PL238007B1 - Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych - Google Patents
Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych Download PDFInfo
- Publication number
- PL238007B1 PL238007B1 PL427033A PL42703318A PL238007B1 PL 238007 B1 PL238007 B1 PL 238007B1 PL 427033 A PL427033 A PL 427033A PL 42703318 A PL42703318 A PL 42703318A PL 238007 B1 PL238007 B1 PL 238007B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- boiler
- fuel
- grate
- combustion
- chamber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 99
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 93
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 22
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 3
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 9
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 5
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Zgłoszenie dotyczy sposobu spalania paliw stałych w kotle, do którego dostarcza się paliwo (2) w sposób zapewniający równomierne przemieszczanie się paliwa (2) po całej szerokości rusztu (4). Dawkuje się je dostosowując do tempa spalania tak, aby utrzymać żar na całej powierzchni rusztu (4), gdzie zgazowuje się je i zamienia się je w popiół przed opuszczeniem strefy spalania. Równocześnie doprowadza się powietrze do komory (3) spalania w kotle (1) strumieniem powietrza pierwotnego (5) skierowanym do paliwa (2) w ilości takiej, aby w złożu paliwa (2) ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza” Ʌ wynosiła od około 0,7 do 1,1. Natomiast nawiew powietrza wtórnego (6), które wprowadza się kierując je nad spalające się na ruszcie (4) paliwo (2) utrzymuje się na poziomie takim, aby na wylocie spalin z kotła (1) ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza” Ʌ wynosiła od 1,1 do 1,6. Nawiew powietrza wtórnego (6) wprowadza się w stronę złoża paliwa (2) pod kątem ostrym, najkorzystniej od 40° do 60° w stosunku do płaszczyzny pionowej ściany bocznej komory (3) i powoduje się nim mieszanie się płomienia z tlenem pochodzącym ze strumienia powietrza pierwotnego (5), doprowadzając do burzliwego przepływu płomienia. Przedmiotem zgłoszenia jest także kocioł (1), który ma wydzieloną górną część komory (3) spalania, tj. górną komorę (8) spalania, która jest większa, najkorzystniej około dwukrotnie większa od dolnej komory (9). Dodatkowo, znajdujący się w dolnej komorze (9) ruszt (4), na który wprowadzane jest paliwo (2) stałe jest wydłużony i jego powierzchnia robocza jest zwiększona od 10% do 100% w stosunku do standardowej powierzchni.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania, paliw stałych, który pozwala na redukcję emisji tlenku węgla (CO), tlenków azotu (NOx), gazowych zanieczyszczeń organicznych (OGC) oraz emisji pyłów. Jest on przeznaczony do zastosowania w kotłach o mocy do 500 kW z automatycznym podawaniem paliwa do komory spalania. Przedmiotem wynalazku jest także kocioł do spalania paliw stałych, który umożliwia spalanie zgłaszanym sposobem.
Dotychczas znane są różne rozwiązania dotyczące poprawy efektywności spalania oraz redukcji emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Z opisu polskiego wynalazku o numerze prawa wyłącznego PL181545 (numer zgłoszenia P.322761), który został zgłoszony do ochrony w dniu 05.04.1996 r. - znane jest rozwiązanie pt. „Sposób i kocioł do spalania, ograniczający emisję tlenków azotu wspalinach z kotła, z wsadem na paliwo stałe, z ruchomym rusztem” („Boiler with specially aranged interior and method of operating it in a manner enabling to reduce emission of nitrogen oxides”). Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania i kocioł z wsadem układnym na paliwo stałe i ruchomym rusztem. Sposób ten obejmuje określenie wymaganej mocy wyjściowej kotła i ilości paliwa poprzez dostosowanie stosunku szybkości przepływu powietrza pierwotnego. Szybkość jego przepływu jest odpowiednia w zależności od mocy wyjściowej i mierzonego nadmiaru stechiometrycznego tlenu i dostosowana odpowiednio do wysokości paleniska, a także w sposób ciągły dostosowywana do prędkości rusztu. Opisany sposób obejmuje również określanie szybkości recyrkulacji spalin wychodzących z kotła i mieszanie odbieranych spalin z powietrzem pierwotnym tak, że otrzymana mieszanina przepływa z szybkością odpowiednią do szybkości recyrkulacji. Sposób ten stosuje się w celu redukcji tlenków azotu (NOx), zawartych w spalinach z kotła.
Natomiast z opisu polskiego wynalazku o numerze zgłoszenia P.380100 zgłoszonego dnia 03.07.2006 r. - znane jest rozwiązanie pt. „Sposób i kocioł do spalania, ograniczający emisję tlenków azotu w spalinach z kotła, z wsadem na paliwo słate, z palnikiem retortowym” („Method for the combustion and the boiler with reduced emission of nitrogen oxides equipped with solid fuel furnace and retort burner”). Wynalazek dotyczy zastosowania metody ograniczenia emisji tlenków azotu podczas spalania paliwa stałego w kotle z palnikiem retortowym poprzez obniżenie temperatury jądra płomienia. Dokonuje się tego za pomocą strumienia recyrkulowanych spalin, mieszaniny spalin i powietrza, pary wodnej lub mieszaniny pary wodnej i powietrza doprowadzonych do palnika retortowego lub do komory spalania bezpośrednio nad płomień, za pomocą wentylatora przez ruchomą rurę recyrkulacyjną lub dysze zamontowane w suficie kotła albo dysze wokół palnika retortowego lub ich kombinacje.
Z kolei z opisu polskiego wzoru użytkowego o numerze prawa wyłącznego Ru.066171 (numer zgłoszenia W.119677) z dnia 26.05.2003 r. - znane Jest rozwiązanie pt. „Palnik kotła centralnego ogrzewania na paliwo stałe, zwłaszcza miał węglowy” („Solid fuel fired central heating boiler burner, preferably for fine cool”). Przedmiotem wzoru użytkowego jest palnik kotła centralnego ogrzewania na paliwo stałe, zwłaszcza miał węglowy, mający, zastosowanie do zasilania energią cieplną małych i średnich obiektów budowlanych. Palnik charakteryzuje się tym, że w strefie kanału zasypowego, o wysokości w przybliżeniu równej wysokości popychacza, mającego dolną krawędź na wysokości rusztu, pochylonego o kąt kilkunastu stopni w kierunku komory popielnicowej, usytuowane są w płaszczyźnie rusztu prowadnice, na których osadzony jest suwliwie popychacz paliwa, zgromadzonego w zbiorniku, usytuowanym nad popychaczem, nad którym usytuowana jest warstwownica, zaś przednia ściana popychacza usytuowana jest - nad rusztem przed strefą spalania w skrajnym wewnętrznym położeniu, a w strefie krawędzi warstwownicy w skrajnym wewnętrznym położeniu, zaś na wysokości wewnętrznej ściany kanału zasypowego na początku cyklu, poza tym popychacz ma gniazdo zabieraka, połączonego przez przekładnię z silnikiem, połączonym elektrycznie ze sterownikiem, ponadto pod rusztem znajduje się komora napowietrzania, zaś komora popielnikowa usytuowana jest między krańcem rusztu stałego i wewnętrzną ścianą komory spalania, zaś górna powierzchnia komory spalania z krawędzią nad kanałem zasypowym tworzy z płaszczyzną pionową przechodzącą przez tę krawędź kąt ostry. Zgłoszenie powstało z P.360342.
