PL219044B1

PL219044B1 - Solid fuel feed mechanism for the retort burner with de-smoking system

Info

Publication number: PL219044B1
Application number: PL390927A
Authority: PL
Inventors: Leopold Zawada; Waldemar Markiewicz
Original assignee: Ct Vis Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością; Przedsiębiorstwo Wdrożeń Techniki Kotłowej Termo Tech Spółka Z Ogran
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PL390927A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest podajnik paliwa stałego z systemem oddymiającym, podający to paliwo do palników retortowych.The subject of the invention is a solid fuel feeder with a smoke exhaust system, feeding this fuel to retort burners.

Znany jest z polskiego opisu ochronnego wzoru użytkowego nr 64094 szczelinowy palnik retortowy z sekcyjnym podajnikiem ślimakowym składający się z głowicy palnika, wyposażonej w szereg równoległych pionowych szczelin powietrznych, rozmieszczonych na jej ścianach oraz podajnika ślimakowego, umieszczonego w rurze osłonowej o czworokątnym przekroju poprzecznym, przy czym podajnik ten na długości przestrzeni roboczej pod głowicą palnika retortowego posiada naprzemiennie umieszczone fragmenty wstęgi ślimakowej o przeciwnym kierunku zwojów.A slotted retort burner with a sectional screw feeder is known from the Polish description of the utility model No. 64094, consisting of a burner head equipped with a series of parallel vertical air slots arranged on its walls and a screw feeder placed in a casing pipe with a quadrilateral cross-section, where this feeder, along the length of the working space under the head of the retort burner, has alternately placed pieces of the worm ribbon with the opposite direction of the turns.

Wadą tego palnika jest możliwość zapychania się drobnych frakcji węgla zwłaszcza wilgotnego w narożach czworokątnej rury osłonowej podajnika ślimakowego, utrudniając tym samym transport tych frakcji i wyciskanie go w sposób równomierny do palnika.The disadvantage of this burner is the possibility of clogging of fine fractions of coal, especially moist coal in the corners of the rectangular casing pipe of the screw conveyor, thus making it difficult to transport these fractions and squeeze it evenly into the burner.

Znany jest również z opisu polskiego zgłoszenia patentowego wynalazku nr 383934 palnik retortowy zasilany paliwem stałym, zawierający nieckę palnika, układ napowietrzający oraz umieszczony w obudowie przenośnik śrubowy o przeciwnym kierunku zwojów na części długości przestrzeni roboczej pod tą niecką, których styk stanowi ostrogę. Na przenośniku śrubowym tego palnika w niewielkiej odległości od wierzchołka ostrogi tworzącej się w przestrzeni zbiegu przeciwległych wstęg śrubowych od strony ich płaszczyzny natarcia umieszczona jest poprzeczna płetwa, zaś dysze powietrza pierwotnego na obwodzie części pionowej niecki palnika są rozmieszczone asymetrycznie. Z kolei na wysokości krawędzi wywinięcia niecki palnika usytuowane są obwodowo dysze powietrza wtórnego skierowane pod kątem dodatnim w stosunku do poziomu niecki palnika, natomiast między tą niecką a otworem wysypowym w obudowie przenośnika śrubowego paliwa umieszczona jest warga uszczelniająco-regulacyjna.A solid fuel-fed retort burner is also known from the description of the Polish patent application No. 383934, containing a burner basin, an aeration system and a screw conveyor placed in the housing with the opposite direction of coils along the part of the length of the working space under the basin, the contact of which is a spur. A transverse fin is placed on the screw conveyor of this burner, at a short distance from the spur tip formed in the space of the convergence of opposite helical ribbons from the side of their rake plane, and the primary air nozzles on the perimeter of the vertical part of the burner bowl are arranged asymmetrically. On the other hand, at the height of the edge of the burner basin curl, secondary air nozzles are peripherally located at a positive angle in relation to the burner basin level, while between this basin and the discharge opening in the fuel screw conveyor housing there is a sealing and adjustment lip.

