NO324813B1 - Et anlegg for oppvarming ved forbrenning av fast brennstoff - Google Patents
Et anlegg for oppvarming ved forbrenning av fast brennstoff Download PDFInfo
- Publication number
- NO324813B1 NO324813B1 NO20070454A NO20070454A NO324813B1 NO 324813 B1 NO324813 B1 NO 324813B1 NO 20070454 A NO20070454 A NO 20070454A NO 20070454 A NO20070454 A NO 20070454A NO 324813 B1 NO324813 B1 NO 324813B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- flue gas
- combustion chamber
- gas line
- ash
- fan
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 175
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 119
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 44
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
- F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B1/00—Combustion apparatus using only lump fuel
- F23B1/02—Combustion apparatus using only lump fuel for indirect heating of a medium in a vessel, e.g. for boiling water
- F23B1/08—Internal furnaces, i.e. with furnaces inside the vessel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B40/00—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
- F23J3/06—Systems for accumulating residues from different parts of furnace plant
-
- 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
- F23L17/00—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
- F23L17/005—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues using fans
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2217/00—Intercepting solids
- F23J2217/40—Intercepting solids by cyclones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2700/00—Ash removal, handling and treatment means; Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces; Ash removal means for incinerators
- F23J2700/002—Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Abstract
Oppfinnelsen angår et varmeanlegg (1). Anlegget omfatter et forbrenningskammer (2) for forbrenning av et fast brennstoff (F), et utløp (3) fra forbrenningskammeret (2) og en varmeveksler (5) inneholdende et kjølemedium som er anordnet i tilslutning med forbrenningskammeret. En røykgasskanal (6) er forbundet til utløpet (3) av forbrenningskammeret (2) og passerer gjennom varmeveksleren (5). Nedstrøms varmeveksleren (5), er en syklon anordnet, for å separere aske fra røykgassene, og en røykgassvifte (8) er anordnet for å suge ut røykgassene gjennom røykgasskanalen (6). Røykgasskanalen (6) og røykgassviften (8) er dimensjonert for å opprettholde en høy strømningshastighet i røykgasskanalen (6), hele veien fra forbrenningskammerets (2) utløpet (3) og frem til syklonen (7) for å oppnå en effekt på innsiden av røykgasskanalen gjennom askepartikler som suges gjennom røykgasskanalen.
Description
Et anlegg for oppvarming ved forbrenning av fast brennstoff
Teknisk område
Den foreliggende oppfinnelsen angår et anlegg for oppvarming, ved forbrenning av fast brennstoff, i hvilken røykgasser fra et forbrenningskammer ledes fra et utløp av forbrenningskammeret og gjennom en varmeveksler, i hvilken varme fra røykgasse-ne overføres til et kjølemedium.
Oppfinnelsens bakgrunn
For oppvarming av eksempelvis hus benyttes brenselfyrte kjeler der varme oppnås gjennom forbrenning av faste brennstoffer, slik som ved eller brenselpellets. Med
brenselpellets forstås biter av brennbart materiale oppnådd gjennom å presse finmalt materiale så som sagflis ved høyt trykk, for å danne sammenhengende biter som kan anvendes som brensel. I en brenselfyrt kjele forbrennes brensel for å utvikle varmeenergi. Varmeenergien kan i sin tur anvendes for å varme vann eller andre flytende medium som kan sirkuleres for å avgi varme til ulike deler av et hus. Forbrenningen av brensel skjer i et forbrenningskammer og under forbrenningen av brenselet dannes røykgasser, som ledes bort fra forbrenningskammeret. Da røykgassene inneholder betydelige mengder av varmeenergi, er det ønskelig å være i stand til å benytte denne varmeenergi. Det er derfor vanlig å lede røykgassene gjennom røykgassled-ninger/røykgasskanaler i form av et rør som passerer en varmeveksler. Varmeveksleren kan bli sett som et kjøleanlegg for de varme røykgassene, der varmeinnholdet av røykgassene overføres til et kjølemedium, slik som vann som således blir varmet opp av de varme røykgassene. Det oppvarmede kjølemedium kan deretter sirkuleres for å varme opp ulike deler av en bygning, hvoretter kjølemediet returneres til varmeveksleren. For å overføre så mye som mulig av varmeenergien i røykgassene til kjølemediet, bør røykgassledningen ha en god varmeledningsevne.
Når brenselpellets forbrennes i forbrenningskammeret dannes det aske. Vanligvis skiller man mellom aske i forbrenningskammeret fra aske som følger med røykgas-sene. Asken som forblir i forbrenningskammeret kalles vanligvis bunnaske, og aske som følger med røykgassene kalles flygeaske. Askepartikler i flygeasken kommer således til å følge røykgassene gjennom røykgassledningen. Flygeasken som følger med røykgassene tenderer delvis å forbli i røykgassledningen eller røykgassledning-ene for å legge seg på innsiden derav. Belegginger på innsiden av røykgassledning-en kan også formes av sot. Sot er et belegg som forårsakes av ufullstendig forbrenning. Belegginger av flygeaske og/eller sot på innsiden av røykgassledningen virker isolerende og svekker varmeoverføringen fra røykgassene til kjølemediet. Når var-meoverføringen er svekket, stiger temperaturen på de utgående røykgassene etter-som en større del av varmeinnholdet forblir i røykgassene i stedet for å overføres til kjølemediet. Av den grunn kommer anleggets virkningsgrad til å svekkes.
Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å oppnå et anlegg for oppvarming som benytter fast brensel for å varme et kjølemedium, der varmeoverfø-ringen til kjølemediet effektiviseres. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å til-veiebringe en effektiv måte å fjerne aske fra forbrenningskammeret på. Det er også et formål med foreliggende oppfinnelse å forhindre flygeaske og/eller sot fra å danne belegg på innsiden av røykgassledningen. Disse og andre formål oppnås med den foreliggende oppfinnelsen, som vil bli beskrevet i det følgende.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Oppfinnelsen vedrører en anlegg for oppvarming omfattende et forbrenningskammer for forbrenning av fast brensel, i hvilket forbrenningskammer det faste brensel forbrennes. Et utløp i forbrenningskammeret er passende anordnet på bunnen av forbrenningskammeret. Anlegget omfatter også en varmeveksler i form av et kjøle-anlegg som inneholder et kjølemedium, det vil si at kjøleanlegget er utformet for å kunne inneholde et kjølemedium. En røykgassledning er koblet til utløpet av forbrenningskammeret, hvilken røykgassledning er anordnet for å passere gjennom kjøleanlegget, slik at varmeenergien i røykgassene fra forbrenningskammeret kan overføres til kjølemediet. Nedstrøms kjøleanlegget finnes det en separasjonsanordning, for eksempel en syklon, for separasjon av aske fra røykgassene. En røykgass-vifte er anordnet for å suge røykgasser gjennom røykgassledningen. Viften kan være anordnet tilkoblet separasjonsanordningen (en syklon for eksempel). Viften er således anordnet tilkoblet med røykgassledningen, nedstrøms varmeveksleren. En askeoppsamler er foretrukket tilveiebrakt tilkoblet med separasjonsanordningen. Ifølge oppfinnelsen er røykgassledningen og viften dimensjonert for å opprettholde en strømningshastighet på minst 15 m/s i røykgassledningen, hele veien fra utløpet av forbrenningskammeret til askeseparasjonsanordningen, eller i det minste til et punkt hvor røykgassledningen kommer ut av varmeveksleren. Røykgassledningen og viften er foretrukket dimensjonert for å være i stand til å opprettholde en strøm-ningshastighet på minst 18 m/s i røykgassledningen, hele veien fra utløpet av forbrenningskammeret og til separasjonsanordningen, eller til viften, om en særskilt separasjonsanordning mangler.
Askeoppsamleren er hensiktsmessig løsbart anordnet ved en nedre ende av en ledning fra separasjonsanordningen.
Fordelaktig er anordningen ifølge oppfinnelsen utformet slik at deler av røykgass-ledningen stikker ut fra kjøleanlegget og kan frigjøres fra resten av røykgassled-ningen. Røykgassledningen blir derfor tilgjengelig for rengjøring.
Ifølge et særlig fordelaktig aspekt omfatter anlegget bare en enkel røykgassledning, hvilket medfører at alle røykgasser passerer samme ledning.
Ifølge et annet fordelaktig aspekt av oppfinnelsen kan en bevegelig askeoppsamler tilveiebringes i forbrenningskammeret, for å skyve aske i en retning mot utløpet av forbrenningskammeret.
