DE4202895C2 - Device for burning carbonaceous fuels in a circulating fluidized bed - Google Patents
Device for burning carbonaceous fuels in a circulating fluidized bedInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer zirkulierenden Wirbelschicht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Vorrichtungen (DE-PS 25 39 549 und DE-PS 36 05 930, EVT Bericht 103/90 - Industrie- und Heizkraftwerke mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung) wurden im allgemeinen mit einem waagerechten bzw. leicht schrägen Düsenboden versehen, der mit lotrecht angeordneten Primärgasdüsen bestückt ist.The invention relates to a device for burning carbon-containing Fuels in a circulating fluidized bed according to the generic term of claim 1. Such devices (DE-PS 25 39 549 and DE-PS 36 05 930, EVT report 103/90 - Industrial and thermal power plants with circulating fluidized bed firing) were generally with a horizontal or slightly sloping nozzle bottom, with vertical arranged primary gas nozzles is equipped.
Nachteilig ist jedoch bei diesen bekannten Vorrichtungen, daß die Primärgasdüsen zum Verstopfen neigen, dadurch daß sie von herabfallender Bettasche überschüttet werden und die grobteilige Bettasche aufgrund des flachen bzw. leicht geneigten Düsenbodens nicht genügend abtransportiert werden kann. Ferner werden die Düsen durch Erosion, die durch die Strahleinwirkung benachbarter Düsen entsteht, zerstört. Zusätzlich fällt Bettmaterial durch die Primärgasdüsen in den darunterliegender Primärgaskasten. Dadurch müssen, um die erforderlichen Instandsetzungsarbeiten durchführen zu können, die mit erheblichen Kosten verbunden sind, die Anlagen außerplanmäßig abgestellt werden.A disadvantage of these known devices is that the Primary gas nozzles tend to clog because of falling bed ash and the coarse bed ash not enough due to the flat or slightly inclined nozzle base can be transported away. Furthermore, the nozzles are eroded, which caused by the jet effect of neighboring nozzles, destroyed. In addition bed material falls through the primary gas nozzles into the one below Primary gas box. This will have to be the necessary To be able to carry out repair work with considerable costs connected, the systems are shut down unscheduled.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile vermieden werden können.The object of the invention is therefore to provide a device in which the described disadvantages can be avoided.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved in a generic device according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die folgenden Vorteile erzielt:The following advantages result from the measures according to the invention achieved:
- 1) Da die Primärdüsen in den Trichterwänden schräg nach unten angeordnet sind, wird das Eindringen von Bettmaterial weitgehend vermieden.1) Because the primary nozzles in the funnel walls slant downwards are arranged, the penetration of bed material is largely avoided.
- 2) Die Primärgasdüsen ragen nicht in den Trichterraum hinein, sondern schließen mit der inneren Oberfläche der Trichter-Auskleidung bündig ab, so daß keine Erosion durch die Strahleinwirkung benachbarter Düsen stattfindet.2) The primary gas nozzles do not protrude into the funnel chamber, but rather close flush with the inner surface of the hopper liner from, so that no erosion due to exposure to radiation from neighboring Nozzles takes place.
- 3) Die Ringsammler für die Primärgasführung werden über dem Niveau der obersten Primärgasdüsenreihe angeordnet und daher besteht keine Gefahr einer Verstopfung der Sammler durch Bettmaterial.3) The ring collectors for the primary gas flow are above the level of the arranged at the top of the primary gas nozzle row and therefore there is none Danger of blockage of bed collectors.
- 4) Die Zufuhrleitungen für das Primärgas zwischen den Ringsammlern und den Düsen werden so konstruiert, daß im Falle einer Verstopfung diese ausgeblasen bzw. durchgestoßen werden können.4) The primary gas supply lines between the ring collectors and the nozzles are designed so that in the event of blockage can be blown out or pushed through.
- 5) Durch die trichterartige, glattflächige Bodenkonstruktion wird der Abzug grobkörniger Bettasche begünstigt.5) The trigger is due to the funnel-like, smooth surface construction coarse-grained bed ash favors.