Natomiast z opisu polskiego wynalazku o numerze zgłoszenia P.413749 zgłoszonego dnia 31.08.2015 r. - znane jest rozwiązanie pt. „Sposób redukcji emisji pyłów oraz tlenków węgla w palenisku na paliwa stałe o dowolnej mocy oraz kocioł dostosowany do redukcji emisji pyłów oraz tlenków węgla w palenisku na paliwa stałe o dowolnej mocy” („Method for reduction of dusts and carbon oxides emission in the solid fuel fired furnace of any power, and the boiler adapted to the reduction of dusts and carbon oxides emission in the solid fuel fired furnace of any power”). Rozwiązanie stanowią
PL 238 007 Β1 sposób redukcji emisji pyłów oraz tlenków węgla w palenisku na paliwa stałe o dowolnej mocy, a także kocioł do redukcji emisji pyłów oraz tlenków węgla w palenisku na paliwa stałe o dowolnej mocy, Głównym elementem kotła jest komora spalania, która jest podzielona na dwie części, tj. część dolną komory spalania oraz część górną komory spalania. Dolna komora spalania wyposażona jest zazwyczaj w szczelinowy ruszt, który osadzony jest korzystnie skośnie lub równolegle w stosunku do poziomu podłoża, na którym stoi kocioł, Do komory spalania wprowadzane jest tzw. powietrze pierwotne. Powietrze to dostarczane jest z dołu, spod rusztu szczelinowego, za pomocą dmuchawy. Nad rusztem, w górnej strefie części dolnej komory spalania umieszczony jest napowietrzacz wtórny, którym wprowadzane jest powietrze wtórne. Najkorzystniejszy przebieg procesu spalania osiąga się pod warunkiem dostarczania od 10%, do 50% powietrza wtórnego, w stosunku do całej jego ilości dostarczanej do paleniska.
Z opisu polskiego wynalazku o numerze, zgłoszenia P.420390, który został zgłoszony do ochrony w dniu 31.01.2017 r. - znane jest rozwiązanie pt.: „Sposób odzysku energii cieplnej w suszarni ogrzewanej piecem na paliwo stałe, szczególnie biomasę i urządzenie do tego sposobu” („Method for recovery of heat energy in a dryer heated by the solid fuel oven, particularly biomass and the device for this methocF). Przedmiotem wynalazku jest sposób odzysku energii cieplnej w suszarni ogrzewanej piecem na paliwo stałe, szczególnie biomasę i urządzenie do tego sposobu składające się z podajnika paliwa oraz pieca na paliwo stałe z rusztem kaskadowym, którego spaliny są kierowane do wymiennika ciepła, gdzie ostudzone w wymienniku spaliny za pomocą wentylatora wyciągowego kierowane są poprzez urządzenie odpylające do komina, a powietrze atmosferyczne jest nagrzewane w wymienniku, a następnie jest kierowane do komory suszarni, charakteryzuje się tym, że po nagrzaniu suszonego materiału i odebraniu z niego wody w postaci pary wodnej zużyte powietrze jest pobierane z suszami i kierowane do komory spalania urządzenia grzewczego suszarni jako powietrze biorące udział w spalaniu paliwa.
Natomiast z opisu chińskiego wynalazku o numerze zgłoszenia CN108375061 z datą pierwszeństwa z dnia 03.03.2018 r. - znane jest rozwiązanie pt. „Rodzaj układu spalania kotła” Wynalazek dotyczy dziedziny kotłów przemysłowych, a zwłaszcza ujawnia układ spalania kolta, zawierający korpus kotła, i rurę transportową oraz separator cyklonowy połączony z korpusem kotła, w którym koniec rury przenośnikowej, jest wyposażony w puszkę montażową, a przedni koniec pudełka montażowego jest zaopatrzony w element grzejny połączony z rurą transportującą do ogrzewania materiału węglowego w rurze transportowej, a skrzynka instalacyjna jest umieszczona na tylnym końcu, z urządzeniem rozdzielającym połączonym z członem grzejnym do oddzielania różnych rozmiarów materiałów węglowych, przy czym urządzenie oddzielające zawiera zespół separacji zainstalowany w skrzyni instalacyjnej, w którym materiał węglowy jest obracany w celu rozdzielenia go na dwie wielkości materiałów, które trafiają odpowiednio do pierwszej rury transportującej oraz drugiej rury transportowej umieszczonej w dolnej części skrzynki instalacyjnej, przeznaczonych do osobnego transportu dwóch rozmiarów materiałów węglowych do korpusu kotła. Korpus kotła jest zaopatrzony w warstwę spalania i warstwę podtrzymującą spalanie, odpowiednio do odbierania materiałów węglowych w pierwszej rurze transportowej i w drugiej rurze transportowej, a jej propozycja techniczna ma zalety oddzielania różnych rozmiarów materiałów węglowych i oddzielnego ich aplikowania.
Znanych jest zatem wiele rozwiązań mających na celu poprawę efektywności spalania oraz redukcję emisji zanieczyszczeń do atmosfery.
Wprowadzanie coraz bardziej restrykcyjnych przepisów, stawiających coraz wyższe wymagania proekologiczne konstrukcjom urządzeń ciepłowniczych powoduje, iż bardzo istotna staje się kwestia właściwego rozwiązania problemu emisji spalin będących efektem pracy kotła na paliwo stałe.
Najczęściej spotykane sposoby spalania paliwa stałego składają się, z trzech etapów i stref spalania: odparowania wilgoci, odgazowania paliwa (pirolizy) oraz zgazowania paliwa. Proces ten realizowany jest w kotłach ze ślimakowym podajnikiem i paleniskiem retortowym lub kotłach z podajnikiem podsuwowym, w którym paliwo stałe podawane jest z boku paleniska i przesuwane w stronę popielnika, albo w kotłach z podajnikiem podsuwowym z dwoma tłokami.
Zawsze, aby umożliwić proces spalania konieczne jest dostarczenie powietrza.
