DE3216737A1 - PRESSURIZED FLUID BED COMBUSTION SYSTEM - Google Patents
PRESSURIZED FLUID BED COMBUSTION SYSTEMInfo
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- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
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Description
-i--i-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wirbelbettverbrennungssystem, bestehend aus einem Wirbelbettkessel mit einer Zufuhrleitung für Luft unter Druck, einer Abfuhrleitung für Rauchgase.und einem Kreislauf zum Aufnehmen eines Teiles der in dem Wirbelbett erzeugten Wärme, sowie Mitteln zum unter Druck Bringen der Luft.The invention relates to a fluidized bed combustion system consisting of from a fluidized bed boiler with a supply line for air under pressure, a discharge line for flue gases. and a circuit for receiving a Part of the heat generated in the fluidized bed, as well as means for bringing the air under pressure.
Ein solches Wirbelbettverbrennungssystem wird in der niederländischen Patentanmeldung 8000404 vorgeschlagen. Bei diesem Wirbelbettverbrennungssystem ist ein Zwischenkreislauf angeordnet, der einerseits in dem Wirbelbett liegt und andererseits über einen Wärmeaustauscher mit einem herkömmlichen Wasser/Dampf-Kreislauf verbunden ist. In dem Zwischenkreislauf zirkuliert dabei ein Kühlmedium, das keinen Flüssigkeit/Gas-Uebergang hat.Such a fluidized bed combustion system is used in the Dutch Patent application 8000404 proposed. In this fluidized bed combustion system, an intermediate circuit is arranged, on the one hand in the fluidized bed and on the other hand is connected to a conventional water / steam cycle via a heat exchanger. Circulates in the intermediate circuit a cooling medium that has no liquid / gas transition.
Bekanntlich ist das Interesse an Wirbelbettverbrennungssystemen sehr gross, weil diese Systeme eine optimale Verbrennung von Kohlen verschaffen können, welche Verbrennung gleichfalls sehr umweltfreundlich ist, weil der bei der Verbrennimg freiwerdende Schwefel grösstenteils durch den in dem Wirbelbett vorhandenen Kalkstein gebunden werden kann.It is well known that there is great interest in fluidized bed combustion systems, because these systems can provide an optimal combustion of coals, which combustion is also very environmentally friendly because of the Most of the sulfur released is burned by the in the fluidized bed existing limestone can be bound.
Die Temperatur des Wirbelbettes soll zu einer guten Schwefelbindung innerhalb eines beschränkten Bereiches, der von etwa 7000C bis 8500C variiert, bleiben. Bei 8500C ist die Bindung des Schwefels optimal; oberhalb 8500C kann Schlackenbildung der in den Kohlen vorhandenen Asche auftreten, während unterhalb 7000C die Verbrennungsleistung und die Schwefelbindung gering sind.The temperature of the fluidized bed should remain within a restricted range, which varies from approximately 700 ° C. to 850 ° C., for good sulfur binding. At 850 0 C the binding of the sulfur is optimal; Above 850 ° C., slag formation of the ash present in the coals can occur, while below 700 ° C. the combustion performance and the sulfur binding are low.
Die Wirbelbettfeuerung besteht aus einem im wesentlichen mit Asche und Dolomit gefüllten Behälter, in dem man Steinkohle verbrennt. Ein Kompressor, der in der Luftzufuhrleitung zu dem Bett angeordnet ist, liefert Verbrennungsluft unter Druck bei einer Temperatur von etwa 2500C. Die Rauchgase verlassen die Feuerung mit einer Temperatur von etwa 8500C. Damit die Rauchgasverluste möglichst klein gehalten werden, erfolgt die Verbrennung mit einem geringen Luftüberschuss (20%). Weil dieser Luftüberschuss nicht dazu ausreicht, die Temperatur des Bettes innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten, muss das Bett gekühlt werden, um zu vermeiden, dass die Temperatur desselben zu sehr hohen Werten (18000C) ansteigen wird. Direkte Kühlung mit einem wasserdurchströmten Rohrbündel, welches Wasser durch Erhitzung in Dampf umgesetzt wird, ist sehr wirksam, aber hat den Nachteil, dass nur eine geringe Variation in der Leistungsabgabe möglich ist. Dies wird im Nachstehenden verdeutlicht werden.The fluidized bed furnace consists of a container essentially filled with ash and dolomite, in which hard coal is burned. A compressor, which is arranged in the air supply line to the bed, supplies combustion air under pressure at a temperature of about 250 ° C. The flue gases leave the furnace at a temperature of about 850 ° C. So that the flue gas losses are kept as small as possible, the Combustion with a small excess of air (20%). Because this excess air is not sufficient to keep the temperature of the bed within the desired limits, the bed must be cooled in order to avoid that the temperature of the same will rise to very high values (1800 ° C.). Direct cooling with a tube bundle through which water flows, through which water is converted into steam by heating, is very effective, but has the disadvantage that only a small variation in the power output is possible. This will be clarified below.
