DD250267A1

DD250267A1 - ANSTROEMBODEN FOR SWIVELED BEDS WITH DIVING HEAT TRANSFER FLOORS

Info

Publication number: DD250267A1
Application number: DD28971486A
Authority: DD
Inventors: Bodo Wolf
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1987-10-08
Also published as: DD250267B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen, mit Duesenkoerpern bestueckten, Anstroemboden zur gleichmaessigen Verteilung des Wirbelmediums in Wirbelbetten mit eingetauchtem Waermeuebertrager. Ziel der Erfindung ist es, den Hilfsenergiebedarf bei Wirbelschichtanlagen zu senken und eine Verbesserung der Gleichmaessigkeit der Wirbelschicht zu erreichen. Diese Zielstellung wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, indem die Flaeche zwischen Duesenkoerpern, die in ihrer Hoehe schluessig zu den Waermeuebertragerflaechen in der Wirbelschicht sind, gleich oder kleiner ist als der geringste freie Querschnitt zwischen den Waermeuebertragerflaechen in der Wirbelschicht. Der Boden kann eingesetzt werden in Anlagen zur Wirbelschichttrocknung, -vergasung und -verbrennung.The invention relates to a, with Duesenkoerpern stocked, Anstroemboden for uniform distribution of the fluidized medium in fluidized beds with immersed heat transfer medium. The aim of the invention is to reduce the auxiliary energy demand in fluidized bed plants and to achieve an improvement in the uniformity of the fluidized bed. This object is inventively achieved by the surface between Duesenkoerpern that are in their height schluessig to the Waermeuebertragerflaechen in the fluidized bed, equal to or less than the smallest free cross section between the heat transfer surfaces in the fluidized bed. The soil can be used in installations for fluidized bed drying, gasification and combustion.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Anströmboden für Wirbelbetten mit eingetauchten Wärmeübertragerflächen zurWärmezu-oder -abführung in oder aus den Wirbelbetten wie sie eingesetzt werden zur Wirbelschichtfeuerung, -trocknung, -vergasung, -schwelung u.a.The invention relates to a fluid bed for fluidized beds with submerged heat transfer surfaces for heat transfer into or out of the fluidized beds as used for fluidized bed firing, drying, gasification, carbonation and the like.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Eine Grundvoraussetzung für das Erreichen einer stabilen Wirbelschicht ist deren gleichmäßige Anströmung durch das Wirbelmedium. Während in einigen Wirbelschichtvergasungsanlagen rostlose Vorrichtungen eingesetzt werden, haben sich in den Anlagen zur Wirbelschichtfeuerung und -trocknung Vorrichtungen mit Anströmboden, über denen sich die Wirbelschicht ausbildet, durchgesetzt. Diese Anströmboden benutzen Lochbleche, Düsenböden oder poröse Platten zur Sicherung des notwendigen Druckverlustes und damit der gleichmäßigen Durchströmung des Wirbelgutes mit dem Wirbelmedium. Im Wirbelbett bilden sich in Abhängigkeit von Einbauten wie Düsenkörper auf dem Düsenboden, Wärmeübertragerflächen, Halterungen und Strömungsleiteinrichtungen unterschiedliche Strömungs- und damit Wirbelgeschwindigkeiten aus. Bei einer Wirbelschichtanlage mit einem Düsenboden, der in der Höhe nicht schlüssig zu den Wärmeübertragerflächen angeordnet ist, ergeben sich unterschiedliche Strömungs-und damit Wirbelgeschwindigkeiten, die z.B. auf Höhe der Düsenkörper höher als im darüber befindlichen Freiraum zwischen Düsenboden und Wärmeübertragerfläche, aber niedriger als in Höhe der horizontalen Achsen eines mit Rohren bestückten Wärmeübertragers ist. Da aber in allen Ebenen mindestens die Wirbelschicht gesichert werden muß, bestimmen die Ebenen in der Wirbelschicht mit der geringsten Querschnittsveränderung durch Einbauten, z.B. ein Freiraum zwischen Düsenboden und Wärmeübertrager, den Mindestbedarf an Wirbelmedium, unabhängig davon, ob die daraus resultierende Wirbelgeschwindigkeit in anderen Ebenen gewünscht ist oder nicht.A basic prerequisite for achieving a stable fluidized bed is its uniform flow through the fluidizing medium. While rust-free devices are used in some fluidized-bed gasification plants, in the fluidized-bed combustion and drying plants devices with distributor plates, over which the fluidized bed is formed, have prevailed. This distributor plate use perforated plates, nozzle plates or porous plates to secure the necessary pressure loss and thus the uniform flow through the fluidized material with the fluidizing medium. In the fluidized bed, depending on installations such as nozzle bodies on the nozzle bottom, heat exchanger surfaces, holders and flow guiding devices, different flow and thus vortex rates are formed. In a fluidized bed system with a nozzle bottom which is not arranged in height to the heat transfer surfaces, different flow and thus vortex speeds, e.g. At the height of the nozzle body higher than in the overlying free space between the nozzle bottom and heat exchanger surface, but lower than the height of the horizontal axes of a stocked with pipes heat exchanger. However, since at least the fluidized bed must be secured at all levels, the levels in the fluidized bed with the least change in cross section through internals, e.g. a free space between the nozzle bottom and heat exchanger, the minimum requirement for fluidizing medium, regardless of whether the resulting vortex velocity is desired in other levels or not.

