SE454384B

SE454384B - Inclined combustion front of bio-fuel burner

Info

Publication number: SE454384B
Application number: SE8305409A
Authority: SE
Inventors: Nils-Gunnar Norman; Hans-Olof Sell; Hakan Thunstrom
Original assignee: Norman Nils Gunnar; Sell Hans Olof; Hakan Thunstrom
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1983-10-03
Publication date: 1988-04-25
Also published as: SE8305409D0; SE8305409L

Abstract

No further information available at time of publication.

Description

454 384 10 15 20 25 30 35 2 utrymme, ej särskilt markerat i figuren. 454 384 10 15 20 25 30 35 2 space, not particularly marked in the figure.

Blästerlådan har genom sin lutning, i stort sett 30° mot ett vertikalplan ett i huvudsak konstant avstånd till bränslemassans front, där förbränningen till största delen sker. De inritade blästerluftmunstyckena 15, l6 och l7 motsvaras i verkligheten av ett större antal, dock ej så många att luftströmmen mot bränslet blir laminär.Due to its inclination, approximately 30 ° to a vertical plane, the blast box has a substantially constant distance to the front of the fuel mass, where the combustion takes place for the most part. The blown air nozzles 15, 16 and 17 correspond in reality to a larger number, but not so many that the air flow to the fuel becomes laminar.

Istället åstadkommas ett flertal härdar där förbränningen blir intensiv och således kan bli fullständig. Eventuell slaggbildning genom smältning av aska sker därvid i form av mindre stycken som kan glida ut utan fasthakning i varandra. Under bränslets långsamma rörelse mot blästerlådan kommer punkter- na för blästerstrålarna att gradvis träffa nya bränslepartier, varigenom slutligen allt bränsle nåtts av blästerluften.Instead, a number of hearths are provided where the combustion becomes intense and thus can be complete. Any slag formation by melting ash then takes place in the form of smaller pieces that can slide out without getting stuck in each other. During the slow movement of the fuel towards the blast box, the points for the blast jets will gradually hit new fuel portions, whereby finally all the fuel is reached by the blast air.

De uppåtstigande rökgaserna kan innehålla ofullständigt förbrända delar.The rising flue gases may contain incompletely burned parts.

Dessa träffas av luft från munstycksraderna 19 och 20. Särskilda munstycken i rad 21 blåser luft över bränslet i nära vågrätt plan, varvid från bränslet avgående gaser uppfångas och blandas med flammor från bränslefronten. Slutligen blandas dessa med uppåtstigande gasmassor och luftströmmen från munstycksraderna 19 och 20, vilken här närmast har karaktären av sekundärluft.These are hit by air from the rows of nozzles 19 and 20. Special nozzles in row 21 blow air over the fuel in a near horizontal plane, whereby gases emanating from the fuel are captured and mixed with flames from the fuel front. Finally, these are mixed with ascending gas masses and the air flow from the nozzle rows 19 and 20, which here has the character of secondary air.

Denna sekundärluft har högre temperatur än övrig blästerluft, eftersom den via sidokanalerna gående luften av mellanväggen 23 resp. 24 delas i en undre och en övre del. Den senare värms till högre temperatur, eftersom sidokanalernas övre delar värms av förbränningen, som når sin högsta temperatur ovanför retorten. Den övre delen av retortens väggar uppvärms således under drift med gynnsam effekt för förbränningsresultatet.This secondary air has a higher temperature than other blasting air, since the air passing through the side ducts of the partition wall 23 resp. 24 is divided into a lower and an upper part. The latter is heated to a higher temperature, since the upper parts of the side channels are heated by the combustion, which reaches its highest temperature above the retort. The upper part of the walls of the retort is thus heated during operation with a favorable effect for the combustion result.

Då eldningen stoppas kan denna uppvärmning medföra att bränsle avgasas genom kontakten med retortens väggar och botten. Gaserna som avgår blir då mycket ofullständigt förbrända. Trots detta kan man få en oönskad temperatur- höjning som kan störa en i övrigt fungerande kontrollautomatik. l syfte att reducera värmetransporten under stillestånd har retortens botten en infodring 22 av isolerande material.When the heating is stopped, this heating can cause fuel to be degassed through the contact with the walls and bottom of the retort. The gases that are emitted are then burned very incompletely. Despite this, you can get an unwanted temperature rise that can interfere with an otherwise functioning control automation. In order to reduce the heat transport during downtime, the bottom of the retort has a lining 22 of insulating material.

Blästerlådan representerar den mest utsatta delen av retorten, då strålningsvärme från bränslefronten hela tiden under drift träffar lådans inre och övre ytor. Dessa ytor kan vara utförda med speciell beläggning, t.ex. keramisk sådan, varigenom skalning motverkas. Då blästerlådan har många hål för luftutlopp erhålls en väl fördelad inre kylning och samtidigt en luftuppvärmning under drift. Sedan eldning stoppats kan luft cirkulera utanför blästerlådan, såväl utanför retorten som inuti denna, inkommande genom öppningen 7.The blast box represents the most exposed part of the retort, as radiant heat from the fuel front constantly hits the inner and upper surfaces of the box during operation. These surfaces can be made with a special coating, e.g. ceramic ones, thereby counteracting scaling. As the blast box has many holes for air outlet, a well-distributed internal cooling is obtained and at the same time an air heating during operation. After firing has stopped, air can circulate outside the blast box, both outside the retort and inside it, entering through the opening 7.