Kort beskrivelse av tegninger
Fig. 1 viser et tverrsnitt av et eksempel av en tidligere kjent forbrenningsanordning,
Fig. 2 viser samme anlegg som i Fig. 1 i delvis tverrsnitt sett forfra,
Fig. 3 viser et tverrsnitt av en utførelse av foreliggende oppfinnelse,
Fig. 4 viser, sett i perspektiv, en del av anlegget vist i fig. 3
Fig. 5 viser en andre utførelse av oppfinnelsen,
Fig. 6 viser en detalj av en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen,
Fig. 7 viser et fordelaktig aspekt av utførelsen vist i fig. 6,
Fig. 8 viser en viftekurve for røykgassviften i anlegget.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Under henvisning til Fig. 1 og 2 skal først et anlegg ifølge kjent teknikk beskrives. Det i Fig. 1 viste anlegget omfatter et forbrenningskammer 2 i hvilken brenselpellets forbrennes, vanligvis ved bruk av en brenner (ikke vist). Røykgasser fra forbrenningen forlater forbrenningskammeret gjennom et utløp 3, og passerer en røyk-gassledning 6. Som indikert i Fig. 1, forgrener røykgassledningen 6 seg i et flertall av ledninger 6. Røykgassledningene 6 passerer en varmeveksler 5 i hvilken varmeinnholdet av røykgassene overføres til et kjølemedium, vanligvis vann, i varmeveksleren 5. Som forklart ovenfor tenderer flygeaske og sot i røykegassene å forbli i røykgassledningen/røykgassledningene 6, og å legge seg på innsiden derav. I eksis-terende anlegg er strømningshastigheten av røykegassene relativ lav, i praksis om-kring 6 m/s. Oppfinneren av foreliggende oppfinnelse har funnet ut at dersom strømningshastigheten i røykgassledningen 6 økes, kan i hovedsak all aske fjernes gjennom røykgassledningen 6, slik at også bunnasken fjernes gjennom røykgassled-ningen 6. Oppfinneren har funnet ut at bunnasken da kan virke for å (sand)blåse innsiden av røykgassledningen 6, slik at bunnasken forhindrer dannelse av belegginger av flygeaske på innsiden av røykgassledningen 6. En høy strømningshastig-het vil som sådan også minske risikoen at flygeaske forblir som et belegg på innsiden av røykgassledningen 6. Ved tilstrekkelig høy strømningshastighet kan derfor problemet med belegginger på innsiden av røykgassledningen elimineres eller minskes vesentlig, slik at bare en veldig liten del av flygeasken forblir i røykgass-ledningen i form av belegginger på innsiden av veggene av røykgassledningen 6.
Oppfinneren har derfor funnet ut at strømningshastigheten i røykgassledningen bør økes til minst 15 m/s. Gjennom praktiske forsøk har oppfinneren funnet at særdeles gode resultat oppnås når strømningshastigheten i røykgassledningen 6 økes til 18 m/s eller mer.
Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere med henvisning til Fig. 3. Anlegget for oppvarming ifølge oppfinnelsen omfatter et forbrenningskammer 2 for forbrenning av fast brensel, særlig brenselpellets av sagflis og lignende materialer, i hvilket forbrenningskammer det faste brensel forbrennes i når anlegget benyttes. I figuren viser en skjematisk at en brenner 17 er anordnet i forbrenningskammeret (kjelen), og at brenneren 17 kan mates med brenselpellets gjennom en transportør 18, slik som en skruetransportør. Et utløp 3 fra forbrenningskammeret 2 er anordnet for å mulig-gjøre fjerning av varme røykgasser fra forbrenningskammeret 2.1 en foretrukket utførelse er et utløp anordnet i bunnen 4 av forbrenningskammeret 2 vist i Fig. 3. En varmeveksler 5, inneholdende kjølemedium, er anordnet til forbrenningskammeret 2. Det skal forstås at kjølemediet under driften av anlegget sirkulerer i en lukket krets. Kjølemediet kan med fordel utgjøres av vann. En røykgassledning 6 er forbundet til utløpet 3 av forbrenningskammeret 2, hvilken røykgassledning passerer gjennom kjøleanlegget 5, slik at varmeenergien fra røykgassene fra forbrenningskammeret kan overføres til kjølemediet. Ved mange realistiske applikasjoner kan temperaturen på de røykgasser som forlater forbrenningskammeret 2 være rundt 500°C ved utløpet 3, mens det søkes å kjøle røykgassene i varmeveksleren/kjøleanlegget 5, slik at temperaturen av røykgassene blir vesentlig lavere, for eksempel rundt 110°C. Nedstrøms kjøleanlegget 5 er en anordning anbrakt for å separere aske fra røykgassene. En slik anordning for separasjon av aske fra røykgas-sene kan være en syklon. En syklon separerer aske fra røykgassene ved hjelp av sentrifugalkrefter, på en måte som er kjent, og behøver derfor ikke å forklares nær-mer i denne sammenheng. Aske som i separasjonsanordningen 7 har blitt skilt ut røykgassene, vil synke ned i en vertikal ledning 12. En vifte 8 er anordnet i forbindelse med askeseparatoren 7, for å trekke røykgasser gjennom røykgassledningen 6. Det skal forstås at viften 8 da er anordnet i forbindelse med røykgassledningen 6 på et sted nedstrøms varmeveksleren 5. En askeoppsamler 9 er anordnet i forbindelse med askeseparatoren 7, hvilken askeoppsamler 9 foretrukket er løsbart anordnet til en nedre ende 11 av ledningen 12 fra askeseparatoren 7.
