FI75922C - Braennare foer foerbraenning av speciellt biomassa - Google Patents
Braennare foer foerbraenning av speciellt biomassa Download PDFInfo
- Publication number
- FI75922C FI75922C FI850808A FI850808A FI75922C FI 75922 C FI75922 C FI 75922C FI 850808 A FI850808 A FI 850808A FI 850808 A FI850808 A FI 850808A FI 75922 C FI75922 C FI 75922C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fuel
- combustion
- burner
- combustion chamber
- ash
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
- F23B50/02—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel forming a column, stack or thick layer with the combustion zone at its bottom
- F23B50/04—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel forming a column, stack or thick layer with the combustion zone at its bottom the movement of combustion air and flue gases being substantially transverse to the movement of the fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
- F23B50/12—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel being fed to the combustion zone by free fall or by sliding along inclined surfaces, e.g. from a conveyor terminating above the fuel bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B60/00—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving
- F23B60/02—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving with combustion air supplied through a grate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
- F23L5/02—Arrangements of fans or blowers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Description
j 75922
POLTIN ERITYISESTI BIOMASSAN POLTTAMISTA VARTEN
Keskinnön kohteena on itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osan mukainen poltin erityisesti biomassan 5 kuten puuhakkeen ja turpeen polttamista varten. Poltin on erillinen yksikkö ja se voidaan liittää kattilaan tai vastaavaan kattilarakenteeseen. Polttimella tarkoitetaan kattilan lisälaitteeksi asennettavaa polttoaineen syöttö- ja polttolaitetta.
10
Ennestään tunnetaan erillisiä etupesiä, jotka voidaan liittää vakioma 11isiin keskuslämmityskattiloihin. Etupe-sä käsittää tulipesän, arinan ja tuhkatilan. Etupesä on liitettävissä tu1ikanava11a varsinaiseen kattilaan.
15 Etupesän yhteydessä, sen yläpuolella, on polttoaineen varastosiilo ja tämän ja tulipesän välillä sulkuelimet, joiden avulla polttoainetta annostellaan tulipesään. En-siöilman saantia ja tuhkan poistoa varten tulipesä on varustettu luukulla. Toisioilman saantia varten tulika-20 navaan on yhdistetty ilmaputki. Etupesässä polttoaine kaasutetaan ja muodostuneet kaasut poltetaan toisioilman avulla varsinaisessa kattilassa.
‘ Etupesät ovat suuruudet taan kattilan kokoisia laitteita, 25 joiden tarkoituksena on sovittaa esim. vanha öljykattila sahanpurun tai hakkeen polttoon sopivaksi. Muutostyöt ovat hankalia ja etupesä vaatii paljon tilaa. Tällaisen | etupesäkatti1ayhdistelmän vetovastus on suuri ja polton ja yhdistelmän tehon säätö on vaikeaa. Yhdistelmä ei 30 mukaudu nopeisiin kuormituksen vaihteluihin, eikä se toimi alhaisilla kuormituksilla. Kosteaa haketta tai sahanpurua ei voida käyttää polttoaineena, koska poltto-lämpötila on verraten alhainen ja polttoaineen syöttö etupesään tapahtuu sulkuelimiä avaamalla verraten suuri-35 na ja epätasaisina annoksina.
2 75922
Saksa]aisissa patenttijulkaisuissa DE 62 043, DE 917 741 ja DE 917 742 on tuotu julki etupesäkattilayhdistelmää vastaavia kattilarakenteita, joissa kiinteelle polttoaineelle tarkoitettu polttokammio ja kaasujen jäikipolttokammio muo-5 dostavat yhtenäisen katti!akokonaisuuden. Polttokammio on suuri ja se on varustettu pystysuorilla ja/tai kaltevilla arinarakenteil1 a. Tällaisilla rakenteilla pyritään suureen kokonaistehoon, mikä vaatii suurien polttoainemäärien käsittelyä. Kattilan tehoa ei voida merkittävästi säätää.
10
Automaattisen kiinteän polttoaineen syöttimen liittäminen edellä esitetyn kaltaisiin katti!atyyppeihin ja/tai etupe-sökattilayhdietelmiin on vaikeaa ja joskus jopa mahdotonta. Vaikka syötin saataisiin liitettyä kattilaan, palamis-15 hyötysuhde jää usein huonoksi, koska kattiloissa/etupesissä on yleensä suuri arina ja siihen nähden liian pieni tuli-pesä. Liekin lämpötila jää alhaiseksi, koska liekit nuolevat heti kylmiä tulipintoja ja jäähtyvät, eikä polttoaineen täydellinen palaminen ole näin ollen mahdollista. Myöskin 20 syöttimen töyttökorkeus nousee suureksi erityisesti alapa-loisissa kattiloissa, joissa syöttö tapahtuu täyttö!uukus-ta. Nykyisissä kattiloissa on myöskin palaturpeen, jyrsin-turpeen, turvepel1etin ja olkipelletin poltto vaikeaa tuhkan paljouden ja sen sintraantumisen takia.
25
Varsinaisiksi polttimiksi, jotka soveltuvat kiinteälle polttoaineel1 e, voidaan katsoa mm. stokerit, jotka on tarkoitettu etupäässä hakkeen polttamiseen, ja polttomaljat tai -kourut, jotka on varustettu erilaisilla yläpuolisilla 30 tai samassa tasossa toimivilla polttoaineensyöttöl aitteil -la. Stokerit, polttomaljat ja -kourut asetetaan kattilan tulipeeään niin, että ne vievät osan tulipesän tilavuudesta. Syöttölaitteet ovat usein ruuvisyöttimiä.
