kassavirran tulee olla noin 10 - 12 t/h. Tällais15 ta syöttövirtaa ei pystytä tuottamaan nykyisin käytössä olevilla raskasöljypolttimilla. Bioöljyn suuri vesipitoisuus alentaa liekin lämpötilaa ja vähentää sen vakautta. Bioöljyn typpipitoisuus voi olla korkea, esimerkiksi 0,5 paino-%, mikä kasvattaa NOx-päästöjä.- 40% by weight of water. When the calorific value of heavy fuel oil is about 40 MJ / kg, the calorific value of bio-oil is only about 10 15 MJ / kg. In order to achieve the same thermal output, the amount of bio-oil must be fed to the boiler in a larger amount than heavy fuel oil. When the fuel mass flow rate for a 40-60 MW heavy fuel oil burner is about 4-6 t / h, for a bio-oil burner of the same size, the cash flow of the fuel should be about 10-12 t / h. This type of feed stream cannot be produced by the heavy fuel oil burners currently in use. The high water content of bio-oil lowers the temperature of the flame and reduces its stability. The nitrogen content of the bio-oil can be high, for example 0.5% by weight, which increases NO x emissions.

Lisäksi biomassan pyrolysoinnissa syntyy yleensä happoja, minkä vuoksi bioöljy on useimmiten hapanta. Esimerkiksi puusta tuotetun bioöljyn pH on noin 2-3. Kattilan kuumakorroosion estämiseksi on tärkeää, että tulipesän katossa tai seinällä olevan öljypolttimen liekki ei missään olosuhteissa osu kattilan keittoputkien pinnoille.In addition, pyrolysis of biomass usually produces acids, which is why bio-oil is mostly acidic. For example, bio-oil produced from wood has a pH of about 2-3. In order to prevent the boiler from corroding, it is important that the flame of the oil burner on the roof of the furnace or on the wall does not under any circumstances hit the surfaces of the boiler's cooking pipes.

KEKSINNÖN PÄÄMÄÄRÄOBJECT OF THE INVENTION

Keksinnön päämääränä on saada aikaan bioöljyn polttoon soveltuva öljypoltin ja öljysuutin. Päämääränä on siis poltin, jossa voidaan atomisoida ja polttaa matalan lämpöarvon ja alhaisen pH:n omaavaa nestemäistä polttoainetta.The object of the invention is to provide an oil burner and an oil nozzle suitable for burning bio-oil. Thus, the object is a burner capable of atomizing and burning liquid fuel of low calorific value and low pH.

Erityisesti päämääränä on bioöljypoltin, jol35 la voidaan samanaikaisesti saavuttaa seuraavat tavoitteet tai ainakin päästä lähemmäs näitä arvoja: [1] savukaasun hiilimonoksidipitoisuus (CO) on alle 100 ppm;In particular, the object is a bio-oil burner which can simultaneously achieve or at least achieve the following objectives: [1] the carbon monoxide (CO) content of the flue gas is less than 100 ppm;

20146099 prh 13 -08- 2018 [2] palamattoman hiilen osuus savukaasun sisältämästä lentotuhkasta jää alle 5 paino-%:n; [3] savukaasun NOx-pitoisuus on alle 400 mg/Nm3; ja [4] liekki ei ulotu tulipesän seiniin, missä se voisi aiheuttaa kuuma5 korroosiota.20146099 prh 13 -08-2018 [2] the proportion of non-combustible carbon in fly ash contained in the flue gas is less than 5% by weight; [3] NO x less than 400 mg / Nm 3 in the flue gas; and [4] the flame does not extend to the walls of the furnace where it could cause hot corrosion.

Koska mahdolliset keinot esitettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi ovat osittain ristiriidassa keskenään, kaikkien tavoitteiden samanaikainen saavuttaminen edellyttää öljypolttimen rakenteellisten omi10 naisuuksien huolellista optimointia.As the possible means of achieving the stated objectives are partly contradictory, the simultaneous achievement of all the objectives requires careful optimization of the structural characteristics of the oil burner.

YHTEENVETOSUMMARY

Nyt on esitetty bioöljypoltin, joka käsittää:A bio-oil burner has now been disclosed, comprising:

- öljylanssin, jonka kärjessä on öljysuutin, jossa on sumutusaukkoja atomisoidun öljyn syöttämiseksi kattilan tulipesään,- an oil lance at the tip of which is an oil nozzle with spray holes for supplying atomized oil to the boiler furnace,

- ensimmäisen sylinterin, joka ympäröi koaksiaalisesti öljylanssia ja yhdessä öljylanssin kanssa rajaa rengasmaisen primääri-ilman virtauskanavan, joka päättyy primääri-ilman virtauskanavan ulostuloon,- a first cylinder which coaxially surrounds the oil lance and defines, together with the oil lance, an annular primary air flow channel terminating at the outlet of the primary air flow channel,

- toisen sylinterin, joka ympäröi koaksiaalisesti ensimmäistä sylinteriä ja yhdessä ensimmäisen sylinterin kanssa rajaa rengasmaisen sekundääri-ilman virtauskanavan, joka päättyy sekundääri-ilman virtaus- kanavan ulostuloon,- a second cylinder coaxially surrounding the first cylinder and defining, together with the first cylinder, an annular secondary air flow channel terminating at the outlet of the secondary air flow channel,

- kolmannen sylinterin, joka ympäröi koaksiaalisesti toista sylinteriä ja yhdessä toisen sylinterin kanssa rajaa rengasmaisen tertiääri-ilman virtauskanavan, joka päättyy tertiääri-ilman virtauskanavan ulostuloon, sekä- a third cylinder coaxially surrounding the second cylinder and defining together with the second cylinder an annular tertiary air flow passage terminating at the outlet of the tertiary air flow passage, and

- primääri-ilman pyörteyttimen, joka ympäröi rengasmaisesti öljysuutinta ja peittää ainakin osan primääri-ilman virtauskanavan ulostulosta, ja jolle bioöljypolttimelle on tunnusomaista, että- a primary air vortex, which annularly surrounds the oil nozzle and covers at least a portion of the outlet of the primary air flow passage, and which is characterized by a bio-oil burner that:

- öljysuuttimessa on viisto kehäpinta ja 10 50 sumutusaukkoa, jotka on jaettu öljysuuttimen viistolle kehäpinnalle niin, että mainitut sumutusaukot- the oil nozzle has an oblique circumferential surface and 10 50 atomizing apertures spaced along the oblique circumferential surface of the oil nozzle such that said atomizing apertures

20146099 prh 13 -08- 2018 muodostavat ainakin kaksi sumutusaukkojen ryhmää, joissa sumutusaukot sijaitsevat säännöllisen välimatkan päässä toisistaan, ja että mainittujen sumutusaukkojen ryhmien väliin jää välitilat, joissa ei ole su5 mutusaukkoja, ja välitilojen kehänsuuntainen pituus on suurempi kuin ryhmän sisällä olevien sumutusaukkojen välinen kehänsuuntainen välimatka, ensimmäisessä sylinterissä on vapaa pää primääri-ilman virtauskanavan ulostulon kohdalla, ja 10 ensimmäisen sylinterin vapaaseen päähän on liitetty liekin stabilointirengas, joka ympäröi primääri-ilman virtauskanavan ulostuloa ja peittää osan sekundääriilman virtauskanavan ulostulosta, ja20146099 prh 13 -08-2018 form at least two groups of nebulization apertures at regular intervals between the nebulization apertures, with spacers having no orifice apertures between said nebulization aperture groups and having a circumferential length of said intermediate apertures greater than said peripheral apertures between said atomizing apertures a first cylinder having a free end at the outlet of the primary air flow passage, and a free flame stabilizer ring connected to the free end of the first cylinder surrounding the outlet of the primary air flow passage and covering a portion of the secondary air flow channel outlet;

- primääri-ilman pyörteyttimen ulkohalkaisija 15 Di lasketaan kaavalla D± = a · Diry, missä a on 0,45 0,6 ja Dlry on ensimmäisen sylinterin sisähalkaisi j a.- the outer diameter 15 Di of the primary air vortex is calculated by the formula D ± = a · Di ry , where a is 0,45 0,6 and D lry is the inside diameter of the first cylinder.

Nyt on esitetty myös öljysuutin öljypoltinta varten, jossa öljysuuttimessa on viisto kehäpinta, jossa on sumutusaukkoja, ja jossa öljysuuttimessa on 20 10 - 50 sumutusaukkoa, jotka on jaettu öljysuuttimen viistolle kehäpinnalle niin, että mainitut sumutusaukot muodostavat ainakin kaksi sumutusaukkojen ryhmää, joissa sumutusaukot sijaitsevat säännöllisen välimatkan päässä toisistaan, ja että mainittujen sumutusauk25 kojen ryhmien väliin jää välitilat, joissa ei ole sumutusaukko j a, ja välitilojen kehänsuuntainen pituus on suurempi kuin ryhmän sisällä olevien sumutusaukkojen välinen kehänsuuntainen välimatka.Also disclosed is an oil nozzle for an oil burner, the oil nozzle having an oblique circumferential surface having atomizing apertures, and having an oil nozzle having 20 to 50 atomizing apertures spaced along the inclined peripheral surface of the oil nozzle such that said atomizing apertures form at least two groups of atomizing apertures and that there is a space between the groups of said spray apertures which does not have a spray aperture and and the circumferential length of the intermediate spaces is greater than the circumferential distance between the atomization apertures within the group.

