SE517399C2 - Förfarande vid automatiserad eldning med fastbränsle - Google Patents

Description

25 30 35 517 399 2 P1533 oljebrännare, är att bränslets kvalitet kan variera avsevärt mellan olika leveranser, samt ibland äveni en och samma leverans. Fastbränslet varierar ofta i volymvikt, densitet och storlek mellan olika sändningar, men ibland även i en och samma sändning. Således försvåras optimering av förbränningsverkningsgraden för fastbränslebrännare av en ständigt varierande volymvikt hos bränslet. Ur verkningsgradsynvinkel önskar man att så gott som allt syre som tillförts förbränningskammaren förbrukats efter helt avslutad förbränning, dvs. i rökgaserna som lämnar via en rökgasledning. Emellertid förhåller det sig så att om en otillräcklig mängd syre tillförs förbränningskammaren, kommer oför- brända pyrolysgaser att produceras, vilket innebär explosionsrisk. Således måste man i praktiken alltid tillse att en viss mängd oförbrukat syre återståri rökgasema för att eliminera explosionsrisk.

Det har i samband med fastbränslebrännare visat sig att tillsynspersonal, för att vara på den säkra sidan, ofta ställer ned bränslet, så att variation i bränslekvaliteten aldrig kan orsaka mättnad. Istället accepteras ett högre lufiöverskott och därmed en lägre verk- ningsgrad. Anledningen till att så är fallet beror alltså främst på den ständigt varierande volymvikten hos fastbränslet, i kombination med svårigheter att på ett säkert sätt kunna optimera verkningsgraden. Svårigheten med optimeringen beror bland annat på lång fördröjningstid mellan förbränning och möjlighet att kunna konstatera förändring av halterna i rökgasema, dvs. det tar lång tid från det att ett nytt bränsle börjat förbrännas tills rökgasema från detta nya bränsle kan mätas och analyseras.

Försök, som hittills gjorts för att automatiskt reglera verkningsgraden, har alltid byggt på att man förändrar lufttillförseln. Vid förändring av lufttillförseln förändras dock även andra variabler som är avgörande för hur förbränningen sker och därmed vilken restsyrehalt som erhålls i förbränningsgaserna. Det finns många olika försök gjorda i denna riktning men av olika skäl finns hitintills ingen lösning på problematiken som kan anses vara tillfredsställande.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFïNNlNGEN Ändamålet med uppfinningen är att lösa ovannämnda problem, vilket åstadkommes med ett förfarande av det i ingressen angivna slaget, som kännetecknas av att doseringsmotom arbetar intermittent och levererar bränslet i satser till brännaren och att, om mätsignalen från mätanordningen avseende innehållet i rökgaserna ligger utom ett börvärde, styrenheten påverkar drivningstiden av doseringsmotom i beroende av värdet på mätsignalen, så att drivningstiden antingen ökas eller minskas för att styra in 10 15 20 25 30 35 517 399 3 P1533 rökgasinnehållet mot önskat börvärde, så att en optimal halt av den av mätanordningen uppmätta gasen upprätthålls i rökgasledningen.

Tack vare detta totala nytänkande, att optimera förbränningsrealctionen genom att reglera bränslemängden som en funktion av restsyrevärdet i rökgasema, samtidigt som man i motsats till konventionell optimeringsteknik håller lufitillförseln konstant, vinner man många oväntade fördelar och kan på ett tryggt vis säkerställa att eldningsanord- ningen arbetar vid toppeffekt samtidigt som explosionsrisken kan elimineras.