35 Epäkohdat edellä mainituissa polttimieaa liittyvät tuhkan- 3 75922 poistoon, polttoaineen lisäykseen ja tehon säätöön. Tuhka poistetaan esim. stokerin palotilasta tai polttimen poltto-kourusta syöttöruuvin syöttämän polttoaineen työntämänä. Tuhka sintraantuu eli muodostaa sulaessaan ja edelleen 5 jäähtyessään kiintoainetta, joka tarttuu palotilan seinämiin, kouruun tai arinaan. Sintraantuva tuhka pienentää pa-lotilaa ja tukkii kourun tai arinan ilmaraot. Syöttimen toimiessa edelleen, palamatonta polttoainetta putoaa stokerin tai polttokourun reunojen yli kattilan pohjalle ja il-10 man saanti estyy, jolloin palaminen vaikeutuu. Huoltoväli muodostuu näin ollen lyhyeksi eritysesti silloin, kun polttimen kuormitus on suurimmillaan. Myös tehon säätö on tällaisilla polttimilla ongelmallista; erityisesti tyhjäkäyn-nin eli mahdollisimman pienellä teholla toimisen järjestä-15 minen on vaikeaa. Ruuvisyöttö on lisäksi häiriöherkkä ja kallis valmistaa.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada parannus kiinteän polttomoottorin polttimiin ja toteuttaa sellainen poltin, 20 jonka tehoa voidaan säätää laajalle alueelle ja suhteellisen nopeasti ja jonka huoltovälit ovat huomattavasti pidemmät kuin tunnetuilla kiinteän polttoaineen polttimilla. Keksinnölle on tunnusomaisia ne piirteet, jotka on esitetty oheisissa paenttivaatimuksissa.
25
Keksinnönmukaisel1 a polttimella saadaan edellämainitut epäkohdat poistettua. Poltin on erillinen yksikkö, joka voidaan yhdistää mihin tahansa olemassa olevaan kattilaan, erityisesti sen ulkopuolelle. Poltin asennetaan esim. kat-30 tilan alaluukkuun, joten syöttimen täyttökorkeus jää pie neksi, edullisesti 30 - 60 cm.
Polttimossa polttoaine poltetaan suoraan ja välittömästi. Pudotuspinta ja vastapinta muodostavat polttokuilun, jon-35 ka avulla polttoaineen nopealle kaasuuntumise11 e ja 4 75922 välittömäl1e palamiselle aikaansaadaan erinomaiset olosuhteet. Polttoainetta lisätään voimakkaaseen hiillokseen tai tämän välittömään läheisyyteen. Palaminen tapahtuu etupäässä vastapinnan läheisyydessä, jolloin erityisesti kostea polttoaine ehtii asteittain ja ainakin osaksi kuivua ennen syttymistään. Kokeel1isesti on todettu, että jopa kosteuspitoisuudeltaan likipitäen 60 % biomassaa voidaan syöttää polttokammioon, mikä tunnetuissa kattila- tai poltinratkai-suissa ei ole ollut mahdollista ilman polttoprosessin tu-10 kehtumieta.
Liekin lämpötila on huomattavan suuri. Pal amishyötysuhde saadaan näin korkeaksi. Varsinaisen kattilan sisällä on lisäksi tilaa esim. kunnolliselle jäi kipolttomuurauksel1 e, 15 jolloin palaminen tapahtuu loppuun asti korkeassa lämpöti-la88a. Polttoainevirtaa polttokammioon säädetään kaltevaan pudotuspintaan yhdistetyllä automaattisella syöttimellä ja palamisilman määrää puhaltimen avulla, joiden avulla saadaan tarkasti säädettyä polttoaineen ja palamisilman suh-20 de. Kaikista kattiloista saadaan tehtyä yläpaloinen katti la, joka toimii ripotteluperiaatteel1 a. Kattiloiden tuli-pinnat tulevat kokonaan hyötykäyttöön, joten savukaasujen 1ähtölämpötila laskee ja kattilan kokonaishyötysuhde nousee. Myöskin tyhjäkäyntihäviöt pienenevät, koska polttoai-25 netta voidaan ripotella polttimen polttokammioon vain sen verran kuin tulen ylläpito vaatii.
Keksinnön mukaisessa polttimessa kiinteää polttoainetta poltetaan täyein hallinnassa olevassa prosessissa; sen kat-30 tilan kokonaistehoa, johon poltin on liitetty, voidaan säätää polttoainevirtaa ja ilmamäärää säätämällä hyvin laajalle tehoalueel1 e. Tavanomaisissa kattilaratkaisuissa tai etupeeällä varustetuissa kattiloissa tällainen prosessinomainen säätö ei ole mahdollista.
35 5 75922
Polttimen polttokammiossa voidaan polttaa myös aineita, kuten esim. turvetta, joiden tuhkan sulamispiste on alhainen ja tuhkapitoisuus suuri. Polttimen tuhkatilaan saadaan jäämään muodostavasta tuhkasta ainakin puolet. Tuhkan poisto 5 kattilasta on hankalampaa kuin polttimen tuhkati1asta. Kattilan palotilan pinnat säilyvät lisäksi puhtaampina kuin muissa po1tinratkaisuissa. Tämä on tärkeää myös muuta biomassaa kuin turvetta poltettaessa.