Öljysuuttimessa olevien sumutusaukkojen suuri 30 lukumäärä saa aikaan sen, että öljysuuttimen läpi saadaan johdettua suurempi massavirta polttoainetta kuin suuttimella, jossa sumutusaukkojen lukumäärä on pienempi. Sumutusaukot on lisäksi sijoitettu öljysuuttimeen kahteen tai useampaan ryhmään niin, että sumutus35 aukkojen ryhmien väliin jää välitilat. Eräässä sovellusmuodossa mainitut sumutusaukot muodostavat kaksi, kolme tai neljä sumutusaukkojen ryhmää. Välitilojen kautta pääsee kulkeutumaan primääri-ilmaa öljysuuttimen keskiosan alueelle. Keskiosan alueelle virtaava ilma parantaa liekin syttymistä kahdella tavalla. Keskiosan alueelle virtaava pisaroiden sekoittumista polttoaineen alueelle virtaava ilma parantaa ilman keskenään, minkä on stabiilimpaa.The large number of spray openings in the oil nozzle causes a greater mass flow of fuel through the oil nozzle than a nozzle having a smaller number of spray openings. In addition, the nebulization apertures are arranged in two or more groups in the oil nozzle such that spaces are provided between the atomization aperture groups. In one embodiment, said spray openings form two, three or four groups of spray openings. Intermediate spaces provide access to primary air to the center of the oil nozzle. Air flowing into the central region improves the flame ignition in two ways. The air flowing into the center region of the droplets blends into the fuel region, improving the air with each other, which is more stable.

ja öljyansiostaand oil earnings

Keskiosan syttyminen ilma lisäksi työntää muodostuneita öljypartikkeleita ulospäin, mikä edesauttaa liekin syttymistä.In addition, ignition of the central portion of the air pushes the formed oil particles outward, which contributes to the ignition of the flame.

Eräässä sovellusmuodossa sumutusaukkoj en halkaisija on 6 mm. Eräässä sovellusmuodossa sumutusaukkojen halkaisija on 7,5 mm. Kun sumutusaukkojen halkaisija on 7,5 mm, saadaan tietokonelaskelmien mukaan riittävä öljynsyöttö.In one embodiment, the spray apertures have a diameter of 6 mm. In one embodiment, the spray apertures have a diameter of 7.5 mm. With a spray aperture diameter of 7.5 mm, computer calculations provide sufficient oil supply.

Ensimmäisen sylinterin vapaaseen päähän liitetty liekin stabilointirengas on sijoitettu siten, että sen toisella puolella virtaa primääri-ilmaa ja toisella puolella sekundääri-ilmaa. Stabilointirengas peittää osan sekundääri-ilman virtauskanavan ulostu20 losta siten, että osa sekundääri-ilmavirtauksesta törmää stabilointirenkaaseen, jolloin ilman virtauskenttä muuttuu. Stabilointirenkaan taakse sekundääri-ilmanA flame stabilizer ring attached to the free end of the first cylinder is disposed so that primary air flows on one side and secondary air on the other. The stabilizer ring covers a portion of the secondary airflow outlet outlet so that a portion of the secondary air flow collides with the stabilizer ring, thereby changing the airflow field. Behind the stabilizer ring is secondary air

20146099 prh 13 -08- 2018 virtauskanavaan aiheutuu alipainekenttä, joka saa aikaan liekin stabiloitumisen tai ainakin parantaa lie25 kin stabiilisuutta. Stabilointirenkaan avulla liekki myös syttyy paremmin kuin ilman stabilointirengasta. Lisäksi liekin stabilointirengas muuttaa liekin virtauskenttää niin, että liekki pysyy kapeana, jolloin liekki ei ulotu kattilan seinille eikä siten aiheuta 30 seinien kuumakorroosiota tai ainakin vähentää kuumakorroosiota .20146099 prh 13 -08-2018 the flow channel creates a vacuum field which causes flame stabilization or at least improves the stability of the flame. The stabilizer ring also gives the flame a better ignition than the air stabilizer ring. In addition, the flame stabilizer ring alters the flame flow field so that the flame remains narrow, whereby the flame does not extend to the boiler walls and thus does not cause heat corrosion of the walls or at least reduce heat corrosion.

Primääri-ilman pyörteytin peittää ainakin osan primääri-ilman virtauskanavan ulostulosta siten, että ainakin osa primääri-ilmavirtauksesta törmää 35 pyörteyttimeen, jolloin ilman virtauskenttä muuttuu.The primary air vortex covers at least a portion of the primary air flow duct outlet so that at least a portion of the primary air flow collides with the vortex 35, thereby changing the air flow field.

Keksinnön mukainen primääri-ilman pyörteytin saa aikaan sen, että primääri-ilman virtauskanavasta purkau6The primary air vortex according to the invention causes the primary air to flow out of the flow duct.

20146099 prh 13 -08- 2018 tuva ilmavirtaus kulkeutuu suoraviivaisemmin kohti kattilan keskustaa kuin polttimessa, jonka pyörteyttimen ulkohalkaisija on suurempi. Liekki pysyy näin ollen kapeana, eikä pääasiallisesti ulotu kattilan sei5 nille.20146099 prh 13 -08-2018 The air flow is more straightforward towards the center of the boiler than in a burner with a larger outer diameter of the vortex. The flame thus remains narrow and does not essentially extend to the boiler wall.

Ö1jysuuttimen rakenteen, pyörteyttimen ulkohalkaisijan ja stabilointirenkaan avulla voidaan vaikuttaa koko kattilan ja sitä kautta polttimen lähialueen virtauskenttään. Polttimen lähialueen virtauskent10 tä puolestaan säätelee paikallista happipitoisuutta ja näin typen oksidien päästöjen muodostumista.The design of the oil nozzle, the outer diameter of the vortex and the stabilizer ring can influence the flow field throughout the boiler and thereby the burner. The flow field 10 of the burner in turn regulates the local oxygen concentration and thus the formation of nitrogen oxide emissions.

Bioöljyllä tarkoitetaan biomassaa pyrolysoimalla tuotettua nestemäistä polttoainetta. Eräässä sovellusmuodossa bioöljy on tuotettu puumassaa pyro15 lysoimalla. Eräässä sovellusmuodossa bioöljy on pyrolyysiölj y.Bio-oil refers to liquid fuel produced by the pyrolysis of biomass. In one embodiment, the bio-oil is produced by pyrolysis of wood pulp. In one embodiment, the bio-oil is a pyrolysis oil.

Atomisoinnilla tarkoitetaan öljyn hajottamista pieniksi pisaroiksi. Eräässä sovellusmuodossa öljy hajotetaan paineväliaineen avulla. Eräässä sovellus20 muodossa paineväliaine on höyry. Eräässä sovellusmuodossa paineväliaine on paineilma. Eräässä sovellusmuodossa öljy hajotetaan öljynpainetta säätelemällä ilman paineväliainetta.Atomization means the breaking up of oil into small droplets. In one embodiment, the oil is decomposed by means of a pressure medium. In one embodiment20, the pressure medium is vapor. In one embodiment, the pressure medium is compressed air. In one embodiment, the oil is decomposed by controlling the oil pressure without the use of a pressure medium.

Ensimmäinen sylinteri ympäröi koaksiaalisesti 25 öljylanssia. Ensimmäisen sylinterin sisäpinnan ja öljylanssin ulkopinnan väliin jäävä tila muodostaa primääri-ilman virtauskanavan. Primääri-ilman virtauskanavan poikkileikkaus on rengasmainen.The first cylinder is coaxially surrounded by 25 oil lances. The space between the inner surface of the first cylinder and the outer surface of the oil lance forms the primary air flow channel. The primary air flow passage has an annular cross-section.

Toinen sylinteri ympäröi koaksiaalisesti en30 simmäistä sylinteriä. Toisen sylinterin sisäpinnan ja ensimmäisen sylinterin ulkopinnan väliin jäävä tila muodostaa sekundääri-ilman virtauskanavan. Sekundääriilman virtauskanavan poikkileikkaus on rengasmainen.The second cylinder coaxially surrounds the en30 first cylinder. The space between the inner surface of the second cylinder and the outer surface of the first cylinder forms a secondary air flow channel. The secondary air flow duct has an annular cross-section.

Kolmas sylinteri ympäröi koaksiaalisesti 35 toista sylinteriä. Kolmannen sylinterin sisäpinnan ja toisen sylinterin ulkopinnan väliin jäävä tila muodosA third cylinder surrounds 35 second cylinders coaxially. The space between the inner surface of the third cylinder and the outer surface of the second cylinder is formed

20146099 prh 13 -08- 2018 taa tertiääri-ilman virtauskanavan. Kolmannen sylinterin poikkileikkaus on rengasmainen.20146099 prh 13 -08-2018 provides a tertiary air flow channel. The third cylinder has an annular cross-section.

Eräässä sovellusmuodossa öljysuuttimessa on 15 - 40 sumutusaukkoa. Eräässä sovellusmuodossa öl5 jysuuttimessa on 20 - 25 sumutusaukkoa.In one embodiment, the oil nozzle has 15 to 40 atomization apertures. In one embodiment, the oil jet nozzle has 20 to 25 spray apertures.