Enligt ytterligare aspekter på uppfinningen gäller att - förbränningslufttillförseln hålls väsentligen konstant under tiden reglering av rökgas- innehållet genomförs, varvid företrädesvis lufitillförseln anordnas med hjälp av en fläkt som drivs av en motor, vars varvtal hålls på konstant nivå under närrmda reglering av rökgasinnehållet, - doseringsmotom arbetar intermittent och levererar bränslet i satser till brärmaren och att, om mätsignalen från mätanordningen avseende innehållet i rökgasema ligger utom ett börvärde, styrenheten påverkar drivningstiden av doseringsmotom i beroende av värdet på mätsignalen, så att drivningstiden antingen ökas eller minskas för att styra in rökgasinnehållet mot önskat börvärde, - en större förändring av drifitiden av doseringsmotom görs om restsyrehalten i rökgasema ligger under börvärdet än om restsyrehalten ligger ovanför börvärdet, - ett visst tidsintervall tillåts passera efter det att en förändring av drifttiden av doseringsmotorn skett, innan en eventuell ytterligare reglering sker, för att avvakta nödvändig tidsfördröjning i syfte att utröna effekten av senast gjorda förändring, varvid företrädesvis tidsintervallet är mellan 30 sekunder och 5 minuter, mer före- draget mer än 1 minut, varvid företrädesvis reglerförändringen av pulslängden av doseringsmotom är åtminstone två gånger större vid en nedjustering än vid en uppjustering, - åtminstone merdelen av i eldningsanordningen ingående motorer, företrädesvis en ornrömingsmotor, en fläktmotor och en doseringsmotor, roteras enligt ett antal olika program motsvarande ett lika stort antal olika effektlägeri, som är fördelade mellan ett lägsta effektläge för underhållsförbrännning och ett högsta effektläge, varvid före- trädesvis temperaturen hos vattnet i en stigarledning förmedlas till en styrenhet för automatiskt val av efïelctläge, och - att doseraren med hjälp av doseringsmotom doserar bränslet till en inmatnings- anordning som arbetar mer kontinuerligt än doseraren och fördelar det doserade bränslet så att detta inmatas i brännaren i ett utjämnat flöde. 10 15 20 25 30 35 517 399 4 P1533 Vidare avser uppfinningen en eldningsanordning för automatiserad eldning med fast bränsle, innefattande en brännare, som är ansluten till en värmepanna och uppvisar en inmatningsöppning för bränsle i brännarens bakre ände utanför pannan, en utlopps- öppning för helt eller delvis förbrända rökgaser i brännarens främre ände som mynnar i ett förbränningsrum inne i värmepannan, som innefattar en konvektionsdel samt en rökgasledning för avgående rökgaser innehållande C02 och förbränt 02, varjämte eldningsanordningen innefattar medel för tillförsel av förbränningslufi i brännaren, och en doserare för bränsle, anordnad att drivas av en motor, här benämnd doseringsmotor, kännetecknad av en styrenhet och en mätare för förmedling av Oz-innehållet i avgående rökgaser till styrenheten, varj ämte styranheten är programmerad att injustera driften av doseringsmotom om det mätvärde på Og-halten som förmedlas till styrenheten ligger utanför ett börvärde som lagrats i en dator i styrenheten samtidigt som lufitillförseln hålls väsentligen konstant för att Og-halten i rökgasema skall hållas inom ett önskat intervall.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform gäller att nämnda mätare utgörs av en lambdasond.

Ytterligare kännetecken och aspekter på uppfinningen framgår av följande beskrivning av en föredragen utföringsforin.

KORT FIGURBESKRIVNTNG I följ ande beskrivning av en föredragen utföringsform av uppfinningen kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 illustrerar, delvis schematiskt, en automatiserad eldningsanordningen enligt uppfinningen, Fig. 2 visar ett föredraget rörelsemönster för en doseringsanordning lämpad att användas med uppfinningen, Fig. 3 visar ett effekt/effektlägesdiagram för ett styrprogram lämpat att användas med uppfinningen, Fig. 4 visar ett föredraget utförande för effektoptimering enligt uppfinningen, och, Fig. 5 visar samma som Fig. 4 men under andra förutsättningar.

DETALJBESKRIVNING I Fig. 1 visas i exemplifierande syfte en eldningsanordning, som med fördel kan anpassas att arbeta enligt uppfinningen. Eldningsanordningens huvuddelar utgörs av ett 10 15 20 25 30 35 517 399 5 PIS33 brännaraggregat 100, ett doseringsaggregat 200 och en styrenhet 300. Brännar- aggregatet 100 är anslutet till en schematiskt visad värmepanna 400, som kan vara av konventionellt slag. I värmepannan 400 finns förbränningsrum 401, som står i anslutning till en konvektionsdel 402. Till konvektionsdelen 402 finns anslutet ledningar 403 för stigarvatten, samt en rökgasledning 407 för bortförande av förbränningsgasema/rökgasema. I rökgasledningen 407 finns anordnat en mätare 408 avsedd att förmedla halten av restsyre i förbränningsgasema till styrenheten 300, Lämpligen utgörs denna mätare 408 av en lambdasond. I stigarledningen 403 finns en temperaturgivare 404 som förmedlar temperaturen på stigarvattnet till styrenheten 300.

I brännaraggregatet 100 ingår en fastbränslebrännare 1, vilken enligt det visade, föredragna utförandet är cirkulärcylindrisk och är roterbar omkring en svagt lutande rotationsaxel. Den uppvisar en yttre fläns 24 för montering av hela brännaraggregatet 100 på en pannlucka till den schematiskt visade pannan 400, så att en öppning 3 för förbränningsgaser i brännarens främre ände mynnar i pannans förbränningsrum 401.

Brännarens inre bildar en huvud- eller primärförbränningskammare 13 och en efter- eller sekundärförbränningskammare 14.

