PL230367B1 - Method for straw combustion in the boiler and a hot water boiler fired with straw - Google Patents

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania słomy w kotle i kocioł wodny opalany słomą w postaci bel sprasowanych, który ma zastosowanie w systemach ciepłowniczych zarówno dla pojedynczych budynków mieszkalnych, jak też dla całych osiedli mieszkaniowych.The subject of the invention is a method of burning straw in a boiler and a water boiler fired with straw in the form of pressed bales, which is used in heating systems for both single houses and entire housing estates.

Znany jest sposób spalania słomy w kotle według wynalazku opatentowanym za numerem PL 194 644. Kocioł ten zawiera komorę spalania słomy i komorę spalania gazu. Sposób według tego wynalazku polega na podpaleniu sprasowanego balotu umieszczonego w komorze spalania słomy i podawaniu powietrza do komory spalania słomy poprzez komorę spalania gazu. Sposób ten charakteryzuje się tym, że powietrze podaje się wielopunktowo od tylnej strony kotła poniżej dolnej krawędzi przegrody rozdzielającej obie komory oraz przeciwsobnie po bokach kotła powyżej dolnej krawędzi przegrody. Przeciwsobnie po bokach pieca doprowadza się 10-30% ogólnej ilości podawanego powietrza. Pionowa odległość wlotów obu kierunków podawanego powietrza jest mniejsza od wysokości otworu łączącego obie komory. Podawanie powietrza przeciwsobnie dokonuje się z boków pieca przy przegrodzie dzielącej obie komory. Podawanie powietrza przeciwsobnie dokonuje się powyżej dolnej krawędzi przegrody, na wysokości mniejszej od 1,5 wysokości otworu łączącego obie komory, korzystnie 1,1 tej wysokości.There is known a method of burning straw in a boiler according to the invention patented under the number PL 194 644. This boiler comprises a straw combustion chamber and a gas combustion chamber. The method according to this invention consists in setting fire to a compressed bale placed in the straw combustion chamber and supplying air to the straw combustion chamber through the gas combustion chamber. This method is characterized by the fact that the air is fed in multiple points from the rear side of the boiler, below the lower edge of the partition separating the two chambers, and in push-pull on the sides of the boiler above the lower edge of the partition. Against the sides of the furnace 10-30% of the total amount of air supplied is supplied. The vertical distance of the inlets of both directions of the supplied air is smaller than the height of the opening connecting both chambers. The air is fed in push-pull from the sides of the furnace at the partition dividing both chambers. The air is fed in push-pull above the lower edge of the partition, at a height less than 1.5 times the height of the opening connecting both chambers, preferably 1.1 times that height.

Znany jest także kocioł wodny opalany słomą według wynalazku opatentowanego za numerem PL 194 644. Kocioł ten jest utworzony z komory spalania słomy oraz komory spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym. Obie komory są oddzielone od siebie przegrodą, która ma u dołu otwór, a nad komorami usytuowany jest wymiennik ciepła, zaś wewnątrz płaszcza wodnego, w jego dolnej części, usytuowany jest perlator. Kocioł charakteryzuje się tym, że komora spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów doprowadzających powietrze osadzonych w tylnej ściance kotła oraz w przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze osadzone w bocznych ściankach kotła, a płaszcz wodny po obu stronach komory spalania gazu jest zaopatrzony w dodatkowe perlatory, zaś ścianki obu komór są zaopatrzone w poprzeczne żebra. Przeciwsobne przewody są osadzone przy przegrodzie oddzielającej komory spalania gazu i spalania słomy. Przeciwsobne przewody są osadzone powyżej rzędu przewodów, na wysokości mniejszej od 1,5 wysokości otworu łączącego obie komory, korzystnie 1,1 tej wysokości. Kocioł ma dwa przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze.There is also known a straw-fired water boiler according to the invention patented under the number PL 194 644. This boiler is formed of a straw combustion chamber and a gas combustion chamber situated next to each other and surrounded by a water jacket. Both chambers are separated from each other by a partition, which has an opening at the bottom, and a heat exchanger is located above the chambers, and an aerator is located inside the water jacket, in its lower part. The boiler is characterized by the fact that the gas combustion chamber is equipped with a row of air supply pipes embedded in the rear wall of the boiler and with opposing air supply ducts embedded in the side walls of the boiler, and the water jacket on both sides of the gas combustion chamber is equipped with additional aerators, and the walls are both chambers are provided with transverse ribs. Opposing conduits are seated at the partition separating the gas combustion chambers and straw combustion chambers. Opposing lines are mounted above the line of lines, at a height less than 1.5 times the height of the opening connecting the two chambers, preferably 1.1 times that height. The boiler has two counter-positioned air supply lines.