Eräässä sovellusmuodossa välitilojen kehänsuuntainen pituus on 2 - 4 kertaa suurempi kuin ryhmän sisällä olevien sumutusaukkojen välinen kehänsuuntainen välimatka. Eräässä sovellusmuodossa välitilojen 10 kehänsuuntainen pituus on 3 kertaa suurempi kuin ryhmän sisällä olevien sumutusaukkojen välinen kehänsuuntainen välimatka.In one embodiment, the circumferential length of the intermediate spaces is 2 to 4 times greater than the circumferential distance between the spray apertures within the array. In one embodiment, the circumferential length of the intermediate spaces 10 is 3 times greater than the circumferential distance between the spray apertures within the array.

Eräässä sovellusmuodossa sumutusaukot on jaettu öljysuuttimen viistolle kehäpinnalle kahteen ke15 hänsuuntaiseen riviin. Eräässä toisessa sovellusmuodossa sumutusaukot on jaettu kahteen kehänsuuntaiseen riviin kahdelle eri viistolle kehäpinnalle.In one embodiment, the atomization apertures are divided into two ke15 tail lines in the inclined peripheral surface of the oil nozzle. In another embodiment, the spray apertures are divided into two circumferential rows on two different inclined peripheral surfaces.

Eräässä sovellusmuodossa stabilointirengas käsittää primääri-ilman virtauskanavan ulostulosta 20 poispäin levenevän rengasmaisen osan. Stabilointirengas voi käsittää myös useita hammasmaisia ulokkeita, jotka jatkuvat säteittäisesti primääri-ilman virtauskanavan sisään. Eräässä sovellusmuodossa stabilointirenkaan levenevän rengasmaisen osan seinämän paksuus 25 pienenee tasaisesti stabilointirenkaan vapaata reunaa kohti. Eräässä sovellusmuodossa ensimmäisen sylinterin vapaa pää on ohennettu ja stabilointirengas käsittää tasaisen rengasmaisen osan, joka voidaan sovittaa ensimmäisen sylinterin ohennetun pään ympärille ja kiin30 nittää lukitusrenkaalla. Eräässä sovellusmuodossa stabilointirengas on valmistettu lämmönkestävästä teräksestä. Stabilointirengas voi koostua yhdestä tai useammasta osasta. Mainitut hammasmaiset ulokkeet voidaan valmistaa lämmönkestävästä teräksestä tai lämmönkestä35 västä keraamisesta materiaalista.In one embodiment, the stabilizing ring comprises an annular portion extending away from the outlet 20 of the primary air flow passage. The stabilizing ring may also comprise a plurality of toothed projections extending radially into the primary air flow passage. In one embodiment, the wall 25 of the expanding annular portion of the stabilizer ring is uniformly reduced toward the free edge of the stabilizer ring. In one embodiment, the free end of the first cylinder is thinned and the stabilizer ring comprises a flat annular portion that can be fitted around the thinned end of the first cylinder and secured by a locking ring. In one embodiment, the stabilizer ring is made of heat-resistant steel. The stabilizing ring may consist of one or more parts. Said tooth-like projections can be made of heat-resistant steel or heat-resistant ceramic material.

Eräässä sovellusmuodossa a on 0,5. Eräässä sovellusmuodossa pyörteyttimen ulkohalkaisija on 120In one embodiment, a is 0.5. In one embodiment, the outer diameter of the vortex is 120

20146099 prh 13 -08- 201820146099 prh 13 -08- 2018

180 mm. Eräässä toisessa sovellusmuodossa pyörteyttimen ulkohalkaisija on 150 mm.180 mm. In another embodiment, the outer diameter of the vortex is 150 mm.

Kun sumutusaukkojen lukumäärä öljysuuttimessa on 20 ja välitilojen kehänsuuntainen pituus on kolme kertaa suurempi kuin ryhmän sisällä olevien sumutusaukkojen välinen kehän suuntainen välimatka, sekä a on 0,5 primääri-ilman pyörteyttimen ulkohalkaisijaa laskettaessa, saavutetaan tietokonelaskelmien mukaan stabiili ja kapea liekki, joka ei ulotu tulipesän seinille. Samoin edellä mainituilla arvoilla saavutetaan tietokonelaskelmien mukaan alle 100 ppm hiilimonoksidipitoisuus ja alle 400 mg/Nm3 NOx-pitoisuus savukaasussa. Lisäksi palamattoman hiilen osuus savukaasun sisältämästä lentotuhkasta on tietokonelaskelmien mukaan edellä mainituilla arvoilla alle 5 paino-%.When the number of atomization apertures in the oil nozzle is 20 and the circumferential length of the intermediate spaces is three times the circumferential distance between the atomization apertures within the group and a is 0.5 when calculating the outer diameter of the primary air turbulator, a stable and narrow flame . Similarly, the above values achieve, according to computer calculations, a carbon monoxide concentration of less than 100 ppm and a NO x concentration of less than 400 mg / Nm 3 in the flue gas. In addition, the non-combustible carbon content of the fly ash contained in the flue gas is, according to computer calculations, below 5% by weight.

Eräässä sovellusmuodossa bioöljypoltin on varustettu primääri-ilman virtauskanavaan sijoitetuilla kaasulansseilla, jotka mahdollistavat kaasumaisen polttoaineen polttamisen. Eräässä toisessa sovellusmuodossa bioöljypoltinta ei ole varustettu kaasulansseilla.In one embodiment, the bio-oil burner is provided with gas lances located in the primary air flow passage that allow the combustion of gaseous fuel. In another embodiment, the bio-oil burner is not provided with gas lances.

Eräässä sovellusmuodossa bioöljypolttimen lämpöteho on 5 - 60 MW. Eräässä sovellusmuodossa bioöl j ypolttimen lämpöteho on 10 - 55 MW. Eräässä sovellusmuodossa bioöl j ypolttimen lämpöteho on 20 - 50 MW. Eräässä sovellusmuodossa bioöljypoltinta käytetään bioöljyn polttoon lämmöntuotantokattiloissa (heat only boilers), joissa tuotetaan pelkästään lämpöä tai lämpöä ja höyryä mutta ei sähköä. Bioöljypoltinta voidaan käyttää myös muunlaisessa kattilassa. Bioöljypolttimia voi olla useampia samassa kattilassa.In one embodiment, the bio-oil burner has a thermal output of 5 to 60 MW. In one embodiment, the bio-oil burner has a thermal output of 10 to 55 MW. In one embodiment, the thermal power of the bio-oil burner is from 20 to 50 MW. In one embodiment, the bio-oil burner is used to burn bio-oil in heat only boilers which produce only heat or heat and steam but no electricity. The bio-oil burner can also be used in another type of boiler. There may be several bio-oil burners in the same boiler.

Eräässä sovellusmuodossa öljysuutin on bioöljypoltinta varten.In one embodiment, the oil nozzle is for a bio-oil burner.

Tässä esitetyllä bioöljypolttimella saavutetaan merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Ainakin eräillä tässä esitettävillä suoritusmuodoilla saadaan aikaan bioöljyn polttoon soveltuva öl9The bio-oil burner disclosed herein provides significant advantages over the prior art. At least some of the embodiments disclosed herein provide a suitable oil for combustion of bio-oil

20146099 prh 13 -08- 2018 jypoltin, jolla pystytään syöttämään kattilaan riittävä määrä polttoainetta aikayksikössä ja jonka avulla saadaan aikaan tietokonelaskelmien mukaan riittävän stabiili ja kapea liekki, joka ei altista kattilan 5 pintoja (joko lainkaan tai ainakaan merkittävästi) kuumakorroosiolle. Myös liekin syttyminen paranee. Ainakin eräiden suoritusmuotojen mukaisella bioöljypolttimella saadaan tietokonelaskelmien mukaan typen oksidien pitoisuudet alhaisiksi siten, että ne täyttävät 10 vuonna 2016 EU: n alueella voimaan astuvat viranomaismääräykset (Industrial Emission Directive, IED) . Samoin ainakin eräiden suoritusmuotojen mukaisella bioöljypolttimella saavutetaan tietokonelaskelmien mukaan alle 100 ppm savukaasun hiilimonoksidipitoisuus ja al15 le 5 paino-% palamattoman hiilen osuus savukaasun sisältämässä lentotuhkassa.20146099 prh 13 -08-2018 jet burner capable of feeding the boiler a sufficient amount of fuel per time unit and providing a sufficiently stable and narrow flame, according to computer calculations, which does not subject the surfaces of the boiler 5 to heat corrosion (either at all or at least significantly). The flame ignition also improves. A bio-oil burner according to at least some embodiments has been found to have low nitrogen oxide concentrations according to computer calculations, so that they comply with 10 Industrial Emission Directive (IED) regulations coming into force in the EU in 2016. Similarly, at least in some embodiments, the bio-oil burner has, according to computer calculations, achieved a carbon monoxide content of less than 100 ppm in the flue gas and less than 5% by weight of unburned carbon in the fly ash.

KUVALUETTELOLIST OF FIGURES

Seuraavaksi keksintöä havainnollistetaan 20 oheisten kuvien avulla, joissa esitetään esimerkinomaisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu kuvien suoritusmuotoihin.The invention will now be illustrated by means of the accompanying drawings, which show exemplary embodiments. The invention is not limited to the embodiments of the figures.

