PL215271B1 - Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym - Google Patents

Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym

Info

Publication number
PL215271B1
PL215271B1 PL387645A PL38764509A PL215271B1 PL 215271 B1 PL215271 B1 PL 215271B1 PL 387645 A PL387645 A PL 387645A PL 38764509 A PL38764509 A PL 38764509A PL 215271 B1 PL215271 B1 PL 215271B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
grate
fan
air duct
zone
zones
Prior art date
Application number
PL387645A
Other languages
English (en)
Other versions
PL387645A1 (pl
Inventor
Witold Kowalewski
Original Assignee
Witold Kowalewski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Witold Kowalewski filed Critical Witold Kowalewski
Priority to PL387645A priority Critical patent/PL215271B1/pl
Priority to EP10716643.1A priority patent/EP2414733B1/en
Priority to PL10716643T priority patent/PL2414733T3/pl
Priority to PCT/PL2010/050013 priority patent/WO2010114401A2/en
Publication of PL387645A1 publication Critical patent/PL387645A1/pl
Publication of PL215271B1 publication Critical patent/PL215271B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B30/00Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber
    • F23B30/02Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts
    • F23B30/06Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts with fuel supporting surfaces that are specially adapted for advancing fuel through the combustion zone
    • F23B30/08Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts with fuel supporting surfaces that are specially adapted for advancing fuel through the combustion zone with fuel-supporting surfaces that move through the combustion zone, e.g. with chain grates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B80/00Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel
    • F23B80/02Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel by means for returning flue gases to the combustion chamber or to the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H11/00Travelling-grates
    • F23H11/10Travelling-grates with special provision for supply of air from below and for controlling air supply
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kocioł rusztowy zawierający w strefie paleniskowej ruchomy ruszt i przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi, sposób modernizacji takiego kotła oraz sposób zmniejszania emisji pyłów z takiego kotła.
W energetyce przemysłowej i ciepłownictwie do wytwarzania pary technologicznej i ciepłej wody grzewczej powszechnie stosuje się kotły rusztowe, w których spalanie węgla lub innych paliw stałych następuje na przesuwającym się ruszcie mechanicznym. Nad rusztem znajduje się komora spalania, do której zwykle doprowadzony jest kanał powietrza wtórnego, natomiast pod rusztem znajduje się przestrzeń podrusztowa zawierająca skrzynię podrusztową ze strefami podmuchowymi, do których doprowadzane jest z atmosfery powietrze, niezbędne do prowadzenia procesu spalania odbywającego się na ruszcie. Spaliny powstające w procesie spalania odprowadzane są z kotła do instalacji odpylania spalin w wyniku podciśnienia wytwarzanego przez wentylator wyciągowy. W kotłach rusztowych paliwo stałe dostarczane jest na jeden z końców górnej powierzchni rusztu, zwany dalej początkiem rusztu. Konsekwentnie, przeciwny koniec górnej powierzchni rusztu nazywany będzie dalej końcem rusztu. Umieszczone na ruszcie paliwo przesuwa się wraz z rusztem wzdłuż kotła i przechodzi przez różne fazy procesu spalania wykorzystującego tlen zawarty w powietrzu pochodzącym ze stref podmuchowych. W efekcie tego na końcu rusztu znajduje się już praktycznie sam popiół, który z końca przesuwającego się rusztu spada do leja zsypowego. Spadający swobodnie popiół powoduje unoszenie się w rejonie końca rusztu dużych ilości pyłów o małej gęstości, przy czym przebieg procesu spalania ma istotny wpływ na wielkość emisji pyłów. Wraz ze wzrostem strumienia powietrza biorącego udział w procesie spalania wzrasta także emisja pyłów unoszących się z rusztu oraz maleje możliwość opadania grubszych pyłów w komorze paleniskowej. Szczególne znaczenie ma strumień powietrza docierający do tylnej części rusztu z uwagi na fakt, że w tym obszarze pył ma najmniejszą gęstość, przez co jest łatwo unoszony, a ponadto w tylnej przestrzeni kotła unosi się pył powstały w trakcie spadania popiołu do urządzeń odprowadzających. Kotły rusztowe w procesie spalania emitują stosunkowo dużo pyłów, a ich redukcja do dopuszczalnego przepisami poziomu wymaga dużych nakładów 3 inwestycyjnych. Po roku 2015 dopuszczalny poziom emisji pyłów będzie wynosił 100 mg/m3 strumie3 nia gazu suchego zawierającego 6% O2 w warunkach normalnych (100 mg/Nm3), co spowoduje konieczność poniesienia dodatkowych nakładów inwestycyjnych głównie na montaż urządzeń elektrostatycznych (od 1,5 do 3,0 mln zł/kocioł) lub urządzeń z filtrami workowymi (od 0,7 do 2,0 mln zł/kocioł). Stosowanie tych urządzeń oprócz dużych nakładów inwestycyjnych powoduje również wzrost kosztów eksploatacyjnych wynikający ze zwiększonego zużycia energii elektrycznej oraz konieczności okresowej wymiany filtrów workowych. Pośrednio wpływa również niekorzystnie na sprawność energetyczną kotłów poprzez konieczność zwiększenia temperatury wylotowej spalin do wartości określonej przez producenta urządzeń odpylających. Powszechnie obecnie stosowane znacznie tańsze urządzenia odpylające zwane cyklonami, wykorzystujące działanie siły odśrodkowej, nie zapewniają uzyskania dopuszczalnego poziomu emisji pyłów, gdyż z zasady działania tych urządzeń wynika ich mała skuteczność w odniesieniu do pyłów o małej masie.
