FI108251B - Method and device for increasing the capacity of a boiler plant - Google Patents

Method and device for increasing the capacity of a boiler plant Download PDF

Info

Publication number
FI108251B
FI108251B FI990402A FI990402A FI108251B FI 108251 B FI108251 B FI 108251B FI 990402 A FI990402 A FI 990402A FI 990402 A FI990402 A FI 990402A FI 108251 B FI108251 B FI 108251B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fuel
boiler
gas
fireplace
air
Prior art date
Application number
FI990402A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI990402A (en
FI990402A0 (en
Inventor
Jukka Hirvenoja
Original Assignee
Imatran Voima Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI963459A external-priority patent/FI963459A0/en
Application filed by Imatran Voima Oy filed Critical Imatran Voima Oy
Priority to FI990402A priority Critical patent/FI108251B/en
Publication of FI990402A0 publication Critical patent/FI990402A0/en
Publication of FI990402A publication Critical patent/FI990402A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI108251B publication Critical patent/FI108251B/en

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

108251108251

Menetelmä ja sovitelma kattilalaitoksen kapasiteetin nostamiseksi 5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä kattilalaitoksen tuottaman kapasiteetin nostamiseksi sekä energian tuotannossa ja polttoaineen käsittelykapasiteettina. Keksintö soveltuu muun muassa sähkötehon osuuden lisäämiseen erityisesti kerrosleijukatti-10 loita käyttävissä laitoksissa ja soodakattiloiden kapasiteetin nostamiseen.The present invention relates to a process for increasing the capacity of a boiler plant as well as to energy production and fuel treatment capacity according to the preamble of claim 1. The invention is suitable, among other things, for increasing the proportion of electric power, especially in plants using fluidized bed boilers and for increasing the capacity of recovery boilers.

Keksinnön kohteena on myös sovitelma menetelmän toteuttamiseksi.The invention also relates to an arrangement for carrying out the method.

15 Höyrykattilalaitoksissa sähkötehoa tuotetaan höyryturbiinissa polttoaineen lämpötehon avulla kuumennetulla höyryllä. Suurta osaa lämpöenergiasta ei kuitenkaan voida käyttää höyryturbiinin pyörittämiseen, vaan turbiinista 20 tuleva matalalämpötilainen höyry lauhdutetaan tai sen sisältämä lämpö johdetaan kaukolämpöverkkoon. Jos lämmön tarve on riittävän suuri, laitoksen kokonaishyötysuhde on hyvä, koska kaikki tuotettu energia voidaan käyttää hyväksi. Tavallisesti kuitenkin sähkön tarve on suurempi kuin 25 lämpöenergian ja koska lämpöä ei voida johtaa kovin kauas laitoksesta, lämpöenergiaa menee hukkaan. Niinpä olisi edullista kasvattaa sähköntuotannon osuutta, jotta laitosten tuottaman energian laatu vastaisi paremmin tarvetta. Lisäksi olisi edullista pystyä säätämään tuotetun sähkö-30 energian ja lämpöenergian suhdetta energian tarpeen mukaan.15 In steam boiler plants, electric power is generated in a steam turbine with steam heated by the thermal power of the fuel. However, much of the thermal energy cannot be used to rotate the steam turbine, but the low-temperature steam from the turbine 20 is condensed or the heat contained in it is fed to the district heating network. If the heat demand is high enough, the overall efficiency of the plant is good, since all the energy produced can be utilized. Usually, however, the need for electricity is greater than 25 thermal energy and, since heat cannot be conducted very far from the plant, thermal energy is wasted. Therefore, it would be advantageous to increase the share of electricity production so that the quality of energy produced by the plants better meets the need. In addition, it would be advantageous to be able to adjust the ratio of electrical energy produced to thermal energy according to the energy requirement.

1' Eräs järjestely polttamiseen on kerrosleijukattila. Kerros- leijukattilassa tyypillisesti kiinteä polttoaine poltetaan kattilan tulipesässä vaiheistettuna. Tulipesän alaosassa 35 sijaitsevassa leijukerroksessa, jossa polttoaine ja inertti petimateriaali leijuvat sekoittuneina kattilan alaosasta tulevien ilmasuihkujen varassa, on ali-ilmaiset olosuhteet, ♦ 108251 2 joten polttoaine ei pala leijukerroksessa loppuun, vaan haihtuvat komponentit kaasuuntuvat. Leijukerroksen yläpuolisessa osassa, jota kutsutaan freeboardiksi, kaasuuntunut polttoaine poltetaan loppuun leijukerroksen yläpuolelle 5 syötettävien sekundääri- ja tertiääri-ilmojen avulla. Lei-jukerroksen lämpötila on tyypillisesti 700 - 900 astetta ja polttoaine syötetään sinne pudottamalla tai tunkijaruuvin avulla. Leijukerros pidetään leijutilassa kerroksen alapuolelta syötettävällä primääri-ilmamäärällä, joka on tyypil-10 lisesti noin 40% kattilaan syötettävästä kokonaisilmamää-rästä. Loput 60 % ilmasta syötetään leijukerroksen yläpuoliseen freeboardiin tyypillisesti noin 4-8 metriä leijuker-roksen pinnan yläpuolelle. Leijukerroksessa polttoaine kaasuuntuu, jolloin haihtuvat ainekset nousevat freeboardiin, 15 jossa ne poltetaan vaiheistetun ilmansyötön avulla.1 'One arrangement for combustion is a fluidized bed boiler. In a fluidized bed boiler, solid fuel is typically burned in a boiler furnace in a stepwise fashion. In the fluidized bed at bottom 35 of the furnace, where the fuel and the inert bed material float mixed with the air jets from the bottom of the boiler, there are underfree conditions, so that the fuel does not burn in the fluidized bed and the volatile components are gasified. In the part above the fluidized bed, called the freeboard, the gassed fuel is burned to completion by means of secondary and tertiary air supplied above the fluidized bed 5. The temperature of the Lei layer is typically 700 to 900 degrees and the fuel is fed there by dropping or by means of a jack screw. The fluidized bed is maintained in the fluidized bed by the amount of primary air supplied below the bed, which is typically about 40% of the total amount of air fed to the boiler. The remaining 60% of the air is fed to the freeboard above the fluidized bed, typically about 4-8 meters above the surface of the fluidized bed. In the fluidized bed, fuel is gasified, whereupon the volatile matter rises to the freeboard where it is burned by a stepwise supply of air.

