PL66901Y1 - Wirowy palnik pylowy do spalania zmielonej biomasy - Google Patents

Description

2 PL 66 901 Υ1

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest wirowy palnik pyłowy do spalania zmielonej biomasy z niską emisją tlenków azotu, przeznaczony do stosowania w kotłach energetycznych przystosowanych do spalania i współspalania z węglem, gazem lub olejem opałowym, biomasy zmielonej do postaci pyłu, a zwłaszcza jako dodatkowy palnik biomasowy w kotłach węglowych pyłowych i rusztowych.

Znany jest z niemieckiego opisu patentowego nr 3027587 DB palnik wirowy posiadający w dyszy pyłowo - powietrznej współosiową rurę wyposażoną w przestrzeni obwodowej w przegrody rozbijające strumień mieszaniny pyłowo - powietrznej na strumienie cząstkowe.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr PL 165 761 konstrukcja palnika wirowego na pył węglowy, posiadającego na zewnątrz dwie dysze powietrza wtórnego z zawirowywaczami łopatkowymi oraz wewnątrz dyszę pyłowo - powietrzną z wewnętrzną rurą rdzeniową, na której osadzony jest rozdzielacz krzyżowy, przy czym między dyszą pyłowo - powietrzną a dyszami powietrza wtórnego znajduje się pierścieniowa przestrzeń separująca.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 180 190 palnik wirowy do spalania pyłu węglowego, posiadający dwie koncentryczne dysze powietrza wtórnego o zróżnicowanym przepływie powietrza i zabudowaną wewnątrz dyszą pyłową zakończoną zawirowywaczem łopatkowym z rurą centralną.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr P-379841 palnik kotła energetycznego przeznaczony wyłącznie do spalania rozdrobnionej biomasy oraz jako palnik dodatkowy w kotłach węglowych, pyłowych oraz rusztowych, posiadający dysze pyłowe i powietrzne utworzone z trzech współśrodkowych rur, posiadający na zakończeniu rury rdzeniowej końcówkę rozszerzoną stożkowo, w którym na wylocie dyszy pyłowej następuje odchylenie strumienia paliwa od osi palnika.

Znany jest również z polskiego opisu wzoru użytkowego nr PL 65 254 niskoemisyjny palnik wirowy kotła przeznaczony do współspalania rozdrobnionej biomasy z pyłem węgla kamiennego lub brunatnego w kotle energetycznym, posiadający dodatkową dyszę pyłu biomasowego wbudowaną wewnątrz niskoemisyjnego palnika wirowego na pył węglowy, zwłaszcza pyłowego palnika wirowego z wewnętrzną separacją pyłu węglowego.

Opisane konstrukcje palników wirowych nie nadają się do spalania rozdrobnionej biomasy, która cechuje się grubszym rozdrobnieniem cząstek i większą zawartością wilgoci od pyłu węglowego i powoduje zaklejanie przestrzeni międzyłopatkowych zawirowywaczy i elementów separujących. W rozwiązaniu palnika kotła energetycznego przeznaczonego wyłącznie do spalania rozdrobnionej biomasy brak jest regulacji płomienia oraz jest słabe rozbicie strumienia pyłu na krótkim pierścieniu stożkowym, stanowiącym zakończenie rury rdzeniowej palnika a także osiowy wypływ powietrza rdzeniowego utrudniający mieszanie z pyłem biomasowym.

Wirowy palnik pyłowy do spalania zmielonej biomasy, zawierający dyszę powietrzną i dyszę pyłową, a pomiędzy nimi pierścieniowy kanał doprowadzania powietrza wtórnego z zawirowywaczem łopatkowym, przy czym wewnątrz dyszy pyłowej, wzdłuż jej geometrycznej osi zabudowana jest rura rdzeniowa z umiejscowionym na jej wylocie rozdzielaczem stożkowym pyłu o wierzchołku skierowanym do jej wylotu i kącie rozwarcia jego ramion od 60° do 90° z płetwami rozbijającymi a rozdzielacz stożkowy pyłu ma zmienne położenie względem płaszczyzny wylotowej w zakresie wymiaru liniowego zależnego od średnicy dyszy pyłowej, charakteryzuje się tym, że rozdzielacz stożkowy pyłu w części wylotowej pobocznicy stożka ma ukształtowane płetwy rozbijające w liczbie od 6 do 12 skierowane pod kątem wylotowym w zakresie od 20° do 40° oraz ma regulowane za pomocą popychacza wysunięcie osiowe względem płaszczyzny wylotowej dyszy pyłowej w zakresie wymiaru liniowego wynoszącego od 25% do 50% średnicy dyszy pyłowej zaś zawirowywacz łopatkowy zawiera od 10 do 20 łopatek walcowych o kącie wylotowym w zakresie od 30° do 60° względem osi palnika a na wlocie dyszy pyłowej jest zabudowany wlot ślimakowy o lewym lub prawym zawirowaniu, identycznym jak zawirowanie zawirowywacza łopatkowego.

