DK166694B1 - PROCEDURE FOR MANAGING A FLUID BED BOILER AND FLUID BED BOILER FOR USE IN EXERCISING THE PROCEDURE - Google Patents
PROCEDURE FOR MANAGING A FLUID BED BOILER AND FLUID BED BOILER FOR USE IN EXERCISING THE PROCEDURE Download PDFInfo
- Publication number
- DK166694B1 DK166694B1 DK128289A DK128289A DK166694B1 DK 166694 B1 DK166694 B1 DK 166694B1 DK 128289 A DK128289 A DK 128289A DK 128289 A DK128289 A DK 128289A DK 166694 B1 DK166694 B1 DK 166694B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- layer
- heat
- air
- chamber
- gmf
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
- F22B31/0092—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed with a fluidized heat exchange bed and a fluidized combustion bed separated by a partition, the bed particles circulating around or through that partition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/06—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone the circulating movement being promoted by inducing differing degrees of fluidisation in different parts of the bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/12—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated exclusively within the combustion zone
- F23C10/14—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated exclusively within the combustion zone the circulating movement being promoted by inducing differing degrees of fluidisation in different parts of the bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
Description
i DK 166694 B1in DK 166694 B1
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til styring af en fluid-bed-kedel omfattende et forbrændingskammer, hvori der findes et primært fluidiseret lag af fluidi-seringsmedium og en spredningsplade, et varmeenergigen-5 vindingskammer, der indeholder et varmegenvindingslag af fluidiseret medium og en gas- eller luftspreder, og hvor en skrå skillevæg adskiller det primære fluidi-serede lag fra varmegenvindingslaget, og hvor det primære fluidiserede lag og varmegenvindingslaget kommuni-10 kerer med hinanden foroven og forneden, og en i varmegenvindingslaget placeret varmeveksler for et varmeop-tagende fluidum.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a method for controlling a fluidized bed boiler comprising a combustion chamber containing a primary fluidized bed of fluidizing medium and a spreading plate, a heat energy recovery chamber containing a heat recovery layer of fluidized medium and a gas or air diffuser, and wherein an inclined partition separates the primary fluidized layer from the heat recovery layer, and where the primary fluidized layer and the heat recovery layer communicate with each other top and bottom, and a heat exchanger located in the heat recovery layer for a heat receiving fluid.
Der kan eksempelvis være tale om forbrænding af kul, antracit, koks, bark, sukkerrør, industriaffald, 15 byaffald og andet brændsel.These may include coal, anthracite, coke, bark, sugar cane, industrial waste, 15 municipal waste and other fuels.
Opfindelsen angår også en fluid-bed-kedel til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen og af den art, der omfatter et forbrændingskammer med primært fluidiseret lag og med en spredningsplade til 20 forsyning af det fluidiserede lag med varierbare mængder af fluidiseringsgas, et varmeenergigenvindingskammer, der rummer et varmegenvindingslag og en gas- eller luftspreder til forsyning af varmegenvindingslaget med gas, en skrå skillevæg, der adskiller det primære flui-25 diserede lag fra varmegenvindingslaget på en sådan måde, at det primære fluidiserede lag og varmegenvindingslaget kommunikerer med hinanden foroven og forneden, og en i varmegenvindingslaget placeret varmeveksler for et varmeoptagende fluidum.The invention also relates to a fluidized bed kettle for use in the practice of the invention and of the nature comprising a combustion chamber having a primary fluidized bed and a spreading plate for supplying the fluidized bed with varying amounts of fluidizing gas, a heat energy recovery chamber, containing a heat recovery layer and a gas or air diffuser for supplying the heat recovery layer with gas, an inclined partition separating the primary fluidized layer from the heat recovery layer in such a way that the primary fluidized layer and the heat recovery layer communicate with each other above and below and a heat exchanger located in the heat recovery layer for a heat absorbing fluid.
30 En kedel af denne art kendes fra US-A-4 419 330.A boiler of this kind is known from US-A-4 419 330.
Fra JP-fremlæggelsesskrifterne nr. 46988/76 og 5242/68 kender man forbrændingsanlæg med en sådan fluid-bed-kedel.JP disclosures 46988/76 and 5242/68 disclose combustion plants with such a fluid bed boiler.
Et eksempel på en sådan kedel forklares nærmere 35 herefter under henvisning til fig. l. En luftspredningsplade 2 i bunden af et forbrændingskammer 1 DK 166694 B1 2 tjener til fluidisering af et medium. Denne plade 2 hælder nedad fra den sidevæg, hvor der findes et fødeaggregat 3 for materiale, såsom affald, til den modstående kant, hvor der findes et udløb for ubrændbart 5 materiale. En blæser 8 blæser luft opad gennem luftkamre 5, 6, 7 og pladen 2 med henblik på dannelse af hvirvellaget.An example of such a boiler is explained in greater detail hereinafter with reference to FIG. 1. An air diffuser plate 2 at the bottom of a combustion chamber 1 serves to fluidize a medium. This plate 2 slopes downward from the side wall where there is a feed assembly 3 for material, such as waste, to the opposite edge, where there is an outlet for non-combustible material. A blower 8 blows air upwards through air chambers 5, 6, 7 and the plate 2 to form the fluidized bed.
Luftmasseflowet gennem hvert luftkammer skal være tilstrækkeligt til dannelse af hvirvellaget, og der 10 blæses mest fra kammeret 7 og mindst fra kammeret 5.The air mass flow through each air chamber must be sufficient to form the fluidized bed, and 10 is blown most from chamber 7 and at least from chamber 5.
Eksempelvis kan der være tale om følgende værdier: fra kammeret 7: 4-20 Gmf, fortrinsvis 6-12 Gmf; fra kammeret 6: 3-10 Gmf, fortrinsvis 4-6 Gmf, og fra kammeret 5: 1-4 Gmf, fortrinsvis 1-2,5 Gmf.For example, the following values may be present: from chamber 7: 4-20 Gmf, preferably 6-12 Gmf; from chamber 6: 3-10 Gmf, preferably 4-6 Gmf, and from chamber 5: 1-4 Gmf, preferably 1-2.5 Gmf.
15 lGmf er den værdi af masseflowet, ved hvilken fluidiseringen begynder.15 µmf is the value of the mass flow at which fluidization begins.
Tilstanden i det fluidiserede medium skifter fra statisk tilstand - statisk fluid-bed - til dynamisk tilstand - aktiv fluid-bed - ved de ovenfor angivne 20 værdier som tærskelværdier mellem de to tilstande.The state of the fluidized medium changes from static state - static fluid bed - to dynamic state - active fluid bed - at the above 20 values as threshold values between the two states.
Det i fig. 1 viste eksempel har tre luftkamre, men et andet antal kan vælges, f.eks. 2 eller mere end 4 og luftmasseflowet reguleres således, at det er størst for kammeret nær ved udløbet 4 og mindst for 25 det fjernest fra udløbet beliggende kammer.The FIG. 1 has three air chambers, but another number may be selected, e.g. 2 or more than 4 and the air mass flow is regulated so that it is greatest for the chamber near the outlet 4 and at least for 25 the chamber most remote from the outlet.
Oven over kamrene 7 og 6 findes der en skrå væg 9, der virker som deflektor for den opadgående luftstrøm, som derfor afbøjes i retning med fødeaggregatet 3.Above the chambers 7 and 6 there is an inclined wall 9 which acts as a deflector for the upward air flow, which is therefore deflected in the direction of the feed unit 3.
30 I det tilfælde, hvor der i det tilførte brændsel er ubrændbart materiale, har spredningspladen 2 fortrinsvis en hældning på mellem 5 og 15°, men hvis der kun er lidt ubrændbart materiale kan pladen ligge vandret, eftersom brændslet kan bringes til at cirkulere 35 ved indstilling af udblæst luftmængde fra de respektive kamre.In the case where there is non-combustible material in the fuel supplied, the spreading plate 2 preferably has a slope of between 5 and 15 °, but if there is only a little non-combustible material, the plate may lie horizontally, since the fuel can be circulated at setting the exhaust airflow from the respective chambers.
3 DK 166694 B1 væggen 9 kan være plan, konveks eller konkav.The wall 9 may be flat, convex or concave.
I toppen 11 af forbrædingskammeret findes der et udløb 12 for udstødsgas, et indløb 13 for flydende affald frembragt under drift af anlægget og et indløb 14 5 for kølevand, mv.In the top 11 of the combustion chamber there is an outlet 12 for exhaust gas, an inlet 13 for liquid waste generated during operation of the plant and an inlet 14 5 for cooling water, etc.
Forbrændingskammeret 1 fungerer på følgende måde. Der indblæses luft med blæseren 8 og der reguleres den udblæste luftmængde med aftagende værdier fra kammeret 7 til kammeret 5.The combustion chamber 1 operates as follows. Air is blown in with the blower 8 and the blown air volume is regulated with decreasing values from chamber 7 to chamber 5.
10 I den konventionelle fluid-bed-kedel bevæger det fluidiserende medium sig voldsomt op og ned, som kogende vand.10 In the conventional fluidized bed boiler, the fluidizing medium moves violently up and down, like boiling water.
Nær ved den sidevæg, hvor fødeaggregatet 3 for brændsel forefindes, bevæger det fluidiserende medium 15 sig imidlertid ikke voldsomt op og ned, og det danner et i bevægelse værende, svagt fluidiseret lag 15.However, near the side wall where the fuel feed assembly 3 is located, the fluidizing medium 15 does not move violently up and down, forming a weakly fluidized layer 15.
Dette lag har smallere bredde foroven og det spreder sig forneden på grund af forskellen i masseflowet fra de respektive luftkamre. Bagenden af det i bevægelse 20 værende hvirvellag strækker sig over luftkamrene 6 og 7 og på grund af den kraftigere luftudblæsning fra disse to kamre, tvinges hvirvellaget opad og tyngdekraften tvinger derefter en del af hvirvellaget 15 nedad over luftkammeret 5. Under denne nedadgående be-25 vægelse af laget 15 bringes fluidiseringsmediet med i en opadgående strøm 16 op til den øverste del af laget 15, hvorved hvirvellaget dannes, medens denne proces gentager sig selv.This layer has a narrower width at the top and it spreads down due to the difference in mass flow from the respective air chambers. The rear end of the fluidized vortex layer extends over the air chambers 6 and 7 and, due to the stronger air exhaust from these two chambers, the fluidized bed is forced upward and gravity then forces a portion of the fluidized bed 15 downwardly over the air chamber 5. During this downward bending 25 When the layer 15 is wetted, the fluidizing medium is brought into an upward flow 16 up to the upper part of the layer 15, thereby forming the fluidized bed, while this process repeats itself.
Det fluidiserende medium oven over luftkamrene 30 6 og 7, blæses opad imod skråvæggen 9, afbøjes af denne og sendes i retning mod den sidevæg, hvor fødeaggregatet befinder sig, idet mediet efter at have toppet gradvis strømmer nedad til den øverste del af laget 15, for derefter igen at cirkulere.The fluidizing medium above the air chambers 30 6 and 7 is blown upwardly against the inclined wall 9, deflected by it and sent in the direction of the sidewall where the feeder is located, the medium having gradually gradually flowing downwards to the upper part of the layer 15, and then circulate again.
35 Det nedadgående hvirvellag 15 medbringer det brændsel, der med fødeaggregatet 3 indføres i kammeret 1.The downward vortex layer 15 carries with it the fuel which is fed into the chamber 1 with the feeder unit 3.
4 DK 166694 B1 I en konventionel hvirvellagskedel vil brandbare materialer, såsom papir, som vejer lidt og afgiver megen varmeenergi, blot forbrændes på overfladen af hvirvellaget, uden at bidrage ret meget til opvarmning af 5 fluid-mediet.In a conventional fluidized-bed boiler, combustible materials, such as paper that weighs slightly and emit a great deal of heat energy, are simply incinerated on the surface of the fluidized bed, without contributing much to heating the fluid medium.
I en cirkulationskedel vil man undgå dette tab af energi, og brandbare materialer af den nævnte art vil med sikkerhed forbrændes i det nedadgående hvirvellag 15 og det cirkulerende lag 16, således at de 10 effektivt bidrager til opvarmning af det fluidiserende medium.In a circulation boiler, this loss of energy will be avoided, and combustible materials of the kind mentioned will certainly be incinerated in the downward vortex layer 15 and the circulating layer 16 so that they 10 effectively contribute to heating the fluidizing medium.
De med brændsel indførte ubrandbare materialer bevæger sig nedad i hvirvellaget 15, tværs over, og under denne bevægelse sker der forbrænding af de brand-15 bare materialer, der hænger sammen med eller er ud i ét med de ubrandbare materialer, f.eks. isolation på elledninger. På grund af mediets tværgående bevægelse og hældningen af luftspredningspladen 2, vil de ubrandbare materialer føres til udløbet 4, hvorfra de via 20 en lodret kanal 17 og en transportør 18 føres til en vibrationssigte 19, der separerer dem fra det fluidi serende medium.The fuel-loaded non-combustible materials move downward in the fluidized bed 15, transversely, and during this movement, the combustible materials associated with or integral with the non-combustible materials occur, e.g. insulation on power lines. Due to the transverse movement of the medium and the slope of the air diffuser plate 2, the non-combustible materials will be fed to the outlet 4, from which via 20 a vertical duct 17 and a conveyor 18 are fed to a vibration screen 19 which separates them from the fluidizing medium.
Dette fraseparerede medium eller frisk fluidiserende medium ledes tilbage til kammeret 1 via et 25 transportarrangement 20.This separated medium or fresh fluidizing medium is returned to the chamber 1 via a transport arrangement 20.