Palaminen voidaan jakaa leijukattiloissa neljään vyöhykkeeseen seuraavalla tavalla:Combustion in fluidized bed boilers can be divided into four zones as follows:

Leijukerros, jossa polttoaine kaasuuntuu ja 20 jäännöskoksi· palaa noin 750-900 asteen lämpötilas sa. Leijukerros pidetään leijutilassa puhaltamalla sen lävitse arinan avulla riittävä ilmamäärä .A fluidized bed in which the fuel gasifies and 20 residual coke · burns at a temperature of approximately 750 to 900 degrees Celsius. The fluidized bed is held in a fluidized space by blowing through it with sufficient air through a grate.

Leijukerroksen yläpuolella oleva noin 3-5 met-25 riä korkea leijukerroksen roiskealue, johon ei yleensä syötetä lisää ilmaa. Tällä alueella ei kaasun koostumuksessa tapahdu voimakkaita muutoksia, primääri-ilman loppu vapaa happi kuitenkin reagoi polttoaineen kanssa kehittäen lämpöä.Above the fluidized bed, a splash zone of about 3 to 5 ft-25 ft, which is generally not fed with additional air. In this region, there is no significant change in the composition of the gas, however, the remaining free oxygen in the primary air reacts with the fuel to generate heat.

. 30 - Roiskealueen yläpuolelle syötetään sekundääri- • ilmaa jolloin kaasut palavat ja lämpötila nousee.. 30 - Secondary air is injected above the splash • area, causing the gases to burn and the temperature to rise.

Tyypillisesti lämpötila tällä alueella on 800 -1400 astetta.Typically, the temperature in this range is from 800 to 1400 degrees.

- Ylimpänä, ennen ensimmäisiä savukaasuvirtaan 35 tunkeutuvia lämmönsiirtimiä, on loppuunpalamis- . vyöhyke, jossa palamisen ilmakerroin nostetaan yli 3 108251 yhden ja yli-ilman avulla annetaan kaasujen ja hiukkasten palaa loppuun.- At the top, before the first 35 heat exchangers entering the flue gas stream, there is a burn-out. a zone in which the combustion air factor is increased to more than 3,108,251 by one and the excess air is allowed to burn off gas and particles.

Leijutusilmamäärä kattiloiden tulipesissä vastaa hyvin pit-5 källe ilmamääriä, mitä käytetään tyypillisissä leijukerros-kaasuttimissa, ja siten kaasun koostumus leijukerroksen pinnan yläpuolella ja sekundääri-ilmojen alapuolella vastaa erityisissä kaasuttimissa tuotettavaa kaasua, jonka lämpö-arvo poltettaessa on vielä suhteellisen hyvä. Tämä on näh-10 tävissä voimakkaasta lämpötilan noususta sekundääri-ilmojen syöttämisen jälkeen.The amount of fluidized air in the furnaces of the boilers corresponds very well to the amounts of air used in typical fluidized bed gasifiers, and thus the composition of the gas above the fluidized bed surface and below the secondary air corresponds to the gas produced in special gasifiers. This can be seen in the sharp rise in temperature after the secondary air supply.

