DK156147B - Fremgangsmaade til drift af en varmeautomat med retortfyring - Google Patents

Description

DK 156147 B

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til drift af en varmeautomat med retortfyring og sugetrækventilator til âbne varmtvandscentral-varmeanlæg, lukkede varmeanlæg og lavtryksdampanlæg, hvor suge-træksventilatoren standses efter opnâelsen af en bestemt 5 frémipbstemperatur, og det glpdende brændselslag i retorten forsynes med forbrændingsluft over det naturlige skorstenstræk.

Ved sâdanne automatiske fyr er problemet ved fyring med gaskul emissionen henholdsvis sværtningen af rpggasfanen ved standset sugetræksventilator. Formâlet med opfindelsen er derfor at eliminere 10 sâdanne emissioner. Til griind for opfindelsen ligger den overvejel-se, at det automatiske fyr arbejder i interval1er. Efter opnâelsen af den f.eks. pâ en termostat indstillede frémipbstemperatur standses sugetræksventilatoren. Det glpdelag, der til stilstandsperioden er oparbejdet i retorten, forsynes derefter kun med ringe mængder 15 forbrændingsluft over det naturlige skorstenstræk. I overgangszonen mellem den afgassede glddekerne pâ risten og det friske brændsel foran retorten begynder kullene at ulme, sâledes at der under iltmangel opstâr en kraftig sværtning af rpggasserne. Herunder kan Bacharach 8 observeres over flere minutter.

20 Bacharach betegner en fremgangsmâde til bestemmelse af sod- tjæretallet af den fra et fyr udgâende émission. Hertil bliver der ved hjælp af et specielt prpveapparat ved en konstant indsugnings-hastighed pâ 4 m/sek. regnet ved en rpggastemperatur pâ 320°C og en barometerstand pâ 753 mm Hg udtaget en rdggasmængde pâ 90 liter af 25 den rpggas, der skal unders0ges, og f0rt gennem et glasfiberfilter-hylster. R0ggassernes kuldioxidindhold mâles umiddelbart efter pr0vetagningen i forbindelsesstykket. St0v-, sod- og tjæreindholdet i milligram pr. normal kubikmeter r0ggas bestemmes ud fra den konstaterede vægt af den i fi1terhylstret opsamlede prpve ved et 30 kuldioxidindhold pâ 12¾.

Ved hândfyrede anlæg begynder mâlingen 3 minutter efter, at en til mindst 1/3 af fyringsanlæggets pâfyldningsrumindhold svarende mængde brændsel er indfyldt pâ en til antændelsen tilstrækkelig gl0delagsh0jde. Trækket mâ ikke være drpvlet. Ved mekanisk fyrede 35 anlæg foretages mâlingen ved den hdjeste kapacitet.

Ved anlæg, der udelukkende styres automatisk, âbnes den automatiske regulator, og i 0vrige tilfælde hândregulatoren, helt. Derpâ etableres grundgldden. Ved underforbrændingsfyr skal grundgldden nâ op til underkanten af indfyldningsskakten. Ved gennemforbrændingsfyr

DK 156147 B

2 skal grundgl0dh0jden vsre ca. 15 cm.

Grundgldden er etableret, nâr der ved den i det fdlgende beskrevne metode ikke længere optræder farvning af filterpapir-strimlen.

5 Efter etableringen af grundglpden pâfyldes 2,5 kg brændsel.

Som mâleapparat tjener et automatisk prpvetagningsapparat med en provetagningssonde. Af rdggasserne udtages med det automatiske prdvetagningsapparat med mellemrum pâ 1 minut i en mâletid pâ 6 sekunder 0,15 liter + 0,01 liter prdvegas fra forbindelsesstykket og 10 ledes gennem filterpapirstrimmelen. Herved opstâr pâ grund af de i prdvegassen indeholdte stpv-, sod- og tjærebestanddele en tilsva- 2 rende f0lge af cirkulære farvepletter pâ 0,312 cm . Farvepletterne vurderes pâ grundlag af de i det folgende beskrevne sammenlignings-skalaer. Mâlingen begyndes samtidig med brændselspâfyldningen og 15 afsluttes, sâ snart der ikke længere konstateres farvning af fil -terpapirstrimlen.

Der anvendes et hvidt bomuldsfilterpapir med en refleksionsevne pâ 85% ± 2,5% og med en strdmningsmodstand pâ 200-800 mm vandsdjle ved en filterfladebelastning pâ 3 normalliter pr. cm og minut.