Et andet eksempel på kendt forbrændingsanlæg med cirkulerende hvirvellag forklares herefter under henvisning til fig. 2.Another example of known combustion plant with circulating vortex layers is explained below with reference to FIG. 2nd
I bunden af forbrændingskammeret, som vist i 30 fig. 2, findes der en luftspredningsplade 22 for fluidiserende luft. De to modstående kantzoner af pladen 22 befinder sig lavere end midten af pladen, der således har Δ-form, i hovedagen symmetrisk i forhold til centerlinien 42 i kammeret, og der er et afløb 35 24 for ubrændbart materiale ud for begge disse kantzoner.At the bottom of the combustion chamber, as shown in FIG. 2, there is an air diffuser plate 22 for fluidizing air. The two opposite edge zones of the plate 22 are lower than the center of the plate, thus having Δ-shape, in the main axis symmetrical with respect to the center line 42 of the chamber, and there is a drain 24 for non-combustible material next to both of these edge zones.
5 DK 166694 B15 DK 166694 B1
En blæser 28 indfører fluidiserende luft gennem pladen 22 via luftkamre 25, 26, 27 med kraftigere luftflow fra de to yderste kamre 25 og 27 ved de modstående kantzoner for at skabe hvirvellaget og 5 med svagere luftflow fra det centrale luftkammer 26.A fan 28 introduces fluidizing air through the plate 22 via air chambers 25, 26, 27 with stronger airflow from the two outer chambers 25 and 27 at the opposing edge zones to create the fluidized bed and 5 with weaker airflow from the central air chamber 26.
Eksempelvis kan der være tale om følgende værdier: fra luftkamrene 25 og 27: 4-20 Gmf, fortrinsvis 6-12 Gmf, og fra luftkammeret 26: 0,5 - 3 Gmf, fortrinsvis 1-2,5 Gmf.For example, the following values may be present: from the air chambers 25 and 27: 4-20 Gmf, preferably 6-12 Gmf, and from the air chamber 26: 0.5-3 Gmf, preferably 1-2.5 Gmf.
10 Antallet af luftkamre kan frit vælges på tre el ler flere. Hvis der er flere end tre kamre, skal flui-diseringsluftflowet reguleres således, at det er lavest for de centrale kamre og kraftigere for kamrene ved de modstående kantzoner.10 The number of air chambers is freely selectable at three or more. If there are more than three chambers, the fluidization air flow must be regulated so that it is lowest for the central chambers and more powerful for the chambers at the opposite edge zones.
15 Oven over kamrene 25 og 27 ved de modstående kantzoner findes der skrå deflektorevægge 29, der afbøjer luftstrømmene i retning mod midten af forbrændingskammeret .Above the chambers 25 and 27 at the opposite edge zones there are inclined deflector walls 29 which deflect the air currents towards the center of the combustion chamber.
Oven over skråvæggene 29 hælder væggene 30 i 20 modsat retning for at forhindre opsamling af fluidiserende medium.Above the oblique walls 29, the walls 30 incline in the opposite direction to prevent the collection of fluidizing medium.
I det tilfælde, hvor de brandbare materialer ledsages af ubrændbare materialer, bør luftspredningspladen 22 have en hældning på 5-15°. Hvis ikke behø-25 ves der ingen hældning.In the case where the combustible materials are accompanied by non-combustible materials, the air diffuser plate 22 should have a slope of 5-15 °. If not, no slope is needed.
Skråvæggene 29 kan være plane, konvekse eller konkave.The oblique walls 29 may be planar, convex or concave.
Ved toppen 31 af forbrændingskammeret findes der en åbning 34 for brændsel med indløb 33 fra et 30 oven over luftkammeret 26 placeret fødeaggregat 23, samt et udløb 32 for udstødsgas.At the top 31 of the combustion chamber there is an opening 34 for fuel with inlet 33 from a feed unit 23 located above the air chamber 26, and an outlet 32 for exhaust gas.
Skråvæggene 29 kan være udformede med indbyggede kanaler for fluidiseringsluft, hvorved denne kan forvarmes.The inclined walls 29 may be formed with built-in channels for fluidizing air, whereby it can be preheated.
35 Dette forbrændingsanlæg fungerer på følgende måde. Der indblæses fluidiseringsluft med blæseren 28, 6 DK 166694 B1 med stort masseflow fra luftkamrene 25 og 27 og mindre masseflow fra luftkammeret 26.35 This incinerator works as follows. Fluidization air is blown in with the fan 28, 6 DK 166694 B1 with large mass flow from the air chambers 25 and 27 and less mass flow from the air chamber 26.
I denne konventionelle hvirvellagskedel bevæger det fluidiserende medium sig voldsomt op og ned, som 5 kogende vand. Hvad angår den i fig. 2 viste konstruktion, vil det fluidiserende medium oven over luftkammeret 26 imidlertid ikke fremkalde denne voldsomme opog nedadgående bevægelse, og der dannes et svagt flui-diseret, i bevægelse værende lag. Dette lag har smal 10 bredde i toppen og spreder sig i sideretningerne, i indbyrdes modsatte retninger frem til de fluidiserede hvirvellag, og den del af det i bevægelse værende lag, der når oven over luftkamrene 25 og 27 blæses opad, medens fluidiseringsluften fra det kraftigste masse-15 flow indføres i det fluidiserende medium. En del af det fluidiserende medium ved bagenden af strømmen, vil således blive skubbet opad, hvorfor laget oven over luftkammeret 26 tvinges nedad af tyngdekraften. Oven over dette i bevægelse værende lag, vil det fluidiserende 20 medium, som det forklares nærmere senere, suppleres fra det hvirvellag, der ledsages af et cirkulerende flow 36. Når dette gentages, vil en vis del af det fluidiserende medium oven over luftkammeret 26 blive til en masse, der danner et i bevægelse værende lag 35, som 25 gradvis bevæger sig nedad og fortyndes.In this conventional fluidized-bed boiler, the fluidizing medium moves violently up and down, like boiling water. As for the one shown in FIG. 2, however, the fluidizing medium above the air chamber 26 will not induce this violent upward and downward movement, and a weakly fluidized, moving layer is formed. This layer has a narrow 10 width at the top and spreads in the lateral directions, in opposite directions to the fluidized fluidized layers, and the portion of the moving layer reaching above the air chambers 25 and 27 is blown upward while the fluidizing air from the strongest mass flow is introduced into the fluidizing medium. Thus, a portion of the fluidizing medium at the rear of the flow will be pushed upward, so that the layer above the air chamber 26 is forced downward by gravity. Above this moving layer, the fluidizing medium, as will be explained in greater detail later, will be supplemented by the fluidized bed accompanied by a circulating flow 36. When repeated, a certain portion of the fluidizing medium above the air chamber 26 will be to a mass forming a moving layer 35 which gradually moves downward and dilutes.
Det fluidiserende medium, der bevæger sig oven over luftkamrene 25 og 27 blæses opad i retning mod skråvæggene 29, og bøjes derfra og hvirvler videre opdad mod centerlinien i forbrændingskammeret. På grund 30 af den pludselige forøgelse af tværsnitsarealet i forbrændingskammeret, vil denne hvirvelstrøm imidlertid tabe sin bevægelseshastighed i opadgående retning, således at den bevæger sig hen over toppen af det nedadgående lag 35, går gradvis nedad og bringes igen i 35 cirkulation, når den når frem til bagenden af det i bevægelse værende hvirvellag. En del af det fluidiserende medium cirkulerer som strømmene 36 i hvirvellaget.The fluidizing medium moving above the air chambers 25 and 27 is blown upwardly towards the inclined walls 29, and bends therefrom and further swirls upward toward the center line of the combustion chamber. However, due to the sudden increase of the cross-sectional area of the combustion chamber, this eddy current will lose its upward movement velocity, so that it moves over the top of the downward layer 35, gradually decreases and is brought back into circulation as it reaches forward to the rear of the moving vertebral layer. Part of the fluidizing medium circulates as the currents 36 in the fluidized bed.
7 DK 166694 B1 Når der, gennem indløbet 34, tilføres brændsel til forbrændingskammeret, hvori der er den ovenfor forklarede fluidiserede tilstand, falder dette brændsel ned på toppen af det nedadgående lag 35. Da det flui-5 diserende medium i nærheden af toppen opfører sig således, at det cirkulerer fra siderne til centerlinien, vil det brændbare materiale medbringes og fanges i toppen af det nedadgående lag 35. Som følge heraf vil lette materialer, såsom papir, med sikkerhed bringes 10 med i det nedadgående lag 35, i stedet for blot at blive brændt på overfladen af det konventionelle hvirvellag, uden af yde bidrag til opvarmning af fluidise-ringsmediet. De vil med sikkerhed forbrændes inden i det nedadgående lag 35 og de cirkulerende strømme 36 15 og effektivt opvarme fluidiseringsmediet.When through the inlet 34, fuel is supplied to the combustion chamber in which there is the fluidized state as explained above, this fuel falls on top of the downward layer 35. As the fluid medium near the top behaves. so that it circulates from the sides to the center line, the combustible material will be carried and trapped at the top of the downward layer 35. Consequently, lightweight materials such as paper will certainly be brought into the downward layer 35 instead of merely being fired on the surface of the conventional fluidized bed, without making any contribution to heating the fluidization medium. They will certainly be combusted within the downstream layer 35 and the circulating flows 36 15 and effectively heat the fluidization medium.
Inden i det i bevægelse værende lag foregår forbrændingen af de brændbare materialer delvis til frembringelse af en brændbar gas. Da den brændbare gas i så fald spreder sig i vandret retning, medens det fluidi-20 serende medium bevæger sig nedad, og forbrænder i hvirvellaget, vil den ved brænding af gassen afgivne energi effektivt opvarme fluidiseringsmediet.Within the moving layer, the combustion of the combustible materials takes place partly to produce a combustible gas. In that case, since the combustible gas spreads in the horizontal direction as the fluidizing medium moves downward and burns in the fluidized bed, the energy released by burning the gas will effectively heat the fluidizing medium.
Tunge og store fremmedlegemer, såsom flasker eller metalstykker, der når ned til overfladen af det ne-25 dadgående hvirvellag 35, vil ikke falde med det samme ned til toppen af luftkammeret 26, men vil i stedet for holdes svævende i det i bevægelse værende lag 35, og de går gradvis nedad til udløbene 24 for ubrændbare materialer, sammen med strømmen af fluidiserings-30 medium.Heavy and large foreign bodies, such as bottles or pieces of metal that reach down to the surface of the downstream vortex layer 35, will not immediately fall to the top of the air chamber 26, but will instead be suspended in the moving layer. 35, and they gradually descend to the non-combustible material outlets 24, along with the flow of fluidizing medium.
Derfor vil brændbare materialer af relativ stor størrelse tørres, forgasses eller forbrændes inden i det nedadgående lag 35 under den progressive bevægelse i nedadgående retning, og de vil derfor næsten to-35 talt være forbrændt og få mindre størrelse, når de når frem til bagenden af det i bevægelse værende lag, således at de ikke indvirker på dannelsen af hvirvellaget.Therefore, relatively large size combustible materials will be dried, gasified or incinerated within the downward layer 35 during the downward progressive movement, and therefore will be nearly two to 35 incinerated and of smaller size as they reach the rear end of the the moving layer so that they do not affect the formation of the vertebral layer.
DK 166694 B1 δDK 166694 B1 δ
Derfor behøver man ikke at behandle de brændbare materialer med en knusemaskine, og man kan nøjes med at brække de emballager, der indeholder disse materialer i selve fødeaggregatet 23. Man undgår således behovet 5 for præ-knusning og det tilhørende udstyr, hvorfor anlægget gøres mere kompakt.Therefore, you do not need to treat the combustible materials with a crusher, and you can simply break the packaging containing these materials in the feed unit 23. This avoids the need for pre-crushing and the associated equipment, which makes the system more compact.
De brændbare materialer, der indføres i det nedadgående lag 35, spreder sig hurtigt i det fluidise-rende medium, hvorved forøges effektiviteten i 10 forbrændingsprocessen.The combustible materials introduced into the downstream layer 35 spread rapidly in the fluidizing medium, thereby increasing the efficiency of the combustion process.
Ikke-brændbare materialer i mellemstørrelse, som tilføres fra fødeaggregatet 23 bevæger sig først nedad og i sideretning inden i det nedadgående lag 35, og under denne bevægelse vil de brændbare materiale, 15 såsom f.eks. isolation på el-ledninger, der måtte være tilstede på eller i de ubrændbare materialer, blive forbrændt. De ubrændbare materialer, der når frem til bagenden af hvirvellaget, føres til udløbene 24 på grund af fluidiseringsmediets sidegående bevægelse og 20 på grund af hældningen af luftspredningspladen 22, og disse materialer føres videre gennem kanalerne 37.Medium-sized non-combustible materials supplied from the feed assembly 23 first move downward and laterally within the downward layer 35, and during this movement, the combustible material 15 such as e.g. insulation on electrical wiring that may be present on or in the non-combustible materials is incinerated. The non-combustible materials which reach the rear end of the fluidized bed are fed to the outlets 24 due to the lateral movement of the fluidizing medium and 20 due to the inclination of the air diffuser plate 22 and these materials are passed through the ducts 37.
Derfra føres disse ubrændbare materialer til en transportør 38 og til en ikke-vist sigte, mens flui-diseringsmediet frasorteres.From there, these non-combustible materials are fed to a conveyor 38 and to a screen not shown, while the fluidization medium is filtered off.