Røykgassledningen 6 og røykgassviften 8 (passende omfattende en ikke vist drivan-ordning for viften) er dimensjonert for å kunne opprettholde en strømningshastighet på minst 15 m/s i røykgassledningen 6, hele veien fra utløpet 3 av forbrenningskammeret 2 og helt frem til askeseparatoren 7, eller til viften 8, om anlegget mangler en askeseparator 7. Foretrukket er røykgassledningen 6 og viften dimensjonert for å kunne opprettholde en strømningshastighet på minst 18 m/s i røykgassledning-en, hele veien fra utløpet 3 av forbrenningskammeret 2 og helt frem til viften 8 eller til askeseparatoren 7, om anlegget har en. Oppfinneren har gjennom forsøk funnet ut at ved en strømningshastighet på 18 m/s ble beleggingen av aske på røykgassled-ningens 6 innside vesentlig lavere enn ved en strømningshastighet på 6 m/s. Strømningshastigheten i røykgassledningen 6 avhenger både av røykgassledningen selv og av viften 8. Det henvises nå til Fig. 8, som viser viftekurver ved ulike rota-sjonshastigheter. Volumstrømmen Q oppnådd av viften 8 avhenger av trykkfallet P som viften må jobbe mot, så vel som, for en gitt vifte, dens rotasjonshastighet. Trykkfallet fra utløpet 3 av forbrenningskammeret 2 og opp til viften 8 avhenger blant annet av tverrsnittsarealet og lengden av røykgassledningen, så vel som frik-sjonen i røykgassledningen. En mer ujevn overflate på røykgassledningens innside fører til økende trykktap. En lengre røykgassledning 6 eller en ledning 6 av mindre tverrsnittsareal, vil på samme måte resultere i at trykktapet som skal overvinnes av viften 8, blir større. Som allerede nevnt avhenger strømningshastigheten også av rotasjonshastigheten med hvilken viften 8 opererer. Fig. 8 viser tre kurver Vi, V2 og V3, der de ulike kurver representerer ytelsen for en og samme vifte ved ulike rota-sjonshastigheter. Det innses at kurven Vi viser forholdene ved en relativ lav rotasjonshastighet, mens kurve V2 viser forholdene ved en høyere rotasjonshastighet. Kurve V3 representerer en enda høyere rotasjonshastighet. Strømningshastigheten kan beregnes som volumstrømningen dividert med tverrsnittsarealet for røykgass-ledningen 6. De nøyaktige dimensjoner av røykgassledningen 6 kan selvfølgelig variere innenfor vide grenser. I et anlegg tiltenkt å varme et enkelt familiehus, kan røykgassledningen tenkes å ha en diameter eksempelvis i en størrelsesorden 50 mm. Viften 8 i Fig. 3 vises plassert i forbindelse med askeseparatoren 7, kan kontrolleres av et kontrollelement 15 som for eksempel kan være en PC. I Fig. 3 vises skjematisk at en trykkmåler 16 er anordnet i eller i forbindelse med forbrenningskammeret 2. Trykkmåleren 16 er koblet til kontrollelementet 15.1 en foretrukket utførelse kan kontrollelementet bli innstilt for et ønsket undertrykkverdi i forbrenningskammeret 2. Om undertrykket i forbrenningskammeret 2 er mindre enn den ønskede verdi, vil kontrollelementet øke rotasjonshastigheten til viften 8 inntil undertrykket i forbrenningskammeret 2 returnerer til den ønskede verdi. På denne måte kan man unngå at røykgassene "ryker frem" det vil si kommer ut ved brenneren 17 i stedet for røyk-gassledningen 6.
Som vist i Fig. 3 er en bevegbar askeskraper 13 foretrukket tilveiebrakt i forbrenningskammeret for å kunne skyve bunnasken i retning mot utløpet 3 av forbrenningskammeret. Askeskraperen 13 er anordnet for å beveges fremover og bakover i retningen av pilen A i Fig. 3. Askeskraperen 13 har en bredde som tilsvarer den ind-re bredden av forbrenningskammeret 2. Den bunnaske som ikke direkte er suget opp til utløpet 3 ved trekket av viften 8, kan bli skjøvet av skraperen 13 til utløpet 3, fra hvilket det kan føres videre gjennom røykgassledningen 6.
Opprettholdelse av et passende og forutbestemt undertrykk i forbrenningskammeret kan også ivareta at strømningshastigheten i røykgassledningen 6 holdes på et passende nivå. Det skal forstås at reguleringen av viften 8 kan også oppnås gjennom regulering av bladvinkelen på i og for seg kjent måte. Et kontrollelement 15 vil da regulere bladvinkelen som reaksjon på et signal fra måleren 16. Som et alternativ, eller som et supplement til målingen av undertrykket i forbrenningskammeret 2, kan man forestille seg å måle strømningshastigheten i røykgassledningen 6, slik at kontrollelementet regulerer viften avhengig av målt verdi.
Viften 8 kan også styres med "on/off-regulering". "On/off-regulering" kan være særlig passende for kjeler for husbruk.