Konstruktionen medför även fördelar vid eventuellt nödvändigt utbyte av blästerlådan efter längre tids drift. Den skadade blästerlådan avskiljs från k' l0 15 20 25 30 35 454 384 3 - -. sidokanalerna 3 respektive 4 genom raka sågsnitt eller kapskiva eller annan teknik, varpå den nya blästerlådan lätt kan svetsas in, då alla anslutningsfogar är lätt åtkomliga.The construction also brings advantages in the event of a necessary replacement of the blast box after prolonged operation. The damaged blast box is separated from k 'l0 15 20 25 30 35 454 384 3 - -. the side channels 3 and 4, respectively, by straight saw cuts or cutting discs or other technology, whereupon the new blast box can be easily welded in, as all connection joints are easily accessible.

De i blästerlådan mynnande kanalerna för luft kan på nytt löpa samman i blästerlådan, helt enkelt genom att mellanväggarna 23 och 24 slutar nära inloppet i denna. Den hetaste luften ligger från början högst upp. Blästerluften kommer att fördelas med samma tryck till alla öppningar, då blästerlådan ej har någon mellanvägg.The ducts for air opening into the blast box can again converge in the blast box, simply by the partitions 23 and 24 ending close to the inlet therein. The hottest air is at the top from the beginning. The blast air will be distributed with the same pressure to all openings, as the blast box has no partition.

Den av matarskruven ll frammatade bränslemassan 18 uppvisar en i viss mån heterogen packningsgrad. Detta beror på att packningen bakom varje skruvgänga är lösare än framför och vidare att skruvens axel åstadkommer ett tomrum i flödet efter skruven. En homogenisering av packningen erhålls genom flera samverkande drag i utformningen av retorten. De svagt vidgande väggarna ger möjlighet till omlagring utan större friktion mot väggarna. Genom att skruven slutar på visst avstånd från förbränningsfronten hinner olikformigheter härrörande från själva skruven att utjämnas. Slutligen styrs formen hos den frammatade bränslemassan av dämluckan 26. Denna är med hjälp av i retortlådan fastsatta lister 27 och 28 förankrad i längdled, men kan röra sig fritt i höjdled för att med sin vikt 'och form åstadkomma en jämn packning i bränslemassan och en avjämning av massans överkant.The fuel mass 18 fed by the feed screw 11 has a somewhat heterogeneous degree of packing. This is because the gasket behind each screw thread is looser than in front and further because the shaft of the screw creates a void in the flow after the screw. A homogenization of the gasket is obtained by several cooperating features in the design of the retort. The slightly widening walls provide the opportunity for rearrangement without greater friction against the walls. Because the screw ends at a certain distance from the combustion front, non-conformities arising from the screw itself have time to equalize. Finally, the shape of the fed fuel mass is controlled by the dam cover 26. This is anchored longitudinally by means of strips 27 and 28 fixed in the retort box, but can move freely in height to achieve an even packing in the fuel mass with a weight and shape. leveling of the upper edge of the mass.

Då, som förut nämnts, avståndet från skruven till förbränningsfronten är av viss storlek åstadkommes att bränslets överkant pressas uppåt i viss utsträckning. I detta parti sker också torkning och avgasning. De brännbara gaserna blandas med flammor och blästerluft och förbränns.When, as previously mentioned, the distance from the screw to the combustion front is of a certain size, it is achieved that the upper edge of the fuel is pressed upwards to a certain extent. In this batch, drying and degassing also take place. The combustible gases are mixed with flames and blast air and burned.

Genom sin form skulle dämluckan 26 kunna utgöra en mer eller mindre effektiv gasklocka för brännbara gaser, som eventuellt avgått i partiet under luckan. För att släppa ut sådana har luckan i sin högst belägna del åtminstone en öppning 29, varigenom sådana gaser kan avgå.Due to its shape, the dam door 26 could constitute a more or less efficient gas bell for combustible gases, which may have escaped in the portion under the door. To release such, the hatch in its highest part has at least one opening 29, through which such gases can escape.