Kiertoleijukattiloissa leijuväliaine kiertää kattilan yläosan kautta tulipesän sivulla olevaan sykloniin, jossa 15 savukaasut ja leijuväliaine erotetaan toisistaan. Leijuvä-liaine palautetaan takaisin kattilan alaosaan ja palau-tusyhteeseen syötetään käytettävä polttoaine. Kaasut johdetaan konvektio-osaan kun niistä on erotettu kiinteät partikkelit. Tulipesään palautuvaan partikkelivirtaan sekoit-20 tuu ainoastaan kaasulukon tarvitsema kaasumäärä. Niinpä polttoaineen, leijuväliaineen ja kiertävän kaasun seos on erittäin ali-ilmaista, joten ennen kuin polttoaine joutuu tulipesään, se kaasuuntuu voimakkaasti. Kiertoleijukattiloissa paloilma johdetaan leijupetikattiloiden tapaan tuli-25 pesään sen alaosasta ylöspäin puhaltamalla ja tulipesän alaosaan sijoitettujen yhteiden kautta. Palamisilman vaiheistus tapahtuu lähes pelkästään tulipesän huonon vaakasuuntaisen sekoittumisen vaikutuksesta. Kiertoleijukatti-lassa polttoaine sekoittuu ilmaan pääasiassa korkeussuun-. 30 nassa ja vaakasuunnassa sekoittuminen on hidasta, joten • polttoaineen syöttökohtien läheisyydessä on voimakkaasti ali-ilmaisia kohtia, jossa polttoaine kaasuuntuu ja polttoaineen loppuun palaminen tapahtuu sen siirtyessä tulipesäs-sä ylöspäin.In circulating fluidized bed boilers, the fluid medium circulates through the top of the boiler to the cyclone on the side of the furnace, where the flue gases and fluidized media are separated. The fluid fluid is returned to the bottom of the boiler and the fuel used is fed to the recovery unit. The gases are introduced into the convection part after the solid particles have been separated. The particle stream returned to the furnace mixes only the amount of gas required by the gas trap. Thus, the mixture of fuel, fluid medium and circulating gas is extremely under-expressed, so that before the fuel enters the furnace, it gasifies strongly. In circulating fluidized bed boilers, as in fluidized bed boilers, the combustion air is led to the fire-chamber by blowing upwards from its lower part and through the connections located in the lower part of the furnace. The phasing of the combustion air is almost exclusively due to poor horizontal mixing of the furnace. In a circulating fluidized bed boiler, the fuel mixes with air mainly in the vertical direction. Due to the slow mixing in the horizontal and horizontal direction, • there are strongly under-exposed areas near the fuel feed points where gasification of the fuel and combustion of the fuel occurs as it moves upstream of the furnace.

35 . , . Vaiheistamisen takia on mahdollista poistaa kaasua tulipe- 108251 4 sän kaasutusalueelta ja käyttää sitä kaasuturbiinin sisään-tulolämpötilaa polttamalla poistettua kaasua kaasuturbiinin polttokammiossa. Koska suurin leijukerroskattilan korkein lämpötila on 900°C, kaasuturbiinin hyötysuhde olisi muutoin 5 huono savukaasujen matalan lämpötilan takia ja poistetun kaasun polttaminen lisää hyötysuhdetta merkittävästi nostamalla sisääntulolämpötilaa. Tätä menetelmää kutsutaan "top-pingiksi" ja sitä käytetään pääasiassa kombivoimalaitoksis-sa. Tässä menetelmässä tulipesä on paineistettava jotta 10 palokaasuja ja poistettua kaasua voidaan käyttää kaasutur-biinissa. Topping ei lisää kattilan kokonaistehoa eikä poistetun kaasun määrää vastaavaa määrää lisäpolttoainetta voida syöttää kattilaan. Toppinprosesseja on kuvattu esimerkiksi julkaisuissa EP 340 351 ja WO 94/02711.35. ,. Due to the phasing, it is possible to remove gas from the gasification area of the combustion chamber and to operate it at the inlet temperature of the gas turbine by burning the removed gas in the combustion chamber of the gas turbine. Since the highest fluidized bed boiler has a maximum temperature of 900 ° C, the efficiency of the gas turbine would otherwise be poor due to the low temperature of the flue gases, and combustion of the evacuated gas increases the efficiency significantly by increasing the inlet temperature. This method is called "top-ping" and is mainly used in combined-cycle power plants. In this method, the furnace must be pressurized so that the combustion gases and the exhaust gas can be used in a gas turbine. Topping does not increase the total power of the boiler, nor can additional fuel equal to the amount of gas removed be fed into the boiler. Top processes are described, for example, in EP 340 351 and WO 94/02711.

15 Ö1jypolttimissa ja hiilipölypolttimissa vaiheistus tapahtuu polttimen liekissä eri vaiheissa liekkiin johdettavien ilmavirtojen avulla. Seinäpolttopolttimissa, joita nykyisin pääasiassa käytetään, polttoaine syötetään tavallisesti 20 pyörähdyssymmetrisen polttimen keskeltä ja poltto- ainekanavan tai - suuttimen ympärillä tavallisesti kaksi ilmansyöttökanavaa. Lähellä polttoaineen syöttökohtaa liekki on hyvin ali-ilmainen ja pelkistävä ja tällä alueella tapahtuu voimakasta kaasuuntumista. Polttoaine poltetaan 25 loppuun liekkiin vaiheittain johdettavilla sekundääri- ja tertiääri-ilmoilla. Näiden lisäksi tulipesän yläosaan voidaan johtaa lisäilmaa tarvittaessa.In oil burners and coal dust burners, the phasing is carried out in different stages of the burner flame by means of air flows to the flame. In wall burners, which are mainly used today, fuel is usually fed from the center of a rotation symmetric burner and usually two air supply channels around the fuel passage or nozzle. Near the fuel feed point, the flame is very sub-free and reducing and there is strong gasification in this area. The fuel is burned to the end of 25 by secondary and tertiary signals fed in stages to the flame. In addition, additional air can be supplied to the top of the furnace if required.