25 I de i fig. 1 og 2 viste hvirvellagskedler med cirkulerende strømning, består fluidiseringsmediet af faste korn, der normalt har en kornstørrelse på 1 mm, og forbrændingskammeret opererer med en temperatur for fluidiseringsmediet på 600-800°C, medens temperaturen 30 i udstødsgassen er på 750-950°C.In the FIG. 1 and 2, circulating flow fluidized boilers, the fluid medium fluidization medium is usually 1 mm in size, and the combustion chamber operates at a temperature of the fluidization medium of 600-800 ° C, while the temperature 30 of the exhaust gas is 750-950 ° C.
Udstødsgassen køles ned til ca. 300°C i et kammer eller en luftforvarmer og føres til en skorsten efter fjernelse af små partikler eller efter genvinding af varmeenergi ved hjælp af en varmeveksler anbragt 35 nedstrøms for udstødsgasudløbet, eller efter passage gennem U-formede varmtvandsledninger, der er indlagt i DK 166694 Bl 9 områderne 21 eller 41, således at der udvindes yderligere varmeenergi, medens udstødsgassen afkøles og støvpartiklerne fjernes.The exhaust gas is cooled to approx. 300 ° C in a chamber or air preheater and fed to a chimney after removal of small particles or after heat energy recovery by means of a heat exchanger located downstream of the exhaust gas outlet, or after passage through U-shaped hot water pipes installed in DK 166694 Bl 9 areas 21 or 41 so that additional heat energy is extracted while the exhaust gas is cooled and the dust particles removed.
Hvis det drejer sig om brændbare materialer med 5 høj brændværdi, og hvis det fluidiserende medium opvarmes op over en given temperatur på f.eks. mere end 800°C, er der risiko for sintring af fluidiseringsme-diet, hvorfor hvirvellaget ikke kan fungere såfremt der er alkaliske metalforbindelser i de brændbare materia-10 ler. Hvis dette er tilfældet, er det normal praksis, at nedsætte temperaturen af fluidiseringsmediet ned til en given temperatur ved sprøjtning af vand i mediet.In the case of combustible materials with high combustion value, and if the fluidizing medium is heated above a given temperature of e.g. more than 800 ° C, there is a risk of sintering fluidization medium, so the fluidized bed cannot function if there are alkaline metal compounds in the combustible materials. If so, it is normal practice to lower the temperature of the fluidizing medium down to a given temperature by spraying water into the medium.
Man har derfor i så fald måtte tage hensyn til genvinding af varmeenergi i fluidiseringsmediet ved 15 deri at indlægge varmeoverføringsledninger. Der opstår imidlertid herved flere problemer, hvis der i hvirvellaget indsættes mange varmeoverføringsledninger, idet de ikke-brændbare materialer danner forhindring i hvirvellaget, varmeoverføringsledningerne slides af fluidi-20 seringsmediet, og der skal altid foretages udvinding af varmeenergi for at beskytte ledningerne selvom denne udvinding af varmeenergi ikke er nødvendig. Driften er således ikke fri for disse ulemper.Therefore, it has been necessary to take into account the recovery of heat energy in the fluidizing medium by inserting heat transfer lines therein. However, several problems arise when many heat transfer lines are inserted into the fluidized bed, the non-combustible materials forming obstruction in the fluidized bed, the heat transfer lines being worn by the fluidizing medium, and heat energy extraction always required to protect the lines even if heat energy is not needed. Thus, operation is not free from these disadvantages.
Hvad angår den konventionelle hvirvellagskedel 25 er der som angivet nedenfor to typer, der kan skelnes fra hinanden med hensyn til, dels udformningen af den varmeledende del, dels forbrændingen af små, ikke-brændte materialer, der er spredt i hvirvellaget.Regarding the conventional fluidized bed boiler 25, as indicated below, there are two types that can be distinguished from one another in terms of the design of the heat-conducting part and the combustion of small, non-burned materials scattered in the fluidized bed.
1) En hvirvellagskedel af ikke-recirkulerende 30 type (herefter kaldt konventionel hvirvellagskedel eller boblende kedel), og 2) hvirvellagskedel af typen med cirkulation.1) a non-recirculating type fluidized bed boiler (hereinafter referred to as a conventional fluidized bed or bubbling kettle), and 2) circulating type fluidized bed boiler.
I den ikke-recirkulerende type er der varmeover-førende ledninger anbragt i hvirvellaget og varmeover-35 føringen finder sted med høj effektivitet på grund af den fysiske kontakt mellem ledningerne og det ved høj 10 DK 166694 B1 temperatur brændende brændsel og fluidiseringsmediet. I den recirkulerende type, vil en del af de små partikler af brændbart materiale, som endnu ikke er brændt, samt akse eller fluidiseringsmedium (recirkulerende fast ma-5 teriale) sættes sammen i en strøm af forbrændingsgas og føres til en varmeoverføringsdel, der er uafhængig af det område, hvor forbrændingen af ikke-brændte materialer fortsætter, idet det faste materiale efter denne varmeoverføring vender tilbage til dette område sammen 10 med en del af forbrændingsgassen. Det er derfor man i det foregående har talt om kedel med recirkulation.In the non-recirculating type, heat transfer lines are arranged in the vortex layer and heat transfer takes place with high efficiency due to the physical contact between the lines and the high temperature burning fuel and the fluidizing medium. In the recirculating type, a portion of the small particles of combustible material which have not yet been burned, as well as the axis or fluidization medium (recirculating solid material) will be combined in a stream of combustion gas and fed to a heat transfer part which is independent of the area where the combustion of unburned materials continues, the solid material returning after this heat transfer to this area together with a portion of the combustion gas. That is why the above has been talked about boiler with recirculation.
I hvirvellagskedlen kan der forbrændes diverse typer brændsel med forskellige egenskaber, alt efter den pågældende forbrændingsproces, men man har fornylig 15 konstateret flere ulemper. Hvad angår kedlen af bobletypen, har man erkendt ulemper med hensyn til på fyldningskapaciteten, kompleksiteten i brændselfødeaggrega-tet, kravet om en stor mængde kalk med henblik på deni-trificering, slid på de varmeoverførende ledninger, 20 osv., og man har erkendt, at en kedel af recirkulationstypen er i stand til at afhjælpe disse ulemper.Various types of fuel with different properties can be burned in the fluidized boiler, depending on the combustion process in question, but several drawbacks have recently been found. Regarding the bubble type boiler, drawbacks have been recognized in terms of filling capacity, complexity of fuel feed assembly, requirement for a large amount of lime for denitrification, wear of the heat transfer lines, etc., and that a recycle-type boiler is capable of alleviating these drawbacks.
Der er imidlertid behov for yderligere teknisk udvikling med henblik på opretholdelse af de korrekte temperaturværdier i recirkulationssystemet, omfattende en 25 forbrænder og en cyklon, dimensionering af anlægget og løsning af problemet med behov for lang tidsperiode ved kold start.However, further technical development is needed to maintain the correct temperature values in the recirculation system, including a 25 burner and a cyclone, sizing the plant and solving the problem of the need for a long period of cold start.
Med opfindelsen er man kommet frem til en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, hvilken 30 fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der fra spredningspladen indføres en fluidiseringsgas med højere masseflow til et område nedenfor den skrå skillevæg end til et område på modsatte side af skillevæggen således, at der dannes et opadgående fluidiseret lag 35 langs skillevæggen og et nedadgående fluidiseret lag på den modsatte side af skillevæggen, hvorved nævnte to 11 DK 166694 B1 lag danner et cirkulerende fluidiseret lag, at der foretages styring af masseflowet af fluidiseringsgas fra spredningspladen til nævnte område af skillevæggen, således at en del af fluidiseringsmediet i det cirkule-5 rende fluidiserede lag strømmer opad og når frem til energigenvindingskammeret, og at der foretages styring af masseflowet af gas fra luftsprederen til varmegen-vindingslaget, hvorved styres den totale varmeoverfø-ringskoefficient og dermed den varmeenergimængde, der 10 genvindes af fluidet i varmeveksleren.The invention provides a method of the kind described in the preamble, characterized in that a fluidizing gas having a higher mass flow is introduced from the spreading plate into a region below the inclined partition than to a region opposite to the partition thus: forming an upwardly fluidized layer 35 along the partition and a downwardly fluidized layer on the opposite side of the partition, whereby said two circulating fluidized layers form control of the mass flow of fluidizing gas from said dispersion plate to said region of the partition wall so that a portion of the fluidizing medium in the circulating fluidized bed flows upwardly and reaches the energy recovery chamber, and controlling the mass flow of gas from the air diffuser to the heat recovery layer, thereby controlling the total heat transfer coefficient and thus the heat energy amount that 1 0 is recovered by the fluid in the heat exchanger.
Endvidere er en fluid-bed-kedel af den indledningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at luftsprederen er beliggende i den nedre del af varmeenergigenvindingskammeret, at varmeenergigenvin-15 dingskammeret i nærheden af sin nedre del har en adgangsport for materialet fra varmegenvindingslaget således, at dette materiale er i stand til gennem denne port at strømme nedad fra varmeenergigenvindingskammeret til forbrændingskammeret, og at en del af spred-20 ningspladen er beliggende under nævnte skrå skillevæg og er indrettet til at bevirke, at der ved skillevæggen dannes en strøm af fluidiseringsgas med højere masse-flow end masseflowet fremkaldt af andre dele af spredningspladen.Furthermore, a fluidized bed boiler of the kind initially described in the invention is characterized in that the air diffuser is located in the lower part of the heat energy recovery chamber, that the heat energy recovery chamber near its lower part has an access port for the material from the heat recovery layer. this material is capable of flowing down through this port from the heat energy recovery chamber to the combustion chamber, and that a portion of the spreading plate is located below said inclined partition and is arranged to cause a higher fluidization gas stream to be formed at the partition wall. mass flow than the mass flow induced by other parts of the spreading plate.
25 Opfindelsen beror på den konstatering, at det herved er muligt nemt af styre temperaturen i det primære hvirvellagsforbrændingskammer samtidig med, at der effektivt udvindes varmeenergi med varmeveksleren i den fluidiserede zone, hvor omfanget af slid på denne 30 varmeveksler er reduceret.The invention is based on the finding that it is hereby possible to easily control the temperature of the primary vortex combustion chamber while efficiently extracting heat energy with the heat exchanger in the fluidized zone, where the extent of wear on this heat exchanger is reduced.
Mængden af fluidiseringsmedium i varmeenerti-genvindingskammeret kan enkelt reguleres ved regulering af luftmængden fra luftsprederen, navnlig fordi denne befinder sig forneden i kammeret og bag skillevæggen.The amount of fluidizing medium in the heat energy recovery chamber can be easily controlled by controlling the amount of air from the air diffuser, especially because it is located at the bottom of the chamber and behind the partition wall.
35 Desuden vil dette medium hurtigt opvarmes.In addition, this medium will rapidly heat.
Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor 12 DK 166694 B1 fig. 1 og 2 er snitbilleder af konventionelle hvirvellagskedler af typen med indvendig cirkulation, fig. 3 et skematisk billede til forklaring af princippet for opfindelsen, 5 fig. 4 et snitbillede gennem en hvirvellagskedel af typen med indvendig cirkulation, til forklaring af konstruktionen ifølge opfindelsen, fig. 5 en graf der viser relationen mellem mængden af luft til fluidisering (Gmf) ved den del, der 10 ligger under den skrå skillevæg i det primære forbrændingskammer og mængden af recirkuleret fluidiseringsme-dium, fig. 6 en graf der angiver relationen mellem mængden af indblæst luft (Gmf) i varmeenergigenvin-15 dingskammeret og hastigheden eller raten af nedadgående lag i genvindingskammeret, fig. 7 en graf der angiver relationen mellem fluidiseringsmasseflowet (Gmf) og den globale varmeled-ningskoefficient i den konventionelle kedel af boblety-20 pen, fig. 8 en graf der angiver relationen mellem spredningsmasseflowet (Gmf) i genvindingskammeret og den globale varmeledningskoefficient i recirkulationskedlen i henhold til opfindelsen, 25 fig. 9 en graf der viser relationen mellem flui diseringsmasseflowet og omfanget af slid på den varmeo-verførende ledning, fig. 10 og 11 variationer i mængden af tilført brændsel, damptryk og hvirvellagstemperatur i forhold 30 til tiden og med regulering af fluidiseringsmasseflowet for genvindingskammeret i afhængighed af en trinvis ændring i dampmasseflowet, fig. 12 tilsvarende variationer i forhold til tiden, ved trinvis ændring af dampmasseflowet, 35 fig. 13 og 14 snitbilleder der viser yderligere udførelsesformer for kedlen ifølge opfindelsen, 13 DK 166694 B1 fig. 15 et snitbillede gennem endnu en udførelsesform for opfindelsen, særlig velegnet til brug på en lille kedel, fig. 16 et snit langs snitlinien A-A i fig. 15 5 for en kedel i cirkulær udformning, og fig. 17-19 fluidiseringsmønstre i et primært hvirvellagsforbrændingskammer, med angivelse af forholdet mellem den vandrette udstrækning L af forbrændingskammeret og den på horisontalen projicerede længde 1 af 10 den skrå skillevæg.The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing, in which FIG. 1 and 2 are sectional views of conventional internal circulation fluidized-type boilers; FIG. 3 is a schematic view for explaining the principle of the invention; FIG. Fig. 4 is a sectional view through an internal circulating fluidized-type boiler, to explain the construction according to the invention; 5 is a graph showing the relationship between the amount of air for fluidization (Gmf) at the portion 10 below the inclined partition of the primary combustion chamber and the amount of recycled fluidization medium; FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of blown air (Gmf) in the heat energy recovery chamber and the rate or rate of downward layer in the recovery chamber; FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fluid mass flow (Gmf) and the global heat conduction coefficient in the conventional bubble-type boiler; FIG. Fig. 8 is a graph showing the relationship between the scattering mass flow rate (Gmf) in the recovery chamber and the global heat conduction coefficient in the recycle boiler according to the invention; 9 is a graph showing the relationship between the fluid mass flow and the amount of wear on the heat transfer line; FIG. Figs. 10 and 11 show variations in the amount of fuel, vapor pressure and fluidized bed temperature in relation to time and with control of the fluid mass flow of the recovery chamber in response to a stepwise change in the vapor flow; Fig. 12 shows similar variations over time, in stepwise change of vapor flow; 13 and 14 are sectional views showing further embodiments of the boiler according to the invention; FIG. 15 is a sectional view through yet another embodiment of the invention, particularly suitable for use on a small boiler; FIG. 16 is a sectional view along section line A-A of FIG. 15 for a boiler in circular design, and FIG. 17-19 fluidization patterns in a primary vertebral combustion chamber, indicating the relationship between the horizontal extent L of the combustion chamber and the horizontally projected length 1 of 10 of the inclined partition.