Für die übertragene Leistung zwischen dem Wirbelbett und dem Kühlmedium gilt:For the power transferred between the fluidized bed and the cooling medium is applicable:
Q = α . F.. Δ T1n;Q = α. F .. Δ T 1n ;
Q = übertragene Leistung (W)Q = transmitted power (W)
α = gesamter Wärmeübertragungskoeffizient (W/m2K) F = installierte wärmeübertragende Oberfläche (m2) Δ T = der logarithmische Temperaturunterschied zwischen beiden Medien (K).α = total heat transfer coefficient (W / m 2 K) F = installed heat transferring surface (m 2 ) Δ T = the logarithmic temperature difference between the two media (K).
Bei einem herkömmlichen Kessel regelt man die Leistungsabgabe durch gleichzeitige Anpassung von Δ T und α. Diese Anpassung erfolgt durch Aenderung der Brennstoff- und Verbrennungsluftzufuhr.With a conventional boiler, the power output is regulated simultaneous adjustment of Δ T and α. This adjustment is done by Change of fuel and combustion air supply.
Ein Nachteil von Wirbelbettanlagen ist, dass α sich nahezu nicht ändern lässt, und dass die Bett-Temperatur nur in einem beschränkten Bereich variiert werden kann. Anpassung von Δ T bei wasser/dampfgekühlten Wirbelbettanlagen durch Aenderung der Wasser/Dampf-Temperatur könnte sehr grosse Dampfdruckvafiationen veranlassen, die bis 150 bar ansteigen können, was im Zusammenhang mit den an die angewendeten Materialien zu stellenden Forderungen unzulässig ist.A disadvantage of fluidized bed systems is that α can hardly be changed, and that the bed temperature can only be varied within a limited range. Adjustment of Δ T in water / steam-cooled fluidized bed systems A change in the water / steam temperature could cause very large variations in steam pressure cause that can rise to 150 bar, which is related to the Claims to be made on the materials used are inadmissible.
In der niederländischen Patentanmeldung 8000404 wird vorgeschlagen, eine Teillastregelung des Wirbelbettes mittels eines Zwischenkreislaufes zu erhalten, in dem ein Kühlmedium zirkuliert, das in dem anwendbaren Temperaturbereich keinen Phasenübergang aufweist, so dass die Probleme, die bei wasser/ dampf-gekühlten Anlagen auftreten, beseitigt worden sind. Ein Nachteil eines solchen Zwischenkreislaufes ist, dass neben der erforderlichen Anordnung eines zusätzlichen Rohrbundeis für den Kreislauf eine Vorrichtung zum Umpumpen des Kühlmittels in dem Kreislauf notwendig ist, was ziemlich viel Vermögen fordert und die Leistung der Wirbelbettanlage beeinträchtigt.In the Dutch patent application 8000404 it is proposed a To obtain partial load control of the fluidized bed by means of an intermediate circuit, in which a cooling medium circulates that does not show a phase transition in the applicable temperature range, so that the problems associated with water / steam-cooled systems have been eliminated. A disadvantage such an intermediate circuit is that in addition to the required arrangement an additional pipe bundle for the circuit, a device for pumping the coolant in the circuit is necessary, which demands quite a lot of fortune and adversely affects the performance of the fluidized bed system.
Die Aufgabe der Erfindung ist die Verschaffung eines Wirbelbettverbrennungssystem, das ein gutes Teillastverhalten zeigt, ohne dass es dabei notwendig ist, einen geschlossenen Zwischenkreislauf anzuwenden, während gleichfalls ein minimal benötigtes Vermögen zum Umpumpen des Kühlmediums angestrebt wird.The object of the invention is to provide a fluidized bed combustion system, that shows good part-load behavior without the need to use a closed intermediate circuit, while also A minimum required capacity for pumping the cooling medium is sought.