10 Seuraavassa keksintöä ja sen muita etuja kuvataan yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa Kuvio 1 esittää erään keksinnönmukaisen polttimen rakennetta haikileikattuna sivukuvantona ;
Kuvio 2 esittää toista keksinnön mukaisen polttimen toteu-15 tusesimerkkiä myös haikileikkauksena;
Kuvio 3 esittää kuvion 2 poltinta pitkin leikkausta A-A.
Keksinnön mukainen poltin on erillinen yksikkö, joka on liitettävissä mihin tahansa kattilaan tai vastaavaan katti-20 1arakenteeseen. Kuviossa 1 ja 2 poltin 1 on yhdistetty kat tilaan 2 edullisimmin sen alaluukkuun 3. Yhdistäminen voidaan suorittaa joko suoraan tai erillisen kanavan 5 avulla. Polttoainesäiliö, jota ei ole piirustuksissa esitetty, on yhdistetty syöttimellä 4 varsinaiseen polttimeen 1.
25
Poltin 1 käsittää polttokammion 6, arinan tai vastaavan rakenteen 7, johon polttoainetta syötetään ja tuhkatilan 8, joka on arinan alapuolella. Edellämainitun automaattisen syöttimen 4 voidaan katsoa kuuluvan myös polttimeen. Syötin 30 4 on yhdistetty polttokammioon 6 pudotuskanaval1 a tai vas taavalla. Pudotuskanava voi olla syöttimen 4 ja polttokam-mion 6 välinen erillinen, esim. pystysuora,putkimainen osa, mutta syötin 4 voidaan yhdistää polttokammioon 6 tietyin edellytyksin myös suoraan kuten kuvioissa 1 ja 2 on esitet-35 ty.
6 75922
Polttimen 1 arinarakenne 7 on muodostettu pudotuspinnasta 71, vastapinnasta 72 ja niiden välisestä raosta 73. Pudo-tuspinta 71 ja vastapinta 72 ovat vastakkaiseen suuntaan kaltevia edullisesti tasomaisia pintoja niin, että ne muo-5 dostavat välilleen V-muotoisen po]ttokui1un. Tämä poltto-kuilu toimii polttimen 1 po1ttokammiona 6. Polttoaineen syötin 4 on yhdistetty po1ttokammioon 6 kaltevan pudotus-pinnan 71 avulla, joka toimii tällöin syöttökanavana tai sen osana.
10
Syötin 4 muodostuu yhdestä yksiköstä tai useammasta rinnakkaisesta syötinyksiköstä. Syötin 4 on yhdistetty kaltevaan pudotuspintaan 71 niin, että se on kohtisuorasta sitä ja samalla rakoa 73 ja vastapintaa 72 vasten. Syöttimen 4 le-15 veys s on likipitäen yhtä suuri kuin pudotuspinnan 71 ja koko polttokammion 6 leveys.
Pudotuspinnan 71 kaltevuus OC kuviteltuun pystytasoon B-B nähden on yleensä välillä 15...45°. Vastapinnan 72 kalte-20 vuus β kuviteltuun pystytasoon B-B nähden, mutta vastakkaiseen suuntaan kuin pudotuspinnan 71 kaltevuus, on edullisimmin välillä 60°. ..10°. Pudotuspinnan 71 ka]tevuus of määritellään käytetyn polttoaineen mukaan. Polttoaineen tulee valua pudotuspintaa pitkin hyvin alaspäin. Vastapinnan 72 25 kaltevuus β määräytyy myös käytetyn polttoaineen mukaan.
Yleisesti voidaan todeta, että mitä rullaavampaa tai juok-sevampaa käytetty kiinteä polttoaine on, sitä loivemmassa asennossa eli suurempi kulma β on. Suurimmillaan kulma β voi olla jopa 90°. Ooko pudotuspinta 71 tai vastapinta 72 30 tai molemmat voivat olla myös karhennettujaj tällöin pieni-rakeiset juoksevat polttoaineet eivät pääse valumaan niin helposti kuin muuten raon 73 läpi tuhkatilaan.
Arinarakenteen 7 alapuolella oleva tila 9 ja tuhkatila 8 35 muodostavat edullisesti yhtenäisen tilan. Tuhkatilaan 8 7 75922 voidaan sijoittaa tuhka]aatikko tai -kasetti 81, joka on vedettävissä ulos tuhkatilasta 8 ja tyhjennettävissä tai vaihdettavissa tarpeen vaatiessa. Yhtenäiseen tilaan on järjestetty i]manottoaukko 10, jonka suuruutta voidaan sää-5 tää ja joka on myös suljettavissa.
Arinarakenteen 7 alapuoliseen yhtenäiseen tilaan on edullista yhdistää puhallin 11 tai vastaava. Tämän avulla arinarakenteen alapuolelle 8, 9 muodostetaan ylipaine poltto-10 kammioon 6 nähden. Polttoainetta sytytettäessä ylipaineella voidaan tehostaa vetoa ja varmistaa syttymisen onnistuminen. Tämän jälkeen paloilman saanti voi tapahtua ilmanotto-aukon 10 kautta. Polttoprosessin säätöä ajatellen ja mikäli erityisesti polttoaineena käytetään runsaasti kosteutta si-15 sältävää biomassaa, puhallinta 11 täytyy käyttää koko ajan.