Der henvises nu til fig. 3. Ved bunden af et forbrændingskammer 51 findes der en spredningsplade 52 til indføring af fluidiseringsluft fra en blæser 57 gennem en ledning 53. Spredningspladen 52 har 15 form som et tag, tilnærmelsesvis symmetrisk i forhold til centerlinien i forbrændingskammeret, således at de to modstående kantområder af pladen befinder sig lavere end den centrale del heraf. Fluidiseringsluften fra blæseren 57 indføres opad fra luftspredningspladen 20 52 gennem luftkamre 54, 55 og 56, og masseflowet for fluidiseringsluft fra de yderste kamre 54 og 56 er tilstrækkeligt til, at der dannes et hvirvellag (fluid-bed) i kammeret 51, medens masseflowet af fluidiseringsluft fra det centrale luftkammer 55 er 25 noget mindre, på samme måde som forklaret i det foregående, hvad angår den kendte teknik.Referring now to FIG. 3. At the bottom of a combustion chamber 51 there is a spreading plate 52 for introducing fluidizing air from a blower 57 through a conduit 53. The spreading plate 52 is shaped like a roof, approximately symmetrical with respect to the center line of the combustion chamber, so that the two opposite edge regions of the plate is lower than the central portion thereof. The fluidization air from the fan 57 is introduced upwardly from the air diffusion plate 20 52 through air chambers 54, 55 and 56, and the mass flow of fluidizing air from the outer chambers 54 and 56 is sufficient to form a fluidized bed in the chamber 51, while the mass flow of fluidizing air from central air chamber 55 is somewhat smaller, in the same manner as explained above in the prior art.
Ovenover de to modstående luftkamre 54 og 56, er der anbragt skrå vægge 58, der indvirker på den opadgående strøm af fluidiseringsluft og afbøj er denne 30 strøm i retning mod centerlinien i forbrændingskammeret, og pilene antyder det strømningsforløb, der opstår på grund af tilstedeværelsen af disse vægge 58 og af forskellen i masseflowet for indblæst fluidiseringsluft. Mellem bagsiden af disse skrå vægge 58 og for-35 brændingskammerets sidevægge er der dannet varmeenergigenvindingskamre 59, således at en del af fluidise- 14 DK 166694 B1 ringsmediet under driften kan indføres i disse kamre 59 bag skråvæggene 58.Above the two opposing air chambers 54 and 56, inclined walls 58 are provided which act on the upward flow of fluidizing air and deflect this flow towards the center line of the combustion chamber and the arrows indicate the flow loss that occurs due to the presence of these walls 58 and of the difference in mass flow of blown fluidized air. Between the backside of these inclined walls 58 and the side walls of the combustion chamber, heat energy recovery chambers 59 are formed so that a portion of the fluidizing medium during operation can be introduced into these chambers 59 behind the inclined walls 58.
I henhold til opfindelsen har skråvæggene en hældning på mellem 10 og 60°, fortrinsvis 25 - 45° i 5 forhold til horisontalen, og den på horisontalen projicerede længde L af væggene er på mellem 1/6 og 1/2, fortrinsvis mellem 1/4 og 1/2 af den horisontale længde L af bunden af forbrændingskammeret.According to the invention, the inclined walls have a slope of between 10 and 60 °, preferably 25 - 45 ° in relation to the horizontal, and the length projected L to the horizontal is between 1/6 and 1/2, preferably between 1 / 4 and 1/2 of the horizontal length L of the bottom of the combustion chamber.
Hældningsvinklen i forhold til horisontalen og 10 den på horisontalen projicerede længde af skråvæggene er begge faktorer, der har indflydelse på fluidise-ringstilstanden i fluidiseringsmediet i det primære kammer, og på den mængde korn, der indføres i genvindingskamrene. Med hensyn til parametrene "L" og "1" og 15 til strømningsforholdene for fluidiseringsmediet henvises der iøvrigt til fig. 17.The angle of inclination with respect to the horizontal and the length projected horizontally of the inclined walls are both factors influencing the fluidization state of the fluidization medium in the primary chamber and the amount of grain introduced into the recovery chambers. With regard to parameters "L" and "1" and 15 for the fluid flow conditions, reference is made to FIG. 17th
Hvis skråvæggens hældningsvinkel er mindre end 10° eller større end 60° i forhold til horisontalen, kan der ikke opnås en tilfredsstillende cirkulation, og 20 betingelserne for forbrænding af brændslet forringes. Vinklen ligger fortrinsvis i området mellem 25° og 45°, og der er særlig hensigtsmæssigt at vælge en vinkel på ca. 356 .If the angle of inclination of the inclined wall is less than 10 ° or greater than 60 ° relative to the horizontal, a satisfactory circulation cannot be obtained and the conditions for combustion of the fuel deteriorate. The angle is preferably in the range between 25 ° and 45 °, and an angle of approx. 356.
Hvis den på horisontalen projicerede: længde 1 af 25 skråvæggen er., større end - det. halve. af· længden: L.-. af bunden af forbrændingskammeret, jfr. fig. 18, reduceres mængden af fluidiseringsmedium, som afbøjes af skråvæggene og falder langs centerlinien i kammeret, hvilket virker ugunstigt på dannelsen af det i bevægelse væren-30 de. lag ved midten., af·.-forbrændingskammerety · og på. den nedadgående bevægelse og spredningen af brændsel, der tilføres centralt i kammeret.If projected on the horizontal: length 1 of the 25 oblique wall is greater than - that. half. of · length: L.-. of the bottom of the combustion chamber, cf. FIG. 18, the amount of fluidization medium deflected by the inclined walls decreases along the center line of the chamber, which adversely affects the formation of the moving member. layers at center., of ·.-combustion chamber · and on. the downward movement and the spread of fuel supplied centrally in the chamber.
Hvis den på horisontalen projicerede længde 1 af skråvæggen i forhold til udstrækningen af bunden af 35 forbrændingskammeret derimod er mindre end 1/6 af bundens længde L, jfr. fig. 19, vil dannelsen af cirkula- 15 DK 166694 B1 tionsflowet i det primære kammer, og navnlig dannelsen af det i bevægelse værende lag ved midten af forbrændingskammeret, svækkes, hvilket indvirker ugunstigt på tilførslen og udspredningen af brændslet og den afbøje-5 de strøm af fluidiseringsmedium i genvindingskammeret bliver utilstrækkelig.If, on the other hand, the length projected 1 of the inclined wall relative to the extension of the bottom of the combustion chamber is less than 1/6 of the bottom length L, cf. FIG. 19, the formation of the circulation flow in the primary chamber, and in particular the formation of the moving layer at the center of the combustion chamber, will be impaired, adversely affecting the supply and spread of the fuel and the deflected flow of the fluidization medium in the recovery chamber becomes insufficient.
Forneden i genvindingskammeret 59 og på bagsiden af skråvæggen 58 findes der en til genvindingskammeret hørende spreder 62 for indføring af gas, 10 f.eks. luft fra en blæser 60 gennem en ledning 61. X den del af genvindingskammeret 59, der befinder sig nær ved det sted, hvor sprederen 62 er opstillet, findes der en adgangsport 63, og det fluidiseringsmedium, der indføres i genvindingskammeret 59, bringes 15 til vedvarende eller intermitterende, alt efter operationsmåden, at bevæge sig nedad med et under dannelse værende lag og det recirkuleres ind i forbrændingsområdet gennem porten 63.At the bottom of the recovery chamber 59 and at the rear of the inclined wall 58 there is a diffuser 62 associated with the recovery chamber for introducing gas, e.g. air from a blower 60 through a conduit 61. X the portion of the recovery chamber 59 located near the location where the spreader 62 is located, there is an access port 63 and the fluidization medium introduced into the recovery chamber 59 is brought to 15 continuous or intermittent, depending on the mode of operation, to move downward with a layer of formation and it is recirculated into the combustion area through the gate 63.
Fig. 4 viser en udførelsesform baseret på det i 20 fig. 3 illustrerede princip.FIG. 4 shows an embodiment based on the embodiment shown in FIG. 3 illustrated principle.
Den mængde nedadgående fluidiseringsmedium, der går ind i genvindingskammeret og skal recirkuleres, reguleres af mængden af luftsprederen og afgiver i genvindingskammeret, samt af mængden af fluidiseringsluft 25 i forbrændingsområdet. Den mængde Gj fluidiseringsmedium der indføres i genvindingskammeret, vil som vist i fig. 5 øges, hvis der tilsvarende er en forøgelse i mængden af fluidiseringsluft, der indføres fra spredningspladen 52, navnlig fra de to yderste luftkamre 30 54 og 56, som skal bevirke fluidisering i forbræn dingsområdet. Desuden, jfr. fig. 6, vil mængden af fluidiseringsmedium, der går nedad i genvindingskammeret ændres tilnærmelsesvis proportionalt med ændringen i mængden af luft, der indblæses i genvindingskammeret, 35 når ændringen ligger i området fra 0-1 Gmf, hvorefter den holdes tilnærmelsesvis konstant, når mængden af 16 DK 166694 B1 indført luft i genvindingskammeret vokser op over 1 Gmf. Denne konstante mængde fluidiseringsmedium er næsten ækvivalent med mængden Gj_ af fluidiseringsmedium, der indføres i genvindingskammeret, hvorfor mængden af 5 fluidiseringsmedium, der strømmer nedad i genvindingskammeret, har en værdi svarende til G^ ved styring af luftmængde, både for forbrændingsområdet og for genvindingskammeret, kan mængden af nedadgående fluidiseringsmedium i genvindingskammeret 59 reguleres.The amount of downstream fluidization medium entering the recovery chamber and to be recirculated is regulated by the amount of the air diffuser and discharged into the recovery chamber, as well as by the amount of fluidizing air 25 in the combustion area. The amount of G 1 fluidization medium introduced into the recovery chamber will, as shown in FIG. 5 is increased if there is correspondingly an increase in the amount of fluidizing air introduced from the spreading plate 52, in particular from the two outer air chambers 30 54 and 56 which are to effect fluidization in the combustion region. Furthermore, cf. FIG. 6, the amount of fluidizing fluid which descends into the recovery chamber will change approximately proportionally to the change in the amount of air blown into the recovery chamber 35 when the change is in the range of 0-1 Gmf, and then be kept approximately constant when the amount of 16 DK 166694 B1 introduced air into the recovery chamber grows above 1 Gmf. This constant amount of fluidizing medium is almost equivalent to the amount of G1 of fluidizing medium introduced into the recovery chamber, so the amount of fluidizing medium flowing down the recovery chamber has a value similar to G 2 in controlling air flow, both for the combustion area and for the recovery chamber. the amount of downstream fluidization medium in the recovery chamber 59 is controlled.
10 Den nedadgående bevægelse af fluidiseringsmediet i det statiske lag for området fra o-l Gmf skyldes forskellen i vægt for fluidiseringsmediet (forskellen i højde for hvirvellagene) mellem genvindingskammeret og forbrændingskammeret og i det tilfælde, hvor masseflo-15 wet er på mere end 1 Gmf, vil højden af det i bevægelse værende lag blive lidt større eller tilnærmelsesvis lig med højden af det andet lag. En afbøjet strøm med tilstrækkelig mængde fluidiseringsmedium, frembragt af skråvæggen, vil bidrage til cirkulation af fluidise-20 ringsmediet.The downward movement of the fluidization medium in the static layer for the area from ol Gmf is due to the difference in weight of the fluidization medium (difference in height of the fluidised layers) between the recovery chamber and the combustion chamber and in the case where the mass flow wet is more than 1 Gmf the height of the moving layer becomes slightly greater or approximately equal to the height of the second layer. A deflected flow with sufficient amount of fluidization medium produced by the inclined wall will contribute to circulation of the fluidization medium.
Relationen mellem højden af hvirvellag og mængden af recirkulerende fluidiseringsmedium (den af bøjede strøm) skal nu forklares nærmere.The relationship between the height of the fluidized bed and the amount of recirculating fluid medium (that of bent current) must now be explained in more detail.