Niedogodnością tego rozwiązania jest zwłaszcza zastosowanie wargi uszczelniającej wykonanej z materiału żaroodpornego, wymagającej częstej serwisowej jej wymiany z uwagi na częste jej przepalanie się w trakcie eksploatacji. Powoduje to możliwość wystąpienia nieszczelności i wydzielanie się niebezpiecznego tlenku węgla w wyniku niestabilnego spalania paliwa. Dalszą wadą tego rozwiązania jest to, że obudowa i połączona z nią wspomniana warga uszczelniająca wykonane są z różnych materiałów, co powoduje nierównomierne rozgrzewanie się obu tych elementów a tym samym „paczenie” się ich względem siebie, powodując przytoczone wyżej nieszczelności.The disadvantage of this solution is, in particular, the use of a sealing lip made of heat-resistant material, which requires frequent service replacement due to its frequent burnout during operation. This causes the possibility of leaks and the release of dangerous carbon monoxide as a result of unstable fuel combustion. A further disadvantage of this solution is that the housing and the said sealing lip connected thereto are made of different materials, which causes both these elements to heat up unevenly and thus to "warp" in relation to each other, causing the above-mentioned leaks.

W znanych z polskich opisów patentowych nr 367811 i 364532 palnikach retortowych węgiel o ziarnistości 8 do 25 mm podawany jest z zasobnika do palnika retortowego za pomocą podajnika ślimakowego, pracującego w okrągłej rurze osłonowej, a złoże żaru w tym palniku jest zasilane powietrzem rozdmuchowym za pomocą obwodowej lub sektorowej dyszy powietrznej.In the known from Polish patents No. 367811 and 364532 retort burners, the coal of grain size 8 to 25 mm is fed from the reservoir to the retort burner by means of a screw feeder operating in a round casing pipe, and the bed of heat in this burner is supplied with blowing air by means of a peripheral or sector air nozzle.

Wadą tych palników jest niski stopień napowietrzenia środka złoża, gdyż spada on gwałtownie wraz ze spadkiem wielkości ziaren - frakcji węgla. Poza tym nadmierny nadmuch powoduje wyrywanie cząstek paliwa ze złoża w strefie przyszybowej oraz wpływa niekorzystnie na proces spalania. Dlatego palniki te nie nadają się do spalania miałów węglowych - zwłaszcza o niskiej oraz wysokiej wilgotności. Poza tym podajniki ślimakowe tych palników przy zasilaniu ich drobnymi i wilgotnymi frakcjami węgla ulegają zapychaniu, w wyniku czego spada ich wydajność oraz rosną siły reakcji i zapotrzebowanie na moc napędową tych podajników.The disadvantage of these burners is the low degree of air entrainment in the center of the bed, as it drops sharply with the decrease in grain size - the coal fraction. In addition, excessive blowing causes the tearing of fuel particles from the bed in the glazing zone and adversely affects the combustion process. Therefore, these burners are not suitable for the combustion of fine coal - especially with low and high humidity. In addition, the screw feeders of these burners, when they are fed with fine and wet coal fractions, become clogged, as a result of which their efficiency decreases and the reaction forces and the demand for driving power of these feeders increase.

Z kolei znany z polskiego opisu ochronnego wzoru użytkowego PL 65939 podajnik ślimakowy zwłaszcza kotła centralnego ogrzewania zawiera zamknięty kanał transportowy z umieszczonym wewnątrz ślimakiem, posiadający wlot pod lejkiem kosza zasypowego paliwa oraz wylot pod paleniskiem tego kotła. Kanał transportowy tego podajnika ma przekrój poprzeczny w kształcie zamkniętej płasko od góry litery „U”, zaś umieszczony w jego wnętrzu ślimak jest na swym końcu zaopatrzony w skrzydło wygarniające, przy czym wylot kanału transportowego ma kształt walca i jest skierowany ku górze, tworząc z tym kanałem kąt prosty, a na górnym końcu tego kanału transportowego umieszczony jest ożebrowany pierścień. Skrzydło wygarniające tego ślimaka ma kształt fragmentu zwoju o kierunku przeciwnym do zwojów ślimaka, przy czym fragment ten stanowi nie więcej niż 90% zwoju.On the other hand, the screw feeder known from the Polish description of the protective utility model PL 65939, especially for a central heating boiler, includes a closed transport channel with a screw inside, having an inlet under the funnel of the fuel charging hopper and an outlet under the furnace of this boiler. The transport channel of this feeder has a cross-section in the shape of a letter "U" closed flat at the top, and the screw placed inside it is provided at its end with a scraping wing, the outlet of the transport channel having the shape of a cylinder and directed upwards, thus creating the channel is at right angle and a ribbed ring is placed at the upper end of this transport channel. The unloading wing of this screw has the shape of a part of a coil in the opposite direction to the windings of the screw, with this part constituting no more than 90% of the turn.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji podajnika paliwa stałego do palnika retortowego z systemem oddymiającym eliminującej wady i niedogodności znanych przytoczonych wyżej rozwiązań technicznych.The aim of the invention is to develop a structure of a solid fuel feeder for a retort burner with a smoke extraction system that eliminates the disadvantages and disadvantages of the known technical solutions mentioned above.

