PL202162B1

PL202162B1 - Solid fuel fired furnace

Info

Publication number: PL202162B1
Application number: PL367758A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Siek
Original assignee: Andrzej Siek
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2009-06-30
Also published as: PL367758A1

Abstract

Palenisko do spalania paliwa stałego zawierające ruszt i układ doprowadzania powietrza do spalania, współpracujące ze śrubowym podajnikiem paliwa, urządzeniami sterującymi, kontrolującymi i zabezpieczającymi proces spalania, znamienne tym, że posiada usytuowany centralnie w miejscu podawania paliwa, obrotowy dystrybutor paliwa (1) składający się z pionowego wału ślimakowego (2), który w swej górnej części na obwodzie ma trwale przymocowane łopatki rozgarniające (3) paliwo i trójnika równoprzelotowego (4), w którym jest umieszczony, a wokół obrotowego dystrybutora paliwa (1), poniżej górnej płaszczyzny trójnika równoprzelotowego (4), usytuowany jest nieruchomy ruszt (5), który składa się z płaskiego krążka obwodowego (6), ułożonego na płaskim, zamkniętym od dołu cylindrze (8), wyposażonym w otwór nawiewu powietrza (9) i krążka środkowego (7), ułożonego na tulei wewnętrznej (10) z przepustnicą powietrza wtórnegoA furnace for burning solid fuel containing grate and air supply system for combustion, cooperating with screw fuel feeder, control devices, controlling and securing the combustion process, characterized by being located centrally at the fuel delivery point, rotary fuel dispenser (1) consisting from the vertical worm shaft (2) which in its upper part it has a permanent circumference the fuel spreading vanes (3) attached and an equal tee (4) in which it is positioned and around the rotary distributor fuel (1), below the top of the tee equal passage (4), is located stationary grate (5), which consists of a flat a circumferential disc (6) laid flat, cylinder (8) closed at the bottom, fitted into the air discharge opening (9) and the center pulley (7), placed on the inner sleeve (10) with secondary air damper

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest palenisko do spalania paliw stałych zwłaszcza biomasy w postaci granulatu oraz węgla kamiennego w asortymencie groszek, stosowane w kotłach małej i średniej mocy, opalanych węglem kamiennym i olejem opałowym.The subject of the invention is a furnace for burning solid fuels, especially biomass in the form of granules and hard coal in the pea assortment, used in low and medium power boilers fired with hard coal and fuel oil.

Granulatem nazywamy przetworzone odpady drzewne z tartaków, zakładów przeróbki drewna takie jak trociny, wióry, zrębki, kora drzewna oraz przetworzoną słomę, pestki lub łupiny owoców prasowane pod wysokim ciśnieniem. Paliwo to charakteryzuje się niską zawartością wilgoci (8-12%), popiołów (0,5%) i substancji szkodliwych dla środowiska oraz wysoką wartością energetyczną. Cechy te powodują, że jest to paliwo przyjazne środowisku naturalnemu a jednocześnie łatwe w transporcie, magazynowaniu i dystrybucji.Granules are processed wood waste from sawmills, wood processing plants such as sawdust, shavings, wood chips, wood bark and processed straw, seeds or fruit shells pressed under high pressure. This fuel is characterized by a low content of moisture (8-12%), ash (0.5%) and substances harmful to the environment, as well as high energy value. These features make it a fuel that is environmentally friendly and at the same time easy to transport, store and distribute.

Spalanie paliwa stałego odbywa się zwykle na ruszcie. Paliwo stałe jest stopniowo zgazowywane wewnątrz rusztu przy ograniczonym dopływie powietrza a następnie otrzymany gaz jest spalany w drugim etapie przy obfitym dopływie powietrza. Produktem odpadowym spalania jest popiół, który można wykorzystać jako nawóz naturalny.The combustion of solid fuel usually takes place on the grate. The solid fuel is gradually gasified inside the grate with limited air supply, and then the resulting gas is burned in a second stage with an abundant supply of air. The waste product of combustion is ash, which can be used as a natural fertilizer.