Polttoaineen syötin A on yhdistetty piirustusten esittämissä keksinnön toteutusesimerkeissä suoraan polttimeen 1. Tällöin pudotuspinnan 71 korkeus h-j raosta 73 polttoaineen 20 syöttöaukkoon A1 on suurempi kuin vastapinnan 72 korkeus h2 raosta 73 polttimen 1 lähtöaukkoon tai yhdyskanavaan 5. Pudotuspinnan 71 korkeus hi on edullisesti 30...70 cm, jolloin vastapinnan korkeus h2«. 0,10 . .. 0,75 x hi .
25 Mikäli syötin A yhdistetään erillisellä putkimaisella pu-dotuskanaval1 a (ei esitetty piirustuksissa) tai vastaavalla syöttöaukkoon A1 ja edelleen polttimen 1 polttokammioon 6, pudotuspinnan 71 korkeus hi, voi olla yhtä suuri kuin vastapinnan 72 korkeus h2· Tämä merkitsee sitä, että pudotus-30 kanavan pudotuspinnan 71 puoleinen seinämä jatkuu aukosta 41 alaspäin ja yhtyy esim. pudostuspintaan 71 likipitäen vastapinnan 72 korkeudelle h2 raosta 73 tai yleensä välillä hi —>h2 · 35 8 75922
Polttoaineen syöttöaukko 41 ulottuu poikki!eikkaustasossa pudotuspinnan 71 yläreunasta tai vastaavasta kohdasta korkeintaan raon 73 kohdalle eli kuviteltuun pyetytasoon Θ-Β asti. Edullisesti se on tätä kapeampi kuten esim. kuviossa 3 1. on katkoviivoin esitetty. Yhdyskanavan 5 yläosa tai sen jatke 31 muodostaa osan polttimen 1 runkorakenteesta. Syöt-tÖaukon 41 leveyden rajoittamisen tarkoituksena on varmistaa, ettei tuli pääse leviämään polttokammiosta 6 syötti-messä 4 olevaan polttoaineeseen ja siitä edelleen varasto-10 säiliöön.
Syötin 4 on sijoitettu suljettuun kanavaan 42, jota kautta ilmaa ei normaalisti pääse polttokammioon tai päin vastoin. Turvallisuussyistä syöttöaukkoon 41 tai sen läheisyy-13 teen voidaan järjestää myös erillinen sulkuelin, jolla auk ko tai syöttökanava on suljettavissa.
Pudotuspinnan 71 ja vastapinnan 72 välillä on rako 73 kuten edellä on selostettu. On edullista, että mainitut pinnat 71 20 ja 72 on sovitettu tosiinsa niin, että pudotuspinnan 71 oletettu jatke a leikkaa vastapintaa 72 tai yhtyy sen alareunaan. Tämä rakenne mahdollistaa raon 73 helpomman sää-dettävyyden. Toisaalta pudotuspintaa 71 pitkin valuvat pol ttoainerakeet 12 tai vastaavat puristuvat jatkuvasti 23 syötetyn uuden polttoaineen painamina vastapintaa 72 vasten eivätkä helposti pääse putoamaan palamatta raon 73 läpi tuhkatilaan 8. Raon 73 leveys voi olla tällöin polttoaine-rakeiden keskimääräistä halkaisijaa suurempi.
30 Varsinaiseen polttimeen 1 yhdistetty syötin 4 voi olla periaatteessa mikä tahansa syötin kuten ruuvisyötin tai tela-kuljetin. Olennaista on, että tämän avulla voidaan annostella kiinteää polttoainetta, kuten puuhaketta tai turve-pellettejä, jatkuvana tasaisena, määrältään edullisimmin 33 säädettävänä, virtana likipitäen syöttöaukon 41, pudotus- , 75922 pinnan 71 ja raon 73 leveydeltä po] ttokammioon 6. Tällä edellytyksellä poltin toimii parhaalla mahdollisella tavalla.
5 Eräs edullinen polttoaineen syötin on tuotu julki mm. kansainvälisessä patenttihakemuksessa PCT/FI84/00059. Piirustuksissa esitetty syötin 4 on tyypiltään mainitunkaltäinen. Polttoaineen syötin 4 perustuu siihen ajatukseen, että kaksi tai useampia tukielimiä 13 kuten tasoja, tankoja tai 10 kiskoja, joissa on hampaita tai suomuja 14, liikkuu edestakaisin siten, että aina vierekkäiset tukielimet 13 liikkuvat eri suuntiin. Hammastus tai suomustus 14 on tehty tuki-elimien 13 liikesuunnassa siten epäsymmetriseksi, että ham-maetuksen tai suomustuksen päällä oleva, kuljetettava ja 15 syötettävä kiinteä polttoaine siirtyy helpommin toiseen eli kul jetussuuntaan C kuin tähän nähden vastakkaiseen suuntaan .
Edel 1 äkuvatun kaltaisilla syöttimillä voidaan kuljettaa ja/ 20 tai syöttää hyvinkin epähomogeenisia ja/tai kevyitä aineita. Tukielimien pienellä hammastuksel1 a tai suomustuksel1 a siirrettävän aineen kappalekokoon ja -jakautumaan nähden saavutetaan yllättävän tehokas aineen siirto. Tukielimen edestakaisen liikkeen pituutta säätämällä voidaan laiteen 25 siirto-ominaisuuksia säätää optimaalisiksi käsiteltävän aineen painon ja huokoisuuden yms. muuttuessa. Tehontarve verrattuna kuljetus- ja/tai syöttötehoon on erittäin pieni. Laitteen rakenne on yksinkertainen. Laitteen avulla esim. hakkeen syöttö polttimeen saadaan tasaiseksi, jolloin 30 mm. 3ämmityslaitteen kokonaishyötysuhde paranee. Lisäksi syötin ei tukkeuden helposti ja se soveltuu esim. hyvin suurille polttamille.
