IT201700018014A1 - BOILER FOR THE COMBUSTION OF GRANULAR BIOMASSES. - Google Patents
BOILER FOR THE COMBUSTION OF GRANULAR BIOMASSES.Info
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Description
CALDAIA PER LA COMBUSTIONE DI BIOMASSE GRANULARI BOILER FOR COMBUSTION OF GRANULAR BIOMASS
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
Il presente trovato si riferisce ad una caldaia per la combustione di biomasse granulari, e più in particolare per combustibili granulari cosiddetti "poveri" quali ad esempio nocciolino di sansa, scarti cerealicoli, mais, ecc. The present invention relates to a boiler for the combustion of granular biomass, and more particularly for so-called "poor" granular fuels such as pomace pits, cereal waste, corn, etc.
Sono note nella tecnica caldaie che comprendono al loro interno una parete dotata di un'intercapedine di contenimento di un fluido da riscaldare, la quale delimita un vano che accoglie un bruciatore. Boilers are known in the art which comprise inside them a wall provided with a cavity for containing a fluid to be heated, which delimits a compartment which houses a burner.
Il bruciatore è generalmente provvisto di una griglia, su cui viene disposto il combustibile da bruciare, che divìde lo spazio interno alla parete suddetta in una zona superiore e una zona inferiore . The burner is generally provided with a grill, on which the fuel to be burned is arranged, which divides the space inside the aforesaid wall into an upper area and a lower area.
Mentre la zona superiore è destinata a ricevere e contenere combustibili solidi di diversa tipologia, la zona inferiore comprende una camera di combustione e mezzi di scambio termico, opportunamente predisposti per riscaldare il fluido contenuto nell'intercapedine sopra nominata. While the upper zone is intended to receive and contain solid fuels of different types, the lower zone comprises a combustion chamber and heat exchange means, suitably arranged to heat the fluid contained in the above-mentioned cavity.
I prodotti combustibili sono generalmente approvvigionati tramite appositi mezzi di alimentazione, mentre l'aria comburente arriva tramite opportuni mezzi di adduzione. Combustible products are generally supplied by means of suitable supply means, while the combustion air arrives through suitable supply means.
Le caldaie note presentano però alcuni inconvenienti, specie se vengono utilizzate per bruciare combustibili granulari di origine vegetale generalmente definiti "poveri" a causa del loro basso potere calorifico, come ad esempio nocciolino di sansa, scarti cerealicoli, mais, ecc. Known boilers, however, have some drawbacks, especially if they are used to burn granular fuels of vegetable origin generally defined as "poor" due to their low calorific value, such as pomace pits, cereal waste, corn, etc., for example.
Infatti, tali combustibili presentano tipicamente un elevato grado di umidità e questo ne rende generalmente problematica l'accensione, che si ottiene solo a fronte dell'impiego di elevate potenze elettriche, oltre a rendere difficoltosa la loro combustione. In fact, these fuels typically have a high degree of humidity and this generally makes ignition difficult, which is obtained only by using high electrical powers, as well as making their combustion difficult.
Si consideri a tal proposito che la combustione delle biomasse granulari povere avviene il più delle volte a temperature basse, con la conseguente formazione di incombusti che tendono a depositarsi sotto forma di concrezioni refrattarie, le quali compromettono in modo rapido e significativo l'efficienza del bruciatore e degli scambiatori di calore della caldaia. In this regard, it should be considered that the combustion of poor granular biomass occurs most of the time at low temperatures, with the consequent formation of unburnt materials which tend to deposit in the form of refractory concretions, which rapidly and significantly compromise the efficiency of the burner. and boiler heat exchangers.
I problemi dovuti ai depositi nella caldaia sono in genere suddivisi in due ampie categorie, e riguardano le incrostazioni rispettivamente identificate con i termini inglesi "slagging" e "fouling" . The problems due to deposits in the boiler are generally divided into two broad categories, and concern the encrustations respectively identified with the English terms "slagging" and "fouling".
Più in particolare, i depositi "slagging" sono formati dalle particelle incombuste di cenere che si attaccano alle pareti calde della caldaia dando origine al clinker, mentre i depositi "fouling" sono formati dai vapori inorganici che si condensano sulle superiici più fredde della caldaia. More specifically, the "slagging" deposits are formed by the unburnt particles of ash that stick to the hot walls of the boiler giving rise to the clinker, while the "fouling" deposits are formed by inorganic vapors which condense on the colder surfaces of the boiler.