Brärmaraggregatets 100 övriga komponenter utgörs av en fläkt 27 för förbränningsluflz, en fläktmotor 22, i denna text även benämnd andra motor, för rotation av fläkten 27 (alternativt kan anordnas tvâ eller flera fläktar med tillhörande motorer, varav en fläkt med tillhörande motor för inblåsning av primärförbränningslufi i huvud- eller primär- förbränningskammaren 13 och en annan fläkt med tillhörande motor för inblåsning av sekundärförbränningslufi i efier- eller sekundärförbränningskammaren 14), en kämfri inmatningsskmv 40 i ett bränsleinmatningsrör 18 för partikelforrnigt fast bränsle, en inmatningsmotor 41, i denna text även benämnd fjärde motor, för rotation av inmat- ningsskxuven 40, en omrömingsmotor 34, i denna text även benämnd första motor, för rotation av reaktortrumman 1 omkring den lutande rotationsaxeln 2 samt nedre delen av ett nedfallsrör 42 för bränslet. Reaktortrummans 1 lutningsvinkel mot horisontalplanet, med reaktortrummans frärnre öppning 3 för förbränningsgas riktad snett uppåt, uppgår till 1 5 °.

Reaktortrummans 1 bakre ändvägg, liksom huvuddelen av dess cylindriska del, är dubbelväggig. Utrymmet mellan de inre 65, 66 och yttre väggarna har betecknats 54. De inre väggama 65, 66 är försedda med hål 55 både i den cylindriska delen och i det bakre ändpartiet för inledning av förbränningsluñ in i huvudbrännkammaren 13. Hålen i den inre cylindriska väggen 66 är anordnade tätare i primärförbränningskammarens 13 bakre 10 15 20 25 30 35 517 399 6 P1533 del och något glesare fördelade i den främre delen. Vidare är mellanrummet 54 uppdelat i kanaler genom längsgående, radiellt riktade, lamellformade mellanväggar i reaktor- trummans cylindriska del och i trummans bakre ände finns mellanväggar, vilka mellan sig bildar cirkelsektorforrnade kanaler för förbränningslufi. Mellanväggama i den bakre delen och i den cylindriska delen övergår i varandra, så att varje cirkelsektorformad kanal i ändväggen kommunicerar med en längsgående kanal i den cylindri ska delen, men endast med en och icke med någon ytterligare sådan längsgående kanal.

Luftströmmarna genom dessa kanaler kan regleras medelst icke visade ventilorgan, så att förbränningsluften inleds företrädesvis eller huvudsakligen i de nedre bakre delar av íörbränningskammaren, vilka är belägna under en inre, mindre trumma 60 i reaktortrummans 1 bakre del, som skall beskrivas närmare i det följande.

Förbränningslufien inleds sålunda företrädesvis eller huvudsakligen i de delar av huvudbrännkammaren 13 där bränslet ansamlas under förbränningen. Som alternativ eller komplement kan, såsom ovan nämnts, två eller flera fläktar anordnas, vilka driver lufi till primärförbrännings- respektive sekundärförbränningskamrarna. Detta kan särskilt vara fördelaktigt vid brännare med höga effekter, dvs. i storleksordningen 1 MW eller större.

Trummans 1 bakre innervägg 65 och i synnerhet bakre delen av trummans 1 cylindriska innervägg 66 utgör brännarens 1 rost. Samtidigt bildar trumman med dess innerväggar en roterbar anordning för omrörning av bränslet i brännaren. För att ytterligare säkerställa omröming av bränslet finns även medbringare 56 på reaktortrummans 1 insida, vilka sträcker sig ända bak till ändväggen 65 och medföljer i reaktortrummans 1 rotation.

Den inre, mindre trumman 60 är cylindrisk och har perforerad mantel. Enligt utförings- formen består trumman av en plåttrumma med hål i manteln, men även en nättrumma är tänkbar. Hålen i manteln har betecknats 61. Dessa är så små - diametern eller största utsträckningen uppgår till max 10 mm, företrädesvis till max 8 mm - att bränsle- partiklama icke i väsentlig grad kan passera genom dem. Framtill är trumman 60 helt öppen. Denna öppning har betecknats 62. Trumman 60 är koaxiell med reaktortrumman 1 och omger en central inmatningsöppning 63, som bildar mynning på imnatningsröret 18 för bränslet, som matas in av inmatningsskruven 40. Trummans 60 diameter är något större än öppningen 63. I det ringformade utrymmet 64 mellan inmatningsöppningen 63 och trumman 60 saknar reaktortrummans 1 bakre ändvägg 65 inloppsöppningar för förbränningsluft. Trumman 60 är fastsvetsad mot reaktortrummans 1 bakre ändvägg. 10 15 20 25 30 35 517 399 v Pl533 Bränsleinmatningsröret 18 omges av en koncentrisk, rörformad drivaxel 19, som samtidigt utgör lufiinblåsningsrör. I det cylindriska utrymmet 20 mellan inmatningsröret 18 och drivaxeln 19 finns på samma sätt som i det cylindriska utrymmet 54 mellan trummans cylindriska ytter- och innerväggar längsgående, radiellt riktade mellanväggar, som sträcker sig mellan röret 18 och axeln 19, så att längsgående kanaler bildas mellan nämnda väggar på samma sätt som kanalerna mellan väggarna i trummans 1 cylindriska parti. Varje mellanvägg i utrymmet 20 är sålunda förbunden med en och endast en mellanvägg i utrymmet 54. Sålunda bildas ett system av från varandra separerade kanaler, enligt utfóringsforrnen åtta sådana kanaler, vilka sträcker sig från rörets 19 bakre- ände ända fram till främre änden av huvudbrännkammaren 13, där kanalerna är tillslutna av en ringforrnad ändvägg 47.