Die Erfindung verschafft dazu ein Wirbelbettverbrennungssystem der obengenannten Art, wobei der Kreislauf, der in dem Wirbelbett Wärme aufnehmen kann, als ein Kreislauf, in dem Wasserdampf das Kühlmedium ist, ausgeführt ist.To this end, the invention provides a fluidized bed combustion system of the above Type, whereby the circuit, which can absorb heat in the fluidized bed, is designed as a circuit in which water vapor is the cooling medium is.
Beim Uebergang von Vollast auf Teillast wird die Leistungsabgabe des Wirbelbettes herabgesetzt werden müssen. Dies kann durch Erhöhung der mittleren Temperatur des dem Bett zugeführten Kühlmittels erfolgen, weil in dieser Weise der Wert von Δ T variiert werden kann. Dadurch, dass man eine Pumpe langsamer arbeiten lässt, wird die Dampfmenge, die dem Bett zur Kühlung zugeführt wird, abnehmen. Dadurch wird, weil die Leistungsabgabe des Wirbelbettes anfangs noch der in der Vollastsituation gleich ist, der zirkulierende Dampf den Kreislauf in dem Bett verlassen mit einer Temperatur, die höher als die Temperatur bei Vollast ist. In der stationären Teillastsituation ist die Temperatur des Dampfes, der das Bett verlässt, höher als in der Vollastsituation, während gleichfalls die Temperatur des dem Bett zugeführten Dampfes höher als in der Vollastsituation gewählt werden kann. Der logarithmische mittlere Temperaturunterschied zwischen Wirbelbett und Kühlmedium (Dampf) ist also kleiner als bei Vollast. Die Leistungsabgabe aus dem Bett und daher die produzierte Menge an Prozessdampf ist verringert, während die Temperatur des Bettes nicht unterhalb der unteren Grenze von 7000C sinken wird.When changing from full load to part load, the power output of the fluidized bed will have to be reduced. This can be done by increasing the mean temperature of the coolant fed to the bed, because in this way the value of Δ T can be varied. By making a pump work slower, the amount of steam that is fed to the bed for cooling will decrease. Because the power output of the fluidized bed is initially the same as that in the full load situation, the circulating steam will leave the circuit in the bed at a temperature which is higher than the temperature at full load. In the stationary part load situation, the temperature of the steam leaving the bed is higher than in the full load situation, while the temperature of the steam fed to the bed can also be selected to be higher than in the full load situation. The logarithmic mean temperature difference between the fluidized bed and the cooling medium (steam) is therefore smaller than at full load. The power output from the bed and therefore the amount of process steam produced is reduced, while the temperature of the bed will not fall below the lower limit of 700 0 C.
•Ein Vorteil der Anwendung von Wasserdampf als Kühlmittel in dem Kreislauf ist erstens, dass die spezifische Wärme bei Temperaturen nicht weit von der zu einem gegebenen Arbeitsdruck gehörenden Sattigungstemperatür, von Wasserdampf sehr gross ist,- dieser Effekt ist besonders bemerklich bei Drücken grosser als 20 bar, wie aus der Dampftabelle hervorgeht.• An advantage of using water vapor as a coolant in the circuit is first that the specific heat at temperatures is not far from the saturation temperature associated with a given working pressure, of water vapor is very great - this effect is particularly noticeable at pressures greater than 20 bar, as can be seen from the steam table.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Vollast-Temperatur-Vermögen-Diagramm für das Rohrbündel in dem Wirbelbett fast immer derart ist, dass die Einlasstemperatur des Dampfes nahezu, die Sättigungstemperatur des Dampfes bei dem herrschenden Druck ist. Für die Vollastsituation bedeutet dies, dass nur eine verhältnismässig kleine Menge Dampf umgepumpt werden muss, dass die Leistung der zu installierenden Pumpe verhältnismässig klein sein kann, und dass bei einem gegebenen minimal erforderlichen Belastungsgrad des Wirbelbettkessels die bei diesem Belastungsgrad zu erwartende maximale Temperatur der Wände der Rohre zum Führen des Dampfes erheblich vermindert wird, wodurch billigere Materialien angewendet werden können.Another advantage is that the full-load temperature-property diagram for the tube bundle in the fluidized bed is almost always such that the inlet temperature of the steam is almost the saturation temperature of the steam at the prevailing pressure. For the full load situation, this means that only a relatively small amount of steam has to be pumped around, that the output of the pump to be installed can be relatively small, and that for a given minimum required degree of loading of the fluidized bed boiler, the one to be expected at this degree of loading the maximum temperature of the walls of the pipes for guiding the steam is considerably reduced, as a result of which cheaper materials can be used.