Analizy przebiegu procesu spalania ułatwiają współczynniki wykorzystywane do analizy jego efektywności, a także do analizy gazów powstających w procesie spalania, czyli spalin. Uzyskane wyniki służą do regulacji parametrów kotłów grzewczych, a także do oceny ich sprawności. Najnowsze technologie umożliwiają uzyskanie bardzo dokładnych danych. Umożliwiają one także taką regulację
PL 238 007 Β1 procesu spalania, aby przebiegał on w sposób najbardziej ekonomiczny (przy zmniejszonym zużyciu paliwa) oraz w sposób ograniczający emisję szkodliwych związków do środowiska.
Jednym z uwzględnianych w tych analizach współczynników jest tzw. „współczynnik nadmiaru powietrza, który opisuje stosunek rzeczywistej ilości powietrza (masy), w której spalane jest paliwo, do ilości potrzebnej do całkowitego spalenia paliwa (ilości stechiometrycznej). W celu uzyskania całkowitego spalenia konieczne jest zwykle doprowadzenie większej ilości powietrza, niż wynika to z równań stechiometrycznych. Nie zawsze tak jednak jest. Na przykład piroliza drewna (gr. pyro, ogień, i lysis, rozpad), czyli sucha destylacja, destylacja rozkładowa - jest procesem degradacji zachodzącym pod wpływem wysokiej temperatury i prowadzonym bez tlenu,
Natomiast zgazowanie jest procesem technologicznym, polegającym na doprowadzeniu do przekształcenia paliwa stałego lub płynnego o dużej zawartości węgla w paliwo gazowe w wyniku rozkładu termicznego prowadzonego przy kontrolowanej ilości powietrza lub pary wodnej. W trakcie procesu paliwo ulega częściowemu spaleniu. Produktem zgazowania jest gaz o właściwościach paliwowych, a także popioły i żużle, które ze względu na ich właściwości można powtórnie wykorzystać.
Jeśli powietrza wykorzystywanego do spalania jest więcej od ilości stechiometrycznej, to współczynnik „współczynnik nadmiaru powietrza” λ jest większy od 1 (mieszanka bogata w tlen), jeśli mniej λ < 1 (mieszanka uboga w tlen). Zależność tę można opisać następująco: Lrzeczywista ί Lteoretyczna (stechlometryana) — WSkaZUjąC OdpOWiedniO llOŚć powietrza:
_ Lrzeczywista_________
Lteoreiyczn a (stedi ionietryczna)
Przy prawidłowo wyregulowanym procesie spalania paliw stałych współczynnik nadmiaru powietrza λ wynosi pomiędzy 1,2 a 1,6. Pod warunkiem dostępu do paliwa tlenu - temperatura konieczna do odparowania wilgoci i odgazowania paliwa jest dostarczana z płomienia, będącego wynikiem spalania oraz z procesu zgazowania paliwa. Jest to układ samowystarczalny.
Celem wynalazku jest doprowadzenie paliwa stałego do temperatury, w której zaczyna się ono odgazowywać w obecności jak najmniejszej ilości tlenu, a w rezultacie poprowadzenie procesu spalania w warunkach umożliwiających - zarówno z przyczyn fizycznych, jak i chemicznych - wytrącenie się ze spalin, pyłów, a także redukcję ilości innych zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery w trakcie prowadzenia procesu spalania znanymi dotychczas metodami.
Opracowany sposób spalania paliw stałych w kotle, do którego kieruje się paliwo podawane podajnikiem, przesuwając je w stronę rusztu, skąd trafia ono na ostatnim etapie cyklu technologicznego do popielnika, do którego to kotła wprowadza się oddzielnie strumień powietrza pierwotnego oraz nawiew powietrza wtórnego - ma cechy stanowiące o jego istocie.
Charakteryzuje on się tym, że paliwo, dostarcza się, tak, aby zapewnić równomierne przemieszczanie się paliwa w całej szerokości rusztu. Przy czym dostarcza się je na ruszt kotła, dawkując i dostosowując do tempa spalania tak, aby utrzymać żar na całej powierzchni rusztu, gdzie zgazowuje się je i zamienia się je w popiół przed opuszczeniem strefy spalania. Równocześnie do komory spalania w, kotle doprowadza się powietrze. Strumień powietrza pierwotnego naprowadza się w kierunku paliwa i dostarcza się je w ilości takiej, aby w złożu paliwa ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza λ wynosiła od około 0,7 do 1,1. Natomiast nawiew powietrza wtórnego wprowadza się, kierując je nad spalające się na ruszcie paliwo i utrzymuje się na poziomie takim, aby, na wylocie spalin z kotła ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza λ wynosiła od 1,1 do 1,6. Przy czym nawiew powietrza wtórnego kieruje się w stronę złoża paliwa pod kątem ostrym, najkorzystniej od 40° do 60° w stosunku do płaszczyzny pionowej ściany bocznej komory. Nawiewem powietrza wtórnego powoduje się mieszanie się, płomienia z tlenem pochodzącym ze strumienia powietrza pierwotnego, doprowadzając do burzliwego przepływu płomienia.
Zwykle sterowanie procesem spalania o wydłużonym procesie odgazowania prowadzi się za pomocą elektronicznego sterownika.
Natomiast kocioł do spalania paliw stałych, według wynalazku, ma komorę spalania, podzieloną na dwie części, tj. dolną komorę i górną komorę, które oddzielone są od siebie elementami żaroodpornymi. Istotą opracowanego kotła jest to, że górna komora oraz dolna komora oddzielone są od siebie przypodajnikową płytą oraz płytą. Są one umocowane nad miejscem spalania paliwa. Przy czym, przypodajnikowa płyta znajduje się nad - poziomo albo pochyło - usytuowanym rusztem. Obie płyty, tj. przypodajnikowa płyta oraz płyta są usytuowane równolegle do podłoża lub równolegle do rusztu. Przelot, tj. otwór wylotowy pomiędzy płytami jest mniejszy niż przekrój poprzeczny górnej ko
PL 238 007 B1 mory. Odległość pomiędzy przypodajnikową płytą oraz płytą a rusztem, czyli wysokość ich położenia, zależy od kąta wprowadzania nawiewu powietrza wtórnego. Im kąt wprowadzania nawiewu powietrza wtórnego jest:
- bardziej równoległy do poziomej przypodajnikowej płyty i płyty, które oddzielają górną komorę od dolnej komory lub niekiedy równocześnie
- im bardziej kąt ten zbliża się do 90° w stosunku do pionowej ściany bocznej kotła, a niekiedy tym samym
- im bardziej kąt ten zbliża się do 180° w stosunku do podstawy kotła, a zwykle tym samym - im bardziej wprowadzany nawiew powietrza wtórnego jest poziomy i równoległy w stosunku do podłoża
- tym odległość pomiędzy przypodajnikową płytą i płytą a rusztem powinna być mniejsza.