Soodakattilassa poltetaan mustalipeää ruiskuttamalla sitä . . 30 kattilaan sopivalta korkeudelta. Mustalipeäpisara kuivuu ja palaa osittain pudotessaan ja kattilan pohjalle muodostuu hehkuva keko. Myös soodakattilan ilmat tuodaan vaiheiste-tusti eri korkeuksilta ja palaminen on täydellistä vasta kaikkien ilmarekisterien jälkeen. Siten soodakattilan ala-35 osa toimii samalla vaiheistetulla periaatteella kuin ker-rosleijukattilakin.In a boiler for soda, black liquor is injected by spraying it. . 30 boilers at a suitable height. The black liquor droplet dries and partially burns when dropped, forming a glowing clump at the bottom of the boiler. The air from the recovery boiler is also phased in at different heights and the combustion is complete only after all the air registers. Thus, the lower-35 portion of the recovery boiler operates on the same phased principle as the fluidized bed boiler.

5 108251 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla vaiheistetusta toimivan kattilan tehoa voidaan nostaa ja erityisesti sen tuottaman sähkötehon osuutta 5 lisätä.It is an object of the present invention to provide a method by which the power of a phased boiler can be increased and in particular the proportion of electric power 5 produced by it.

Keksintö perustuu siihen, että vaiheistetussa poltossa imetään tulipesän ali-ilmaiselta alueelta kaasua, joka poltetaan erikseen erillisessä kaasuturbiinissa tai erillisessä 10 kattilassa. Tulipesään tai polttimeen voidaan tällöin syöttää likimain imetyn kaasumäärän lämpömäärää vastaava määrä lisäpolttoainetta poistetun lämpömäärän kompensoimiseksi.The invention is based on the fact that in stepwise combustion, gas is sucked from the under-exposed area of the furnace, which is burned separately in a separate gas turbine or in a separate boiler. The furnace or burner can then be supplied with an amount of additional fuel approximately equal to the heat of the suction gas to compensate for the heat removed.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle 15 on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method 15 of the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 13 tunnusmerk-20 kiosassa.The device according to the invention, in turn, is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 13.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.The invention provides considerable advantages.

** 25** 25

Keksinnön avulla voidaan nostaa edullisesti olemassa olevan voimalaitoksen tuotantokapasiteettia ja sähköntuotanto-hyötysuhdetta kun polttoaineen palamisen alkuvaiheessa -muodostamaa palamiskelpoista kaasua imuroidaan tulipesän 30 ulkopuolelle tehoa tuottavaan hyötykäyttöön. Palamisessa • muodostuu aina ensin palamiskelpoista kaasua, joka palaa loppuun, jos happea on riittävästi ja lämpötila on riittävä. Imuroitavan kaasun maksimimäärä riippuu polttoaineesta, mutta vastaa suuruusluokaltaan polttoaineen haihtuvien 35 komponenttien muodostamaa kaasumäärää. Vanhaan prosessiin tehtävät muutokset ovat pieniä ja kohdistuvat pääasiassa 108251 6 automaatioon. Hyötyä voidaan myös saada halvemman kaukoläm-pötehon muodossa, mikäli laitoksella on kaasu- tai öljykat-tila, jossa tuotekaasu voidaan polttaa. Menetelmä sopii hyvin pienten energialaitosten kulutushuippujen tasaami-5 seen,koska sen avulla saadaan samasta kattilasta tarvittaessa edullisesti lisäenergiaa eikä kallista kaasumaista tai nestemäistä tarvitse käyttää. Keksintöä voidaan soveltaa monenlaisiin laitoksiin, kunhan vaan poltto tapahtuu joko kattilassa tai polttimessa riittävän vaiheistettuna.The invention can advantageously increase the production capacity and power generation efficiency of an existing power plant when the combustible gas formed in the early stages of fuel combustion is vacuumed off outside the furnace 30 for efficient use. Combustion • always produces a flammable gas first, which burns completely if there is sufficient oxygen and temperature. The maximum amount of gas to be vacuumed depends on the fuel but corresponds to the amount of gas formed by the volatile components of the fuel. Changes to the old process are minor and mainly concern 108251 6 automation. Benefits can also be obtained in the form of cheaper district heating if the plant has a gas or oil boiler space where product gas can be burned. The method is well suited for leveling the consumption peaks of small power plants, because it provides advantageous additional energy from the same boiler when needed and does not require the use of expensive gaseous or liquid. The invention can be applied to a variety of plants as long as the incineration is carried out either in a boiler or in a burner with sufficient phases.

10 Järjestelmän ja erityisesti kaasutusosuuden toimintaa tasapainottaa se, että kaasutusprosessi toimii suuren ja vakaan prosessin sivulinjana, eikä ole siksi yhtä herkkä häiriöille kuin pienet kaasuttimet, joissa kaasutusprosessin on 15 tuotettava myös kaasutuksessa tarvittava lämpö, jolloin tuotettavan kaasun laadusta voidaan joutua tinkimään. Keksinnön mukaisessa prosessissa kaasutuksessa tarvittavaa lämpöä saadaan palamisprosessin avulla, koska lämpöä säteilee loppuunpalamisvyöhykkeestä alas leijukerrokseen ja 20 pitää yllä polttoaineen kaasuuntumista.10 The operation of the system, and in particular of the gasification portion, is balanced by the fact that the gasification process serves as a side-line of a large and stable process and is therefore less sensitive to interference than small gasifiers where the gasification process 15 must also produce the heat required for gasification. In the process of the invention, the heat required for gasification is obtained by the combustion process, since heat is radiated from the exhaust zone down to the fluidized bed and maintains gasification of the fuel.