Do spalania paliw stałych stosowane są piece pracujące automatycznie, podobnie do pieców z palnikiem olejowym, w których zastosowano urzą dzenia do automatycznego doprowadzania paliwa i odprowadzania popiołu. Znany jest piec opalany węglem opisany w patencie US nr 4.007.697. Piec ma ruszt pierścieniowy z obrotowym zewnętrznym pierścieniem, na którym są dopalane resztki węgla i z którego jest usuwany popiół do popielnika. Zewnętrzny pierścień ma górną powierzchnię pochyloną pod kątem 20° w kierunku jego wewnętrznej prostej ściany, która pionowo wystaje ponad powierzchnię pochylonego w odwrotnym kierunku nieruchomego rusztu pierścieniowego. Cały ruszt jest podparty na poziomym stole okalającym komorę spalania, a zewnętrzny pierścień na specjalnym schodku umieszczonym wokół zewnętrznej ściany nieruchomego rusztu pierścieniowego poniżej jego zewnętrznej powierzchni. Ruszt ma w środku otwór zasilający poprzez który od dołu ślimakiem jest podawany węgiel. Na końcu wału zasilającego ślimaka jest umieszczony palec, który w sposób przerywany jest połączony z zębami zewnętrznego pierścienia, tak że podczas obrotu wału zewnętrzny pierścień obraca się dookoła rusztu. Powietrze do spalania podawane jest rurociągiem pod ruszt. W rurocią gu powietrza jest umieszczony osiowo przenoś nik ś limakowy paliwa stał ego. Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 181372 mechaniczny ruszt do spalania paliwa stałego, który ma pierścieniowy nieruchomy ruszt wokół którego jest umieszczony obrotowy, zewnętrzny pierścień z zębatymi segmentami u dołu zazębionymi w sposób przerywany w kierunku przesuwu pierścienia do przodu z palcem zamocowanym na końcu wału obrotowego umieszczonego pod rusztem i doprowadzającego paliwo na ruszt przenośnika ś limakowego, który jest połączony z zasobnikiem paliwa stałego oraz ma dmuchawę z doprowadzeniem powietrza do spalania. Ruszt ten charakteryzuje się tym, że obrotowy pierścień ma płaską górna powierzchnię, a główny rurociąg doprowadzania powietrza pod ruszt pierścieniowy jest połączony z komorą rozdzielania powietrza. Pomiędzy rusztem pierścieniowym i silnikiem napędowym przenośnika ślimakowego jest umieszczony zasobnik zasilający paliwa stałego, który jest połączony u dołu z obudową przenośnika ślimakowego. Zasobnik ten ma detektor sterowania poziomu jego napełnienia z bunkra paliwa stałego. Pomiędzy zasobnikiem zasilającym paliwa stałego i komorą rozdzielania powietrza jest umieszczona dmuchawa, która jest połączona z równoległym do przenośnika ś limakowego głównym rurociągiem doprowadzania powietrza pod ruszt pierścieniowy i jest połączona z pomocniczym rurociągiem doprowadzenia powietrza umieszczonym nad rusztem pierścieniowym. Bunkier paliwa stałego ma ślimak, który jest umieszczony ukośnie do góry w kierunku napełniania skierowanej do dołu zsuwni zasobnika zasilającego paliwa stałego.Automatically operated furnaces are used to burn solid fuels, similar to oil burner furnaces, which use automatic fuel supply and ash removal devices. There is known a coal-fired furnace described in US Patent No. 4,007,697. The furnace has an annular grate with a rotating outer ring on which the remains of coal are burnt and from which the ash is removed to the ash pan. The outer ring has an upper surface inclined at an angle of 20 [deg.] Towards its inner straight wall which extends vertically above the surface of the reverse inclined stationary annular grate. The entire grate is supported on a horizontal table surrounding the combustion chamber, and the outer ring on a special step placed around the outer wall of the stationary ring grate below its outer surface. The grate has a feeding hole in the center through which coal is fed from the bottom with a screw. At the end of the worm feed shaft, a finger is intermittently connected to the teeth of the outer ring so that when the shaft is rotated, the outer ring rotates around the grate. The combustion air is supplied through a pipeline to the grate. The solid fuel screw conveyor is axially disposed in the air pipeline. Also known from the Polish patent specification No. 181372 is a mechanical grate for burning solid fuel, which has an annular, stationary grate around which a rotating, outer ring with toothed segments at the bottom intermittently interlocked in the direction of the forward movement of the ring with a finger fixed at the end of the shaft a rotary mounted under the grate and supplying fuel to the grate of the screw conveyor, which is connected to a solid fuel reservoir and has a blower for supplying combustion air. The grate is characterized in that the rotating ring has a flat top surface and the main air supply pipe for the annular grate is connected to the air separation chamber. Between the ring grate and the drive motor of the screw conveyor, a solid fuel feed hopper is placed, which is connected at the bottom with the housing of the screw conveyor. This reservoir has a detector controlling the level of its filling from the solid fuel bunker. A blower is positioned between the solid fuel feed hopper and the air separation chamber, which is connected to the main air supply line for the annular grate parallel to the screw conveyor and is connected to the auxiliary air supply conduit located above the annular grate. The solid fuel bunker has a worm which is positioned obliquely upwards in the filling direction of the downward solid fuel feed chute.

Palenisko do spalania paliwa stałego według wynalazku wyposażone w ruszt i układ doprowadzania powietrza do spalania, współpracujące ze śrubowym podajnikiem paliwa, urządzeniami sterującymi, kontrolującymi i zabezpieczającymi proces spalania charakteryzuje się tym, że posiada usytuowany centralnie w miejscu podawania paliwa, obrotowy dystrybutor paliwa, składający się z pionowego wału ślimakowego, który w swej górnej części na obwodzie ma trwale przymocowane łopatki rozgarniające paliwo i trójnika równoprzelotowego, w którym jest umieszczony. Wokół obrotowego dystrybutora paliwa, poniżej górnej płaszczyzny trójnika równoprzelotowego, usytuowany jest nieruchomy ruszt, który składa się z płaskiego krążka obwodowego, ułożonego na płaskim, zamkniętym od dołu cylindrze, wyposażonym w otwór nawiewu powietrza i krążka środkowego, ułożonego na tulei wewnętrznej z przepustnicą powietrza wtórnego, usytuowanej wewnątrz cylindra. Poniżej nieruchomego rusztu usytuowana jest kierownica powietrza pierwotnego z przepustnicą powietrza pierwotnego,The furnace for combustion of solid fuel according to the invention, equipped with a grate and a combustion air supply system, cooperating with a screw fuel feeder, devices controlling, controlling and securing the combustion process, is characterized by the fact that it has a rotary fuel distributor located centrally in the place of fuel supply, consisting of from a vertical worm shaft, which in its upper part, around its periphery, has permanently attached fuel dividing blades and an equal tee in which it is placed. Around the rotary fuel dispenser, below the upper plane of the equal tee, there is a stationary grate, which consists of a flat circumferential disk, placed on a flat, closed at the bottom cylinder, equipped with an air supply opening, and a central disk, placed on an inner sleeve with a secondary air damper. located inside the cylinder. Below the fixed grate, there is a primary air guide with a primary air damper,