Kuva 1 esittää kaaviomaisesti raskasöljypoltinta edestä katsottuna, kuva 2 esittää poikkileikkausta A-A kuvan 1 raskasölj ypolttimesta, kuva 3 esittää raskasöljysuutinta poikkileikattuna, kuva 4 esittää raskasöljysuutinta edestä kat30 sottuna, kuva 5 esittää kaaviomaisesti erään suoritusmuodon mukaista bioöljypoltinta edestä katsottuna, kuva 6 esittää poikkileikkausta A-A kuvan 5 bioölj ypolttimesta, kuva 7 esittää suurennettuna yksityiskohdan erään bioöljypolttimen suuaukon alueelta,Figure 1 is a schematic front view of a heavy oil burner, Figure 2 is a cross-sectional view AA of the heavy oil burner of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view of a heavy oil burner, Figure 4 is a front view of Figure 7 shows an enlarged detail of the opening of a bio-oil burner,

20146099 prh 13 -08- 2018 kuva 8 esittää erään suoritusmuodon mukaista bioöljysuutinta poikkileikattuna, ja kuva 9 esittää erään suoritusmuodon mukaista bioöljysuutinta edestä katsottuna.20146099 prh 13 -08-2018 Figure 8 is a cross-sectional view of a bio-oil nozzle according to one embodiment, and Figure 9 is a front view of a bio-oil nozzle according to an embodiment.

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty raskasöljypoltin, jonka rakenne ei sellaisenaan sovellu bioöljyn polttamiseen. Raskasöljypoltin on tarkoitettu sijoitettavaksi lämpökattilan katto- tai seinärakenteisiin niin, 10 että polttimen suuaukko avautuu kohti tulipesää. Lämpökattilassa voi yleensä olla kattilan tehosta riippuen 1-5 öljypoltinta.Figures 1 and 2 show a heavy fuel oil burner whose structure as such is not suitable for burning bio-oil. The heavy oil burner is intended to be placed in the roof or wall structures of the boiler so that the burner outlet opens towards the furnace. A boiler can usually have 1-5 oil burners depending on the boiler output.

Kuvien 1 ja 2 mukainen raskasöljypoltin käsittää öljylanssin 13, jota ympäröivät rengasmaisesti 15 primääri-ilman virtauskanava 3, sekundääri-ilman virtauskanava 4 (merkitty vinoviivoituksella) ja tertiääri-ilman virtauskanava 9 (merkitty vaakaviivoituksella) . Öljylanssin 13 avulla polttoaine syötetään atomisoituna kattilan tulipesään, jossa se syttyy palamaan 20 muodostaen liekin polttimen suuaukon eteen. Ilmanvirtauskanavien 3, 4 ja 9 kautta liekin ympärille syötetään palamisessa tarvittavaa ilmaa stabiilin liekin aikaansaamiseksi. Raskasöljypoltin käsittää lisäksi joukon kaasulansseja 2, jotka on sovitettu primääri25 ilman virtauskanavaan 3. Kaasulanssien 2 avulla voidaan tarvittaessa syöttää kattilan tulipesään maakaasua tai muuta kaasumaista polttoainetta. Öljypoltin on lisäksi varustettu sinänsä tunnettuun tapaan sytyttimellä (ei esitetty), jonka avulla polttoaine sytyte30 tään poltinta käynnistettäessä, sekä liekinvalvojalla (ei esitetty).The heavy oil burner according to Figures 1 and 2 comprises an oil lance 13 surrounded by an annular 15 primary air flow passage 3, a secondary air flow passage 4 (indicated by oblique lines) and a tertiary air flow passage 9 (indicated by horizontal lines). By means of the oil lance 13, the fuel is fed atomically to the furnace of the boiler, where it ignites 20 to form a flame in front of the burner orifice. Through the air flow passages 3, 4 and 9, the combustion air is supplied around the flame to provide a stable flame. The heavy oil burner further comprises a plurality of gas lances 2 arranged in the primary air air flow passage 3. The gas lances 2 can, if necessary, supply natural gas or other gaseous fuel to the boiler furnace. The oil burner is further provided, in a manner known per se, with an igniter (not shown) for igniting the fuel at start-up of the burner, and with a flame monitor (not shown).

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty öljylanssin 13 ympärille koaksiaalisesti sijoitetut ensimmäinen sylinteri 19, toinen sylinteri 20 ja kolmas sylinteri 23. 35 Ensimmäinen, toinen ja kolmas sylinteri 19,20,23 päättyvät primääri-ilman, sekundääri-ilman ja tertiääriFigures 1 and 2 show a first cylinder 19, a second cylinder 20, and a third cylinder 23 disposed coaxially around an oil lance 13. 35 The first, second, and third cylinders 19,20,23 terminate in primary air, secondary air, and tertiary air.

20146099 prh 13 -08- 2018 ilman ulostuloon 21,22,24. Kuvassa 2 on lisäksi esitetty ensimmäisen sylinterin 19 vapaa pää 25.20146099 prh 13 -08- 2018 air outlet 21,22,24. Figure 2 further shows the free end 25 of the first cylinder 19.

Kuvissa 1 ja 2 öljylanssi 13 käsittää paineväliaineen syöttökanavan 14, yhden tai useampia polt5 toaineen syöttökanavia 15 sekä öljysuuttimen IA, jossa polttoaine atomisoidaan paineväliaineen avulla ennen sen syöttöä tulipesään. Atomisoinnissa voidaan käyttää paineväliaineena esimerkiksi höyryä tai paineilmaa. Atomisointi voidaan tehdä myös öljynpainetta säätele10 mällä ilman paineväliainetta. Kuvissa 4 ja 6 tarkemmin esitetty öljysuutin IA käsittää joukon sumutusaukkoja 12, joiden kautta polttoaine syötetään pisaroina kattilan tulipesään. Öljysuuttimesta IA purkautuva polttoaine syttyy palamaan kohdatessaan primääri-ilman 15 virtauskanavasta 3 purkautuvan ilmavirtauksen.In Figures 1 and 2, the oil lance 13 comprises a pressure medium supply channel 14, one or more fuel supply channels 15, and an oil nozzle IA in which the fuel is atomized by means of a pressure medium before being fed to the furnace. For atomization, for example, steam or compressed air may be used as the pressure medium. Atomization can also be accomplished by controlling the oil pressure without the use of a pressure medium. The oil nozzle IA, shown in more detail in Figures 4 and 6, comprises a plurality of atomization openings 12 through which fuel is fed into the boiler furnace in droplets. The fuel discharged from the oil nozzle IA ignites when it encounters an air stream discharged from the primary air stream 15.

Kuvien 1 ja 2 mukaisesti öljysuutinta IA ympäröi rengasmaisesti primääri-ilman pyörteytin 6A. Pyörteytin 6A on sijoitettu primääri-ilman virtauskanavan 3 ulostuloon 21 siten, että pyörteytin 6A peit20 tää ainakin osan ulostulosta 21. Pyörteytin 6A on kiinnitetty öljysuuttimen IA ympärille. Pyörteytin 6A voi olla joko virtauskanavan 3 sisäpuolella tai ulkopuolella siten, että se on ensimmäisen sylinterin 19 vapaan pään 25 sisäpuolella tai ulkopuolella. Pyör25 teytin 6A voi käsittää siivekkeitä, lapoja tai muun vastaavan rakenteen, joka saattaa primääri-ilman virtauskanavasta 3 purkautuvan ilmavirtauksen kiertyvään liikkeeseen ennen kuin se törmää öljysuuttimesta IA purkautuvaan polttoainesuihkuun tai liekkiin.1 and 2, the oil nozzle IA is circumferentially surrounded by a primary air vortex 6A. The vortexer 6A is disposed at the outlet 21 of the primary air flow duct 3 so that the vortexer 6A obscures at least a portion of the outlet 21. The vortexer 6A is mounted around the oil nozzle IA. The vortexer 6A may be either inside or outside the flow passage 3 so that it is inside or outside the free end 25 of the first cylinder 19. The rotating nozzle 6A may comprise flaps, blades, or the like, which rotates the air stream discharged from the primary air flow passage 3 before it collides with the fuel jet or flame discharged from the oil nozzle IA.

Kuvien 1 ja 2 raskasöl j ypolttimessa myös sekundääri-ilman virtauskanava 4 ja tertiääri-ilman virtauskanava 9 voidaan varustaa välineillä (ei esitetty) kyseisen ilmavirtauksen saattamiseksi tangentiaaliseen liikkeeseen ennen sekundääri-ilmavirtauksen ja vastaa35 vasti tertiääri-ilmavirtauksen johtamista liekin ympärille.In the heavy oil burner of Figures 1 and 2, the secondary air flow passage 4 and the tertiary air flow passage 9 may also be provided with means (not shown) for tangential movement of said air flow prior to passing the tertiary air flow around the flame.