Kaasun imurointi kattilasta ei pienennä kattilan tehoa vaan samassa kattilassa voidaan syöttää primääri-ilman syöttö-alueelle enemmän polttoainetta, eli polttoainetta voidaan 25 kaasuttaa entistä enemmän, mutta siinä poltetaan tulipesän yläosassa loppuun vain se kaasumäärä kuin aiemminkin. Kaasutuksella saatavaa lisätehoa rajoittaa pedin lämpötilan lasku ja se, ettei leijutusnopeutta tai soodakattilassa alimpien ilmojen (primääri-ilma ) määrää voi nostaa kuin 30 tietyissä rajoissa, jotta kattilan toiminta ei häiriintyi-. si. Suuresta kattilasta voidaan kuitenkin saada huomattava polttoainelisäteho, jolla voidaan korvata kaasuturbiinin tai kaasukattilan kallista polttoainetta. Polttoainetehon lisäys voi olla jopa 20 - 30%.Vacuuming the gas from the boiler does not reduce the efficiency of the boiler, but more fuel can be fed into the same boiler, ie more fuel can be gasified, but only the amount of gas burned at the top of the furnace as before. The additional power obtained by gasification is limited by the decrease in the temperature of the bed and the fact that the fluidization rate or the amount of the lowest air (primary air) in the recovery boiler cannot be increased beyond 30 within certain limits so as not to disrupt the boiler. si. However, a large boiler can provide considerable fuel surcharge to replace the expensive fuel in a gas turbine or gas boiler. The increase in fuel efficiency can be up to 20-30%.

3535

Paineistamattomasta kattilasta tulevan ilmanpaineisen kaa- 7 108251 sun puhdistaminen ja jäähdyttäminen puristusta varten on edullista, joten tarvittavien lisälaitteiden kustannukset jäävät kohtuullisiksi. Sellutehtaissa soodakattilan tuottama kaasu voidaan käyttää meesauunin, tulistuskattilan 5 kaasuturbiinin tai apukattilan polttoaineena.It is advantageous to purify and cool the pressurized gas from an unpressurized boiler for compression, so that the cost of the necessary accessories remains reasonable. In pulp mills, the gas produced by the recovery boiler can be used as fuel for a lime kiln, a supercharger 5 gas turbine or an auxiliary boiler.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

10 Kuvio 1 esittää yhtä keksinnön suoritusmuotoa.Figure 1 illustrates one embodiment of the invention.

Kuvio 2 esittää toista keksinnön suoritusmuotoa.Figure 2 illustrates another embodiment of the invention.

Kuvio 3 esittää kolmatta keksinnön suoritusmuotoa.Figure 3 illustrates a third embodiment of the invention.

1515

Kuvio 4 esittää neljättä keksinnön suoritusmuotoa.Figure 4 shows a fourth embodiment of the invention.

Kuvio 5 esittää viidettä keksinnön suoritusmuotoa.Figure 5 illustrates a fifth embodiment of the invention.

20 Kuvio 6 esittää kuudetta keksinnön suoritusmuotoa.Figure 6 shows a sixth embodiment of the invention.

Keksintö perustuu kaasun imemiseen vaiheistetussa poltossa alueelta, jossa liekki on voimakkaasti ali-ilmainen ja jossa muodostuu kaasua, joka poltetaan edelleen syöttämällä 25 siihen ilmaa. Kerrosleijukattilassa kaasu imetään kattilan 1 tulipesästä 24 alueelta, jossa kaasun laatu on paras mahdollinen. Imuroitu kaasu puhdistetaan ja puristetaan korkeaan paineeseen, jolloin se voidaan käyttää esimerkiksi kaasuturbiinin polttoaineena. Siten muodostuu varsin yk-30 sinkertaisesti ilmanpaineinen kaasutin, ja voidaan tehok-I kaasti nostaa sähköntuotantohyötysuhdetta tai polttoainete hoa myös vanhoilla laitoksilla.The invention is based on the suction of gas in phased combustion from an area where the flame is strongly sub-free and produces gas which is further burned by supplying air to it. In a fluidized bed boiler the gas is drawn from the furnace 24 of the boiler 1 from the area where the gas quality is best. Vacuumed gas is cleaned and pressurized to high pressure so that it can be used, for example, as a gas turbine fuel. This generates quite a single to thirty gas pressure carburettor, and can efficiently increase power generation efficiency or fuel efficiency in older plants as well.

Keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi kerrosleijukat-35 tiloiden yhteydessä. Kerrosleijukattilassa 1 tulipesän 24 alaosassa on ilmasuuttimia 2, joista puhalletaan ylöspäin 108251 s ilmaa suuttimien yläpuolella olevaan leijukerrokseen 1. Leijuväliaineena on tavallisesti hiekka. Polttoaine syötetään yhteiden 4 kautta ja se muodostaa leijuväliaineen kanssa leijuvan pedin, jossa polttoaine ja ilma sekoittuvat 5 tehokkaasti. Leijutusilman nopeuden tulee olla riittävän pieni, jotta leijukerros pysyy riittävän matalana. Leiju-tusilma on samalla kattilan 1 primääri-ilmaa, jonka osuus on noin 40% kattilan kokonaisilmamäärästä, joten ilmamäärä ei riitä polttamaan polttoainetta loppuun. Tehokkaan sekoi-10 tuksen ansiosta polttoaine reagoi kuitenkin hyvin käytettävissä olevan ilmamäärän kanssa ja kaasuuntuu hyvin. Kaa-suuntumistehokkuutta parantaa kattilan yläosasta säteilevä lämpö.The invention can be applied, for example, in connection with layered floating-35 spaces. The fluidized bed boiler 1 has air nozzles 2 at the lower part of the furnace 24, from which up to 108251 s of air are blown up into the fluidized bed 1 above the nozzles. The fluid medium is usually sand. The fuel is fed through the connections 4 and forms a bed floating with the fluid medium where the fuel and air 5 are effectively mixed. The velocity of the fluidizing air should be low enough to keep the fluidized bed low enough. At the same time, the floating air is the primary air of the boiler 1, which accounts for about 40% of the total amount of air in the boiler, so that the amount of air is not sufficient to burn up the fuel. However, due to efficient mixing, the fuel reacts well with the amount of air available and gasifies well. The heat emitted from the top of the boiler improves the boiler efficiency.

15 Leijukerroksen 3 yläpuolella on roiskealue 9, johon kohoaa leijuväliaineen ja kaasuuntumattornien polttoainehiukkasten suihkuja. Tälle alueelle ei lisätä ilmaa, joten siinä ainoastaan polttoaine reagoi lopun vapaan hapen kanssa. Varsinainen kaasuuntuneen polttoaineen poltto tapahtuu ylempä-20 nä kattilassa. Roiskealueen 9 yläpuolella kattilaan syötetään sekundääri-ilmayhteiden 5 kautta lisäilmaa, jolloin kaasuuntunut polttoaine syttyy ja tässä kerroksessa lämpötila nousee alueelle 800 - 1400°C. Sekundääri-ilmaa syötetään niin paljon, että kokonaisilmakerroin nousee lähelle 25 yhtä, joten polttoaine palaa tässä kerroksessa lähes loppuun. Loppu ilma syötetään tertiääri-ilmayhteiden 6 kautta loppuunpalamisvyöhykkeeseen 11, jossa pyritään polttamaan kaikki jäljellä olevat kaasut ja hiukkaset.Above the fluidized bed 3 there is a splash zone 9 in which jets of fluid particles and gas particles of the gasification towers rise. No air is added to this area, so only the fuel reacts with the rest of the free oxygen. The actual combustion of the gaseous fuel takes place in the upper 20 boiler. Above the splash zone 9, additional air is supplied to the boiler via the secondary air ducts 5, whereupon the gaseous fuel is ignited and the temperature in this layer rises to between 800 and 1400 ° C. Secondary air is fed so much that the total air factor rises to about 25, so that the fuel in this floor is almost exhausted. The rest of the air is fed through the tertiary air connections 6 to the burn-out zone 11, which aims to burn any remaining gases and particles.

: 30 Loppuunpalamisvyöhykkeeltä 24 savukaasut nousevat kattilan - 1 yläosaan, jossa on ensimmäiset lämmönvaihtimet, jotka ovat yleensä höyrypiirin tulistimia 7. Tulistimilta 7 savukaasut johdetaan konvektiokanavassa oleville lämmönvaihti-mille 8 ja edelleen puhdistukseen ja piippuun.From the burnout zone 24, the flue gases rise to the top of the boiler - 1, which has first heat exchangers, which are generally steam circuit superheaters 7. From the superheaters 7, the flue gases are led to the heat exchangers 8 in the convection duct and further to cleaning and chimney.