Celem wynalazku było zmniejszenie udziału pyłów, szczególnie pyłów o małej gęstości, w strumieniu spalin emitowanych przez kocioł rusztowy.
Kocioł według wynalazku ma w strefie paleniskowej ruchomy ruszt mechaniczny i przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi, główny kanał powietrzny dostarczający przy pomocy wentylatora podmuchowego powietrze atmosferyczne do wnętrza tych stref oraz kanał spalinowy odprowadzający spaliny na zewnątrz. Charakteryzuje się tym, że w przestrzeni podrusztowej - znajdującej się pod końcowym odcinkiem rusztu o długości wynoszącej od 10 do 40% całkowitej czynnej długości rusztu - znajduje się co najmniej jedna strefa ssąca połączona z pierwszym końcem pierwszego dodatkowego kanału powietrznego. Drugi koniec pierwszego dodatkowego kanału powietrznego połączony jest ze źródłem podciśnienia wytwarzającym w strefie ssącej ciśnienie mniejsze od ciśnienia panującego nad rusztem o wartość z zakresu od 5 Pa do 100 Pa.
W jednym z wariantów kotła według wynalazku strefy podmuchowe i strefy ssące znajdują się we wspólnej skrzyni podrusztowej.
W innym wariancie kotła według wynalazku źródło podciśnienia stanowi wentylator. W kolejnym wariancie kotła według wynalazku w ciągu kanału spalinowego, znajdują się połączone szeregowo co najmniej jedno urządzenie odpylające oraz wentylator wyciągowy. Źródło podciśnienia stanowi wentyPL 215 271 B1 lator wyciągowy, a drugi koniec pierwszego dodatkowego kanału powietrznego połączony jest z kanałem spalinowym na odcinku przed urządzeniem odpylającym.
W kolejnym wariancie kotła według wynalazku w pierwszym dodatkowym kanale powietrznym znajduje się element regulacyjny, korzystnie przepustnica regulacyjna albo wentylator dodatkowy.
W kolejnym wariancie kotła według wynalazku wyjście wentylatora stanowiącego źródło podciśnienia połączone jest z głównym kanałem powietrznym dostarczającym powietrze atmosferyczne do wnętrza stref podmuchowych.
W wariancie kotła według wynalazku, w którym źródło podciśnienia stanowi wentylator, w ciągu kanału spalinowego znajdują się połączone szeregowo co najmniej jedno urządzenie odpylające oraz wentylator wyciągowy. W tym wariancie wejście wentylatora stanowiącego źródło podciśnienia połączone jest dodatkowo z kanałem spalinowym na odcinku przed urządzeniem odpylającym, przy czym w kanale łączącym wejście tego wentylatora z kanałem spalinowym znajduje się element regulacyjny, korzystnie wentylator dodatkowy albo przepustnica regulacyjna.
W kolejnym wariancie wynalazku kocioł zawiera dodatkowo wentylator powietrza wtórnego, przy czym zarówno wejście wentylatora powietrza wtórnego jak i wyjście wentylatora stanowiącego źródło podciśnienia połączone są z głównym kanałem powietrznym przed wentylatorem podmuchowym.