X det tilfælde, hvor overfladen på hvirvellaget 25 befinder sig lavere end den øverste end af skråvæggen, vil den opad langs skråvæggen gående luftstrøm få sin retning bestemt af væggen og den vil sammen med det ledsagende fluidiseringsmedium af bøj es fra denne væg.In the case where the surface of the vortex layer 25 is lower than the upper end of the inclined wall, the upward flow along the inclined wall will have its direction determined by the wall and it, together with the accompanying fluidizing medium, will bend from this wall.
Den indblæste luftstrøm får herved en anden tilstand 30 end i hvirvellaget, og den vil blive befriet for det fluidiseringsmedium, som hvirvellaget er fyldt med, og luftstrømmen får pludseligt et større strømningsareal, hvorfor den spreder sig, og dens hastighed reduceres til nogle få meget pr. sekund, idet luftstrømmen svæk-35 kes i opadgående retning. Derfor vil den kinetiske energi i det fludiseringsmedium, der ledsager den ind- 17 DK 166694 B1 blæste luftstrøm falde på grund af tyngdekraften og friktionen med udstødsgassen eftersom partiklerne i fluidiseringsmediet er for store (ca. 1 mm) til at de kan bæres af luftstrømmen.The blown air stream thereby becomes a different state than in the fluidized bed, and it will be released from the fluidizing medium with which the fluidized bed is filled, and the airflow suddenly gets a larger flow area, which is why it spreads and its velocity is reduced to a few very high temperatures. . second, with the airflow being weakened in the upward direction. Therefore, the kinetic energy of the fluidizing medium accompanying the blown air flow will decrease due to gravity and friction with the exhaust gas since the particles in the fluidizing medium are too large (about 1 mm) to be supported by the air flow.
5 I det tilfælde, hvor overfladen på hvirvellaget befinder sig højere oppe end den øverste ende af skråvæggen, vil en del af fluidiseringsmediet, der opsamles af skråvæggene føres med langs disse vægge i den givne retning på samme måde som hos et hvirvellagsforbræn-10 dingskammer med cirkulerende strøm, medens en anden del heraf, på grund af et kogefænomen med eksploderende bobler, sprøjter opad over den øverste ende af skråvæggene og falder ned langs omkredsen. Som følge heraf vil en større mængde fluidiseringsmedium overføres til bag-15 siden af skillevæggene, dvs. inde i genvindingskammeret.In the case where the surface of the fluidized bed is higher than the upper end of the oblique wall, a portion of the fluidization medium collected by the oblique walls is guided along these walls in the given direction in the same manner as with a fluidized-bed combustion chamber with circulating current, while another portion thereof, due to a boiling phenomenon of exploding bubbles, sprays upward over the upper end of the oblique walls and descends along the perimeter. As a result, a greater amount of fluidizing medium will be transferred to the back of the partitions, i.e. inside the recycling chamber.
Dette betyder, at det indførte fluidiseringsmedium efterhånden vil bevæge sig mere og mere lodret, jo højere overfladen på hvirvellaget ligger i forhold til 20 overkanten af skråvæggen. Mængden af fluidiseringsmedium, der indføres i genvindingskammeret, vil således øges, hvis overfladen ligger lidt op over den øverste ende af skråvæggen.This means that the introduced fluidization medium will gradually move more and more vertically, the higher the surface of the vertebral layer relative to the upper edge of the inclined wall. Thus, the amount of fluidizing medium introduced into the recovery chamber will increase if the surface is slightly above the upper end of the inclined wall.
Fig. 5 viser relationen mellem mængden af flui-25 diseringsluft i forbrændingskammeret under skråvæggen og mængden af fluidiseringsmedium, der recirkuleres gennem genvindingskammeret.FIG. 5 shows the relationship between the amount of fluidizing air in the combustion chamber below the inclined wall and the amount of fluidizing medium which is recycled through the recovery chamber.
Hvis højden af hvirvellaget under drift i henhold til tilstanden L1 eksempelvis reduceres på grund 30 af spredning af "abraded" fludiseringsmedium, vil mængden af recirkulerende fluidiseringsmedium pludselig reduceres til f.eks. under 1/10 af den tidligere mænde, og der kan ikke genvindes varmeenergi. Den vigtigste faktor er således mængden af fluidiseringsluft, og hvis 35 man sørger for at den er på mere end 4 Gmf, fortrinsvis mere end 6 Gmf, kan værdien af G-j/Gq holdes på over 1, 18 DK 166694 B1 og den fornødne og tilstrækkelige mængde af recirkule-rende fluidiseringsmedium kan opnås, selvom højden af hvirvellaget ændres.For example, if the height of the fluidized bed during operation according to state L1 is reduced due to the dispersion of "abraded" fluidizing medium, the amount of recirculating fluidizing medium will suddenly be reduced to e.g. less than 1/10 of the previous men, and no heat energy can be recovered. The most important factor is thus the amount of fluidizing air, and if it is ensured that it is greater than 4 Gmf, preferably more than 6 Gmf, the value of Gj / Gq can be kept above 1, and the necessary and sufficient amount of recirculating fluidizing medium can be obtained even if the height of the fluidized bed changes.
Ved desuden at sørge for, at masseflowet af ind-5 blæst luft fra luftsprederen i bunden af genvindingskammeret holdes på mellem o og 3 Gmf, fortrinsvis på mellem 0 og 2 Gmf, og for at masseflowet af fluidise-ringsluft fra luftspredningspladen under skråvæggen holdes på mellem 4 og 20 Gmf, fortrinsvis på mellem 6 10 og 12 Gmf, dvs. ved altid at sørge for, at masseflowet er større i forbrændingskammeret end i genvindingskammeret, kan man regulere mængden af fluidiseringsmedium, der fra genvindingskammeret skal føres tilbage til forbrændingskammeret .In addition, ensuring that the mass flow of blown air from the air diffuser at the bottom of the recovery chamber is maintained at between 0 and 3 Gmf, preferably between 0 and 2 Gmf, and that the mass flow of fluidization air from the air diffuser plate below the inclined wall is maintained at between 4 and 20 Gmf, preferably between 6 10 and 12 Gmf, ie. by always ensuring that the mass flow is greater in the combustion chamber than in the recovery chamber, one can regulate the amount of fluidizing medium to be returned from the recovery chamber to the combustion chamber.
15 Hvad angår det i bevægelse værende lag i genvin dingskammeret, har man før, for nemheds skyld, talt om statisk lag, når masseflowet er på mellem 0 og l Gmf, og om fluidiseret lag eller hvirvellag, når masseflowet er på over 1 Gmf, og det er velkendt, at der til dan-20 nelse af et stabilt hvirvellag (fluid bed) kræves et masseflow på minimalt 2 Gmf. På den anden side, i tilfældet af det i bevægelse værende lag i henhold til opfindelsen, hvilket lag altid bevæger sig nedad, vil dette lag tilfredsstillende kunne dannes indtil masse-25 flowet øges til ca. 1,5 - 2 Gmf uden risiko for, at der forekommer bobling i laget. Det antages at kornene i fluidiseringsmediet gradvis bevæger sig nedad i et vibrationsmønster, hvor fluidiseringsluften danner små luftbobler, der bevæger sig ensartet opad i retning 30 imod den øverste del af det i bevægelse værende lag.With regard to the moving layer in the recovery chamber, it has previously been mentioned, for convenience, about static layer when the mass flow is between 0 and 1 Gmf, and about fluidized layer or vertebral layer when the mass flow exceeds 1 Gmf. and it is well known that to form a stable fluid bed a mass flow of at least 2 Gmf is required. On the other hand, in the case of the moving layer according to the invention, which layer always moves downwards, this layer can be satisfactorily formed until the mass flow is increased to approx. 1.5 - 2 Gmf without risk of bubbling in the layer. It is believed that the grains in the fluidization medium gradually move downwardly in a vibrational pattern where the fluidization air forms small air bubbles that move uniformly upwardly in the direction of the upper portion of the moving layer.
Inden i varmeenergigenvindingskammeret 59 er der anbragt varmeoverføringsledninger 65, hvori der kan cirkuleres et varmeoptagende fluidum, såsom damp eller vand, således at der kan udvindes varmeenergi fra 35 fluidiseringsmediet, medens dette bevæger sig nedad i genvindingskammeret. Varmeledningskoefficienten i var- 19 DK 166694 B1 megenvindingsområdet varierer kraftigt som vist i fig.Inside the heat energy recovery chamber 59, heat transfer lines 65 are arranged in which a heat-receiving fluid such as steam or water can be circulated so that heat energy can be recovered from the fluidization medium as it moves downwardly into the recovery chamber. The heat conduction coefficient in the heat recovery region varies greatly as shown in FIG.
8, når mængden af udspredt luft i genvindingskammeret varierer i området fra 0-2 Gmf.8 when the amount of diffused air in the recovery chamber varies in the range from 0-2 Gmf.
vi skal nu se nærmere på sådanne karakteristika, 5 som belastningsrespons under dannelse af det i bevægelse værende lag i genvindingskammeret.we shall now look more closely at such characteristics, 5 as the load response forming the moving layer in the recovery chamber.
Pig. 7 viser den generelle relation mellem den globale varmeledningskoefficient og masseflowet for fluidisering. Indenfor værdiområdet fra 0-1 Gmf for 10 masseflowet er der lille forøgelse af varmeledningskoefficient, som derefter vokser pludseligt, når masseflowet overstiger 1 Gmf. I DOE report 6021 (2), 655-633 (1985) blev "Wing Panel Type" angivet som en metode til afbrydelse af en hvirvellagskedel under udnyttelse af 15 ovennævnte fænomen, og varmeledningskoefficient som funktion af variationen i fluidiseringsmasseflowet angives som ufølsom (static bed) eller altfor følsom (fluidized bed).Pig. Figure 7 shows the general relation between the global heat conduction coefficient and the mass flow for fluidization. Within the value range of 0-1 Gmf for the 10 mass flow, there is little increase in the heat conduction coefficient, which then grows suddenly when the mass flow exceeds 1 Gmf. In DOE report 6021 (2), 655-633 (1985), "Wing Panel Type" was indicated as a method for disconnecting an eddy layer boiler utilizing the above phenomenon, and heat conduction coefficient as a function of the variation in fluid mass flow is indicated as insensitive (static bed ) or overly sensitive (fluidized bed).
Det skal iøvrigt her bemærkes, at der under gen-20 nemgang af nogle udenlandske patentbeskrivelser er fundet flere tilfælde, hvor der kan synes at være en vis lighed med den foreliggende teknik, ved at forbrændingskammeret er adskilt fra varmeenergigenvindingskammeret. Alle de deri omtalte skillevægge er imidlertid 25 konstrueret som vertikale vægge, og fluidiseringsmediet i genvindingskammeret er i stand til at skifte fra statisk lag til fluidiseret lag, idet det er et statisk lag, når den udvundne varmeenergi er lille og et fluidiseret lag, hvor mediet blæses ned fra og op efter, 30 når den udvundne varmeenergi er stor. Dette beror på, at det er vanskeligere at tilvejebringe en afbøj et strøm med en vertikal væg end med en skrå væg. Det kan derfor ikke undgås i tilfældet af en vertikal skillevæg, at fluidiseringsmediet, både i forbrændingskamme-35 ret og i genvindingskammeret, befinder sig i fluidiseret tilstand (på samme måde som vand), således at flui- 20 DK 166694 B1 diseringsmediet bringes til at strømme mellem de to kamre.It should also be noted here that, while reviewing some foreign patent disclosures, several instances have been found where there may appear to be some resemblance to the present technique in that the combustion chamber is separate from the heat energy recovery chamber. However, all of the partitions mentioned therein are constructed as vertical walls, and the fluidizing medium in the recovery chamber is capable of switching from static layer to fluidized layer, being a static layer when the recovered heat energy is small and a fluidized layer wherein the medium blows down from and up after, 30 when the recovered heat energy is large. This is because it is more difficult to provide a deflection of a current with a vertical wall than with a sloped wall. Therefore, in the case of a vertical partition, it cannot be avoided that the fluidizing medium, both in the combustion chamber and in the recovery chamber, is in the fluidized state (in the same way as water), so that the fluidizing medium is caused to flows between the two chambers.
Fig. 8 viser relationen mellem den globale var-meledningskoefficient og fluidiseringsmasseflowet. Som 5 det fremgår af fig. 8 varierer koefficient næsten lineært, hvorfor den udvundne mængde varmeenergi og temperaturen i det primære forbrændingskammer valgfrit kan styres. Ydermere kan en sådan styring nemt udføres, blot ved regulering af mængden af udspredt luft i 10 genvindingskammeret.FIG. Figure 8 shows the relationship between the global heat conduction coefficient and the fluid mass flow. As can be seen from FIG. 8, the coefficient varies almost linearly, so that the recovered amount of heat energy and the temperature of the primary combustion chamber can be optionally controlled. Furthermore, such control can be easily performed simply by regulating the amount of diffused air in the recovery chamber.
Det skal bemærkes, at omfanget af slid på de varmeoverførende ledninger i hvirvellaget er proportionalt med tredje potens af fluidiseringsmasseflowet, jfr. fig. 9. Derfor kan problemet med slid på de var-15 meoverførende ledninger løses ved at sørge for, at mængden af udspredt luft, der indblæses i det i bevægelse værende lag i genvindingskammeret, indstilles til at være på mellem 0 og 3 Gmf, fortrinsvis på mellem 0 og 2 Gmf.It should be noted that the extent of wear on the heat transfer lines in the fluidized bed is proportional to the third power of the fluid mass flow, cf. FIG. 9. Therefore, the problem of wear of the heat transfer wires can be solved by making sure that the amount of diffused air blown into the moving layer in the recovery chamber is set to be between 0 and 3 Gmf, preferably at between 0 and 2 Gmf.
