Prototyp ekologického univerzálního nízkoemisního kotle na biomasu

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F27816273%3A_____%2F23%3AN0000001" target="_blank" >RIV/27816273:_____/23:N0000001 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Prototyp ekologického univerzálního nízkoemisního kotle na biomasu

Popis výsledku v původním jazyce

V rámci projektu byla vyvinuta zcela nová konstrukční platforma kotle na biomasu, jejíž unikátnost spočívá v následujících koncepčních prvcích: 1. Centrální přepážka mezi horním zplyňovacím prostorem a dolní spalovací komorou. Centrální přepážka odděluje horní zplyňovací prostor a dolní spalovací komoru. Je provedena zcela originálním způsobem, dosud nepoužitým v srovnatelných zařízeních. Tuto přepážku tvoří plášť tvaru zhruba komolého jehlanu (s podstavou nahoře), či tvaru žlabu, který je vyložen keramickými dílci. Plášť z ocelového plechu je dvoudílný a je vyložen keramickými dílci. Spodní část pláště je z žáruvzdorné oceli a obsahuje střední lem, kterým dosedá na vnitřní lem tělesa kotle. Horní část pláště je z běžné nelegované oceli a obsahuje horní lem utěsněný skleněnou šňůrou. U prvních konstrukčních návrhů centrální přepážky docházelo, vlivem absence chlazení vodou, k deformaci ocelových dílců. Konstrukci bylo třeba upravovat tak, aby proudění vzduchu tuto přepážku ochlazovalo a tím zabránilo poškození dílců. Popis předností nově vyvinuté centrální přepážky je uveden ve Výstupní zprávě k projektu. 2. Vnitřní plášť zplyňovací komory. Vnitřní plášť zplyňovací komory odděluje palivo od vodou chlazených stěn přikládací komory. Je proveden zcela originálním způsobem, dosud nepoužitým v srovnatelných zařízeních, kdy ve spodní části pláště je žáruvzdorný vodorovně ohýbaný profil, rozměrově a tvarově optimalizovaný tak, že dlouhodobě odolává teplotnímu zatížení základní žhavé vrstvy. To umožnilo nahradit běžně užívané keramické obložení. Řešení spodní části pláště snižuje nároky na rozměry celého tělesa kotle, snižuje výrobní a materiálové nároky. Použití vodorovných ohybů umožnilo optimalizovat směr a rozmístění otvorů přívodů primárního vzduchu, což zlepšilo kvalitu hoření a regulovatelnost výkonu kotle. Konstrukci pláště přikládací komory bylo nutné opakovaně upravovat kvůli optimalizaci hoření smrkového dřeva, a to pro zachování univerzálnosti kotle, ve kterém je možné spalovat měkké i tvrdé dřevo. Výsledkem je přidání další řady otvorů pro přívod spalovacího vzduchu. Součástí konstrukčních změn bylo také dodatečné zvýšení odolnosti pláště zplyňovací komory systémem dilatačních spár a přídavných výztuh. 3. Systém rozvodu spalovacího vzduchu. U kotle byl vyvinut originální systém třípásmového rozvodu vzduchu spalovacího vzduchu, doposud nepoužitý ve srovnatelných zařízeních. Řešení byl udělen byl udělen patent č. CZ307859B6. Podstatou řešení je přivádění vzduchu do kotle systémem 3 vzájemně zcela oddělených cest (průduchů), přičemž vstupní otvory těchto cest jsou řízeny jedinou společnou přesuvnou clonou. Vedle primárního a sekundárního vzduchu se zavedl ještě vzduch tzv. předsoušecí, přiváděný nad vrstvu paliva. Nejpokročilejší kotle tohoto druhu regulují 2 druhy vzduchů, obvykle prostřednictvím 2 servopohonů. Naše řešení rozvodu vzduchu řídí 3 druhy vzduchů jediným servopohonem. To umožňuje kotel lépe přizpůsobit různorodým palivům (rozměrově, vlhkostí, druhem, atd.). Současně je řešení jednoduché, materiálově a výrobně nenáročné. Konstrukce a uspořádání panelu rozvodu třípásmového vzduchu jsme museli několikrát upravovat. Nezbytnou úpravou bylo najít optimální velikost přívodních otvorů pro vstup spalovacího vzduchu do kotle, tak aby množství proudícího vzduchu bylo optimální pro vícero druhů paliv a aby byly zachovány nízké emise. Bylo třeba najít vhodnou konstrukci uložení klapek pro jednotlivé přívodní otvory. Toho jsme dosáhli tak, že každá klapka má samostatné uložení v tělese panelu vzduchu. Klapky tak nejsou spojeny společnou osou a díky tomu je chod každé klapky nezávislý. Při vývoji se jednak podařilo nalézt zcela nová originální řešení, ale i implantovat mnohá již známá řešení. Novost a progresivnost vyvinutých modelů umožnila dosáhnout nevídaného poměru parametrů a užitných vlastností vzhledem k výrobním a materiálovým nákladům.Podotýkáme, že tento projekt hodnotíme jako mimořádně úspěšný, protože umožnil vznik kotle výjimečných parametrů: • Umožňuje regulovatelnost 30-100% a splňuje tak požadavek EN303-5 na provoz bez akumulační nádrže. Žádný zplyňovací kotel toto ještě nedokázal. • Nový kotel ekologií emisí a účinností v reálném provozu výrazně překonává stávající zplyňovací kotle, viz. srovnávací studie CEET (Centrum energetických a enviromentálních technologií). • Cenou je dostupný, díky vyšší reálné účinnosti je úspornější, uživatelsky komfortnější. Umožňuje spalování paliv rozdílných druhů. • Nový kotel je životností srovnatelný s kotli z vysokolegovaných ocelí (Cr Ni). Navíc je plně recyklovatelný, díly z Ni Cr oceli nejsou svařeny s díly z klasické oceli. Celkový podíl Cr Ni je podstatně menší, těleso neobsahuje měď. • Pro uvedené přednosti, modelové řady BC a BP, vzniklé z projektu, způsobily v našem oboru senzaci. Takto výjimečný produkt umožnil vybudovat novou továrnu na výrobu kotlů s využitím nejmodernějších technologií, kde získaly perspektivní práci desítky zaměstnanců. Projektem se nastartoval vývojový proces, který dál pokračuje i po ukončení projektu. Přínos projektu tak bude i v nových řešeních a modelech, na kterých nyní pracujeme a na trh přijdou v budoucnu.