Zaletą palnika wirowego pyłowego do spalania zmielonej biomasy według wzoru użytkowego jest zastosowanie regulacji wysunięcia rozdzielacza stożkowego pyłu względem płaszczyzny wylotu dyszy pyłowej, które wpływa na zmianę kształtu płomienia spalanej mieszanki pyłowej, dzięki czemu można wpływać na stabilność procesu spalania w zależności od jakości spalanej biomasy, określonej wartością opałową i rozdrobnieniem ziaren.

Przedmiot wzoru użytkowego jest uwidoczniony na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój podłużny wirowego palnika pyłowego do spalania zmielonej biomasy, fig. 2 przedstawia widok na pal- 3 PL 66 901 Υ1 nik od strony zewnętrznej tj. od strony dopływu czynników roboczych powietrza i pyłu biomasowego, na układy doprowadzenia powietrza i mieszaniny pyłowej, fig. 3 przedstawia widok stożkowego rozdzielacza pyłu natomiast fig. 4 przedstawia geometrię zawirowywacza powietrza wtórnego.

Pokazany na fig. 1 korpus 4 wirowego palnika pyłowego do spalania zmielonej biomasy, jest przymocowany kołnierzem 12 do ściany komory paleniskowej kotła energetycznego 13. Wewnątrz korpusu 4 zabudowany jest osiowo pierścieniowy kanał doprowadzenia powietrza wtórnego 14 z zawi-rowywaczem łopatkowym 8 i dyszą powietrza wtórnego 1. Wewnątrz zawirowywacza łopatkowego 8 osadzona jest rura pyłowa 2 ustalona z jednej strony za pomocą kołnierza 15 do ścianki tylnej korpusu palnika 4, a od strony wylotu spoczywająca na łopatkach zawirowywacza łopatkowego 8. Od strony zewnętrznej do rury pyłowej 2 przymocowany jest wlot ślimakowy 5 mieszaniny pyłowej. W wzdłużnej, geometrycznej osi wirowego palnika, ustalona na podpórkach 16, znajduje się rura rdzeniowa 3, przykręcona do wlotu ślimakowego 5. Do rury rdzeniowej 3 przymocowane jest kolano 6 z otworem w osi, dla popychacza 9 stożkowego rozdzielacza pyłu 7. Na wylocie rury rdzeniowej 3 jest umiejscowiony rozdzielacz stożkowy pyłu 7 o wierzchołku skierowanym do jej wylotu i kącie rozwarcia jego ramion ε w zakresie od 60° do 90°. Wewnątrz rury rdzeniowej 3, od strony wylotowej wirowego palnika zabudowany jest uchwyt sworznia 17 rozdzielacza stożkowego pyłu 7. Na powierzchni wylotowej stożka rozdzielacza stożkowego pyłu 7 zamocowane są ukośnie do osi palnika płetwy rozbijające 10 i zawirowujące mieszaninę pyłową. W wersji odlewanej, płetwy stanowią całość ze stożkiem.

Na fig. 2 pokazany jest układ kołnierzy wlotowych powietrza wtórnego 18 i kołnierz wlotu powietrza rdzeniowego 20 oraz króćca mieszaniny pyłowej 19, wirowego palnika prawoskrętnego. W wirowym palniku lewoskrętnym, wlot mieszaniny pyłowej znajduje się po przeciwnej stronie, dając lewo-skrętne zawirowanie mieszanki. Za kołnierzem wlotowym 18 skrzyni powietrza wtórnego korpusu palnika 4 zabudowany jest żaluzjowy aparat regulacyjny H, ilości powietrza doprowadzonego do palnika. Pomiar ilości powietrza dokonywany jest poza palnikiem.

Na fig. 3 pokazany jest układ płetw rozbijających 10 na stożku rozdzielacza stożkowego pyłu 7. Ilość płetw Zi w zależności od wielkości palnika wynosi korzystnie od 6 sztuk do 12 sztuk, a kąt wylotowy χ wynosi korzystnie od 20° do 40°. Stożek rozdzielacza stożkowego pyłu 7 wraz z płetwami rozbijającymi 10 jest stale chłodzony powietrzem rdzeniowym, niezależnie od warunków pracy wirowego palnika.

Na fig. 4 pokazany jest zawirowywacz łopatkowy 8 powietrza wtórnego. Łopatki zawirowywacza powietrza wtórnego 21 wygięte są jako powierzchnie walcowe, ustawione pod kątem wylotowym a wynoszącym korzystnie od 30° do 60° a ich liczba Zg mieści się w zakresie od 10 do 20 sztuk w zależności od wielkości wirowego palnika.