Bei Wirbelschichtanlagen mit geschlossenem Kreislauf des Wirbelmediums wird der HiIfsenergiebedarf zur Überwindung des Druckverlustes des Kreislaufes, z. B. der Elektroenergiebedarf der Kreislaufgebläse, durch diesen Mindestbedarf an Wirbelmedium bestimmt.In fluidized-bed systems with a closed circuit of the fluidized bed of HiIfsenergiebedarf to overcome the pressure loss of the circuit, z. As the electrical energy demand of the circulation fan, determined by this minimum requirement of fluidizing medium.

Gemäß WP F 26 B/275066 wurde auch bereits vorgeschlagen, bei Wirbelschichttrocknungsanlagen die Wärmeübertragungselemente direkt etwa senkrecht auf den Anströmboden derart anzuordnen, daß dieser in einzelne Segmentscheiben unterteilt ist. Die Durchtrittsöffnungen für das Wirbelmedium sind dabei nur in den Bereichen der so gebildeten Segmentscheiben angeordnet. Diese Lösung hat zwar den Vorteil, daß der Freiraum zwischen Anströmboden und Wärmetauscher, der das Maximum an Wirbelmedium verbraucht, entfällt, aber der freie Querschnitt der gesamten Durchtrittsöffnungen im Anströmboden macht bei dieser Lösung auch nur maximal 8% vom freien Querschnitt des Wirbelbehälters aus, so daß Toträume entstehen, in welchen das Trockengut nicht aufgewirbelt wird. Die Folge davon ist, daß häufig Verklemmungen zwischen den einzelnen Plattenwärmeübertragern entstehen.According to WP F 26 B / 275066 has also been proposed in fluidized bed drying systems, the heat transfer elements directly approximately perpendicular to the distributor plate such that it is divided into individual segment discs. The passage openings for the fluidizing medium are arranged only in the regions of the segment discs thus formed. Although this solution has the advantage that the clearance between the distributor plate and heat exchanger, which consumes the maximum amount of fluidized eliminates, but the free cross section of the entire openings in the distributor plate makes in this solution only a maximum of 8% of the free cross section of the vortex container, so that dead spaces occur in which the dry material is not stirred up. The consequence of this is that often jamming arise between the plate heat exchangers.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Hilfsenergiebedarf von Wirbelschichtanlagen mit eingetauchten Wärmeübertragern und Düsenböden zu senken bei gleichzeitiger Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Wirbelschicht.The object of the invention is to reduce the auxiliary energy demand of fluidized bed plants with immersed heat exchangers and nozzle plates while improving the uniformity of the fluidized bed.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Wirbelbetten mit eingetauchten Wärmeübertragerflächen, insbesondere bei Wirbelschichttrocknungsanlagen, durch eine neuartige Gestaltung der Anströmboden und Durchtrittsöffnungeh in Abhängigkeit zu den Flächen der im Wirbelraum angeordneten WärmeübertragerToträume zu vermeiden und somit eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit über dem gesamten freien Querschnitt des Wirbelraumes zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fläche zwischen den Düsenkörpern oder deren Schutzhülsen, die in ihrer Höhe schlüssig zu den Wärmeübertragerflächen in der Wirbelschicht sind, gleich oder kleiner ist als der geringste freie Querschnitt zwischen den Wärmeübertragungsflächen in der Wirbelschicht unmittelbar über dem Anströmboden.The invention has for its object to avoid in fluidized beds with immersed heat transfer surfaces, especially in fluidized bed drying systems, by a novel design of the distributor plate and Durchtrittsöffnungeneh depending on the surfaces of the arranged in the vortex space WärmeübertragerToträume and thus a uniform flow velocity over the entire free cross section of the vortex space enable. According to the invention the object is achieved in that the area between the nozzle bodies or their protective sleeves, which are in height to the heat transfer surfaces in the fluidized bed, equal to or smaller than the smallest free cross section between the heat transfer surfaces in the fluidized bed immediately above the distributor plate.

