PL239677B1

PL239677B1 - Method for feeding air to the boiler and the device for feeding air to the boiler

Info

Publication number: PL239677B1
Application number: PL415683A
Authority: PL
Inventors: Marian CIEŚLAK; Marian Cieślak; Janusz CIEŚLAK; Janusz Cieślak; Grzegorz Skrzypczak
Original assignee: Metalerg Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2021-12-27
Also published as: PL415683A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób podawania powietrza do kotła i urządzenie do podawania powietrza do kotła wodnego opalanego słomą w postaci sprasowanych bel.The present invention relates to a method of feeding air to a boiler and a device for feeding air to a straw-fired water boiler in the form of pressed bales.

Znany jest piec do ciągłego spalania sprasowanych bel słomy przedstawiony w opisie patentowym PL 191397. Piec ten posiada pionowy, otwarty od góry szyb do grawitacyjnego doprowadzania bel słomy, ułożonych jedna na drugiej. Piec ma komorę zgazowania i spalania słomy, która ma połączenie z komorą spalania gazów. Komora spalania gazów ma wlot powietrza wtórnego. Komora zgazowania i spalania słomy posiada boczne wlotowe otwory powietrza pierwotnego, zaś pod komorą zgazowania i spalania słomy znajduje się przyłączona do niej komora spalania gazów z zespołem pionowych rusztowin osadzonych w jej dnie, których wzdłużne kąty doprowadzają powietrze wtórne do komory zgazowania i spalania słomy.A furnace for continuous combustion of pressed bales of straw is known, as disclosed in the patent specification PL 191397. This furnace has a vertical shaft open at the top for the gravity feeding of stacked straw bales. The furnace has a straw gasification and combustion chamber which is connected to the gas combustion chamber. The gas combustion chamber has a secondary air inlet. The straw gasification and combustion chamber has side primary air inlet openings, and under the straw gasification and combustion chamber there is a gas combustion chamber connected to it with a set of vertical grate bars embedded in its bottom, the longitudinal angles of which supply secondary air to the straw gasification and combustion chamber.

Znany jest także sposób spalania słomy w kotle i kocioł wodny opalany słomą, zawierający komorę spalania słomy i komorę spalania gazu, przedstawiony w opisie patentowym nr PL 194644. W sposobie tym powietrze podaje się od tylnej strony pieca poniżej dolnej krawędzi przegrody rozdzielającej obie komory. Powietrze podaje się wielopunktowo poniżej dolnej krawędzi przegrody oraz przeciwsobnie po bokach pieca powyżej dolnej krawędzi przegrody. Przeciwsobnie po bokach pieca doprowadza się 10-30% ogólnej ilości podawanego powietrza. Podawanie powietrza przeciwsobnie dokonuje się z boków pieca przy przegrodzie rozdzielającej obie przegrody.There is also known a method of burning straw in a boiler and a straw-fired water boiler, including a straw combustion chamber and a gas combustion chamber, described in the patent specification No. PL 194644. In this method, air is fed from the rear side of the furnace below the lower edge of the partition separating the two chambers. The air is supplied in multiple points below the lower edge of the partition and in push-pull on the sides of the furnace above the lower edge of the partition. 10-30% of the total amount of supplied air is supplied in opposing positions on the sides of the furnace. The air is fed in push-pull from the sides of the furnace at the partition separating the two partitions.

Sposób podawania powietrza do kotła, według wynalazku, zawierającego komorę spalania słomy i komorę spalania gazu, gdzie powietrze podaje się wielopunktowo do komory spalania gazu poniżej dolnej krawędzi przegrody pomiędzy komorami oraz przeciwsobnie po bokach pieca powyżej dolnej krawędzi przegrody. Sposób ten charakteryzuje się tym, że mierzy się zawartość tlenu w spalinach a sygnał z pomiaru podaje się do sterownika PLC, który porównuje ten sygnał z zadanym programem i wytwarza sygnał do wentylatora podającego dodatkowe powietrze bezpośrednio do komory spalania, przy przegrodzie między komorami od strony przegrody w kierunku do komory spalania. Sterownik podaje sygnał do wentylatora za pośrednictwem falownika. Wentylator podaje powietrze do komory spalania słomy z prędkością 30-60 m/sek. Wentylator podaje powietrze do komory spalania słomy za pośrednictwem szczelin o wielkości 3-6 mm. Dodatkowe powietrze podaje się do komory spalania wielopunktowo powyżej dolnej krawędzi przegrody rozdzielającej obie komory. Mierzenia zawartości tlenu w spalinach dokonuje się na wylocie spalin z wymiennika ciepła.A method of supplying air to a boiler, according to the invention, comprising a straw combustion chamber and a gas combustion chamber, where the air is fed in multipoints to the gas combustion chamber below the lower edge of the partition between the chambers, and in push-pull on the sides of the furnace above the lower edge of the partition. This method is characterized by the fact that the oxygen content in the exhaust gas is measured and the measurement signal is sent to the PLC controller, which compares this signal with the set program and generates a signal to the fan supplying additional air directly to the combustion chamber, at the partition between the chambers on the side of the partition. towards the combustion chamber. The controller sends a signal to the fan via the inverter. The fan feeds air into the straw combustion chamber at a speed of 30-60 m / sec. The fan feeds air into the straw combustion chamber through slots 3-6 mm in size. Additional air is supplied to the combustion chamber at multiple points above the lower edge of the partition separating the two chambers. The measurement of the oxygen content in the exhaust gas is made at the exhaust outlet of the heat exchanger.

Urządzenie do podawania powietrza do kotła, według wynalazku, zawierające komorę spalania słomy i komorę spalania gazu. Urządzenie charakteryzuje się tym, że zawiera sondę lambda połączoną ze sterownikiem PLC a sterownik jest połączony z dodatkowym wentylatorem, połączonym z powietrznymi przewodami, umieszczonymi przy przegrodzie rozdzielającej obie komory i zaopatrzonymi w wyloty skierowane do komory spalania słomy. Sterownik PLC jest połączony z wentylatorem za pośrednictwem falownika. Wyloty przewodów są rozmieszczone na jednakowej wysokości. Wyloty przewodów stanowią szczeliny o wielkości 3-6 mm. Wentylator jest połączony z bokach kotła. Przewody powietrzne są umieszczone przy przegrodzie, od strony komory spalania gazu a ich końce są umieszczone pomiędzy kołowymi rurami przegrody.A device for feeding air to a boiler according to the invention, comprising a straw combustion chamber and a gas combustion chamber. The device is characterized by the fact that it contains a lambda probe connected to a PLC controller and the controller is connected to an additional fan connected to air ducts, located at the partition separating the two chambers and provided with outlets directed to the straw combustion chamber. The PLC is connected to the fan via an inverter. The cable outlets are arranged at the same height. The cable outlets are slots of 3-6 mm. The fan is connected to the sides of the boiler. The air ducts are placed at the partition, from the gas combustion chamber side, and their ends are placed between the circular tubes of the partition.

Sposób podawania powietrza do kotła i urządzenie do podawania powietrza do kotła według wynalazku pozwala na dokładne spalenie zarówno słomy jak też gazów. Budowa urządzenia pozwala na dostarczenie powietrza bezpośrednio w samo centrum procesu spalania. Dzięki temu istnieje możliwość regulacji prędkości i intensywności spalania i zgazowania. Wypływ powietrza z dużą prędkością i skierowanego w dół, prosto w jądro płomienia stwarza możliwość regulacji spalania, zaś w przypadku nadmiaru powietrza istnieje możliwość zmniejszenia ilości podawanego powietrza wystarczającego tylko do chłodzenia układu rur podających powietrze. Regulacji ilości i czasu podawania powietrza dokonuje się za pomocą sondy lambda, sterownika wentylatora. Rozwiązanie według wynalazku rozwiązuje trudny problem dostarczenia powietrza do centrum procesu spalania bez uszkodzenia przewodów narażonych na bardzo wysokie temperatury. Uzyskano to poprzez umieszczenie przewodów z powietrzem przy przegrodzie chłodzonej wodą, zaś końcówki przewodów z powietrzem są wbudowane w przegrodę. Dodatkowym elementem chłodzącym jest powietrze przepływające przez przewody.The method of feeding air to the boiler and the device for feeding air to the boiler according to the invention allows for thorough combustion of both straw and gases. The construction of the device allows air to be delivered directly to the very center of the combustion process. Thanks to this, it is possible to adjust the speed and intensity of combustion and gasification. The outflow of air at high speed and directed downwards straight into the flame core makes it possible to regulate combustion, and in the event of excess air, it is possible to reduce the amount of air supplied only to cool the air supply pipe system. The amount and time of air supply are regulated by the lambda probe, the fan controller. The solution according to the invention solves the difficult problem of supplying air to the center of the combustion process without damaging the pipes exposed to very high temperatures. This was achieved by placing the air lines next to the water-cooled partition, and the ends of the air lines were built into the partition. An additional cooling element is the air flowing through the pipes.

Sposób podawania powietrza do kotła i urządzenie do podawania powietrza do kotła według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania oraz na rysunku, na którym fig. 1 i fig. 2 przedstawiają pierwszy zespół zasilania kotła w powietrze, fig. 3 ukazuje schemat urządzenia zasilającego kocioł w dodatkowe powietrze, fig. 4 jest widokiem na przegrodę oddzielającą komorę spalania słomyThe method of feeding air to the boiler and the device for feeding air to the boiler according to the invention is explained in more detail in the embodiment and in the drawing, in which Figs. 1 and 2 show a first air supply to the boiler, Fig. 3 shows a diagram of a boiler feed device. additional air, fig. 4 is a view of the partition separating the straw combustion chamber

PL 239 677 B1 od komory spalania gazu wraz z zespołem rur transportujących dodatkowe powietrze, fig. 5 stanowi przekrój poprzeczny przez przegrodę z fig. 4, zaś fig. 6 przedstawia szczegół wypływu powietrza z rury przez szczelinę.From the gas combustion chamber with the plurality of pipes transporting additional air, Fig. 5 is a cross-sectional view through the partition of Fig. 4, and Fig. 6 is a detail of the flow of air from the tube through the slot.

Jak przedstawiono na fig. 1 do fig. 6 kocioł ma komorę 1 spalania słomy i komorę 2 spalania gazu. U góry kotła usytuowany jest wymiennik 3 ciepła. Obie komory 1 i 2 rozdzielone są przegrodą 4. Kocioł jest wyposażony w wentylator 5, który poprzez zespół przewodów 6 dostarcza podstawowe powietrze do kotła, co przedstawiono na fig. 1 i fig. 2. Ponadto kocioł jest wyposażony w dodatkowe urządzenie do podawania powietrza utworzone z wentylatora 7 połączonego ze sterownikiem 8 za pośrednictwem falownika 9. Do sterownika 8 podłączona jest sonda lambda 10 umieszczona w wylotowym przewodzie 11 wychodzącym z wymiennika 3 ciepła. Wentylator 7 jest połączony z dwoma zespołami prostokątnych rur 12 za pośrednictwem przewodów 13. Zespoły prostokątnych rur 12 są przymocowane do przegrody 4 i stanowią z nią jednolitą całość co uwidoczniono na fig. 4. Przegroda 4 jest utworzona z kołowych rur 14 połączonych płaskownikami 15, zaś w miejscu, gdzie prostokątne rury 12 przechodzą przez przegrodę 4, płaskowniki 15 są wycięte. Prostokątne rury 12 są zakończone na wodnej rurze 16 i w miejscu ich złączenia wycięta jest szczelina 17 o wielkości 3,5 mm.As shown in Figs. 1 to 6, the boiler has a straw combustion chamber 1 and a gas combustion chamber 2. A heat exchanger 3 is located at the top of the boiler. The two chambers 1 and 2 are separated by a partition 4. The boiler is equipped with a fan 5 which, through the conduit 6, supplies primary air to the boiler, as shown in fig. 1 and fig. 2. Moreover, the boiler is equipped with an additional air feeding device formed by from the fan 7 connected to the controller 8 via the inverter 9. A lambda probe 10 is connected to the controller 8, placed in the outlet conduit 11 coming from the heat exchanger 3. The fan 7 is connected to two sets of rectangular pipes 12 via ducts 13. The sets of rectangular pipes 12 are attached to the partition 4 and form a unitary with it as shown in Fig. 4. The partition 4 is formed of circular pipes 14 connected by flat bars 15, and at the point where the rectangular tubes 12 pass through the partition 4, the flat bars 15 are cut. Rectangular pipes 12 end on the water pipe 16 and a 3.5 mm slot 17 is cut at their joint.

Działanie zespołu podającego podstawowe powietrze przestawionego na fig. 1 i fig. 2 jest znane ze stanu techniki. Sonda lambda 10 umieszczona w wylotowym przewodzie 11 wychodzącym z wymiennika 3 ciepła podaje sygnały do sterownika 8. W przypadku niekorzystnego spalania słomy sterownik 8 podaje sygnał do falownika 9 a ten z kolei uruchamia wentylator 7. Wentylator 7 podaje powietrze do przewodów 13, rozmieszczonych po obu stronach kotła, które są połączone z zespołami prostokątnych rur 12. Zespoły prostokątnych rur 12 są przymocowane do przegrody 4 i mają wyloty w postaci szczeliny 17 od strony komory 1 spalania słomy, przez co powietrze jest dostarczane bezpośrednio w centrum spalania. Ilość i czas dostarczania powietrza jest regulowana przez sterownik 8.The operation of the primary air supplying assembly shown in Fig. 1 and Fig. 2 is known in the art. The lambda probe 10 placed in the exhaust conduit 11 coming from the heat exchanger 3 gives signals to the controller 8. In the event of unfavorable straw combustion, the controller 8 sends a signal to the inverter 9 and this in turn starts the fan 7. The fan 7 feeds air to the conduits 13 arranged on both sides of the boiler which are connected to the rectangular tube assemblies 12. The rectangular tube assemblies 12 are attached to the partition 4 and have openings in the form of a slot 17 on the straw combustion chamber 1 side, whereby air is supplied directly to the combustion center. The amount and time of air supply is regulated by the controller 8.

Claims

Patent claims

1. The method of supplying air to a boiler containing a straw combustion chamber and a gas combustion chamber, where air is fed in multiple points to the gas combustion chamber below the lower edge of the partition between the chambers and on the sides of the furnace above the lower edge of the partition, characterized in that the oxygen content in the flue gas is measured and the measurement signal is sent to the PLC (8), which compares this signal with the set program and generates a signal to the fan (7) supplying additional air directly to the combustion chamber (1), at the partition (4) between the chambers (1, 2) ) from the side of the partition (4) towards the combustion chamber (1).

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the controller (8) supplies a signal to the fan (7) via an inverter (9).

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the fan (8) feeds air into the straw combustion chamber (1) at a speed of 30-60 m / sec.

4. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the fan (8) supplies air to the straw combustion chamber (1) through the slots (17) with a size (L) = 3-6 mm.

5. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the additional air is fed to the combustion chamber (1) at multiple points above the lower edge of the partition (4) separating the two chambers (1, 2).

6. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the measurement of the oxygen content in the exhaust gas is performed at the exhaust outlet of the heat exchanger (3).

Device for feeding air to a boiler comprising a straw combustion chamber and a gas combustion chamber, characterized in that it comprises a lambda probe (10) connected to a PLC (8) and the controller (8) is connected to an additional fan (7) connected to air ducts (12), placed at the partition (4) separating the two chambers (1, 2) and provided with outlets directed to the straw combustion chamber (1).

8. The device according to claim 1 The device of claim 7, characterized in that the PLC (8) is connected to the fan (7) via an inverter (9).

9. The device according to claim 1 7. The line as claimed in claim 7, characterized in that the outlets of the conduits (12) are arranged at the same height.

PL 239 677 Β1

10. The device according to claim 1 7. A method according to claim 7, characterized in that the outlets of the conduits (12) are slots (17) with a size L = 3-6 mm.

11. The device according to claim 1 7. The apparatus as claimed in claim 7, characterized in that the fan (7) is connected to two conduit sets (12) the inlets of which are arranged on both sides of the boiler.

12. The device according to claim 1, The air conduit (12) as claimed in claim 7, characterized in that the air conduits (12) are positioned at the partition (4) on the side of the gas combustion chamber (2), and their ends are positioned between the circular tubes (14) of the partition (4).