20 Prpvningen af det hvide bomuldsfilterpapirs refleksionsevne skal ske med et ELEPHO-apparat, hvorunder der som sammenlignings-standard anvendes magnesiumexid med en refleksionsevne pâ 99,2% under indsætning af et blâfilter R 457.

Sammenligningsskalaen bestâr af 80 felter af forskellig farve, 25 der er anbragte i et plant, retvinklet koordinatsystem. Felterne er pâ abscissen betegnet med talTene 0-9 og pâ ordinaten med bogsta-verne A-H. Sammenligningsskalaen er trykt pâ papir.

Felterne 0,A - 9,A danner sodsammenligningsskalaen. Feltet 0,A har underbundens fulde refleksionsevne, felterne 1,A - 9,A er i 30 refleksion trindelt efter ligningen R = 1,5 . e ' 0,091 ST - 0,5 R = refleksionsgraden ST = sodtallet 35

Felterne 0,A - 0,H udgpr tjæresammenligningsskalaen. Feltet 0,A har underbundens fulde refleksionsevne, felterne B,0 - H,0 er trindelt i refleksion efter ligningen

DK 156147 B

3 R = 1,25 . e " 0,1743 17 - 0,25 R = refleksionsgraden TT = tjæretallet 5 Bestemmelsen af refleksionsgraden af sammenligningsskalaens felter sker med en densomat med refleksionstæthedsmàlehoved Densopak. Til udfinding af tjæresammenligningsskalaens refleksions-grader indsættes et Agfa-Gevaert-Repro-blâfilter 552 mellem lyskil-den og farvefeltet.

10 Sammenligningsskalaens 0vrige farvefelter opstâr ved, at sodsammenligningsskalaen er trykt parallelt med abscissen fra B til H og tjæresammenligningsskalaen parallelt med ordinaten fra 1 til 9.

Hvert farvefelt har en flade pâ 20 mm x 20 mm. Farvefeltet er i midten forsynet med et cirkulært udsnit pâ 6 mm i diameter.

15 Farvefel terne er trykt pâ en sâdan mâde pâ papiret, at de fremstâr som filterpapirfarvepletter.

Hver farveplet pâ filterpapirstrimlen samordnes med det farvefelt pâ sammenligningsskalaen, som svarer til dens farvning, og vurderes med farvefeltêts tal.

20 Sod-tjære-tallet er den aritmetiske middelværdi af disse tal.

Sod-tjære-tallet kan ogsâ udfindes efter DIN 18 890. Derved inddrages foruden sort-hvid-toninger ogsâ hvid-brun-toninger.

Ved igangsætning af sugetrækventilatoren uddrives de rpggasser, der endnu befinder sig i varmgastrækkene. Derefter aftager svært-25 ningen og er allerede efter fà minutter faldet til Bacharach 2.

Fra beskrivelsen til tysk patent nr. 575.133 kendes en varmeautomat, hvor en del af rpggasserne ved hjælp af en sugetræks-ventilator fpres tilbage til iblanding i forbrændingsluften. Formâ-1 et hermed er at forhpje forbrændingsluftens temperatur for derved 30 f.eks. at undgà, at rpggassernes dugpunkt underskrides i luftforvarmeren eller for ved tilsætningen af rpggasserne til forbrændingsluften at formindske temperaturen af de varme gasser, for at undgâ at disse udpver en skadelig pâvirkning pâ fyrrummets vægge eller pâ varmeoverfdrselspladerne. Der tilstrsbes her ingen 35 reduktion af faststofemissionen mellem ventilatorens driftsperioder.

Ifplge opfindelsen anvendes denne i og for sig kendte mulighed for tilbagefprsel af roggasserne til en efterforbrænding af de rpggasser, der opstâr mellem ventilatorens driftsperioder. For-trinsvis sker dette ved, at de under de sædvanlige

DK 156147 B

4 stilstandsperioder opstâende rpggasser udsuges og blandes med forbrændingsluft og derefter pâny fpres ind i fyrrummet til efter-forbrænding.