Celem niniejszego wynalazku jest zatem wyeliminowanie możliwości gromadzenia się paliwa zwłaszcza w postaci miału wilgotnego na ścianach wewnętrznych obudowy rurowej przenośnika ślimakowego, a tym samym poprawa transportu tego paliwa do komory jego spalania, jak równieżThe object of the present invention is therefore to eliminate the possibility of fuel accumulation, especially in the form of wet fines, on the inner walls of the tubular casing of the screw conveyor, and thus to improve the transport of this fuel to its combustion chamber, as well as

PL 219 044 B1 opracowanie konstrukcji eliminującej podczas napowietrzania obszaru spalania paliwa możliwość cofania się trujących spalin do zasobnika paliwa i otoczenia pieca nagrzewczego. Dalszym celem wynalazku jest odciążenie napędu przenośnika ślimakowego od obciążeń związanych ze zwiększoną granulacją paliwa i ciężarem tego przenośnika, poprawa dostarczania paliwa do komory przenośnika, oraz znaczna poprawa wypiętrzania się przenoszonego paliwa do obszaru komory palnikowej, a przez to pełne spalanie się transportowanego paliwa, a także poprawa uszczelnienia palnika retortowego z obudową przenośnika paliwa.Development of a structure that eliminates the possibility of poisonous flue gases backflow into the fuel container and the surroundings of the preheating furnace during aeration of the fuel combustion area. A further object of the invention is to relieve the screw conveyor drive from the loads associated with the increased fuel granulation and weight of this conveyor, improve the fuel supply to the conveyor chamber, and significantly improve the uplift of the transferred fuel to the burner chamber area, and thus complete combustion of the transported fuel, as well as improving the sealing of the retort burner with the fuel conveyor housing.

Zgodnie z wynalazkiem istota podajnika paliwa stałego do palnika retortowego z systemem oddymiającym posiadającego przenośnik ślimakowy, umieszczony w obudowie rurowej, mającej w przekroju poprzecznym pomiędzy otworem zasypowym paliwa i komorą transportu paliwa kształt półokręgu, którego górna część przechodzi w profil prostokątny z otworem przelotowym, przy czym przenośnik ten pod komorą transportu paliwa posiada przeciwzwój, a komora tej obudowy pod otworem zasypowym w przekroju poprzecznym ma kształt zbliżony do litery „V”, zaś głowica palnika retortowego na swych ścianach bocznych posiada otwory szczelinowe oraz otwory nawiewowe a ponadto jest ona dwukrotnie połączona obwodowo z obudową tego przenośnika polega na tym, że górna prostokątna część półokrągłej obudowy rurowej posiada zaokrąglone naroża, a pomiędzy komorą nawiewu powietrza i komorą transportu paliwa obudowa ta posiada otwór przelotowy, natomiast przeciwzwój przenośnika ślimakowego posiada skok stanowiącym połowę całego skoku zwoju ślimaka transportującego paliwo od otworu zasypowego, przy czym koniec przenośnika ślimakowego od strony tego otworu zasypowego połączony jest rozłącznie ze sprzęgłem przeciążeniowym.According to the invention, the essence of a solid fuel feeder for a retort burner with a smoke extraction system having a worm conveyor, placed in a tubular casing having the cross-section between the fuel charging opening and the fuel transport chamber in the shape of a semicircle, the upper part of which transforms into a rectangular profile with a through-opening, whereby the conveyor under the fuel transport chamber has a counter-coil, and the chamber of this housing under the charging opening has a cross-sectional shape similar to the letter "V", and the head of the retort burner on its side walls has slotted openings and supply openings, and moreover, it is connected twice circumferentially with the housing of this conveyor consists in the fact that the upper rectangular part of the semicircular tubular housing has rounded corners, and between the air supply chamber and the fuel transport chamber, this housing has a through hole, while the counter-turn of the screw conveyor has a pitch that is half of the entire length the pitch of the thread of the screw transporting the fuel from the charging opening, the end of the screw conveyor being detachably connected to the overload clutch from the side of this charging opening.