- 6) Die Verfügbarkeit der Anlage wurde durch Beseitigung der genannten Störungsquellen wesentlich erhöht.6) The availability of the facility was determined by eliminating the Sources of interference increased significantly.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the attached figures.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a fluidized bed reactor,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor gemäß Fig. 1, Schnittlinie C-C, Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through a fluidized bed reactor according to Fig. 1, section line CC,
Fig. 3 einen schematischen Grundriß des Wirbelschichtreaktors gemäß Fig. 1, Schnittlinie A-A (für Klarheit sind die Ringsammler nicht dargestellt), Fig. 3 is a schematic plan view of the fluidized-bed reactor according to Fig. 1, section line A (for clarity, the ring collectors are not shown),
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor mit Aschekühler, Fig. 4 is a schematic longitudinal section through a fluidized bed reactor with ash cooler,
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor mit Aschekühler gemäß Fig. 5, Schnittlinie D-D, Fig. 5 is a schematic longitudinal section through a fluidized bed reactor with ash cooler according to Fig. 5, line DD,
Fig. 6 einen schematischen Grundriß des Wirbelschichtreaktors gemäß Fig. 4, Schnittlinie B-B, Fig. 6 is a schematic plan view of the fluidized bed reactor shown in FIG. 4, line BB,
Fig. 7 eine isometrische Darstellung des Bodenstückes eines Wirbelschichtreaktors gemäß Fig. 1. Fig. 7 is an isometric view of the bottom piece of a fluidized bed reactor of FIG. 1.
Fig. 1, 2 und 3
Der Wirbelschichtreaktor 1 ist durch die Leitung 46 mit dem
Zyklonabscheider 37 verbunden. Der Zyklonabscheider 37 ist rauchgasseitig
mit den Nachschaltheizflächen 38 und den nicht dargestellten,
nachgeschalteten Rauchgasreinigungsaggregaten und dem Kamin durch die
Leitung 48 bzw. 49 verbunden. Feststoffseitig führt die Leitung 47 von dem
Zyklonabscheider 37 über die Ascherücklaufschleuse 39 und die Leitung 45
zum unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1. Die Leitungen 40 -
Kohlezufuhr und 41 - Kalksteinzufuhr münden in die Leitung 45 ein.
Bettasche bzw. Sand ist durch die Leitung 43 dem unteren Raum 26 des
Wirbelschichtreaktors 1 zugeführt. Der obere Raum 25 des
Wirbelschichtreaktors 1 hat einen konstanten Querschnitt und die Wände 31,
32, 33 und 34 sind als Kühlfläche ausgebildet. Der untere Raum 26 hat
einen Grundriß-Querschnitt, der bis zum Anschluß an das Bodenstück 2 von
den gegenüberliegenden Wänden 31, 32 gleichmäßig abnimmt. Der
Anfahrbrenner 42 und die Sekundärgasdüsen 44 sind durch die Leitungen
46 bzw. 47, 48 und 49 versorgt. Fig. 1, 2 and 3
The fluidized bed reactor 1 is connected to the cyclone separator 37 by the line 46 . The cyclone separator 37 is connected on the flue gas side to the secondary heating surfaces 38 and the downstream flue gas cleaning units (not shown) and the chimney through the lines 48 and 49 , respectively. On the solids side, the line 47 leads from the cyclone separator 37 via the ash return lock 39 and the line 45 to the lower space 26 of the fluidized bed reactor 1 . Lines 40 - coal supply and 41 - limestone supply open into line 45 . Bed ash or sand is fed through line 43 to the lower space 26 of the fluidized bed reactor 1 . The upper space 25 of the fluidized bed reactor 1 has a constant cross section and the walls 31 , 32 , 33 and 34 are designed as a cooling surface. The lower space 26 has a cross-section in plan, which decreases evenly from the opposite walls 31 , 32 until it is connected to the base piece 2 . Start-up burner 42 and secondary gas nozzles 44 are supplied by lines 46 and 47 , 48 and 49 , respectively.