Den beskrivna brännaren har visat sig lösa flera problem kring eldning av biobränslen. Särskilt är detta fallet för anläggningar som måste arbeta intermittent under stor del av året. Då eldning stoppas, kommer det som nyss var förbränningsfronten att snabbt täckas av ett asklager, som isolerar och begränsar fortsatt förbränning till ett vidmakthâllande av en glödbädd. mycket sakta in i bränslemassan och täcks således av ett allt tjockare asklager, Denna rör sig vilket efter längre tid kan medföra att glöden slocknar. Då eldningen efter normalt uppehåll återstartas, trycks bränslemassan långsamt framåt, varvid blästerluft blåser undan lös aska och driver upp förbränningen till full effekt igen. Slaggkakor som eventuellt bildats glider ner genom öppningen 7, likaså askan. Genom riktningen hos blästerlådans munstycken kommer strålen från varje l0 15 454 384 .f l; munstycke att i tur och ordning träffa nya delar av bränslemassan som matas fram. Förbränningen sker över hela bränslefronten och tillräckligt djupt in i denna för att hinna med en fullständig förbränning också av kolet.The burner described has been shown to solve several problems with the burning of biofuels. This is especially the case for facilities that have to work intermittently for much of the year. When firing is stopped, what was just the combustion front will be quickly covered by a layer of ash, which insulates and limits continued combustion to the maintenance of an incandescent bed. very slowly into the fuel mass and is thus covered by an increasingly thick layer of ash. This moves, which after a long time can cause the embers to go out. When the fire is restarted after a normal break, the fuel mass is slowly pushed forward, whereby blowing air blows away loose ash and drives up the combustion to full effect again. Slag cakes that may have formed slide down through the opening 7, as does the ash. Through the direction of the blast box nozzles, the jet comes from each 10 15 454 384 .f l; nozzle to in turn hit new parts of the fuel mass that are fed. The combustion takes place over the entire fuel front and deep enough into it to have time for a complete combustion of the coal as well.

Det faktum att bränslet matas mot blästerlådan medför att en inom vissa gränser automatisk anpassning av förbränningen sker. Om förbränningen sker långsamt kommer bränslefronten att röra sig närmare mot blästerlâdan, varvid blästerverkan genom närheten till blästerlådan blir intensivare.The fact that the fuel is fed to the blast box means that within certain limits an automatic adjustment of the combustion takes place. If the combustion takes place slowly, the fuel front will move closer to the blast box, whereby the blasting effect through the proximity to the blast box becomes more intense.

En justering av blästerlufttilltörsel eller bränslematning till vad som är lämpligt för aktuell panna låter sig också lätt göras, då man genom brännarens form har möjlighet att från pannans inspektionslucka observera alla viktiga ytor då brännaren är i drift.An adjustment of blast air supply or fuel supply to what is suitable for the boiler in question can also be easily done, as the shape of the burner has the possibility to observe from the boiler inspection hatch all important surfaces when the burner is in operation.

Uppfinningen är ej begränsad till här visat utförande. Blästerlâdan kan ha något annorlunda lutning, delvis välvda ytor, annan fastsättning, annorlunda placerade blästermunstycken, färre eller flera sådana etc. Ett flertal ytterligare varianter av uppfinningens tanke är möjliga, alla inom ramen för följande patentkravß IJThe invention is not limited to the embodiment shown here. The blast drawer may have a slightly different inclination, partially curved surfaces, different fastening, differently placed blast nozzles, fewer or more such, etc. A number of further variants of the invention are possible, all within the scope of the following claims

Claims

10 15 20 25 30 35 454 384 5 f V; PATENT REQUIREMENTS

Device for the combustion of relatively finely divided fuels, such as decomposed briquettes, comprising a combustion chamber with at least one upper discharge opening (8) and at least one lower opening (7) for discharging combusted material, a plurality of openings for supplying combustion air and means for supplying fuel to the combustion chamber, characterized in that the fuel supply means comprises supply means (11) arranged to successively feed the fuel substantially horizontally towards air openings arranged in the distal end of the combustion chamber, the air openings comprising first blast air openings (15, 16, 17) arranged to blow combustion air substantially against the fuel air and the second mass of fuel. (19, 20, 21) for blowing combustion air substantially over the surface of the fuel mass (18), said first blast hole openings being arranged at at least two levels in a plane inclined to the direction of fuel supply, so that the upper openings (16, 17 ) is closer to the feed end of the fuel than the lower openings (15).

Device according to claim 1, characterized in that the side walls (3, 4) of the combustion chamber widen from the fuel inlet end towards its distal end to allow loosening of the fed fuel mass (18).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the combustion air supplied to said second blast air openings (19, 20, 21) has a higher temperature than the combustion air supplied to said first blast air openings (15, 16, 17).

Device according to any one of claims 1-3, characterized in that said lower discharge opening (7) for combusted material is arranged in connection with or near the lower part of said air opening provided surface.

5. Device according to any one of claims 1-1, characterized in that the combustion air supplied through said blast air openings (15, 16, 17; 19, 20, 21) is arranged to be preheated by heat exchange against at least one of the walls of the combustion chamber.

Device according to any one of claims 1-5, characterized in that said blast air openings are arranged in a blast box (5), which forms the distal end wall of the combustion chamber. 10 454 384

Device according to claim 6, characterized in that the blasting box (5) is arranged to be separable from the rest of the device by means of a cutting section in a plane for replacement with a new blasting box.

Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a vertically movable dam door (26) is arranged in the front part of the combustion chamber.

9. Device according to any one of claims 1-8, characterized in that the bottom part of the combustion chamber comprises a layer of heat-insulating material.