Sposób spalania słomy w kotle, według wynalazku, gdzie kocioł zawiera komorę spalania słomy i komorę spalania gazu a polegający na podpaleniu sprasowanego balotu umieszczonego w komorze spalania słomy i podawaniu powietrza do komory spalania słomy poprzez komorę spalania gazu. Powietrze podaje się wielopunktowo od tylnej strony kotła poniżej dolnej krawędzi przegrody rozdzielającej obie komory oraz przeciwsobnie po bokach kotła powyżej dolnej krawędzi przegrody, a uzyskane ciepło jest oddawane w wymienniku ciepła. Sposób spalania słomy w kotle charakteryzuje się tym, że powietrze podaje się ukośnie względem bocznych pionowych ścian kotła a ostry kąt podawania powietrza, mierzony względem poziomu, wynosi 15°. Powietrze podaje się przewodami o średnicach 45 mm. Prędkość podawania powietrza wynosi 20 m/sek.A method of burning straw in a boiler according to the invention, wherein the boiler comprises a straw combustion chamber and a gas combustion chamber, which consists in setting fire to the pressed bale placed in the straw combustion chamber and supplying air to the straw combustion chamber through the gas combustion chamber. The air is supplied in multiple points from the rear side of the boiler, below the lower edge of the partition separating both chambers, and in counter-parallel to the boiler sides above the lower edge of the partition, and the heat obtained is transferred in the heat exchanger. The method of burning straw in the boiler is characterized by the fact that the air is fed obliquely in relation to the lateral vertical walls of the boiler and the sharp angle of the air feeding measured in relation to the horizontal is 15 °. The air is fed through lines with a diameter of 45 mm. The air feed speed is 20 m / sec.

Kocioł wodny opalany słomą, według wynalazku, jest utworzony z komory spalania słomy oraz komory spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym. Obie komory są oddzielone od siebie przegrodą, która ma u dołu otwór, a nad komorami usytuowany jest wymiennik ciepła, zaś wewnątrz płaszcza wodnego, w jego dolnej części, usytuowany jest perlator. Komora spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów doprowadzających powietrze, a osadzonych w tylnej ściance kotła oraz w przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze i osadzone w bocznych ściankach kotła. Płaszcz wodny po obu stronach komory spalania gazu jest zaopatrzony w dodatkowe perlatory, zaś ścianki obu komór są zaopatrzone w poprzeczne żebra. Kocioł charakteryzuje się tym, że rząd przewodów doprowadzających powietrze osadzonych w tylnej ściance kotła jest usytuowany ukośnie względem pionowych ścianek kotła, a kąt ostry, jaki tworzą rurki względem poziomu, wynosi 15°. Rząd przewodów ma średnicę wewnętrzną 45 mm. Rząd przewodów jest utworzony z rurek rozstawionych w odległościach 200 mm.The straw-fired water boiler according to the invention is formed of a straw combustion chamber and a gas combustion chamber adjacent to each other and surrounded by a water jacket. Both chambers are separated from each other by a partition, which has an opening at the bottom, and a heat exchanger is located above the chambers, and an aerator is located inside the water jacket, in its lower part. The gas combustion chamber is provided with a row of air supply ducts embedded in the rear wall of the boiler and with opposing air supply ducts embedded in the side walls of the boiler. The water jacket on both sides of the gas combustion chamber is provided with additional aerators, and the walls of both chambers are provided with transverse ribs. The boiler is characterized in that the row of air supply pipes embedded in the rear wall of the boiler is inclined towards the vertical walls of the boiler, and the acute angle formed by the tubes relative to the horizontal is 15 °. The row of conduits has an inner diameter of 45 mm. The line of conductors is made of pipes spaced 200 mm apart.