Die Erfindung wird im Nachstehenden an Hand einer Anzahl Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben.The invention is illustrated below with reference to a number of exemplary embodiments described in more detail with reference to the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Wirbelbettverbrennungssystem, versehen mit einem Dampfkreislauf gemäss der Erfindung;Fig. 1 shows a fluidized bed combustion system provided with a steam circuit according to the invention;
Fig. 2 eine erste Abwandlung des Dampfkreislaufes; und Fig. 3 eine zweite Abwandlung des Dampfkreislaufes.2 shows a first modification of the steam circuit; and 3 shows a second modification of the steam cycle.
Fig. 1 zeigt einen Wirbelbettkessel· 1 mit einer Einfuhrleitung 2 für Luft und einer Abfuhrleitung 3 für Verbrennungsgase und einem Kompressor 4 zum unter Druck Bringen der Luft. Der Kompressor 4 ist mit einer Expansionsvorrichtung 5 gekuppelt, die mit der Leitung 3 und auch mit einem Wechselstromgenerator 6 verbunden ist. Die Expansionsvorrichtung 5 bildet zusammen mit dem Kompressor 4 eine Gasturbine, die durch die Rauchgase der Wirbelbettkette angetrieben wird und die neben dem Vermögen zum Komprimieren der Luft auch elektrisches Vermögen verschafft.Fig. 1 shows a fluidized bed boiler x 1 with an inlet line 2 for air and a discharge line 3 for combustion gases and a compressor 4 for pressurizing the air. The compressor 4 is coupled to an expansion device 5 with the line 3 and also with a AC generator 6 is connected. The expansion device 5 forms together with the compressor 4, a gas turbine, which by the flue gases of Fluidized bed chain is driven and which in addition to the ability to compress also gives the air electrical power.
In dem Wirbelbett innerhalb des Kessels ist mit Hilfe eines Rohrbündels ein Wärmeaustauscher 7 gebildet, der über eine Einfuhrleitung 8 und eine Auslassleitung 9 mit einem ausserhalb des Kessels liegenden Kreislauf verbunden ist. In diesem Kreislauf zirkuliert Dampf unter Druck, der zum Aufnehmen von Vermögen in dem Fliessbett dient und also zum Kühlen dieses Bettes.In the fluidized bed inside the boiler is with the help of a tube bundle a heat exchanger 7 is formed, which is connected via an inlet line 8 and an outlet line 9 to a circuit outside the boiler is. In this circuit, steam circulates under pressure, which serves to absorb assets in the fluidized bed and thus to cool it Bed.
Der Kreislauf, in dem der Dampf, der für die Kühlung des Fliessbettes sorgt, zirkuliert, kann in verschiedenen Weisen aufgebaut sein. Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen eine Anzahl Abwandlungen des Aufbaus des Kühlungskreislaufes. Gleiche Teile sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugsziffern angegeben.The circuit in which the steam, which cools the fluidized bed, circulated can be constructed in various ways. Figures 1, 2 and 3 show a number of modifications to the structure of the Cooling circuit. The same parts are in the different figures the same reference numbers are given.
In Fig. 1 ist der Kreislauf ausserhalb des Wirbelbettes aus einem Mischverdampfer 10 und einer Pumpe 11 zum umlaufen lassen des Dampfes aufgebaut. Mit der Auslassleitung 9 ist eine Leitung 12 verbunden, die einen kleinen Teil des Dampfes, z.B. 1/7-Teil, einer Dampfturbine zuführt, die zum· Erzeugen von Energie dient. Diese Dampfturbine ist zum Arbeiten mit Dampf, der eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Druck besitzt, z.B. 4000CIn Fig. 1, the circuit is set up outside the fluidized bed from a mixing evaporator 10 and a pump 11 for circulating the steam. A line 12 is connected to the outlet line 9 and supplies a small part of the steam, for example 1/7 part, to a steam turbine which is used to generate energy. This steam turbine is to operate with steam, which has a certain temperature and a certain pressure, for example 400 0 C.
bei 40 bar, entworfen.at 40 bar.