Równocześnie, czym mniejsza jest moc kotła - tym przypodajnikowa płyta i płyta są zamocowane bliżej rusztu. Są one przymocowane do ścian komory spalania, zamykając górną komorę oraz dolną komorę w sposób trwały i zapewniający szczelność pomiędzy nimi oraz zapewniający tylko przepływ powietrza pomiędzy komorami otworem wylotowym spalin. Przy czym wydzielona górna część komory spalania, tj. górna komora spalania jest większa, najkorzystniej około dwukrotnie większa od dolnej komory. Znajdujący się w dolnej komorze ruszt, na który wprowadzane jest paliwo stałe jest. wydłużony. Jego powierzchnia robocza jest zwiększona od 10% do 100% od standardowej.
Korzystnie, kocioł do spalania paliw stałych wyposażony jest w usytuowane pod wylotem paliwa ze zbiornika automatyczne urządzenie, które stanowi w przypadku kotła o mocy do 50 kW ślimakowy podajnik lub podajnik dwuszufladowy. Natomiast w przypadku kotła o większej mocy jest to podajnik dwuszufladowy (14) z górną szufladą i dolną szufladą, które przesuwają się po płaszczyznach skośnych w stosunku do poziomu podłoża, przy czym górna szuflada oraz dolna szuflada przesuwane są elementami popychającymi, zsynchronizowanymi ze sobą i pracującymi naprzemiennie, w zbiorniku (15) znajduje się co najmniej jeden pręt, natomiast ruszt (4) w kotle (1) nachylony jest pod tym samym kątem, pod jakim nachylona jest górna szuflada lub dolna szuflada.
Korzystnie dodatkowo kocioł do spalania paliw stałych wyposażony jest w elektroniczny sterownik, monitorujący ilość tlenu mierzoną „współczynnikiem nadmiaru powietrza” λ i/lub temperaturę.
W kotle wbudowany może zostać zawirowacz, który usytuowany zostaje nad otworem wylotowym, znajdującym się pomiędzy przypodajnikową płytą i płytą.
Przedstawiony sposób spalania paliw stałych, realizowany w opracowanym kotle o odpowiedniej konstrukcji oraz o mocy do około 500 kW, pozwala na wykorzystanie zjawisk zarówno fizycznych, jak i chemicznych oraz umożliwia wytrącenie się pyłów ze spalin, a także redukcję ilości emitowanych do atmosfery spalin i zanieczyszczeń, takich jak tlenek węgla (CO), tlenki azotu (NOx), gazowe zanieczyszczenia organiczne (OGC) oraz pyły.
Opracowany sposób pozwala na znaczne wydłużenie strefy odgazowania paliwa w warunkach niedoboru, tlenu, a równocześnie umożliwia zachowanie odpowiednio wysokiej temperatury w trakcie trwającego spalania paliwa. Obecność i ilość tlenu na - poszczególnych etapach, procesu spalania ilustruje „współczynnik nadmiaru powietrza” „λ”. Aby móc zrealizować przedstawione wyżej założenia - „współczynnik nadmiaru powietrza” λ w strefie odgazowania paliwa został zredukowany do wartości pomiędzy 0,8 a 1,1, czyli został znacznie obniżony w stosunku do wartości uzyskiwanych w znanych, realizowanych do tej pory procesach spalania paliw stałych.
Dzięki wydłużeniu procesu odgazowania zmniejsza się także prędkość przepływu cząsteczek w poprzek rusztu i części lotne paliwa nie są podrywane przez przepływające powietrze pierwotne. Powoduje to zmniejszenie emisji tlenków azotu (NOx). Dodatkowo, wydłużenie procesu odgazowania paliwa zmniejsza emisję pyłów do atmosfery.
Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych przedstawiony został w przykładach wykonania i zilustrowany na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia przekrój wzdłużny, pionowy przez wszystkie elementy kotła z poziomo usytuowanym rusztem oraz z podajnikiem dwu szufladowym, fig. 2 - przedstawia analogiczny przekrój kotła z pochyło usytuowanym rusztem i także z podajnikiem dwuszufladowym, fig. 3 - przedstawia przekrój wzdłużny, pionowy przez wszystkie elementy kotła z poziomo usytuowanym rusztem oraz z ślimakowym podajnikiem, fig. 4 - przedstawia analogiczny przekrój kotła z pochyło usytuowanym rusztem i także z ślimakowym podajnikiem, natomiast fig. 5 - przedstawia przekrój kotła z pochyło usytuowanym rusztem, z podajnikiem dwuszufladowym, a dodatkowo z opcjonalnym zawirowaczem umieszczonym nad otworem wylotowym pomiędzy przypodajnikową płytą i płytą.
PL 238 007 B1
Aby mógł zaistnieć proces odgazowania, spalanego materiału - konieczne jest uzyskanie w kotle 1 odpowiedniej temperatury, oraz doprowadzenie do paliwa 2 odpowiedniej ilości tlenu. Jeśli ilość tlenu doprowadzonego do złoża paliwa 2 zostanie zmniejszona, konieczne jest dostarczenie większej ilości energii cieplnej oraz utrzymanie temperatury, niezbędnej dla podtrzymania procesu odgazowania paliwa 2. Dlatego ważny jest sposób prowadzenia płomienia, ponieważ w obrębie, paleniska w kotle 1 płomień zostaje wykorzystany do podtrzymania I wydłużenia procesu odgazowania paliwa 2.
Sterowanie procesem spalania w kotle 1 o wydłużonym procesie odgazowania paliwa 2 wymaga specjalnej budowy komory 3 spalania i rusztu 4.
Sterowanie procesem spalania o wydłużonym procesie odgazowania wymaga zatem wyposażenia kotła 1 w specjalną komorę 3 spalania. Aby zapewnić prawidłowy przebieg tego procesu, wg wynalazku konieczne jest także zastosowanie oddzielnej regulacji strumienia powietrza pierwotnego 5 oraz nawiewu powietrza wtórnego 6.
Regulację podawanego powietrza można zrealizować poprzez:
• zastosowanie dwóch oddzielnych wentylatorów nadmuchowych lub • jednego wentylatora nadmuchowego z regulowanym zaworem rozdzielającym strumień powietrza pierwotnego 5 oraz nawiewu powietrza wtórnego 6, • w przypadku zastosowania wentylatora wyciągowego musi zostać wprowadzona regulacja ilości podawanego powietrza pierwotnego oraz wtórnego.