Kuvissa 3 ja 4 on esitetty periaatteellisesti raskasöljysuuttimen IA rakenne. Raskasöljysuuttimen tyypillinen ulkohalkaisija on 30 - 50 mm. Raskasöljysuuttimen sumutusaukkojen tyypillinen halkaisija on 5 noin 3-5 mm. Tämä suutin ei sellaisenaan sovelluFigures 3 and 4 show, in principle, the structure of a heavy oil nozzle IA. The heavy oil nozzle typically has an external diameter of 30 to 50 mm. The heavy oil nozzle typically has a spray aperture diameter of about 5 to about 3-5 mm. This nozzle is not suitable as such

20146099 prh 13 -08- 2018 käytettäväksi bioöljyn polttimessa. Kuvien 3 ja 4 mukainen raskasöljysuutin IA käsittää kuusi sumutusaukkoa 12, jotka on jaettu tasaisesti öljysuuttimen IA viistolle kehäpinnalle 17.20146099 prh 13 -08-2018 for use in bio oil burner. The heavy oil nozzle IA shown in Figures 3 and 4 comprises six spray apertures 12 evenly spaced across the inclined peripheral surface 17 of the oil nozzle IA.

Seuraavaksi käydään periaatteellisesti läpi öljysuuttimen rakenne ja toimintatapa. ÖljysuuttimenIn the following, the structure and operation of the oil nozzle will be discussed in principle. Oil Nozzle

IA sisällä on ontelo 14a, joka on virtausyhteydessä paineväliaineen virtauskanavaan 14. Onteloon 14a avautuu joukko sumutuskanavia 12a, joista kukin päättyy sumutusaukkoon 12 öljysuuttimen IA viistolla kehäpinnalla 17. Öljysuutin IA käsittää myös joukon öljykanavia 15a, jotka ovat virtausyhteydessä toisaalta polttoaineen syöttökanaviin 15 ja toisaalta sumutuskanaviin 12a ja sitä kautta sumutusaukkoihin 12.Inside IA there is a cavity 14a which is in fluid communication with the pressure medium flow conduit 14. A plurality of atomizing channels 12a open into the cavity 14a, each terminating in the nebulization opening 12 and through it to the spray holes 12.

Paineväliaine (höyry tai paineilma) johdetaan paineväliaineen virtauskanavan 14 kautta öljysuuttimenThe pressure medium (steam or compressed air) is passed through the pressure medium flow passage 14 through the oil nozzle

IA sisällä olevaan onteloon 14a, josta paineväliaine purkautuu sumutuskanavien 12a kautta sumutusaukkoihinIA into the inner cavity 14a from which the pressure medium discharges through the spray channels 12a into the spray openings

12. Polttoaine johdetaan öljysuuttimeen IA polttoai25 neen syöttökanavien 15 kautta, jotka päättyvät öljysuuttimessa IA oleviin öljykanaviin 15a, jotka ovat virtausyhteydessä sumutuskanaviin 12a. Kun paineväliaine purkautuu ontelosta 14a sumutuskanaviin 12a, se samalla vetää mukaansa öljykanavista 15a polttoainet30 ta, joka sekoittuu paineväliaineeseen pieniksi pisaroiksi.12. The fuel is introduced into the oil nozzle IA via the fuel supply channels 15 which terminate in the oil channels 15a in the oil nozzle IA which are in fluid communication with the spray channels 12a. As the pressure medium discharges from the cavity 14a into the spray channels 12a, it at the same time draws from the oil channels 15a fuel 30 which mixes with the pressure medium into small droplets.

Virtauskanavien 12a ja 15a teella tällaista suutinratkaisua suuttimeksi.By means of the flow channels 12a and 15a, such a nozzle arrangement is used as a nozzle.

Virtauskanavien 12a ja rakenteen perusnimitetään Y15a sekä viiston kehäpinnan 17 kulmaa suuttimen keskiakseliin nähden voidaan muuttaa sovellusmuodon mukaan.The angles of the flow channels 12a and the structure, denoted Y15a, and of the bevelled peripheral surface 17 relative to the central axis of the nozzle may be varied according to the embodiment.

Kuvissa 5 ja 6 on esitetty eräs keksinnön mukainen bioöljypoltin. Bioöljypolttimessa on erilainenFigures 5 and 6 show a bio-oil burner according to the invention. The bio oil burner is different

20146099 prh 13 -08- 2018 öljysuutin 1 kuin kuvien 1-4 raskasöljypolttimessa. Bioöljypolttimen pyörteyttimen 6 ulkohalkaisija on pienempi kuin raskasöljypolttimen IA pyörteyttimen 6A ulkohalkaisija. Lisäksi ensimmäisen sylinterin 19 va5 paaseen päähän 25 on liitetty stabilointirengas 7.20146099 prh 13 -08-2018 Oil Nozzle 1 as in Figures 1-4 Heavy Oil Burner. The outside diameter of the bio-oil burner 6 is smaller than the outside diameter of the heavy-oil burner IA. In addition, a stabilizer ring 7 is connected to the left end 25 of the first cylinder 19.

Bioöljypoltin käsittää öljylanssin 13, jota ympäröivät rengasmaisesti primääri-ilman virtauskanava 3, sekundääri-ilman virtauskanava 4 (merkitty vinoviivoituksella) ja tertiääri-ilman virtauskanava 9 (mer10 kitty vaakaviivoituksella) . Öljylanssin 13 avulla polttoaine syötetään atomisoituna kattilan tulipesään, jossa se syttyy palamaan muodostaen liekin polttimen suuaukon eteen. Ilmanvirtauskanavien 3, 4 ja 9 kautta liekin ympärille syötetään palamisessa tarvittavaa il15 maa stabiilin liekin aikaansaamiseksi. Kuvien 5 ja 6 bioöljypoltin käsittää lisäksi joukon kaasulansseja 2, jotka on sovitettu primääri-ilman virtauskanavaan 3. Kaasulanssien 2 avulla voidaan tarvittaessa syöttää kattilan tulipesään maakaasua tai muuta kaasumaista 20 polttoainetta. Öljypoltin on lisäksi varustettu sinänsä tunnettuun tapaan sytyttimellä (ei esitetty), jonka avulla polttoaine sytytetään poltinta käynnistettäessä, sekä liekinvalvojalla (ei esitetty).The bio-oil burner comprises an oil lance 13 which is annularly surrounded by a primary air flow passage 3, a secondary air flow passage 4 (indicated by oblique lines), and a tertiary air flow passage 9 (indicated by horizontal lines). By means of the oil lance 13, the fuel is fed atomically to the furnace of the boiler, where it ignites, creating a flame in front of the burner orifice. Through the air flow channels 3, 4 and 9, the ground needed for combustion is fed around the flame to provide a stable flame. The bio-oil burner of Figures 5 and 6 further comprises a plurality of gas lances 2 arranged in the primary air flow passage 3. The gas lances 2 can, if necessary, supply natural gas or other gaseous fuel 20 to the boiler furnace. In addition, the oil burner is equipped, as is known per se, with an igniter (not shown), which is used to ignite the fuel when the burner is started, and with a flame monitor (not shown).

Kuvissa 5 ja 6 on esitetty öljylanssin 13 ym25 pärille koaksiaalisesti sijoitetut ensimmäinen sylinteri 19, toinen sylinteri 20 ja kolmas sylinteri 23. Ensimmäinen, toinen ja kolmas sylinteri 19,20,23 päättyvät primääri-ilman, sekundääri-ilman ja tertiääriilman ulostuloon 21,22,24. Kuvassa 6 on esitetty en30 simmäisen sylinterin 19 vapaa pää 25, johon liekin stabilointirengas 7 on liitetty.Figures 5 and 6 show a first cylinder 19, a second cylinder 20 and a third cylinder 23, coaxially disposed on the oil lance 13 and around the first, second, and third cylinders 19, 20, 23 terminating at the primary, secondary, and tertiary air outlet 21,22, 24. Figure 6 shows the free end 25 of the en30 first cylinder 19 to which the flame stabilizer ring 7 is attached.

Kuvissa 5 ja 6 öljylanssi 13 käsittää paineväliaineen syöttökanavan 14, yhden tai useampia polttoaineen syöttökanavia 15 sekä öljysuuttimen 1, jossa 35 polttoaine atomisoidaan paineväliaineen avulla ennen sen syöttöä tulipesään. Paineväliaineena voidaan käyttää esimerkiksi höyryä tai paineilmaa. AtomisointiIn Figures 5 and 6, the oil lance 13 comprises a pressure medium supply channel 14, one or more fuel supply channels 15, and an oil nozzle 1 in which the fuel 35 is atomized by means of a pressure medium before being fed to the furnace. For example, steam or compressed air may be used as the pressure medium. The atomizing

20146099 prh 13 -08- 2018 voidaan tehdä myös öljynpainetta säätelemällä ilman paineväliainetta. Kuvissa 8 ja 9 tarkemmin esitetty öljysuutin 1 käsittää joukon sumutusaukkoja 12, joiden kautta polttoaine syötetään pisaroina kattilan tuli5 pesään. Öljysuuttimesta 1 purkautuva polttoaine syttyy palamaan kohdatessaan primääri-ilman virtauskanavasta 3 purkautuvan ilmavirtauksen. Bioöljysuuttimen 1 halkaisija on suurempi kuin kuvien 1-4 raskasöljysuuttimen IA halkaisija. Myös bioöljysuuttimen 1 rakenne on 10 erilainen kuin kuvien 1-4 raskasöljysuuttimen rakenne.20146099 prh 13 -08-2018 can also be done by regulating oil pressure without pressure medium. The oil nozzle 1, shown in more detail in Figures 8 and 9, comprises a plurality of atomization openings 12 through which fuel is fed into droplets into the boiler fire chamber. The fuel discharged from the oil nozzle 1 lights up when it encounters an air stream discharged from the primary air flow passage 3. The diameter of the bio-oil nozzle 1 is larger than the diameter of the heavy oil nozzle IA of Figures 1-4. Also, the structure of the bio-oil nozzle 1 is different from that of the heavy oil nozzle of Figures 1-4.

