NO180247B - Solid fuel stoker - Google Patents

Abstract

A solid fuel stoker comprising a tunnel shaped combustion chamber or hearth (4) of which the lower part consists of a water cooled, double walled steel construction with a plane bottom part (14) and upwards/outwards inclined sidewalls (16), and of which an upper curved part (18) consists of ceramic elements, by said stoker fuel is supplied by means of a worm conveyor (8) through a stoker opening and carried forward in the hearth (4) by a reciprocating scraper conveyor (26) arranged along said bottom part (14), said sidewalls between mutual parallel water filled cooling pipes (20) are provided with inlet openings (22) for combustion air, the scraper conveyor (26) is provided with transverse mainly triangular, hollow scraper elements (30) being connected with a central beam (28) which in the longitudinal direction is made from sections in such a way that the cooling water may be supplied to the scraper elements (30) via one pipe section (40) and may be discharged from the scraper elements via another pipe section (38), and that the scraper conveyor (26) moreover comprises inlet openings (48) through which primary combustion air may be admitted along the bottom part (14) of the hearth (4).

Description

Den fremlagte oppfinnelse angår en stoker (fyringsinnret-ning) for fast brensel og omfatter et tunnelformet forbren-ningskammer eller ildsted, hvorav bunndelen består av en vann-avkjølt, dobbeltvegget stålkonstruksjon med en plan lavere del og oppover-/utover skrånende sidevegger, og hvorav en ovre buet del består av keramiske elementer hvorved stokerbrensel tilføres ved hjelp av en skruetransportør gjennom en stokeråpning og føres frem i ildstedet ved hjelp av en frem- og tilbakegående skrapetransportør anordnet langs nevnte bunndel, nevnte sidevegger - mellom innbyrdes parallelle, vannfylte kjølerør - er utstyrt med innløpsåpninger for forbrenningsluft. The presented invention relates to a stoker (firing device) for solid fuel and comprises a tunnel-shaped combustion chamber or hearth, the bottom part of which consists of a water-cooled, double-walled steel construction with a flat lower part and upward/outward sloping side walls, and of which an upper curved part consists of ceramic elements whereby stoker fuel is supplied by means of a screw conveyor through a stoker opening and is carried forward into the hearth by means of a reciprocating scraper conveyor arranged along said bottom part, said side walls - between mutually parallel, water-filled cooling pipes - are equipped with inlet openings for combustion air.

Kjente stokere av denne type utnytter ikke brenslet helt optimalt, hvilket gir en dårlig brenseløkonomi og kan resul-tere i miljøproblemer, fordi stokeren avgir ubrente og/eller giftige gasser til omgivelsene. Known stokers of this type do not make optimal use of the fuel, which results in poor fuel economy and can result in environmental problems, because the stoker releases unburned and/or toxic gases into the environment.

Dessuten krever skrapetransportøren til stokeren konstant vedlikehold, ettersom skrapeelementene simpelthen ødelegges ved brenning, eller ødelegges ved sammenbrenning med slagg. In addition, the scraper conveyor to the stoker requires constant maintenance, as the scraper elements are simply destroyed by burning, or destroyed by coalescence with slag.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en stoker av typen beskrevet i den innledende delen, og ved hvilken nevnte problemer kan, ved hjelp av enkle foranstaltninger, løses. The object of the invention is to provide a stoker of the type described in the introductory part, and by which the aforementioned problems can, by means of simple measures, be solved.

Stokeren ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at skrape-transportøren er utstyrt med tverrgående hovedsakelig triangu-lære, hule skrapeelementer, som er forbundet med en sentral bjelke som i den langsgående retningen er laget av seksjoner på en slik måte at avkjølingsvannet kan tilføres skrapeelementene via en rørseksjon og kan ledes bort fra skrapeelementene via en annen rørseksjon, og ved at skrapetransportøren dessuten omfatter innløpsåpninger gjennom hvilke primær forbrenningsluft kan tilføres langs den nedre delen av ildstedet. The stoker according to the invention is characterized in that the scraper conveyor is equipped with transverse mainly triangular, hollow scraper elements, which are connected to a central beam which in the longitudinal direction is made of sections in such a way that the cooling water can be supplied to the scraper elements via a pipe section and can be led away from the scraping elements via another pipe section, and in that the scraping conveyor also includes inlet openings through which primary combustion air can be supplied along the lower part of the hearth.