Tali tipologie di incrostazioni, pur essendo caratterizzate da meccanismi di formazione diversi, sono entrambe strettamente connesse alle basse temperature di combustione. These types of encrustations, although characterized by different formation mechanisms, are both closely related to low combustion temperatures.
Altro inconveniente riguarda il fatto che la fiamma è quasi sempre rivolta verso l'alto, contrariamente a quanto sarebbe in realtà auspicabile in una caldaia del tipo sopra descritto, con perdite di combustione e di rendimento significative. Another drawback relates to the fact that the flame is almost always turned upwards, contrary to what would actually be desirable in a boiler of the type described above, with significant combustion and efficiency losses.
Ulteriore aspetto critico riguarda poi il fatto che l'accensione è in genere manuale, e pertanto la caldaie note risultano anche poco confortevoli da utilizzare. A further critical aspect then concerns the fact that ignition is generally manual, and therefore known boilers are also not very comfortable to use.
Il compito che si propone il trovato è pertanto quello di realizzare una caldaia per la combustione di biomasse granulari che superi gli inconvenienti della tecnica nota. The aim of the invention is therefore to provide a boiler for the combustion of granular biomass which overcomes the drawbacks of the known art.
Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare una caldaia che funzioni utilizzando combustibili granulari cosiddetti "poveri" quali ad esempio nocciolino di sansa, scarti cerealicoli, mais, ecc., garantendo comunque elevati livelli di rendimento e di efficienza. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to provide a boiler which operates using so-called "poor" granular fuels such as pomace pits, cereal waste, corn, etc., while still guaranteeing high levels of efficiency and of efficiency.
Un altro scopo del trovato è quello di realizzare una caldaia in cui sia ridotta al minimo la formazione di eventuali residui incombusti . Another object of the invention is to provide a boiler in which the formation of any unburnt residues is minimized.
Altro scopo del trovato è quello di realizzare una caldaia in grado di regolare automaticamente il suo funzionamento, limitando il consumo di combustibile e garantendo una combustione ottimale. Another object of the invention is to provide a boiler capable of automatically regulating its operation, limiting fuel consumption and ensuring optimal combustion.
Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare una caldaia che risulti confortevole da utilizzare e vantaggiosa anche da un punto di vista dei consumi energetici. Not least object of the invention is to provide a boiler which is comfortable to use and advantageous also from the point of view of energy consumption.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da una caldaia per la combustione di biomasse granulari, comprendente un vano delimitato da una parete dotata di un'intercapedine di contenimento di un fluido di scambio termico; detto vano accoglie almeno parzialmente un gruppo bruciatore comprendente una parete separatrice, provvista di una o più aperture passanti, la quale divide il vano in una zona superiore e una zona inferiore; detta zona superiore è atta a ricevere e contenere prodotti combustibili; detta zona inferiore comprende una camera di combustione, posta in depressione da mezzi di aspirazione, e mezzi di scambio termico, in connessione termica con detta parete; detta caldaia comprende inoltre mezzi di alimentazione di almeno un prodotto combustibile a detto gruppo bruciatore e mezzi di adduzione di aria comburente a detto gruppo bruciatore; detta caldaia è caratterizzata dal fatto che detto gruppo bruciatore comprende un bruciatore a combustibili granulari poveri e un bruciatore a pellet, detto bruciatore a pellet cooperando con detto bruciatore a combustibili granulari poveri per favorire la combustione di detti combustibili granulari poveri. The aforementioned task, as well as the aforementioned purposes and others which will appear better later, are achieved by a boiler for the combustion of granular biomass, comprising a compartment delimited by a wall equipped with a cavity for containing a heat exchange fluid; said compartment at least partially accommodates a burner unit comprising a separating wall, provided with one or more through openings, which divides the compartment into an upper area and a lower area; said upper zone is adapted to receive and contain combustible products; said lower zone comprises a combustion chamber, placed in depression by suction means, and heat exchange means, in thermal connection with said wall; said boiler further comprises means for feeding at least one combustible product to said burner unit and means for supplying combustion air to said burner unit; said boiler is characterized in that said burner assembly comprises a burner with lean granular fuels and a pellet burner, said pellet burner cooperating with said burner with lean granular fuels to favor the combustion of said poor granular fuels.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di una caldaia secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui: la figura 1 è una vista frontale di una caldaia secondo 1'invenzione; Further characteristics and advantages will become clearer from the description of preferred but not exclusive embodiments of a boiler according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which: Figure 1 is a front view of a boiler according to 1 'invention;