Wenn das Wirbelbett bei Vollast betrieben wird, ist die Temperatur des Dampfes, der das Bett verlässt, gemäss dem Ausführungsbeispiel· 4000C bei 40 bar, so dass dieser Dampf der Dampfturbine direkt zugeführt werden kann. Wird aber das Wirbelbett bei. Teillast betrieben, dann wird die Temperatur des Dampfes, der das Wirbelbett verlässt schnell steigen, so dass Massnahmen zum Kühlen des der Dampfturbine zugeführten Dampfes getroffen werden müssen. Dazu ist gemäss Fig. 1 ein an sich bekannter Einspritzkühler angeordnet, der von einem Ventil 14 gesteuert wird. In diesem Einspritzkühler, kann der überhitzte Dampf auf 4000C gekühlt werden und der Dampfturbine zugeführt werden.When the fluidized bed is operated at full load, the temperature of the steam leaving the bed is, according to the exemplary embodiment, 400 ° C. at 40 bar, so that this steam can be fed directly to the steam turbine. But will the fluidized bed at. If operated at partial load, the temperature of the steam leaving the fluidized bed will rise quickly, so that measures must be taken to cool the steam supplied to the steam turbine. For this purpose, according to FIG. 1, an injection cooler known per se is arranged, which is controlled by a valve 14. In this injection cooler, the superheated steam can be cooled to 400 ° C. and fed to the steam turbine.
Der verbleibende, grösste Teil des zirkulierenden Dampfes wird über die Leitung 9 dem Mischverdampfer 10 zugeführt und darin zu gerade überhitztem Dampf mit einer Temperatur von z.B. 2550C gekühlt. Die Wassermenge, die in dem Mischverdampfer verdampft ist im Prinzip der Menge gleich, die über die Dampfturbine dem Dampfkreislauf entzogen wird.The remaining, major part of the circulating steam is fed via the line 9 to the mixing evaporator 10 and is cooled therein to just superheated steam with a temperature of, for example, 255 ° C. The amount of water that evaporates in the mixer evaporator is in principle the same as the amount that is withdrawn from the steam cycle via the steam turbine.
Nachdem der Dampf den Mischverdampfer passiert hat, wird der jetzt abgekühlte Dampf über die Pumpe 11 und die Leitung 8 wieder den Leitungen in dem Wirbelbett zugeführt. Die Teilbelastung des Bettes kann jetzt.durch das Regeln der Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 11 angepasst werden. Wenn die Pumpe weniger Dampf umpumpt, verweilt der Dampf langer in dem Wirbelbett und nimmt dieser mehr Wärme auf, was zu dem erwünschten Effekt führt, wie oben beschrieben ist.After the steam has passed the mixer evaporator, the one that is now cooled down Steam via pump 11 and line 8 returns to the lines in the fluidized bed fed. The partial load on the bed can now. By regulating the pumping speed of the pump 11 can be adjusted. If the pump circulates less steam, the steam stays longer in the fluidized bed and takes it more heat, which leads to the desired effect, as described above.