W innym wariancie wynalazku kocioł zawiera dodatkowo wentylator powietrza wtórnego, którego wejście połączone jest z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym przed wentylatorem stanowiącym źródło podciśnienia.
W jeszcze innym wariancie wynalazku kocioł zawiera drugi dodatkowy kanał powietrzny łączący przestrzeń podrusztową, znajdującą się na zewnątrz stref podmuchowych i stref ssących, z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym.
Sposób modernizacji dotyczy kotła rusztowego zawierającego w strefie paleniskowej ruchomy ruszt mechaniczny, przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi oraz główny kanał powietrzny dostarczający przy pomocy wentylatora podmuchowego powietrze atmosferyczne do wnętrza tych stref. Polega na tym, że ostatnią strefę podmuchową odcina się od głównego kanału powietrznego i za pomocą dodatkowego kanału powietrznego łączy się tę strefę z regulowanym źródłem podciśnienia wytwarzającym w niej ciśnienie mniejsze od ciśnienia panującego nad rusztem o wartość z zakresu od 5 Pa do 100 Pa.
W jednym z wariantów sposobu modernizacji według wynalazku także przedostatnią strefę podmuchową odcina się od głównego kanału powietrznego i łączy się tę strefę z regulowanym źródłem podciśnienia.
W innym wariancie sposobu modernizacji według wynalazku jako źródło podciśnienia stosuje się wentylator.
W kolejnym wariancie sposobu modernizacji według wynalazku wyjście wentylatora stanowiącego źródło podciśnienia łączy się z głównym kanałem powietrznym dostarczającym powietrze atmosferyczne do wnętrza stref podmuchowych.
W kolejnym wariancie sposobu modernizacji według wynalazku przestrzeń podrusztową znajdującą się na zewnątrz stref podmuchowych łączy się z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym za pomocą drugiego dodatkowego kanału powietrznego.
Sposób zmniejszania emisji pyłów dotyczy procesu spalania paliw stałych w kotle rusztowym zawierającym w strefie paleniskowej ruchomy ruszt mechaniczny, przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi oraz główny kanał powietrzny dostarczający przy pomocy wentylatora podmuchowego powietrze atmosferyczne do wnętrza tych stref. Według wynalazku w przestrzeni podrusztowej, znajdującej się pod końcowym odcinkiem rusztu o długości wynoszącej od 10 do 40% całkowitej czynnej długości rusztu, obniża się ciśnienie względem ciśnienia panującego nad rusztem, przy czym utrzymywana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 5 Pa do 100 Pa.
W jednym z wariantów sposobu zmniejszania emisji pyłów według wynalazku utrzymywana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 5 do 20 Pa.
W innym wariancie sposobu zmniejszania emisji pyłów według wynalazku, utrzymywana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 20 do 100 Pa.
W jeszcze innym wariancie sposobu zmniejszania emisji pyłów według wynalazku różnicę ciśnień uzyskuje sie za pomocą wentylatora połączonego ze strefą obniżonego ciśnienia dodatkowym kanałem powietrznym.
Zastosowanie wynalazku spowodowało, że warstwa popiołu znajdująca się na ruszcie i będąca dotychczas jednym z głównych źródeł zapylenia, zaczęła pełnić rolę swoistej „warstwy „filtracyjnej”,
PL 215 271 B1 wychwytującej unoszące się nad nią pyły. Dzięki temu uzyskano zupełnie nieoczekiwany spadek ilości pyłów emitowanych przez pracujący kocioł, zwłaszcza drobin o małej masie, które szczególnie trudno wyeliminować przy użyciu tradycyjnych urządzeń odpylających. Uzyskiwany poziom zapylenia pozwala na stosowanie takich tradycyjnych urządzeń nawet w sytuacji stałego obniżania dopuszczalnych poziomów emisji pyłów. Dzięki temu można znacząco ograniczyć wydatki inwestycyjne związane z instalacją nowoczesnych i wysokowydajnych ale i bardzo kosztownych urządzeń odpylających typu elektrofiltry lub filtry workowe. Oczywiście wynalazek może być również z powodzeniem stosowany do kotłów z takimi urządzeniami opylającymi, ponieważ znacząco zmniejsza ich obciążenie.
Wynalazek został uwidoczniony na rysunku, przedstawiającym schematycznie przekroje pionowe kotła rusztowego, przy czym fig. 1 przedstawia istotę kotła według wynalazku, zaś fig. od 2 do 8 przedstawiają siedem różnych wariantów takiego kotła.