Det skal også forstås at for mange applikasjoner, slik som for varmtvannsbeholdere for husbruk, behøver nødvendigvis ikke viften 8 å arbeide kontinuerlig på et så høyt turtall at bunnasken hele tiden suges gjennom røykgassledningen. Det er da tenkelig at i forbindelse med start av viften 8 tillates det at viften arbeider på maksimum turtall, slik at bunnasken suges med gjennom røykgassledningen 6 og utøver en blåsende effekt på innsiden av røykgassledningen 6. Etter en viss tid, slik som 1-2 mi-nutter, kan turtallet senkes for å minske energiforbruket. Den selvfeien-de/selvrensende funksjonen av anlegget ifølge oppfinnelsen behøver altså ikke nød-vendigvis å brukes kontinuerlig under driften. Om en bevegelig askeskraper 13 brukes, er det også tenkelig at den bevegbare askeskraperen 13 bare beveges i forbindelse med oppstart av anlegget, for å skyve bunnasken mot utløpet 3 i forbindelse med oppstart. Deretter kan askeskraperen 13 returnere til utgangsposisjonen og forbli der inntil neste oppstart. I store anlegg som drives kontinuerlig under en lengre periode, kan askeskraperen 13 beveges fram og tilbake ved forhåndsbestemte tidsin-tervall.
Ifølge den kjente teknikk som representeres i Fig. 1 og 2, føres røykgassene gjennom ett flertall parallelle ledninger 6 som innebærer at ikke alle røykgasser vil passere samme vei gjennom varmeveksleren 5. Det har vist seg at dette kan føre til noen ufordelaktige resultat. Dette er tilfellet siden oppfinneren i foreliggende oppfinnelse har funnet at røykgassene tenderer å fordele seg ujevnt over de ulike ledninger, slik at strømningen vil være lavere i noen ledninger 6. Om det er flere parallelle rør, kan gassene på grunn av turbulens velge den letteste veien, mens den mer trege veien etter en tid tenderer å blokkeres tiltagende av flygeasken.
Oppfinneren har derfor i en foretrukket utførelse vurdert en alternativ utførelse som vil forklares mer i det følgende. Ifølge en slikt særlig foretrukket utførelse omfatter anordningen bare en enkel røykgassledning 6. Ved å bruke bare en enkel røykgass-ledning 6, gjennom hvilken alle røykegasser må passere, oppnås den fordel at strømningen så vel som strømningshastigheten kan styres på et mer effektivt måte enn i tilfellet med flere parallelle strømninger.
Det skal også forstås at røykgassledningens tverrsnittsareal ikke nødvendigvis trenger å være konstant hele veien fra utløpet 3 i forbrenningskammeret. Når røyk-gassene passerer gjennom røykgassledningen 6 vil deres temperatur synke vesentlig. Når temperaturen synker, så minsker røykgassenes volum. For å opprettholde strøm-ningshastigheten i røykgassledningen 6 kan det derfor være passende å la tverrsnittsarealet av røykgassledningen minske i røykgassenes strømningsretning. Om tverrsnittet av røykgassledningen er sirkulært, kan altså dens diameter være større umiddelbart nedstrøms utløpet 3 i forbrenningskammeret enn ved forbindelsen til askeseparatoren 7. Det innses at hensyn til dette må tas med ved dimensjonering av så vel røykgassledningen som viften 8 og dens effektbehov, for å sikre at den krev-de strømningshastigheten kan oppnås.
Som det vises i Fig.6 kan i den fordelaktige utførelsen av oppfinnelsen, kan deler 10a, 10b, 10c av røykgassledningen 6 stikke ut av varmeveksleren/kjøleanlegget 5 og være anordnede for å kunne fjernes fra resten av røykgassledningen 6, slik at røykgassledningen 6 er tilgjengelig for rengjøring. Delene 10a, 10b, 10c kan være avtagbare rørbend 10a, 10b, 10c. Om behov for rengjøring av røykgassledningen 6 oppstår, kan rørbendene 10a, 10b, 10c enkelt fjernes fra resten av røykgassledning-en 6. En børste 13 kan deretter lett innføres i røykgassledningen 6, som vist i Fig. 7, hvoretter børsten 13 (eller et annet redskap) brukes for å fjerne belegginger fra innsiden av røykgassledningen 6. Det skal forstås at ved å øke strømningshastigheten i røykgassledningen, reduseres behovet for slik rengjøring vesentlig, men de avtagbare rørbend 10a, 10b, 10c muliggjør enkel rengjøring dersom behovet tross alt skulle oppstå.
Det skal forstås at utførelsene er mulige i hvilke røykgassledningen 6 ikke stikker ut fra varmeveksleren 5 før den til slutt forlater denne. Eksempelvis kan det tenkes ut-førelser der varmeveksleren/kjøleanlegget 5 helt omslutter forbrenningskammeret 2, og i hvilke røykgassledningen 6 danner en spiral rundt forbrenningskammeret 2. Røykgassledningen 6 skulle da følge en kontinuerlig kurve.