Til indblæsning af blandingen af rpggas og forbrændingsluft 5 eller blot til ekstra indblæsning af forbrændingsluft er der anbragt dyser ved retortudgangen. Fortrinsvis er dyserne sammenfattede i et dyser0r med i forhold til fyrrummet forskudte dyser. Ved smalle fyrrum er indblæsninger gennem hvert sit dyserpr i vandlommerne ved siden tilstrækkelig. Udsugningen af rpggasserne og indsugningen af 10 forbrændingsluft og blandingen af disse sker fordelagtigt ved anvendelse af en anden sugetrækventilator. Denne sugetrækventilator blæser til efterforbrænding blandingen af indsugede rpggasser og indsuget forbrændingsluft ind i dyserdret.

Særligt fordelagtige udsugningsforhold for rdggasserne opnâs 15 ved, at disse suges ud af indsugningsstudsen af den sugetræksventi-lator, der sædvanligvis anvendes ved drift af varmeautomaten med retortfyret. Derved opnâs, at rpggasserne udsuges fra et sted, hvor de er koncentreret pâ et lille omrâde.

En pâ denne mâde dreven varmeautomat har under aile driftsfor-20 hold Bacharach 1-2.

I det fplgende forklares opfindelsen nærmere under henvisning til de ' pâ tegningen anskueliggjorte udfprelsesformer for en varmeautomat. Pâ tegningen viser: fig. 1-3 forskellige billeder af en udfdrelsesform for en 25 varmeautomat, fig. 4 og 5 en anden udforelsesform for en varmeautomat ifdlge opfindelsen, og fig. 6 en skematisk anskueliggprelse af faststofemissionen.

Den i fig. 1-3 viste varmeautomat er seriemæssigt konstrueret 30 til âbne varmtvandscentralvarmeanlæg efter DIN 4751, blad 1, og kan i ændret form anvendes til lukkede varmesystemer samt til lavtryks-dampanlæg. Varmeautomaten adskiller sig fra sædvanlige varmekedel-konstruktioner ved pladsbesparende dimensioner, hvortil et automa-tîsk retortfyr 1 og et brændsel sforrâd 2 uden for varmekedlen 35 bidrager. Retortfyret I er i dobbelt udfprelse. Hvert fyr 1 er forsynet med et sugetræk 2 med en blæser 3. Endvidere er hvert fyr 1 forsynet med et særskilt fpdeapparat 4 og et særskilt askeudtag 5.

Fyrene 1, fpdeapparaterne 4 og sugetrækket 2 kan i kombination styres forskelligt. Derved fâs et dobbelt fyr med i al t ni mulige

DK 156147 B

5 driftskombinationer, der giver en betydelig sikkerhed, idet der under aile omstændigheder altid vil være den halve nominelle varmekapacitet til râdighed.

Varmeautomaten bestâr af et af stâlplade fremstillet kedelle-5 geme 6, der med hensyn til de varme gasser og vandet, der skal opvarmes, danner en enhed, men indeholder to uafhængigt af hinanden arbejdende fyr 1 med hvert sit fpdeapparat 4 og askeudtagningsappa-rat 5. Til de to fyr fprer endvidere separate varmeflader. Ved en fælles eftervarmef1ade er fyrene adskilte fra hinanden ved hjælp af 10 en lodret, ikke vist vandlomme. Fpdeapparaterne 2 er koblings- og reguleringsteknisk adskilt fra hinanden, sâledes at enkeltvis drift af et fyr er tnulig. Idvrigt forefindes en fælles regulering for de to fyr, sâledes at der kan fàs en ensartet belastning af fyrene. I den viste udfdrelsesform har de to til fyrene 1 hprende fyrrum en 15 nominel varmebelastning pâ 500 kW. Varmeautomaten arbejder som f0lger:

Koks eller kul fyldes fra en bunker 2 ind pâ en til f0deappa-ratet 4 h0rende svingtransportdrs U-formede transportrende 7. Dette sker over egnede, til forrâdet 2 hprende tragte og skydere. Den 20 U-formede transportrende 7 bestâr af rustfrit og slidstærkt stâl og befinder sig neden under forrâdet 2. Den er forsynet med et elek-trohydraulisk drev, der kan bevæge den maksimalt 100 mm frem og tilbage i længderetningen. Efter den U-formede transportrende 7 nâr koksene eller kullene ind foran en f0dest0dstang 8. Denne bevæges 25 fælles med transportrenden 7. Amplituden er dimensioneret efter den 0nskede transportstrpm af koks eller kul.