Trummans 1 bakre parti, ungefär motsvarande trummans halva längd, omges av ett dubbelväggigt hölje 25, som är snett avskuret under en vinkel som motsvarar trummans lutningsvinkel och avslutas med nämnda fläns 24 fór montering av brännaraggregatet på en pannlucka eller pannvägg med hjälp av skruvar. Den del av anordningen som i Fig. 1 är till vänster om flänsen 24 sträcker sig alltså in i forbränningsrummet 401 i pannan 400, medan delarna till höger om flänsen 24 befinner sig utanför pannan.

Förbränningslufien tas in av fläkten 27 genom ett lufiintag 27A och trycks in via lufi- ledningar 51 via det icke visade ventilsystemet (ett spjäll) in i lufiinblåsningsröret/axeln 19 och från dettas inre 20 vidare in i kanalema i mellanrummet 54 och slutligen genom hålen 55 in i förbränningskammaren 13.

För fläktmotoms 22, omrörningsmotoms 34 och inmatningsmotorns 41 drivning av fläkten 27, trumman 1, respektive inmatningsskruven 1 finns icke visade transmissioner, vilka emellertid på konventionellt sätt kan utgöras av axlar, kedjor, remmar eller andra konventionella element. Inmatningsskruven 40 är anordnad att roteras av inmatnings- motorn 41 i en riktning motsatt trummans 1 rotation.

Det bränsle som faller ned i nedfallsrörets 42 matas omedelbart vidare av inmatnings- skruven 40. Om, på grund av något fel, inmatningsskruven 40 inte hinner mata bränslet vidare i samma takt som det faller ned genom nedfallsröret 42, kommer en viss mängd bränsle att samlas i nedfallsrörets 42 nedre del. Detta är från främst säkerhetssynpunkt icke önskvärt. För att begränsa denna eventuellt ansamlade bränslemängd finns därför en nivåvakt 70 placerad i nedfallsröret 42, som avger signal till styrenheten 300, om bränslemängden i den nedre delen av nedfallsröret skulle stiga upp till nivåvakten 70, så 10 15 20 25 30 35 517 399 8 P1533 att fortsatt dosering av bränsle till nedfallsröret 42 avbryts. Enligt utföringsformen uppgår denna volym till endast 3 liter. I nedfallsrörets 42 nedre del finns även en temperaturvakt 71, som är anordnad att avge signal till styrenheten 300, om temperaturen skulle överstiga en viss inställd temperatur, så att brärmaren nödstoppas, vilket innebär att inmatningen av bränsle och förbränningslufi till brännaren stoppas liksom trummans rotation. Som ytterligare säkerhetsåtgärd har en sektion 72 tillverkats av icke brännbar plastslang, som smälts om temperaturen i nedfallsröret i nämnda sektion ändock skulle överstiga ett visst värde. Vidare, som ännu en försiktighetsåtgärd, är nedfallsrörets översta sektion 73 sidoförskjuten, så att bränsle inte faller ned på brännaraggregatet, om plastsektionen 70 skulle smältas av.

Det inses att det visade brännaraggregatet 100 kan varieras inom vida ramar.

Exempelvis kan den roterande trumman 1, vare sig denna innehåller en inre, mindre trumma 60 eller ej, anordnas helt horisontellt. I detta fall bör trumman dock göras avsmalnande, t ex koniskt avsmalnande, från den bakre väggen och fiamåt, så att trummans botten får ungefär samma lutningsvinkel som visats i de beskrivna utfórings- formerna, varigenom bränslet även i detta fall kommer att ansamlas på bottnen av trummans bakre del, där inblåsningen av primärluft är koncentrerad. Man kan vidare tänka sig att det inte finns något skarpt hörn i övergången mellan den bakre ändväggen och den sidovägg som motsvarar trummans mantel, utan istället t ex en avfasad över- gång. En ur vissa synvinklar mest ideal forrn har emellertid en brännare som helt saknar hörn, t ex en brännare med den huvudsakliga formen av ett i båda ändar avskuret ägg eller päron, där den spetsigare delen är riktad framåt mot utloppsöppningen. Även i detta fall är brännaren lämpligen dubbelväggig med mellanrummet mellan väggarna indelat i kanaler, eller på annat sätt försedd med kanaler för förbränningsluñen från lufiinledningsröret, som omger det centrala bränsleinmatningsröret, och vidare utåt- framåt.

