DK150166B - Dampgenerator med cirkulerende atmosfaerisk eller trykladet hvirvellagsfyring samt fremgangsmaade til dens regulering - Google Patents

Description

150166 i

Opfindelsen angår en dampgenerator med cirkulerende atmosfærisk eller trykladet hvirvellagsfyring bestående af hvirvelbrændkammer, fluidiseringslagkølere og spildvarmedamp-generator, i hvilke der er anbragt fødevandsforvarmer-,fordamper-og overhednings- og mellemoverhedningsvarmeflader, idet den samlede fordampervarmeflade er opdelt i flere delflader, af hvilke i det mindste én er anbragt i fluidiseringskøleren og i hvirvelbrændkammeret, samt en fremgangsmåde til dens regulering.

Fremgangsmåde til gennemførelse af processer i et cirkulerende atmosfærisk hvirvellag kendes f.eks. fra DE-AS 25 39 546 og DE-OS 26 24 302. De har den fordel, at der foruden forbrændingsrøggasserne står et andet varmebæreme-dium til rådighed til varmeoverføringsformål, nemlig det indvendigt og udvendigt omløbende fluidiseringsmateriale.

Ved en kendt dampgenerator med et cirkulerende hvirvellag under atmosfæretryk har man i hvirvelbrændkammeret anbragt den samlede fordampervarmeflade, i spildvarmedamp-generatoren, som på gassiden slutter sig til hvirvelbrændkammeret, har man anbragt overhederen, mellemoverhederen og fødevandsforvarmerne, og i fluidiseringslagkølerne har man anbragt de yderligere overhedere og mellemoverhedere (VGB Kraftwerkstechnik (60) 1980, side 366-376, afbildning 12).

Opfindelsen går ud fra en dampgenerator af den ovenfor angivne art. Til grund for opfindelsen ligger den opgave at forbedre denne dampgenerator ved en særlig udformning af fordamperen, som tillader en fordelagtig regulering af dampgeneratoren.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at den på rørsiden først gennemstrømmede delflade af fordampervarme-fladen er dimensioneret efter den krævede svaglast hos dampgeneratoren, og at den over svaglast til fuldlast overskydende fordampningsenergi overføres af de øvrige delhedeflader.

Ved en således udformet dampgenerator er en regulering mulig på den måde, at de i fluidiseringslagkølerne anbragte hedeflader i tilfælde af stigende last doseres med en stigende mængde - og med faldende last doseres med en aftagende mængde - af det i kredsløb førte faste stof fra hvirvellaget. Hedefladerne i dampgeneratoren ifølge opfindelsen kan være 150166 2 gennemstrømmet efter naturomløbs-, tvangsomløbs- eller tvangsgennemløbsprincippet. Den konstruktive udformning og fordeling af fordamperhedefladerne foretages på en sådan måde, at kølingen og strømningens stabilitet er sikret, og at skæv placering af temperaturen ved ugunstig fordeling af blandingen af vand og damp undgås.

Opfindelsen angår også, som angivet i krav 7, en fremgangsmåde til regulering af dampgeneratoren ifølge opfindelsen.

De med opfindelsen forbundne fordele ligger i, at en ganske lav delbelastning af dampgeneratoren bliver mulig.

Ved opdelingen af den samlede fordamperhedeflade på to eller flere delhedeflader kan dampgeneratoren reguleres godt. Eventuelle afvigelser i fordamperhedefladernes varmeoptagelse kan let korrigeres, idet man enten bagefter forandrer tilførslen af fast stof til fluideringslagkøleren, eller idet man gør de let tilgængelige hedefladér i fluidiseringslag-køleren større eller mindre.

Opfindelsen skal forklares nærmere gennem udførelseseksempler i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser et anlægsskema for to udførelsesformer for en dampgenerator ifølge opfindelsen.

Dampgeneratoren omfatter et hvirvelbrændkammer 1, til hvilket der over en ledning 2 tilføres en blanding af kul og kalk og gennem bunddyser 3 eller sideindblæsningsåbnin-ger primær forbrændingsluft. Blandingen af kul og kalk kan også indblæses ved hjælp af en primær luftstrøm. Over stedet for indføringen af blandingen sker tilførslen af sekundær forbrændingsluft gennem sidedyser 18.

De med gassen fra hvirvelbrændkammeret 1 udførte faste stoffer, altså i hovedsagen aske, udskilles i en tilbageføringscyklon 4. Til tilbageføringscyklonen 4 slutter der sig to parallelt koblede faststofledninger 5 og 6, som udmunder i hvirvellagsbrændkammeret 1. I den ene faststofledning 6 findes en fluidiseringslagkøler 7, foran hvis faststofindløb der er anbragt et reguleringsorgan 8. De udskilte faste stoffer føres enten direkte over faststofledningen 5 eller over fluidiseringslagkøleren 7 til hvirvelbrænd-kammeret 1. Ved hjælp af reguleringsorganet 8 kan den gen- 150166 3 nem fluidiseringslagkøleren 7 strømmende mængde fast stof indstilles.