Co do zasady, istnieją dwie metody doprowadzania powietrza w trakcie procesu spalania prowadzonego w komorze 3 w kotle 1. Pierwszy polega na nadmuchiwaniu go i wytworzeniu nadciśnienia w komorze 3 spalania, drugi natomiast na wytworzeniu podciśnienia w komorze 3 spalania dzięki wentylatorowi wyciągowemu, którego praca powoduje zaistnienie różnicy ciśnień i zjawisko „ciągu kominowego” między kotłem 1 a kominem.
Sposób wg wynalazku może być realizowany przy zastosowaniu obu metod doprowadzania powietrza do komory 3 spalania. Cechą najistotniejszą sposobu według wynalazku są pozostałe, odpowiednie elementy oprzyrządowania kotła 1, umożliwiające realizację opracowanego sposobu.
W opracowanym sposobie wg wynalazku w metodzie doprowadzania powietrza do komory 3 spalania w kotle 1 w trakcie prowadzenia procesu spalania istotne jest to, aby strumień powietrza pierwotnego 5 doprowadzonego do paliwa 2 został tak dobrany, aby w złożu paliwa 2 ilość tlenu oceniana „współczynnikiem nadmiaru powietrza” λ wynosiła od około 0,7 do 1,1. Natomiast ilość nawiewu powietrza wtórnego 6 powinna być na tyle intensywna i utrzymywana na takim poziomie, aby na wylocie spalin z kotła 1 ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza” λ wynosiła od 1,1 do 1,6. Równocześnie dawkowanie paliwa 2 należy dostosować do tempa spalania, ale konieczne jest utrzymanie żaru na całej powierzchni rusztu 4, Ilość dawkowanego paliwa 2 nie może być wobec tego zbyt duża, ponieważ istotne jest to, aby paliwo 2 zdążyło się zgazować i zamienić w popiół przed opuszczeniem strefy spalania.
Niniejszy wynalazek przedstawia nie tylko sposób spalania, ale także kocioł 1 do spalania, umożliwiający realizację opracowanego sposobu. Kocioł 1 ma moc do około 500 kW i wyposażony zostaje zwykle w automatyczny podajnik 7 paliwa 2, kierujący paliwo 2 do komory 3 spalania. Paliwo 2 podawane podajnikiem 7 przesuwane jest w stronę rusztu 4, skąd trafia na ostatnim etapie cyklu technologicznego do popielnika.
Komora 3 spalania podzielona jest na dwie części - górną komorę 8 oraz dolną komorę 9.
Górna komora 8 oraz dolna komora 9 oddzielone są od siebie elementami żaroodpornymi, określanymi jako przypodajnikowa płyta 10 oraz płyta 11, które umocowane są nad miejscem spalania paliwa 2. Przy czym przypodajnikowa płyta 10 znajduje się nad rusztem 4. Obie płyty, tj. przypodajnikowa płyta 10 oraz płyta 11 są usytuowane równolegle do podłoża lub równolegle do rusztu 4. Odległość pomiędzy przypodajnikową płytą 10 oraz płytą 11 a rusztem 4, czyli wysokość ich usytuowania zależy od kąta wprowadzania nawiewu powietrza wtórnego 6. Im kąt wprowadzania nawiewu powietrza wtórnego 6:
• jest bardziej równoległy do poziomej przypodajnikowej płyty 10 i płyty 11, które oddzielają górną komorę 8 od dolnej komory 9 lub niekiedy równocześnie (w zależności od tego, jak usytuowane są względem siebie poszczególne elementy kotła 1 i jaki mają one kształt) • im bardziej kąt ten zbliża się do 90° w stosunku do pionowej ściany bocznej kotła 1 lub, a niekiedy tym samym
PL 238 007 B1 • im bardziej kąt ten zbliża się do 180° w stosunku do podstawy, kotła 1 lub, a zwykle tym, samym • im bardziej wprowadzany nawiew powietrza wtórnego 6 jest poziomy i równoległy w stosunku do podłoża
- tym odległość pomiędzy przypodajnikową płytą 10 i płytą 11 a rusztem 4 powinna być mniejsza.
Odległość pomiędzy przypodajnikową płytą 10 i płytą 11 a rusztem 4, czyli wysokość ich położenia zależy także od mocy kotła 1.
Czym mniejsza moc kotła 1, tym przypodajnikowa płyta 10 i płyta 11 są zamocowane bliżej rusztu 4. Takie ich usytuowanie jest konieczne, ponieważ umożliwia utrzymanie temperatury odpowiedniej dla prawidłowego zrealizowania opracowanego sposobu spalania.
Przypodajnikowa płyta 10 i płyta 11 mogą być wykonane na przykład z elementów żeliwnych, z szamotu, czy też wermikulitu i są one usytuowane w ten sposób, że dolna komora 9 oraz górna komora 8 przedzielone są między sobą otworem wylotowym 12 spalin.
Mogą one być przymocowane w dowolny sposób do ścian komory 3 spalania, zamykając górną komorę 8 oraz dolną komorę 9 w sposób trwały i zapewniający szczelność pomiędzy nimi, w sposób umożliwiający tylko przepływ powietrza otworem wylotowym 12 spalin, czyli pomiędzy komorami, to jest górną komorą 8 i dolną komorą 9.
Na przykład mogą one być sytuowane na półkach mocowanych (np. przyspawanych) do ścian komory 3 spalania, na których ułożone zostaną przypodajnikowa płyta 10 i płyta 11. Każdy element dodatkowy łączący przypodajnikową płytę 10 i płytę 11 z komorą 3 spalania, np. spoiwo, za pomocą którego ewentualnie połączono je - musi być odporny na działanie wysokiej temperatury i wytrzymać temperaturę do około 1200°C.
Wydzielona górna część komory 3 spalania, tj. górna komora 8 musi być co najmniej większa, najkorzystniej około dwukrotnie większa od dolnej komory 9.
Do dolnej komory 9 na ruszt 4 wprowadza się paliwo 2 stałe, które to paliwo 2 spala się na wydłużonym ruszcie 4. Ma on większą płaszczyznę roboczą, niż ta stosowana w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki, gdyż stosunek płaszczyzny roboczej rusztu 4 jest większy od 10% do 100% od stosowanych w dotychczas znanych rozwiązaniach, które przyjmowane są dotychczas na podstawie ogólnie znanych wyliczeń.
Podobny efekt do tego, jaki osiąga się zwiększając powierzchnię roboczą rusztu 4, można osiągnąć poprzez zwiększenie grubości złoża paliwa 2.
W opracowanym sposobie pożądane wydłużenie czasu przebywania paliwa 2 w strefie odgazowywania można zatem uzyskać zwiększając powierzchnię roboczą rusztu 4 w stosunku do mocy kotła lub zwiększając grubość złoża paliwa 2 na ruszcie 4.
Istotne jest wydłużenie czasu, w którym paliwo 2 przebywa w strefie odgazowania przy zapewnieniu odpowiedniej temperatury umożliwiającej prawidłowy przebieg tego procesu.