Bioöljysuuttimen 1 rakenne on kuvattu tarkemmin alla kuvien 8 ja 9 selostuksen yhteydessä. Öljysuutinta 1 ympäröivien ilmansyöttökanavien 3, 4, 9 halkaisijoita ei tarvitse välttämättä muuttaa, kun raskasöljypoltin 15 korvataan bioöljypolttimella.The structure of the bio-oil nozzle 1 is described in more detail below with reference to Figures 8 and 9. The diameters of the air supply channels 3, 4, 9 surrounding the oil nozzle 1 need not necessarily be changed when the heavy oil burner 15 is replaced by a bio oil burner.

Kuvien 5 ja 6 mukaisesti öljysuutinta 1 ympäröi rengasmaisesti primääri-ilman pyörteytin 6. Pyörteytin 6 on sijoitettu primääri-ilman virtauskanavan 3 ulostuloon 21 siten, että pyörteytin 6 peittää ainakin 20 osan ulostulosta 21. Pyörteytin 6 on kiinnitetty öljysuuttimen 1 ympärille. Pyörteytin 6 voi olla joko virtauskanavan 3 sisäpuolella tai ulkopuolella siten, että se on ensimmäisen sylinterin 19 vapaan pään 25 sisäpuolella tai ulkopuolella. Pyörteytin 6 voi käsit25 tää siivekkeitä, lapoja tai muun vastaavan rakenteen, joka saattaa primääri-ilman virtauskanavasta 3 purkautuvan ilmavirtauksen kiertyvään liikkeeseen ennen kuin se törmää öljysuuttimesta 1 purkautuvaan polttoainesuihkuun tai liekkiin.5 and 6, the oil nozzle 1 is circumferentially surrounded by the primary air vortex 6. The vortex 6 is disposed at the outlet 21 of the primary air flow conduit 3 such that the vortex 6 covers at least 20 portions of the outlet 21. The vortex 6 is secured around the oil nozzle 1. The vortex core 6 may be either inside or outside the flow channel 3 so that it is inside or outside the free end 25 of the first cylinder 19. The vortex 6 may comprise flaps, blades or the like which causes the air stream discharged from the primary air flow channel 3 to circulate before it collides with the fuel jet or flame discharged from the oil nozzle 1.

Kuvien 5 ja 6 mukaisessa bioöljypolttimessa primääri-ilman pyörteyttimen 6 ulkohalkaisija on pienempi kuin kuvien 1 ja 2 mukaisessa raskasöljypolttimessa. Kun primääri-ilman pyörteyttimen 6 ulkohalkaisi jaa pienennetään, primääri-ilman virtauskanavasta 3 35 purkautuva ilmavirtaus kulkeutuu suoraviivaisemmin kohti kattilan keskustaa kuin polttimessa, jonka pyör155 and 6, the primary air turbulator 6 has a smaller outer diameter than the heavy oil burner of Figures 1 and 2. As the outer diameter of the primary air vortex 6 is reduced, the air flow discharged from the primary air flow passage 3 35 is more linearly directed toward the center of the boiler than in a burner with a rotor 15.

20146099 prh 13 -08- 2018 tettimen ulkohalkaisija on suurempi. Tästä johtuen liekki ei leviä yhtä laajalle alueelle kuin polttimessa, jonka pyörteyttimen ulkohalkaisija on suurempi. Kun 50 MW:n raskasöljypolttimissa pyörteyttimen 6A ul5 kohalkaisija on tyypillisesti noin 300 - 310 mm, niin erään suoritusmuodon mukaisessa polttimessa pyörteyttimen 6 ulkohalkaisija on noin puolet siitä. Eräässä sovellusmuodossa pyörteyttimen 6 ulkohalkaisija on noin 120 - 180 mm. Eräässä toisessa sovellusmuodossa bioöljypolttimen lämpöteho on noin 50 MW, ja pyörteyttimen halkaisija on noin 150 mm.20146099 prh 13 -08-2018 The outer diameter of the dispenser is larger. As a result, the flame will not spread as wide as in a burner with a larger outer diameter of the vortex. While in the 50 MW heavy oil burners, the diameter of the vortex 6A? 5 is typically about 300 to 310 mm, in the burner according to one embodiment, the outer diameter of the vortex 6 is about half that. In one embodiment, the vortex 6 has an outer diameter of about 120 to 180 mm. In another embodiment, the bio-oil burner has a heat output of about 50 MW and a vortex diameter of about 150 mm.

Myös sekundääri-ilman virtauskanava 4 ja tertiääri-ilman virtauskanava 9 voidaan varustaa välineillä (ei esitetty) kyseisen ilmavirtauksen saatta15 miseksi tangentiaaliseen liikkeeseen ennen sekundääriilmavirtauksen ja vastaavasti tertiääri-ilmavirtauksen johtamista liekin ympärille.Also, the secondary air flow passage 4 and the tertiary air flow passage 9 may be provided with means (not shown) for directing said air stream 15 through tangential movement prior to passing the secondary air stream and the tertiary air stream around the flame.

Kuvien 5 ja 6 bioöljypolttimessa ensimmäisen sylinterin 19 vapaaseen päähän 25 primääri-ilman vir20 tauskanavan ulostuloon 21 on kiinnitetty liekin stabilointirengas 7 siten, että sen toisella puolella virtaa primääri-ilman virtauskanavasta 3 virtaavaa primääri-ilmaa ja toisella puolella sekundääri-ilman virtauskanavasta 4 virtaavaa sekundääri-ilmaa. Stabiloin25 tirengas 7 peittää osan sekundääri-ilman virtauskanavan 4 ulostulosta 22 siten, että osa sekundääriilmavirtauksesta törmää stabilointirenkaaseen. Liekin stabilointirenkaan 7 tehtävänä on muokata liekin virtauskenttää niin, että se pysyy riittävän kapeana eikä 30 liekki pääse ulottumaan tulipesän seinille asti. Samalla liekin stabilointirenkaan 7 tehtävänä on sytyttää bioöljyliekki hyvin ja stabiloida sen palaminen.5 and 6, a flame stabilizer ring 7 is attached to the free end 25 of the primary cylinder 19 at the free end 25 of the first cylinder 19 so that the primary air flowing from the primary air flow channel 3 flows on one side and the secondary air flow channel 4 flows on the other side. air. The stabilizer ring 7 covers part of the outlet 22 of the secondary air flow channel 4 so that part of the secondary air flow collides with the stabilizer ring. The function of the flame stabilizer ring 7 is to modify the flame flow field so that it remains sufficiently narrow so that the flame 30 cannot reach the walls of the furnace. At the same time, the function of the flame stabilizer ring 7 is to ignite the bio-oil flame well and to stabilize its combustion.

Stabilointirengas 7 suuntautuu ensimmäisestä sylinteristä 19 ulos- ja eteenpäin eli kohti kattilan 35 keskiosaa ja kattilan reunoja. Stabilointirenkaan 7 muoto voi olla porrastettu siten, että stabilointiren16The stabilizer ring 7 extends outwardly and forwardly from the first cylinder 19, i.e. toward the center of the boiler 35 and the edges of the boiler. The shape of the stabilizer ring 7 may be staggered so that the stabilizer ring 16

20146099 prh 13 -08- 2018 kaan 7 ensimmäiseen sylinteriin 19 kiinnitetty pää on ensimmäisen sylinterin 19 poikkileikkauksen suuntainen ja stabilointirengas 7 kääntyy etäisyydellä kiinnityskohdastaan kohti kattilan keskiosaa ja reunoja. Stabi5 lointirengas 7 voi olla olennaisesti katkaistun kartion muotoinen avautuen kohti kattilan keskiosaa ja reunoja. Stabilointirengas 7 voi olla myös muun muotoinen, kunhan se muuttaa liekin virtauskenttää haluttuun suuntaan.20146099 prh 13 -08-2018 the end attached to the first cylinder 19 is parallel to the cross-section of the first cylinder 19 and the stabilizing ring 7 pivots at a distance from its attachment point to the center and edges of the boiler. The Stabi5 winding ring 7 may be substantially frustoconical, opening towards the center and the edges of the boiler. The stabilizer ring 7 may also be of other shapes as long as it changes the flow field of the flame in the desired direction.

Kuvassa 7 on esitetty suurennettuna osa erään suoritusmuodon mukaisen bioöljypolttimen rakenteesta. Öljylanssin 13 päässä on uudentyyppinen öljysuutin 1, jota ympäröi primääri-ilman pyörteytin 6. Öljylanssia 13 ympäröivät primääri-ilman virtauskanava 3, sekun15 dääri-ilman virtauskanava 4 ja tertiääri-ilman virtauskanava 9. Tässä ratkaisussa öljysuuttimella 1 on uusi rakenne, primääri-ilman pyörteyttimen 6 ulkohalkaisija on pienempi kuin kuvien 1-4 raskasöljypolttimessa ja lisäksi öljypoltin on varustettu liekin sta20 bilointirenkaalla 7. Stabilointirengas 7 käsittää primääri-ilman virtauskanavan ulostulosta 21 poispäin levenevän rengasmaisen osan 26.Fig. 7 is an enlarged view of a portion of the structure of a bio-oil burner according to one embodiment. At the end of the oil lance 13 is a new type of oil nozzle 1 surrounded by a primary air vortex 6. The oil lance 13 is surrounded by a primary air flow channel 3, a second 15 aero air flow channel 4 and a tertiary air flow channel 9. In this solution, the oil nozzle 1 has a The outer diameter 6 is smaller than that of the heavy oil burner of Figures 1-4 and furthermore the oil burner is provided with a flame sta20 balancing ring 7. The stabilizing ring 7 comprises an annular portion 26 extending away from the outlet 21 of the primary air flow channel.