Typowy kocioł rusztowy ma strefę spalinową z wymiennikami ciepła 1 i kanałem spalinowym 2 oraz strefę paleniskową. W strefie paleniskowej znajduje się komora spalania 3, ruchomy ruszt mechaniczny 4 oraz przestrzeń podrusztową. W przestrzeni podrusztowej umieszczone są strefy podmuchowe 5, mogące być częściami tzw. skrzyni podrusztowej, oraz główny kanał powietrzny 6, doprowadzający powietrze z atmosfery do wnętrza stref podmuchowych 5 za pomocą wentylatora podmuchowego 7. W kotle według wynalazku (fig. 1) w przestrzeni podrusztowej znajdującej się pod końcowym odcinkiem rusztu 4, którego długość wynosi od 10 do 40% całkowitej czynnej długości tego rusztu, zamiast stref podmuchowych 5 znajduje się co najmniej jedna strefa ssąca 8, połączona z pierwszym końcem 9 pierwszego dodatkowego kanału powietrznego 10. Drugi koniec 11 kanału 10 połączony jest ze źródłem podciśnienia 12 wytwarzającym w strefie ssącej 8 ciśnienie mniejsze od ciśnienia panującego nad rusztem 4 o wartość z zakresu od 5 Pa do 100 Pa. Typowe źródło podciśnienia 12 stanowi wentylator elektryczny o regulowanych obrotach. Strefa ssąca 8 może być albo elementem wydzielonym albo częścią typowej skrzyni podrusztowej. Typowe kotły rusztowe mają od czterech do siedmu stref (sekcji) podmuchowych, tak więc po zastosowaniu wynalazku bez zmian w konstrukcji skrzyni podrusztowej podciśnienie pod rusztem wytwarzanoby albo w miejscu ostatniej strefy pierwotnie podmuchowej albo w miejscu dwóch ostatnich takich stref. W innym wykonaniu (fig. 2) kocioł, w którym w ciągu kanału spalinowego 2 znajdują się połączone szeregowo co najmniej jedno urządzenie odpylające 13 oraz wentylator wyciągowy 14, źródło podciśnienia 12 stanowi ten właśnie wentylator, przy czym drugi koniec 11 pierwszego dodatkowego kanału powietrznego 10 połączony jest z kanałem spalinowym 2 na odcinku przed urządzeniem odpylającym 13. W niektórych przypadkach podciśnienie wytwarzane w strefie ssącej 8 przez wentylator wyciągowy 14 może być nieadekwatne do potrzeb i dla tego w kanale powietrznym 10 umieszcza się albo przepustnicę regulacyjną 15 albo wentylator dodatkowy 16 wspomagający pracę wentylatora wyciągowego 14 (fig. 3). W wariancie kotła przedstawionym na fig. 4 wyjście 17 wentylatora 12' stanowiącego źródło podciśnienia 12 połączone jest z głównym kanałem powietrznym 6, dostarczającym powietrze atmosferyczne do wnętrza stref podmuchowych 5. Możliwie jest również (fig. 5) rozwiązanie stanowiące połączenie rozwiązań z fig. 3 i fig. 4, w którym dokonano połączenia drugiego końca 11 kanału 10 zarówno z wejściem wentylatora 12' jak i z kanałem spalinowym 2. Także w tym przypadku pomiędzy kanałem spalinowym 2 a kanałem 10 stosuje się według potrzeb albo przepustnicę regulacyjną 15 albo wentylator dodatkowy 16.
Wynalazek można zastosować również do kotłów z wentylatorem powietrza wtórnego 18. W jednym z wariantów (fig. 6) takiego kotła zarówno wejście wentylatora powietrza wtórnego 18 jak i wyjście wentylatora 12' stanowiącego źródło podciśnienia połączone są z głównym kanałem powietrznym 6 przed wentylatorem podmuchowym 7. W drugim z wariantów (fig. 7) takiego kotła wejście wentylatora powietrza wtórnego 18 połączone jest z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym 10 przed wentylatorem 12' stanowiącym źródło podciśnienia 12. Rozwiązanie z fig. 4 może być uzupełnione o drugi dodatkowy kanał powietrzny 19, który łączy przestrzeń podrusztową znajdującą się na zewnątrz stref podmuchowych 5 i stref ssących 8 z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym 10 (fig. 8).