I Fig. 3 vises at syklonen 7 har en vertikal ledning 12, hvis nedre ende 11 er anslut-tet til en askeoppsamler 9. Oppsamleren 9 er fortrinnsvis avtagbart anordnet ved den nedre enden 11. Gjennom at askeoppsamleren er anordnet separat fra forbrenningskammeret 2 oppnås den fordelen at tømming av aske kan skje uten direkte adkomst til selve forbrenningskammeret, og uten å stoppe forbrenningen i forbrenningskammeret 2. Askeoppsamleren 9 er en foretrukket komponent, men det kan tenkes utfø-relser uten en dedisert askeoppsamler.
En alternativ utførelse av oppfinnelsen skal nå forklares med henvisning til Fig. 5.1 den i Fig.3 viste utførelsen er forbrenningskammeret 2 anordnet vertikalt under varmeveksleren 5 og røykgassene suges vertikalt opp fra utløpet 3 av forbrenningskammeret. I utførelsen ifølge Fig 5 er derimot forbrenningskammeret anordnet vertikalt over varmeveksleren 5, og røykgassene kommer således å suges vertikalt ned-over gjennom røykgassledningen 6. Derigjennom oppnås blant annet den fordelen at bunnasken lettere kan suges med.
Et ytterligere aspekt av oppfinnelsen skal nå forklares med henvisning til Fig. 4 og
Fig. 6.1 Fig. 3 vises hvordan rørbendene 10a, 10b, 10c av røykgassledningen 6 alle er bøyde i et vertikalt plan. I Fig. 4 og 5 er det foreslått at delene av røykgassled-ningen 6 kan posisjoneres i samme horisontale plan, forbundet til hverandre ved rørbend 10 bøyd i et horisontalt plan eller i det minste delvis horisontalt plan. Røykgassledningen 6 kan da ha parallelle deler i hvilke røykgassene strømmer i motsatte retninger. Derigjennom økes varmeoverføringen.
Det kan tenkes utførelser av oppfinnelsen i hvilke det ikke anvendes en syklon. Ett eksempel på en slik tenkbar utførelse omfatter muligheten at røykgasser og aske slippes direkte ut i omgivelsene. I en slik utførelse behøver strømningshastigheten i røykgassledningen bare å opprettholdes fram til punktet der røykgassledningen forlater varmeveksleren, eller alternativt fram til viften 8.
En rekke fordeler oppnås gjennom oppfinnelsen. Gjennom å arbeide med høye strømningshastigheter økes varmeoverføringen som medfører at dent varmeoverfø-rende areal kan gjøres mindre, dvs. at røykgassledningen kan gjøres kortere. Bunnasken blir et blåsende medium som soper sotrester i røykgassledningen. Gjennom at anlegget er selvfeiende kan det oppnås en lav og konstant temperatur på de utgående røykgasser og altså en høyere virkningsgrad for anlegget. En enkel vifte kan brukes. Risikoen for at det "ryker" slik at røykgassene kommer ut ved forbrenningskammeret i stedet for gjennom røykgassledningen elimineres eller reduseres vesent-Hg-
Det skal forstås at dimensjoner og oppnåelige effektnivåer kan variere innfor veldig vide områder.
Det skal forstås at i foretrukne utførelser er varmeveksleren/kjøleanlegget 5 anordnet i direkte forbindelse med forbrenningskammeret 2. Det kan tenkes utførelser i hvilke varmeveksleren er anordnet i en distanse fra forbrenningskammeret, slik at røykgassledningen 6 vil passere for eksempel gjennom luft eller jord innen den når varmeveksleren.
Om utløpet 3 fra forbrenningskammeret er anordnet ved bunnen av forbrenningskammeret, oppnås den fordelen at bunnasken lettere kan suges inn i utløpet og føres videre gjennom røykgassledningen 6.
Det skal innses at ideen med en askeskrape som er anordnet for å skyve bunnaske til et utløp i bunnen av forbrenningskammeret kan brukes uavhengig av hvordan anlegget for øvrig er utformet, eksempelvis gjennom en forberedelse for en senere ombygning av anlegget. Om en askeskrape er anordnet for å skyve aske til utløpet kan dette bidra til evakuering av minst en del av bunnasken også i anlegg i hvilke strømningshastigheten av røykgassene er for lav for at noen egentlig blåsende effekt skal kunne oppnås.
Det skal videre innses at ideen med å styre turtallet av viften og/eller bladvinkelen, som en funksjon av målt undertrykk i forbrenningskammeret eller en strømnings-hastighet målt i røykgassledningen kan anvendes uavhengig av hvordan anlegget for øvrig er utformet.
Oppfinnelsen kan også defineres i termer av en fremgangsmåte for å installe-re/montere et anlegg for oppvarming, hvorved det i forbindelse med installasjons-forhåndsreglene er foretatt
Oppfinnelsen kan også defineres i termer av en fremgangsmåte for å drive et anlegg for oppvarming, hvorved anlegget drives på måten som beskrevet ovenfor.
Det skal også forstås at anlegget ifølge oppfinnelsen kan omfatte programvare, for eksempel i kontrollelementet 15. Programvaren kan brukes for å styre viften avhengig av målt undertrykk i forbrenningskammeret og/eller strømningshastigheten i røykgassledningen.