35 9 10825135 9 108251

Kaasuturbiinin tai erillisen kattilan polttoaineena käytettävää kaasua imuroidaan kattilasta 1 leijukerroksen yläpuolella sijoitettujen yhteiden 12 kautta. Yhteet voidaan sijoittaa monella tavalla, mutta kaasu on imuroitava katti-5 lasta tasaisesti, jotta tulipesän 24 virtaukset eivät häiriydy liikaa. Edullisesti imuyhteet sijoitetaan tasaisesti ympäri kattilan seinämiä samalla avoin kuin ilmansyöttöyh-teetkin. Jotta tulipesästä 24 saataisiin sitä kaasua mitä halutaankin eikä imuroida ylempää tulipesästä loppuunpa-10 lanutta kaasua, jonka polttaminen ei enää onnistu, kaasun imurointlyhteet 12 on sijoitettava sekundääri-ilmayhteiden 5 alapuolelle. Imuroidussa kaasussa on epäpuhtauksia ja leijuväliainetta, joita ei voida päästää esim. kaasutur-biiniin. Kaasun puhdistus tehdään sinänsä tunnetulla taval-15 la, ensimmäisenä puhdistusvaiheena ainakin leijukattilassa on edullisimmin sykloni 14, tai muu karkeita hiukkasia erottava laite. Syklonista 13 erotetut hiukkasmaiset epäpuhtaudet ja leijuntaväliaine johdetaan yhteen 14 kautta takaisin leijupetiin 3.The gas used as fuel for the gas turbine or the separate boiler is vacuumed from the boiler 1 through the connections 12 located above the fluidized bed. The connections can be arranged in many ways, but the gas must be vacuumed evenly to prevent the furnace 24 currents from being unduly disturbed. Preferably, the inlet connections are evenly spaced around the walls of the boiler while being as open as the air supply connections. In order to obtain the desired gas from the furnace 24 and not to vacuum the exhaust gas from the upper furnace 10 which can no longer be burned, the gas extraction ports 12 must be located below the secondary air connections 5. The evacuated gas contains impurities and fluid fluid which cannot be discharged e.g. into a gas turbine. The gas purification is carried out in a manner known per se, the first purification step at least in the fluidized bed boiler being preferably cyclone 14, or other apparatus for separating coarse particles. The particulate contaminants separated from the cyclone 13 and the fluidizing medium are fed back through the fluidized bed 3 via a single 14.

2020

Turbiinikäyttöä varten puhdistustulos viimeistellään pesurilla 16, jonne kaasu johdetaan linjalla 15 tai kuumankes-tävin suodattimin. Pesurin 16 etuna on se, että siinä kaasua voidaan samalla jäähdyttää. Pesurin 16 jälkeen kaasu 25 johdetaan linjalla 17 kompressoriin, jolla kaasu puristetaan käyttöpaineeseen ja tuotekaasu johdetaan linjalla 20 poltettavaksi tai käytetään muuten hyödyksi. Jos kaasu poltetaan lisäpolttokattilassa, puhdistukseksi saattaa riittää pelkkä syklonierotus ja komprimointia ei välttämättä tarvi-l 30 ta. Kompressoria 18 pyöritetään erillisellä moottorilla 19 -v - tai komperessori voi olla kaasuturbiinin kompressori, jos tuotekaasu johdetaan suoraan turbiinin imuilmaan.For turbine operation, the cleaning result is completed by a scrubber 16, where the gas is led by line 15 or by heat-resistant filters. The advantage of the scrubber 16 is that it can cool the gas there. After scrubber 16, the gas 25 is led in line 17 to a compressor for compressing the gas to operating pressure and the product gas in line 20 to be incinerated or otherwise utilized. If the gas is burned in an auxiliary combustion boiler, purification by simple cyclone separation may be sufficient and compression may not be necessary. The compressor 18 is rotated by a separate motor 19 -v or the compressor may be a gas turbine compressor if the product gas is directly fed to the turbine intake air.

Kuviossa 2 esitetyssä ratkaisussa sykloni 21 on sijoitettu 35 tulipesän 24 sisälle leijupetiin 3. Kaasu imetään sykloniin ... 21 putken 22 .kautta ja leijumateriaali sekä kiinteät hiuk- * 10 1 O 8 2 51 .In the solution shown in Figure 2, cyclone 21 is placed inside a fluidized bed 3 within furnace 35 and gas is aspirated into cyclone ... 21 through pipe 22 and fluidized material and solid particles.

kaset poistuvat takaisin petiin putken 23 kautta. Muilta osin laitteisto vastaa edellä kuvattua.the cartridges exit back to the bed via tube 23. Otherwise, the apparatus is as described above.

Kuviossa 3 on kuvattu kiertopetileijukattila 25. Kiertope-5 tikattilassa paloilmaa puhalletaan kattilan 25 pohjalta ylöspäin pohjalle sijoitetuilla yhteillä 27 ja tulipesän 24 alaosaan sijoitetuilla sekundääri-ilmayhteillä 26. Ilman virtaus tulipesässä pidetään niin nopeana, että leijuväli-aine nousee tulipesän yläosaan, jossa se siirretään yhdessä 10 savukaasujen kanssa sykloniin 32. Syklonissa 32 leijuväli-aine erotetaan savukaasuista, jotka johdetaan konvektio-osaan 35, jossa on tavalliseen tapaan lämmönvaihtimet 8.Figure 3 illustrates a circulating bed fluidized bed boiler 25. In a circulating-5 ladder, the combustion air is blown from the bottom of the boiler 25 by the upstream bottom ports 27 and the secondary air ports 26 in the lower part of the furnace 24. 10 with the flue gases into the cyclone 32. In the cyclone 32, the fluid is separated from the flue gases which are introduced into the convection section 35 which, as usual, has heat exchangers 8.

Leijuväliaine putoaa syklonin 32 alaosaan, josta se syötetään takaisin tulipesän 24 alaosaan ilmayhteiden 26 alueel-15 le. Kattilaan syötetään polttoainetta erillisen polttoaineen syöttöyhteen 29 kautta suoraan ilmayhteiden 26 alueelle tai leijuväliaineen palautuskanavaan 34.The fluid medium drops into the lower part of cyclone 32, from where it is fed back to the lower part of the furnace 24 in the region 15 of the air connections 26. Fuel is supplied to the boiler via a separate fuel inlet 29 directly into the air inlet 26 or into the fluid medium return conduit 34.