Das trichterartige Bodenstück 2 besteht aus zwei, einenander gegenüberliegenden, geneigten, im wesentlichen Rechteckswänden 3, 4 und zwei gegenüberliegenden Dreieckswänden 5, 6. Die Wände 3, 4 sind so ausgebildet, daß an der lotrechten Mittelachse des Wirbelschichtreaktors 1, der Scheitelpunkt x oberhalb des Niveaus der beiden Scheitelpunkte y der Wände 5 bzw. 6 angeordnet ist. Die Rechteckswände 3 und 4 sind mit Primärgasdüsen 8 bestückt, die von den Ringsammlern 17,18 über die Verbindungsleitungen 9, 10, 11, 12 mit Fluidisierungsgas durch die Leitung 35, das Gebläse 36 und die Leitungen 13 und 14 versorgt sind. Die Verbindungsleitungen 9,10,11 und 12 bzw. die Leitungen 13 und 14 sind jeweils mit Absperr- bzw. Regelorganen 16 bzw. 57 und 58 versehen. Das Bodenstück 2 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 23 versehen.The funnel-like base piece 2 consists of two, opposite, inclined, essentially rectangular walls 3 , 4 and two opposite triangular walls 5 , 6 . The walls 3 , 4 are designed such that the vertex x is arranged above the level of the two vertexes y of the walls 5 and 6 on the vertical central axis of the fluidized bed reactor 1 . The rectangular walls 3 and 4 are equipped with primary gas nozzles 8 , which are supplied by the ring collectors 17, 18 via the connecting lines 9 , 10 , 11 , 12 with fluidizing gas through the line 35 , the blower 36 and the lines 13 and 14 . The connecting lines 9, 10, 11 and 12 or the lines 13 and 14 are each provided with shut-off or control elements 16 or 57 and 58 . The base piece 2 is provided with a refractory lining 23 .
Der Sichter 30 ist mit Fluidisierungsgas über die Leitung 53 beaufschlagt. Großkörniges Material aus dem Bodenstück 2 ist durch die Leitung 52 abgezogen. Feines Material ist in dem unteren Raum 26 über die Leitung 51 zurückgeführt. Grobkörniges, überschüssiges Bettmaterial ist durch die Leitung 50 abgeführt.The classifier 30 is supplied with fluidizing gas via the line 53 . Large grain material from the bottom piece 2 is drawn off through the line 52 . Fine material is returned in the lower space 26 via line 51 . Coarse-grained, excess bed material is discharged through line 50 .
Fig. 4, 5 und 6
Der Wirbelschichtreaktor 1 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß
den Fig. 1, 2 und 3 dadurch, daß der Grundriß-Querschnitt des unteren
Raumes 26 bis zum Anschluß an das Bodenstück 2 symmetrisch um die
lotrechte Mittelachse abnimmt. Der Grundriß-Querschnitt des
trichterförmigen Bodenstückes 2 verjüngt sich von dem Anschluß an dem
unteren Raum 26 bis zum Scheitelpunkt z gleichmäßig. Alle vier Wände 21
und 22 sind mit Primärgasdüsen 8 bestückt. Der Aschesichter 30 ist durch
die Leitungen 51 und 52 mit dem unteren Raum 26 bzw. dem Bodenstück 2
verbunden. Die Primärgasdüsen 8 in den Wänden 21 und 22 sind durch die
Verbindungsleitungen 20, 27, 28 und 29 mit den Ringsammlern 17 und 18
verbunden. Fig. 4, 5 and 6
The fluidized bed reactor 1 differs from the device according to FIGS. 1, 2 and 3 in that the plan cross-section of the lower space 26 decreases symmetrically about the vertical central axis up to the connection to the base piece 2 . The plan cross-section of the funnel-shaped base piece 2 tapers evenly from the connection to the lower space 26 to the apex z. All four walls 21 and 22 are equipped with primary gas nozzles 8 . The ash classifier 30 is connected by lines 51 and 52 to the lower space 26 and the base piece 2 . The primary gas nozzles 8 in the walls 21 and 22 are connected to the ring collectors 17 and 18 by the connecting lines 20 , 27 , 28 and 29 .