Det skal forstås at det ved dimensjoneringen er passende å ta hensyn til temperaturen av de fra forbrenningskammeret utgående røykgasset ved hvert separate drifts-tilfelle. Temperaturen på disse kan variere avhengig av et antall faktorer og kan i prinsippet være så lav som 100°C, men mer realistisk 400-500°C.
Claims (10)
1. Anlegg (1) for oppvarming omfattende et forbrenningskammer (2) for forbrenning av et fast brensel (F), utløp (3) fra forbrenningskammeret (2), en varmeveksler (5) anordnet i forbindelse med forbrenningskammeret (2), en røykgassled-ning (6) forbundet til utløpet (3) av forbrenningskammeret (2), hvilken røykgass-ledning (6) passerer gjennom varmeveksleren (5), slik at varmeenergi i røykgasser fra forbrenningskammeret (2) kan overføres til et kjølemedium i varmeveksleren, en anordning (7) for separasjon av aske fra røykgassene og posisjonert nedenfor varmeveksleren (5), og en vifte (8) anordnet i forbindelse med askeseparatoren (7) for å suge røykgasser gjennom røykgassledningen (6), hvori røykgassledningen (6) og viften (8) er dimensjonerte for å kunne opprettholde en strømningshastighet på minst 15 m/s i røykgassledningen (6), hele veien fra utløpet (3) av forbrenningskammeret (2) og opp til askeseparatoren (7), for å oppnå en blåsende effekt på innsiden av røykgassledningen ved askepartikler som suges med gjennom røykgassled-ningen (6).
2. Anlegg ifølge krav 1,
karakterisert ved at røykgassledningen (6) og viften (8) er dimensjonerte for å kunne opprettholde en strømningshastighet på minst 18 m/s i røykgassledning-en (6) hele veien fra utløpet (3) av forbrenningskammeret (2) og opp til anordningen (7) for separasjon av aske fra røykgassene.
3. Anlegg ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at delene (10a, 10b, 10c) av røykgassledningen (6) stikker ut av varmeveksleren (5), hvilke deler er avtagbare fra resten av røykgassled-ningen (6), slik at røykgassledningen (6) blir tilgjengelig for rengjøring.
4. Anlegg ifølge hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at anordningen omfatter ikke mer enn en enkel røykgass-ledning.
5. Anlegg ifølge krav 1,
karakterisert ved at anordningen (7) for separasjon av aske fra røykgasse-ne er en syklon (7), og at en askeoppsamler (9) er avtabart anordnet ved en nedre ende (11) av en ledning (12) fra syklonen (7).
6. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert ved at en bevegelig askeskraper (13) er anordnet i forbrenningskammeret (2) for å kunne skyve aske mot utløpet (3) av forbrenningskammeret (2).
7. Anlegg ifølge krav 1,
karakterisert ved at utløpet (3) fra forbrenningskammeret (2) er posisjonert ved bunnen (4) av forbrenningskammeret (2).
8. Anlegg ifølge hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at viften (8) er anordnet for å kunne drives med variabelt turtall.
9. Anlegg ifølge kravene 1-7,
karakterisert ved at viften (8) er anordnet for å kunne drives med variabel blad vinkel.
10. Anlegg ifølge kravene 8 eller 9,
karakterisert ved at viften (8) er anordnet for å kunne styres som funksjon av trykknivået i forbrenningskammeret (2).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0401640A SE528258C2 (sv) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Anläggning för uppvärmning genom förbränning av fast bränsle |
PCT/SE2005/000894 WO2006001746A1 (en) | 2004-06-24 | 2005-06-14 | A plant for heating by combustion of a solid fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20070454L NO20070454L (no) | 2007-01-24 |
NO324813B1 true NO324813B1 (no) | 2007-12-10 |
Family
ID=32906869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20070454A NO324813B1 (no) | 2004-06-24 | 2007-01-24 | Et anlegg for oppvarming ved forbrenning av fast brennstoff |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080229984A1 (no) |
EP (1) | EP1759148B1 (no) |
CA (1) | CA2571052C (no) |
NO (1) | NO324813B1 (no) |
SE (1) | SE528258C2 (no) |