PL 202 162 B1 ułożona pomiędzy ściankami bocznymi cylindra i tulei wewnętrznej, powyżej otworu nawiewu powietrza. Ponadto na pionowym wale ślimakowym dystrybutora paliwa, poniżej trójnika równoprzelotowego zamocowana jest zębatka dolna współpracująca z kołem palcowym śrubowego podajnika paliwa. Koło palcowe śrubowego podajnika paliwa osadzone jest na obrotowej tulei i zamocowane jest za pomocą trzpienia do poziomego wału ślimakowego śrubowego podajnika paliwa. Na pionowym wale ślimakowym zamocowany jest również wygarniacz popiołu w kształcie obrotowej tarczy, który ogranicza od dołu osłonę paleniska. Osłona paleniska jest zamocowana za pomocą łączników, z jednej strony do cylindra a z drugiej strony do płyty mocującej palenisko do kotła.Between the side walls of the cylinder and the inner sleeve, above the air discharge opening. Moreover, on the vertical worm shaft of the fuel distributor, below the equal tee, a lower rack is mounted, cooperating with the pinwheel of the screw fuel feeder. The finger wheel of the screw fuel feeder is mounted on a rotating sleeve and fastened with a pin to the horizontal worm shaft of the screw fuel feeder. An ash scraper in the shape of a rotating disk is also mounted on the vertical worm shaft, which limits the furnace cover from below. The furnace cover is attached with fasteners, on one side to the cylinder and on the other side to the plate that fixes the furnace to the boiler.

Korzystne jest, że łopatki rozgarniające dystrybutora paliwa są wygięte w kształcie łuku, a w przekroju podłużnym posiadają kształt zbliżony do litery „L”. Korzystne jest również, że na powierzchni krążka obwodowego są rozmieszczone równomiernie w sposób promieniowy szczeliny nadmuchu powietrza pierwotnego, rozszerzające się w kierunku obwodu krążka. Krążek środkowy natomiast ma otwory nadmuchu powietrza wtórnego rozmieszczone na swojej powierzchni w kilku rzędach, a kierownica powietrza pierwotnego i przepustnicą powietrza pierwotnego ma otwory kierujące powietrze pierwotne na krążek obwodowy, których wielkość regulowana jest za pomocą dźwigni powietrza pierwotnego. Tuleja wewnętrzna i przepustnica powietrza wtórnego ma natomiast otwory rozdziału powietrza wtórnego na krążek środkowy, których wielkość regulowana jest za pomocą dźwigni powietrza wtórnego. Ponadto korzystne jest, że osłona paleniska ma powierzchnię w kształcie otwartego, odwróconego, ściętego stożka zakończonego walcem, na obwodzie którego przymocowany jest w kierunku promieniowym, poziomy kanał odprowadzania popiołu. Inne korzyści osiągamy, jeżeli do obudowy przenośnika paliwa przymocowana jest obrotowo łopatka wygarniająca popiół, która ma kształt zbliżony do nieregularnego teownika, a jej oś obrotu usytuowana jest niesymetrycznie do jej wymiaru poprzecznego. Korzystne jest również, że obrotowa tarcza wygarniacza popiołu posiada na swoim obwodzie kilka par wystających zabieraków, z których jeden zamyka łopatkę wygarniającą w kierunku na zewnątrz tarczy wygarniacza popiołu, natomiast drugi z pary zabieraków ustawia łopatkę wygarniającą w kierunku promieniowym do tarczy wygarniacza popiołu. Dodatkowe korzyści według wynalazku uzyskuje się, jeżeli na cylindrze jest ułożony pierścień spiętrzający paliwo, który ma powierzchnię wewnętrzną ukształtowaną ukośnie, pod kątem większym od kata prostego. Inne jeszcze korzyści według wynalazku uzyskuje się, jeżeli w środkowej części obudowy śrubowego podajnika paliwa, pomiędzy zasypem paliwa i wlotem paliwa do trójnika równoprzelotowego jest usytuowana komora rozluźniająca paliwo, która zwiększa powierzchnię wewnętrzną śrubowego podajnika paliwa.It is preferred that the distributor blades of the fuel dispenser are curved and have an "L" shape in their longitudinal section. It is also advantageous that the primary air blast slots are uniformly distributed radially on the surface of the circumferential disk and extend towards the circumference of the disk. The middle pulley, on the other hand, has secondary air blast holes arranged on its surface in several rows, and the primary air guide and the primary air throttle have holes directing the primary air to the peripheral disk, the size of which is controlled by the primary air lever. On the other hand, the inner sleeve and secondary air damper have secondary air distribution holes for a central disk, the size of which is regulated by means of the secondary air lever. Moreover, it is preferable that the furnace cover has a surface in the shape of an open, inverted, truncated cone ending in a cylinder, on the circumference of which a horizontal ash discharge channel is attached in a radial direction. Other advantages are obtained if an ash dislodging blade is rotatably attached to the casing of the fuel conveyor, which has a shape similar to an irregular tee, and its axis of rotation is asymmetrical to its transverse dimension. It is also advantageous that the rotating ash scraper disc has several pairs of protruding drivers on its periphery, one of which closes the scraper blade towards the outside of the ash removal disc, and the other pair of drivers positions the scraper blade in a direction radial to the ash scraper disc. Additional advantages according to the invention are achieved if the cylinder is provided with a fuel staining ring which has an oblique-shaped internal surface at an angle greater than a right angle. Still other advantages according to the invention are obtained if, in the central part of the housing of the screw fuel feeder, between the fuel charge and the fuel inlet to the equal tee, there is a fuel loosening chamber, which increases the internal surface of the screw fuel feeder.

