NO152575B - Fremgangsmaate ved drift av fyringsanlegg og fyringsanlegg for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å hindre en utbredelse av ilden langs tilførselsbanen som fører til fyrrommet i et fyringsanlegg for fast brensel, og et fyringsanlegg for utførelse av fremgangsmåten, som angitt i hhv. patentkrav l's og patentkrav 5's overbegrep.

En utbredelse av ilden langs tilførselsbanen hindres

når ilden ikke kan utbre seg til hele tilførselsbanen via det avsnitt av tilførselsbanen som munner ut.i fyrrommet.

Det er.kjent.fra US patentskrift 4181082 å slukke brann, som oppstår, i .tilførselskanalen for et fyringsanlegg, med vann. For dette formål er en vannledning tilkoblet på oversiden av tilførselskanalen,.- og vannledningen er .sperret på tilkoblingsstedet med en ventil.som er styrt av en. tem-peraturt øler. Ved en viss temperatur åpner temperaturføleren ventilen, og vannet .strømmer inn i tilførselskanalen, hvor-

ved det flyter over temperaturføleren og .avkjøler .denne slik at ventilen igjen lukkes efter. et visst temperaturfall. Det er en ulempe ved denne anordning at ikke bare ilden i tilførselskanalen, men også ilden i fyrrommet slukkes fordi brenslet som tilføres til.fyrrommet, da vil være fullstendig gjennomfuktet. Dersom det for å: unngå.dette- tilføres en mindre, vannstrøm, blir brannen ikke pålitelig slukket fordi bare. delområder, av brenslet blir. fuktet. Det er dessuten en. ulempe ved den:kjente, fremgangsmåte at det i. tilførsels-kanalen dannes en. sump. som bare kan fjernes ved en grundig rensing- av. kanalen.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å hindre at ilden

sprer seg langs tilførselsbanen uten merkbart uheldig å på-

virke forbrenningen i fyrrommet.

- Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som er særpreget ved det i patentkrav l's karakteriserende del angitte særtrekk, og ved.et apparat som er særpreget ved det i patentkrav 5's karakteriserende del angitte særtrekk.

Fordelaktige utførelsesformer av den foreliggende fremgangsmåte og det foreliggende apparat fremgår av hhv. patent-kravene 2-4 og 6-10.

Vanndampen som ledes inn i brenslet som befinner seg på tilførselsveien,gir to virkninger: for det første trenger den jevnt inn i det samlede brensel slik at dets fuktighetsinnhold øker. For det annet øker den luftfuktigheten på til-førselsveien. Dermed foreligger ikke lenger betingelsene for at brannen skal kunne spre seg til tilførselskanalen. Forbrenningen i fyrrommet blir derimot ikke, og i det minste ikke merkbart, uheldig påvirket for i fyrrommet hersker meget høye temperaturer, og tilstrekkelig frisk luft blir tilført til at det riktignok fuktige, men ikke gjennomfuktede, brensel blir godt forbrent.

Vanndampen kan om nødvendig tilføres jevnt kontinuerlig eller støtvis i perioder. Det er imidlertid gunstig bare å tilføre vanndampen når en på forhånd bestemt temperatur overskrides på tilførselsveien. Dette finner sted dersom ilden sprer seg til brenslet som befinner seg ved enden av tilførselsveien og begynner å spre seg til tilførselsveien. Dersom det som brensel anvendes f.eks. ved, vil dette være tilfelle når den tilførte ved er meget tørr slik at ilden sprer seg raskere enn veden blir tilført. Dersom derimot f.eks. nyhugget ved tilføres, er utbredningshastigheten (tilbakebrenningshastigheten) for ilden mindre enn transporthastigheten for veden, og ilden kan ikke spre seg til til-førselsveien og den på forhånd bestemte temperatur blir ikke overskredet. Da vanndamp bare tilføres når den på forhånd bestemte temperatur er blitt overskredet, blir bare brenslet som er for tørt, fuktet, mens et fuktighetsinnhold i brenslet som allerede er tilstrekkelig til å hindre ilden fra å spre seg, ikke blir unødvendig ytterligere øket.