Według wynalazku można budować nowe kotły ale również tanio i szybko modernizować kotły już istniejące. Przykładowo modernizacja popularnego kotła typu WR-10 o mocy grzewczej 11,6 MW polega na odcięciu od głównego kanału powietrznego ostatniej strefy podmuchowej 5 i połączenia jej kanałem 10 z wentylatorem WWOax-28, którego obroty regulowane są przetwornicą częstotliwości. W tej konfiguracji strefa ta staje się strefą ssącą 8, a połączony z nią wentylator stanowi opisane wyżej regulowane źródło podciśnienia 12, pozwalające na wytworzenie i utrzymywanie w strefie ssącej 8
PL 215 271 B1 ciśnienia mniejszego od ciśnienia panującego nad rusztem o wartość z zakresu od 5 Pa do 100 Pa. W razie potrzeby także przedostatnią strefę podmuchową 5 można zamienić w strefę ssącą 8.
Opisane wyżej różne warianty oddziaływania na podciśnienie w strefach ssących poprzez różne łączenie kanałów i wentylatorów można z powodzeniem zrealizować także podczas modernizacji już istniejących kotłów.
Aby uzyskać znaczące zmniejszanie emisji pyłów w procesie spalania paliw stałych 20 na ruchomym ruszcie 4 opisane wyżej zmniejszenie podciśnienia pod rusztem 4 powinno być dokonane na końcowym jego odcinku o długości wynoszącej od 10 do 40% całkowitej czynnej długości rusztu 4, przy czym wartość podciśnienia zależy od rodzaju spalanego w kotle paliwa stałego 20. Przykładowo przy spalaniu drewna wymagana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 5 do 20 Pa, natomiast znaczące zmniejszenie emisji pyłów w procesie spalania węgla wymaga różnicy ciśnień mieszczących się w zakresie od 20 do 100 Pa.
Pomiar poziomu zapylenia za urządzeniami odpylającymi kotła WR-10 zmodernizowanego 3 w sposób opisany wyżej, wykazał zawartość pyłów w zakresie od 50 do 80 mg/Nm3, podczas gdy 3 przed modernizacją było to 200 do 300 mg/Nm3. Zastosowanie do analogicznej modernizacji kotła WR-25 dwóch wentylatorów WWOax-31,5, których obroty regulowane były przetwornicami częstotliwości, symetrycznie dla lewego i prawego rusztu spowodowało, że przy mocy 17 MW nastąpił spadek 3 emisji pyłów jeszcze przed urządzeniami odpylającymi o około 70%, to jest z poziomu 470 mg/Nm3 do 3 poziomu 130 mg/Nm3. Skuteczność modernizacji według wynalazku potwierdziły także pomiary emisji pyłów dokonywane po wyłączeniu wspomnianych wentylatorów, która każdorazowo wzrastała do poziomu sprzed modernizacji. Pomiary strumienia powietrza odsysanego z ostatniej strefy wykazały że jego temperatura wynosiła od 120°C do 150°C, przy czym strumień ten zawierał do 17% do 19% tlenu oraz śladowe ilości pyłów i NOx i SO2. Strumień powietrza o takich parametrach nadaje się do wykorzystania w procesie spalania przy dużych i średnich obciążeniach, a przy mniejszych obciążeniach może być odprowadzany bezpośrednio do kanału spalinowego bez negatywnych konsekwencji (w postaci przekroczenia punktu rosy) dla urządzeń odprowadzających i odpylających.
Zastosowanie wynalazku w już istniejących kotłach dało nieoczekiwany efekt dodatkowy w postaci nawet dwukrotnego wydłużenia okresu pomiędzy kolejnymi czyszczeniami kotłów oraz obniżenie temperatury spalin o 20-40°C, wynikający z mniejszego osadzania pyłów na elementach odbierających ciepło oraz mniejszej prędkości spalin. Spowodowało to w konsekwencji zwiększenie sprawności kotła o 1-2%.