Název v anglickém jazyce

Prototype of an ecological universal low-emission biomass boiler

Popis výsledku anglicky

Within the project, a completely new design platform for the biomass boiler was developed, the uniqueness of which lies in the following conceptual elements: 1. A central partition between the upper gasification chamber and the lower combustion chamber. The central partition separates the upper gasification chamber and the lower combustion chamber. It is made in a completely original way, not yet used in comparable installations. This partition is made up of a shell in the shape of a roughly conical pyramid (with a base on top) or a trough, which is lined with ceramic parts. The steel sheet casing is two-part and is lined with ceramic parts. The lower part of the shell is made of refractory steel and contains a central rim which meets the inner rim of the boiler body. The upper part of the shell is of ordinary non-alloy steel and contains a top rim sealed with glass cord. In the first designs of the central bulkhead, the absence of water cooling led to deformation of the steel parts. The design had to be modified so that the airflow cooled the bulkhead to prevent damage to the components. A description of the advantages of the newly developed central bulkhead is given in the Project Output Report. The inner jacket of the gasification chamber. The inner jacket of the gasification chamber separates the fuel from the water-cooled walls of the feed chamber. It is constructed in a completely original way, not yet used in comparable installations, with a refractory horizontal bent profile in the lower part of the casing, dimensionally and shape optimised to withstand the thermal load of the base hot bed over the long term. This has made it possible to replace the commonly used ceramic lining. The design of the lower part of the shell reduces the dimensional requirements of the entire boiler body, reducing manufacturing and material requirements. The use of horizontal bends allowed to optimize the direction and positioning of the primary air inlet openings, which improved the combustion quality and the controllability of the boiler performance. The design of the feed chamber shell had to be repeatedly modified to optimise the combustion of spruce wood, in order to maintain the versatility of the boiler, which can burn both softwood and hardwood. As a result, an additional row of openings for combustion air intake was added. The design changes also included an additional increase in the durability of the gasifier casing by means of expansion joints and additional reinforcements. Combustion air distribution system. The boiler has developed an original three-way combustion air distribution system, not previously used in comparable equipment. The solution was granted patent No. CZ307859B6. The essence of the solution is the supply of air to the boiler by a system of 3 mutually completely separate paths (vents), with the inlet openings of these paths controlled by a single common moving screen. In addition to the primary and secondary air, a so-called pre-drying air is introduced above the fuel layer. The most advanced boilers of this type control 2 types of air, usually through 2 actuators. Our air distribution solution controls 3 types of air with a single actuator. This allows the boiler to be better adapted to different fuels (size, humidity, type, etc.). At the same time, the solution is simple, material and manufacturing friendly. The design and layout of the three-way air distribution panel had to be modified several times. A necessary modification was to find the optimum size of the inlet openings for the combustion air to enter the boiler, so that the amount of air flow is optimal for multiple fuels and to keep emissions low. It was necessary to find a suitable damper design for each inlet. This was achieved by ensuring that each damper has a separate location in the air panel housing. The dampers are thus not connected by a common axis and this makes the operation of each damper independent. During the development process, it was possible to find completely new original solutions, but also to implant many already known solutions. The novelty and progressiveness of the developed models allowed to achieve an unprecedented ratio of parameters and performance in relation to the production and material costs.We would like to point out that we consider this project as extremely successful, because it allowed the creation of a boiler with exceptional parameters. No gasifier boiler has ever done this before. - The new boiler significantly outperforms existing gasifier boilers in terms of emissions ecology and efficiency in real operation, see comparative study by CEET (Centre for Energy and Environmental Technologies) - It is affordable, more economical, more user-friendly thanks to higher real efficiency. Allows combustion of different types of fuel. - The new boiler is comparable in durability to boilers made of high alloy steel (Cr Ni). In addition, it is fully recyclable, the parts made of Ni Cr steel are not welded with parts made of conventional steel. The total Cr Ni content is considerably lower, the body does not contain copper. - Because of these advantages, the model series BC and BP, resulting from the project, have caused a sensation in our industry. Such an exceptional product has enabled the construction of a new boiler factory using the latest technology, where dozens of employees have gained prospective employment. The project started a development process that continues after the project has ended. The project will also contribute to the new solutions and models that we are currently working on and will come to the market in the future.