Zastosowanie w rozwiązaniu według wynalazku rury osłonowej o półokrągłym przekroju poprzecznym przechodzącym w profil prostokątny z zaokrąglonymi narożami wyeliminowało całkowicie gromadzenie się miału węglowego, zwłaszcza wilgotnego na jej opływowych ścianach, usprawniając tym samym transport tego paliwa z komory zasypu do palnika retortowego, przy czym zastosowanie komory zasypu paliwa o profilu w kształcie litery „V” usprawniło podawanie paliwa do komory ślimaka, powodując grawitacyjne jego zsuwanie się do tej komory. Z kolei zastosowanie otworu przelotowego w rurze osłonowej usytuowanego pomiędzy komorą nawiewu powietrza i komorą transportu paliwa do palnika, wyeliminowało całkowicie podczas napowietrzania obszaru spalania paliwa cofanie się spalin trujących do komory zasypu paliwa i otoczenia pieca. Do dalszych zalet podajnika paliwa według wynalazku można zaliczyć to, że zastosowanie w podajniku ślimakowym przeciwzwoju stanowiącego tylko część całego skoku ślimaka tego podajnika, usytuowanego pod komora transportu paliwa do palnika spowodowało właściwe wypiętrzanie się paliwa do obszaru spalania w tym palniku, natomiast wyposażenie tego podajnika w sprzęgło przeciążeniowe umożliwiło znaczne odciążenie napędu od obciążeń związanych ze zwiększoną granulacją paliwa i ciężarem ślimaka. Z kolei dwukrotne obwodowe połączenie z obudową przenośnika ślimakowego z palnikiem retortowym powoduje samo uszczelnienie się tak połączonych ze sobą obu tych elementów, a dobór odpowiednich luzów pomiędzy nimi powoduje idealne ich samo poziomowanie się, zabezpieczając żądaną szczelność konieczną w obszarze nadmuchu powietrza, przy jednoczesnym uproszczeniu konstrukcji eliminującej dodatkowe elementy stasowane w znanych rozwiązaniach służące do poprawy uszczelniania tych elementów.The use of a casing pipe in the solution according to the invention with a semicircular cross-section passing into a rectangular profile with rounded corners completely eliminated the accumulation of coal dust, especially wet dust on its streamlined walls, thus improving the transport of this fuel from the charging chamber to the retort burner, while the use of the charging chamber V-shaped fuel streamlined the feeding of fuel to the screw chamber, causing it to slide down into this chamber by gravity. On the other hand, the use of a through-hole in the casing pipe located between the air supply chamber and the fuel transport chamber to the burner completely eliminated the backflow of poisonous exhaust gases into the fuel charging chamber and the furnace surroundings during aeration of the fuel combustion area. Further advantages of the fuel feeder according to the invention include the fact that the use of a counter-coil in the screw feeder, constituting only a part of the entire stroke of the feeder screw, located under the fuel transport chamber to the burner, resulted in a proper uplift of the fuel to the combustion area in this burner, while the feeder equipment in the burner the overload clutch made it possible to significantly relieve the drive from the loads associated with increased fuel granulation and the weight of the screw. In turn, the double circumferential connection with the housing of the screw conveyor with the retort burner causes the self-sealing of the two elements connected to each other, and the selection of appropriate clearances between them results in their perfect self-leveling, securing the required tightness necessary in the area of air blown, while simplifying the structure eliminating additional elements fitted in known solutions to improve the sealing of these elements.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podajnik paliwa stałego do palnika retortowego z systemem oddymiającym w przekroju osiowym, fig. 2 - ten sam podajnik w przekroju pionowym wzdłuż linii A-A, fig. 3 - ten sam podajnik w przekroju pionowym wzdłuż linii B-B, a fig. 4 - palnik retortowy tego podajnika w widoku z góry w kierunku strzałki „W” na fig. 1.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the solid fuel feeder to a retort burner with a smoke exhaust system in an axial section, Fig. 2 - the same feeder in a vertical section along the line AA, Fig. 3 - the same feeder in a vertical section along line BB, and Fig. 4 is a top view retort burner of this feeder in the direction of arrow "W" in Fig. 1.