Wynalazek pozwala także na wzrokową ocenę prawidłowości procesu spalania, poprzez obserwację przestrzeni nad powierzchnią popiołu w tylnej części kotła oraz przestrzeni, w której popiół zsypuje się do urządzeń odprowadzających. W tradycyjnym kotle rusztowym w rejonach tych wyraźnie widoczne jest zapylenie utrudniające obserwację powierzchni popiołu na ruszcie, przy czym smugi pyłów przesuwają się z tylnej części kotła ku jego części środkowej. Wytworzenie opisanej wyżej różnicy ciśnień powoduje zanik zapylenia w tylnej przestrzeni kotła, a nieliczne pojawiające się smugi pyłu kierują się ku tylnej części kotła. Przy obciążeniach kotła poniżej 40% zaobserwować można na warstwie popiołu ciemną warstwę opadłych, grubszych pyłów. Obserwując zachowanie się pyłów w tylnej części kotła łatwo jest określić przy jakiej różnicy ciśnień następuje pożądany efekt filtracyjny. Pomiar tej różnicy może być dokonywany na przykład za pomocą przetwornika różnicy ciśnień, którego punkty pomiarowe umieszczone są w przestrzeni tylnej części kotła oraz przestrzeni ostatniej strefy, albo poprzez pomiar ciśnienia w komorze spalania i pomiar ciśnienia w ostatniej strefie. Poza wykorzystywaniem zmierzonej różnicy ciśnień do regulacji strumienia powietrza przepływającego przez warstwę popiołu i pokład rusztowy, monitorowanie tej wielkości daje także informację o zmianie charakterystyki paliwa, która objawia się zmianą parametrów popiołu.

Claims (19)

1. Kocioł rusztowy mający w strefie paleniskowej ruchomy ruszt mechaniczny i przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi, główny kanał powietrzny dostarczający przy pomocy wentylatora podmuchowego powietrze atmosferyczne do wnętrza tych stref oraz kanał spalinowy odprowadzający spaliny na zewnątrz, znamienny tym, że w przestrzeni podrusztowej znajdującej się pod końcowym odcinkiem rusztu (4), o długości wynoszącej od 10 do 40% całkowitej czynnej długości rusztu (4) znajduje się co najmniej jedna strefa ssąca (8) połączona z pierwszym końcem (9) pierwszego dodat6
PL 215 271 B1 kowego kanału powietrznego (10), którego drugi koniec (11) połączony jest ze źródłem podciśnienia (12) wytwarzającym w strefie ssącej (8) ciśnienie mniejsze od ciśnienia panującego nad rusztem (4) o wartość z zakresu od 5 Pa do 100 Pa.
2. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że strefy podmuchowe (5) i strefy ssące (8) znajdują się we wspólnej skrzyni podrusztowej.
3. Kocioł według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że źródło podciśnienia (12) stanowi wentylator (12', 14, 16).
4. Kocioł według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w ciągu kanału spalinowego (2), znajdują się połączone szeregowo co najmniej jedno urządzenie odpylające (13) oraz wentylator wyciągowy (14), przy czym źródło podciśnienia (12) stanowi wentylator wyciągowy (14), a drugi koniec (11) pierwszego dodatkowego kanału powietrznego (10) połączony jest z kanałem spalinowym (2) na odcinku przed urządzeniem odpylającym (13).
5. Kocioł według zastrz. 4, znamienny tym, że w pierwszym dodatkowym kanale powietrznym (10) znajduje się element regulacyjny, korzystnie przepustnica regulacyjna (15) albo wentylator dodatkowy (16).
6. Kocioł według zastrz. 3, znamienny tym, że wyjście (17) wentylatora (12') stanowiącego źródło podciśnienia (12) połączone jest z głównym kanałem powietrznym (10) dostarczającym powietrze atmosferyczne do wnętrza stref podmuchowych (5).
7. Kocioł według zastrz. 6, znamienny tym, że w ciągu kanału spalinowego (2), znajdują się połączone szeregowo co najmniej jedno urządzenie odpylające (13) oraz wentylator wyciągowy (14), przy czym wejście wentylatora (12') stanowiącego źródło podciśnienia (12) połączone jest dodatkowo z kanałem spalinowym (2) na odcinku przed urządzeniem odpylającym (13), zaś w kanale łączącym wejście tego wentylatora (12') z kanałem spalinowym (2) znajduje się element regulacyjny, korzystnie wentylator dodatkowy (16) albo przepustnica regulacyjna (15).
8. Kocioł według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera dodatkowo wentylator powietrza wtórnego (18), przy czym zarówno wejście wentylatora powietrza wtórnego (18) jaki i wyjście wentylatora (12') stanowiącego źródło podciśnienia (12) połączone są z głównym kanałem powietrznym (6) przed wentylatorem podmuchowym (7).