Konstrukcja paleniska do spalania paliw stałych według wynalazku umożliwia wysokosprawne (~90%) i czyste spalanie różnych paliw stałych, zwłaszcza konfekcjonowanej biomasy ze szczególnym uwzględnieniem słomy owsianej, która w większości była spalana przez rolników na polach, gdyż była nie zalecana przez specjalistów do spalania, ze względu na wyjątkowo niską temperaturę topnienia popiołu. Cykl spalania paliw stałych wraz z usuwaniem pozostałości po spalaniu jest w pełni automatyczny. Zastosowanie obrotowego dystrybutora paliwa, który umożliwia systematyczne rozgarnianie i rozprowadzanie paliwa na ruszcie w kierunku promieniowym na zewną trz rusztu powoduje, ż e proces spalania może być prowadzony w sposób ciągły, podobnie jak na ruszcie posuwowym, który jest rozwiązaniem droższym i niemożliwym do zastosowania w kotłach o średniej i małej mocy, ze względu na swoją przestrzenną konstrukcję. Systematyczne podawanie i rozprowadzanie paliwa na ruszcie, eliminuje podstawowe wady znanych palenisk na paliwa stałe, to jest powstawanie zbrylonej i stwardniałej części popiołu i związane z tym zatrzymanie procesu spalania. W palenisku według wynalazku wykorzystuje się żużel i popiół wytworzony w trakcie spalania paliw, który po spiętrzeniu na pierścieniu spiętrzającym paliwo, tworzy dodatkowy pierścień okalający paliwo służący do zagęszczenia warstwy paliwa na ruszcie, co umożliwia znaczne zwiększenie mocy paleniska bez zwiększania jego gabarytów. Użycie popiołu i żużla do wytworzenia pierścienia okalającego paliwa powoduje, że zbędne jest stosowanie wszelkich dodatkowych procesów mechanicznego kruszenia i usuwania żużla oraz eliminuje konieczność stosowania do tego celu specjalnych, ogniotrwałych materiałów. Konstrukcja rusztu według wynalazku, zapewnia równomierny rozdział powietrza do spalania, a cylinder i tuleja wewnętrzna stanowi komorę rozdziału powietrza do spalania do poszczególnych kanałów nadmuchu powietrza, utworzonych przez szczeliny i otwory znajdujące się w płaskich krążkach rusztu. Dzięki zastosowaniu rozwiązania konstrukcyjnego paleniska do spalania paliw stałych według wynalazku, moc paleniska jest modulowana płynnie w całym zakresie, od 25% do wydajności maksymalnej, z optymalną sprawnoś cią .The design of the furnace for burning solid fuels according to the invention enables high-efficiency (~ 90%) and clean combustion of various solid fuels, especially packaged biomass, with particular emphasis on oat straw, which was mostly burned by farmers in the fields, as it was not recommended by specialists for combustion, due to the extremely low melting point of the ash. The combustion cycle of solid fuels with the removal of combustion residues is fully automatic. The use of a rotary fuel distributor, which enables systematic spreading and distribution of fuel on the grate in the radial direction outside the grate, allows the combustion process to be carried out continuously, similarly to the feed grate, which is more expensive and impossible to use in boilers medium and low power, due to its spatial structure. Systematic feeding and distribution of fuel on the grate eliminates the basic disadvantages of known solid fuel furnaces, i.e. the formation of a lumpy and hardened part of the ash and the related stoppage of the combustion process. The furnace according to the invention uses slag and ash produced during the combustion of fuels, which, after damming up on the fuel damming ring, forms an additional ring surrounding the fuel used to thicken the fuel layer on the grate, which allows to significantly increase the power of the furnace without increasing its dimensions. The use of ash and slag for the production of the fuel circumferential ring makes it unnecessary to use any additional mechanical crushing and slag removal processes and eliminates the need to use special, refractory materials for this purpose. The structure of the grate according to the invention ensures an even distribution of the combustion air, and the cylinder and the inner sleeve constitute the combustion air distribution chamber to the individual air blowing channels formed by the slots and openings in the flat discs of the grate. Due to the use of the design of the furnace for combustion of solid fuels according to the invention, the power of the furnace is smoothly modulated in the entire range, from 25% to the maximum efficiency, with optimal efficiency.

