DK155464B - Hvirvelkammerkedelanlaeg - Google Patents

Description

i

DK 1 5546 4 B

Opfindelsen angår et dampkedel anlæg, hvor fossilt brændsel forbrændes i suspension i et hvirvel kammer. Det er kendt at anvende dampkedelanlæg, hvor forbrændingen af det for dampproduktionen nødven-5 dige brændsel sker i et fluidiseret leje, hvor brændstoffet er opblandet med et inaktivt, kornformet materiale, som ikke selv deltager i forbrændingen, men tjener til opretholdelse af en jævn fordeling af brændstoffet over det flui di serede leje og til at overføre den producerede varme til f.eks. indbyggede varmeaftagende 10 kedelrør, og hvor i det mindste en del af den for forbrændingen nødvendige oxygen hentes fra fluidi seringsluften.

En svaghed ved fluidiserede lejer er imidlertid, at bunden hvorpå det fluidiserede materiale hviler, er ret kompliceret, idet den er 15 opbygget af en mængde dyser, gennem hvilke fluidiseringsluften indblæses. Sådanne dyser er tilbøjelige til at tilstoppes, og opretholdelse af en ensartet luftstrøm over hele lejets tværsnit kræver et betydeligt trykfald over dyserne, hvilket bevirker et betydeligt krafttab.

20

Det er derfor opfindelsens formål at tilvejebringe et kedelanlæg, ved hvilket sådanne ulemper undgås. Dette kan ske ved anvendelse af et hvirvel kammerkedel anlæg til produktion af damp, og i hvilket der forbrændes fossilt brændsel tilsat et varmt, inaktivt materiale til 25 forvarmning af brændslet, hvilket anlæg ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved at have mindst ét forbrændingskammer udformet som en opretstående cylinder med lodret akse og omvendt konisk formet bund med et centralt indløb for forbrændingsluft, ved tilledninger i eller ved kammerets bund for brændsel og inaktivt, kornformet 30 materiale til dannelse af en forvarmet brændbar blanding, som glider ned indvendigt ad den skrånende bund og ved mødet med forbrændingsluften umiddelbart antændes og forbrændes under dannelse i hele kammerets længde af en suspension, ved at der i forbrændingskammeret langs den lodrette del af dettes indervæg eller indbygget i denne er 35 anbragt et antal kedel rør for tilførsel af vand til opvarmning og produktion af damp, og ved hvis top der findes et udløb for afgangsgas og askepartikler.

Som inaktivt materiale kan der ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt 2

DK 155464 B

anvendes aske svarende til den ved brændslets forbrænding producerede. Ved sin indførsel i kammeret blandes brændslet og det varme, inaktive materiale intimt, medens den dannede blanding langs den skrånende bund glider ned imod luftindløbet. Ved sit møde med den 5 indstrømmende forbrændingsluft bryder brændslet i brand, idet det inaktive materiale forvarmer brændslet til dettes antændelsestemperatur. Afgangsgasser og en del askepartikler forlader forbrændingskammeret ved dettes top, medens de resterende askepartikler glider ned langs kammerets indvendige sider under afgivelse af varme 10 til de indbyggede kedelrør og fødevandet i disse, og videre langs bunden, hvor den returnerende aske blandes med nyt brændsel, før blandingen atter mødes med indblæst forbrændingsluft. Der dannes således i forbrændingskammeret en hvirvel med en opadgående strøm i kammerets midte og en nedadgående strøm langs dettes sider. Fordelen 15 over for det fluidi serede leje opnås ved, at indløbet for for brændingsluft har et stort tværsnit, der ikke umiddelbart tilstoppes, og som kun frembyder et ringe tryktab med et tilsvarende ringe krafttab.

20 Da afgangsgasserne til stadighed medriver en del af det inaktive materiale, er det nødvendigt til stadighed at tilføre nyt inaktivt materiale. Dette kan ifølge opfindelsen opnås ved, at forbrændingskammeret ved sit udløb er forsynet med en separator, der udskiller en del af de varme askepartikler fra afgangsgassen og fører denne 25 del tilbage til forbrændingskammeret.