Keksinnön mukainen poltin toimii seuraavasti. Polttoaineen 35 syötin 4 on edullisesti varustettu säätölaitteella (ei näy- 10 75922 tetty piirustuksissa), jonka säätämänä polttoainetta ripotellaan syöttöaukon 41 kautta jatkuvana halutun suuruisena virtana polttokammioon 6. Kaltevaa pudotuspintaa71 pitkin polttoaine valuu rakoa 73 kohti likipitäen raon levyisenä 5 rintamana. Pinnat 71 ja 72 keskittävät polttoaineen rakoon 73, jonka läheisyydessä palaminen ensivaiheessa tai pienellä kuormituksella tapahtuu. Polttoaineen raekoon 12 mukaan pudotuspinnan 71 ja vastapinnan 72 kaltevuudet θ( ja $ on sovitettu toisiinsa niin, ettei polttoaine pääse valumaan 10 raon 73 läpi tuhkatilaan 8. Vastapinnan 72 kulma β on säädetty sellaiseksi, ettei pinnan 72 kaltevuus ole niin jyrkkä, että polttoaine valuu suoraan raon läpi ja toisaalta edullisimmin niin, ettei pinta 72 ole niin vaakatasossa, että pintojen 71 ja 72 polttoainetta keskittävä vaikutus 15 jää saavuttamatta.
Kun puhallin 11 on toiminnassa, tuhkatilassa 8 ja yleensä arinarakenteiden alapuolisessa tilassa 8, 9 vallitsee ylipaine, jonka vaikutuksesta ilmaa virtaa raon 73 kautta 20 polttoainekerrokaen 15 läpi polttokammioon 6 siitä eteenpäin kohti kattilaa 2 kiihdyttäen näin palamista. Polttoaineen voimakkaalle ja nopealle kaasuuntumisel1 e ja kaasujen välittömälle palamiselle on tällä tavalla luotu hyvät olosuhteet. Polttoainerakeet 12 pienenevät ja kevenevät kaa-25 suuntuessaan ja palaessaan, jolloin ilmavirta estää osal taan niitä putoamasta raosta 73 tuhkatilaan 8. Pitkin koko rakoa 73 muodostuu näin keskitetty voimakas paloalue, johon pudotuspintaa 71 pitkin valuu jatkuvasti uutta polttoainetta. Paloproeessin yhteydessä voidaan puhua vastavirtaperi-30 aatteesta: kiinteä polttoaine pienenee palaessaan ja siir tyy alaspäin ja päätyy lopuksi suureksi osaksi tuhkatilaan 8, kun taas prosessissa muodostuneet kaasumaiset ainesosat siirtyvät ylöspäin ja palavat välittömästi polttokammiossa 6, yhdyakanavassa 5 (mikäli sitä käytetään) ja kattilassa 35 2.
11 75922
Keksinnön mukaisen polttimen tehonsäätö voidaan toteuttaa tavanomaista on/off-säätöä joustavammin. Polttoainetta pudotetaan syöttimen 4 avulla tämän säätölaitteen määrääminä annoksia pudotuspinnan 71 ja vastapinnan 72 väliseen polt-5 tokammioon 6. Polttoainekerroksen paksuus on pienillä tehoilla pieni: palaminen tapahtuu polttokammion 6 raon 73 läheisyydessä. Puhaltimen 11 avulla palamiseen tarvittavaa ilmaa puhalletaan raon 73 kautta polttokammioon 6 halutun suuruisena tilavuusvirtana. Puhaltimen 11 sähkömoottoria 10 tai muuta voimalaitetta voidaan ohjata sopivan säätölaitteen avulla. Polttimen tehoa lisättäessä syöttimen 4 annos-telunopeutta lisätään, jolloin pol ttoainekerroksen paksuus polttokammiossa 6 kasvaa. Samalla paloalue laajenee. Laajeneminen tapahtuu erityisesti vastapinnan 72 läheisyydessä 13 olevassa pol ttoainekerroksessa 13a. Polttoainetta voidaan lisätä aina siihen asti, kunnes polttokammio 6 on syöttö-aukkoa 41 myöten täynnä. Tämän jälkeen tehoa voidaan nostaa puhaltimen 11 puhal1ustehoa eli syötettävän ilman tilavuus-virtaa kasvattamal1 a.
20
Syöttöaukkoon 41 voidaan sijoittaa rajakytkin. Tämä varmistaa esim. sen, ettei syötin 4 annostele polttoainetta, kun polttokammio 6 on sitä täynnä. Toisaalta rajakytkimen avulla poltinta voidaan käyttää myös on/off-periaatteel1 a.