Doseringsaggregatet 200 är enligt den visade, föredragna utföringsformen anslutet till en förrådsbehållare 201 för partikelformat bränsle 202, företrädesvis pellets, via en extem transportskruv 203, som kan roteras i ett transportrör 204 snett uppåt med hjälp av en femte motor, här benämnd extemmotor 205. I transportrörets 203 övre ände faller det transporterade bränslet ned genom ett fallschakt 207 till ett mellanförråd 208 for bränsle.

Ett uppåtlutande doseringsrör 210 har en bakre inloppsöppning för bränsle från mellan- fórrådet 208. I doseringsröret 210 finns en doseringsskruv 212, som är roterbar med 10 15 20 25 30 35 517 399 9 Pl533 variabel, i synnerhet intermittent roterbar med varierbar frekvens, med hjälp av en doseringsmotor 211. Doseringsröret 210 mynnar i sin övre ände i den övre inmatnings- änden av nedfallsröret 42, där en rökdetektor 213 är anordnad för att vid förekomst av rök i nedfallsröret 42 avge signal till styrenheten 300 för att stoppa alla motorer i eldningsanläggningen. En temperaturvakt 217 är anordnad i övre delen av eller över nedfallsröret 42. Om temperaturen i området för temperaturvakten 217 skulle stiga till visst inställt värde, ger temperaturvakten 217 (som inte är strömberoende) kommando direkt till en icke strömberoende ventil, så att vatten tillförs en sprinkler 214 i toppen av nedfallsröret 42 för vattenbegjutning av det överhettade området.

Principema för den visade eldningsanordningens arbetssätt bygger på att styrenheten 300 är anordnad att kunna ställas in på ett antal fasta effektlägen, enligt utföringsformen åtta effektlägen. Att använda ett antal fasta effektlägen underlättar i hög grad intrimningen av anläggningen. Med effektläge förstås att brännaren 1 vid varje sådant effektläge skall avge en viss värmeeffekt, som i pannans 400 konvektionsdel 402 kan utnyttjas för att värma pannvattnet. I ett för uppfinningen icke begränsande utföringsexempel är brännarens maximala effekt 100 kW, vilket motsvarar effektläge E8, se Fig. 3. Eiïektläge El är ett underhållsläge, där brärmaren genererar 2 kW. Vid effektlägena E2, E3, E4, ..E7. skall brännaren 1, genom programmering av styrenheten 300, avge 10, 25, 40, 55, 70 respektive 85 kW. Temperaturen på vattnet i en stigarledning 403 uppmäts lämpligen med en resistiv termometer 404, som avger en analog signal med en styrka i relation till temperaturen. Mätsignalen överförs via en analog digitalomvandlare 405, Fig. 5, till en huvud-CPU 308 (Computer Processing Unit, dvs. en mikroprocessor eller s k PROM) i styrenheten 300. Den grundläggande principen är att brännarens 1 avgivna effekt växlas om till ett högre eifektläge, t.ex. från effektläge E6 där brännaren avger 70 kW till effektläge E7 där brännaren avger 85 kW, om temperaturen i stigarvattenledningen 403 skulle sjunka under ett visst börvärde, t.ex. 80°C, med viss inställd marginal. På motsvarande sätt växlas till ett lägre effektläge, om temperaturen i stigarvattenledningen 403 skulle stiga över börvärdets övre marginal. På detta sätt kan brännarens avgivna effekt pendla mellan vissa fasta effektlägen, vilket dock inte innebär, såsom skall framgå av det följande, att arbetssättet hos eldningsanläggningen får en ryckig karaktär. Tvärtom sker växlingen mellan de olika g effektlägena mjukt, trots den till synes språngvisa karaktären, vilket är ägnat att ge en hög verkningsgrad och mycket låg emission av oönskade produkter i rökgaserna. Hur brännaraggregatet 100 och doseringsaggregatet 200 arbetar i samverkan med varandra i beroende av styrenheten 300 vid de olika effektlägena skall nu förklaras, varvid i förenklande syfte förutsätts att restsyrehalten ligger inom ett acceptabelt intervall. 10 15 20 25 30 35 517 399 10 P1533 I Fig. 2 visas schematiskt det interrnittenta rörelsemönstret för brännare respektive doseringsskruven 212. Fläktmotom 22 och övriga motorer roterar därvid i samband med steady-state med hastigheter som är så anpassade till varandra att den inblåsta för- bränningluftmängden per tidsenhet svarar mot den per tidsenhet doserade bränsle- mängden för att åstadkomma optimal förbränning. Förbränningslufi sugs därvid in genom intag 27A och blåses via ledningen 51 genom öppningarna 55 i rostens/brärmarens l väggar 65, 66. Brännaren l roteras interrnittent 1 sekund omväxlande med stillastående i 3 sekunder. Doseringsskruven 212 matar fram doser interrnittent i pulser om vardera 5 sekunder omväxlande med att doseringsskruven står stilla i 40 sekunder. Doseringsskruven 212. hämtar pellets från mellanlagret 208, som alltid hålls fyllt med hjälp av externskruven 203 och dess motor 205, som startar så snart nivån av bränsle i mellanförrådet 208 sjunkit under en viss nivå, vilket registreras av en däri anordnad lägesgivare 215, som via styrenheten 300 stoppar extemmotom 205.