20 Med henblik på regulering af mængden af genvun den varmeenergi foretages der, som forklaret foroven, regulering af mængden af recirkulerende fluidiserings-medium samtidigt med, at der sørges for regulering af varmeledningskoefficiénten. Hvis mængden af fluidise-25 ringsgas i luftkamrene 54 og 56 for det primære forbrændingskammer holdes konstant, og mængden af luft indblæst i genvindingskammeret øges, øges mængden af recirkulerende fluidiseringsmedium og varmeledningsko-efficient simultant øges til kraftig forøgelse af mæng-30 den af genvunden varmeenergi på grund af den kombinerede virkning af disse to faktorer. Hvad angår temperaturen i fluidiseringsmediet i hvirvellaget svarer dette til den effekt, at man forhindrer temperaturen i fluidiseringsmediet i at blive øget op over den forudbe-35 stemte temperatur.In order to regulate the amount of recovered heat energy, as explained above, the amount of recirculating fluidizing medium is regulated at the same time as the heat conduction coefficient is adjusted. If the amount of fluidization gas in the air chambers 54 and 56 of the primary combustion chamber is kept constant and the amount of air blown into the recovery chamber is increased, the amount of recirculating fluid medium and the heat conduction coefficient are simultaneously increased to greatly increase the amount of recovered heat energy. because of the combined effect of these two factors. As to the temperature of the fluidized fluid in the fluidized bed, this corresponds to the effect of preventing the temperature of the fluidizing fluid from being raised above the predetermined temperature.
Til indførelse af spredningsgas i genvindingskammeret 59 foreligger der forskellige muligheder, DK 166694 Bl 21 men generelt vil midlerne dertil placeres langs bagsiden af skråvæggen, dvs. langs den side, der vender mod genvindingskammeret således, at der er effektiv udnyttelse af genvindingskammeret.There are various possibilities for introducing scattering gas into the recovery chamber 59, but generally the means for this will be placed along the back of the inclined wall, ie. along the side facing the recovery chamber so that there is effective utilization of the recovery chamber.
5 Hvad angår luftsprederen gøres adgangsportene for indføring af spredningsluft mindre jo tættere op ad spidsen af luftsprederen de befinder sig (tykkelsen af laget bliver også mindre opad) således, at man undgår tilførsel af større mængder luft i nævnte øverste ende.With regard to the air diffuser, the access ports for introducing diffusion air are made smaller the closer up to the tip of the air diffuser they are (the thickness of the layer also becomes smaller upwards), thus avoiding the supply of larger quantities of air at said upper end.
10 Portenes respektive størrelser vælges fortrins vis således, at der med den afgivne luftmængde på 2 Gmf tilnærmelsesvis er ensartet luftafgivelse over hele længden af luftsprederen 62. Når denne betingelse er opfyldt, er det muligt at opnå maksimal varmeenergigen-15 vinding fra samtlige varmeledende flader i genvindingskammeret og omfanget af slid på disse varmeledningsflader kan holdes på lave værdier over alle disse flader.Preferably, the respective sizes of the ports are selected such that with the delivered airflow of 2 Gmf there is approximately uniform air delivery over the entire length of the air diffuser 62. When this condition is met, it is possible to obtain maximum heat energy recovery from all heat conducting surfaces in the air. the recovery chamber and the extent of wear on these heat conduit surfaces can be kept at low values over all these surfaces.
Der henvises nu til fig. 4. ved 66 vises et indløb for brændsel i den øverste del af kammeret 51 20 og ved 67 vises et dampkammer, der har en ikke vist forbindelse med varmeoverførende ledninger 65 i genvindingskamrene 59. Ved 69 vises udløb for ikke-brændbare materialer ved de modstående kanter af luftspredningspladen 52 i bunden af kammeret 51 og ved 25 70 vises en transportør med to modstående skruer 71.Referring now to FIG. 4. at 66, a fuel inlet is shown in the upper part of chamber 51 20 and at 67 is shown a steam chamber having a not shown connection with heat transfer lines 65 in the recovery chambers 59. At 69, outlets for non-combustible materials are shown at the opposite edges of air diffuser plate 52 at the bottom of chamber 51 and at 25 70 a conveyor with two opposing screws 71 is shown.
Det skal iøvrigt bemærkes at indløbet for brændsel ikke behøver at være placeret i den øverste del af kedlen, idet det også kan placeres sideliggende på kedlen, f.eks. som en kuludspreder 66'.It should also be noted that the inlet for fuel need not be located in the upper part of the boiler, since it can also be placed adjacent to the boiler, e.g. as a coal spreader 66 '.
30 De brændbare materialer F, der indføres gennem indløbet 66 eller 66' cirkulerer og forbrændes i det fluidiseringsmedium, der bringes til at cirkulere under påvirkningen af den cirkulationsstrøm, der forårsages af fluidiseringsluften. På dette tidspunkt er 35 fluidiseringsmediet i den øverste centrale del af luftkammeret 55 ikke ledsaget af en voldsom bevægelse op DK 166694 Bl 22 og ned, og det danner et svagt fluidiseret nedadgående lag. Dette lag har smal bredde foroven og lagets bagkanter breder sig i indbyrdes modsatte retninger, indtil de når ovenover luftkamrene 54 og 56 ved de 5 modstående kantområder, hvori de påvirkes af den flui-diseringsluft, der fra de to tilhørende luftkamre blæses ind med større masseflow. Som følge heraf vil en del af hver bagkant forskyde sig, hvorfor laget ovenover luftkammeret 55 strømmer nedad på grund af tyng-10 dekraften. Ovenover dette lag stabler fluidiseringsme-diet sig op med tilskud fra hvirvellaget, dette forklares nærmere senere, og fluidiseringsmediet ovenover luftkammeret 55 danner et gradvis og kontinuert nedadgående lag, efterhånden som ovennævnte proces fortsæt-15 ter. Fluidiseringsmediet ovenover luftkamrene 54 og 56 blæses opad og afbøjes og hvirvles af skråvæggene 58 i retning mod centerlinien i forbrændingskammeret 51, og det falder igen ned over den centrale del af det i bevægelse værende lag, og bringes således til at 20 cirkulere, medens en del af fluidiseringsmediet overføres til genvindingskamrene 59 bag skråvæggene. I det tilfælde, hvor fluidiseringsmediet strømmer langsomt nedad i genvindingskammeret 59, vil skræntvinklen for fluidiseringsmediet dannes i den øverste del af genvin-25 dingskammeret og overskuddet af fluidiseringsmedium falder ned fra den øvre del af skråvæggen til det primære forbrændingskammer.The combustible materials F introduced through the inlet 66 or 66 'circulate and incinerate in the fluidization medium which is circulated under the influence of the circulation flow caused by the fluidizing air. At this point, the fluidization medium in the upper central portion of the air chamber 55 is not accompanied by a violent movement up and down, forming a weakly fluidized downward layer. This layer has a narrow width at the top and the trailing edges of the layer extend in mutually opposite directions until they reach above the chambers 54 and 56 at the 5 opposite edge regions, where they are influenced by the fluidizing air which is blown in from the two associated air chambers with a larger mass flow. . As a result, a portion of each trailing edge will shift, which is why the layer above the air chamber 55 flows downward due to the gravitational 10 force. Above this layer, fluidization medium stacks up with supplementation from the fluidized bed, this is explained in more detail later, and the fluidization medium above air chamber 55 forms a gradual and continuous downward layer as the above process continues. The fluidizing medium above the air chambers 54 and 56 is blown upwardly and deflected and swirled by the oblique walls 58 towards the center line of the combustion chamber 51, and it again drops down over the central portion of the moving layer, thus circulating while a portion of the fluidizing medium is transferred to the recovery chambers 59 behind the inclined walls. In the case where the fluidizing medium flows slowly downwardly in the recovery chamber 59, the angle of inclination of the fluidizing medium will form in the upper portion of the recovery chamber and the excess fluidizing medium will fall from the upper portion of the oblique wall to the primary combustion chamber.
Med den gas, der indføres ved hjælp af sprederen 62, vil fluidiseringsmediet, der indføres i genvin-30 dingskammeret 59, gradvis bevæge sig nedad og føres tilbage til forbrændingskammeret gennem porten 63 efter varmeoverføring til ledningerne.With the gas introduced by the spreader 62, the fluidizing medium introduced into the recovery chamber 59 will gradually move downward and return to the combustion chamber through the port 63 after heat transfer to the conduits.
Masseflowet for indblæsning af luft med sprederen 62 i genvindingskammeret 59, vælges fortrinsvis 35 i værdiområdet fra 0-3 Gmf, fortrinsvis fra 0-2 Gmf.The mass flow for blowing air with the spreader 62 into the recovery chamber 59 is preferably selected in the value range from 0-3 Gmf, preferably from 0-2 Gmf.
Årsagen til dette, jfr. fig. 8, er at varmeled-ningskoefficienten varierer fra minimummet til maksim- 23 DK 166694 B1 mumet under værdien på 2 Gmf og at man, som det fremgår af fig. 9, kan styre omfanget af slid indenfor et smalt område.The reason for this, cf. FIG. 8, the heat conduction coefficient varies from the minimum to the maximum below the value of 2 Gmf and that, as can be seen from FIG. 9, can control the extent of wear within a narrow range.
Varmeenergigenvindingskammeret befinder sig des-5 uden udenfor den stærkt korroderende zone af forbrændingskammeret, hvor der er reducerende atmosfære, hvorfor de varmeoverførende ledninger 65 bliver mindre udsat for korrosion end i de konventionelle konstruktioner og omfanget af sliddet på disse ledninger 65 10 er meget reduceret, fordi der i dette område er lav fluidisering. For et masseflow af fluidiseringsluft på mellem 0 og 2 Gmf, er luftstrømhastigheden ret lille, eksempelvis på mellem 0 og 0,4 m/s (overfladehastighed) ved 800°C og i praksis afhænger den af temperaturen og 15 kun størrelsen i fluidiseringsmediet.The heat energy recovery chamber is also located outside the highly corrosive zone of the combustion chamber where there is a reducing atmosphere, therefore the heat transfer lines 65 are less subject to corrosion than in the conventional constructions and the extent of wear on these lines 65 10 is greatly reduced because there is low fluidization in this area. For a mass flow of fluidizing air of between 0 and 2 Gmf, the air flow velocity is quite small, for example between 0 and 0.4 m / s (surface velocity) at 800 ° C and in practice it depends on the temperature and only the size of the fluidizing medium.
I det tilfælde, hvor de brændbare materialer er iblandet ikke-brændbare materialer med partikkelstør-relse større end kun størrelsen i fluidiseringsmediet, vil transportøren 70 i bunden af forbrændingskammeret 20 bortlede forbrændingsaffaldet sammen med en del af fluidiseringsmediet.In the case where the combustible materials are mixed with non-combustible particles of particle size greater than just the size of the fluidizing medium, the conveyor 70 at the bottom of the combustion chamber 20 will discharge the combustion waste along with a portion of the fluidization medium.
Med hensyn til varmeoverførslen i genvindingskammeret 59, skal det bemærkes, at der udover den, der finder sted ved direkte kontakt mellem fluidise-25 ringsmediet og rørledningerne 65 også forekommer en, der udnytter den opadgående gas, som bevæger sig opad i et uregelmæssigt vibrationsmønster efterhånden som fluidiseringsmediet bevæger sig. I så fald er der, i modsætning til den sædvanlige varmeoverførsel ved kon-30 takt mellem gas og faste stoffer, idet væsentlige ingen grænselag mellem de faste stoffer, der kan forhindre varmeledning, og fluidiseringsmediet udsættes for god omrøring, således at varmeledningen i fluidiseringsme-diets korn kan være ubetydelige, et faktum man ikke kan 35 se bort fra, i det tilfælde, hvor mediet er stationært.With regard to the heat transfer in the recovery chamber 59, it should be noted that, in addition to that which occurs through direct contact between the fluidizing medium and the pipelines 65, there is also one which utilizes the upward gas moving upward in an irregular vibration pattern as it progresses. as the fluidization medium moves. In that case, in contrast to the usual heat transfer by contact between gas and solids, there is essentially no boundary layer between the solids which can prevent heat conduction and the fluid medium is subjected to good stirring, so that the heat conduit in the fluidization medium. the grains of the diet may be negligible, a fact which cannot be ignored, in the case where the medium is stationary.
Man kan derfor opnå en særlig god varmeledningskarakte- 24 DK 166694 B1 ristik. Dette gør det muligt i genvindingskammeret i overensstemmelse med opfindelsen at opnå en høj varme-ledningskoefficient på næsten 10 gange den koefficient, der kan opnås i en konventionel gaskedel.Therefore, a particularly good heat conduction characteristic can be obtained. This makes it possible in the recovery chamber in accordance with the invention to achieve a high heat conduction coefficient of almost 10 times the coefficient obtainable in a conventional gas boiler.
5 Som forklaret i det foregående afhænger varmeo- verførslen mellem fluidiseringsmediet og de varmeleden-de flader meget af omfanget af fluidisering og mængden af recirkulerende fluidiseringsmedium kan styres ved regulering af mængden af gas, der indføres fra sprede-10 ren 62. Ved desuden at indrette genvindingskammeret 59 med dets i bevægelse værende lag, adskilt fra det primære forbrændingskammer i anlægget, er det muligt at opbygge et kompakt varmegenvindingsapparat med god evne til nedregulering og hvor det fluidiserede lag nemt kan 15 styres.5 As explained above, the heat transfer between the fluidizing medium and the heat-conducting surfaces depends greatly on the extent of fluidization and the amount of recirculating fluidizing medium can be controlled by controlling the amount of gas introduced from the spreader 62. the recovery chamber 59, with its moving layer, separate from the primary combustion chamber in the plant, it is possible to build a compact heat recovery apparatus with good down-regulation ability and where the fluidized layer can be easily controlled.