25
Tilanne silloin, kun polttokammiossa 6 on suuri määrä polttoainetta 15, on esitetty kuviossa 1. Palaminen tapahtuu vastapinnan 72 läheisyydessä olevassa ensimmäisessä poltto-ainekerroksessa 15a. Tämän vieressä oleva toinen poltto-30 ainekerros 15b puristuu painovoiman ja syötetyn polttoaineen vaikutuksesta palavaa kerrosta vasten ja on syttymäi-sillään. Kolmas polttoainekerros 15c on saavuttanut jo korkean lämpötilan ja neljäs kerros 15d on nopeasti lämpene-mässä. Tällaisen prosessin seurauksena polttoaine 15 kuivuu 35 kerroksittain ennen kuin se syttyy. Näin ollen polttimella voidaan polttaa niinkin kosteaa polttoainetta, jonka kosteuspitoisuus on luokkaa 60 S, 12 75922
Kiinteällä polttoaineella, erityisesti puuhakkeel1 a, on taipumus holvaantua eli tässä tapauksessa muodostaa ontelolta polttokammiossa 6 olevaan polttoaineeseen 15. Tämä voi häiritä polttoaineen siirtymistä alaspäin ja saattaa 5 jopa keskeyttää sen. Hoivaatumisen estämiseksi polttimen pudotuspinta 71 tai siihen liittyvä osa voidaan yhdistää laitteeseen, jolla se saatetaan tärisemään eli sille annetaan pieni edestakainen liike. Tämän seurauksena polttoaine valuu häiriöttä pudotuspintaa 71 pitkin alaspäin.
10
Edullisesti täristysiaite toteutetaan niin, että pudotus-pinta 71 kiinnitetään yläpäästään joustavasti polttimeen 1 eli sen runkoon. Pudotuspinnan 71 alapuolelle järjestetään yksi tai useampi epäkesko 16, jota pyöritetään akselin vä-15 lityksellä sopivalla voimakoneel1 a kuten sähkömoottorilla joko koko polttoprosessin ajan tai ajoittain. Epäkesko 16 vaikuttaa pyöriessään pudotuspintaan71 ja saa sen näin pieneen edestakaiseen liikkeeseen. Vastaavalla tavalla vasta-pinta 72 voidaan järjestää liikkuvaksi joko yhdessä pudo-20 tuspinnan 71 kanssa tai yksin.
Kuviossa 1 esitetyn keksinnön mukaisen polttimen toteutus-esimerkki soveltuu lähinnä pienitehoisille alle 20 kW:n polttimille. Suuritehoisten polttimien yhteydessä pudotus-25 pinnan 71 ja vastapinnan 72 väliseen rakoon 73 on edullista sovittaa erillinen tuhkain. Toisaalta tuhkainta tarvitaan pienitehoisil 1 akin polttiinilla esim. silloin, kun sellaista biomassaa poltetaan, jonka tuhkapitoisuus on suuri, kuten eiem. jyrsinturvetta, palaturvetta, turve- ja oikipel1ette-30 jä.
Tuhkain 17 on edullisesti tankomainen tai ontto putkimainen elin kuten esim. kuvioista 2 ja 3 voidaan havaita. Tuhkai-meen 17 on järjestetty välin päähän toisistaan ulokkeita 35 18. Tuhkain 17 ulottuu raon 73 suuntaisena po1ttokammion 6 13 75922 läpi. Tuhkainta 17 voidaan liikuttaa joko aksiaal isesti tai poikittain edestakaisin eli täristää tai pyörittää akselinsa 19 ympäri yhteen suuntaan tai suuntaa vaihdellen. Akselin 19 päässä on esim. juoksupyörä 20, joka on yhdistetty 5 hihnavälityksel1ä 21 voimakoneeseen kuten sähkömoottoriin. Tuhkaimen 17 avulla rako 73 pystytään pitämään auki koko leveydeltään ja näin taataan polttoaineen tasainen palaminen. Ulokkeet 15 tuhkaimessa 17 estävät tuhkan sintraantu-mista ja edistävät tuhkan murskaantumista.
10
Kun tuhkain 17 on muodostettu putkimaisesta elimestä, tähän voidaan järjestää tehokas jäähdytys. Tuhkain 17 yhdistetään sopivalla yhteellä 22 akselinsa 19 kautta ulkpuoliseen jäähdytysainelähteeseen kuten ilma- tai neste!ähteeseen 15 (vesi, öljy). Paineinen jäähdytysaine kiertää putkimaisen tuhkaimen sisätilassa ja jäähdyttää sitä. Polttoprosessin aikana raossa 73 syntyvä kova kuumuus ei näin menetellen kuluta tuhkainta nopeasti}vaan se kestää käyttöä huomattavasti kauemmin.
20
Putkimainen tuhkain 17 on edullista sijoittaa pudotuspinnan 71 kuvitellulle jatkeelle a. Varsinainen rako 73 jää tällöin tuhkaimen 17 ja vastapinnan 72 väliin. Tämän raon suuruus määräytyy, kuten aikaisemminkin, käytetyn polttoaineen 25 laadusta ja raekoosta.
Ootta polttokammion 6 lämpötila pysyisi mahdollisimman korkeana, mikä on polttoprosessin kannalta edullista, poltin 1 ja sen mahdollinen yhdyskanava 5 on varustettu lämpöeriste-30 kerroksella 23.
Yhdyekanavaan 5 voidaan järjestää toisioilmakanavia 24, jotka takaavat riittävän ilman saannin varsinkin suurille polttimille. Yhdyskanavaa 5 voidaan jatkaa kattilan 2 si- 35 sälle ne. jäikipolttokanavana 25. Toiaioilmakanavat 24 ja 75922 jäi kipo]ttokanava 25 säilyttävät kaasujen paloJämpötilan korkeana ja edistävät kaasujen sekoittumista ja täydellistä palamieta.
5 Polttokammio 6, erityisesti pudotuspinta 71 ja vastapinta 72, ja yhdyskanava 5 on tehty korkeita lämpötiloja kestävästä materiaalista kuten raudasta tai osaksi esim. keraamisista aineista. Polttimen 1 kaikki sisäosat, erityisesti pudotus- ja vastapinta 71, 72 sekä tuhkain 17, voidaan jär-10 jestää vaihdettaviksi osiksi. Tämä on huollon kannalta tärkeää, koska mitkään tunnetut materiaalit eivät kestä kauaa polttimen polttoprosessin aikana syntyviä korkeita lämpötiloja.