PL 202 162 B1PL 202 162 B1

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia palenisko współpracujące ze śrubowym podajnikiem paliwa, w widoku ogólnym, z częściowym przekrojem pionowym, fig. 2 - szczegół paleniska w przekroju pionowym, fig. 3 - palenisko w widoku z góry, fig. 4 - kierownicę paleniska z przepustnicą powietrza pierwotnego w widoku z góry, fig. 5 - tuleję wewnę trzną z przepustnicą powietrza wtórnego w przekroju poziomym, fig. 6 - przedstawia tarczę wygarniacza popiołu w widoku z góry.The subject of the invention is shown in the embodiment in the attached drawing, in which Fig. 1 shows a furnace cooperating with a screw fuel feeder, in general view, with a partial vertical section, Fig. 2 - detail of the furnace in vertical section, Fig. 3 - furnace in view. from above, Fig. 4 - furnace blade with primary air throttle in top view, Fig. 5 - inner sleeve with secondary air throttle in horizontal section, Fig. 6 - shows the ash removal disc in a top view.

Palenisko do spalania paliw stałych według wynalazku posiada usytuowany centralnie w miejscu podawania paliwa, obrotowy dystrybutor paliwa 1, składający się z pionowego wału ślimakowego 2, który w swej górnej części na obwodzie ma przymocowane dwie łopatki rozgarniające 3 paliwo i trójnika równoprzelotowego 4, w którym jest umieszczony. Wysokość trójnika równoprzelotowego 4 jest tak dobrana, aby czas zalegania w nim paliwa umożliwiał jego dosuszenie przed wydostaniem się na nieruchomy ruszt 5, który usytuowany jest wokół dystrybutora paliwa 1 poniżej górnej płaszczyzny trójnika równoprzelotowego 4. Dla zapewnienia odpowiedniego rozdziału powietrza do spalania, ruszt 5 składa się z płaskiego krążka obwodowego 6 i krążka środkowego 7. Krążek obwodowy 6 ułożony jest na płaskim, zamkniętym od dołu cylindrze 8, który wyposażony jest w otwór nawiewu powietrza 9. Krążek środkowy 7 ułożony jest na tulei wewnętrznej 10, która wyposażona jest w otwory rozdziału powietrza 11 i usytuowana jest wewnątrz cylindra 8. Krążek obwodowy 6 ma szczeliny nadmuchu powietrza pierwotnego 12 rozmieszczone równomiernie w sposób promieniowy, a krążek środkowy 7 ma otwory nadmuchu powietrza wtórnego 13 rozmieszczone na swojej powierzchni w kilku rzędach. Umieszczenie otworów nadmuchu powietrza wtórnego 13 w miejscu zgazowania paliwa zapewnia optymalne doprowadzenie powietrza wtórnego bezpośrednio w strefę jądra płomienia, gdzie panuje najwyższa temperatura spalania. Odpowiednio dobrana ilość i średnica otworów nadmuchu powietrza wtórnego 13 zapewnia dobre wymieszanie powietrza wtórnego z parami wytworzonych gazów palnych. Poniżej rusztu 5, pomiędzy ściankami bocznymi zewnętrznego cylindra 8 i tulei wewnętrznej 10, powyżej otworu nawiewu powietrza 9 ułożona jest kierownica powietrza pierwotnego 14 wraz z przepustnicą powietrza pierwotnego 15, które posiadają otwory kierujące powietrze pierwotne 16 na krążek obwodowy 6. Tuleja wewnętrzna 10 wyposażona jest w przepustnicę powietrza wtórnego 17. Cylinder 8 i tuleja wewnętrzna 10 stanowi komorę zmieszania i rozdziału powietrza do spalania na poszczególne krążki rusztu 5. Na pionowym wale ślimakowym 2 dystrybutora paliwa 1 poniżej trójnika równoprzelotowego 4 zamocowane jest zębatka dolna 18 współpracująca z kołem palcowym 19 śrubowego podajnika paliwa 20. Koło palcowe 19 jest osadzone na obrotowej tulei 21 i zamocowane za pomocą trzpienia 22 do poziomego wału ślimakowego 23 śrubowego podajnika paliwa 20. Do cylindra 8 i do płyty mocującej 24 palenisko do kotła zamocowana jest za pomocą łączników 25 osłona paleniska 26, która ma powierzchnię w kształcie otwartego, odwróconego, ściętego stożka zakończonego walcem. Do obudowy 27 śrubowego podajnika paliwa 20 zamocowana jest obrotowo łopatka wygarniająca 28 popiół. Łopatka wygarniająca 28 ma kształt nieregularnego teownika, a jej oś obrotu usytuowana jest niesymetrycznie do jej wymiaru poprzecznego. Na pionowym wale ślimakowym 2 dystrybutora paliwa 1 zamocowany jest trwale wygarniacz popiołu 29, który ogranicza od dołu osłonę paleniska 26. Wygarniacz popiołu 29 ma kształt obrotowej tarczy, która posiada na swoim obwodzie kilka par wystających zabieraków 30. Jeden z pary zabieraków zamyka łopatkę wygarniającą 28 w kierunku na zewnątrz tarczy wygarniacza popiołu 29, a tym samym usuwa i wypycha zebrany popiół do kanału odprowadzania popiołu 31, natomiast drugi z pary zabieraków 30 ustawia łopatkę wygarniającą 28 w kierunku promieniowym do tarczy wygarniacza popiołu 29, co umożliwia zgromadzenie nowej porcji popiołu do wygarnięcia. Kąty pomiędzy ramionami łopatki wygarniającej 28 i punktami zamocowania zabieraków 30 na powierzchni tarczy wygarniacza popiołu 29 zostały tak dobrane, aby po otwarciu lub zamknięciu łopatki wygarniającej 28 każdy z zabieraków 30 swobodnie ją opuszczał. Na obwodzie części walcowej osłony paleniska 26 przymocowany jest w kierunku promieniowym, poziomy kanał odprowadzania popiołu 31 Na cylindrze 8 ułożony jest ponadto pierścień spiętrzający paliwo 32, który ma powierzchnię wewnętrzną ukształtowaną ukośnie, pod katem większym od kąta prostego. Łopatki rozgarniające 3 służą do systematycznego rozprowadzania pryzmy