I en kedel, hvori der anvendes brændsel der forbrænder langsomt, f.eks. kul eller koks, er det i de fleste tilfælde muligt hurtigt at ændre fordampningsmængden, undtagen når den kun varierer svarende til 20 forbrændingshastigheden. I en kedel af bobletypen er situationen endnu ringere end i ovennævnte kedel, fordi varmeenergigenvindingen udføres på basis af temperaturen i hvirvellaget.In a boiler using slow-burning fuel, e.g. coal or coke, in most cases it is possible to quickly change the rate of evaporation, except when it varies only according to the rate of combustion. In a bubble type boiler, the situation is even worse than in the above boiler because the heat energy recovery is carried out on the basis of the temperature of the vortex.
I kedlen i henhold til opfindelsen kan varmeled-25 ningsmængd en-'.imidlertid, øjeblikkeligt -varieres fra brøkdele til flere gange ved ændring af mængden af luft, der indblæses i varmegenvindingskammeret. Variationen i varmeenergi der indføres i hvirvellaget, baseret på variationen _i mængden af tilført brændsel, af-30 hænger derfor af forbrændingshastigheden og bevirker, at der er tidsforsinkelse. Mængden af varmeenergi udvundet fra genvindingskammeret i konstruktion ifølge opfindelsen kan imidlertid hurtigt varieres ved ændring af mængden af luft, der indblæses i genvindingskamme-35 ret, og forskellen i respons mellem varmeinput og udvundet varmeenergi, kan optages som en midlertidig æn- 25 DK 166694 B1 dring i temperaturen i fluidiseringsmediet på grund af den evne fluidiseringsmediet, som danner hvirvellaget, har til at optage varme. Som følge heraf kan varmeenergien udnyttes uden tab, og der kan opnås en god re-5 sponskarakteristik for regulering af fordampningsmængden, hvilket ikke kan opnås i en konventionel kedel, der f.eks. for eksempel forbrænder kul.However, in the boiler according to the invention, the amount of heat conduction can be - at one instant - varied from fractions to several times by changing the amount of air blown into the heat recovery chamber. The variation in heat energy introduced into the fluidized bed, based on the variation in the amount of fuel supplied, therefore depends on the rate of combustion and causes there to be a time delay. However, the amount of heat energy extracted from the recovery chamber in the construction of the invention can be rapidly varied by changing the amount of air blown into the recovery chamber and the difference in response between heat input and recovered heat energy can be taken up as a temporary end. increase in the temperature of the fluidizing medium due to the ability of the fluidizing medium forming the fluidized bed to absorb heat. As a result, the heat energy can be utilized without loss and a good response characteristic can be obtained for controlling the amount of evaporation, which cannot be achieved in a conventional boiler, e.g. for example, burning coal.
Det skal iøvrigt her bemærkes, at udløbene 69 for ikke-brændbare materialer, som vist på tegningen, 10 befinder sig fortrinsvis nær ved åbningerne 63 ved de modstående kanter af luftspredningspladen i kammeret 51, men placeringen er dog ikke begrænset til netop denne udformning.It should also be noted here that the outlets 69 for non-combustible materials, as shown in the drawing, 10 are preferably located near the openings 63 at the opposite edges of the air diffuser plate in chamber 51, but the location is not limited to this particular design.
I fig. 4 er luftspredningspladen 52 vist for-15 met som et tag. Hvis mængden af fluidiseringsluft, der indføres fra luftkamrene 54 og 56, imidlertid vælges til at være på mere end 4 Gmf, kan den cirkulerende strøm, der dannes i det primære forbrændingskammer på grund af virkningen af skråvæggene, og derfor også 20 luftspredningspladen 52, bringes til at være horisontal i det fælde, hvor det drejer sig om at forbrænde materialer såsom kul med få ikke-brændbare materialer.In FIG. 4, the air diffuser plate 52 is shown as a roof. However, if the amount of fluidizing air introduced from the air chambers 54 and 56 is chosen to be greater than 4 Gmf, the circulating current generated in the primary combustion chamber due to the effect of the inclined walls, and therefore also the air diffuser plate 52, may be brought. to be horizontal in the case of combustion materials such as coal with few non-combustible materials.
I så fald kan udgangsåbningerne for ikke-brændbare materialer også udelades.In this case, the exit openings for non-combustible materials may also be omitted.
25 Af de foregående fremgår det, at der med hvir vellagskedlen ifølge opfindelsen kan opnås en meget større varmegenvinding. Fremgangsmåden til styring af kedlen i henhold til opfindelsen skal nu forklares nærmere.It is apparent from the foregoing that with the well-layered boiler according to the invention a much greater heat recovery can be achieved. The method of controlling the boiler according to the invention will now be explained in more detail.
30 Mængden af varmeenergi, der udvindes fra genvin dingskammeret, styres i afhængighed af brugerens behov for at udnytte denne energi, ved i henhold til opfindelsen at regulere den mængde gas, der fra sprederen indføres i genvindingskammeret. Reguleringen af tempe-35 raturen i det primære forbrændingskammer foregår ved styring af den mængde brændsel der tilføres, baseret på 26 DK 166694 B1 temperaturen i forbrændingskammeret eller på damptrykket og i kedlen i henhold til opfindelsen kan varmeled-ningskoefficienten justeres valgfrit, og variationen i mængden af udvundet varmeenergi optages som en varia-5 tion i varmeindholdet i fluidiseringsmediet, hvorfor kedlen øjeblikkeligt kan reguleres for at opfylde brugerens behov, og kan operere i stabil tilstand.The amount of heat energy extracted from the recovery chamber is controlled, depending on the user's need to utilize this energy, by regulating the amount of gas introduced from the spreader into the recycling chamber according to the invention. The control of the temperature in the primary combustion chamber is effected by controlling the amount of fuel supplied, based on the temperature of the combustion chamber or on the vapor pressure and in the boiler according to the invention, the heat conduction coefficient can be adjusted optionally and the variation in the amount of recovered heat energy is taken up as a variation in the heat content of the fluidization medium, and therefore the boiler can be adjusted immediately to meet the needs of the user, and can operate in a stable state.
Forklaringen gives under henvisning til fig. 4.The explanation is given with reference to FIG. 4th
Hvis temperaturen af damp udtaget via rørledningerne 10 65, f.eks. ikke er tilstrækkelig, sørger en regulator 92 for at åbne en luf tregulerings ventil 93 i afhængighed af temperaturen, som måles med en føler 91 i en udgangsledning 90 for damp, således at der indblæses mere luft, hvorved mængden af udvundet varmeenergi 15 vokser og damptemperaturen stiger til den værdi brugeren ønsker.If the temperature of steam taken out via the pipelines 10 65, e.g. is not sufficient, a regulator 92 provides for an air regulating valve 93, depending on the temperature, which is measured by a sensor 91 in a steam exit line 90 so as to supply more air, thereby increasing the amount of recovered heat energy 15 and the steam temperature. increases to the value the user wants.
Temperaturen i hvirvellagsforbrændingskammeret styres indenfor et givet værdiområde ved regulering af mængden af tilført brændsel til kammeret og/eller ved 20 regulering af mængden af tilført luft til luftkamrene 54, 55 og 56 på basis af temperaturen i hvirvella get, målt ved hjælp af en føler 94.The temperature of the vortex combustion chamber is controlled within a given range of values by controlling the amount of fuel supplied to the chamber and / or by regulating the amount of air supplied to the air chambers 54, 55 and 56 based on the temperature of the vortex measured by a sensor 94 .
Der er en anden metode, hvorpå mængden af brændsel tilført forbrændingskammeret styres af et tryksi-25 gnal, eksempelvis i det tilfælde, hvor den fornødne dampmængde varierer på grund af belastningsvariationer på forbrugersiden eftersom damptrykket er den faktor, der ændrer sig hurtigst som svar på en ændring i behovet.There is another method in which the amount of fuel supplied to the combustion chamber is controlled by a pressure signal, for example, in the case where the required amount of steam varies due to load variations on the consumer side since the vapor pressure is the most rapidly changing factor in response to a change in need.
30 Fig. 10 og 11 viser responskarakteristikker, hvor dampmængden varierer trinvis med 30% fra 70% til 100%.FIG. Figures 10 and 11 show response characteristics where the amount of steam varies stepwise by 30% from 70% to 100%.
Fig. 10 viser testresultater der er opnået, når luftmængden fra sprederen i genvindingskammeret holdes 35 konstant, medens dampstrømmængden varieres trinvis med +30%, og fig. 11 viser testresultater der er opnået, 27 DK 166694 B1 når mængden af udspredt luft reguleres i afhængighed af variationen på +30% i dampstrømmængden. Hvis man sammenholder disse to figurer, kan man se, at temperaturen i hvirvellaget og dampstrømmængden i løbet af kort tid 5 indskrænkes til givne værdier, og at variationsområdet også er smalt i det tilfælde (fig. 11), hvor mængden af udspredt luft reguleres i henhold til opfindelsen som svar på variationen i dampstrømmængden, sammenlignet med resultaterne for den konventionelle metode, der er 10 illustreret i fig. 10.FIG. 10 shows test results obtained when the airflow from the spreader in the recovery chamber is kept constant while the vapor flow rate is varied incrementally by + 30%, and FIG. 11 shows test results obtained, when the amount of diffused air is regulated depending on the variation of + 30% in the vapor flow rate. Comparing these two figures, one can see that the temperature of the vortex and vapor flow rate in a short time 5 is reduced to given values, and that the range of variation is also narrow in the case (Fig. 11) where the amount of diffused air is controlled in according to the invention in response to the variation in the vapor flow rate, compared to the results of the conventional method illustrated in FIG. 10th
Området for variation af temperaturen i hvirvellaget var på ca. ±12°C, mens den var på mindre end ca. ±0,3kg/cm2 (0,029 MPa) i det tilfælde, hvor reguleringen foregik som vist i fig. 11.The range for variation of the temperature in the vertebral layer was approx. ± 12 ° C while less than approx. ± 0.3kg / cm2 (0.029 MPa) in the case where the control was carried out as shown in FIG. 11th
15 Pig. 12 viser responskarakteristikken når damp strømmængden varieres et trin med -60% og hvor den i genvindingskammeret afgivne luftmængde i overensstemmelse med opfindelsen reguleres i afhængighed af denne variation. Også i dette tilfælde viser det sig, at tem-20 peraturen i hvirvellaget holder sig nærmest konstant, og der er et lille variationsområde for damptrykket.15 Pig. Figure 12 shows the response characteristic when the vapor flow rate is varied by a step of -60% and where the amount of air delivered in the recovery chamber according to the invention is controlled in dependence on this variation. In this case, too, it turns out that the temperature in the fluidized bed remains almost constant and there is a small range of variation of the vapor pressure.
En anden udførelsesform for opfindelsen forklares under henvisning til fig. 13, hvor udførelsesformen svarer til anvendelsen af opfindelsen på et anlæg af 25 den i fig. 1 viste art, hvor der er ét enkelt cirkulerende hvirvellag, og hvor der, med hensyn til betydning og funktion, er anvendt de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 3.Another embodiment of the invention is explained with reference to FIG. 13, wherein the embodiment corresponds to the application of the invention to a plant of the embodiment shown in FIG. 1 in which there is a single circulating vertebral layer and where, in terms of meaning and function, the same reference numerals as in FIG. Third
Fig. 14 viser en udførelsesform til brug i det 30 tilfælde, hvor der er behov for en stor kedel. Den i fig. 14 viste udførelsesform er konstrueret ved at kombinere to hvirvellagskedler af typen med indvendig cirkulation som vist i fig. 4.FIG. 14 shows an embodiment for use in the 30 case where a large boiler is needed. The FIG. 14 is constructed by combining two internal circulation fluidized boilers as shown in FIG. 4th
Som det fremgår af fig. 4 og 14 foregår driften 35 uden vanskeligheder ved tilførsel af brændsel gennem indløbet i toppen af kammeret. I det tilfælde hvor der 28 DK 166694 B1 anvendes fast brændsel, såsom kul med kulstykker af størrelser på op til få centimeter, er det hensigtsmæssigt at indføre dette brændsel i en noget lavere højde i forbrændingskammeret, fremfor fra toppen, men dog 5 ovenover overfladen på hvirvellaget, under anvendelse af et passende udstyr med f.eks. en spreder, der med roterende blade sørger for udspredning af brændslet.As shown in FIG. 4 and 14, operation 35 takes place without difficulty in supplying fuel through the inlet at the top of the chamber. In the case where solid fuel is used, such as coal with pieces of coal up to a few centimeters, it is appropriate to introduce this fuel at a somewhat lower height in the combustion chamber, rather than from the top, but above the surface of the vortex layer, using an appropriate equipment with e.g. a spreader which, with rotating blades, ensures the spread of the fuel.
Hvis anlægget kun bruges til forbrænding af fast brændsel, såsom kul kan man nøjes med en spreder af den 10 ovenfor nævnte type, uden behov for indløb i toppen.If the plant is used only for solid fuel combustion, such as coal, a diffuser of the above type can be satisfied, without the need for inlet at the top.