Den af tilbageføringscyklonen 4 udtrædende gas føres efter gennemstrømning af en yderligere, ikke vist udskiller til en spildvarmedampgenerator 9. I spildvarmedampge-nerat oren 9 er der som efterkoblede hedeflader anbragt en fødevandsforvarmer 10 og en overheder 11,

Dampgeneratorens samlede fordamperhedeflade er ifølge fig, 1 opdelt på to delflader, af hvilke den ene er anbragt som hedeflade 13 i fluidiseringslagkøleren 7» og den anden som hedeflade 12 i hvirvelbrændkammeret 1, Denne hedeflade 12 kan være udformet som rørbundthedeflade, som løber ind i hvirvellaget. Hedefladen 12 kan udgøres af hvirvelbræadkam-merets afkølede rørvægge

Ifølge fig. 1 er den i hvirvelbrændkammeret 1 anbragte hedeflade 12 indkoblet som første fordamper og forbundet med fødevandsforvarmeren 10. Størrelsen af den først gennemstrømmede fordamperdelhedeflade, altså hedefladen 12 er dimensioneret efter dampegeneratorens krævede svaglast på en sådan måde, at kølingen og stabiliteten sikres, og en skæv placering af temperaturen ved ugunstig fordeling af blandingen af vand og damp i hedefladens 12 rør undgås. I tilfælde af svaglast overføres den nødvendige fordampningsenergi alene over hedefladen 12.

Den til fuldlast udover svaglasten nødvendige varme-overføringsflade er anbragt som hedefladen 13 i fluidiseringslagkøleren 7. Hedefladen 15 kan være udformet som rørbundt eller som gastæt svejset rørvæg. Størrelsen af denne hedeflade kan gøres større eller mindre på simpel måde ved fjernelse eller tilføjelse af hedeflade. Ved svaglast er hedefladen 13 i fluidiseringslagkøleren. 7 gennemstrømmet,uden at der overføres varme. Ved anbringelsen af forbiføringsled-ninger 13 kan fordamperhedefladerne modificeres uafhængigt af hinanden. Den i hvirvellagsbrændkammerets 1 hedeflade 12 frembragte damp når efter gennemstrømning af fluidiserings-. lagkølerens 7 hedeflade 13 ind i overhederen 11. Den således overhedede damp føres til en ikke vist højtryksturbine.

4 150166

Fluidiseringslagkøleren 7 er i sin bund forsynet med en tilslutning 14 til tilføring af en fluidiseringsgas, Det ved åbnet reguleringsorgan 8 til fluid iseringslagkøle re 7 ankomne faste stof fluidiseres af gassen og kan overføre sin varme til hedefladen 13« Den varme, som skal overføres til hedefladen 13, reguleres gennem faststofmængden på den måde, at ved stigende last af dampgeneratoren forøges faststofmængden, og ved faldende last forringes den. På denne måde kan alle områder mellem svaglast og fuldlast indstilles.

Ifølge fig.l er fordamperens hedeflader 12,13 koblet efter hinanden. Denne seriekobling benyttes, når dampgeneratoren drives efter tvangsgennemløbsprincippet.

I fig. 2 er vist den samme dampgenerator, men i dette tilfælde er fordamperdelhedefladerne koblet parallelt. Denne parallelkobling skal især benyttes ved drift af dampgeneratoren efter naturomløbs- eller tvangsomløbsprincippet« I fig. 2 er også indtegnet det tilfælde, hvor der findes en yderligere fordamperdelhedeflade i form af en hedefla*--de 20 i spUdvamedanpgeneratoren 9* Denne mulighed kommer især i betragtning, når der forbrændes kul med lav brændværdi i hvirvelbrændkammeret 1. Under indkobling af denne hedeflade 20 kan medeksistensen af to fordamperdelhedeflader disse udover den i fig. 1 viste mulighed også være anbragt i hvirvelbrændkammeret 1 og spildvarmedampgeneratoren 9 eller i køleren 7 og spildvarmedampgeneratoren 9. Det er også muligt at have tre fordamperdelhedeflader og at anbringe en af dem i henholdstis hvirvelbrændkammeret l, køleren 7 og spildvarmedampgeneratoren 9.

Symmetrisk med den beskrevne tilbageføringscyklon 4 findes der en yderligere tilbageføringscyklon 15 med faststofledninger 5 og 6. Det i den yderligere tilbageførings-cyklon 15 udskilte faste stof føres til en anden fluidiseringslagkøler 16, som drives uafhængigt af den beskrevne fluidiseringslagkøler 7« I den anden fluidiseringslagkøler 16 kan være anbragt hedefladerne for en enkelt eller en dobbelt mellemoverhedning 17. Temperaturen af den mellemoverhedede damp reguleres alene gennem mængdes af det tilførte 5 150166 faste stof. Den ved gængse dampgeneratorer nødvendige temperaturregulering ved vandindsprøjtning i dampen kan på denne måde falde bort.

Opfindelsen er forklaret på basis af en cirkulerende atmosfærisk hvirvellagsfyring. Den kan imidlertid også anvendes til en cirkulerende trykladet hvirvellagsfyring.