CN105387479A - 燃烧系统和用于操作燃烧系统的方法 - Google Patents

Abstract

燃烧系统(1)包括带有主焚烧器(3)的熔炉(2)、用于磨碎固体燃料的粉碎机(4)、蒸气分离系统(7)、用于从蒸气分离系统(7)移除富燃料流并将其供应至主焚烧器(3)的第一管线(8)、用于从蒸气分离系统(7)移除贫燃料流的第二管线(9)。燃烧系统(1)还具有由第二管线(9)供给的冷却器(12)以用于冷却至少固体颗粒，以及连接在冷却器(12)下游的储存筒仓(13)，以用于收集在冷却器(12)处冷却的至少固体颗粒。

Description

燃烧系统和用于操作燃烧系统的方法

技术领域

本发明涉及一种燃烧系统和用于操作燃烧系统的方法。燃烧系统可例如是用于电能生产的发电站的锅炉的一部分，其它应用总之也是可能的。此外，燃烧系统结合固体燃料使用，固体燃料优选地是粉碎之后的高活性固体燃料。

背景技术

用于电能的生产的发电站可使用不同的燃料焚烧，诸如油、气体或固体燃料。在不同燃料中，固体燃料在相比于气体或油时给出低成本的优点。

为了在熔炉中焚烧固体燃料，固体燃料必须粉碎，并且典型地还是干燥的。

WO84/01016公开了一种具有带有由粉碎机供应的焚烧器的燃煤熔炉的锅炉。管线将一部分粉碎的煤转移到筒仓中来将其储存，并且在启动、加热和低负载稳定下在相同锅炉中使用它们。

干褐煤利用具有用于通过替换油和气体来显著降低成本的潜力。

干褐煤总之是有很强反应性的，并且在粉碎和干燥之后不能储存在筒仓中以便将其用于启动、加热和低负载稳定。

在启动、加热和低负载稳定期间缺少储存的干褐煤来使用会降低焚烧干褐煤的发电站的操作灵活性，并且因此必须解决该问题。

发明人已经找到了储存粉碎的干褐煤的一种方式，例如，在需要时根据发电站的操作条件来准备粉碎的干褐煤。

发明内容

本发明的一个方面包括提供一种燃烧系统和用于其操作的方法，该操作允许储存粉碎的干褐煤，例如，以在需要时根据燃烧系统的操作条件准备好粉碎的干褐煤，和/或在燃烧系统外提取和使用粉碎的干褐煤。

这些及另外的方面通过提供按照所附权利要求的燃烧系统和方法来获得。

附图说明

另外的特征和优点将从通过附图中非限制性示例示出的燃烧系统和方法的优选而非排他的实施例的描述中更加显而易见，在附图中：

图1显示本发明的实施例中的燃烧系统。

参考标号

1燃烧系统

2熔炉

3主焚烧器

4粉碎机

5再吸管

6斜槽

7蒸气分离系统

8第一管线

9第二管线

10再循环管线(粉碎机旁通管)

12冷却器

13储存筒仓

13a出口

14回转阀

15分离器

15a出口

17蒸气焚烧器

18第三管线

19风扇

20阀

21提取管线

22干褐煤焚烧器

23闸阀

23a风扇

24第四管线

25阀

26阀。

具体实施方式

参看附图，其显示包括带有一个或更多个主焚烧器3的熔炉2的燃烧系统1。主焚烧器3由粉碎机4(例如，搅拌碾碎机)供给固体燃料(粉碎的干褐煤)，粉碎机4被供应来自再吸管5的热烟道气体和经由斜槽6的原褐煤(即，待粉碎的褐煤)。粉碎机4继而连接到蒸气分离系统7上。

蒸气分离系统7从包含气体和固体颗粒的贫燃料流分离出富有粉碎的干褐煤的富燃料流；在此情况中，气体可包括水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、未燃烃和携带燃料固体颗粒的固体颗粒。蒸气分离系统是本领域中公知的，例如，它们可利用离心力来使固体颗粒与气体分离。