F0dest0dstangen 8 skyder kullene eller koksene ind i retortfy-ret l's skrâtliggende fyrrum. Stigningen er mellem 20° og 25°. Fyrrummet, d.v.s. retorten, er vandkplet ved aile sider. Fpdeappa-30 ratet 4 arbejder i kortere eller længere interval 1er i afhængighed af den npdvendige kedelydelse. I bunden af retortfyret l's retort er anbragt en luftk0let planrist 9 af let udskiftelige segmenter. Pâ grund af indstr0mningen af den luft, der indsuges ved sugetrækven-tilatoren 3's drift, finder der en optimal forbrænding sted pâ 35 risten og i retorten. Det ved risten 9's forreste ende antændte brændsel vandrer videre, efterhânden som friske kul eller friske koks trykkes fremad. Ved forskellig betjening af f0deapparatet 4, fyret 1 og sugetrækkene 2, 3 kan varmeautomatens ydelse f.eks. varieres pâ f0lgende mâde:

DK 156147 B

6

Sugetræk F0dning + askeudtagning Ydelsesomrâde h0jre venstre h0jre venstre i % xxx xxx xxx xxx 4-100 5 xxx - xxx - 2- 50 xxx - - xxx 2- 50 xxx xxx - 2- 50 xxx - xxx 2- 50 xxx xxx xxx 2-50 10 XXX - xxx xxx 2- 50 xxx xxx xxx - -2-60 xxx xxx - xxx -2- 60 xxx ^ i drift 15 - ^ standset

Ved hjælp af de viste muligheder til styring af varmeautomaten kan der ikke blot opnâs en tilpasning efter det forskelligste varmebehov, men ogsâ en tilpasning af brændselsmængden efter for-20 brændingsluftmængden for hvert lastomrâde.

Ved enden af retortfyret l's retort er koksene eller kullene helt udbrændt. Slaggerne (aske) falder automatisk ned i lufttæt anbragte affaldstpnder i askeudtaget 5. Affaldstdnderne udskiftes sædvanligvis hver anden dag.

25 De gennem retortfyret l's retort strpmmende varmgasser afbdjes skarpt ved retortenden. Eventuelt medrevne grove faststofpartikTer udskilles og falder ned i affaldstpnderne. I et pâfplgende beroli-gelseskammer 10 udskilles desuden stprstedelen af de i varmgasserne indeholdte finkornede faststoffer. Pà deres videre vej langs 30 eftervarmefladerne 11 afgiver varmgasserne en stor del af deres f0lbare vartne til det gennem eftervarmefladernes kplerum strpmmende kedelvand.

Varmeautomaten tillader en minimal ydelse pà ca. 5% af den nominelle varmeydelse og ligger dermed langt under sædvanlige 35 varmeautomaters minimale ydelse. Pâ grund af den lille minimalydelse er ogsâ en fordelagtig tilpasning efter et meget lille varmebehov mulig. Til overgang fra minimalydelsen til den nominelle varmeydelse kræver fyret 1 kun fâ minutter pâ grund af et meget lille glddevo-1umen. Dette muliggpr h0je komfortkrav. Pâ grund af de ndjagtigt

DK 156147 B

7 afstemte forbrændingsluft- og brændselsmængder og fyrets elasticitet kan der opnâs en ekstremt h0j kedelvirkningsgrad pâ 85% ved nominel varmeydelse. Den hdje virkningsgrad muligg0r i forbindelse med ekstrem tilpasning efter skiftende belastning en særlig pkonomisk 5 kontinuerlig drift.

Den i fig. 4 og 5 viste varmeautomat ifplge opfindelsen ad-skiller sig fra den i fig. 1-3 viste varmeautomat ved en pâ en anden mâde anbragt og med 11 betegnet sugetræksventilator, der har samme funktion som sugetrækket 2 og blæseren 3 i fig. 1-3. De i 10 varmeautomaten opstâende gasser bortledes over ved den bageste ende anbragte hule sidevanger 20. I fig. 5 er sidevangerne 20 ved hjælp af streg-prik-linier vist som liggende foran snitlinien A-A i fig.

4. Gasserne indtræder foroven ved 21 i sidevangerne og udsuges forneden ved hjælp af sugetrækventilatoren 11. Endvidere er et 15 dyserpr 13 anbragt ved retortens pverste ledeplade 12. Dyserpret 13 er sammensvejst med retortens ledeplade 12 og har et antal i forhold til fyrrummet forskudt anbragte dyser. Ved vandkdlet ledeplade 12 afkples dyserpret 13 ved hjælp af vandet i ledepladen 12. Derved fâs en passende levetid.