załadowanego paliwa na ruszcie, w kierunku promieniowym na zewnątrz rusztu i powodują, że paliwo przesuwa się nad kolejnymi kanałami powietrza, a powierzchnia zalegania paliwa w trakcie spalania systematycznie się powiększa i jednocześnie wymusza zsuwanie z rusztu już wytworzonego popiołu i żużla, uniemożliwiając jego sklejanie i powstawanie bryłek żużla popiołu. Dodatkowym zadaniem łopatek rozgarniających jest czyszczenie otworów nadmuchu powietrza wtórnego 13 z zalegającego go paliwa. Wyposażenie komory zmieszania powietrza w kierownicę 14 z przepustnicą powietrza pierwotnego 15, której odpowiednie ustawienie realizowaneThe furnace for combustion of solid fuels according to the invention has, centrally located at the fuel supply point, a rotary fuel distributor 1, consisting of a vertical worm shaft 2, which in its upper circumferential part has two fuel dividing blades 3 and an equal tee 4 in which is placed. The height of the equal tee 4 is selected so that the time of fuel remaining in it allows it to dry before it escapes to the stationary grate 5, which is located around the fuel dispenser 1 below the upper plane of the equal tee 4. To ensure proper distribution of combustion air, the grate 5 is folded consists of a flat circumferential disk 6 and a central disk 7. The circumferential disk 6 is arranged on a flat cylinder 8 closed at the bottom, which is equipped with an air supply opening 9. The central disk 7 is placed on an inner sleeve 10, which is equipped with separation holes air 11 and is located inside the cylinder 8. The peripheral disc 6 has primary air blast slots 12 uniformly distributed in a radial manner, and the middle disc 7 has secondary air blast holes 13 arranged on its surface in several rows. The placement of the secondary air blowing openings 13 at the fuel gasification point ensures optimal secondary air supply directly to the flame core zone, where the highest combustion temperature prevails. The appropriately selected number and diameter of the secondary air blast holes 13 ensure good mixing of the secondary air with the vapors of the flammable gases produced. Below the grate 5, between the side walls of the outer cylinder 8 and the inner sleeve 10, above the air inlet opening 9, there is a primary air flap 14 with a primary air damper 15, which has openings directing the primary air 16 to the circumferential disk 6. The inner sleeve 10 is equipped with into the secondary air throttle 17. The cylinder 8 and the inner sleeve 10 constitute the chamber for mixing and dividing the combustion air into individual grate discs 5. On the vertical worm shaft 2 of the fuel distributor 1 below the equal tee 4, a lower rack 18 cooperating with the pinwheel 19 of the screw feeder is mounted The pinwheel 19 is mounted on the rotating sleeve 21 and fastened by means of a pin 22 to the horizontal worm shaft 23 of the screw fuel feeder 20. A furnace cover 26 is attached to the cylinder 8 and to the furnace mounting plate 24 to the boiler by means of fasteners 25, which has an opening-shaped surface this inverted truncated cone with a cylinder at its end. An ash removal blade 28 is rotatably fastened to the housing 27 of the screw fuel feeder 20. The scraping vane 28 has an irregular tee shape and its axis of rotation is asymmetrical to its transverse dimension. An ash scraper 29 is permanently mounted on the vertical worm shaft 2 of the fuel distributor 1, which limits the furnace cover 26 from below. The ash scraper 29 has the shape of a rotating disk, which has several pairs of protruding drivers 30 on its circumference. One of the drivers closes the scraping blade 28 outwardly of the ash scraper disc 29, thereby removing and pushing the collected ash into the ash discharge channel 31, while the other of the pair of drivers 30 positions the scraping blade 28 in a radial direction to the ash scraper disc 29, which allows a new portion of ash to be collected for extraction . The angles between the arms of the scraper vane 28 and the attachment points of the drivers 30 on the surface of the ash scraper disc 29 have been selected so that when opening or closing the scraper vane 28, each of the drivers 30 leaves it freely. On the circumference of the cylindrical part of the furnace shell 26, a horizontal ash discharge channel 31 is attached in the radial direction. On the cylinder 8, there is also a fuel damming ring 32, which has an oblique-shaped internal surface at an angle greater than the right angle. Spreading vanes 3 are used for the systematic distribution of the loaded fuel pile on the grate, in the radial direction outside the grate, and cause the fuel to move over successive air channels, and the fuel retention area systematically increases during combustion, and at the same time forces the ash already produced to be removed from the grate and slag, preventing its sticking and the formation of ash slag nuggets. An additional task of the spreading vanes is to clean the secondary air blower openings 13 from any residual fuel. Equipping the air mixing chamber with a blade 14 with a primary air damper 15, the appropriate setting of which is carried out