Fortrinnsvis blir dessuten hver gang den på forhånd bestemte temperatur er blitt overskredet, bare en liten vannmengde fordampet støtlignende. Vannmengden blir bare av-passet til en slik mengde at en spredning av brannen hindres. For dette er det tilstrekkelig å fukte ved slik at ildens utbredningshastighet blir mindre enn hastigheten for den minstestrøm av brensel som er nødvendig for å opprettholde ilden i fyrrommet og som overholdes ved drift av anlegget når ingen varme er nødvendig.

Nedenfor vil et utførelseseksempel av oppfinnelsen

bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen. På denne viser Fig. 1 et riss sett ovenfra og delvis i snitt av et fyringsanlegg ifølge oppfinnelsen og Fig. 2 et vertikalt lengdesnitt gjennom anlegget ifølge Fig. 1 tatt langs linjen II-II.

Det viste anlegg er et vedfyringsanlegg som er be-regnet for sentraloppvarming og som har selvstendig chargering av fyrrommet. Anlegget har en beholder 1 for veden, og beholderen har nedentil i en sidevegg en åpning 2 som er forsterket ved kanten og som munnér ut i en til-føirselskanal 4 som fører til et fyrrom 3. Et stempel

(ikke vist) som kan beveges frem og tilbake i beholderen 1 deler opp veden ved åpningen 2 og skyver den inn i tilfør-selskanalen 4. Dette er detaljert beskrevet i US patentskrift 4185567. Fyrrommet 3 befinner seg i et brennkammer 5 som ikke her er nærmere beskrevet, men som er detaljert beskrevet i US patentskrift 4181082.

En vannledning 6 som står i forbindelse med vann-ledningsnettet, fører via'en ventil 7 som kan manøvreres ved hjelp av en trykkmembran, og en varmeveksler 8 til en varmeveksler 9 i hvilken vannet blir fordampet. En damp-tilf ørselsledning 10 som er koblet til varmeveksleren 9, fører den dannede damp til en åpning 11 i veggen til det bakre av de tb rørstykker 12, 13 som danner tilførsels-kanalen 4.

Varmeveksleren 8 sitter på rørstykkets 12 bakre ende som er forsynt med en flens mot rørstykket 13. Varmeveksleren består av en metallblokk 14 som er skrudd fast på rørstykkets 12 vegg og som lagrer den varme som over-føres fra rørveggen og avgir denne til vann som strømmer gjennom en boring 15 i metallblokken. Varmeveksleren 9 sitter på rørstykkets 12 fremre ende som er forsynt med en flens mot brennkammeret 5. Denne varmeveksler har likeledes en metallblokk 19 som er skrudd fast til rørstykkets 12 vegg og som lagrer varme som overføres fra rørveggen. Et rør-stykke 20 er sveiset til metallblokken 19 og er lukket med et åvskrubart deksel 21. Vannledningen 6 og damptilførsels-ledningen 10 munner ut i avstand over metallblokken 19 som danner varmevekslerens 9 bunn, i den øvre del av rørstykket 20. På grunn av at tilkoblingskanalene for ledningene 6

og 10 er anordnet i den øvre del av rørstykket 20 unngås det at kalken som skiller seg ut ved fordampningen av vannet tilført gjennom vannledningen 6 og som avsettes i den nedre del av rørstykket 20 på metallblokken 19, tilstopper tilkoblingskanalene. Dekslet 21 kan skrus av slik at varmeveksleren 9 kan renses, dvs. at kalken kan fjernes.

Mellom brennkammerveggens 5 og rørstykkets 12 flenser og de to rørstykker 12,13 er en asbestmellomring hhv. 16

og 16' anordnet. Asbestringen 16 hindrer at rørstykket 12 blir for sterkt oppvarmet på grunn av varmeledning fra brenn-kammerveggen 5 og derved ville ha befordret en spredning av ilden inn i rørstykket 12. Asbestringen 16' hindrer at rørstykkets 12 bakre ende blir sterkt avkjølt på grunn av vekkledning av varmen til rørstykket 13 og derved ville uheldig ha påvirket den nedenfor beskrevne virkemåte av varmeveksleren 8.