In Fig. 1 ist in gestrichelten Linien ein Ausführungsbeispiel des Kreislaufes gezeigt, wobei ein Teil des Heissdampfes ohne Durchlaufen des Mischverdampfers 10 geleitet wird über ein Regelventil 15 und eine Mischeinheit 16, die dazu bestimmt ist, den über den Mischverdampfer zugeführten gekühlten Dampf und den über das Regelventil 15 zugeführten Heissdampf zu Mischen und der Pumpe 11 zuzuführen. Durch diese Ausführungsform des Kreislaufes kann, abhängig von der Stellung des Ventils 15, die Temperatur des dem Wirbelbett zugeführten Dampfes geregelt werden. Je nachdem die Temperatur des züge— führten Dampfes höher ist, ist der logarithmische Temperaturunterschied zwischen dem Dampf, der in den Wärmeaustauscher in dem Bett eintritt und dem Dampf, der diesen über die Leitung 9 verlässt kleiner, so dass die abgegebene Leistung kleiner wird und Teillastregelung erhalten ist.In Fig. 1 is in dashed lines an embodiment of the circuit shown, with part of the superheated steam without passing through the mixer evaporator 10 is passed through a control valve 15 and a mixing unit 16, which is intended to control the cooled steam supplied via the mixing evaporator and to mix the superheated steam supplied via the control valve 15 and to supply it to the pump 11. This embodiment of the circuit can, depending on the position of the valve 15, the temperature of the fluidized bed supplied steam can be regulated. Depending on the temperature of the train led steam is higher, is the logarithmic temperature difference between the steam entering the heat exchanger in the bed and the steam that leaves this via line 9 is smaller, so that the power output is smaller and partial load control is maintained.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Kühlkreislaufes, wobei der Einspritzkühler 13 aus Fig. 1 entfallen ist und durch, eine einfacher und billiger herzustellende Mischeinheit 17 ersetzt worden ist. Die Mischeinheit 17 ist in dem Kreislauf zwischen der Leitung 9 und der abgezweigten Leitung 12 angebracht und ist.über ein Regelventil 18 mit der Auslassseite der Pumpe 11 verbunden. Dadurch, dass jetzt bei Teilbelastung, wenn der Dampf in der Leitung 9 eine Temperatur hat, die höher als 4000C ist, über das RegelventilFIG. 2 shows an embodiment of the cooling circuit, the injection cooler 13 from FIG. 1 being omitted and being replaced by a mixing unit 17 which is simpler and cheaper to manufacture. The mixing unit 17 is installed in the circuit between the line 9 and the branched line 12 and is connected to the outlet side of the pump 11 via a control valve 18. Because now at partial load, when the steam in the line 9 has a temperature that is higher than 400 0 C, via the control valve
18 eine Menge gekühlten Dampfes aus der Pumpe der Mischeinheit zugeführt wird, kann der der Dampfturbine zugeführte Dampf über die Leitung 12 auf die gewünschte Temperatur gekühlt werden. Selbstverständlich ist bei Vollast das Regelventil 18 völlig geschlossen, weil dann der Dampf in der Leitung bereits die richtige Temperatur besitzt.18 a quantity of cooled steam from the pump is supplied to the mixing unit is, the steam supplied to the steam turbine can be cooled via line 12 to the desired temperature. Of course it is at full load the control valve 18 is completely closed because then the steam in the line is already at the correct temperature.
Fig. 3 zeigt eine Vorzugsausführungsform des Kreislaufes gemäss der Erfindung, wobei der aus dem Wärmeaustauscher in dem Bett austretende Dampf zunächst durch einen Wärmeaustauscher 19 geführt wird. Dieser WärmeaustauscherFig. 3 shows a preferred embodiment of the circuit according to the invention, wherein the steam exiting the heat exchanger in the bed is first passed through a heat exchanger 19. This heat exchanger
19 ist über .zwei Leitungen 20 und 21 mit der Leitung 8 verbunden, die den von dem Mischverdampfer 10 gekühlten Dampf wieder dem Wärmeaustauscher in dem Wirbelbett zuführt. In der Leitung 8 ist zwischen den Stellen, wo die Leitungen 20 und 21 mit dieser Leitung 8 verbunden sind, ein Regelventil aufgenommen. Weiter ist die Leitung 21 über eine Mischeinheit 23 mit der Leitung 8 verbunden.19 is connected via .two lines 20 and 21 to the line 8, which the returns cooled steam from the mixer evaporator 10 to the heat exchanger in the fluidized bed. In the line 8 is between the points where the Lines 20 and 21 are connected to this line 8, a control valve added. Next, the line 21 is connected to the via a mixing unit 23 Line 8 connected.
In der Vollastsituation ist das Ventil 22 völlig geöffnet und strömt kein Dampf durch die Leitungen 20· und 21. Wenn jedoch das Wirbelbett bei Teillast betrieben werden muss, wird das Regelventil teilweise geschlossen, so dass ein Teil des kühlen Dampfes über die Leitung 20 durch den Wärmeaustauscher geführt wird und dort der Dampf in der Leitung 9 auf die gewünschte Temperatur von 4000C abkühlt. Der über die Leitung 21 und der Mischeinheit 23 nach der Leitung 8 zurückgeführte Dampf hat eine höhere Temperatur als die des aus dem Mischverdampfer austretenden Dampfes, so dass in Kombination mit der erhöhten Temperatur des austretenden Dampfes aus dem Wirbelbett der Wert Δ T1 wieder kleiner wird und ein Teillastbetrieb möglich ist.In the full load situation, the valve 22 is fully open and no steam flows through the lines 20 and 21. However, if the fluidized bed has to be operated at part load, the control valve is partially closed so that some of the cool steam flows through the line 20 through the Heat exchanger is passed and there the steam in line 9 cools to the desired temperature of 400 0 C. The steam returned via line 21 and mixing unit 23 to line 8 has a higher temperature than that of the steam exiting the mixer evaporator, so that, in combination with the increased temperature of the exiting steam from the fluidized bed, the value Δ T 1 becomes smaller again and partial load operation is possible.