Ved enkle foranstaltninger oppnås herved en stoker, hvor skrapeelementene ved hjelp av vannavkjøling på en enkel måte beskyttes mot overoppheting og ødeleggelse. Dessuten oppnås en mer jevn forbrenning ved at det via skrapetransportøren samtidig kan tilføres ekstra primær forbrenningsluft til et nedre senterområde av brenslet. With simple measures, a stoker is thereby achieved, where the scraping elements are protected against overheating and destruction by means of water cooling in a simple way. In addition, a more uniform combustion is achieved by the fact that additional primary combustion air can be supplied via the scraper conveyor at the same time to a lower central area of the fuel.

Stokeren er hensiktsmessig utformet slik at luftinnløps-åpningene for tilførsel av primær forbrenningsluft langs bunndelen til ildstedet er utformet i den sentrale bjelken og er plassert mellom skrapeelementene i utover åpnede, vinkelformede fordypninger langs motstående sider av en underside til bjelken. Det kan herved oppnås på en enkel måte at luftinnløpsåpningene ved bjelkens frem- og tilbakegående bevegelse holdes konstant fri for aske. The stoker is suitably designed so that the air inlet openings for the supply of primary combustion air along the bottom part of the hearth are designed in the central beam and are placed between the scraper elements in outwardly open, angular depressions along opposite sides of an underside to the beam. In this way, it can be achieved in a simple way that the air inlet openings during the forward and backward movement of the beam are kept constantly free of ash.

For mer optimalt å kontrollere tilførselen av forbrenningsluft avhengig av den aktuelle type av brensel, kan stokeren ifølge oppfinnelsen videre være utformet slik at nevnte innløpsåpninger for forbrenningsluft i sideveggene til ildstedet er delt i tre grupper som hver er forbundet med adskilte luftinnløpskanaler, nemlig slik at en nederste gruppe er forbundet med en luftinnløpskanal for primær forbrennings-luf t, mens midtre og øvre grupper er forbundet med luftinn-løpskanaler for sekundær forbrenningsluft, og at - i forbindelse med nevnte luftinnløpskanaler - er det ventilinnret-ninger for å kontrollere lufttilførselen til de respektive grupper av innløpsåpninger. In order to more optimally control the supply of combustion air depending on the relevant type of fuel, the stoker according to the invention can further be designed so that said inlet openings for combustion air in the side walls of the hearth are divided into three groups, each of which is connected by separate air inlet channels, namely so that a the lowest group is connected to an air inlet duct for primary combustion air, while the middle and upper groups are connected to air inlet ducts for secondary combustion air, and that - in connection with said air inlet ducts - there are valve devices to control the air supply to the respective groups of inlet openings.

I det følgende er oppfinnelsen mer detaljert beskrevet, med referanse til tegningen, på hvilken: Fig. 1 er et perspektivriss - delvis i snitt - av en In the following, the invention is described in more detail, with reference to the drawing, in which: Fig. 1 is a perspective view - partly in section - of a

utførelse av en stoker ifølge oppfinnelsen, embodiment of a stoker according to the invention,

fig. 2 er et perspektivriss - delvis i snitt - av fig. 2 is a perspective view - partly in section - of

ildstedet til stokeren, kfr. fig. 1, the hearth of the stoker, cf. fig. 1,

fig. 3 er et sideriss av en utførelse av en skrape-transportør til stokeren ifølge oppfinnelsen, fig. 3 is a side view of an embodiment of a scraper conveyor for the stoker according to the invention,

fig. 4 er et toppriss (sett ovenfra) av skrapetrans-portøren, kfr. fig. 3, fig. 4 is a top view (viewed from above) of the scraper conveyor, see fig. 3,

fig. 5 er et riss - delvis i snitt - av skrapetrans-portøren, kfr. fig. 3 og 4, og fig. 5 is a view - partially in section - of the scraper conveyor, see fig. 3 and 4, and

fig. 6 er et tverrsnittsriss gjennom ildstedet til fig. 6 is a cross-sectional view through the hearth of

stokeren ifølge oppfinnelsen. the stoker according to the invention.