Oppvarmingen av vannet i varmeveksleren 8 er riktignok ønsket fordi varmeveksleren 9 da vil oppvarme vannet hurtigere til kokepunktet og fordampe dette, men dette er ikke det egentlige formålm ad varmeveksleren 8. Denne virker snarere sammen med en utvidelsesmateriale-temperaturføler 17 og membranventilen 7 slik at når en viss temperatur overskrides, vil ventilen åpnes og efter gjennomstrømningen av en viss vannmengde igjen stenges. For dette formål sitter temperaturfølerens 17 beholder som inneholder utvidelsesvæsken, i en annen kanal i varmeutvekslingsblokken 14 som er parallell med kanalen 15. Et kapillarrør 18 forbinder føleren 17 med membranventilen 7 slik at denne når en på forhånd bestemt temperatur er blitt overskredet, vil åpnes og ved underskridelse av temperaturen igjen stenges. Da varmeveksleren 8 blir avkjølt av gjennomstrømmende vann, inntrer temperaturfallet som utløser stengningen av ventilen 7, når en viss vannmengde har strømmet gjennom varmeveksleren 8.

Anlegget arbeider som følger:

Stemplet som befinner seg i beholderen 1, skyver på grunn av dets arbeidsslag brenselveden til åpningen 2, splintrer denne på dette sted og skyver de splintrede ved-stykker videre inn i tilførselskanalen 4. Stempelfrekvensen og dermed brenselstrømmen reguleres i avhengighet av varmebehovet ved sentraloppvarmingen, og det opprettholdes av denne grunn en minste materialstrøm som sikrer opprettholdelse av ilden i fyrrommet 3. Så lenge fuktig ved tilføres, kan ilden ikke spre seg fra fyrrommet 3 og inn i tilførsels-kanalen '.4 når denne minste materialstrøm opprettholdes. Rørstykket 12 blir ikke oppvarmet, og varmevekslerens 8 temperatur som avføles av temperaturføleren 17, ligger under den på forhånd bestemte temperatur slik at ventilen 7 holdes

. stengt:-og ingen damptilførsel •finner, sted. Når derimot tørr ved tilføres, kan tilbakebrenningshastigheten, dvs. den hastighet som ilden sprer seg med mot transportretningen, bli større enn brenselstrømmens hastighet. I dette tilfelle sprer ilden seg til veden ved utløpet av tilførselskanalen 4, hvorved rørstykkets 12 ende og varmeveksleren 9 som sitter på denne, blir oppvarmet til over 200°C. På grunn av varmeledningen i rørstykket' 12 blir også varmeveksleren 8 og dermed temperaturføleren 17 oppvarmet. Dennes utvid-elsesvæske utvider seg og påvirker efter at den på forhånd bestemte temperatur er blitt overskredet, ventilens 7 membran. Vannet som strømmer gjennom ledningen 6 efter at ventilen

7 er blitt åpnet, tår opp varme fra varmeveksleren 8 og

blir oppvarmet til over kokepunktet i varmeveksleren 9 og støtlignende fordampet. Vanndampen (fuktig damp) strømmer gjennom damptilførselsledningen 10 og åpningen 11 inn i det bakre rørstykke 13, hvorefter den fordeler seg i hele til-førselskanalen 4, øker luftfuktigheten i denne og trenger inn i den splintrede brenselved. Efter at en viss vannmengde (20-30 cm<3>) har strømmet gjennom varmeveksleren 8, er dens temperatur og dermed også temperaturfølerens 17 temperatur sunket, og utvidelsesvæsken trekker seg sammen og ventilen 7 blir igjen stengt. Fordi bare en forholdsvis liten vannmengde kommer inn i varmeveksleren 9, er den nødvendige for-dampningsvarme forholdsvis lav og varmeveksleren 9 blir

bare svakt avkjølt. Når det tilførte støt av damp fremdeles ikke er tilstrekkelig til å oppnå den luft- og ved-fuktighet som er nødvendig for å hindre ilden i å spre seg,

dvs. når forbrenningen fremdeles finner sted, blir varme-

<5> veksleren 8 igjen oppvarmet til over den på forhånd bestemte temperatur på grunn av forbrenningsvarmen som overføres fra rørstykket 12, hvorpå, som beskrevet, igjen et støt av damp vil bli dannet. Dette gjentar seg inntil forbrenningen