PL 202 162 B1 jest za pomocą dźwigni powietrza pierwotnego 36 oraz w przepustnicę powietrza wtórnego 17, którą stanowi tuleja osadzona wokół tulei wewnętrznej 10 z otworami rozdziału powietrza 11, których wielkość regulowana jest za pomocą dźwigni powietrza wtórnego 37, umożliwia precyzyjne dozowanie ilości powietrza w trakcie eksploatacji paleniska wraz z jego wstępnym podgrzaniem oraz zachowanie właściwych proporcji pomiędzy powietrzem pierwotnym i wtórnym, w zależności od rodzaju spalanego paliwa. Przepustnicą powietrza wtórnego 17 nie tylko zapewnia optymalną ilość powietrza dla prawidłowego procesu spalania, ale również wraz z otworami nadmuchu powietrza wtórnego 13, usytuowanymi w krążku środkowym 7, dławi je do ciśnienia, które zmniejsza prędkość i wydłuża czas przepływu powietrza przez komorę spalania w celu dopalenia wszystkich wytworzonych gazów palnych. Palenisko według wynalazku, wykorzystuje wytworzony w trakcie spalania paliw stałych żużel i popiół. Żużel i popiół spiętrzający się na progu pierścienia spiętrzającego paliwo 32, nawarstwia się do określonej wysokości i tworzy pierścień okalający paliwo, który powoduje zagęszczenie warstwy paliwa znajdującego się na ruszcie 5, co umożliwia znaczne zwiększenie mocy paleniska bez powiększania jego gabarytów. Dalsze systematyczne podawanie paliwa powoduje wzruszanie wytworzonego pierścienia żużla, jego kruszenie i opadanie do wygarniacza popiołu 29. Palenisko współpracuje z powszechnie znanym śrubowym podajnikiem paliwa 20, którego obudowa 27 w środkowej części, pomiędzy zasypem paliwa 39 i wlotem paliwa do trójnika równoprzelotowego 4, posiada komorę rozluźniającą paliwo 34. Komora rozluźniająca paliwo 34 zwiększa powierzchnię wewnętrzną śrubowego podajnika paliwa 20, zapobiega blokowaniu i kruszeniu się granulek paliwa wewnątrz podajnika, a tym samym zapewnia ciągłość podawania transportowanych granulek paliwa na ruszt 5. Paliwo po opuszczeniu śrubowego podajnika paliwa 20, napotyka na pionowy wał ślimakowy 2, który doprowadza je na ruszt pełnym przekrojem górnej części trójnika równoprzelotowego 4. Dzięki pionowemu podawaniu paliwa, paliwo na tym odcinku nie jest narażone na zgniot oraz kruszenie się. Pionowy wał ślimakowy 2 obrotowego dystrybutora paliwa 1 jest napędzany przy pomocy przekładni palcowej wyposażonej w zębatkę dolną 18 i koło palcowe 19 napędem śrubowego podajnika paliwa 20, realizowanym za pomocą silnika elektrycznego 35. Palenisko do spalania paliw stałych montuje się w kotłach za pomocą płyty mocującej 24 i stelaża łączącego palenisko z płytą mocującą 38. Palenisko do spalania paliw stałych według wynalazku współpracuje również z urządzeniami sterującymi, kontrolującymi i zabezpieczającymi proces spalania. Proces spalania jest regulowany przez specjalnie zaprogramowany sterownik 40, połączony przewodami elektrycznymi z układem doprowadzania powietrza do spalania 33 i śrubowym podajnikiem paliwa 20, którego zadaniem jest dozowanie ilości powietrza z układu doprowadzania powietrza do spalania 33, zależnie od czasu podawania paliwa przez śrubowy podajnik paliwa 20 i czasu dopalania paliwa na nieruchomym ruszcie 5. Odbywa się to poprzez stopniowe zmniejszanie dawki powietrza na krótko przed czasem podawania paliwa na nieruchomy ruszt 5 do momentu zatrzymania się podajnika. Wydajność wentylatora w układzie doprowadzania powietrza do spalania 33 zmniejsza się w sposób ciągły, zależny od stopnia wypalenia paliwa biorącego udział w jednostkowym procesie spalania, aż do zakończenia ponownego cyklu zasypu świeżego paliwa, co zapobiega zbędnemu zapyleniu oraz zwiększa wydajność paleniska.The primary air lever 36 and the secondary air throttle 17, which is a sleeve mounted around the inner sleeve 10 with air distribution openings 11, the size of which is regulated by the secondary air lever 37, enable precise dosing of the amount of air during operation. operation of the furnace with its initial heating and maintaining proper proportions between primary and secondary air, depending on the type of fuel burned. The secondary air throttle 17 not only provides the optimal amount of air for the proper combustion process, but also, together with the secondary air blowing openings 13, located in the central disk 7, throttles them to a pressure that reduces the speed and extends the time of air flow through the combustion chamber for afterburning all flammable gases produced. The furnace according to the invention uses the slag and ash produced during the combustion of solid fuels. Slag and ash accumulating on the threshold of the fuel damming ring 32 builds up to a predetermined height and forms a fuel encircling ring, which thickens the layer of fuel on the grate 5, which allows to significantly increase the power of the furnace without enlarging its dimensions. Further systematic feeding of fuel causes the created slag ring to be disturbed, its crushing and falling to the ash scraper 29. The furnace cooperates with the commonly known screw fuel feeder 20, whose housing 27 in the central part, between the fuel bunker 39 and the fuel inlet to the equal tee 4, has a chamber loosening the fuel 34. The fuel loosening chamber 34 increases the internal surface of the screw feeder 20, prevents blocking and crushing of fuel pellets inside the feeder, and thus ensures the continuity of feeding the transported fuel pellets to the grate 5. The fuel, after exiting the screw feeder 20, encounters a vertical the worm shaft 2, which feeds them to the grate with the full cross-section of the upper part of the equal tee 4. Due to the vertical fuel supply, the fuel in this section is not exposed to crushing and crushing. The vertical worm shaft 2 of the rotary fuel distributor 1 is driven by a pinion gear equipped with a lower rack 18 and a pinion 19 by a screw drive of the fuel feeder 20, implemented by an electric motor 35. The furnace for burning solid fuels is mounted in boilers by means of a mounting plate 24 and a frame connecting the furnace to the fixing plate 38. The furnace for combustion of solid fuels according to the invention also cooperates with devices controlling, controlling and securing the combustion process. The combustion process is regulated by a specially programmed controller 40, connected by electric cables to the combustion air supply system 33 and the screw fuel feeder 20, whose task is to dose the amount of air from the combustion air supply system 33, depending on the time of fuel feeding through the screw fuel feeder 20. and fuel burnout time on the stationary grate 5. This is done by gradually reducing the air dose shortly before the time of feeding the fuel to the stationary grate 5 until the feeder stops. The efficiency of the fan in the combustion air supply system 33 decreases continuously, depending on the degree of burnout of the fuel participating in the combustion process, until the completion of the fresh fuel charging cycle, which prevents unnecessary dusting and increases the furnace efficiency.