la figura 2 rappresenta una sezione lungo la linea II-II di figura 1; Figure 2 represents a section along the line II-II of Figure 1;
la figura 3 rappresenta una sezione lungo la linea III-III di figura 2; Figure 3 represents a section along the line III-III of Figure 2;
la figura 4 rappresenta una sezione lungo la linea IV-IV di figura 1 e schematizza il funzionamento della caldaia secondo 1'invenzione; Figure 4 represents a section along the line IV-IV of Figure 1 and schematises the operation of the boiler according to the invention;
la figura 5 rappresenta una sezione lungo la linea V-V di figura 1 e riguarda una variante realizzativa della caldaia secondo 1'invenzione figure 5 represents a section along the line V-V of figure 1 and relates to a variant embodiment of the boiler according to the invention
la figura 6 rappresenta una sezione lungo la linea VI-VI di figura 5; figure 6 represents a section along the line VI-VI of figure 5;
la figura 7 rappresenta una sezione lungo la linea VII-VII di figura 1 e riguarda un'altra variante realizzativa della caldaia secondo 1'invenzione; Figure 7 represents a section along the line VII-VII of Figure 1 and relates to another variant embodiment of the boiler according to the invention;
la figura 8 rappresenta una sezione lungo la linea Vili-Vili di figura 7. figure 8 represents a section along the line VIII-VIII of figure 7.
Con riferimento alle citate figure da 1 a 4, una caldaia per la combustione di biomasse granulari, è indicata nel suo complesso con il numero di riferimento 1. With reference to the aforementioned figures 1 to 4, a boiler for the combustion of granular biomass is indicated as a whole with the reference number 1.
La caldaia 1 è particolarmente adatta alla combustione di combustibili granulari di origine vegetale generalmente definiti "poveri", come ad esempio nocciolino di sansa, scarti cerealicoli, mais, ecc., i quali presentano tipicamente un basso potere calorifico ed un elevato grado di umidità, risultando pertanto difficili da accendere e da bruciare. The boiler 1 is particularly suitable for the combustion of granular fuels of vegetable origin generally defined as "poor", such as pomace pits, cereal waste, corn, etc., which typically have a low calorific value and a high degree of humidity, resulting therefore difficult to ignite and burn.
La caldaia 1 comprende un corpo 2 sostanzialmente scatolare al cui interno è alloggiata una parete 3 dotata di un'intercapedine 4 adatta a contenere un fluido di scambio termico. The boiler 1 comprises a substantially box-like body 2 inside which a wall 3 is housed provided with a cavity 4 suitable for containing a heat exchange fluid.
La parete 3 delimita un vano che accoglie almeno parzialmente un gruppo bruciatore 5 comprendente una parete separatrice 6 provvista di una o più aperture passanti. Wall 3 delimits a compartment which at least partially accommodates a burner assembly 5 comprising a separating wall 6 provided with one or more through openings.
La parete separatrice 6 suddivide il vano delimitato dalla parete 3 in una zona superiore 7 ed una zona inferiore 8, le quali risultano tra loro in comunicazione di fluido. The separating wall 6 divides the compartment delimited by the wall 3 into an upper zone 7 and a lower zone 8, which are in fluid communication with each other.
Più in particolare, mentre la zona superiore 7 è destinata a ricevere e contenere prodotti combustibili alimentati da opportuni mezzi di alimentazione 9, la zona inferiore 8 comprende una camera dì combustione nella quale viene bruciata una miscela costituita dal gas risultante dalla parziale combustione dei prodotti combustibili e da aria comburente alimentata da opportuni mezzi di adduzione 10. More specifically, while the upper zone 7 is intended to receive and contain combustible products fed by suitable feeding means 9, the lower zone 8 comprises a combustion chamber in which a mixture consisting of the gas resulting from the partial combustion of the combustible products is burned. and by combustion air fed by suitable supply means 10.
Opportunamente, la camera di combustione è dotata di un canale 11 per l'evacuazione dei fumi, il quale comprende mezzi di aspirazione 12 tali da porre in depressione l'intera zona inferiore 8. Conveniently, the combustion chamber is equipped with a channel 11 for evacuating the fumes, which comprises suction means 12 such as to place the entire lower zone 8 in depression.