15 Keksinnön mukaisten polttimien teho määräytyy ennen kaikkea niiden leveyden s perusteella. Karkeasti arvioituna polttimen teho voi nousta 0,5 MW:iin, kun s = 50 cm ja 1,5 MW:iin, kun s - 150 cm. Putkimaisen tuhkaimen 17 halkaisija on edellä mainituissa polttimissa esim. luokkaa 10 cm ja 20 rako 73 esim. 5 cm. Pudotuspinnan 71 korkeus h-j on esim. 60 cm, kun vastapinnan 72 korkeus h2 on esim. välillä 20...40 cm. Edellä esitetyt mitat ovat vain suuntaa antavia. Keksintöä ei pidä sitoa niihin millään tavalla.
25
Claims (8)
15 75922
1. Poltin erityisesti biomassan polttamista varten, joka on erillinen yksikkö ja liitettävissä 5 kattilaan (2) tai vastaavaan katti1arakenteeseen, johon polttimeen (1) kuuluu: polttokammio (6), johon polt toainetta syötetään, joka on muodostettu pudotuspinnasta (71) ja vastapinnasta (72), jotka pinnat (71,72) ovat vastakkaiseen suuntaan kaltevia: tuhkatila (Θ), joka 10 on polttokammion (6) alapuolella; ja automaattisen polttoaineen syötin (4), joka on yhdistetty po 11tokammioon (6) kaltevan pudotuspinnan (71) avulla, joka toimii syöttökanavana tai sen osana, tunnet tu siitä, että pudotuspinta (71) ja vastapinta (72) ovat tasomai-15 siä pintoja, joiden välissä on rako (73) niin, että ne muodostavat yhdessä 0-muotoisen polttokuilun (7); ja että syötin (h) on yhdistetty kaltevaan pudotuspintaan (71) niin, että se on kohtisuorasti pudotuspintaa (71), rakoa (73) ja vastapintaa (72) vasten; ja että syöttimen 20 (*♦) leveys (s) on likipitäen yhtä suuri kuin polttokui lun (7) ja po1ttokammion (6) leveys; ja jotka polttokuilun pinnat <71, 72) keskittävät syötetyn polttoaineen rakoon (73) koko sen leveydeltä, jonka raon läheisyydessä palaminen ensivaiheessa pienellä kuormituksella 25 tapahtuu ja, kun tehoa lisätään ja po1ttokammiossa (6) on suuri määrä polttoainetta (15), palaminen tapahtuu vastapinnan (72) läheisyydessä olevassa polttoaineker-roksessa (15a), jolloin erityisesti kostea polttoaine ehtii asteittain kerros kerrokselta (15b, 15c, 15d> ja 30 ainakin osaksi kuivua ennen vastapinnan (72) läheisyyteen joutumistaan ja syttymistään.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poltin, tunnnettu siitä, että pudotuspinnan (71) kaltevuus (a) pystytasoon (B - B) nähden on edullisimmin 35 välillä 15...i+50 ja että vastapinnan (72) kaltevuus (β) pystytasoon (B - B) nähden on edullisesti välillä 60...10°, jotka kulmat riippuvat käytetystä polttoai- 16 75922 neesta.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai S mukainen poltin, tunn et tu siitä, että polttokuilun (7) alapuoliseen tilaan (S, 9) on yhdistetty puhallin (11) 5 tai vastaava, jonka avulla tähän tilaan muodostetaan ylipaine po 1 ttokammioon (6) nähden. <♦. Patenttivaatimuksen 1, £ tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että pudotuspinnan (71) korkeus (h,) raosta (73) syöttimelle (4) on suurempi 10 kuin vastapinnan (7E) korkeus (he) raosta (73) yhdys-kanavaan (S) tai vastaavaan.
5. Patenttivaatimuksen 1, £ tai 3 mukainen poltin, tunnettu siitä, että pudotuspinta (71) ja vastapinta (7£) on sovitettu toisiinsa niin, että 15 pudotuspinnan (71) oletettu jatke (a) leikkaa vastapinnan (73) .
6. Patenttivaatimuksen 1, 3, 3 tai mukainen poltin, tunnettu siitä, että pudotuspinta (71) tai sen osa on yhdistetty laitteeseen (16), jolla pudo- 30 tuspinnalle annetaan pieni edestakainen liike.