ved utløpet av tilførselskanalen 4 er blitt senket til en grad som bare gir litt varme og ved hvilken tilbakebrenningshastigheten er mindre enn transporthastigheten for den minste materialstrøm som er nødvendig for å opprettholde ilden i fyrrommet 3. Da hele mengden av brenselved som befinner seg

i tilførselskanalen nu har et høyt fuktighetsinnhold, vil

' risiko for at ilden skal spre seg inn i tilførselskanalen først igjen oppstå når ny brenselved transporteres fra beholderen 1 til enden av tilførselskanalen 4. Derefter gjentar om nødvendig det beskrevne befuktningsforløp seg. Det

økte fuktighetsinnhold i brenselveden påvirker ikke forbrenningen i fyrrommet 3 på uheldig måte fordi det der hersker en vesentlig høyere temperatur tog dessuten blir forbrennings-luft tilført.

Den foreliggende fremgangsmåte er spesielt godt egnet for vedfyringsanlegg av den ovenfor beskrevne type hvor opp-splintret ved tilføres, fordi dampen lett trenger inn i de luftrom som dannes ved oppsplintringen og veden blir gjennom-gående fuktet. Anvendelsen av den foreliggende fremgangsmåte er imidlertid ikke på noen måte begrenset til slike vedfyringsanlegg. Fremgangsmåten egner seg f.eks. like godt for de kjente vedfyringsanlegg hvor ved bearbeides til små-stykket transportgods i et oppdelingsanlegg og tilføres til fyrrommet ved hjelp av en transportskrue som er anordnet i et tilførselsrør. Som brensel kan foruten ved også andre faste materialer anvendes, f.eks. kull, idet problemet med en spredning av ilden er spesielt fremherskende i forbindelse med ved fordi fuktighetsinnholdet svinger usedvanlig sterkt i avhengighet av den anvendte ved.

Dannelsen av dampen i varmeveksleren 9 byr på den for-del at spillvarmen som dannes ved en forbrenning ved utløpet av tilførselskanalen, utnyttes for å fordampe vannet. Selv-følgelig kan dampen imidlertid også dannes ved hjelp av en f.eks. elektrisk oppvarmet fordamper, f.eks. en dampkjele.

Med varmeveksleren 8, temperaturføleren 17 og ventilen

7 som styres av denne, fås på enkel måte en viss liten og dessuten forvarmet vannmengde som avgis til varmeveksleren

9 hver gang den på forhånd bestemte temperatur overskrides,

og i varmeveksleren blir den tilførte vannmengde støtvis fordampet. For å fordampe en større vannmengde kunne tempera-turf øleren 17 hhv. et styreapparat som er forbundet med denne, også åpne ventilen .7 når en øvre temperaturgrense overskrides, og først igjen stenge ventilen efter et vesentlig temperaturfall ved underskridelse av en nedre temperaturgrense. Vannmengden som skal fordampes, vil også kunne til-føres i dosert mengde på annen måte, f.eks. ved anvendelse av en tidsbryter som åpner ventilen efter utløsning via en temperaturføler i løpet av en på forhånd valgt tidsperiode svarende til den ønskede vannmengde.

Da damptilførselsledningen 10 munner ut i den bakre del av tilførselskanalen 4, sikres det at dampen blir jevnt for-delt i hele kanalen. Dersom tilførselsledningen 10 hadde munnet ut i den ende av tilførselskanalen 4 som står i forbindelse med brennkammeret 5, ville en del av dampen blant annet kunne unnvike til fyrrommet 3. Anordningen av damp-tilf ørselsåpningen 11 i den bakre kanaldel 13 (i en avstand fra fyrrominnløpet som er flere ganger kanalens diameter) sikrer dessuten at ilden ikke vil kunne spre seg inn i hele tilførselskanalen dersom det skulle komme til en eksplosjons-lignende utbredelse av ilden inn i den fremre ende av til-førselskanalen, fordi dampstøt da i rask rekkefølge vil trenge inn i den bakre del av veden som ennu ikke har tatt fyr, og derved fukte denne så sterkt at en ytterligere spredning av ilden vil være umulig. Ved utløpet av åpningen 11 kan også en dyse være anordnet for å fordele dampen i til-førselskanalen ved en ennu høyere hastighet. Dessuten kan i forbindelse med meget lange tilførselskanaler flere damp-tilf ørselsledninger være anordnet eller en damptilførsels-ledning kan munne ut på flere steder i tilførselskanalen for PÅ pålitelig måte å forsyne tilførselskanalen med damp over dens samlede lengde.