Podajnik paliwa stałego do palników retortowych z systemem oddymiającym składa się z podajnika ślimakowego (1), ułożyskowanego obustronnie w obudowie (2), posiadającej w pobliżu jednego jej końca wykonany otwór zasypowy paliwa (3), a na drugim końcu komorę transportu paliwa (4) do połączonego obwodowo dwukrotnie z tą obudową palnika retortowego (5), połączonego z komorą (6) nawiewu powietrza doprowadzanego poprzez otwory przelotowe (7 i 8), wykonane w jego bocznych ścianach, umieszczoną na obudowie (2), która pod tym kanałem posiada otwór przelotowy (9), uniemożliwiający powrót gazów z obszaru spalania paliwa do otworu zasypowego (3). Podajnik ślimakowy (1) od strony otworu zasypowego (3), którego komora (10) w przekroju poprzecznym ma kształt zbliżony do litery „V” połączony jest ze sprzęgłem przeciążeniowym (11), przy czym podajnik ten pod komorą transportu paliwa (4) posiada przeciwzwój (12) o skoku stanowiącym około połowę całego skoku zwoju ślimaka transportującego paliwo od otworu zasypowego (3), powodujący należyte wypiętrzanie się tego paliwa do obszaru jego spalania w palniku retortowym (5). Z kolei obudowę (2) mieszczącąThe solid fuel feeder for retort burners with a smoke exhaust system consists of a screw feeder (1), mounted on both sides in the housing (2), with a fuel charging hole (3) near one end, and a fuel transport chamber (4) at the other end. to the retort burner (5) connected peripherally twice with this housing, connected to the air supply chamber (6) supplied through through openings (7 and 8) made in its side walls, placed on the housing (2), which has an opening under this channel straight (9), preventing the return of gases from the fuel combustion area to the charging hole (3). The screw feeder (1) from the side of the charging opening (3), the chamber (10) of which has a cross-sectional shape similar to the letter "V" is connected with the overload clutch (11), and the feeder under the fuel transport chamber (4) has counter-coil (12) with a pitch equal to about half of the entire pitch of the screw transporting the fuel from the charging opening (3), causing the fuel to properly rise to the area of its combustion in the retort burner (5). In turn, the housing (2) accommodates

PL 219 044 B1 w sobie podajnik ślimakowy (1) stanowi rura mająca w przekroju poprzecznym kształt utworzony z półokręgu (13), którego górna część przechodzi w profil prostokątny z zaokrąglonymi jego narożami (14), natomiast głowica (15) palnika retortowego (5), mająca w przekroju poprzecznym kształt rury prostokątnej (16) z górnym obwodowym kołnierzem (17) wyposażona jest w równoległe i pionowo usytuowane obok siebie otwory szczelinowe (18), wykonane na trzech jej ścianach bocznych z wyłączeniem ściany (19) od strony nawiewu powietrza z kanałem nawiewu (6), oraz wykonane na całym obwodzie tej głowicy otwory nawiewowe (20), usytuowane nad otworami szczelinowymi (18).In itself, the screw feeder (1) is a pipe having a cross-sectional shape made of a semicircle (13), the upper part of which changes into a rectangular profile with rounded corners (14), while the head (15) of the retort burner (5) , having the cross-sectional shape of a rectangular tube (16) with an upper peripheral flange (17), is equipped with parallel and vertically positioned slotted openings (18) on three of its side walls, excluding the wall (19) on the side of the air inlet from supply duct (6), and the supply openings (20) located over the slotted openings (18) made around the entire circumference of this head.

Claims

Patent claim

Solid fuel feeder for a retort burner with a smoke exhaust system with a screw conveyor, placed in a tubular housing, with a cross-section between the fuel charging opening and the fuel transport chamber in the shape of a semicircle, the upper part of which changes into a rectangular profile with a through hole, the conveyor under the chamber The fuel transport has a counter-coil, and the chamber of this housing under the charging opening has a cross-sectional shape similar to the letter "V", and the head of the retort burner on its side walls has slotted openings and supply openings, and moreover, it is connected twice peripherally with the housing of this conveyor, characterized in that the upper rectangular part of the semicircular tubular casing (2) has rounded corners (14), and between the air supply chamber (6) and the fuel transport chamber (4) the casing has a through-opening (9), and the counter-turn (12) of the conveyor worm screw (1) has a stroke equal to half of the entire p the end of the screw transporting the fuel from the charging opening (3), the end of the screw conveyor (1) being detachably connected to the overload clutch (11) from the side of this charging opening.