De pelletsdoser som faller ned genom nedfallsröret 42 hamnar i inmatningsröret 18 och matas successivt framåt av den kontinuerligt roterande inmatningsskruven 40. Samtidigt som de matas framåt i röret 18 av skruven 40 sprids pelletama även ut, dvs. den dos som faller ned genom nedfallsröret 42 och fördelas av skruven 40 på så vis att bränslet avlämnas i den inre korgen i ett förhållandevis jämnt flöde. Utspridningseffekten effektiviseras av skruven 40 inte har någon käma. I korgen 60 förvärms pelletarna innan bränslet lämnar tmmman/korgen 60 genom dess öppning 62 för att som ett i trumman/korgen 60 ytterligare utjämnande flöde falla ned på den lutande bottnen/rösten, som utgörs av brännarens/trummans 1 inre, hålförsedda mantel 6.

Genom inställningen av bränsledoseringen och bränslelufimängden enligt styr- programmet genererar brännaren 1 i effektläge E2 kort tid efter efïektlägesväxling 10 kW enligt exemplet. Skulle effekten inte vara tillräcklig, skifias, efter en tid som också är inställd i styrprogramrnet, automatiskt till nästa effektläge, E3, (se Fig. 3), för att öka uteffekten. " I effektläge E3 -E8 roterar brännaren 1 kontinuerligt med viss reglerad hastighet.

Doseringen av pellets med hjälp av doseringsskruven 211 i doseraren 200 ökar och i proportion därtill den av fläkten 27 per tidsenhet inblåsta bränslelufimängden, så att brännaren 1 i varje effektläge avger den avsedda effekten. Doseringsskruven 212 roteras dock fortfarande interrnittent men i varje högre effektläge med allt kortare pauser mellan doseringspulserna. Inmatningskmven 40 fortsätteri alla effektstegen E3 -E8 att 10 15 20 25 30 35 517 599 n P1533 rotera kontinuerligt med oföränderlig hastighet för att ge önskat utjämnat inmatningsflöde av pellets i brännaren.

Effektupptrappningsproceduren fortsätter genom att steg E3 skiftas till steg E4, därefter till steg E5 etc, varvid varje steg har en i programmet inställd varaktighet, t. ex. 2 min.

Derma stegvisa upptrappning av genererad effekt från brännaren fortsätter till dess att inställd temperatur på vattnet i stigarledningen 42 uppnåtts, t.ex. 80°C. Om detta inträffar t.ex. i effektsteg E7, där den avgivna effekten enligt exemplet är 85 kW, och om den önskade noggrannheten är inställd i styrenheten 300 till att vara i 2°C, inträffar följande om temperaturen på vattnet i stigarledningen 302 stiger till 82°C: doseringen av pellets med doseraren 200, liksom trummans 1, varvtal skifias genast ner till de värden som gäller för närmast nedre effektläge, i detta fall för effektläge E6, medan fläkten 27 fortsätter att blåsa in förbränningslufi i brännkammaren 13 enligt programmet för eiïektläge E7. Fläkten fortsätter att blåsa in ett överskott av förbränningsluft till dess överskottet av bränsle i brärmaren har bränts bort, så att resterande bränslemängd i brännaren/trumman kommer att motsvara förhållandena under effektläge E6. Denna efterinblåsningsperiod, lämpligen 1-5 min, företrädesvis ca 2 min, är inprograrnmerad i styrenhetens 300 dator för att eliminera risken för att pyrolysgaser (explosionsrisk) bildas, vilket alltså kan ske om otillräcklig syremängd tillförs. Därefter sänks fläktens 27 varvtal till det normala varvtalet för eiïektläge E6. Brännaren fortsätter nu att arbeta på effektläge E6 enligt det inställda programmet. Detta pågår så länge temperaturen håller sig på 80 i 2°C, I ett normalt fall, då växlingarna i omgivningstemperatur, konsumtion av varmvatten etc inte är anmärkningsvärda, kommer temperaturen småningom att sjunka till 78°C. Härvid skiñas omgående, eller med viss fördröjning för att undvika svårkontrollerade svängningar i systemet, tillbaka till effektläge E7. På detta sätt kan eldningsanläggningen på kontrollerat sätt pendla mellan ett par effektlägen.