Den i fig. 1 viste stoker 2, som stokerenhet for et ikke-vist varmekjelesystem, innbefatter et tunnelformet brensels-kammer eller ildsted 4 (fig. 2), inn i hvilket brensel fra en brenselsilo 6 innføres ved hjelp av en skruetransportør 8 gjennom en stokeråpning 10, og ved hvilket forbrenningsluften tilføres av to blåsere 12. Det langstrakte ildstedet 4 har en plan bunndel 14 og nedre sideveggdeler 16 som strekker seg litt skrått (omtrent 15° fra vertikalen) oppover/utover til en øvre buet del 18 som består av keramisk materiale. Bunndelen 14 og sideveggdelene 16 består av stålplater og er vannavkjølt (fig. 6). Mellom innbyrdes parallelle kjøleelementer 20 som har triangulært tverrsnitt og er formet ved sveising av frie kantflenser av vinkeljern til utsidene av sideveggdelene 16, er det i sideveggdelene 16 fremskaffet rader av luftinnløps-åpninger 22, som på utsiden av brenselskammeret, ildstedet 4, er forbundet med luftfordelingskamre I, II eller III, idet luftinnløpsåpningene til hver rad er delt i tre grupper, av hvilke den nederste gruppen av de respektive radene er forbundet med luftfordelingskammer I (primær forbrenningsluft), idet de midtre og øverste gruppene er forbundet med luftfordelings-kamrene II og III (sekundær forbrenningsluft). Kjøleelementer 20 er forbundet med en vannkappe 2 4 som omgir den keramiske The one in fig. Stoker 2 shown in 1, as a stoker unit for a boiler system not shown, includes a tunnel-shaped fuel chamber or hearth 4 (Fig. 2), into which fuel from a fuel silo 6 is introduced by means of a screw conveyor 8 through a stoker opening 10, and whereby the combustion air is supplied by two blowers 12. The elongated hearth 4 has a flat bottom part 14 and lower side wall parts 16 which extend slightly obliquely (about 15° from the vertical) upwards/outwards to an upper curved part 18 which consists of ceramic material. The bottom part 14 and the side wall parts 16 consist of steel plates and are water-cooled (fig. 6). Between mutually parallel cooling elements 20 which have a triangular cross-section and are formed by welding free edge flanges of angle iron to the outsides of the side wall parts 16, rows of air inlet openings 22 are provided in the side wall parts 16, which on the outside of the fuel chamber, the hearth 4, are connected with air distribution chambers I, II or III, the air inlet openings of each row being divided into three groups, of which the bottom group of the respective rows is connected to air distribution chamber I (primary combustion air), the middle and upper groups being connected to air distribution chambers II and III (secondary combustion air). Cooling elements 20 are connected by a water jacket 2 4 which surrounds the ceramic

tennbue 18. dental arch 18.

På den plane bunndelen 14 til ildstedet 4 er en frem- og tilbakegående skrapetransportør 26 arrangert, som drives av en ikke-vist drivmekanisme hvorfra en sentral bjelke 28 strekker seg langs bunndelen 14 til ildstedet 4 under stokeråpningen 10. Bjelken 28 er fremskaffet med sideveis fremstikkende hule skrapeelementer 3 0 som har et slik triangulært (trekantet) tverrsnitt, at en fremre side 32 til skrapeelementet 30 ved bevegelse fremover, skyver brensel, aske eller slagg fremover i hjertet 4, og at en skarp bakre kant 34 til skrapeelementet 3 0 under returslaget bringer med seg et minimum av materiale. On the flat bottom part 14 of the hearth 4, a reciprocating scraper conveyor 26 is arranged, which is driven by a drive mechanism (not shown) from which a central beam 28 extends along the bottom part 14 of the hearth 4 below the stoker opening 10. The beam 28 is provided with laterally protruding hollow scraping elements 3 0 which have such a triangular (triangular) cross-section that a front side 32 of the scraping element 30 during forward movement pushes fuel, ash or slag forward in the heart 4, and that a sharp rear edge 34 of the scraping element 3 0 during the return stroke brings with it a minimum of material.