Varmeveksleren 8 kan sløyfes når temperaturføleren 17 er anordnet i en kanal i varmevekslerens 9 metallblokk 19

og denne er montert på tilførselskanalen 4. På den annen side vil varmeveksleren 8 med temperaturføleren 17 kunne være montert på den fremre ende av tilførselskanalen 4 og varmeveksleren 9 på eller i brennkammeret 5.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å hindre ilden fra å spre seg langs tilførselsveien som fører til fyrrommet for et fyringsanlegg for fast brensel, karakterisert ved at vanndamp ledes inn i brenslet som befinner seg på tilførselsveien.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at periodevis eller hver gang når en på forhånd bstemt temperatur overskrides på til-førselsveien, blir en dosert vannmengde støtvis fordampet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at vanndampen bare blir tilført når en på forhånd bestemt temperatur på tilførsels-veien overskrides.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, hvor brenselstrømmen styres i avhengighet av varmebehovet og en minste material-strøm opprettholdes som sikrer opprettholdelse av ilden i fyrrommet, karakterisert ved at bare så meget damp tilføres at utbredelseshastigheten for ilden i brenslet som befinner seg på tilførselsveien, blir mindre enn den minste materialstrøms hastighet.

5. Fyringsanlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, med en brenseltilførselskanal (4) som munner ut i et fyrrom (3), karakterisert ved at en damptilførselsledning (10) munner ut (11) i tilførselskanalen (4).

6. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at en varmeveksler (9) er anordnet på fyrrommet eller på den ende av tilførsels-kanalen (4) som munner ut i dette, og forbinder en vannledning (6) med damptilførselsledningen (10) for å fordampe vann som strømmer til fra vannledningen (6), ved hjelp av forbrenningsvarme som overføres fra varmeveksleren (9).

7. Anlegg ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at det på tilførsels-kanalen (4) er anordnet en temperaturføler (17) som styrer en sperreinnretning (7) som regulerer damptilførselen hhv. tilførselen av vann som skal fordampes, slik at sperreinnretningen åpnes ved en'temperatur over en på forhånd bestemt temperatur og stenges ved en temperatur under den på forhånd bestemte temperatur eller efter et på forhånd bestemt temperaturfall eller en på forhånd bestemt tidsperiode.

8. Anlegg ifølge krav 6 og 7, karakterisert ved at sperreinnretningen (7) som åpner seg ved en temperatur over en på forhånd bestemt temperatur og som stenges ved en temperatur under den på forhånd bestemte temperatur eller efter et på forhånd bestemt temperaturfall, er innstallert i vannledningen (6) og at temperaturføleren (17) befinner seg i varmeveksleren eller i en annen varmeveksler (8) som er anordnet på til-førselskanalen (4) og innføyet i vannledningen (6), slik at når sperreinnretningen (7) åpner seg, vil strømmende vann avkjøle den første hhv. den annen varmeutveksler (8) til temperaturen som utløser stengningen av sperreinnretningen (7) , efter at en bestemt vannmengde er blitt fordampet hhv. har strømmet gjennom.

9. Anlegg ifølge krav 8, karakterisert ved at den annen varmeveksler (8) befinner seg i vannledningen (6) i en gjennomstrømnings-retning foran den første varmeveksler (9) og er anordnet på tilførselskanalen (4) i avstand fra varmeveksleren (9) og fra innløpet til fyrrommet ( 3).

10. Anlegg ifølge krav 5-9, karakterisert ved at damptilførselsledningen (10) munner ut i tilførselskanalen (4) i avstand fra inn-løpet til fyrrommet (3), idet munningsstedets (11) avstand fra fyrrominnløpet fortrinnsvis er flere ganger tilførsels-kanalens (4) innvendige bredde.