Genom att man sålunda kan arbeta vid ett flertal olika eiïektlägen med fördröjningar mellan effektlägena, uppstår alltså inga stora hopp i funktionen. Systemet kan därför beskrivas som modulerande, eftersom det hela tiden är anpassat till effektbehovet i den fastighet där eldningsanläggningen är lokaliserad.

Om nu mätaren 408 i rökgasledningen 407 skulle förmedla att restsyrehalten inte ligger inom ett börvärdesintervall, exempelvis förmedlar att restsyrehalten (exempelvis genom att mäta COg-halten) är för hög, kommer detta att signaleras till styrenheten 300, varvid processorn 308 kommer att tillse att en automatisk reglering enligt uppñnningen kommer att ske i syfte att återställa optimal restsyremängd och därmed optimal verkningsgrad för förbränningen. Såsom är allmänt känt för fackrnän inom området är 10 15 20 25 30 35 517 399 12 Pl533 det en god approximation att nyttja vetskapen att en förbränd syremolekyl leder till ungefär 1 koldioxidmolekyl. Vidare gäller att syrehalten i luft normalt blir ca 21 %. Av säkerhetsskäl bör anordningen styras så att max 20 av de 21 delar syre som tillsätts förbrukas. Således kan man omvänt även mäta sig fram till nämnda förbrukning genom att mäta på koldioxidhalten. Enligt de flesta idag kända anläggningar är det firllt tillräckligt att restsyrehalten ligger på ca 5 %. Såsom visas i Fig. 4 kommer pulsen för inmatning av bränsle att ökas för att kompensera för en minskad COz-halt (ökad restsyrehalt) som uppmäts av mätaren 408. I syfte att undvika överkompensering, vilket i värsta fall skulle kunna leda till explosionsrisk, sker stegningen av inmatningstiden uppåti relativt små reglersteg. Företrädesvis sker en ökning i steg av max 10 %, mer föredraget en ökning på ca 2-6 %, vilket i föreliggande fall innebär en ökning av drivningstiden av mellan 0,1 och 0,3 sekunder för inmatningsskruven 211. Detta leder alltså till en ytterligare tillförsel av bränsle utan att några andra variabler förändras, så att konstant luftmängd tillföres. Efier ett visst önskat tidsintervall, lämpligen ca 2 minuter, sker via mätaren 408 en ny förmedling av restsyrehalten, och om då ännu ej börvärdet har uppnåtts, kommer en ytterligare lika stor förändring av drivningstiden för inmatningsskruven 211 att ske. Det inses att i stället för att använda procentsatser, som kräver en kontinuerligt kalkylerande funktion i processom 308, kan fasta, mindre stegenheter användas, exempelvis steg av 0,1 sekunder, för att under vissa omständigheter eventuellt förenkla systemet. Denna reglering kommer alltså att fortgå ända tills mätanordningen 408 signalerar att restsyrehalten ligger inom ett önskat börvärde. Lämpli gen är detta börvärde ett intervall, vilket företrädesvis med avseende på restsyremängden är 4 % - 9 %.

I Fig. 5 visas en omvänd situation jämfört med vad som visas i Fig. 4. Det visas nämligen en situation där en ny bränslesats tillförts som har ett högre förbränningsvärde än tidigare förbränningssats. Resultatet blir att en högre mängd syre förbrukas än i satsen tidigare så att högre COz-halt finns i rökgasema. Som en konsekvens härav kommer mätenheten 408 (då dessa rökgaser nått till denna) att signalera att COg-halten är för hög, dvs. restsyrehalten är för låg. Efiersom en dylik felsituation innebär potentiell explosionsfara, bör reglersystemet vara så utformat att man i denna situation genomför en större reglerförändring. Såsom visas i Fig. 5 kommer styrenheten 300, då en sådan mätsituation förmedlas, att automatiskt reducera dritttiden hos inmatningsskruven 211 med ca 15 %, dvs. i föreliggande fall en reducering av drifttiden med ca 0,8 sekunder. Som ett resultat härav kommer i de flesta fall restsyremängden att öka drastiskt, eftersom ett stort syreöverskott då finns för handen. I samband med nästa förutbestämda mätning, efter ca 2 minuter, kommer då vanligen att kunna konstateras 10 15 517 399 ia Pl533 att restsyrenivån ligger ovanfór intervallet for börvärdet, dvs. C02 ligger under intervallet, så att automatiken därefter långsamt kompenserar upp restsyrevärdet, i enlighet med vad som visas i Fig. 4, tills man åter hamnat inom börvärdet. Det inses att under denna injustering av restsyrehalten är lämpligen automatiken avseende effektlägen låst vid ett och samma effektläge, så att styrenheten kvarhåller övriga värden vid en och samma nivå.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan visade utan kan varieras inom de efterföljande patentkraven. Fackmannen inser att uppfinningen låter sig användas i samband med många olika slags fastbränsleanordningar, som kan avvika starkt från det exempel ovan, i samband med vilket uppfinningen beskrivits. Således inses att uppfinningen inte är beroende av specifika utformningsdetaljer hos exempelvis brännaren, inmatnings- kanalema for lufi, etc. Vidare inses att uppfinningen även låter sig användas i samband med kontinuerligt matande inmatningsanordningar, även om en intermittent matning i de flesta fall är mer fóredragen.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 517 399 IH P1533-101 PATENTKRAV