Dersom der ikke i den nævnte separator udskilles tilstrækkeligt materiale til, at der kan opretholdes den fornødne mængde inaktivt materiale i forbrændingskammeret, kan det ifølge opfindelsen være 30 hensigtsmæssigt, at der findes organer, der tillige fører kold udskilt aske til forbrændingskammeret. Denne kolde aske kan være aske, der løbende udskilles, før afgangsgasserne ledes ud gennem en skorsten, eller aske, der er oplagret med den nævnte brug for øje.

35 Til afgørelse af nødvendigheden af at tilbageføre inaktivt materiale til forbrændingskammeret samt til bestemmelse af mængden heraf, kan anlægget på kendt vis være forsynet med måleorganer til bestemmelse af hvirvel kammerets fyldning.

3

DK 155464 B

Den ved forbrændingen frigjorte varme fjernes og nyttiggøres ved hjælp af kedelfødevandet i de indbyggede kedel rør, der ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt kan være anbragt i eller langs forbrændingskammerets indvendige væg fortrinsvis forløbende i lodret 5 retning. Ved denne placering af kedelrørene undgår man, at disse griber forstyrrende ind i det inaktive materiales forannævnte hvirvelbevægelse.

Til fjernelse af dannede svovlilter kan der sammen med brændslet på 10 kendt vis ti 11 edes kalk eller dolomit, hvor kalken ti 11 edes separat eller iblandet brændslet og mængdemæssigt afpasses efter dettes svovlindhold.

Det særligt nye ved opfindelsen er således anvendelsen af den "rene" 15 suspensionsreaktor i stedet for en fluidiseret leje-reaktor som grundelement i et dampkedelanlæg, hvorved der tilvejebringes en dampkedel, som på overraskende vis udnytter hele det indre kedelrum til frembringelse af den fornødne varme og derfor udnytter kedelrummet væsentligt mere effektivt end hidtil kendte dampkedler, og 20 som er både billigere og simplere at fremstille, som ikke mindst i en opstartfase væsentligt hurtigere bringes op på den ønskede arbejdstemperatur, og som på grund af sin enkle konstruktion er mere driftsikker end hidtil kendte dampkedel typer.

25 Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, der skematisk viser et hvirvel kammerkedel anlæg ifølge opfindelsen.

Et forbrændingskammer 1 er forsynet med indbyggede kedel rør 2, hvis 30 fødevand tjener til bortledning af den ved forbrændingen producerede varmeenergi. På eller ved forbrændingskammerets omvendt konisk formede bund 3, der skråner nedad imod et centralt indløb 4 for forbrændingsluft, markeret ved pilene 15, indføres brændsel og et inaktivt, kornformet materiale. Dette er på tegningen skematisk vist 35 ved ledningen 5 for brændsel, og ledningen 6 for inaktivt materiale.

Med 7 er angivet en tilledning af kalk til fjernelse af svovlilter. Signaturerne markerer kun, at de respektive materialer tilføres, og angiver ikke specielt det sted i brændkammeret, hvor tilledningerne udmunder. Således kan kalktilsætningen ved kulfyring ske ved, at der 4

DK 155464 B

tilsættes kalk eller dolomit i en til anlægget hørende kulmølle, hvorved kul og kalk ti 11 edes gennem samme ledning.