W trakcie procesu spalania do dolnej, komory 9, od dołu i spodu rusztu 4 dostarczany Jest strumień powietrza pierwotnego 5. Dodatkowo, nad spalające się na ruszcie 4 paliwo 2 podaje się skierowany w stronę płomienia nawiew powietrza wtórnego 6. Wprowadzone zostaje ono w dowolny sposób, na-przykład kanałem, rurką, szczeliną w kotle, otworem. Jak wyjaśniano wyżej, korzystnie wprowadzane jest ono:
• oddzielnym wentylatorem nadmuchowym lub • wspólnym wentylatorem, którym powietrze wtórne i pierwotne zostaje rozdzielone zaworem sterującym, • zasysane dzięki pracy wentylatora wyciągowego [który wytwarza podciśnienie w komorze 3 spalania i całym kotle) i odrębnym algorytmem sterowane zaworem sterującym, rozdzielającym strumień powietrza pierwotnego 5 i nawiew powietrza wtórnego 6, które pobierane są zawsze spoza kotła.
Nawiew powietrza wtórnego 6 wprowadzany jest w stronę złoża paliwa 2 pod kątem ostrym, zwykle pomiędzy 40° a 60° w stosunku, do płaszczyzny pionowej ściany bocznej komory, 3; Nawiew powietrza wtórnego 6 powoduje mieszanie się płomienia z tlenem pochodzącym ze strumienia powietrza pierwotnego 5, doprowadzając do burzliwego przepływu płomienia i poprawiając parametry spalania. Wówczas „współczynnik nadmiaru powietrza” λ jest odpowiednio niski. Gdy zaburzymy przepływ powstałych gazów, doprowadzając do burzliwego przepływu płomienia - usprawnia się przebieg procesu, następuje dopalanie i współczynnik nadmiaru powietrza λ spada na wyjściu spalin z kotła. Im mniejsza jest λ, tym większa jest sprawność kotła 1. Proces ten wpływa na poprawę spalania i powo
PL 238 007 B1 duje wypalenie się prawie wszystkich cząstek palnych zawartych w płomieniu. Do strefy odgazowania paliwa 2, czyli do strefy tuż nad rusztem 4 dostarczany jest tlen o „współczynniku nadmiaru powietrza ” λ utrzymanym pomiędzy 0,8 a 1,1.
Podczas procesu odgazowania paliwa 2 powstają gazy palne, które przemieszczają się nad paliwo 2, przesuwając się ze strefy o niskiej zawartości tlenu. Następnie gazy palne mieszają się z powietrzem dostarczanym przez nawiew powietrza wtórnego 6, dopalając się w atmosferze z nadmiarem tlenu, gdzie uzyskana zostaje wartość „współczynnika nadmiaru powietrza” λ = 1,1 do 1,6. Dzięki dokładnemu wymieszaniu nawiewu powietrza wtórnego 6 z gazami palnymi, powstaje płomień, który, dopala większość szkodliwych związków powstałych w procesie odgazowania paliwa 2.
Dodatkowo, dzięki przedzieleniu komory 3 spalania elementami żaroodpornymi, które stanowią przypodajnikowa płyta 10 oraz płyta 11 - płomień przepływa wzdłuż złoża powodując podgrzanie złoża paliwa 2 do temperatury umożliwiającej utrzymanie procesu odgazowania na zwiększonej powierzchni, ponieważ płomień nie może się cofnąć i musi się skierować do przelotu pomiędzy płytami 10 i 11, tj. do otworu wylotowego 12.
Opisane, żaroodporne elementy, tj. przypodajnikowa płyta 10 oraz płyta 11 - spełniają dwie funkcje. Odbijanie przez nie promieniowania cieplnego powoduje nagrzewanie złoża paliwa 2, podniesienie temperatury w strefie zgazowania, a równocześnie utrzymanie płomienia w pożądanej strefie. A ponadto, dzięki temu, że proces odgazowania paliwa 2 przebiega na zwiększonej powierzchni rusztu 4, który jest wydłużony w porównaniu z dotychczas stosowanymi - proces odgazowania zachodzi wolno i spada temperatura złoża paliwa stałego.
Aby proces odgazowania wg koncepcji tego wynalazku przebiegł prawidłowo oraz w sposób efektywny, należy zapewnić równomierne przemieszczanie się paliwa 2 w całej szerokości rusztu 4.
W opracowanym sposobie istotną rolę odgrywa także górna komora 8 spalania. Służy ona do dopalania płomienia oraz rozprężania płomienia. Zjawisko to polega na tym, że przelot, tj. otwór wylotowy 12 pomiędzy płytami 10 i 11 jest mniejszy niż przekrój poprzeczny górnej komory 8, dzięki temu następuje duży spadek prędkości płomienia, co dodatkowo zmniejsza emisję pyłów.
W znanych dotąd rozwiązaniach, niekiedy występował podobny podział komory 3 spalania na dwie mniejsze. Nowością jest zastosowanie tego rozwiązania w połączeniu ze zwiększoną powierzchnią rusztu 4, którego odpowiednie gabaryty umożliwiają realizację sposobu, polegającego na zmniejszeniu tempa odgazowywania przy zachowaniu temperatury odpowiedniej dla danego paliwa 2.
Jak wspomniano wyżej, w opracowanej konstrukcji kotła 1 przewiduje się możliwość zastosowania różnych rozwiązań podajnika 7 paliwa 2. Jest to ślimakowy podajnik 13 lub podajnik dwuszufladowy 14 w przypadku kotła 1 o mniejszej mocy (do 50 kW). W przypadku kotła o większej mocy przewiduje się przede wszystkim zastosowanie podajnika dwuszufladowego 14.
Każdy z nich sytuowany jest pod wylotem paliwa 2 ze zbiornika 15.
I tak paliwo 2 gromadzone w zbiorniku 15 może być podawane ze zbiornika 15 na przykład przez urządzenie, które stanowi podajnik dwuszufladowy 14 z górną szufladą i dolną szufladą, które przesuwają się po płaszczyznach skośnych w stosunku do poziomu podłoża. Przy czym górna szuflada oraz dolna szuflada przesuwane są elementami popychającymi, zsynchronizowanymi ze sobą i pracującymi naprzemiennie. Przy tym, że w zbiorniku 15 znajduje się co najmniej jeden pręt. Natomiast obok zbiornika 15 umieszczony jest kocioł 1 z rusztami 4, który nachylony jest pod tym samym kątem, jak górna szuflada lub dolna szuflada.
Opcjonalnie, zarówno w kotle 1 z pochyło, jak i z poziomo usytuowanym rusztem 4 może zostać wbudowany zawirowacz 16 usytuowany nad otworem wylotowym 12, który znajduje się pomiędzy przypodajnikową płytą 10 i płytą 11.