Ein Problem bei der Anwendung herkömmlicher Gasturbinen bei unter Druck betriebenen Wirbelbettsystemen ist, dass infolge des hohen Druckabfalls über das Wirbelbett und des geringen Luftüberschusses der Auslassdruck des Kompressors höher als der Druck ist, für den dieser Kompressor entworfenA problem with using conventional gas turbines under pressure operated fluidized bed systems is that due to the high pressure drop across the fluidized bed and the small excess of air, the outlet pressure of the compressor is higher than the pressure for which this compressor is designed
ist. Dadurch kann der Arbeitspunkt des Kompressors nach der sog. Pumpgrenze verschoben werden, die den kritischen Wert für das Verhältnis zwischen dem Ausgangsdruck und dem Eingangsdruck des Kompressors gibt. Wenn der Arbeitspunkt an dieser Pumpgrenze vorbei verschiebt, fängt der Kompressor zu "pumpen" an, was selbstverständlich sehr unerwünscht ist. Diese Gefahr kann man dadurch vermeiden, dass man einen Teil.der gelieferten Luft über z.B. ein Drosselventil abführt. Dies gibt jedoch einen Leistungsverlust für das Wirbelbettverbrennungssystem. In Fig. 3 ist mit gestrichelten Linien eine vorteilhafte Lösung gezeigt, wobei in einer günstigen Weise der Drucküberschuss an der Ausgangsseite des Kompressors 4 benutzt werden kann. Dazu ist diese Ausgangsseite des Kompressors mit einer Expansionsvorrichtung 24 verbunden, die zum.Antreiben der Pumpe 11 dient. Dies hat einerseits den Vorteil, dass kein Leistungsverlust durch das Drosseln des Luftüberschusses an der Ausgangsseite des Kompressors auftritt und andererseits den Vorteil, dass keine zusätzliche Leistung zum Regeln der Pumpe notwendig ist. Daneben ist es günstiger, die Pumpe, im Zusammenhang mit den gestellten Forderungen für.das Zurückregeln der Pumpengeschwindigkeit, mit Hilfe einer Strömungsmaschine statt mit einem Elektromotor anzutreiben.is. As a result, the working point of the compressor can be according to the so-called surge limit which gives the critical value for the ratio between the outlet pressure and the inlet pressure of the compressor. If the operating point shifts past this surge limit, the compressor starts to "pump" which is of course very undesirable. This risk can be avoided by using some of the air supplied via a throttle valve, for example leads away. However, this gives a loss of performance to the fluidized bed combustion system. In Fig. 3 with dashed lines, an advantageous solution is shown, wherein the excess pressure on the in a favorable manner Output side of the compressor 4 can be used. This is the starting page for this of the compressor is connected to an expansion device 24 which is used to drive the pump 11. On the one hand, this has the advantage that there is no loss of performance due to the throttling of the excess air on the outlet side of the compressor and, on the other hand, the advantage that no additional power is required to regulate the pump. In addition, it is cheaper to use the pump in connection with the demands made for reducing the pump speed with the help of a flow machine instead of being driven by an electric motor.
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Claims (7)
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- 1981-05-08 NL NL8102274A patent/NL182508C/en not_active IP Right Cessation
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1982
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- 1982-05-07 GB GB8213216A patent/GB2100141B/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107270280A (en) * | 2017-08-03 | 2017-10-20 | 贵州诺威施生物工程有限公司 | CFBB and recirculating fluidized bed combined cycle system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL182508C (en) | 1988-03-16 |
| FR2505471A1 (en) | 1982-11-12 |
| NL182508B (en) | 1987-10-16 |
| GB2100141B (en) | 1984-08-08 |
| JPS57207706A (en) | 1982-12-20 |
| GB2100141A (en) | 1982-12-22 |
| NL8102274A (en) | 1982-12-01 |
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