Man kan også indføre brændbare materialer med større legemer fra toppen og fast brændsel med sprederen på den ovenfor beskrevne måde således, at de begge forbrænder i sammenblandingen.Combustible materials with larger bodies from the top and solid fuel can also be introduced with the spreader in the manner described above, so that they both burn in the mix.
15 Hvirvellagskedler af typen med indvendig cirku lation af den ovenfor angivne art er fortrinsvis mellemstore eller store kedler. For små kedler er det ønskeligt at gøre dem mere kompakte, og fig. 15 viser en sådan udførelsesform. I den i fig. 15 viste udførelses-20 form er de varmeoverførende ledninger 65, der viser indlagt i hvirvellaget i fig. 4 orienteret i næsten vertikal retning, og de strækker sig til en udstødsgas-varmeoverførende del ovenover genvindingskammeret således, at gruppen af varmeoverførende ledninger også tje-25 ner at forbinde et vandkammer 91 ved toppen med et vandkammer 92 ved bunden.Swirl boilers of the type with internal circulation of the type mentioned above are preferably medium or large boilers. For small boilers it is desirable to make them more compact, and fig. 15 shows such an embodiment. In the embodiment shown in FIG. 15, the heat transfer lines 65, which are inserted into the vortex layer of FIG. 4 are oriented in a nearly vertical direction and extend to an exhaust gas heat transfer portion above the recovery chamber such that the group of heat transfer lines also serves to connect a water chamber 91 at the top with a water chamber 92 at the bottom.
Ved at opstille de tilnærmelsesvis vertikale fordampningskanaler i et stort antal i en fri zone i den øverste del af forbrændingskammeret og rundt omk-30 ring varmeenergigenvindingskammeret, er der mulighed for at bruge dem som organer til forstærkning af kedlens konstruktion, og afhjælpe behovet for hjælpeudstyr, f.eks. pumpe til tvangscirkulation og tilhørende rørledninger, eftersom fluidet i disse varmeoverførende 35 rørledninger og i kanalerne i hvirvellaget automatisk bringes til at cirkulere.By setting up the substantially vertical vaporization channels in a large number in a free zone in the upper part of the combustion chamber and around the heat energy recovery chamber, it is possible to use them as means for reinforcing the boiler construction and alleviating the need for auxiliary equipment, eg. forced circulation pump and associated piping since the fluid in these heat-transferring pipelines and in the invertebrate ducts is automatically circulated.
29 DK 166694 B129 DK 166694 B1
Yderligere kan man kombinere en fluid-bed-kedel og en udstødsgaskedel som en sammensat enhed således, at der økonomisk set er mulighed for at skabe en lille fluid-bed-kedel af typen med indvendig cirkulation.Further, a fluidized bed boiler and an exhaust gas boiler can be combined as a composite unit so that it is economically possible to create a small fluidized bed boiler of the internal circulation type.
5 Konstruktionen og funktionen i henhold til op findelsen beskrives yderligere herefter. Den udstødsgas der frembringes ved forbrænding i det primære forbrændingskammer, føres opad gennem den øverste del af kammeret og inden i gruppen af varmeoverførende ledninger, 10 der er opstillet langs omkredsen. Gassen danner derefter en nedadgående strøm i en retning i hovedsagen vinkelret på de varmeoverførende ledninger, medens der foregår varmeveksling. En del af den ubrændte aske, som tyngdekraften bringer til at falde ned, opsamles på 15 kollektorplader 93, og bringes til at falde i retning mod hvirvellaget i genvindingskammeret, hvori asken forbrændes yderligere på grund af dens langvarige ophold i hvirvellaget, hvilket forbedrer forbrændingseffektiviteten .5 The construction and function of the invention are further described hereinafter. The exhaust gas produced by combustion in the primary combustion chamber is passed upwardly through the upper part of the chamber and within the group of heat transfer lines arranged along the circumference. The gas then forms a downward flow in a direction substantially perpendicular to the heat transfer lines while heat exchange is taking place. Part of the unburned ash, which gravitates down, is collected on collector plates 93, and caused to fall towards the vortex layer in the recovery chamber, in which the ash is further incinerated due to its prolonged stay in the vortex, improving combustion efficiency.
20 Denne situation er særlig hensigtsmæssig, når det er kul, der forbrændes, eftersom kullets ubrændte carbon kræver længere tid til forbrænding. I andre tilfælde, hvor der benyttes anden brændsel end kul, og hvor ubrændt aske ikke bliver spredt ret meget, behøves 25 der ingen recirkulation af ubrændt aske.20 This situation is particularly appropriate when coal is incinerated, since the unburned carbon of the coal requires longer combustion. In other cases where fuel other than coal is used and where unburned ash is not dispersed quite widely, no recirculation of unburned ash is needed.
Hvad angår indløbet for brændsel, såfrem et sådan indløb forefindes, eksempelvis ved en sådan konstruktion, hvor der tilføres brændsel fra toppen, er det hensigtmæssigt at indblæse den sekundære forbræn-30 dingsluft i retning mod hvirvellagsforbrændingskammeret. Ved et sådant arrangement vil sekundærluften danner et tæppe, som forhindrer de fine brændselpartikler, såsom kulpulver i at blive spredt ud sammen med udstødsgassen fra forbrændingen, samtidigt med, at der, i 35 den frie zone i toppen foregår en effektiv omrøring og sammenblanding, der kan bidrage til opnåelse af til-Regarding the inlet of fuel, if such an inlet is present, for example, in such a construction where fuel is supplied from the top, it is appropriate to inject the secondary combustion air in the direction towards the fluidized combustion chamber. In such an arrangement, the secondary air will form a blanket which prevents the fine fuel particles, such as coal powder, from being spread out with the exhaust gas from the combustion, while at the top of the free zone at the top there is an effective stirring and mixing which can contribute to achieving
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8700530 | 1987-07-20 | ||
PCT/JP1987/000530 WO1989000659A1 (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Internal circulation type fluidized bed boiler and method of controlling same |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK128289D0 DK128289D0 (en) | 1989-03-16 |
DK128289A DK128289A (en) | 1989-05-11 |
DK166694B1 true DK166694B1 (en) | 1993-06-28 |
Family
ID=13902775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK128289A DK166694B1 (en) | 1987-07-20 | 1989-03-16 | PROCEDURE FOR MANAGING A FLUID BED BOILER AND FLUID BED BOILER FOR USE IN EXERCISING THE PROCEDURE |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0369004B1 (en) |
KR (1) | KR950007013B1 (en) |
AT (1) | ATE85682T1 (en) |
AU (1) | AU609731B2 (en) |
BR (1) | BR8707989A (en) |
CA (1) | CA1316413C (en) |
DE (1) | DE3784174T2 (en) |
DK (1) | DK166694B1 (en) |
FI (1) | FI94170C (en) |
NO (1) | NO168912C (en) |
RU (1) | RU2059150C1 (en) |
WO (1) | WO1989000659A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0629652B2 (en) * | 1987-07-13 | 1994-04-20 | 株式会社荏原製作所 | Combustion control device in fluidized bed boiler |
US5054436A (en) * | 1990-06-12 | 1991-10-08 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed combustion system and process for operating same |
DE4029065A1 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-19 | Babcock Werke Ag | Fluidized bed firing with a stationary fluidized bed |
CA2116745C (en) * | 1993-03-03 | 2007-05-15 | Shuichi Nagato | Pressurized internal circulating fluidized-bed boiler |
US5401130A (en) * | 1993-12-23 | 1995-03-28 | Combustion Engineering, Inc. | Internal circulation fluidized bed (ICFB) combustion system and method of operation thereof |
EP0722067A3 (en) * | 1995-01-12 | 1998-02-04 | KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. | Heat recovery apparatus by fluidized bed |
TW270970B (en) * | 1995-04-26 | 1996-02-21 | Ehara Seisakusho Kk | Fluidized bed combustion device |
CN101225960B (en) * | 2008-01-30 | 2010-06-09 | 重庆三峰卡万塔环境产业有限公司 | Fire box of inverse push type destructor |
US8434430B2 (en) * | 2009-09-30 | 2013-05-07 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | In-bed solids control valve |
RU2552009C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-06-10 | Евгений Михайлович Пузырёв | Mechanised grate-fired furnace |
RU2591070C2 (en) * | 2014-07-30 | 2016-07-10 | Евгений Михайлович Пузырёв | Solid-fuel boiler with vortex furnace |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1448196A (en) * | 1972-10-20 | 1976-09-02 | Sprocket Properties Ltd | Fluidised bed incinerators |
GB1475992A (en) * | 1974-04-11 | 1977-06-10 | Fluidfire Dev | Apparatus in which combustion takes place in a fludised bed |
GB1604314A (en) * | 1978-05-31 | 1981-12-09 | Appa Thermal Exchanges Ltd | Fluidised bed combusters |
US4301771A (en) * | 1980-07-02 | 1981-11-24 | Dorr-Oliver Incorporated | Fluidized bed heat exchanger with water cooled air distributor and dust hopper |
US4419330A (en) * | 1981-01-27 | 1983-12-06 | Ebara Corporation | Thermal reactor of fluidizing bed type |
JPS57124608A (en) * | 1981-01-27 | 1982-08-03 | Ebara Corp | Fluidized bed type heat-reactive furnace |
CA1285375C (en) * | 1986-01-21 | 1991-07-02 | Takahiro Ohshita | Thermal reactor |
-
1987
- 1987-07-20 AT AT87904742T patent/ATE85682T1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-07-20 RU SU874742806A patent/RU2059150C1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-07-20 DE DE8787904742T patent/DE3784174T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-20 EP EP87904742A patent/EP0369004B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-20 KR KR1019890700489A patent/KR950007013B1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-07-20 WO PCT/JP1987/000530 patent/WO1989000659A1/en active IP Right Grant
- 1987-07-20 AU AU77088/87A patent/AU609731B2/en not_active Ceased
- 1987-07-20 BR BR8707989A patent/BR8707989A/en not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-06-30 CA CA000570806A patent/CA1316413C/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-16 DK DK128289A patent/DK166694B1/en not_active IP Right Cessation
- 1989-03-17 NO NO89891168A patent/NO168912C/en unknown
- 1989-12-28 FI FI896301A patent/FI94170C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO891168L (en) | 1989-04-06 |
EP0369004A1 (en) | 1990-05-23 |
DK128289A (en) | 1989-05-11 |
NO891168D0 (en) | 1989-03-17 |
BR8707989A (en) | 1990-05-22 |
AU609731B2 (en) | 1991-05-09 |
EP0369004B1 (en) | 1993-02-10 |
DE3784174D1 (en) | 1993-03-25 |
FI896301A0 (en) | 1989-12-28 |
KR950007013B1 (en) | 1995-06-26 |
NO168912C (en) | 1992-04-15 |
DE3784174T2 (en) | 1993-09-02 |
RU2059150C1 (en) | 1996-04-27 |
ATE85682T1 (en) | 1993-02-15 |
KR890701950A (en) | 1989-12-22 |
CA1316413C (en) | 1993-04-20 |
WO1989000659A1 (en) | 1989-01-26 |
EP0369004A4 (en) | 1990-10-24 |
NO168912B (en) | 1992-01-06 |
FI94170C (en) | 1995-07-25 |
FI94170B (en) | 1995-04-13 |
AU7708887A (en) | 1989-02-13 |
DK128289D0 (en) | 1989-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0006307B1 (en) | Boiler | |
CA1107586A (en) | Circulating fluidised bed boiler | |
US4938170A (en) | Thermal reactor | |
EP0103613B1 (en) | Fast fluidized bed boiler | |
CA1154335A (en) | Fluidized bed heat exchanger with water cooled air distributor and dust hopper | |
US4688521A (en) | Two stage circulating fluidized bed reactor and method of operating the reactor | |
US4473033A (en) | Circulating fluidized bed steam generator having means for minimizing mass of solid materials recirculated | |
EP0574176B1 (en) | Fluidized bed reactor system and method having a heat exchanger | |
DK166694B1 (en) | PROCEDURE FOR MANAGING A FLUID BED BOILER AND FLUID BED BOILER FOR USE IN EXERCISING THE PROCEDURE | |
EP0436759B1 (en) | A system for treating waste material in a molten state | |
PL177992B1 (en) | Method of protecting a superheater i a circulating fluidised bed combustion system | |
US5954000A (en) | Fluid bed ash cooler | |
PL176693B1 (en) | Method of and apparatus for heat recovering in a fluidized bed reactor | |
US5005528A (en) | Bubbling fluid bed boiler with recycle | |
US5138982A (en) | Internal circulating fluidized bed type boiler and method of controlling the same | |
US4454838A (en) | Steam generator having a circulating fluidized bed and a dense pack heat exchanger for cooling the recirculated solid materials | |
CN103339442B (en) | Method to enhance operation of circulating mass reactor and reactor to carry out such method | |
EP0028458B1 (en) | Fluidised-bed boilers | |
JPH0756361B2 (en) | Fluidized bed heat recovery apparatus and control method thereof | |
Qing et al. | VALIDITY OF AN EXPERT SYSTEM FOR OIL SHALE-FIRED CFB BOILER DESIGN AND PERFORMANCE ANALYSIS. | |
Basu et al. | Design Considerations | |
JPH0399106A (en) | Fuel supply for fluidized bed burner | |
KR850000950B1 (en) | Control method for a heater with fluidised bed | |
JPH0370124B2 (en) | ||
Basu et al. | Fluidized Bed Boilers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B1 | Patent granted (law 1993) | ||
PBP | Patent lapsed |
Country of ref document: DK |