Nella zona inferiore 8 sono inoltre alloggiati mezzi di scambio termico 13, di per sé già noti, che risultano in connessione termica con la parete 3. In the lower zone 8 there are also housed heat exchange means 13, already known per se, which result in thermal connection with the wall 3.
Durante il funzionamento del gruppo bruciatore 5, i mezzi di scambio termico 13 sono lambiti dai fumi prodotti dalla combustione e ne assorbono il calore, determinando il riscaldamento del fluido di scambio termico contenuto nell'intercapedine 4. During the operation of the burner assembly 5, the heat exchange means 13 are lapped by the fumes produced by combustion and absorb the heat thereof, causing the heating of the heat exchange fluid contained in the interspace 4.
Vantaggiosamente, i mezzi di scambio termico 13 sono coadiuvati da un catalizzatore 14 la cui finalità principale è quella di impedire che la fiamma lambisca direttamente la zona sottostante. Advantageously, the heat exchange means 13 are assisted by a catalyst 14 whose main purpose is to prevent the flame from directly touching the underlying area.
In pratica, il catalizzatore 14 crea un giro fumi che oltre a permettere uno sfruttamento totale del calore prodotto dalla fiamma, consente di ottenere fumi di scarico puliti; infatti, più è lungo il tempo durante il quale i prodotti della combustione rimangono ad elevate temperature, minori sono gli incombusti. In practice, the catalyst 14 creates a smoke circuit which, in addition to allowing a total exploitation of the heat produced by the flame, allows to obtain clean exhaust fumes; in fact, the longer the time during which the combustion products remain at high temperatures, the lower the unburnt products.
Secondo la presente invenzione, il gruppo bruciatore 5 comprende un bruciatore a combustibili granulari poveri 20 ed un bruciatore a pellet 40 che cooperano tra loro al fine di favorire la completa combustione di tali combustibili granulari poveri, i quali già sono stati meglio definiti in precedenza. According to the present invention, the burner assembly 5 comprises a burner with lean granular fuels 20 and a pellet burner 40 which cooperate with each other in order to favor the complete combustion of these poor granular fuels, which have already been better defined above.
Il bruciatore a combustibili granulari poveri 20 è essenzialmente costituito, nella sua parte inferiore, dalle aperture passanti ricavate nella parete separatrice 6, la quale funge anche da supporto per il combustibile granulare povero che su di essa si preriscalda essiccandosi. The lean granular fuel burner 20 is essentially constituted, in its lower part, by the through openings obtained in the separating wall 6, which also acts as a support for the lean granular fuel which preheats on it by drying.
Più in dettaglio, la parete separatrice 6 comprende un corpo piastriforme 21, preferibilmente realizzato in materiale refrattario, il quale è disposto in posizione sostanzialmente orizzontale all'interno del vano delimitato dalla parete 3. More in detail, the separating wall 6 comprises a plate-like body 21, preferably made of refractory material, which is arranged in a substantially horizontal position inside the compartment delimited by the wall 3.
Centralmente al corpo piastriforme 21 è ricavata una sede passante 22, nella quale è alloggiato un controsagomato elemento deflettore 23 concepito in modo tale da definire una pluralità di passaggi 24 adatti a mettere in comunicazione di fluido la zona superiore 7 con la zona inferiore 8. Central to the plate-like body 21 there is a through seat 22, in which a counter-shaped deflector element 23 is housed, conceived in such a way as to define a plurality of passages 24 suitable for putting the upper zone 7 in fluid communication with the lower zone 8.
È importante evidenziare che il deflettore 23 impedisce il passaggio diretto del combustibile granulare povero nella zona inferiore 8 attraverso i passaggi 24, trattenendolo invece nella zona superiore 7 dove inizia la sua gassificazione. It is important to point out that the deflector 23 prevents the direct passage of the lean granular fuel in the lower zone 8 through the passages 24, instead retaining it in the upper zone 7 where its gasification begins.
Durante il funzionamento della caldaia 1, attraverso i passaggi 24 passa invece la fiamma generata dal bruciatore a combustìbili granulari poveri 20. During the operation of the boiler 1, the flame generated by the poor granular fuel burner 20 passes through the passages 24.