Sposób spalania słomy w kotle i kocioł wodny opalany słomą, według wynalazku, charakteryzuje się bardzo wysoką sprawnością. Wynika to z bardziej skutecznego dopalania gazów w komorze dopalania na skutek nowego usytuowania rurek doprowadzających powietrze oraz nowego sposobu podawania powietrza. Ukośne usytuowanie rurek i ukośne podawanie powietrza powoduje korzystniejsze mieszanie sięThe method of burning straw in the boiler and the straw-fired water boiler, according to the invention, are characterized by very high efficiency. This is due to the more efficient afterburning of gases in the afterburning chamber due to the new positioning of the air supply pipes and the new method of air supply. The oblique arrangement of the tubes and the diagonal air supply result in a more favorable mixing

PL 230 367 Β1 powietrza z niecałkowicie spalonymi gazami, przez co następuje całkowite ich spalanie, co z kolei powoduje uzyskiwanie większej ilości ciepła z jednostki słomy podanej do komory spalania. Korzystny jest także dobór rurek oraz ilość podawanego powietrza.PL 230 367 Β1 of air with incompletely burned gases, which causes their complete combustion, which in turn results in obtaining more heat from the straw unit fed to the combustion chamber. The selection of tubes and the amount of air supplied are also beneficial.

Sposób spalania słomy w kotle i kocioł wodny opalany słomą, według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania oraz na rysunku, na którym fig.1 przedstawia kocioł wodny w przekroju pionowym, zaś fig. 2 ukazuje kocioł wodny w przekroju poziomym.The method of burning straw in the boiler and the straw-fired water boiler according to the invention is explained in more detail in the embodiment and in the drawing, in which Fig. 1 shows the water boiler in a vertical section, and Fig. 2 shows the water boiler in a horizontal section.

Jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2 kocioł wodny opalany słomą, według wynalazku, jest utworzony z komory 1 spalania słomy oraz komory 2 spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym 3. Obie komory 1 i 2 są oddzielone od siebie przegrodą 4, która ma u dołu otwór 5. Nad komorami 1 i 2 usytuowany jest wymiennik ciepła 6. Wewnątrz płaszcza wodnego 3, w jego dolnej części, usytuowany jest perlator 7. Komora 2 spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów 8 doprowadzających powietrze a osadzonych w tylnej ściance kotła oraz w przeciwsobne przewody 9 doprowadzające powietrze i osadzone w bocznych ściankach kotła. Płaszcz wodny 3, po obu stronach komory 2 spalania gazu, jest zaopatrzony w dodatkowe perlatory 10, zaś ścianki obu komór 1 i 2 są zaopatrzone w poprzeczne żebra 11. Rząd przewodów 8 doprowadzających powietrze, osadzonych w tylnej ściance kotła, jest usytuowany ukośnie względem pionowych ścianek kotła, a ostry kąt a, jaki tworzą przewody 8 względem poziomu, wynosi 15°. Poszczególne przewody 8 mają wewnętrzną średnicę D wynoszącą 45 mm. Poszczególne przewody oddalone od siebie w odległości A wynoszącej 200 mm.As shown in Figs. 1 and 2, the straw-fired water boiler according to the invention is formed of a straw combustion chamber 1 and a gas combustion chamber 2 located next to each other and surrounded by a water jacket 3. Both chambers 1 and 2 are separated from each other by a partition 4 which has an opening 5 at the bottom. Above the chambers 1 and 2 there is a heat exchanger 6. Inside the water jacket 3, in its lower part there is an aerator 7. The gas combustion chamber 2 is provided with a row of air supply conduits 8 embedded in the rear one. the wall of the boiler and into the opposing air conduits 9 embedded in the side walls of the boiler. The water jacket 3, on both sides of the gas combustion chamber 2, is provided with additional aerators 10, and the walls of both chambers 1 and 2 are provided with transverse ribs 11. A row of air supply conduits 8 embedded in the rear wall of the boiler is oblique to the vertical ones. of the boiler walls, and the sharp angle [alpha] formed by the conduits 8 relative to the horizontal is 15 °. The individual conduits 8 have an inner diameter D of 45 mm. Individual conductors separated by a distance of 200 mm from each other.