燃烧系统具有第一管线8，以用于从蒸气分离系统7移除富燃料流，并且用于将富燃料流供应至主焚烧器3；第一管线8因此连接到蒸气分离系统7和主焚烧器3上。

燃烧系统还具有第二管线9，以用于从蒸气分离系统7移除贫燃料流(包括气体和固体颗粒)。带有阀的再循环管线10连接在第二管线9与粉碎机4之间。

燃烧系统还具有由第二管线9供给的冷却器12以用于冷却至少固体颗粒，以及连接在冷却器12下游的储存筒仓13以用于收集在冷却器12处冷却的固体颗粒。

优选地，例如回转阀14的阀设在冷却器12的上游和/或筒仓13的下游，和/或在冷却器12与筒仓13之间，以用于密封冷却器12和/或筒仓13，并且调节固体颗粒穿过冷却器12和筒仓13的流动，以及调节由筒仓13供应的固体颗粒的量。

冷却器12冷却粉碎的(和很强反应性的)褐煤以便允许储存，而没有褐煤自燃的风险或仅有有限风险。

优选地还提供了例如旋风分离器的分离器15；分离器15设在第二管线9与冷却器12之间，以用于将气体与贫燃料流的固体颗粒分离。

分离器15包括用于固体颗粒的出口15a；出口15a通常经由回转阀14连接到冷却器12上。

此外，熔炉2还可包括一个或更多个蒸气焚烧器17，并且燃烧系统可包括分离器15与蒸气焚烧器17之间的第三管线18，以从分离器15移除气体，并将其供应至蒸气焚烧器17。

第三管线18具有风扇19和控制阀20以用于促进和调节穿过管线18的流动。

储存筒仓13可具有(但这不是强制性的)典型地经由回转阀14连接到提取管线21上的出口13a，以用于固体颗粒的移除和外部利用。

此外或作为提取管线21的备选，储存筒仓13的出口13a可连接到熔炉2的一个或更多个干褐煤焚烧器22上。

在此情况下，闸阀(shoevalve)23可设在储存筒仓13的出口13a与干褐煤焚烧器22之间，且风扇23a可提供用于供应运载气体(例如，冷空气)来输送固体颗粒。

此外，焚烧系统还可包括蒸气分离系统7与蒸气焚烧器17之间的第四管线24，以用于将贫燃料流供应至蒸气焚烧器17。第四管线24优选连接到第二管线9上，且具有阀25。此外，第四管线24还可连接到第三管线18上(即，第四管线24可为分离器15的旁通管)。

燃烧系统的操作通过所述和所示的内容是显而易见的，并且基本如下。

原褐煤经由斜槽6连同热烟道气体供应进入粉碎机4中。在粉碎机4处，褐煤干燥并且粉碎，并供应至蒸气分离系统7，富燃料流(富有粉碎的褐煤)从蒸气分离系统7供应至主焚烧器3，并且贫燃料流经由第二管线9传送进入分离器15中，气体从分离器15供应到蒸气焚烧器17以用于在熔炉2中燃烧(通常没有火焰)。固体颗粒从分离器15供应至冷却器12，在冷却器12中固体颗粒冷却，使得当储存粉碎的干褐煤时不会发生自燃。冷却的粉碎干褐煤因此供应进入筒仓13中并储存在其中。