De hule skrapeelementene 3 0 er forbundet ved sveising til motsatte sider av bjelken 28, som i en langsgående retning innbefatter flere parallelle rørseksjoner, nemlig et nedre sentralt lufttilførselsrør26 med et hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt, et øvre bredere utløpsrør 38, og to smalere vann-tilførselsrør 40 som er plassert ved utsiden av røret 36, og som er innbyrdes forbundet, slik at den samlede bjelken 28 som et hele har et hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. The hollow scraper elements 30 are connected by welding to opposite sides of the beam 28, which in a longitudinal direction includes several parallel pipe sections, namely a lower central air supply pipe 26 with a substantially square cross-section, an upper wider outlet pipe 38, and two narrower water supply pipes 40 which are located on the outside of the tube 36, and which are interconnected, so that the combined beam 28 as a whole has a substantially square cross-section.

Ved hjelp av nedre sideåpninger 42 i de smale vanntilfør-selsrørene 40, kan skrapeelementene 3 0 tilføres kjølevann, som igjen kan slippes ut via øvre sideåpninger 44 i de bredere utløpsrørene 38. I den nedre delen av bjelken 28 - mellom skrapeelementene 30 er det fremskaffet utvendig åpne vinkulære fordypninger 46, som via luftdyseåpninger 48 er forbundet med lufttilførselsrøret 36, slik at primær forbrenningsluft kan tilføres langs begge sider av bjelken 28, når denne beveges frem og tilbake langs bunndelen av ildstedet, som er under brenslet. Når skrapetransportøren 2 6 beveges frem og tilbake i brenslet/asken, vil de vinkulære fordypningene 4 6 langs motstående undersider av bjelken 28 automatisk holde luftdyse-åpningene 48 fri for brensel/aske, slik at den tilførte primære forbrenningsluften uhindret kan tilføres langs bunndelen 14 til ildstedet 4. With the help of lower side openings 42 in the narrow water supply pipes 40, the scraper elements 30 can be supplied with cooling water, which in turn can be discharged via upper side openings 44 in the wider outlet pipes 38. In the lower part of the beam 28 - between the scraper elements 30, it is provided externally open angular recesses 46, which are connected via air nozzle openings 48 to the air supply pipe 36, so that primary combustion air can be supplied along both sides of the beam 28, when this is moved back and forth along the bottom part of the hearth, which is under the fuel. When the scraper conveyor 2 6 is moved back and forth in the fuel/ash, the angular depressions 4 6 along opposite undersides of the beam 28 will automatically keep the air nozzle openings 48 free of fuel/ash, so that the supplied primary combustion air can be supplied unhindered along the bottom part 14 to the hearth 4.

Skrapetransportøren 26 sørger for kontinuerlig å trans-portere brensel, aske og slagg fremover på bunndelen 16 til ildstedet, inntil aske og slagg via en bremseplate 50 faller inn i en tverrgående slaggknuseskrue 52 og videre ut av stokeren ved hjelp av en askeuttømmingsskrue 54. The scraper conveyor 26 ensures that fuel, ash and slag are continuously transported forward on the bottom part 16 to the hearth, until the ash and slag via a brake plate 50 fall into a transverse slag crushing screw 52 and further out of the stoker by means of an ash discharge screw 54.