Działanie kotła wodnego opalanego słomą przebiega następująco. Do komory 1 spalania słomy wprowadza się balot słomy, po czym dokonuje się jego podpalenia. W wyniku spalania słomy wydziela się ciepło oraz z komory 1 wypływają gazy spalinowe, których przepływ zaznaczono strzałkami na fig. 1. Z komory 1 spalania słomy gazy spalinowe wypływają przez otwór 5 do komory 2 spalania gazu. Jednocześnie wentylator 12 podaje powietrze do powietrznej skrzyni 13, skąd jest rozprowadzane przewodami 8 i 9 do komory 2 spalania gazu z prędkością 20 m/sek. W rezultacie, gazy wpływające do komory 2 spalania gazu napotykają silne strumienie powietrza wypływającego z ukośnie usytuowanych przewodów 8, oraz powietrza wypływającego z bocznych przewodów 9. Następuje tak wielkie zawirowanie gazów, iżzostają one całkowicie dopalone. Całkowicie spalone i jednocześnie gorące gazy oddają ciepło w wymienniku ciepła 6.The operation of the straw-fired water boiler is as follows. The straw bale is introduced into the straw combustion chamber 1 and then set on fire. As a result of burning the straw, heat is released and the exhaust gas flows out of the chamber 1, the flow of which is indicated by arrows in Fig. 1. From the straw combustion chamber 1, the exhaust gases flow through the opening 5 into the gas combustion chamber 2. At the same time, the fan 12 feeds air into the air box 13, from where it is distributed through lines 8 and 9 to the gas combustion chamber 2 at a speed of 20 m / sec. As a result, the gases flowing into the gas combustion chamber 2 encounter strong jets of air flowing from oblique lines 8, and air flowing from side lines 9. The gases are swirled so much that they are completely burned out. Completely burned and at the same time hot gases give off heat in the heat exchanger 6.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób spalania słomy w kotle zawierającym komorę spalania słomy i komorę spalania gazu a polegający na podpaleniu sprasowanego balotu umieszczonego w komorze spalania słomy i podawaniu powietrza do komory spalania słomy poprzez komorę spalania gazu, przy czym, powietrze podaje się wielopunktowo od tylnej strony kotła poniżej dolnej krawędzi przegrody rozdzielającej obie komory oraz przeciwsobnie po bokach kotła powyżej dolnej krawędzi przegrody a uzyskane ciepło jest oddawane w wymienniku ciepła, znamienny tym, że powietrze podaje się ukośnie względem bocznych pionowych ścian kotła a ostry kąt (alfa) podawania powietrza, mierzony względem poziomu, wynosi 15°, powietrze podaje się przewodami o średnicach 45 mm, zaś prędkość podawania powietrza wynosi 20 m/sek.1.The method of burning straw in a boiler containing a straw combustion chamber and a gas combustion chamber, which consists in setting fire to the compressed bale placed in the straw combustion chamber and supplying air to the straw combustion chamber through the gas combustion chamber, with air supplied in multiple points from the rear side of the boiler below the lower edge of the partition separating both chambers and on the sides of the boiler, above the lower edge of the partition, and the heat obtained is transferred in the heat exchanger, characterized in that the air is fed obliquely in relation to the side vertical walls of the boiler and the sharp angle (alpha) of air feeding, measured in relation to the horizontal, is 15 °, air is fed through pipes with a diameter of 45 mm, and the speed of air supply is 20 m / sec. 2. Kocioł wodny opalany słomą utworzony z komory spalania słomy oraz komory spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym a obie komory są oddzielone od siebie przegrodą, która ma u dołu otwór a nad komorami usytuowany jest wymiennik ciepła, zaś wewnątrz płaszcza wodnego, w jego dolnej części, usytuowany jest perlator, natomiast komora spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów doprowadzających powietrze a osadzonych w tylnej ściance kotła oraz w przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze i osadzone w bocznych ściankach kotła a płaszcz wodny po obu stronach komory spalania gazu jest zaopatrzony w dodatkowe perlatory, zaś ścianki obu komór są zaopatrzone w poprzeczne żebra, znamienny tym, że rząd przewodów (8) doprowadzających powietrze osadzonych w tylnej ściance kotła jest usytuowany ukośnie względem pionowych ścianek kotła, a ostry kąt (a) jaki tworzą przewody (8) względem poziomu wynosi 15°, rząd przewodów (8) ma wewnętrzną średnicę (D) 45 mm, rząd przewodów (8) jest utworzony z rurek rozstawionych w odległościach(A) 200 mm.2. A straw-fired water boiler consisting of a straw combustion chamber and a gas combustion chamber located next to each other and surrounded by a water jacket, and both chambers are separated by a partition, which has an opening at the bottom, and a heat exchanger is located above the chambers, and inside the water jacket, in in its lower part, there is an aerator, while the gas combustion chamber is equipped with a row of air supply pipes embedded in the rear wall of the boiler and with opposing air supply pipes embedded in the side walls of the boiler, and the water jacket on both sides of the gas combustion chamber is equipped with additional aerators, and the walls of both chambers are provided with transverse ribs, characterized in that the row of air supply pipes (8) embedded in the rear wall of the boiler is located obliquely to the vertical walls of the boiler, and the sharp angle (a) formed by the pipes (8) relative to the horizontal is 15 °, the row of conduits (8) has an inner diameter (D) of 45 mm, the row of r the tubes (8) are made of tubes spaced at distances (A) of 200 mm.