1. Förfarande vid automatiserad eldning med fast bränsle i en eldningsanordning som innefattar en brännare (1), som är ansluten till en värmepanna (400) och uppvisar en inmatningsöppning (63, 62) för bränsle och en utloppsöppning (3), som mynnar i ett förbränningsrum (401) inne i värmepannan, som innefattar en konvektionsdel (402) samt en rökgasledning (407) för avgående rökgaser innehållande C02 och oförbränt 02, varj ämte eldningsanordningen innefattar medel (27) för tillförsel av förbränningslufi i brännaren, en doserare (200, 212) för bränsle, anordnad att drivas av en motor (211), här benämnd doseringsmotor, varvid drifien av doseringsmotom (211) regleras på kommando från en styrenhet (3 00) i beroende av mätvärden som förmedlas till styr- enheten (300) och i beroende av den värmeeffekt som brännaren skall generera, och varvid en mätanordning (408) finns anordnad för mätning av C02- och/eller Og-halten i rökgasema, varvid nämnda mätanordning (408) avger mätsignal till nämnda styrenhet (300) avseende rökgasinnehållet, att rökgasinnehållet regleras genom att styrenheten (300) reglerar doseringsmotom med avseende på uppmätta värden i rökgasema och att förbränningslufitillforseln hålls väsentligen konstant under tiden reglering av rökgasinnehållet genomförs, k ä n n e t e c k n at av att doseringsmotom (211) arbetar intermittent och levererar bränslet i satser till brännaren (1) och att, om mätsignalen från mätanordningen (408) avseende innehållet i rökgasema ligger utom ett börvärde, styrenheten (300) påverkar drivningstiden av doseringsmotom (211) i beroende av värdet på mätsignalen, så att drivningstiden antingen ökas eller minskas för att styra in rökgasinnehållet mot önskat börvärde, så att en optimal halt av den av mätanordningen (408) uppmätta gasen upprätthålls i rökgasledningen (407).

2. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n at av att en större förändring av drifttiden av doseringsmotom görs om restsyrehalten i rökgasema ligger under börvärdet än om restsyrehalten ligger ovanför börvärdet.

3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att lufiztillfcàrseln anordnas med hjälp av en fläkt (27) som drivs av en motor (22), vars varvtal hålls på konstant nivå under nämnda reglering av rökgasinnehållet.

4. Förfarande enligt krav 2, k å n n e t e c k n a t av att ett visst tidsintervall (T) tillåts passera efter det att en förändring av drifttiden av doseringsmotom (211) skett, innan en eventuell ytterligare reglering sker, för att avvakta nödvändig tidsfördröjriing i syfie att utröna effekten av senast gjorda förändring, varvid företrädesvis tidsintervallet (T) är mellan 30 sekunder och 5 minuter, mer föredraget mer än 1 minut. 10 15 517 399 IS P1533-101

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att reglerförändringen av puls- längden av doseringsmotorn (211) är åtminstone tvâ gånger större vid en nedjustering än vid en uppjustering.

6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone merdelen avi eldningsanordningen ingående motorer (34, 22, 211), företrädesvis en omrörningsmotor (34), en fläktmotor (22) och en doseringsmotor (211), roteras enligt ett antal olika program motsvarande ett lika stort antal olika effektlägen, som är fördelade mellan ett lägsta effektläge (El) för underhållsförbränning och ett högsta effektlåge

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen hos vattnet i en stigarledning (403) förmedlas till en styrenhet (300) för automatiskt val av effektläge.

8. Förfarande enligt något föregående krav, k á n n e t e c k n at av att doseraren (200, 212) med hjälp av doseringsmotom (211) doserar bränslet till en inmatningsanordníng som arbetar mer kontinuerligt än doseraren och fördelar det doserade bränslet så att detta inmatas i brännaren i ett utjämnat flöde.