Til slutt skal det fremheves at stokeren ifølge oppfinnelsen muliggjør en virkelig effektiv forbrenning av omtrent ethvert fast brensel, som innbefatter relativt fuktig og eventuelt findelt brensel med liten brennverdi, som nettopp er mulig fordi det gjøres bruk av en lukket bunnoverflate og ekstra tilførsel av primær forbrenningsluft via skrapetrans-portøren. Finally, it must be emphasized that the stoker according to the invention enables a really efficient combustion of almost any solid fuel, which includes relatively moist and possibly finely divided fuel with a low calorific value, which is precisely possible because a closed bottom surface is used and an additional supply of primary combustion air via the scraper conveyor.

Claims (3)

1. Stoker for fast brensel omfattende et tunnelformet for-brenningskammer eller ildsted, hvorav den nedre delen består av en vannavkjølt, dobbeltvegget stålkonstruksjon med en plan bunndel og oppover/utover skrånende sidevegger og hvorav en øvre buet del består av keramiske elementer, hvorved nevnte stokerbrensel tilføres ved hjelp av en skruetransportør gjennom en stokeråpning, og føres forover i ildstedet ved hjelp av en frem- og tilbakegående skrapetransportør arrangert langs nevnte bunndel, nevnte sidevegger - mellom innbyrdes parallelle vannfylte kjølerør - er utformet med innløpsåpninger for forbrenningsluft, karakterisert ved at skrapetransportøren er utstyrt med tverrgående hovedsakelig trekantede, hule skrapeelementer som er forbundet med en sentral bjelke som i den langsgående retningen er bygget opp av seksjoner på en slik måte at kjølevannet kan tilføres skrapeelementene via en rørseksjon og kan slippes ut fra skrapeelementene via en annen rørseksjon, og at skrapetrans-portøren dessuten omfatter innløpsåpninger gjennom hvilke primær forbrenningsluft kan tilføres langs bunndelen av ildstedet.1. Stove for solid fuel comprising a tunnel-shaped combustion chamber or hearth, the lower part of which consists of a water-cooled, double-walled steel structure with a flat bottom part and upward/beyond sloping side walls and of which an upper curved part consists of ceramic elements, whereby said stoker fuel is supplied by means of a screw conveyor through a stoker opening, and is carried forward into the hearth by means of a reciprocating scraper conveyor arranged along said bottom part, said side walls - between mutually parallel water-filled cooling pipes - are designed with inlet openings for combustion air, characterized in that the scraper conveyor is equipped with transverse substantially triangular hollow scraper elements connected to a central beam which in the longitudinal direction is made up of sections in such a way that the cooling water can be supplied to the scraper elements via one pipe section and can be discharged from the scraper elements via another pipe section, and that scraper transport the ear also includes inlet openings through which primary combustion air can be supplied along the bottom of the hearth. 2. Stoker ifølge krav 1, karakterisert ved at luftinnløpsåpningene for tilførsel av primær forbrenningsluft langs bunndelen av ildstedet er utformet i den sentrale bjelken og plassert mellom skraperelementene i utovergående åpne, vinkelformede fordypninger langs motsatte sider av en underside til bjelken.2. Stoker according to claim 1, characterized in that the air inlet openings for the supply of primary combustion air along the bottom part of the hearth are designed in the central beam and placed between the scraper elements in outwardly open, angular recesses along opposite sides of an underside of the beam. 3. Stoker ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpsåpningene for forbrenningsluft i sideveggene til ildstedet er delt i tre grupper som hver er forbundet med adskilte luftinnløpskanaler, nemlig slik at en nederste gruppe er forbundet med en luft-innløpskanal for primær forbrenningsluft, idet midtre og øvre grupper er forbundet med luftinnløpskanaler for sekundær forbrenningsluft, og at - i forbindelse med nevnte luftinn-løpskanaler - er det luftventilinnretninger for å kontrollere lufttilførselen til de respektive grupper av innløpsåpninger.3. Stoker according to claim 1, characterized in that the inlet openings for combustion air in the side walls of the hearth are divided into three groups, each of which is connected to separate air inlet ducts, namely such that a bottom group is connected to an air inlet duct for primary combustion air, while the middle and upper groups are connected to air inlet ducts for secondary combustion air, and that - in connection with said air inlet channels - there are air valve devices to control the air supply to the respective groups of inlet openings.