根据要求，粉碎的干褐煤可从筒仓13提取以经由管线21在外部使用，或可在熔炉2中使用；在此方面，褐煤可穿过闸阀23转运至干褐煤焚烧器22来在熔炉2中燃烧。

通过阀20、25和26(阀26位于第四管线24的分支下游的第二管线9上)和回转阀14的适当调节，可操作燃烧系统以便：

将所有富燃料流和贫燃料流供应进入熔炉2中，

将携带或包含在贫燃料流中的部分或全部固体颗粒储存在筒仓13中，

将所有富燃料流和贫燃料流供应进入熔炉2中，并且此外还将在筒仓13中收集的固体颗粒供应至熔炉2。

因此，根据本发明的实施例的燃烧系统的操作特别灵活，而不会削弱安全性。

本发明还涉及一种用于操作燃烧系统的方法。

该方法包括：

提供气体和粉碎燃料的混合物；这例如通过经由斜槽6提供褐煤连同经由再吸管5提供热烟道气体来完成，

分离富燃料流和贫燃料流中的混合物，这可例如在蒸气分离系统7中以本领域已知的方式完成，

在熔炉2中燃烧富燃料流，

例如在冷却器12中冷却贫燃料流中的至少固体颗粒，

例如在筒仓13中储存贫燃料流的至少固体颗粒。

有利地，气体与固体颗粒分离，然后冷却和储存固体颗粒发生在分离之后，同时气体在熔炉中燃烧。

方法还包括提取固体颗粒以用于外部利用和/或在熔炉2中燃烧固体颗粒和/或在熔炉2中部分地燃烧贫燃料流。

有利地，根据本发明的燃烧系统允许干褐煤的可靠生产和储存、操作期间的干褐煤的灵活利用、还在启动(由于储存了干褐煤)时由干褐煤替换昂贵的化石燃料(油和/或气体)。

当然，描述的特征可彼此独立地提供。

实践中，使用的材料和尺寸可根据要求和现有技术水平随意地选择。

Claims (15)

1.一种燃烧系统(1)，包括：

熔炉(2)，其带有至少一个主焚烧器(3)，

粉碎机(4)，其用于磨碎固体燃料，

蒸气分离系统(7)，其连接到所述粉碎机(4)，

第一管线(8)，其用于从所述蒸气分离系统(7)移除富燃料蒸气并将所述富燃料蒸气供应至所述至少一个主焚烧器(3),

第二管线(9)，其用于从所述蒸气分离系统(7)移除贫燃料流，所述贫燃料流包括气体和固体颗粒，

其特征还在于包括：

冷却器(12)，其由所述第二管线(9)供给以用于冷却至少所述固体颗粒，

储存筒仓(13)，其连接在所述冷却器(12)下游以用于收集在所述冷却器(12)处冷却的至少所述固体颗粒。

2.根据权利要求1所述的燃烧系统(1)，其特征在于，包括在所述第二管线(9)与所述冷却器(12)之间的分离器(15)，以用于从所述固体颗粒分离所述气体，所述分离器(15)包括连接到所述冷却器(12)上的用于所述固体颗粒的出口(15a)。

3.根据权利要求2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，所述熔炉(2)还包括一个或更多个蒸气焚烧器(17)，并且所述燃烧系统还包括在所述分离器(15)与所述蒸气焚烧器(17)之间的第三管线(18)，以从所述分离器(15)移除气体并将其供应至所述蒸气焚烧器(17)。

4.根据权利要求3所述的燃烧系统(1)，其特征在于，包括所述第三管线(18)上的风扇(19)。

5.根据权利要求1所述的燃烧系统(1)，其特征在于，所述储存筒仓(13)包括连接到提取管线(21)上的出口(13a)，以用于所述固体颗粒的移除和外部利用。

6.根据权利要求1所述的燃烧系统(1)，其特征在于，所述熔炉(2)还包括一个或更多个干褐煤焚烧器(22)，其中所述储存筒仓(13)包括连接到所述干褐煤焚烧器(22)上的出口(13a)。

7.根据权利要求6所述的燃烧系统(1)，其特征在于，包括在所述储存筒仓(13)的出口(13a)与所述干褐煤焚烧器(22)之间的闸阀(23)。

8.根据权利要求1所述的燃烧系统(1)，其特征在于，所述熔炉(2)还包括一个或更多个蒸气焚烧器(17)，所述燃烧系统还包括所述蒸气分离系统(7)与所述蒸气焚烧器(17)之间的第四管线(24)，以用于将所述贫燃料流供应至所述蒸气焚烧器(17)。

9.根据权利要求8所述的燃烧系统(1)，其特征在于，所述第四管线(24)连接到所述第二管线(9)上。

10.一种用于操作具有带有用于燃烧固体燃料的至少一个主焚烧器(3)的熔炉(2)的燃烧系统(1)的方法，所述方法包括

提供气体和粉碎燃料的混合物，

分离富燃料流和贫燃料流中的所述混合物，所述贫燃料流包括气体和固体颗粒，

在所述熔炉(2)中燃烧所述富燃料流，

其特征在于，

冷却所述贫燃料流的至少所述固体颗粒，

储存所述贫燃料流的至少所述固体颗粒。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，从所述固体颗粒分离所述气体然后冷却和储存所述固体颗粒。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述熔炉中燃烧所述气体。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，提取所述固体颗粒以用于外部利用。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述熔炉中燃烧所述固体颗粒。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述熔炉中部分地燃烧所述贫燃料流。