W zależności od doboru parametrów, opisany sposób spalania paliw stałych może być realizowany przy zachowaniu różnych wartości parametrów, w których przebiega ten proces.
P r z y k ł a d I
W pierwszym etapie sposobu spalania paliw stałych - paliwo 2 kieruje się do kotła 1, do którego kieruje się je podajnikiem 7, w tym przypadku podajnikiem dwuszufladowym 14. Paliwo 2 przesuwa się w stronę rusztu 4, skąd trafia - na ostatnim etapie cyklu technologicznego - do popielnika. Paliwo 2 przesuwa się tak, aby zapewnić równomierne jego przemieszczanie się w całej szerokości rusztu 4. Dawkuje się je dostosowując do tempa spalania tak, aby utrzymać żar na całej powierzchni rusztu 4, gdzie zgazowuje się je i zamienia się je w popiół przed opuszczeniem strefy spalania. Równocześnie doprowadza się powietrze do komory 3 spalania w kotle 1 strumieniem powietrza pierwotnego 5 skierowanym do paliwa 2 w ilości takiej, aby w złożu paliwa 2 ilość tlenu (mierzona współczynni
PL 238 007 B1 kiem nadmiaru powietrza) λ wynosiła około 0,7. Natomiast nawiew powietrza wtórnego 6, które wprowadza się kierując je nad spalające się na ruszcie 4 paliwo 2 utrzymuje się na poziomie takim, aby na wylocie spalin z kotła 1 ilość tlenu (mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza”) λ wynosiła od 1,1, przy czym nawiew powietrza wtórnego (6) wprowadza się w stronę złoża paliwa 2 pod kątem ostrym, najkorzystniej 40° w stosunku do płaszczyzny pionowej ściany boczne] komory 3. Równocześnie nawiewem powietrza wtórnego 6 powoduje się mieszanie się płomienia z tlenem pochodzącym ze strumienia powietrza pierwotnego 5, doprowadzając do burzliwego przepływu płomienia.
P r z y k ł a d II
Sposób spalania paliw stałych realizowany jest w kotle 1, do którego na wstępie kieruje się paliwo podawane podajnikiem, przesuwając je w stronę rusztu 4, skąd trafia na ostatnim etapie cyklu technologicznego do popielnika. Do kotła 1 wprowadza się oddzielnie strumień powietrza pierwotnego 5 oraz nawiew powietrza wtórnego 6. Dostarczane paliwo 2 prowadzi się tak, aby zapewnić jego równomierne przemieszczanie się w całej szerokości rusztu 4. Paliwo 2 dostarczane na ruszt 4 do kotła 1 dawkuje się, dostosowując do tempa spalania tak, aby utrzymać żar na całej, powierzchni rusztu 4. Zgazowuje się je tu i zamienia się je w popiół przed opuszczeniem strefy spalania. Równocześnie doprowadza się powietrze do komory 3 spalania w kotle 1 strumieniem powietrza pierwotnego 5 skierowanym do; paliwa 2 w ilości takiej, aby w złożu paliwa 2 ilość tlenu mierzona „ współczynnikiem nadmiaru powietrza” λ wynosiła około 1,1. Natomiast nawiew powietrza wtórnego 6, które wprowadza się kierując je nad spalające się na ruszcie 4 paliwo 2 utrzymuje się na poziomie takim, aby na wylocie spalin z kotła 1 ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza” λ wynosiła 1,6. Przy czym nawiew powietrza wtórnego 6 wprowadza się w stronę złoża paliwa 2 pod kątem ostrym, 60° w stosunku do płaszczyzny pionowej ściany bocznej komory 3. Nawiewem powietrza wtórnego 6 powoduje się mieszanie się płomienia z tlenem pochodzącym ze strumienia powietrza pierwotnego 5, doprowadzając tło burzliwego przepływu płomienia,
Kocioł 1 zazwyczaj wyposażony jest w elektromechaniczny sterownik, monitorujący przede wszystkim ilość tlenu mierzoną „współczynnikiem nadmiaru powietrza” λ oraz temperaturę uzyskiwaną w wybranych miejscach kotła 1, ale także inne parametry uzyskiwane, na poszczególnych etapach realizowanego procesu spalania. Sterownik, wytwarzając impulsy dla elektrycznych odbiorników zmienia położenie wysięgników i elementów. Jest on sprzężony z przetwornikami i może zostać wyposażony we wzmacniacz sygnału.
Claims (6)
1. Sposób spalania, paliw stałych w kotle, do którego kieruje się paliwo podawane podajnikiem, przesuwając je w stronę rusztu, skąd trafia na ostatnim etapie cyklu technologicznego do popielnika, do którego to kotła wprowadza się oddzielnie strumień powietrza pierwotnego oraz nawiew powietrza wtórnego, znamienny tym, że dostarcza się paliwo (2) tak, aby zapewnić równomierne przemieszczanie się paliwa (2) w całej szerokości rusztu (4) i paliwo (2) dostarczane na ruszt (4) kotła (1) dawkuje się dostosowując do tempa spalania tak, aby utrzymać żar na całej powierzchni rusztu (4), gdzie zgazowuje się je i zamienia się je w popiół przed opuszczeniem strefy spalania, a równocześnie doprowadza się powietrze do komory (3) spalania w kotle (1) strumieniem powietrza pierwotnego (5) skierowanym do paliwa (2) w ilości takiej, aby w złożu paliwa (2) ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza ” λ wynosiła od około 0,7 do 1,1, natomiast nawiew powietrza wtórnego (6), które wprowadza się kierując je nad spalające się na ruszcie (4) paliwo (2) utrzymuje się na poziomie takim, aby na wylocie spalin z kotła (1) ilość tlenu mierzona „współczynnikiem nadmiaru powietrza” 1 wynosiła od 1,1, do 1,6, przy czym nawiew powietrza wtórnego (6) wprowadza się w stronę złoża paliwa (2) pod kątem ostrym, najkorzystniej od 40° do 60° w stosunku do płaszczyzny pionowej ściany bocznej komory (3) i nawiewem powietrza wtórnego (6) powoduje się mieszanie się płomienia z tlenem pochodzącym ze strumienia powietrza pierwotnego (5), doprowadzając do burzliwego przepływu płomienia.
2. Sposób spalania paliw stałych, według zastrz. 1, znamienny tym, że sterowanie procesem spalania o wydłużonym procesie odgazowania prowadzi się za pomocą elektronicznego sterownika.