Claims

Patent claims

1. A furnace for combustion of solid fuel, containing a grate and a combustion air supply system, cooperating with a screw fuel feeder, devices controlling, controlling and securing the combustion process, characterized by the fact that it has a rotary fuel distributor (1) located centrally in the place of fuel supply. consists of a vertical worm shaft (2), which in its upper part, along its circumference, has permanently attached spreading blades (3) for the fuel and an equal tee (4) in which it is located, and around the rotary fuel distributor (1), below the upper plane of the tee equal passage (4), there is a fixed grate (5), which consists of a flat circumferential disk (6) placed on a flat cylinder (8) closed at the bottom, equipped with an air supply opening (9) and a central disk (7) , placed on the inner sleeve (10) with the secondary air throttle (17), located inside the cylinder (8), while below the stationary r of the ear (5), there is a primary air guide (14) with a primary air throttle (15), located between the side walls of the cylinder (8) and the inner sleeve (10), above the air supply opening (9), and also on the vertical worm shaft ( 2), below the equal tee (4) there is a lower rack (18) that cooperates with the wheel

The pinion (19) of the fuel screw (20), which is mounted on the rotary sleeve (21) and fastened by means of the pin (22) to the horizontal worm shaft (23) of the fuel screw (20), and the ash scraper (29) ) in the shape of a rotating disc that delimits from below the furnace cover (26), which is fastened by means of fasteners (25) to the cylinder (8) on one side and to the furnace-to-boiler fixing plate (24) on the other side.

2. The furnace according to claim The fuel distributor (1) according to claim 1, characterized in that the dividing blades (3) of the fuel dispenser (1) are curved in the shape of an arc and have a shape similar to the letter "L" in a longitudinal section.

3. The furnace according to claim The primary air blast slots (12) are evenly distributed on the surface of the peripheral disc (6), extending towards the periphery of the disc.

4. The furnace according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the central disk (7) has secondary air blast holes (13) arranged on its surface in several rows.

5. The furnace according to claim The primary air guide (14) and the primary air flap (15) have openings directing the primary air (16) to the peripheral disk (6), the size of which is controlled by the primary air lever (36).

6. The furnace according to claim A device according to claim 1, characterized in that the inner sleeve (10) and the secondary air flap (17) have secondary air distribution openings (11) for the central disk (7), the size of which is adjusted by means of the secondary air lever (37).

7. The furnace according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the furnace cover (26) has a surface in the shape of an open, inverted, truncated cone ending in a cylinder, on the periphery of which a horizontal ash discharge channel (31) is attached in a radial direction.

8. The furnace according to claim An ash removing blade (28) is rotatably fastened to the casing (27) of the screw fuel feeder (20), which has a shape similar to an irregular tee, and its axis of rotation is asymmetrically located to its transverse dimension.

9. The furnace according to claim The rotary ash-removal device according to claim 1, characterized in that the rotating ash-removal disc (29) has several pairs of protruding drivers (30) on its circumference, one of which closes the scraping blade (28) towards the outside of the ash-removal disc (29), and the other one of a pair of drivers (30) positions the scraper blade (28) radial to the ash scraper disc (29).

10. The furnace according to claim The fuel damper according to claim 1, characterized in that the cylinder (8) is provided with a fuel damper (32) which has an oblique-shaped internal surface at an angle greater than the right angle.

11. The furnace according to claim A fuel loosening chamber (34) is located in the central part of the casing (27) of the screw fuel feeder (20), between the fuel charge (39) and the fuel inlet to the equal tee (4), there is a fuel loosening chamber (34), which increases the internal surface of the screw screw the fuel feeder (20).