9. Kocioł według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera dodatkowo wentylator powietrza wtórnego (18), którego wejście połączone jest z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym (10) przed wentylatorem (12') stanowiącym źródło podciśnienia (12).
10. Kocioł według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera drugi dodatkowy kanał powietrzny (19) łączący przestrzeń podrusztową, znajdującą się na zewnątrz stref podmuchowych (5) i stref ssących (8), z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym (10).
11. Sposób modernizacji kotła rusztowego zawierającego w strefie paleniskowej ruchomy ruszt mechaniczny, przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi oraz główny kanał powietrzny dostarczający przy pomocy wentylatora podmuchowego powietrze atmosferyczne do wnętrza tych stref, znamienny tym, że ostatnią strefę podmuchową (8) odcina się od głównego kanału powietrznego (6) i za pomocą dodatkowego kanału powietrznego (10) łączy się tę strefę (8) z regulowanym źródłem podciśnienia (12) wytwarzającym w tej strefie (8) ciśnienie mniejsze od ciśnienia panującego nad rusztem (4) o wartość z zakresu od 5 Pa do 100 Pa.
12. Sposób modernizacji według zastrz. 11, znamienny tym, że także przedostatnią strefę podmuchową odcina się od głównego kanału powietrznego (6) i łączy się tę strefę z regulowanym źródłem podciśnienia (12).
13. Sposób modernizacji według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że jako źródło podciśnienia (12) stosuje się wentylator (12', 14, 16).
14. Sposób modernizacji według zastrz. 13, znamienny tym, że wyjście wentylatora (12') stanowiącego źródło podciśnienia (12) łączy się z głównym kanałem powietrznym (6) dostarczającym powietrze atmosferyczne do wnętrza stref podmuchowych (5).
15. Sposób modernizacji według zastrz. 14, znamienny tym, że przestrzeń podrusztową, znajdującą się na zewnątrz stref podmuchowych (5) łączy się z pierwszym dodatkowym kanałem powietrznym (6) za pomocą drugiego dodatkowego kanału powietrznego (19).
16. Sposób zmniejszania emisji pyłów w procesie spalania paliw stałych w kotle rusztowym zawierającym w strefie paleniskowej ruchomy ruszt mechaniczny, przestrzeń podrusztową ze strefami podmuchowymi oraz główny kanał powietrzny dostarczający przy pomocy wentylatora podmuchowego powietrze atmosferyczne do wnętrza tych stref, znamienny tym, że w przestrzeni podrusztowej znajdującej się pod końcowym odcinkiem rusztu (4) o długości wynoszącej od 10 do 40% całkowitej czynPL 215 271 B1 nej długości rusztu (4) obniża się ciśnienie względem ciśnienia panującego nad rusztem (4), przy czym utrzymywana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 5 Pa do 100 Pa.
17. Sposób zmniejszania emisji pyłów według zastrz. 16, znamienny tym, że utrzymywana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 5 do 20 Pa.
18. Sposób zmniejszania emisji pyłów według zastrz. 16, znamienny tym, że utrzymywana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 20 do 100 Pa.
19. Sposób zmniejszania emisji pyłów według zastrz. 16 albo 17 albo 18, znamienny tym, że różnicę ciśnień uzyskuje się za pomocą wentylatora (12', 14, 16) połączonego ze strefą obniżonego ciśnienia dodatkowym kanałem powietrznym (10).
PL387645A 2009-03-30 2009-03-30 Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym PL215271B1 (pl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL387645A PL215271B1 (pl) 2009-03-30 2009-03-30 Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym
EP10716643.1A EP2414733B1 (en) 2009-03-30 2010-03-29 Stoker-fired boiler, method of modernisation of such a boiler and a method for reducing of particulate matter emission from such a boiler.