WO (1) | WO2006001746A1 (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101865455B (zh) * | 2010-07-20 | 2011-08-31 | 溧阳市正阳燃气设备制造有限公司 | 秸秆颗粒燃料燃烧器 |
ITVR20120089A1 (it) * | 2012-05-11 | 2013-11-12 | Gruppo Piazzetta Spa | Apparecchiatura di riscaldamento |
CN105202530B (zh) * | 2015-10-21 | 2018-08-07 | 西安巴洛特热能科技有限公司 | 一种环保的生物质炉 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB568511A (en) * | 1942-04-16 | 1945-04-09 | Bbc Brown Boveri & Cie | Improvements in and relating to the removal of slag from furnaces |
US4330260A (en) * | 1979-01-31 | 1982-05-18 | Jorgensen Lars L S | Method and apparatus for regulating the combustion in a furnace |
US4416418A (en) * | 1982-03-05 | 1983-11-22 | Goodstine Stephen L | Fluidized bed residential heating system |
US4509589A (en) * | 1982-08-05 | 1985-04-09 | Tosco Corporation | Circulating bed heat exchanger for cooling shale ash |
US4600474A (en) * | 1985-07-22 | 1986-07-15 | Tfk Company, Inc. | Evaporation method |
JPS63502924A (ja) * | 1986-03-19 | 1988-10-27 | アルフアーラヴアル サーマル アーベー | 煙道ガスの熱回収および清浄方法と装置 |
FR2656326B1 (fr) * | 1989-12-22 | 1992-05-07 | Pillard Chauffage | Procedes, dispositifs et fours tournants pour fabriquer en continu du charbon de bois riche en carbone. |
JP2651769B2 (ja) * | 1992-06-19 | 1997-09-10 | 株式会社荏原製作所 | 熱回収燃焼設備 |
JP3284606B2 (ja) * | 1992-09-24 | 2002-05-20 | 石川島播磨重工業株式会社 | 灰溶融炉 |
JP3205265B2 (ja) * | 1996-08-05 | 2001-09-04 | 有限会社扶桑 | 廃棄物処理炉 |
US6367395B1 (en) * | 2000-11-06 | 2002-04-09 | Tommy D. Masek | Method of disposing of animal waste |
IL143993A0 (en) * | 2001-06-26 | 2002-04-21 | Pure Fire Technologies Ltd | An incineration process using high oxygen concentrations |
US7572414B2 (en) * | 2001-10-09 | 2009-08-11 | Lummus Technology Inc. | Modular system and method for the catalytic treatment of a gas stream |
AU2003284119A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-06-07 | Krebs And Sisler Lp | A method and apparatus to conduct oxygen-enriched combustion |
-
2004
- 2004-06-24 SE SE0401640A patent/SE528258C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-06-14 US US11/630,857 patent/US20080229984A1/en not_active Abandoned
- 2005-06-14 EP EP05752670.9A patent/EP1759148B1/en not_active Not-in-force
- 2005-06-14 CA CA2571052A patent/CA2571052C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-14 WO PCT/SE2005/000894 patent/WO2006001746A1/en active Application Filing
-
2007
- 2007-01-24 NO NO20070454A patent/NO324813B1/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0401640L (sv) | 2005-12-25 |
SE0401640D0 (sv) | 2004-06-24 |
SE528258C2 (sv) | 2006-10-03 |
US20080229984A1 (en) | 2008-09-25 |
CA2571052A1 (en) | 2006-01-05 |
EP1759148A1 (en) | 2007-03-07 |
EP1759148B1 (en) | 2014-05-14 |
NO20070454L (no) | 2007-01-24 |
WO2006001746A1 (en) | 2006-01-05 |
CA2571052C (en) | 2013-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4912003B2 (ja) | 木質ペレット燃料燃焼装置 | |
CN203404807U (zh) | 节能环保型生物质自动除渣水暖炊事炉 | |
JP2007232241A (ja) | 木質ペレット燃料燃焼装置 | |
NO324813B1 (no) | Et anlegg for oppvarming ved forbrenning av fast brennstoff | |
CN101131255A (zh) | 生物质能源热管热风炉 | |
CN202532448U (zh) | 固体燃料锅炉 | |
KR101580306B1 (ko) | 폐열회수장치 | |
KR20130072482A (ko) | 자동 연소장치가 구성된 열교환 방식의 이중관 보일러 | |
CN209147433U (zh) | 一种可以燃烧充分的清洁煤锅炉 | |
JP2022028957A (ja) | 燃焼装置の灰排出部構造 | |
CN108253427A (zh) | 一种固废焚烧余热锅炉 | |
CN2632579Y (zh) | 一种燃煤热风炉 | |
CN113957207B (zh) | 一种大型台式燃气低温退火炉 | |
KR101757737B1 (ko) | 고체연료용 열풍기 | |
KR20090115617A (ko) | 목재 칩 연료를 이용한 보일러 | |
JP2016223758A (ja) | 木質バイオマス焚温風暖房機の構造と制御方法 | |
KR100740585B1 (ko) | 갈탄보일러 | |
CN2557872Y (zh) | 一种热风炉 | |
KR20110056165A (ko) | 우드 펠릿 보일러 | |
CN209450366U (zh) | 一种生物燃料循环加热油炸锅 | |
RU151386U1 (ru) | Водогрейный котел | |
GB2233748A (en) | Improvements in or relating to back boilers | |
CN202002299U (zh) | 常压立式蒸汽开水炉 | |
RU67233U1 (ru) | Котел водогрейный | |
CN207049908U (zh) | 一种环保无烟的成型燃料生物质锅炉 |