7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen poltin, tunnettu siitä, että pudotuspinnan (71) ja vastapinnan (73) väliseen rakoon (73) on sovitettu tuhkain (17), joka on edullisesti tankomainen 35 elin, jossa on ulokkeita (18) ja joka on yhdistetty laitteeseen, jonka avulla sitä voidaan liikuttaa.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen poltin, tunnnet tu siitä, että tuhkain (17) on putkimainen elin, joka ulottuu läpi polttokammioon (6) ja että 30 tuhkain (17) on yhdistetty ilma— tai nestelähteeseen, jonka avulla se on jäähdytettävissä. Λ7 75922
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT86901875T ATE58218T1 (de) | 1985-02-28 | 1986-02-28 | Brenner speziell fuer biomasse. |
| DE8686901875T DE3675544D1 (de) | 1985-02-28 | 1986-02-28 | Brenner speziell fuer biomasse. |
| HU863027A HU203400B (en) | 1985-02-28 | 1986-02-28 | Burner particularly for burning biomass |
| PCT/FI1986/000022 WO1986005257A1 (en) | 1985-02-28 | 1986-02-28 | Burner especially for burning biomass |
| US06/933,220 US4766824A (en) | 1985-02-28 | 1986-02-28 | Burner especially for burning biomass |
| EP86901875A EP0248808B1 (en) | 1985-02-28 | 1986-02-28 | Burner especially for burning biomass |
| DK486186A DK165019C (da) | 1985-02-28 | 1986-10-10 | Braender, isaer til forbraending af biomasse |
| NO864279A NO160738C (no) | 1985-02-28 | 1986-10-27 | Brenner til brenning av biomasse. |
| SU874203322A RU2015449C1 (ru) | 1985-02-28 | 1987-08-27 | Устройство для сжигания биомассы |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI843656 | 1984-09-18 | ||
| FI843656A FI843656A0 (fi) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Braennare. |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI850808A0 FI850808A0 (fi) | 1985-02-28 |
| FI850808L FI850808L (fi) | 1986-08-29 |
| FI75922B FI75922B (fi) | 1988-04-29 |
| FI75922C true FI75922C (fi) | 1988-08-08 |
Family
ID=8519622
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI843656A FI843656A0 (fi) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Braennare. |
| FI850808A FI75922C (fi) | 1984-09-18 | 1985-02-28 | Braennare foer foerbraenning av speciellt biomassa |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI843656A FI843656A0 (fi) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Braennare. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0194261A1 (fi) |
| FI (2) | FI843656A0 (fi) |
| WO (1) | WO1986001873A1 (fi) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3675544D1 (de) * | 1985-02-28 | 1990-12-13 | Sermet Oy | Brenner speziell fuer biomasse. |
| DE102009020344B3 (de) * | 2009-05-07 | 2011-01-13 | Wachtel GmbH & Co. Bäckereimaschinen-Backöfen | Pelletbrenner, Dosiervorrichtung und Verfahren zu dessen Steuerung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE143319C (fi) * | ||||
| US783614A (en) * | 1903-12-29 | 1905-02-28 | Louis Philipp Cohen | Furnace. |
| US981408A (en) * | 1909-10-27 | 1911-01-10 | Murphy Iron Works | Grate structure. |
| US2161892A (en) * | 1932-04-06 | 1939-06-13 | Honeywell Regulator Co | Feeding mechanism |
| US2204555A (en) * | 1939-11-20 | 1940-06-18 | George E Valentine | Automatic coal stoker |
| GB613015A (en) * | 1943-02-05 | 1948-11-22 | Michel Aloys Antoine Desire An | Extension furnace for boilers, ovens, kilns or similar appliances |
| IE49855B1 (en) * | 1979-08-10 | 1985-12-25 | Ekman C O A | Process and furnace for burning solid fuel |
| SE8301170L (sv) * | 1983-03-03 | 1984-09-04 | Malmbergs Verksteder Ab | Anordning vid tillsatsanordning for konventionell vermepanna |
-
1984
- 1984-09-18 FI FI843656A patent/FI843656A0/fi not_active Application Discontinuation
- 1984-11-26 EP EP19850900112 patent/EP0194261A1/en not_active Withdrawn
- 1984-11-26 WO PCT/FI1984/000087 patent/WO1986001873A1/en unknown
-
1985
- 1985-02-28 FI FI850808A patent/FI75922C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI850808L (fi) | 1986-08-29 |
| FI843656A0 (fi) | 1984-09-18 |
| EP0194261A1 (en) | 1986-09-17 |
| WO1986001873A1 (en) | 1986-03-27 |
| FI75922B (fi) | 1988-04-29 |
| FI850808A0 (fi) | 1985-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4385567A (en) | Solid fuel conversion system | |
| PT1188022E (pt) | Sistema melhorado para queima de combustíveis em massa | |
| US4876972A (en) | Grate bar element for a sliding grate furnace for garbage incineration | |
| US4446800A (en) | Apparatus for firing solid fuels | |
| RU2451239C2 (ru) | Автоматизированный угольный котел | |
| HU212083B (en) | Grate and boiler having such grate | |
| KR840001451B1 (ko) | 고체연료 연소로(爐) | |
| CS588487A2 (en) | Furnace | |
| FI75922C (fi) | Braennare foer foerbraenning av speciellt biomassa | |
| EP1359372B1 (en) | A burner for pellet fuel | |
| EP0248808B1 (en) | Burner especially for burning biomass | |
| US4377117A (en) | Particulate waste wood firing system | |
| EP0104177B1 (en) | Burner for combustion of granular fuels | |
| JP2011080614A (ja) | 温風機 | |
| RU2015449C1 (ru) | Устройство для сжигания биомассы | |
| US4377115A (en) | Furnace for burning particulate wood waste material | |
| CA1276838C (en) | Burner especially for burning biomass | |
| EP0968390A1 (en) | Combustion device for solid fuel | |
| EP1283972B1 (en) | Apparatus for burning solid fuel | |
| US4307702A (en) | Grating structure | |
| CA1184075A (en) | Grating structure | |
| WO2006041391A1 (en) | Fire grate and burner comprising such a fire grate | |
| RU2015450C1 (ru) | Устройство для сжигания твердого топлива | |
| KR840001099Y1 (ko) | 무연탄 연소용 보일러의 화격자 | |
| FI98855B (fi) | Puujätteen polttolaitteisto |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: SERMET OY |
|
| MA | Patent expired |