Druh

G_prot - Prototyp

CEP obor

—

OECD FORD obor

20704 - Energy and fuels

Projekt

<a href="/cs/project/EG17_176%2F0014926" target="_blank" >EG17_176/0014926: Výzkum a vývoj ekologického univerzálního nízkoemisního kotle na biomasu</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

BLAZE COMFORT, BLAZE PRAKTIK

Číselná identifikace

BC15-00-00

Technické parametry

Při vývoji se jednak podařilo nalézt zcela nová originální řešení, ale i implantovat mnohá již známá řešení. Novost a progresivnost vyvinutých modelů umožnila dosáhnout nevídaného poměru parametrů a užitných vlastností vzhledem k výrobním a materiálovým nákladům, což dokazují následující skutečnosti: a) Modely BLAZE COMFORT dosahují skvělých emisních parametrů. Při testování a certifikaci v Strojírenském zkušebním ústavu Brno podle všeobecně platné metodiky normy EN 303- 5 kotle dosáhly následujících hodnot: - CO = 115 - 162 mg/m3 - CxHy= 2-7mg/m3 - TZL = 16 mg/m3 - Účinnost = 91,7 – 93,6 % - Regulovatelnost výkonu 50-100% při zachování splnění emisních požadavků dle normy EN303-5. Kotle splňují podstatně přísnější požadavky, které jsou spojeny s udělováním dotací na výměnu kotlů v Německu, Rakousku, Itálii, Francii, atd., než vyžadují limity 5. emisní třídy v normě EN303-5. b) Kotle z typové řady BLAZE PRAKTIK, které jsou konstrukčně shodné s modely BLAZE COMFORT, jako jediné splňují podmínku regulovatelnosti výkonu kotle v rozsahu 30 – 100% pro provoz bez akumulační nádrže definovanou normou EN303-5. c) Ve velké nezávislé studii ústavu energetiky při VŠB - TUO, zaměřené na hodnocení skutečných emisí instalovaných kotlů všech značek v ČR, byly tyto kotle vyhodnoceny jako nejekologičtější.

Ekonomické parametry

Úspory výrobních nákladů oproti původním modelům cca 30% Díky modelům kotlů vyvinutých v rámci tohoto projektu je nárust poptávky a výroby cca 100% Nárust tržeb cca 100%

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

27816273

Název vlastníka

BLAZE HARMONY s.r.o.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

—

Adresa www stránky s výsledkem

—