Det tilsatte inaktive materiale, der hensigtsmæssigt kan udgøres af 5 aske svarende til den ved brændslets forbrænding producerede, har fortrinsvis en temperatur, der ligger over brændslets antændelsestemperatur, således at brændslet, der ved sin tilledning og videre passage nedover brændkammerets skrånende bund blandes intimet med det inaktive materiale, fordeles ensartet og forvarmes til en sådan 10 temperatur, at det bryder i brand ved sit møde med den indblæste forbrændingsluft. Forbrændingen sker i en hvirvel, der bevæger sig opad i brændkammerets midte og nedad langs dets sider. Forbrændingen styres fortrinsvis således, at en ca. 700°C varm afgangsgas kan bortledes gennem udløbet 13 ved forbrændingskammerets top. En del af 15 den bortledte afgangsgas føres til en cyklon 8, i hvilken medrevne askepartikler udskilles og gennem cyklonens materialeudløb 9 føres tilbage til tilledningen 6 for inaktivt materiale. Afgangsgassen fra cyklonen 8 ledes sammen med eventuelt omledt afgangsgas fra forbrændingskammeret på kendt måde forbi en fødevandsforvarmer 10 og en 20 forbrændingsluftforvarmer 11 videre til en askeudskiller 12, i hvilken den resterende aske på kendt måde udskilles ved hjælp af cykloner og elektrofiltre. Fra askeudskiTieren 12 føres den afstø-vede afgangsluft til en ikke vist skorsten, og en del af det udskilte støv kan eventuelt gennem en ledning 14 føres tilbage til 25 forbrændingskammeret som inaktivt materiale. Nyt inaktivt materiale kan endvidere om fornødent tilføres gennem ledningen 16 fra et ikke vist askedepot. Det er således muligt ved tilsætning af kold aske at opretholde den fornødne mængde inaktivt materiale i forbrændings-kammeret, dersom den i cyklonen 8 udskilte askemængde skulle vise 30 sig for ringe. En indikation af, om forbrændingskammeret indeholder den fornødne mængde materiale, kan opnås ved at måle trykfaldet over kammeret. Det målte trykfald anvendes da til styring af den mængde aske, der føres tilbage til forbrændingskammeret.

35 På den viste skitse omfatter anlægget et enkelt forbrændingskammer.

Da der er en grænse for, hvor stort et sådant kammer kan bygges, hvis der skal opretholdes en hensigtsmæssig gasfordeling i kammeret, kan der til opbygning af større anlæg anvendes flere parallelt arbejdende forbrændingskamre, hvor forbrændingen styres separat i

DK 1 5546 4 B

5 hvert enkelt kammer.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (3)

1. Hvirvel kammerkedel anlæg til produktion af damp, og i hvilket 5 der forbrændes fossilt brændsel tilsat et varmt, inaktivt kornformet materiale til forvarmning af brændslet, k e n d e t e gn e t ved mindst ét forbrændingskammer (1) udformet som en opretstående cylinder med lodret akse og omvendt konisk formet bund (3) med et centralt indløb (4) for forbrændingsluft (15), ved tilledninger (5, 10 6) i eller ved kammerets bund (3) for brændsel og inaktivt materiale til dannelse af en forvarmet, brændbar blanding, som indvendigt glider ned ad den skrånende bund (3) og ved mødet med forbrændingsluften umiddelbart antændes og forbrændes under dannelse i hele kammerets (1) længde af en suspension hidrørende fra en af en 15 centralt opadstigende strøm af inaktivt materiale, brændsel og luft og en langs kammerets indervæg nedadgående strøm af udskilte, varme askepartikler foretagen hvirvelbevægelse, ved et antal i eller langs kammerets lodrette indervæg anbragte kedel rør (2) for tilførsel af vand til opvarmning og produktion af damp ved hjælp af den gennem 20 brænding i suspension udviklede varme, og ved udløb (13) for afgangsgas og askepartikler i eller ved kammerets (1) top.

2. Kedelanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forbrændings kammeret (1) ved sit udløb (13) er forsynet med en 25 separator (8), der udskiller en del af de i afgangsgassen suspenderede varme askepartikler.

3. Kedelanlæg ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved organer (6) for tilførsel til forbrændingskammeret (1) af inaktivt 30 materiale i form af recirkuleret varm aske fra separatoren (8) og/ eller ny kold aske fra en askeudskiller (12) eller et askedepot. 35