Nella fattispecie, l'elemento deflettore 23 è costituito da un corpo allungato, preferibilmente realizzato in materiale refrattario, oppure in opportuni materiali metallici quali la ghisa o l'acciaio, il quale presenta una porzione 25 con sezione a fungo unita ad una porzione 26 con sezione trapezoidale. In this case, the deflector element 23 consists of an elongated body, preferably made of refractory material, or of suitable metal materials such as cast iron or steel, which has a portion 25 with a mushroom section joined to a portion 26 with trapezoidal section.
Durante il normale utilizzo dell'elemento deflettore 23, la porzione 25 con sezione a fungo è rivolta verso l'interno della zona superiore 7. During normal use of the deflector element 23, the portion 25 with the mushroom section faces inwards of the upper zone 7.
Vantaggiosamente, alle due opposte estremità della porzione 25 con sezione a fungo sono definiti degli elementi di sostegno 27 adatti a mantenere l'elemento deflettore 23 in sospensione nella sede passante 22, in modo da formare i passaggi 24 e garantire la comunicazione di fluido tra la zona superiore 7 e la zona inferiore 8. Advantageously, at the two opposite ends of the portion 25 with a mushroom-shaped section there are defined support elements 27 suitable for keeping the deflector element 23 in suspension in the through seat 22, so as to form the passages 24 and ensure the communication of fluid between the upper zone 7 and lower zone 8.
Il bruciatore a combustibili granulari poveri 20 è alimentato da un primo condotto 30 di adduzione dei granuli di combustibile povero, di pezzatura relativamente piccola, che pervengono per caduta alla parete separatrice 6, ovvero, al corpo piastriforme 21 e all'elemento deflettore 23 depositandovisi al di sopra. The lean granular fuel burner 20 is fed by a first duct 30 for feeding the lean fuel granules, of relatively small size, which reach the separating wall 6 by falling, that is, to the plate-like body 21 and to the deflector element 23 depositing thereon. upstairs.
Il primo condotto 30 comprendente almeno un elemento tubolare, trasversale alla parete separatrice 6, il quale è provvisto di almeno una prima bocca di ingresso 31 e di almeno una prima bocca di uscita 32 disposta all'interno della zona superiore 7. The first duct 30 comprising at least one tubular element, transversal to the separating wall 6, which is provided with at least a first inlet mouth 31 and at least one first outlet mouth 32 arranged inside the upper zone 7.
Opportunamente, il primo condotto 30 è munito anche di un primo spioncino 33 per il controllo della fiamma. Conveniently, the first duct 30 is also provided with a first peephole 33 for controlling the flame.
Inoltre, in una differente forma di attuazione, il primo condotto 30 può accogliere in modo girevole una prima vite senza fine movimentata da un primo motoriduttore. Furthermore, in a different embodiment, the first duct 30 can rotatably accommodate a first worm screw moved by a first gearmotor.
Vantaggiosamente, la prima bocca di uscita 32 del primo condotto 30 è posta al di sopra del bruciatore a pellet 40, o comunque ad un'altezza tale da consentire al bruciatore a pellet 40 di preriscaldare il combustibile povero, destinato ad alimentare il bruciatore di combustibili granulari poveri 20, sia durante la sua caduta, sia quando è accumulato sulla parete separatrice 6, come esemplificativamente illustrato nella figura 4. Advantageously, the first outlet 32 of the first duct 30 is placed above the pellet burner 40, or in any case at a height such as to allow the pellet burner 40 to preheat the lean fuel, intended to feed the fuel burner. poor granules 20, both during its fall and when it is accumulated on the separating wall 6, as illustrated by way of example in Figure 4.
A tale proposito, si evidenzia che il bruciatore a pellet 40 comprende un braciere 41 vantaggiosamente predisposto per generare una fiamma a sviluppo prevalentemente orizzontale, posizionata al di sopra della parete separatrice 6, ovvero, al di sopra del corpo piastriforme 21 e dell'elemento deflettore 23; ciò consente al bruciatore a pellet 40 di preriscaldare il combustibile povero, essiccandolo prima che intervenga la combustione operata dal bruciatore a combustibili granulari poveri 20. In this regard, it should be noted that the pellet burner 40 comprises a brazier 41 advantageously arranged to generate a mainly horizontal flame, positioned above the separating wall 6, that is, above the plate-like body 21 and the deflector element. 23; this allows the pellet burner 40 to preheat the lean fuel, drying it before the combustion operated by the lean granular fuel burner 20 takes place.
Il direzionamento della fiamma è agevolato da un opportuno boccaglio 42 posto in prossimità del braciere 41. Direction of the flame is facilitated by a suitable mouthpiece 42 placed near the brazier 41.