Kuvissa 8 ja 9 on esitetty periaatteellisesti erään suoritusmuodon mukaisen bioöljysuuttimen 1 ra25 kenne. Bioöljysuuttimen 1 toimintatapa on samanlainen kuin kuvien 3 ja 4 raskasöljysuuttimessa IA. Toimintatapa on selostettu edellä kuvien 3 ja 4 selostuksen yhteydessä. Myös bioöljysuuttimen 1 rakenne on samanlainen kuin kuvien 3 ja 4 selostuksen yhteydessä esi30 tetty raskasöljysuuttimen IA rakenne lukuun ottamatta suuttimen 1 ulkohalkaisijaa sekä sumutusaukkojen 12, sumutuskanavien 12a ja öljykanavien 15a lukumäärää ja sijoittelua. Kuvien 8 ja 9 mukaisen bioöljysuuttimen 1 halkaisija on suurempi kuin raskasöljysuuttimen IA 35 halkaisija, koska bioöljysuuttimen 1 läpi on johdettava suurempi massavirta kuin perinteisillä polttoai17Figures 8 and 9 show, in principle, the structure of a bio-oil nozzle 1 ra25 according to an embodiment. The operation of the bio-oil nozzle 1 is similar to that of the heavy oil nozzle IA of Figures 3 and 4. The operation is described above with reference to Figures 3 and 4. Also, the structure of the bio-oil nozzle 1 is similar to that of the heavy oil nozzle IA shown in connection with the description of Figures 3 and 4, except for the outer diameter of the nozzle 1 and the number and position of the spray holes 12, spray channels 12a and oil channels 15a. The diameter of the bio-oil nozzle 1 shown in Figures 8 and 9 is larger than that of the heavy-oil nozzle IA 35 because a larger mass flow rate must be passed through the bio-oil nozzle 1 than with conventional fuels.

20146099 prh 13 -08- 2018 neilla. Kun raskasöljysuuttimessa IA riittää polttoaineen syöttämiseen 6-8 öljyn sumutusaukkoa 12, bioöljysuuttimessa 1 sumutusaukkojen 12 lukumäärä voi olla 10 - 50. Lisäksi nämä sumutusaukot 12 on bioöljysuut5 timessa sijoitettu eri tavalla kuin raskasöljysuuttimessa IA.20146099 prh 13 -08- 2018 neilla. When 6-8 oil spray holes 12 are provided in the heavy oil nozzle IA, the number of spray holes 12 in the bio-oil nozzle 1 may be 10 to 50. In addition, these spray openings 12 are disposed in a different manner from the heavy oil nozzle IA.

Kuvien 8 ja 9 mukainen bioöljysuutin 1 käsittää yhteensä 20 sumutusaukkoa 12, jotka on sijoitettu kahdeksi sumutusaukkojen ryhmäksi Bl, B2 öljysuuttimen 10 1 viistolle kehäpinnalle 17. Kumpikin sumutusaukkojen ryhmä Bl, B2 käsittää kymmenen sumutusaukkoa 12, jotka on jaettu tasavälein siten, että kahden peräkkäisen sumutusaukon 12 keskipisteiden välinen välimatka on SI. Kahden sumutusaukkojen ryhmän Bl, B2 väliin jää 15 välitila 16, jonka pituus S2 on suurempi kuin kahden peräkkäisen sumutusaukon 12 välinen välimatka SI ryhmän Bl, B2 sisällä. Välitilan 16 pituudella S2 tarkoitetaan vierekkäisten sumutusaukkojen ryhmien B1,B2 reunimmaisten sumutusaukkojen 12 keskipisteiden etäi20 syyttä toisistaan. Sumutusaukot on mahdollista jakaa ryhmissä B1,B2 myös kahteen kehänsuuntaiseen riviin.8 and 9 comprise a total of 20 spray openings 12 disposed in two groups of spray openings B1, B2 on the oblique circumferential surface 17 of an oil nozzle 10. Each spray openings group B1, B2 comprises ten spray openings 12 equally spaced so that two successive spray openings The distance between the 12 centers is SI. Between two groups of nebulization openings B1, B2 there is a spacer 16 having a length S2 greater than the distance S1 between two successive nebulization openings 12 within a group B1, B2. The length S2 of the space 16 refers to the distance between the centers of the outermost spray openings 12 of groups B1, B2 of adjacent spray openings. It is also possible to divide the spray apertures in groups B1, B2 into two circumferential rows.

Välitilojen 16 kautta ilmaa pääsee virtaamaan öljysuuttimen 1 keskiosan 18 alueelle, missä ilma parantaa liekin syttymistä kahdella tavalla. Ilman pääsy 25 sumutusaukoista 12 ulos purkautuvien öljypisaroiden keskelle tehostaa ilman sekoittumista öljypisaroihin, mikä on tärkeää polttoaineen stabiilin syttymisen kannalta. Lisäksi öljysuuttimen 1 keskiosan 18 alueelle virtaava ilma levittää jo muodostuneita öljypartikke30 leita ulospäin levittäen samalla liekkiä, mikä on myös edullista liekin syttymiselle. Tasajakoisessa öljysuuttimessa IA liekki pyrkii menemään suppuun ja ilma sekoittuu huonosti, minkä seurauksena muodostuu helposti haitallista palamatonta nokea ja häkää.Through the intermediate spaces 16, air can flow into the region 18 of the central portion 18 of the oil nozzle 1 where the air improves the flame ignition in two ways. The air inlet 25 in the middle of the oil droplets discharged from the spray holes 12 enhances the mixing of the air with the oil droplets, which is important for the stable ignition of the fuel. In addition, the air flowing into the region 18 of the central part of the oil nozzle 1 spreads the already formed oil particles 30 outwardly while spreading the flame, which is also advantageous for the flame to ignite. In a split oil nozzle IA, the flame tends to enter the suppository and the air is poorly mixed, resulting in the formation of harmful non-combustible soot and carbon monoxide.

Uusi öljysuuttimen 1 rakenne sallii isojen öljymäärien polttamisen keksinnön mukaisella bioöljypolttimella. Sumutusaukkojen 12 jakamisen kahdeksi ryhmäksi Bl, B2, joiden välissä on välitilat 16, tehostaa syttymistä ja stabiloi palamista.The new design of the oil nozzle 1 allows large quantities of oil to be burned with a bio-oil burner according to the invention. Splitting the spray openings 12 into two groups B1, B2, with intermediate spaces 16, enhances ignition and stabilizes combustion.

Keksintö ei rajoitu tässä esitettyihin esimerkkeihin vaan on muunnettavissa oheisten patentti5 vaatimusten puitteissa.The invention is not limited to the examples provided herein, but is convertible within the scope of the appended claims.

Claims (8)