Przebieg działania palnika wirowego, przeznaczonego do spalania zmielonej biomasy jest następujący. Z młyna młotkowego lub kruszarki, nie pokazanych na rysunku, mieszanka pyłowo -- powietrzna kierowana jest do wlotu ślimakowego 5, po czym zawirowana spiralnie w lewo lub prawo w zależności od konstrukcji palnika, przepływa kanałem pierścieniowym utworzonym przez rurę pyłową 2 i rurę rdzeniową 3 w kierunku wylotu palnika, a następnie uderza w stożek rozdzielacza stożkowego pyłu 7 z płetwami rozbijającymi 10, skierowanymi w prawo lub lewo, wspomagając wir wstępny, wywołany przejściem czynnika zapylonego przez wlot ślimakowy, po czym miesza się ze strumieniem powietrza wtórnego. Rozdzielacz stożkowy pyłu 7 o średnicy zewnętrznej 0Dn i średnicy dyszy pyłowej 0D, umieszczony za wylotem dyszy pyłowej 2 posiada możliwość zmiany położenie osiowego względem płaszczyzny wylotu dyszy pyłowej 2 w zakresie wymiaru liniowego H od 25% do 50% średnicy 0D dyszy pyłowej 2 w zależności od jakości spalanego pyłu, określonej wartością opałową i stopniem rozdrobnienia cząstek biomasy.

Powietrze wtórne jest doprowadzone do wirowego palnika dwoma drogami. Większa część, przykładowo 75%, poprzez klapy regulacyjne żaluzjowego aparatu regulacyjnego U. w korpusie palnika 4 dopływa do pierścieniowego kanału doprowadzenia powietrza wtórnego 14, utworzonego z rury zewnętrznej dyszy powietrza 1 o średnicy Dg i rury dyszy pyłowej 2 o średnicy w którym zabudowany jest zawirowywacz łopatkowy 8 z łopatkami 21. Powietrze wtórne silnie zawirowane wypływa do dyfuzora wylotowego w ścianie kotła energetycznego 13, gdzie miesza się z pyłem biomasowym, tworząc mieszankę zapalającą. Uzupełniająca część powietrza, przykładowo 25%, doprowadzona jest do kolana 6 z otworem w osi i dalej do rury rdzeniowej 3. Powietrze rdzeniowe chłodzi rozdzielacz stożkowy pyłu 7 i miesza się od strony wewnętrznej z mieszanką pyłową. Dla zapewnienia stabilizacji spalania kierunki zawirowania mieszaniny pyłowo - powietrznej i powietrza wtórnego są zgodne w obrębie jednego układu palnikowego.

Claims (1)

1. 4 PL 66 901 Υ1 Palnik pyłowy do spalania biomasy według wzoru użytkowego jest przeznaczony szczególnie do spalania doprowadzonej do palnika pneumatycznie mieszanki pyłowo - powietrznej pyłu biomaso-wego o niskiej koncentracji pyłu, wynoszącej korzystnie od 0,3 do 0,8 kg pyłu na kg powietrza transportowego. Zastrzeżenie ochronne Wirowy palnik pyłowy do spalania zmielonej biomasy, zawierający dyszę powietrzną i dyszę pyłową a pomiędzy nimi pierścieniowy kanał doprowadzania powietrza wtórnego z zawirowywaczem łopatkowym, przy czym wewnątrz dyszy pyłowej, wzdłuż jej geometrycznej osi zabudowana jest rura rdzeniowa z umiejscowionym na jej wylocie rozdzielaczem stożkowym pyłu o wierzchołku skierowanym do jej wylotu i kącie rozwarcia jego ramion od 60° do 90° z płetwami rozbijającymi a rozdzielacz stożkowy pyłu ma zmienne położenie względem płaszczyzny wylotowej w zakresie wymiaru liniowego zależnego od średnicy dyszy pyłowej, znamienny tym, że rozdzielacz stożkowy pyłu (7) w części wylotowej pobocznicy stożka ma ukształtowane płetwy rozbijające (10) w liczbie od 6 do 12 skierowane pod kątem wylotowym (y) w zakresie od 20° do 40° oraz ma regulowane za pomocą popychacza (9) wysunięcie osiowe względem płaszczyzny wylotowej dyszy pyłowej (2) w zakresie wymiaru liniowego (H) wynoszącego od 25% do 50% średnicy (0D) dyszy pyłowej (2) zaś zawirowywacz łopatkowy (8) zawiera od 10 do 20 łopatek walcowych (£1) o kącie wylotowym (a) w zakresie od 30° do 60° względem osi palnika a na wlocie dyszy pyłowej (2) jest zabudowany wlot ślimakowy (5) o lewym lub prawym zawirowaniu, identycznym jak zawirowanie zawirowywacza łopatkowego (8).