Vorzugsweise besitzen der Anströmboden und die unteren Kanten der Wärmeübertrager ein gegenläufiges Gefälle, wobei die Länge der Düsenkörper oder deren Schutzhülsen nach Maßgabe der dadurch entstehenden, unterschiedlichen Abstände gestaltet sind. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß zwischen Anströmboden und Wärmeübertrager kein Freiraum besteht und durch die Bündigkeit der Schutzhülsen, deren Grundfläche insgesamt über 40% der Fläche der Wirbelschicht ausmacht, mit den Wärmeübertragern keine Toträume entstehen, so daß der Raum zwischen Anströmboden und Wärmeübertrager in der Wirbelschicht mit gleichbleibendem freiem Strömungsquerschnitt gestaltet ist.Preferably, the distributor plate and the lower edges of the heat exchanger have an opposite slope, wherein the length of the nozzle body or its protective sleeves are designed in accordance with the resulting different distances. The advantages of the solution according to the invention are that there is no clearance between the distributor plate and the heat exchanger and the flushing of the protective sleeves, the total area of which accounts for more than 40% of the area of the fluidized bed, does not create dead spaces with the heat exchangers, so that the space between the distributor plate and the heat exchanger is designed in the fluidized bed with a constant free flow cross-section.

embodiment

Die Erfindung wird beschrieben am Beispiel einer mit einem Rohrheizregister und einem Anströmboden ausgestalteten Dampfwirbelschichttrocknungsanlage,derenfreierStrömungsquerschnittdesWirbelbettes 10 m² betragen soll. Anströmboden und Rohrschlangen des Heizregisters haben gegenläufiges Gefälle, so daß der Abstand zwischen Heizregister und Anströmboden im Zentrum 260mm und am Rand des Wirbelbettes 150 mm beträgt. Der geringste freie Strömungsquerschnitt im Bereich des Heizregisters beträgt 6 m².The invention will be described using the example of a steam fluidized-bed drying plant designed with a tubular heating element and a distributor plate, whose free flow cross section of the fluidized bed should be 10 m ² . Inlet and coils of the heater have opposite slope, so that the distance between the heater and the distributor plate in the center 260mm and at the edge of the fluidized bed is 150 mm. The smallest free flow cross section in the area of the heating register is 6 m ² .

Der Anströmboden ist mit 1 000, oben geschlossenen, zylindrischen Düsenkörpern bestückt, die über dem Anströmboden seitliche Bohrungen als Austrittsöffnungen für das Wirbelmedium haben. Erfindungsgemäß beträgt die Summe der Grundflächen der Düsenkörper mindestens 4m² und damit der Einzeldurchmesser 71,5mm und ihrer Höhe, die sich nach Maßgabe des jeweiligen Abstandes zwischen Anströmboden und unterer Kante des Heizregisters so gestaltet ist, daß immer eine Schlüssigkeit der Düsenkörper zum Heizregister gegeben ist, beträgt im Zentrum 260mm und am Rande des Bodens 150mm.The distributor plate is equipped with 1 000, closed at the top, cylindrical nozzle bodies, which have over the distributor plate lateral holes as outlet openings for the fluidizing medium. According to the invention the sum of the base areas of the nozzle body is at least 4m ² and thus the single diameter 71.5mm and their height, which is designed according to the respective distance between the distributor plate and lower edge of the heater so that there is always a consistency of the nozzle body is given to the heater , is 260mm in the center and 150mm at the edge of the ground.

Claims

1. distributor plate for fluidized beds with immersed heat exchanger surfaces, which is equipped with cylindrical nozzles that defined above the inflow bores to the side

Distribution of the fluidized medium, characterized in that the area between the nozzle bodies or their protective sleeves, which are in their height to the heat transfer surfaces in the fluidized bed, equal to or smaller than the smallest free cross section between the heat transfer surfaces in the fluidized bed immediately above the distributor plate ,

2. distributor plate according to claim 1, characterized in that the distributor plate and the lower edges of the heat exchanger have an opposite slope, wherein the length of the You se η body or their protective sleeves are designed in accordance with the resulting different distances.