20 De under sugetrækventilatoren 11's stilstandsperiode opstâende rpggasser udsuges over en ledning 15 ved hjælp af en anden suge-trækventilator 14 i sugetrækventilatoren 11's indsugningsstuds. Samtidig indsuges forbrændingsluft over en indsugningsstuds 15. Pâ grund af ledningen 15's og indsugningsstudsen 16's indmunding i en 25 fælles tilfdrselsledning 17 til sugetrækventilatoren 14 fâs en blanding af den indsugede forbrændingsluft med de indsugede rdggas- ser. Denne blanding trykkes af sugetrækventilatoren 14 ind i dyse-rpret 13 og indtræder gennem dettes dyser i fyrrummet, sâledes at rpggasserne kan efterforbrændes.

30 Udsugningsledningen 15 og indsugningsstudsen 16 kan styres ved hjælp af spjæld, der kan betjenes samtidigt ved hjælp af en i fig. 4 skematisk vist mekanisme.

For den i fig. 4 og 5 viste varmeautomat fâs fplgende funk-tionsforlpb: 35 Efter opnàelsen af en pâ termostaten indstillet frémi0bstempe- ratur standses sugetræksventilatoren 11. Samtidig starter sugetræks-ventilatoren 14, og en servomotor âbner reguleringsspjældene i udsugningsledningen 15 og forbrændingsluftindsugningsstudsen 16.

8

DK 156147 B

Nâr temperaturen synker, indkobles sugetræksventilatoren 11 atter over termostaten, og samtidig standses sugetræksventilatoren 14, og begge reguleringsspjæld lukkes atter ved hjælp af servomotoren.

5 De emissionsværdier, der fâs, er vist i fig. 6. Til grund for fig. 6 ligger en mâling efter DIN 18 890, blad 10. Figuren viser ligeledes sugetræksventilatorens sugetider for primærluft og den anden ventilators sugetider for sekundær luft. Forbedringen af faststofemissionen ses tydeligt. Sekundær!uftventilatorens Idbetid 10 begynder pâ primærluftventilatorens stilstandstidspunkt. Igangsæt-nings- og stilstandstidspunkterne er ydelsesafhængige og er tilnær-melsesvis ens ved gasfl ammekul og smâkoks. Ved fyring med smâkoks 4 er sekundærluftventilatoren standset.

15 20 25 30 35

Claims (8)

1. Fremgangsmâde til drift af en varmeautomat med retortfyring og sugetrækventilator til âbne varmtvandscentralvarmeanlæg, lukkede 5 varmeanlæg og lavtryksdampanlæg, hvor sugetræksventilatoren standses efter opnâelsen af en bestemt frémipbstemperatur, og det glpdende brændselslag i retorten forsynes med forbrændingsluft over det naturlige skorstenstræk, kendetegnet ved, at de efter standsning af sugetræksventilatoren opstâende rpggasser udsuges og 10 under iblanding af forbrændingsluft atter indblæses i fyrrummet gennem dyser og forbrændes.

2. Fremgangsmâde ifplge krav 1, kendetegnet ved, at r0ggasserne udsuges i sugetræksventilatorens (11) indsugningsomrâde.

3. Fremgangsmâde ifplge krav 1 eller 2, kendetegnet 15 ved, at indsugningen af rpggasserne og/eller indsugningen af for- brændingsluften til efterforbrændingen sker ved hjælp af yderligere en sugetræksventilator (14).

4. Fremgangsmâde ifplge krav 3, kendetegnet ved, at blandingen af rpggasser og forbrændingsluft indblæses gennem et dy- 20 serpr (13), der er anbragt ved retortens bagende.

5. Fremgangsmâde if pige krav 4, kendetegnet ved, at dyserpret (13) er monteret ved retortens pverste ledeplade (12).

6. Fremgangsmâde if pige krav 5, kendetegnet ved en fælles vandkpling af dyserpret (13) og ledepladen (12).

7. Fremgangsmâde i folge et eller flere af kravene 3-5, kendetegnet ved en spjældregulering i udsugningsled-ningen (15) til udsugning af rpggasserne og i indsugningsledningen (16) til indsugning af forbrændingsluft.

8. Fremgangsmâde ifplge krav 7, kendetegnet ved, at 30 reguleringsspjældene i udsugningsledningen (15) og i indsugningsledningen (16) betjenes ved hjælp af et fælles reguleringsstangsy-stem. 35