Nella fattispecie, il boccaglio 42 presenta sezione sostanzialmente circolare o ellittica, tuttavia, in una diversa forma realizzativa esso potrebbe presentare sezione poligonale. In this case, the mouthpiece 42 has a substantially circular or elliptical section, however, in a different embodiment it could have a polygonal section.
Il bruciatore a pellet 40 comprende inoltre mezzi di avviamento della combustione 43, preferibilmente una resistenza elettrica, che favoriscono l'avvio della combustione del pellet nel braciere 41. The pellet burner 40 also comprises combustion start-up means 43, preferably an electric resistance, which favor the start of combustion of the pellets in the brazier 41.
Il bruciatore a pellet 40 è alimentato da un secondo condotto 35 di adduzione del pellet, che per caduta va ad accumularsi nel braciere 41. The pellet burner 40 is fed by a second duct 35 for feeding the pellets, which by gravity accumulates in the brazier 41.
Il secondo condotto 35 comprendente almeno un elemento tubolare, trasversale alla parete separatrice 6, il quale è provvisto di almeno una seconda bocca di ingresso 36 e di almeno una seconda bocca di uscita 37 disposta all'interno della zona superiore 7 in prossimità del braciere 41. The second duct 35 comprising at least one tubular element, transversal to the separating wall 6, which is provided with at least a second inlet mouth 36 and at least one second outlet mouth 37 arranged inside the upper zone 7 near the brazier 41 .
Opportunamente, il secondo condotto 35 è munito anche di un secondo spioncino 38 per il controllo della fiamma. Conveniently, the second duct 35 is also provided with a second peephole 38 for controlling the flame.
Inoltre, in una differente forma di attuazione, il secondo condotto 35 può accogliere in modo girevole una seconda vite senza fine movimentata da un secondo motoriduttore-Il funzionamento della caldaia 1 è coadiuvato da mezzi di gestione e controllo 50, che risultano operativamente connessi al bruciatore a combustibili granulari poveri 20, al bruciatore a pellet 40 e ai mezzi di alimentazione 9. Furthermore, in a different embodiment, the second duct 35 can rotatably accommodate a second worm screw moved by a second gearmotor. The operation of the boiler 1 is assisted by management and control means 50, which are operatively connected to the burner. to poor granular fuels 20, to the pellet burner 40 and to the feeding means 9.
Più in particolare, i mezzi di gestione e controllo 50 sono programmati per attivare automaticamente il bruciatore a pellet 40 con intensità di fiamma differenti durante le fasi di accensione, di modulazione e di spegnimento della caldaia 1. More specifically, the management and control means 50 are programmed to automatically activate the pellet burner 40 with different flame intensities during the ignition, modulation and shutdown phases of the boiler 1.
Più in dettaglio, all'accensione della caldaia secondo l'invenzione viene inizialmente acceso il bruciatore a pellet 40 a cui fa seguito l'innesco della gassificazione del combustibile granulare povero, ovvero la formazione del gas che miscelato all'aria andrà poi ad alimentare il bruciatore a combustibili granulari poveri 20. More in detail, when the boiler according to the invention is switched on, the pellet burner 40 is initially ignited, which is followed by the gasification of the lean granular fuel, i.e. the formation of the gas which, mixed with the air, will then feed the fuel. poor granular fuel burner 20.
Il bruciatore a pellet 40 viene quindi portato ad un regime minimo di funzionamento durante la fase di modulazione della caldaia, per assicurarsi che il combustibile granulare povero rimanga acceso e alla fine, nella fase di spegnimento, la fiamma del bruciatore a pellet 40 viene nuovamente innalzata per evitare che rimangano residui incombusti di combustibile granulare povero. The pellet burner 40 is then brought to a minimum operating speed during the modulation phase of the boiler, to ensure that the poor granular fuel remains on and at the end, in the extinguishing phase, the flame of the pellet burner 40 is raised again. to avoid that unburnt residues of poor granular fuel remain.
In sostanza, raggiunto un regime di temperatura preferito, durante il quale la caldaia modula la sua potenza, la funzione del bruciatore a pellet 40 rimane quella di preriscaldare il combustile che alimenta il bruciatore a combustibili granulari poveri 20 prima che avvenga la sua trasformazione in gas, come esemplificativamente illustrato nella figura 4. Basically, once a preferred temperature regime has been reached, during which the boiler modulates its power, the function of the pellet burner 40 remains that of preheating the fuel that feeds the burner with poor granular fuels 20 before its transformation into gas takes place. , as illustrated by way of example in Figure 4.