Feststoffe aus dem Zyklonabscheider 37 sind durch die Leitungen 47 und 54 dem Aschekühler 55 und danach durch die Leitung 56 dem unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1 zugeführt. Alternativ sind Feststoffe aus dem Zyklonabscheider 37 durch die Leitungen 47 und 54 dem unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1 direkt zugeführt.Solids from the cyclone separator 37 are fed through lines 47 and 54 to the ash cooler 55 and then through line 56 to the lower space 26 of the fluidized bed reactor 1 . Alternatively, solids from the cyclone separator 37 are fed directly through lines 47 and 54 to the lower space 26 of the fluidized bed reactor 1 .
Fig. 7
Das Bodenstück 2 ist mit drei Ringsammlern 17,18 und 19 versehen. Die
Primärgasdüsen 8 sind so angeordnet, daß ihre Enden mit der inneren
Fläche 24 der feuerfesten Auskleidung 23 des Bodenstückes 2 bündig
abschließen. Fig. 7
The base piece 2 is provided with three ring collectors 17, 18 and 19 . The primary gas nozzles 8 are arranged so that their ends are flush with the inner surface 24 of the refractory lining 23 of the base piece 2 .
BezugszeichenlisteReference list
1 Wirbelschichtreaktor
2 Bodenstück
3 Rechteckswand - Bodenstück
4 Rechteckswand - Bodenstück
5 Dreieckswand - Bodenstück
6 Dreieckswand - Bodenstück
7 Öffnung -nicht dargestellt
8 Primärgasdüse
9 Verbindungsleitung
10 Verbindungsleitung
11 Verbindungsleitung
12 Verbindungsleitung
13 Primärgaszufuhrleitung
14 Primärgaszufuhrleitung
15 Aschekühler
16 Absperr- bzw. Regelorgan
17 Ringsammler
18 Ringsammler
19 Ringsammler
20 Verbindungsleitung
21 Rechteckswand - Bodenstück
22 Rechteckswand - Bodenstück
23 feuerfeste Auskleidung
24 innere Fläche der feuerfesten Auskleidung
25 oberer Raum des Wirbelschichtreaktors
26 unterer Raum des Wirbelschichtreaktors
27 Verbindungsleitung
28 Verbindungsleitung
29 Verbindungsleitung
30 Aschesichter
31 Wand - Wirbelschichtreaktor
32 Wand - Wirbelschichtreaktor
33 Wand - Wirbelschichtreaktor
34 Wand - Wirbelschichtreaktor
35 Primärgaszufuhrleitung
36 Primärgasgebläse
37 Zyklonabscheider
38 Nachschaltheizflächen
39 Ascherücklaufschleuse
40 Kohlezufuhrleitung
41 Kalksteinzufuhrleitung
42 Anfahrbrenner
43 Bettasche/Sandzufuhrleitung
44 Sekundärgasdüsen
45 Leitung
46 Leitung
47 Leitung
48 Leitung
49 Leitung
50 Leitung
51 Leitung
52 Leitung
53 Leitung
54 Leitung
55 Aschekühler
56 Leitung
57 Absperr- bzw. Regelorgan
58 Absperr- bzw. Regelorgan
w Scheitellinie
x Scheitelpunkt an der lotrechten Mittelachse
y Scheitelpunkt - Dreieckswand 1 fluidized bed reactor
2 bottom piece
3 rectangular wall - bottom piece
4 rectangular wall - bottom piece
5 triangular wall - bottom piece
6 triangular wall - bottom piece
7 opening - not shown
8 primary gas nozzle
9 connecting line
10 connecting line
11 connecting line
12 connecting line
13 primary gas supply line
14 primary gas supply line
15 ash coolers
16 shut-off or control device
17 ring collectors
18 ring collectors
19 ring collectors
20 connecting line
21 Rectangular wall - base piece
22 Rectangular wall - base piece
23 fireproof lining
24 inner surface of the refractory lining
25 upper space of the fluidized bed reactor
26 lower space of the fluidized bed reactor
27 connecting line