PL10716643T PL2414733T3 (pl) 2009-03-30 2010-03-29 Kocioł rusztowy, sposób modernizacji kotła rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pyłów w procesie spalania paliw stałych w kotle rusztowym
PCT/PL2010/050013 WO2010114401A2 (en) 2009-03-30 2010-03-29 Stoke-fired boiler, method of modernisation of such a boiler and a method for reducing of particulate matter emission from such a boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL387645A PL215271B1 (pl) 2009-03-30 2009-03-30 Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL387645A1 PL387645A1 (pl) 2010-10-11
PL215271B1 true PL215271B1 (pl) 2013-11-29

Family

ID=42828892

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL387645A PL215271B1 (pl) 2009-03-30 2009-03-30 Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym
PL10716643T PL2414733T3 (pl) 2009-03-30 2010-03-29 Kocioł rusztowy, sposób modernizacji kotła rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pyłów w procesie spalania paliw stałych w kotle rusztowym

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL10716643T PL2414733T3 (pl) 2009-03-30 2010-03-29 Kocioł rusztowy, sposób modernizacji kotła rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pyłów w procesie spalania paliw stałych w kotle rusztowym

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2414733B1 (pl)
PL (2) PL215271B1 (pl)
WO (1) WO2010114401A2 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL422505A1 (pl) * 2017-08-09 2019-02-11 Kolejowe Zakłady Nawierzchniowe Bieżanów Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Przedpalenisko, zwłaszcza do spalania biomasy

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104728830A (zh) * 2015-04-01 2015-06-24 上海卫源节能环保科技有限公司 链条锅炉复式再循环低氮燃烧方法
CN104896482A (zh) * 2015-06-24 2015-09-09 天津机电进出口有限公司 一种棕榈废料锅炉烟气循环燃烧系统
CN105042572A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 衡阳市大成锅炉有限公司 一种能够有效降低氮氧化物排放的锅炉
CN105114941B (zh) * 2015-09-16 2017-03-08 潍坊金丝达新能源科技有限公司 生物质高温气化燃烧炉
CN109268814A (zh) * 2018-09-29 2019-01-25 鞍山美城城市环境服务有限公司 一种燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB973244A (en) 1960-02-05 1964-10-21 Ivor John Conibear Improvements in furnaces fitted with chain grate stokers
US4263857A (en) 1979-01-05 1981-04-28 Dravo Corporation Traveling grate stoker for the combustion of difficultly ignited fuels

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL422505A1 (pl) * 2017-08-09 2019-02-11 Kolejowe Zakłady Nawierzchniowe Bieżanów Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Przedpalenisko, zwłaszcza do spalania biomasy

Also Published As

Publication number Publication date
PL2414733T3 (pl) 2014-07-31
PL387645A1 (pl) 2010-10-11
EP2414733A2 (en) 2012-02-08
EP2414733B1 (en) 2013-09-25
WO2010114401A3 (en) 2011-08-11
WO2010114401A2 (en) 2010-10-07
WO2010114401A4 (en) 2011-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL215271B1 (pl) Kociol rusztowy, sposób modernizacji kotla rusztowego oraz sposób zmniejszania emisji pylów w procesie spalania paliw stalych w kotle rusztowym
JP4701138B2 (ja) ストーカ式焼却炉及びその燃焼制御方法
MX2010012333A (es) Caldera alimentada por mezcla de biomasa y carbon pulverizado y metodo de operación de la caldera.
JP7233614B2 (ja) バイオマス暖房システムならびにその構成要素
CN102192590A (zh) 生物质旋风热风炉
JP4830140B2 (ja) 燃焼制御方法及び焼却装置
CN104633666B (zh) 一种烟气再循环垃圾焚烧锅炉
JP6560007B2 (ja) 排ガス処理装置
JPH06114226A (ja) 高温ガス用脱塵装置
CN107355809A (zh) 减少W型火焰锅炉NOx排放的方法
JP6887917B2 (ja) 焼却プラント
CN105841488A (zh) 流化床锅炉负荷调节及低氮燃烧方法与装置
JP2020067205A (ja) ボイラ及び灰処理装置並びにボイラの運転方法及び灰処理装置の運転方法
Grunert et al. The horizontal cyclone burner
JP7495876B2 (ja) ボイラ及びボイラの腐食抑制方法
JP6338430B2 (ja) 旋回流型流動床炉
WO2020189394A1 (ja) 焼却炉
JP5498434B2 (ja) バイオマス燃焼ボイラ
CN107355807A (zh) W型火焰锅炉配风方式优化方法
JP5472847B2 (ja) 廃棄物溶融炉設備の蒸気量制御装置
JP2020190374A (ja) 焼却炉および焼却炉の制御方法
US3437324A (en) Direct fired waste wood drying apparatus and method
RU2255962C1 (ru) Способ приготовления водоугольного топлива для сжигания в газомазутном котле
JP7093709B2 (ja) 焼却炉
JP2009063288A (ja) 加圧流動層ボイラの脱塵方法