PATENTTIVAATIMUKSET 20146099 prh 13 -08- 201820146099 prh 13 -08- 2018 1. Bioöljypoltin, joka käsittää:A bio-oil burner comprising: öljylanssin (13), jonka kärjessä on öljysuutin (1), jossa on sumutusaukkoja (12) atomisoidun 5 öljyn syöttämiseksi kattilan tulipesään,an oil lance (13) with an oil nozzle (1) at its apex having spray openings (12) for supplying atomized oil 5 to the furnace of the boiler, - ensimmäisen sylinterin (19), joka ympäröi koaksiaalisesti öljylanssia (13) ja yhdessä öljylanssin (13) kanssa rajaa rengasmaisen primääri-ilman virtauskanavan (3), joka päättyy primääri-ilman virtaus-- a first cylinder (19) coaxially surrounding the oil lance (13) and defining, together with the oil lance (13), an annular primary air flow passage (3) terminating in the primary air flow channel (3); 10 kanavan (3) ulostuloon (21),To the outlet (21) of the 10 channels (3), - toisen sylinterin (20), joka ympäröi koaksiaalisesti ensimmäistä sylinteriä (19) ja yhdessä ensimmäisen sylinterin (19) kanssa rajaa rengasmaisen sekundääri-ilman virtauskanavan (4), joka päättyy se-- a second cylinder (20) coaxially surrounding the first cylinder (19) and defining, together with the first cylinder (19), an annular secondary air flow passage (4) terminating in a 15 kundääri-ilman virtauskanavan ulostuloon (22), kolmannen sylinterin (23), joka ympäröi koaksiaalisesti toista sylinteriä (20) ja yhdessä toisen sylinterin (20) kanssa rajaa rengasmaisen tertiääri-ilman virtauskanavan (9), joka päättyy tertiääri20 ilman virtauskanavan ulostuloon (24), sekä15, the third cylinder (23) coaxially surrounding the second cylinder (20) and defining, together with the second cylinder (20), an annular tertiary air flow channel (9) terminating at the tertiary air outlet (24). ), and - primääri-ilman pyörteyttimen (6), joka ympäröi rengasmaisesti öljysuutinta (1) ja peittää ainakin osan primääri-ilman virtauskanavan (3) ulostulosta (21) ,- a primary air vortex (6) which annularly surrounds the oil nozzle (1) and covers at least a portion of the outlet (21) of the primary air flow channel (3), 25 tunnettu siitä, että öljysuuttimessa (1) on viisto kehäpinta (17) ja 10 - 50 sumutusaukkoa (12), jotka on jaettu öljysuuttimen (1) viistolle kehäpinnalle (17) niin, että mainitut sumutusaukot (12) muodostavat ainakin 30 kaksi sumutusaukkojen ryhmää (Bl, B2), joissa sumutusaukot (12) sijaitsevat säännöllisen välimatkan (SI) päässä toisistaan, ja että mainittujen sumutusaukkojen ryhmien (Bl, B2) väliin jää välitilat (16), joissa ei ole sumutusaukkoja (12), ja välitilojen (16) kehän35 suuntainen pituus (S2) on suurempi kuin ryhmän (Bl,Characterized in that the oil nozzle (1) has an oblique circumferential surface (17) and 10 to 50 atomizing apertures (12) distributed along the oblique circumferential surface (17) of the oil nozzle (1) such that said atomizing apertures (12) form at least 30 groups of atomizing apertures (B1, B2), wherein the spray openings (12) are spaced at a regular distance (SI), and that between said groups of spray openings (B1, B2) are intermediate spaces (16) without spray openings (12) and intermediate spaces (16) the circumference35 (S2) is greater than that of the group (B1, B2) sisällä olevien sumutusaukkojen (12) välinen kehänsuuntainen välimatka (SI),B2) circumferential spacing (SI) between the interior spray holes (12), 20146099 prh 13 -08- 2018 ensimmäisessä sylinterissä (19) on vapaa pää (25) primääri-ilman virtauskanavan (3) ulostulon (21) kohdalla, ja ensimmäisen sylinterin (19) vapaaseen päähän (25) on liitetty liekin stabilointirengas 5 (7), joka ympäröi primääri-ilman virtauskanavan (3) ulostuloa (21) ja peittää osan sekundääri-ilman virtauskanavan (4) ulostulosta (22), ja20146099 prh 13 -08-2018 the first cylinder (19) has a free end (25) at the outlet (21) of the primary air flow passage (3), and a flame stabilizer ring 5 (7) is connected to the free end (25) of the first cylinder (19). which surrounds the outlet (21) of the primary air flow passage (3) and covers part of the outlet (22) of the secondary air flow passage (4), and - primääri-ilman pyörteyttimen (6) ulkohalkaisija D± lasketaan kaavalla D± = a · Diry, missä a on- the outer diameter D ± of the primary air vortex (6) is calculated by the formula D ± = a · Di ry , where a is 10 0,45 - 0, 6 ja Diry on ensimmäisen sylinterin (19) sisähalkaisij a.0.45 to 0.6 and Di ry is the inside diameter of the first cylinder (19). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että öljysuuttimessa (1) on 15 40 sumutusaukkoa (12).Bio oil burner according to Claim 1, characterized in that the oil nozzle (1) has 15 to 40 atomization apertures (12). 1515 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että välitilojen (16) kehänsuuntainen pituus (S2) on 2 -Bio oil burner according to Claim 1 or 2, characterized in that the circumferential length (S2) of the intermediate spaces (16) is 2 - 4 kertaa suurempi kuin ryhmän (Bl, B2) sisällä olevien sumutusaukkojen (12) välinen kehänsuuntainen välimatka (SI).4 times the circumferential distance (SI) between the spray apertures (12) within the group (B1, B2). 20 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että sumutusaukot (12) on jaettu öljysuuttimen (1) viistolle kehäpinnalle (17) kahteen kehänsuuntaiseen riviin.Bio oil burner according to one of the preceding claims, characterized in that the spray openings (12) are divided into two circumferential rows on the oblique circumferential surface (17) of the oil nozzle (1). 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mu-5. A method according to any one of the preceding claims. 25 kainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että stabilointirengas (7) käsittää primääri-ilman virtauskanavan ulostulosta (21) poispäin levenevän rengasmaisen osan (26) .25, characterized in that the stabilizing ring (7) comprises an annular portion (26) extending away from the outlet (21) of the primary air flow passage. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mu-A process according to any one of the preceding claims, 30 kainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että a on 0,5.30 oil burner, characterized in that a is 0.5. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että se on varustettu primääri-ilman virtauskanavaan (3) sijoitetuilla kaasulansseilla (2), jotka mahdollistavat kaa-Bio oil burner according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with gas lances (2) located in the primary air flow passage (3), which enable 35 sumaisen polttoaineen polttamisen.35 incinerating fuel. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen bioöljypoltin, tunnettu siitä, että sen lämpöteho on 5 - 60 MW.A bio-oil burner according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a thermal power of 5 to 60 MW.
FI20146099A 2014-12-15 2014-12-15 Bio oil burner FI127741B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20146099A FI127741B (en) 2014-12-15 2014-12-15 Bio oil burner
PL15200053T PL3034942T3 (en) 2014-12-15 2015-12-15 Bio oil burner with oil nozzle
LTEP15200053.5T LT3034942T (en) 2014-12-15 2015-12-15 Bio oil burner with oil nozzle
DK15200053.5T DK3034942T3 (en) 2014-12-15 2015-12-15 Bio-oil burner and oil nozzle
EP15200053.5A EP3034942B1 (en) 2014-12-15 2015-12-15 Bio oil burner with oil nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20146099A FI127741B (en) 2014-12-15 2014-12-15 Bio oil burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20146099A FI20146099A (en) 2016-06-16
FI127741B true FI127741B (en) 2019-01-31

Family

ID=55299175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20146099A FI127741B (en) 2014-12-15 2014-12-15 Bio oil burner

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3034942B1 (en)
DK (1) DK3034942T3 (en)
FI (1) FI127741B (en)
LT (1) LT3034942T (en)
PL (1) PL3034942T3 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109692762B (en) * 2019-01-25 2024-02-27 九牧厨卫股份有限公司 Spraying core and particle spraying water device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5627814A (en) * 1979-08-14 1981-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion device
US4602571A (en) * 1984-07-30 1986-07-29 Combustion Engineering, Inc. Burner for coal slurry
JPH0233506A (en) * 1988-07-21 1990-02-02 Babcock Hitachi Kk Nox and dust reducing burner
IT1238713B (en) * 1990-04-20 1993-09-01 Ente Naz Energia Elettrica PERFECTED BURNER FOR OIL AND COMBUSTIBLE GASES WITH LOW NITROGEN OXIDE PRODUCTION.
US6622944B1 (en) * 2001-04-20 2003-09-23 Combustion Components Associates, Inc. Fuel oil atomizer and method for discharging atomized fuel oil
ITMI20020611A1 (en) * 2002-03-22 2003-09-22 Danieli Off Mecc BURNER
CN102230623B (en) * 2011-07-12 2013-04-17 重庆赛迪工业炉有限公司 Flat combustion device

Also Published As

Publication number Publication date
LT3034942T (en) 2018-11-12
PL3034942T3 (en) 2019-02-28
EP3034942B1 (en) 2018-07-25
FI20146099A (en) 2016-06-16
DK3034942T3 (en) 2018-11-12
EP3034942A1 (en) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7430970B2 (en) Burner with center air jet
CN104508372B (en) Solid fuel burner
CN104566470B (en) The head of combustion chamber structure of distributed flame
CN106090907A (en) The strong swirl flame diffusion burner of a kind of premix
KR20110053310A (en) Low nox burner
US20080293002A1 (en) Energy efficient low NOx burner and method of operating same
WO2012098174A1 (en) Method and burner for burning lean gas in a power plant boiler
AU2011213841A1 (en) Premix burner for a gas turbine
JP2006337016A (en) Furnace combustion system and fuel combustion method
CN110186044A (en) Air-gas partial premix combustor
FI127741B (en) Bio oil burner
CN106224955B (en) A kind of fractional combustion room that grade is surely fired using multi-point injection and improves combustion stability
JP2012247135A (en) Gas turbine combustor
EP2354662B1 (en) Burner assembly for a gas turbine plant and a gas turbine plant comprising said burner assembly
RU2642997C2 (en) Gas burner with low content of nitrogen oxides and method of fuel gas combustion
EP3364105B1 (en) Burner for low calorific fuels
JP6732960B2 (en) Method for burning fuel and boiler
JP2009115388A (en) Burner for liquid fuel and marine boiler
CA2556822C (en) Burner with center air jet
CN215336318U (en) Low-pollution burner head structure
CN113339794B (en) Low nitrogen burner
US5207570A (en) Bluff body band register and bluff body band pilot
RU2433342C2 (en) BURNER WITH CENTRAL AIR JET AND METHOD TO REDUCE NOx EMISSION OF SPECIFIED BURNER (VERSIONS)
JPS6021607Y2 (en) Premix combustion burner
RU2262039C2 (en) Method of combustion of hydrocarbon fuel and device for realization of this method (versions)

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127741

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed