PL242699B1 - Burner for low-emission combustion of shredded biomass, in particular wood chips - Google Patents
Burner for low-emission combustion of shredded biomass, in particular wood chips Download PDFInfo
- Publication number
- PL242699B1 PL242699B1 PL432065A PL43206519A PL242699B1 PL 242699 B1 PL242699 B1 PL 242699B1 PL 432065 A PL432065 A PL 432065A PL 43206519 A PL43206519 A PL 43206519A PL 242699 B1 PL242699 B1 PL 242699B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- burner
- air
- pipe
- chamber
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest palnik do niskoemisyjnego spalania biomasy, zwłaszcza zrębki drzewnej, mający zastosowanie w szczególności w instalacjach grzewczych dużej mocy. Palnik charakteryzuje się tym, że obudowę (1) komory spalania (2) stanowią co najmniej trzy rury (3, 4, 5) o różnych średnicach, które to rury (3, 4, 5) usytuowane są względem siebie współśrodkowo i wzajemnie połączone są ścianami bocznymi (6, 7), gdzie przestrzeń pomiędzy rurą wewnętrzną (3) a rurą środkową (4) stanowi komorę powietrzną (8), natomiast przestrzeń pomiędzy rurą środkową (4) a rurą zewnętrzną (5) stanowi komorę powietrzną (9), przy czym komora (8) jest połączona z komorą (9) kanałami (10), natomiast dysze nadmuchowe (11) doprowadzające powietrze z komory (9) do komory spalania (2) rozmieszczone są na obwodzie odbudowy (1) i zamocowane są do rury środkowej (4) w taki sposób, że przechodzą przez otwory wykonane w rurze wewnętrznej (3) i przez warstwę betonu żaroodpornego (12), który to beton żaroodporny pokrywa wewnętrzną powierzchnię rury wewnętrznej (3), nadto warstwa betonu żaroodpornego (13) pokrywa ściany boczne (6, 7) obudowy (1), gdzie na jednej ze ścian obudowy (1) usytuowany jest króciec (15) układu podawania paliwa, wyposażony korzystnie w płaszcz wodny, natomiast króciec wylotu spalin (16), korzystnie mający od wewnętrznej strony powłokę (17) z betonu żaroodpornego, usytuowany jest w płaszczu powietrznym będącym elementem układu doprowadzającego powietrze do palnika, na którego wlocie zamocowany jest wentylator (18).The subject of the invention is a burner for low-emission biomass combustion, especially wood chips, applicable in particular in high-power heating installations. The burner is characterized in that the casing (1) of the combustion chamber (2) consists of at least three tubes (3, 4, 5) of different diameters, which tubes (3, 4, 5) are located concentrically and are interconnected side walls (6, 7), where the space between the inner tube (3) and the middle tube (4) is an air chamber (8), while the space between the middle tube (4) and the outer tube (5) is an air chamber (9), the chamber (8) is connected to the chamber (9) by channels (10), while the blowing nozzles (11) supplying air from the chamber (9) to the combustion chamber (2) are located around the perimeter of the reconstruction (1) and are attached to the pipe middle (4) in such a way that they pass through the holes made in the inner pipe (3) and through the layer of heat-resistant concrete (12), which heat-resistant concrete covers the inner surface of the inner pipe (3), in addition, the layer of heat-resistant concrete (13) covers the walls side (6, 7) of the housing (1), where on one of the walls of the housing (1) there is a connector (15) of the fuel supply system, preferably equipped with a water jacket, while the exhaust connector (16), preferably having a coating on the inside (17) made of heat-resistant concrete, is located in an air jacket which is an element of the air supply system to the burner, at the inlet of which the fan (18) is mounted.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest palnik do niskoemisyjnego spalania biomasy, zwłaszcza zrębki drzewnej, mający zastosowanie w szczególności w instalacjach grzewczych dużej mocy, w których paliwem może być zarówno zrębka drzewna, trocina, mieszanina zrębki drzewnej z trociną, wierzba energetyczna, brykiet z drewna, pelet z drewna, pelet z łuski słonecznika czy pelet mieszany (słoma rzepaku, drewno). Dziedzinę techniki stanowią palniki i kotły do spalania rozdrobnionej b iomasy oraz sposoby spalania rozdrobnionej biomasy.The subject of the invention is a burner for low-emission combustion of biomass, especially wood chips, applicable in particular in high-power heating systems, where the fuel can be both wood chips, sawdust, a mixture of wood chips and sawdust, energy willow, wood briquettes, wood pellets sunflower husk pellets or mixed pellets (rapeseed straw, wood). The field of technology is burners and boilers for burning comminuted biomass and methods for burning comminuted biomass.
Z opisu zgłoszenia patentowego nr WO 97/49951 znany jest palnik którego obudowę komory spalania stanowią co najmniej trzy rury o różnych średnicach, które to rury usytuowane są względem siebie współśrodkowo, gdzie przestrzeń pomiędzy rurą wewnętrzną a rurą środkową stanowi komorę powietrzną, natomiast przestrzeń pomiędzy rurą środkową a rurą zewnętrzną stanowi komorę powietrzną, natomiast dysze nadmuchowe doprowadzające powietrze z komory powietrznej do komory spalania znajdują się na obwodzie obudowy rury środkowej przez otwory wykonane w rurze wewnętrznej. Na ścianie obudowy usytuowany jest króciec układu podawania paliwa, natomiast króciec wylotu spalin usytuowany jest w płaszczu powietrznym będącym elementem układu doprowadzającego powietrze do palnika, na którego wlocie zamocowany jest wentylator. Układ podawania paliwa stanowi przenośnik ślimakowy.From the description of the patent application No. WO 97/49951, a burner is known whose combustion chamber housing consists of at least three tubes of different diameters, which tubes are located concentrically with each other, where the space between the inner tube and the middle tube is an air chamber, and the space between the tube between the middle pipe and the outer pipe constitutes an air chamber, while the blow-in nozzles supplying air from the air chamber to the combustion chamber are located around the circumference of the middle pipe housing through holes made in the inner pipe. On the wall of the housing there is a connector of the fuel supply system, while the connector of the flue gas outlet is located in the air jacket which is an element of the air supply system to the burner, at the inlet of which a fan is mounted. The fuel supply system is a screw conveyor.
W opisie zgłoszenia WO 2008/043920 pokazano natomiast palnik który ma obudowę komory spalania z rur o różnych średnicach, a na ścianie bocznej ma zamontowane drzwi z oknem rewizyjnym.In the description of application WO 2008/043920, however, a burner is shown that has a combustion chamber housing made of pipes of various diameters, and a door with an inspection window is mounted on the side wall.
Znany jest także z dokumentu patentowego EP 1559957 palnik na pelety, który posiada ruszt paleniska zawierający na całej powierzchni otwory, przez które od dołu jest dostarczane powietrze do spalania. Powierzchnia rusztu jest zaokrąglona, a nad nią zamontowany jest zgarniacz, wykonujący okresowo, po powierzchni rusztu ruch wahadłowy, oczyszczając go w ten sposób, z powstałej szlaki, żużla i innych niedopalonych części pelet, zgarniając je do popielnika umieszczonego pod nim.Also known from the patent document EP 1559957 is a pellet burner, which has a grate with openings over its entire surface, through which combustion air is supplied from below. The surface of the grate is rounded, and a scraper is mounted above it, periodically making a pendulum motion on the surface of the grate, thus cleaning it of the resulting slag, slag and other unburnt parts of pellets, scraping them into the ash pan located under it.
Przedmiotem wynalazku ujawnionego opisie PCT/FI2000/000818 jest sposób wspólnego spalania paliwa biologicznego w kotle zaprojektowanym do spalania głównego paliwa kopalnego, takiego jak węgiel, węgiel brunatny lub torf, który to sposób obejmuje etapy najpierw rozdrabniania głównego paliwa do spalania, następnie doprowadzania głównego paliwa za pomocą gazu nośnego do co najmniej jednego palnika i spalania głównego paliwa w komorze spalania kotła. Po rozdrobnieniu głównego paliwa, paliwo biologiczne miesza się ze strumieniem pyłowego paliwa głównego przed doprowadzeniem mieszanki paliwowej do palącego się płomienia, przy czym paliwo biologiczne jest spalane wspólnie z głównym paliwem w tym samym płomieniu. Paliwem biologicznym może być drewno odpadowe, słoma, paliwo oddzielone z odpadów komunalnych lub dostępna biomasa innego rodzaju.The subject matter of the invention disclosed in PCT/FI2000/000818 is a method of co-combustion of biofuel in a boiler designed to burn a major fossil fuel such as coal, lignite or peat, which method comprises the steps of first comminuting the primary fuel for combustion, then feeding the primary fuel through carrier gas to at least one burner and combustion of the main fuel in the combustion chamber of the boiler. After the main fuel is fragmented, the biofuel is mixed with the pulverized main fuel stream before the fuel mixture is fed to the burning flame, the biofuel being co-combusted with the main fuel in the same flame. The biofuel can be waste wood, straw, fuel separated from municipal waste or other available biomass.
Znany jest z opisu patentowego Pat. 211944 palnik kotła energetycznego do spalania rozdrobnionej biomasy przeznaczony wyłącznie do spalania biomasy oraz jako palnik dodatkowy w kotłach węglowych, pyłowych oraz rusztowych, który zawiera palnik wirowy pyłowy, wyposażony w trzy współśrodkowe rury, rurę powietrza wtórnego z łopatkowymi zawirowywaczami oraz rurę pyłomieszanki, w której jest osadzona koncentrycznie rura rdzeniowa; zakończona rozszerzeniem stożkowym.It is known from Pat. 211944 burner of a power boiler for combustion of fragmented biomass, intended exclusively for burning biomass and as an additional burner in coal, pulverized coal and grate boilers, which includes a pulverized dust swirl burner, equipped with three concentric pipes, a secondary air pipe with vane turbulators and a dust-mix pipe in which a concentric core tube; ended with a conical extension.
Znany jest także z opisu zgłoszenia wzoru użytkowego W. 126578 palnik do spalania biomasy, zwłaszcza w postaci zrębków, w piecach i kotłach, który ma obudowę w kształcie prostokątnej rury, zaślepioną z tyłu. Wewnątrz obudowy znajduje się komora spalania, ruszt z otworami i kierownica powietrza, zaś na ściance obudowy jest króciec do podawania paliwa do palnika oraz wlot powietrza do palnika z wentylatora. Palnik charakteryzuje się tym, że wewnątrz jego obudowy wlot powietrza jest połączony z kanałem powietrznym, który rozgałęziony jest na rurki rozprowadzające, znajdujące się po przeciwnych bokach komory spalania palnika, a każda z rurek ma dysze skierowane do środka komory spalania, przy czym jego kierownica powietrza jest z jednego końca zamontowana do górnej ścianki obudowy, a z drugiego zakrzywiona ku dołowi. Na tylnej ściance obudowy powyżej wlotu powietrza znajduje się króciec do podawania paliwa.It is also known from the description of the utility model application W. 126578, a burner for burning biomass, especially in the form of chips, in furnaces and boilers, which has a housing in the shape of a rectangular pipe, blinded at the back. Inside the housing there is a combustion chamber, a grate with holes and an air guide, and on the wall of the housing there is a connector for feeding fuel to the burner and an air inlet to the burner from the fan. The burner is characterized in that, inside its housing, the air inlet is connected to an air duct which branches into distribution tubes located on opposite sides of the burner combustion chamber, each of the tubes having nozzles directed towards the center of the combustion chamber, its air guide it is mounted to the upper wall of the housing at one end and curved downwards at the other. On the rear wall of the housing, above the air inlet, there is a connector for fuel supply.
W opisie zgłoszenia patentowego P.400056 ujawniono palnik do zgazowywania i spalania biomasy, zwłaszcza peletek drewnianych. Wynalazek charakteryzuje się tym, że ma cylindryczną obudowę palnika, wewnątrz której usytuowany jest współosiowo cylindryczny ruszt zgazowywujący. Na obwodzie tego rusztu rozmieszczone są otwory boczne, a od góry do obudowy palnika przylega dysza dopalająca. Ruszt ma kształt dzwonu, odwróconego częścią górną do dołu, która stanowi dno palnika z otworami dolnymi. W dnie umocowany jest słupek napowietrzający z otworami rozmieszczonymi na jego obwodzie. Obudowę stanowi w dolnej części komora powietrzno-czyszcząca, do której od dołu przyłączony jest przewód powietrzny i przewód napowietrzający. W komorze popielnika usytuowana jest zasuwa odpopielająca i szuflada na popiół. Z boku do dyszy dopalającej doprowadzony jest skośnie, poprzez otwór, podajnik ślimakowy.In the description of patent application P.400056, a burner for gasification and combustion of biomass, especially wood pellets, is disclosed. The invention is characterized in that it has a cylindrical burner housing, inside which a cylindrical gasification grate is located coaxially. There are side openings on the perimeter of this grate, and a post-combustion nozzle adjoins the burner housing from above. The grate has the shape of a bell, turned upside down, which is the bottom of the burner with bottom holes. In the bottom there is an aerating post with holes placed around its perimeter. In the lower part, the housing is an air-cleaning chamber, to which an air duct and an aeration duct are connected from the bottom. In the ash pan chamber there is an ash removal valve and an ash drawer. On the side, a screw feeder is led obliquely through the opening to the afterburning nozzle.
W opisie zgłoszenia patentowego P.384856 ujawniono natomiast wirowy palnik pyłowy kotła energetycznego do spalania zmielonej biomasy, który składa się z trzech koncentrycznych rur, dyszy powietrza, dyszy pyłowej i rury rdzeniowej, stanowiących dyszę powietrza wtórnego z zawirowywaczem łopatkowym, dyszę pyłową i dyszę powietrza rdzeniowego z rozdzielaczem stożkowym pyłu, posiadającym na obwodzie płetwy rozbijające. Wynalazek charakteryzuje się tym, że mieszanka pyłowa doprowadzana jest przez wlot ślimakowy, powietrze wtórne doprowadzane jest ze skrzyni powietrza wtórnego korpusu palnika, zawierającej żaluzjowy aparat regulacyjny, natomiast powietrze rdzeniowe wprowadzane jest osiowo kolanem. Rozdzielacz stożkowy pyłu z płetwami rozbijającymi jest przesuwany osiowo za pomocą popychacza, w zależności od wartości opałowej i wielkości rozdrobnienia cząstek pyłu spalanej biomasy. Palnik przymocowany jest do ściany kotła energetycznego za pomocą kołnierza.In the description of the patent application P.384856, a pulverized dust burner of a power boiler for burning ground biomass is disclosed, which consists of three concentric pipes, an air nozzle, a dust nozzle and a core pipe, constituting a secondary air nozzle with a swirl vane, a dust nozzle and a core air nozzle with a conical dust distributor with breaking fins on the circumference. The invention is characterized in that the dust mixture is supplied through the screw inlet, the secondary air is supplied from the secondary air box of the burner body, containing the louvered control apparatus, and the core air is introduced axially by an elbow. The conical dust distributor with breaking fins is moved axially by means of a pusher, depending on the calorific value and the fragmentation size of the dust particles of the combusted biomass. The burner is attached to the wall of the power boiler with a flange.
Znany jest także ze zgłoszenia patentowego P. 399125 palnik do spalania, zwłaszcza biomasy. Wynalazek rozwiązuje zagadnienie konstrukcji palnika do spalania, zwłaszcza biomasy, znajdującego zastosowanie w kotłach centralnego ogrzewania, pracujących na paliwo stałe. Palnik jest wyposażony w głowicę montowaną w drzwiczkach komory spalania, połączoną z korpusem za pomocą montażowego kołnierza. W obudowie głowicy jest umieszczony perforowany ruszt, zaopatrzony od góry w górną termiczną płytę. Wewnątrz korpusu znajduje się ślimakowy podajnik, współpracujący z zespolonym z nim motoreduktorem, zapalarka paliwa oraz wentylator. Perforowany ruszt jest ukształtowany w formie otwartej na obu końcach rynienki, a jego perforowania stanowią nadmuchowe otwory. W ściance głowicy jest wykonany otwór podawczy paliwa oraz wdmuchowe otwory.It is also known from patent application P. 399125 a burner for combustion, especially of biomass. The invention solves the problem of the construction of a burner for combustion, especially biomass, applicable in central heating boilers operating on solid fuel. The burner is equipped with a head mounted in the door of the combustion chamber, connected to the body by means of a mounting flange. A perforated grate is placed in the head housing, provided with an upper thermal plate from above. Inside the body there is a screw feeder cooperating with a motoreducer, a fuel igniter and a fan. The perforated grate is shaped in a form open at both ends of the gutter, and its perforations constitute blowing holes. In the wall of the head there is a fuel feed hole and blow holes.
Istotnym problemem i niedogodnością jest ograniczona możliwość efektywnego i niskoemisyjnego spalania biomasy, zwłaszcza w przypadku zrębki drzewnej o dużej wilgotności. Koszty wstępnego wysuszenia zrębki drzewnej obniżają natomiast ekonomiczną zasadność wykorzystania tego surowca i ograniczają możliwości jego zastosowania jako paliwa w kotłach grzewczych.A significant problem and inconvenience is the limited possibility of effective and low-emission biomass combustion, especially in the case of wood chips with high humidity. The costs of initial drying of wood chips reduce the economic viability of using this raw material and limit the possibilities of its use as fuel in heating boilers.
Rozwiązanie według wynalazku umożliwia efektywne i niskoemisyjne spalanie różnych paliw w postaci biomasy, m.in. zrębki z drewna, mieszany zrębki z trociną, wierzby energetycznej, brykietu z drewna czy peletu.The solution according to the invention enables effective and low-emission combustion of various fuels in the form of biomass, e.g. wood chips, mixed chips with sawdust, energy willow, wood briquettes or pellets.
Istota wynalazku, którym jest palnik do niskoemisyjnego spalania biomasy, zwłaszcza zrębki drzewnej polega na tym, że obudowę komory spalania stanowią co najmniej trzy rury o różnych średnicach, które to rury usytuowane są względem siebie współśrodkowo i wzajemnie połączone są ścianami bocznymi, gdzie przestrzeń pomiędzy rurą wewnętrzną a rurą środkową stanowi komorę powietrzną, natomiast przestrzeń pomiędzy rurą środkową a rurą zewnętrzną stanowi komorę powietrzną, przy czym komora jest połączona z komorą kanałami, natomiast dysze nadmuchowe doprowadzające powietrze z komory do komory spalania rozmieszczone są na obwodzie obudowy i zamocowane są do rury środkowej w taki sposób, że przechodzą przez otwory wykonane w rurze wewnętrznej i przez warstwę betonu żaroodpornego, który to beton żaroodporny pokrywa wewnętrzną powierzchnię rury wewnętrznej, nadto warstwa betonu żaroodpornego pokrywa ściany boczne obudowy, gdzie na jednej ze ścian obudowy usytuowany jest króciec układu podawania paliwa, wyposażony korzystnie w płaszcz wodny, natomiast króciec wylotu spalin, korzystnie mający od wewnętrznej strony powłokę z betonu żaroodpornego, usytuowany jest w płaszczu powietrznym będącym elementem układu doprowadzającego powietrze do palnika, na którego wlocie zamocowany jest wentylator, połączony z kanałem doprowadzającym powietrze, natomiast w dolnej strefie obudowy zamocowane jest ujście popiołu.The essence of the invention, which is a burner for low-emission biomass combustion, especially wood chips, consists in the fact that the housing of the combustion chamber consists of at least three pipes of different diameters, which pipes are located concentrically and are mutually connected by side walls, where the space between the pipe the inner pipe and the central pipe constitutes an air chamber, while the space between the central pipe and the outer pipe constitutes an air chamber, the chamber being connected to the chamber by channels, while the blow-in nozzles supplying air from the chamber to the combustion chamber are located around the perimeter of the housing and are attached to the central pipe in such a way that they pass through openings made in the inner pipe and through a layer of heat-resistant concrete, which heat-resistant concrete covers the inner surface of the inner pipe, moreover, a layer of heat-resistant concrete covers the side walls of the housing, where on one of the walls of the housing there is a connector for the fuel supply system, preferably equipped with a water jacket, while the flue gas outlet stub, preferably with a heat-resistant concrete coating on the inside, is located in an air jacket that is an element of the air supply system to the burner, at the inlet of which a fan is attached, connected to the air supply duct, while in the lower an ash outlet is fixed in the housing zone.
Korzystnym jest gdy dysze nadmuchowe są nachylone względem powierzchni obudowy pod kątem zawierającym się w przedziale od 30° do 70°, korzystnie 45°.It is advantageous when the blowing nozzles are inclined relative to the housing surface at an angle ranging from 30° to 70°, preferably 45°.
Korzystnym także jest, gdy kanały łączące komorę powietrzną z komorą powietrzną mają postać otworów wykonanych w rurze środkowej, rozmieszczonych obwodowo, najkorzystniej w równych odstępach, na krańcowych częściach rury w strefie ścian bocznych.It is also advantageous when the channels connecting the air chamber with the air chamber are in the form of holes made in the central pipe, circumferentially arranged, most preferably at equal intervals, on the end parts of the pipe in the area of the side walls.
Dodatkowo korzystnym jest gdy kanał doprowadzający powietrze do wentylatora usytuowany jest wzdłużnie przy jednej ze ścian bocznych obudowy.Additionally, it is advantageous if the air supply duct to the fan is located longitudinally at one of the side walls of the housing.
Szczególnie korzystnym jest gdy układ podawania paliwa stanowi przenośnik ślimakowy, przy czym średnica wewnętrzna króćca układu podawania paliwa do palnika jest większa od średnicy rury stanowiącej obudowę przenośnika ślimakowego.It is particularly advantageous when the fuel feeding system is a screw conveyor, and the internal diameter of the stub pipe of the fuel feeding system to the burner is larger than the diameter of the pipe constituting the housing of the screw conveyor.
Również korzystnym jest gdy palnik wraz z układem podawania paliwa nachylony jest względem podłoża pod kątem zawierającym się w przedziale od 5° do 15°, najkorzystniej 10°.It is also advantageous when the burner together with the fuel supply system is inclined relative to the ground at an angle ranging from 5° to 15°, most preferably 10°.
Korzystnym także jest gdy na jednej ze ścian bocznych zamontowane są drzwi z płaszczem wodnym, przy czym szczególnie korzystnym jest gdy drzwi od wewnętrznej strony pokryte są warstwą betonu żaroodpornego.It is also advantageous when a door with a water jacket is mounted on one of the side walls, and it is particularly advantageous when the door is covered with a layer of heat-resistant concrete from the inside.
Dodatkowo korzystnym jest gdy w drzwiach znajduje się zamykane okno rewizyjne pokryte od wewnątrz warstwą betonu żaroodpornego.Additionally, it is advantageous if the door has a lockable inspection window covered with a layer of heat-resistant concrete from the inside.
Korzystnym również jest przenośnik ślimakowy układu podawania paliwa wyposażony jest w zasobnik paliwa z mieszadłem przeciwzbrylającym.The screw conveyor of the fuel supply system is also advantageous and is equipped with a fuel tank with an anti-caking mixer.
Także korzystnym jest gdy w strefie ujścia popiołu usytuowany jest odżużlacz, najkorzystniej odżużlacz łańcuchowy, przy czym szczególnie korzystnym jest gdy odżużlacz usytuowany jest w rynnie z wodą.It is also advantageous if a slag remover is located in the ash outlet zone, most preferably a chain slag remover, and it is particularly advantageous if the slag remover is located in a trough with water.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku osiągnięto następujące korzyści techniczno-użytkowe:Thanks to the solution according to the invention, the following technical and operational benefits have been achieved:
• możliwość efektywne i niskoemisyjnego spalania różnych paliw w postaci biomasy, m.in. zrębki z drewna, mieszany zrębki z trociną, wierzby energetycznej, brykietu z drewna czy peletu (np. z drewna, z łuski słonecznika bądź mieszanego: słoma rzepaku, drewno), zwłaszcza w przypadku zrębki drzewnej o dużej wilgotności, bez konieczności jej suszenia, • spełnienie wymogów emisji spalin wyznaczonych przez UE, dzięki korzystnemu bilansu tlenu • możliwość spalania surowca używanego do produkcji peletów, bez konieczności przetwarzania, które obarczone byłoby dodatkowym zapotrzebowaniem na energię cieplną i stanowiłoby źródło dodatkowych emisji, • możliwość wykorzystania lokalnych zasobów zrębki drzewnej występującej w stosunkowo małych ilościach (np. wytwarzanej przy czyszczeniu lasów i przydrożnych rowów), której transport do elektrowni bywa nieopłacalny.• the possibility of effective and low-emission combustion of various fuels in the form of biomass, e.g. wood chips, mixed chips with sawdust, energy willow, wood briquettes or pellets (e.g. wood, sunflower husk or mixed: rapeseed straw, wood), especially in the case of wood chips with high humidity, without the need for drying, • meeting the exhaust emission requirements set by the EU, thanks to a favorable oxygen balance • the possibility of burning the raw material used for the production of pellets, without the need for processing, which would be burdened with additional demand for heat energy and would be a source of additional emissions, • the possibility of using local resources of wood chips present in relatively small quantities (e.g. produced when cleaning forests and roadside ditches), the transport of which to the power plant is sometimes unprofitable.
Palnik według wynalazku, w przykładowym lecz nieograniczającym wykonaniu, przedstawiono na rysunku, gdzie na Fig. 1 pokazano schematycznie budowę palnika z układem doprowadzania powietrza, wylotem spalin i wyciągiem popiołów, natomiast na Fig. 2 przedstawiono układ doprowadzania paliwa.A burner according to the invention, in an exemplary but non-limiting embodiment, is shown in the drawing, where Fig. 1 schematically shows the structure of the burner with an air supply system, flue gas outlet and ash extraction, while Fig. 2 shows a fuel supply system.
Układ palnika według wynalazku składa się z następujących elementów:The burner system according to the invention consists of the following elements:
• komory spalania • zespołu podawania paliwa • układu doprowadzania powietrza • zespołu wyciągu popiołu• combustion chamber • fuel supply unit • air supply system • ash extraction unit
Obudowę 1 komory spalania 2 palnika według wynalazku, w przykładowym wykonaniu, stanowią trzy rury: rura wewnętrzna 3, rura środkowa 4 i rura zewnętrzna 5, gdzie każda z rur ma inną średnicę. Rury 3, 4, 5 usytuowane są względem siebie współśrodkowo i wzajemnie połączone są ścianami bocznymi 6, 7.The housing 1 of the combustion chamber 2 of the burner according to the invention, in an exemplary embodiment, consists of three pipes: an inner pipe 3, a middle pipe 4 and an outer pipe 5, each of the pipes having a different diameter. The pipes 3, 4, 5 are located concentrically with respect to each other and are mutually connected by side walls 6, 7.
Przestrzeń powstała pomiędzy rurą wewnętrzną 3 a rurą środkową 4 stanowi komorę powietrzną 8, natomiast przestrzeń znajdującą się pomiędzy rurą środkową 4 a rurą zewnętrzną 5 stanowi komorę powietrzną 9. Komora 8 jest połączona z komorą 9 kanałami 10, które to kanały 10 mają postać otworów wykonanych w rurze środkowej 4. Otwory te usytuowane są krańcowych częściach rury środkowej 4, przy ścianach bocznych 6, 7. Kanały 10 rozmieszczone są w równych odstępach na całym obwodzie rury środkowej 4.The space formed between the inner tube 3 and the middle tube 4 constitutes the air chamber 8, while the space between the inner tube 4 and the outer tube 5 constitutes the air chamber 9. The chamber 8 is connected to the chamber 9 by channels 10, which channels 10 have the form of holes made in the middle tube 4. These openings are located at the end portions of the middle tube 4, at the side walls 6, 7. The channels 10 are evenly spaced around the entire circumference of the middle tube 4.
Dysze nadmuchowe 11 doprowadzające powietrze z komory powietrznej 9 do komory spalania 2 rozmieszczone są na obwodzie obudowy 1 i zamocowane są do rury środkowej 4 w taki sposób, że przechodzą przez otwory wykonane w rurze wewnętrznej 3 i przez warstwę betonu żaroodpornego 12. W przykładowym wykonaniu dysze nadmuchowe 11 są nachylone względem powierzchni obudowy 1 pod kątem 45°.Blow nozzles 11 supplying air from the air chamber 9 to the combustion chamber 2 are located around the circumference of the housing 1 and are attached to the central pipe 4 in such a way that they pass through the holes made in the inner pipe 3 and through the layer of heat-resistant concrete 12. In the exemplary embodiment, the nozzles The blower tubes 11 are inclined relative to the surface of the housing 1 at an angle of 45°.
Wewnętrzna powierzchnia rury wewnętrznej 3 pokryta jest betonem żaroodpornym, którym pokryte są również ściany boczne 6, 7 obudowy 1.The inner surface of the inner pipe 3 is covered with heat-resistant concrete, with which the side walls 6, 7 of the casing 1 are also covered.
Na jednej ze ścian obudowy 1 usytuowany jest króciec 15 układu podawania paliwa, który to króciec 15 usytuowany jest w płaszczu wodnym. Układ podawania paliwa stanowi przenośnik ślimakowy, przy czym średnica wewnętrzna króćca 15 układu podawania paliwa do palnika jest większa od średnicy rury 20 stanowiącej obudowę przenośnika ślimakowego. Przenośnik ślimakowy układu podawania paliwa wyposażony jest w zasobnik 27 paliwa z mieszadłem przeciwzbrylającym 28. Palnik według wynalazku montuje się w taki sposób, aby uzyskać korzystnie 5% spadek w kierunku drzwi palnika, który gwarantuje przesuwanie się opału i spadek popiołu przez otwór zrzutu do odżużlacza 26. W układzie zamontowano odżużlacz 26 w postaci odżużlacza łańcuchowego, który usytuowany jest w strefie ujścia popiołu 25 i znajduje się w rynnie 29 z wodą.On one of the walls of the housing 1 there is a connector 15 of the fuel supply system, which connector 15 is located in a water jacket. The fuel supply system is a screw conveyor, while the internal diameter of the stub pipe 15 of the fuel supply system to the burner is larger than the diameter of the pipe 20 constituting the housing of the screw conveyor. The screw conveyor of the fuel feeding system is equipped with a fuel tank 27 with an anti-caking agitator 28. The burner according to the invention is installed in such a way as to obtain a 5% slope towards the burner door, which guarantees that the fuel moves and the ash falls through the discharge opening to the deslagger 26 The system includes a deslagger 26 in the form of a chain deslagger, which is located in the ash outlet zone 25 and is located in the trough 29 with water.
Króciec 16 wylotu spalin usytuowany jest natomiast w płaszczu powietrznym który połączony jest z układem doprowadzającym powietrze do palnika, na którego wlocie zamocowany jest wentylator 18, do którego powietrze doprowadzane jest kanałem 19 usytuowanym wzdłuż jednej ze ścian bocznych 6 obudowy 1. Króciec 16 wylotu spalin od wewnętrznej strony posiada powłokę 17 z betonu żaroodpornego.The flue gas outlet connector 16 is located in an air jacket which is connected to the air supply system to the burner, at the inlet of which a fan 18 is mounted, to which air is supplied through a channel 19 located along one of the side walls 6 of the housing 1. The flue gas outlet connector 16 from has a coating 17 of refractory concrete on the inside.
W przykładowym wykonaniu na ścianie bocznej 7 zamontowane są drzwi 21 z płaszczem wodnym 22, które od wewnętrznej strony pokryte są warstwą betonu żaroodpornego 13. W drzwiach 21 znajduje się zamykane okno rewizyjne 23, którego wewnętrzna część pokryta jest warstwą 24 betonu żaroodpornego.In an exemplary embodiment, a door 21 with a water jacket 22 is mounted on the side wall 7, which is covered with a layer of refractory concrete 13 on the inside. In the door 21 there is a closed inspection window 23, the inner part of which is covered with a layer 24 of refractory concrete.
W przykładowym wykonaniu paliwo w postaci zrębki drzewnej transportowane jest do komory spalania 2 z zasobnika 27, w którym to zasobniku zamontowane jest mieszadło 28 mające postać 8-ramiennego krzyżaka, zapobiegającego zbrylaniu i blokowaniu się paliwa. Paliwo transportowane jest żmijką ślimakową 31 z grubym zwojem, która zamocowana jest w stalowej rurze 20. Zwiększona średnica rury transportowej 20 w strefie króćca 15 układu podawania paliwa do komory spalania 2, który to króciec 15 dodatkowo wyposażony jest w płaszcz wodny, zabezpiecza układ przed nadmiernym nagrzewaniem się rury i przegrzaniem końcówki żmijki ślimakowej 31. Płaszcz wodny umożliwia chłodzenie paliwa na wlocie do komory spalania 2 zapobiega dodatkowo odparowywaniu wilgoci z opału, która mogłaby powodować zwiększanie się objętości paliwa a w konsekwencji zbrylanie i zablokowanie opału przy wylocie z rury 20 do komory spalania 2. Wejście paliwa do komory spalania umiejscowione jest w dolnej części obudowy 1, co umożliwia samobieżne przesuwanie się w kierunku otworu zrzutu popiołu pod naporem podawanego paliwa.In the exemplary embodiment, the fuel in the form of wood chips is transported to the combustion chamber 2 from the container 27, in which the mixer 28 is installed in the form of an 8-arm cross, preventing lumping and blocking of the fuel. The fuel is transported by a worm screw 31 with a thick coil, which is fixed in a steel pipe 20. The increased diameter of the transport pipe 20 in the area of the connector 15 of the fuel supply system to the combustion chamber 2, which connector 15 is additionally equipped with a water jacket, protects the system against excessive heating of the pipe and overheating of the tip of the auger screw 31. The water jacket allows cooling of the fuel at the inlet to the combustion chamber 2, additionally prevents the evaporation of moisture from the fuel, which could cause the fuel to increase in volume and, as a consequence, caking and blocking the fuel at the outlet from the pipe 20 to the combustion chamber 2 The fuel entrance to the combustion chamber is located in the lower part of the housing 1, which enables self-propelled movement towards the ash discharge opening under the pressure of the fuel supplied.
Palnik wmontowuje się króćcem 16 wylotu spalin do płomienicy kotła w taki sposób, aby uzyskać 5% spadek w kierunku drzwi 21 palnika, co umożliwia samoczynne przesuwanie się paliwa i spadek popiołu przez otwór zrzutu do odżużlacza 26.The burner is mounted with the flue gas outlet stub pipe 16 to the boiler flame tube in such a way as to obtain a 5% slope towards the burner door 21, which enables the fuel to move automatically and the ash to fall through the discharge opening to the deslagger 26.
Wentylator 18 pobiera zimne powietrze, którego wlot znajduje się na końcu kanału 19 zamocowanego wzdłużnie przy ścianie bocznej 6, dzięki czemu ściana 6 schładza się a wstępnie ogrzewane powietrze dalej ogrzewa się w płaszczu powietrznym otaczającym króciec 16 wylotu spalin, po czym powietrze wdmuchiwane jest wstępnie do komory powietrznej 8, która znajduje się w przestrzeni pomiędzy rurą wewnętrzną 3 a rurą środkową 4, a następnie poprzez kanały 10 powietrze przedostaje się do komory powietrznej 9, znajdującej się pomiędzy rurą środkową 4 a rurą zewnętrzną 5. Dalej powietrze z komory powietrznej 9 wdmuchiwane jest do komory spalania 2 przez układ dysz nadmuchowych 11.The fan 18 takes in cold air, the inlet of which is located at the end of the duct 19 mounted longitudinally at the side wall 6, thanks to which the wall 6 cools down and the pre-heated air is further heated in the air jacket surrounding the flue outlet stub 16, after which the air is initially blown into the air chamber 8, which is located in the space between the inner pipe 3 and the middle pipe 4, and then through the ducts 10, the air enters the air chamber 9, located between the middle pipe 4 and the outer pipe 5. Next, the air from the air chamber 9 is blown into the combustion chamber 2 through the system of blow nozzles 11.
Istotne przy tym jest chłodzenie króćca 16 wylotu spalin, które odbywa się sprężonym powietrzem chłodzącym pobieranym z zewnątrz palnika (lekko ogrzanym przez ścianę 6) wdmuchiwanym przez lej. Powietrze wprowadzane do komory spalania jest bowiem na każdym etapie ogrzewane, bowiem w komorze powietrznej 8 nagrzewa się od warstwy 12 żaroodpornego, którym wyłożona jest wewnętrzna powierzchnia rury wewnętrznej 3 - powietrze w komorze 8 nagrzewa się do temperatury zawierającej się w przedziale 140°C - 180°C.What is important here is the cooling of the exhaust stub pipe 16, which is carried out with compressed cooling air taken from the outside of the burner (slightly heated through the wall 6) and blown through the funnel. The air introduced into the combustion chamber is heated at each stage, because in the air chamber 8 it heats up from the heat-resistant layer 12, which is lined with the inner surface of the inner pipe 3 - the air in the chamber 8 heats up to a temperature in the range of 140°C - 180°C. °C.
Dalej ogrzane powietrze dyszami 11 wdmuchiwane jest po odpowiednim kątem, korzystnie 45° do komory spalania 2 wywołując ruch wirowy. W takich warunkach temperatura spalania biomasy dochodzi do 1100°C, paliwo transportowane do komory spalania 2 ulega szybkiemu wysuszeniu i odgazowaniu.Further heated air is blown through nozzles 11 at an appropriate angle, preferably 45°, into the combustion chamber 2, causing a swirling motion. Under such conditions, the biomass combustion temperature reaches 1100°C, the fuel transported to the combustion chamber 2 is quickly dried and degassed.
Kanały 10 łączące komorę powietrzną 8 z komorą powietrzną 9 umożliwiają utrzymanie równomiernej temperatury i zabezpieczenie przed przegrzaniem rury wewnętrznej 3 z betonem żaroodpornym 12. Kanały przejściowe 10 mające postać otworów w rurze środkowej 4, których średnica zależna jest od mocy palnika, rozmieszczone są równomiernie po całym obwodzie rury środkowej 4, w równych odstępach i usytuowane są przy drzwiach i ścianie tylnej palnika.Channels 10 connecting the air chamber 8 with the air chamber 9 enable to maintain an even temperature and protect the inner pipe 3 with heat-resistant concrete 12 against overheating. around the circumference of the central pipe 4, at equal intervals, and are located at the door and rear wall of the burner.
Kierunek ruchu wirowego jest zależny od prawostronnego lub lewostronnego zamontowania króćca 16 układu wylotu spalin. W przypadku gdy króciec 16 wylotu spalin zamontowany jest z prawej strony obudowy 1 - wir w komorze spalania ma kierunek prawostronny, natomiast w przypadku gdy króciec 16 wylotu spalin zamontowany jest po lewej stronie obudowy 1, wir po wietrza w komorze spalania 2 ma kierunek lewostronny. W układzie zastosowany jest wentylator 18 o małej wydajności i dużym sprężu powietrza, przekraczającym 1000 Pa.The direction of the swirling motion depends on the right-hand or left-hand mounting of the stub pipe 16 of the flue gas outlet system. If the flue gas outlet connector 16 is mounted on the right side of the housing 1 - the swirl in the combustion chamber has a right-hand direction, while when the flue gas outlet connector 16 is mounted on the left side of the housing 1, the air vortex in the combustion chamber 2 has a left-hand direction. The system uses a fan 18 with low efficiency and high air pressure, exceeding 1000 Pa.
Komora spalania 2 palnika wypełniona jest paliwem na poziomie od % do % wysokości komory. Jeśli króciec 16 wylotu spalin zamontowany jest z prawej strony wir w prawo powoduje, że wdmuchiwane powietrze ma do pokonania „dłuższą drogę”, dzięki czemu wszystkie części lotne paliwa ulegają całkowitemu spaleniu, a pyły nie są emitowane - w takim przypadku sprawność palnika jest większa. W przypadku króćca z lewej strony spalanie przebiega analogicznie.The combustion chamber 2 of the burner is filled with fuel at the level from % to % of the height of the chamber. If the flue gas outlet stub 16 is mounted on the right side, the swirl to the right causes the blown air to travel a "longer way", thanks to which all volatile parts of the fuel are completely burned and dust is not emitted - in this case the efficiency of the burner is higher. In the case of the connector on the left side, the combustion process is analogous.
Sterowanie zestawu kotła wyposażonego w palnik według wynalazku odbywa się za pomocą regulatora wyposażonego w czujnik, umożliwiający zmianę współczynnika ilości powietrza λ (lambda), który zamontowany jest na wyjściu spalin za kotłem. Zakres regulacji obejmuje nastawę mocy kotła lub temperatury bądź ciśnienia pary i czas wyciągu popiołu. Na podstawie pomiaru ilości tlenu O 2 i dwutlenku węgla CO2 współczynnik ilości powietrza utrzymuje się na poziomie od 1,2 do 1,46 λ. Regulator analizuje dane z czujnika i dobiera odpowiednią ilość powietrza do procesu spalania oraz tempo podawania paliwa za pomocą przemiennika częstotliwości.The boiler set equipped with a burner according to the invention is controlled by a regulator equipped with a sensor enabling the change of the air quantity coefficient λ (lambda), which is installed at the flue gas outlet downstream of the boiler. The adjustment range includes the setting of the boiler power or temperature or steam pressure and the time of ash extraction. Based on the measurement of the amount of oxygen O 2 and carbon dioxide CO 2, the air amount ratio is maintained at the level of 1.2 to 1.46 λ. The regulator analyzes the data from the sensor and selects the appropriate amount of air for the combustion process and the rate of fuel supply using a frequency converter.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432065A PL242699B1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Burner for low-emission combustion of shredded biomass, in particular wood chips |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432065A PL242699B1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Burner for low-emission combustion of shredded biomass, in particular wood chips |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432065A1 PL432065A1 (en) | 2021-06-14 |
| PL242699B1 true PL242699B1 (en) | 2023-04-11 |
Family
ID=76321249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432065A PL242699B1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Burner for low-emission combustion of shredded biomass, in particular wood chips |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242699B1 (en) |
-
2019
- 2019-12-03 PL PL432065A patent/PL242699B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432065A1 (en) | 2021-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4253409A (en) | Coal burning arrangement | |
| EP0977965B1 (en) | Solid fuel burner for a heating apparatus | |
| JP6592304B2 (en) | Biomass utilization method and apparatus | |
| JP2007298225A (en) | Gasification combustion apparatus | |
| JP2008064370A (en) | Woody pellet burning steam boiler | |
| WO2006117579A1 (en) | Method and apparatus for gasifying and burning pellets made from herbaceous plants | |
| JP2010261707A (en) | Biomass center air jet burner | |
| JPS62169906A (en) | Combustion apparatus and burning method | |
| US20130291771A1 (en) | Method and system for delivering heat through gasification of biomass | |
| PL242699B1 (en) | Burner for low-emission combustion of shredded biomass, in particular wood chips | |
| RU2419050C1 (en) | Heat generator operating on straw | |
| EP3850271B1 (en) | A reactor capable of carbonized drying and burning volatile gases together with toxic gases | |
| JP2007010210A (en) | Incineration equipment | |
| KR102141300B1 (en) | Cogeneration system using solid fuel | |
| RU188334U1 (en) | Gasification burner | |
| KR101283569B1 (en) | Swirling flow combustion equipment of a combustor using biomass and waste fuel capable of reducing heating costs by completely combusting fuel. | |
| KR20100132810A (en) | A boiler using sawdust | |
| KR20220071494A (en) | Combustion Apparatus for Solid Fuel | |
| RU2375637C1 (en) | Device for burning mixture of carbon-containing materials and droppings | |
| RU2320921C1 (en) | Method of discrete combustion of biomass and producing fuel gas for boiler equipment | |
| PL213915B1 (en) | Method and installation for energy recycling from meat and bone meal | |
| RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace | |
| RU200764U1 (en) | FULL GASIFICATION BURNER | |
| RU2772092C1 (en) | Boiler for burning coal, crushed municipal waste and method of its operation | |
| RU2275552C2 (en) | Device for burning solid fuel |