28 connecting line
29 connecting line
30 ash classifiers
31 Wall - fluidized bed reactor
32 Wall - fluidized bed reactor
33 Wall - fluidized bed reactor
34 Wall - fluidized bed reactor
35 Primary gas supply line
36 primary gas blower
37 cyclone separators
38 secondary heating surfaces
39 Ash return sluice
40 coal supply line
41 limestone supply pipe
42 starting torches
43 Bed ash / sand supply line
44 secondary gas nozzles
45 line
46 line
47 line
48 line
49 line
50 line
51 line
52 line
53 line
54 line
55 ash cooler
56 line
57 shut-off or control device
58 shut-off or control device
w apex line
x vertex on the vertical central axis
y vertex - triangular wall
Claims (8)
- a) das trichterartige Bodenstück (2) aus zwei, einander gegenüberliegenden, unter einem Winkel α zur Waagerechten geneigten Rechteckswänden (3) und (4) und zwei, einander ebenfalls gegenüberliegenden Dreieckswänden (5) und (6) besteht, wobei die Rechteckswände (3) und (4) so ausgebildet sind, daß an der lotrechten Mittelachse des Wirbelschichtreaktors (1), der Scheitelpunkt (x) an der durch die Rechteckswände (3) und (4) gebildeten Scheitellinie (w) des trichterförmigen Bodenstückes (2) oberhalb des Niveaus, der beiden Scheitelpunkte (y) der Dreieckswände (5) bzw. (6) angeordnet ist,
- b) die Rechteckswände (3) und (4) mit Öffnungen (7) für die Primärgasdüsen (8) versehen und in mehreren Ebenen angeordnet und schräg nach unten zur Mitte des Bodenstückes (2) gerichtet sind und deren Enden mit einer inneren Fläche (24), einer feuerfesten Auskleidung (23) des Bodenstückes (2) bündig abschließen,
- c) die Primärgasdüsen (8) jeweils durch Verbindungsleitungen (9), (10), (11) und (12) mit einem oder mehreren, den Wirbelschichtreaktor (1) umgebenden Ringsammlern (17), (18) und (19) verbunden und oberhalb der obersten Reihe der Primärgasdüsen (8) angeordnet sind.
- a) the funnel-like base piece ( 2 ) consists of two opposing rectangular walls ( 3 ) and ( 4 ) inclined at an angle α to the horizontal and two triangular walls ( 5 ) and ( 6 ), also opposing each other, the rectangular walls ( 3 ) and ( 4 ) are designed so that on the vertical central axis of the fluidized bed reactor ( 1 ), the vertex (x) on the apex line (w) of the funnel-shaped base piece ( 2 ) formed by the rectangular walls ( 3 ) and ( 4 ) above the Level, the two vertices (y) of the triangular walls ( 5 ) or ( 6 ) is arranged,
- b) the rectangular walls ( 3 ) and ( 4 ) are provided with openings ( 7 ) for the primary gas nozzles ( 8 ) and are arranged in several planes and are directed obliquely downwards towards the center of the base piece ( 2 ) and the ends of which have an inner surface ( 24 ), a fire-resistant lining ( 23 ) of the base piece ( 2 ) flush,
- c) the primary gas nozzles ( 8 ) are each connected by connecting lines ( 9 ), ( 10 ), ( 11 ) and ( 12 ) to one or more ring collectors ( 17 ), ( 18 ) and ( 19 ) surrounding the fluidized bed reactor ( 1 ) and are arranged above the top row of the primary gas nozzles ( 8 ).
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Legal Events
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Owner name: PREUSSAG NOELL GMBH, 97080 WUERZBURG, DE |
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