Come in parte già evidenziato, grazie al preriscaldamento operato dal bruciatore a pellet 40 si ha la certezza che la gassificazione del combustibile granulare povero abbia inizio e che la temperatura di gassificazione sia maggiore, limitando di conseguenza gli incombusti. As already highlighted in part, thanks to the preheating operated by the pellet burner 40 it is certain that the gasification of the lean granular fuel begins and that the gasification temperature is higher, consequently limiting the unburnt products.
Altra importante funzione dei mezzi dì gestione e controllo 50 è quella di implementare un algoritmo in grado di ottimizzare la combustione del bruciatore a pellet 40; in pratica, la caldaia 1 si auto-regola in modo tale da limitare il consumo di pellet, in quanto combustibile più pregiato e costoso, cercando di favorire il più possibile l'utilizzo del combustibile granulare povero . Another important function of the management and control means 50 is that of implementing an algorithm capable of optimizing the combustion of the pellet burner 40; in practice, the boiler 1 adjusts itself in such a way as to limit the consumption of pellets, since they are the most valuable and expensive fuel, trying to favor as much as possible the use of poor granular fuel.
In una variante realizzativa illustrata nelle figure 5 e 6, in cui la caldaia secondo l'invenzione è stata indicata con il numero di riferimento 101, il bruciatore a combustibili granulari poveri 120 è essenzialmente costituito, nella sua parte inferiore, da un corpo piastriforme 121, preferibilmente realizzato in materiale refrattario, disposto in posizione sostanzialmente orizzontale all'interno del vano delimitato dalla parete 3, e da una griglia 123 alloggiata in una sede passante 122. In a variant embodiment illustrated in Figures 5 and 6, in which the boiler according to the invention has been indicated with the reference number 101, the burner with poor granular fuels 120 is essentially constituted, in its lower part, by a plate-like body 121 , preferably made of refractory material, arranged in a substantially horizontal position inside the compartment delimited by the wall 3, and by a grid 123 housed in a through seat 122.
Vantaggiosamente, la griglia 123 è sovrastata da un tegolo di protezione 124 conformato e posizionato in modo da coprire e proteggere le fessure 125 della griglia 123 che mettono in comunicazione di fluido la zona superiore 7 con la zona inferiore 8. Advantageously, the grid 123 is surmounted by a protection tile 124 shaped and positioned so as to cover and protect the slots 125 of the grid 123 which put the upper zone 7 in fluid communication with the lower zone 8.
In pratica, il tegolo di protezione 124 impedisce che il combustibile granulare povero passi direttamente nella zona inferiore 8 attraverso le fessure 125, trattenendolo invece nella zona superiore 7 dove inizia la sua gassificazione. In practice, the protection tile 124 prevents the lean granular fuel from passing directly into the lower zone 8 through the slots 125, instead retaining it in the upper zone 7 where its gasification begins.
Durante il funzionamento della caldaia 101, attraverso le fessure 125 passa invece la fiamma generata dal bruciatore a combustibili granulari poveri 120. During the operation of the boiler 101, the flame generated by the poor granular fuel burner 120 passes through the slots 125 instead.
Nella fattispecie, il tegolo di protezione 124 consta di una porzione con sezione curva munita di appoggi laterali 126 che lo mantengono sollevato rispetto alla griglia 123 garantendo la funzionalità delle fessure 125. In this case, the protection tile 124 consists of a portion with a curved section provided with lateral supports 126 which keep it raised with respect to the grid 123, guaranteeing the functionality of the slots 125.
La convessità della porzione con sezione curva del tegolo di protezione 124 è rivolta verso la zona superiore 7 al fine di distribuire il combustibile granulare povero sul corpo piastriforme 121. The convexity of the portion with curved section of the protection tile 124 faces the upper zone 7 in order to distribute the lean granular fuel on the plate-like body 121.
Secondo un'ulteriore variante realizzativa illustrata nelle figure 7 e 8, il tegolo di protezione, ora indicato con il numero di riferimento 150, consta di una porzione con sezione trapezoidale munita di piedini di appoggio 151 che lo mantengono sollevato rispetto alla griglia 123 garantendo la funzionalità delle fessure 125. According to a further variant embodiment illustrated in Figures 7 and 8, the protection tile, now indicated with the reference number 150, consists of a portion with a trapezoidal section equipped with support feet 151 which keep it raised with respect to the grid 123 ensuring the functionality of the slots 125.