PL 238 007 B1
3. Kocioł do spalania paliw stałych, którego komora spalania podzielona jest na dwie oddzielone od siebie elementami żaroodpornymi części - dolną komorę i górną komorę, znamienny tym, że górna komora (8) oraz dolna komora (9) oddzielone są od siebie przypodajnikową płytą (10) oraz płytą (11), które umocowane są nad miejscem spalania paliwa (2), przy czym przypodajnikowa płyta (10) znajduje się nad poziomo albo pochyło usytuowanym rusztem (4) i obie płyty, tj. przypodajnikowa płyta (10) oraz płyta (11) są usytuowane równolegle do podłoża lub równolegle do rusztu (4), przelot, tj. otwór wylotowy (12) pomiędzy płytami (10) i (11) jest mniejszy niż przekrój poprzeczny górnej komory (8), a odległość pomiędzy przypodajnikową płytą (10) oraz płytą (11) a rusztem (4), czyli wysokość ich usytuowania zależy od kąta wprowadzania nawiewu powietrza wtórnego (6) i im kąt wprowadzania nawiewu powietrza wtórnego (6) jest:
- bardziej równoległy do poziomej, przypodajnikowej płyty (10) i płyty (11), które oddzielają górną komorę (8) od dolnej komory (9) lub niekiedy równocześnie
- im bardziej kąt ten zbliża się do 90° w stosunku do pionowej ściany bocznej kotła (1) lub, a niekiedy tym samym
- im bardziej kąt ten zbliża się do 180° w stosunku do podstawy kotła (1) lub, a zwykle tym samym
- im bardziej wprowadzany nawiew powietrza wtórnego (6) jest poziomy i równoległy w stosunku do podłoża
- tym odległość pomiędzy przypodajnikową płytą (10) i płytą (11) a rusztem (4) powinna być mniejsza, a równocześnie czym mniejsza jest moc kotła (1), tym przypodajnikowa płyta (10) i płyta (11) są zamocowane bliżej rusztu (4) i są one przymocowane do ścian komory (3) spalania, zamykając górną komorę (8) oraz dolną komorę (9) w sposób trwały i zapewniający szczelność pomiędzy nimi oraz zapewniający tylko przepływ powietrza pomiędzy komorami otworem wylotowym (12) spalin (2), przy czym wydzielona, górna część komory (3) spalania, tj. górna komora (8) spalania jest większa, najkorzystniej około dwukrotnie większa od dolnej komory (9), zaś znajdujący się w dolnej komorze (9) ruszt (4), na który wprowadzane jest paliwo (2) stałe jest wydłużony i jego powierzchnia robocza jest zwiększona od 10% do 100% od standardowej.
4. Kocioł do spalania paliw stałych, według zastrz. 3, znamienny tym, że wyposażony jest w usytuowane pod wylotem paliwa (2) ze zbiornika (15) automatyczne urządzenie, które stanowi w przypadku kotła (1) o mocy do 50 kW ślimakowy podajnik (13) lub podajnik dwuszufladowy (14), natomiast w przypadku kotła (1) o większej mocy jest to podajnik dwuszufladowy (14) z górną szufladą i dolną szufladą, które przesuwają się po płaszczyznach skośnych w stosunku do poziomu podłoża, przy czym górna szuflada oraz dolna szuflada przesuwane są elementami popychającymi, zsynchronizowanymi ze sobą i pracującymi naprzemiennie, a w zbiorniku (15) znajduje się co najmniej jeden pręt, natomiast ruszt (4) w kotle (1) nachylony jest pod tym samym kątem, pod jakim nachylona Jest górna szuflada lub dolna szuflada.
5. Kocioł do spalania paliw stałych, według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że wyposażony jest w elektroniczny sterownik, monitorujący ilość tlenu mierzoną „współczynnikiem nadmiaru powietrza ” λ i/lub temperaturę.
6. Kocioł do spalania paliw stałych, według zastrz. 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, że w kotle (1) wbudowany jest zawirowacz (16), który usytuowany jest nad otworem wylotowym (12), znajdującym się pomiędzy przypodajnikową płytą (10) i płytą (11).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL427033A PL238007B1 (pl) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL427033A PL238007B1 (pl) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL427033A1 PL427033A1 (pl) | 2020-03-23 |
| PL238007B1 true PL238007B1 (pl) | 2021-06-28 |
Family
ID=69888887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL427033A PL238007B1 (pl) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238007B1 (pl) |
-
2018
- 2018-09-12 PL PL427033A patent/PL238007B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL427033A1 (pl) | 2020-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020342698B2 (en) | Biomass heating plant with optimised flue gas treatment | |
| RU153204U1 (ru) | Котел отопительный | |
| NL8102667A (nl) | Inrichting en werkwijze voor rookgasrecirculatie in een met vaste brandstof werkende stoomketel. | |
| WO2016032414A1 (en) | Solid and liquid/gas fueled, fully automated, smokeless combustion hot water/steam boiler adjustable according to coal type | |
| RU2518772C1 (ru) | Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания древесных отходов | |
| RU2712555C2 (ru) | Способ проведения процесса сжигания в топочных установках с колосниковой решеткой | |
| PL224288B1 (pl) | Kocioł centralnego ogrzewania | |
| CA1162791A (en) | Furnaces | |
| RU2419050C1 (ru) | Теплогенератор, работающий на соломе | |
| PL238007B1 (pl) | Sposób spalania paliw stałych oraz kocioł do spalania paliw stałych | |
| EP1815184B1 (en) | Double-fuelled tubeless boiler with two combustion chambers | |
| RU2218525C2 (ru) | Камерный огневой воздухонагреватель | |
| PL243395B1 (pl) | Układ recyrkulacji spalin dla kotłów grzewczych na paliwa stałe | |
| RU2773999C1 (ru) | Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания гранулированных и брикетированных топлив | |
| RU2750588C1 (ru) | Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания биотоплив | |
| KR102672958B1 (ko) | 고체 연료 보일러 | |
| RU2738537C1 (ru) | Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания древесных отходов | |
| RU2319894C1 (ru) | Способ сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов и устройство для его осуществления | |
| PL239464B1 (pl) | Kocioł centralnego ogrzewania z systemem dolnego spalania | |
| RU101151U1 (ru) | Устройство для сжигания древесных отходов высокой влажности | |
| RU2664887C2 (ru) | Теплообменный аппарат с футерованной топкой для переработки твердых, сыпучих видов топлива и отходов в тепловую энергию | |
| RU2429421C2 (ru) | Отопительное устройство | |
| PL235688B1 (pl) | Dysza redukująca emisję spalin kotła na paliwo stałe dolnego spalania oraz kocioł centralnego ogrzewania na paliwo stałe dolnego spalania z taką dyszą | |
| RU2291347C2 (ru) | Теплообменник | |
| LV14670B (lv) | Granulu sadedzināšanas iekārta |