Evidentemente, la funzione del tegolo di protezione 150 è sostanzialmente equivalente a quella del tegolo di protezione 124. Obviously, the function of the protective plate 150 is substantially equivalent to that of the protective plate 124.
Lo spigolo superiore della porzione con sezione trapezoidale del tegolo di protezione 150 è rivolto verso la zona superiore 7 al fine di distribuire, anche in questo caso, il combustibile granulare povero sul corpo piastriforme 121. The upper edge of the trapezoidal section portion of the protection tile 150 faces the upper zone 7 in order to distribute, in this case too, the poor granular fuel on the plate-like body 121.
Per le varianti realizzative illustrate nelle figure da 5 a 8, gli elementi che corrispondono agli elementi già descritti in riferimento alla forma di esecuzione illustrata nelle figure da 1 a 4 sono stati contrassegnati con gli stessi numeri di riferimento. For the embodiment variants illustrated in Figures 5 to 8, the elements which correspond to the elements already described with reference to the embodiment illustrated in Figures 1 to 4 have been marked with the same reference numbers.
Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato una caldaia per la combustione di biomasse granulari con un innovativo gruppo bruciatore che permette di bruciare combustibili poveri senza la generazione di incombusti e senza quindi andare incontro ai problemi di incrostazioni "slagging" e "fouling" che comprometterebbero rapidamente la funzionalità della caldaia. In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects by having created a boiler for the combustion of granular biomass with an innovative burner unit that allows to burn poor fuels without the generation of unburned products and therefore without encountering the problems of "slagging" and "fouling" encrustations which would quickly compromise the functionality of the boiler.
Nella caldaia secondo l'invenzione, tali problemi vengono superati assistendo la combustione della biomassa granulare con un bruciatore a pellet che preriscalda il combustibile povero prima che ne intervenga la gassificazione. In the boiler according to the invention, these problems are overcome by assisting the combustion of the granular biomass with a pellet burner which preheats the lean fuel before gasification takes place.
Grazie al preriscaldamento operato dal bruciatore a pellet si ha la certezza che la gassificazione parta e che la temperatura di gassificazione sia maggiore limitando in modo significativo gli incombusti . Thanks to the preheating operated by the pellet burner, you can be sure that the gasification starts and that the gasification temperature is higher, significantly limiting the unburned products.
Un altro vantaggio della caldaia secondo l'invenzione consiste nel fatto che grazie ad un opportuno sistema di gestione e controllo essa è in grado di adattarsi automaticamente alla situazione e gestire in autonomia l'accensione e lo spegnimento del bruciatore a pellet, modulandone l'intensità della fiamma in base alle diverse fasi di funzionamento della caldaia . Another advantage of the boiler according to the invention consists in the fact that thanks to an appropriate management and control system it is able to automatically adapt to the situation and autonomously manage the ignition and shutdown of the pellet burner, modulating its intensity. of the flame according to the different operating phases of the boiler.
Un altro vantaggio della caldaia secondo la presente invenzione è costituito dal fatto che il consumo di pellet viene ottimizzato e ridotto al minimo necessario. Another advantage of the boiler according to the present invention is constituted by the fact that the consumption of pellets is optimized and reduced to the minimum necessary.
La caldaia per la combustione di biomasse granulari è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti . The boiler for the combustion of granular biomass is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.
Naturalmente, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno variare a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica. Of course, the materials used, provided they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may vary according to requirements and the state of the art.
Claims (12)
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ID=59297277
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
WO2000075563A1 (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Erik Pettersson | Burner for the burning of solid fuels |
WO2004111535A1 (en) * | 2003-06-19 | 2004-12-23 | Ht Lasertekniikka Oy | Burner for pellets |
EP1970623A2 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-17 | AR.CA. S.r.l. | Solid fuel boiler |
-
2017
- 2017-02-17 IT IT102017000018014A patent/IT201700018014A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000075563A1 (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Erik Pettersson | Burner for the burning of solid fuels |
WO2004111535A1 (en) * | 2003-06-19 | 2004-12-23 | Ht Lasertekniikka Oy | Burner for pellets |
EP1970623A2 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-17 | AR.CA. S.r.l. | Solid fuel boiler |
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