Koska syklonista leijuväliaineen mukana tulevat kaasut ovat 20 loppuun palaneita savukaasuja ja kaasutuksen ilmastukseen tarvittavaa ilmaa, jonka määrä on niin pieni, että leiju- väliaineen mukana tulleet pienet polttoainepartikkelit kuluttavat suuren osan siitä tulleesta hapesta, palautus- kanavaan 34 syötettävään polttoaineeseen sekoittuu ennen 25 sen johtamista tulipesään 24 varsin vähän happea. Niinpä polttoaineen, leijuväliaineen ja kiertävän kaasun seos on erittäin ali-ilmaista, joten ennen kuin polttoaine joutuu tulipesään 24, se kaasuuntuu voimakkaasti leijuväliaineen lämmön ja kuumien savukaasujen vaikutuksesta. Suoraan tuli- ; 30 pesään 24 syötettävän polttoaineen vaiheistus tapahtuu lä- .·- . hellä polttoaineen syöttökohtaa. Kiertoleijukattilassa polttoaine sekoittuu ilmaan pääasiassa korkeussuunnassa ja vaakasuunnassa sekoittuminen on heikkoa, joten polttoaineen syöttökohtien läheisyydessä on voimakkaasti ali-ilmaisia 35 kohtia, jossa tapahtuu kaasuuntumista ja vaiheistus ja . . polttoaineen loppuun palaminen tapahtuu sen siirtyessä * 108251 11 tulipesässä ylöspäin. Niinpä polttoaineen syöttöyhteiden 29 välittämästä läheisyydestä voidaan imeä kaasuuntunutta polttoainetta vastaavalla tavalla kuin leijuväliaineen palautuskanavasta 34.Because the gases coming from the cyclone fluidized fluid are 20 exhausted flue gases and the amount of air needed for aeration of the gasification so small that the small fuel particles that are entrained in the fluidized medium consume much of the oxygen that enters, 24 very little oxygen. Thus, the mixture of fuel, fluidized media and circulating gas is extremely under-expressed, so that before the fuel enters the furnace 24, it is strongly gasified by the heat of the fluidized medium and the hot flue gases. Direct fire; The fuel supplied to the housing 30 is phased in approximately · -. gentle fuel feed point. In a circulating fluidized bed boiler, the fuel mixes with air mainly in the elevation and horizontal mixing, so there are strongly under-35 locations near the fuel feed points where gasification and phasing occur. . the fuel burns out as it moves up * 108251 11 in the furnace. Thus, from the proximity of the fuel feed lines 29, gassed fuel can be sucked in a manner similar to fluidized bed return conduit 34.

55

Hiilipölyä tai öljyä polttoaineena käyttävässä kattilassa vaiheistus tapahtuu polttimessa eikä kattilan alueella, nykyisissä kattiloissa käytetään yleensä ns. seinäpoltto-tekniikkaa, jossa polttimet 36 on sijoitettu kattilan sei- 10 niin ja niiden liekit on suunnattu kohti kattilan keskiosaa. Paloilma syötetään pääosin polttimien kautta vaiheistettuna. Kuviossa 4 esitetyssä tyypillisessä hiili-polttimessa polttoaine syötetään polttimen keskeltä ja sen ympärille on sijoitettu kaksiosainen ilmakanava 38, 39.In a boiler using coal dust or oil as fuel, the stepping occurs in the burner and not in the boiler area; wall combustion technology in which the burners 36 are located on the boiler wall and their flames are directed toward the center of the boiler. The combustion air is supplied mainly through the burners in phases. In the typical carbon burner shown in Figure 4, fuel is supplied from the center of the burner and surrounded by a two-piece air duct 38, 39.

15 Öljypolttimien rakenne on samankaltainen kuin kuvan 4 polt-timen. Hiilipölyn mukana syötettävä ilma sekoittuu tehokkaasti polttoaineeseen ja polttoainetta kaasuuntuu pelkistävissä oloissa liekin tyven lähellä sijaitsevalla kaasu-tusalueella 41. Tähän kaasuuntuneeseen polttoaineeseen tuo- 20 daan lisäilmaa yhteellä, jolloin kaasuuntunut polttoaine syttyy ja palaa osittain kaasutusalueetta 41 ympäröivällä alueella 42. Loppu ilmasta tuodaan liekin ympärille yhteellä 38 ja polttoaine palaa loppuun alueella 43.15 The structure of the oil burners is similar to that of Figure 4. The air supplied with the carbon dust is effectively mixed with the fuel and gasifies under reducing conditions in the gasification zone 41 near the flame base, providing additional air to the gasified gas, thereby igniting and partially 38 and the fuel burns out in area 43

25 Liekin pelkistävältä alueelta 41 voidaan imeä polttoaineesta muodostunutta kaasua vastaavalla tavalla kuin leiju-kattiloistakin. Imuputki 40 sijoitetaan lähelle polttimen kärkeä siten että se ulottuu kaasutusalueelle 41. Koska nykyaikaisissa vaihepolttimissa ilman ja polttoaineen vir-. 30 taukset on tarkasti suunniteltu, Imuputken 40 sijoittelu ja .·. . koko on määrättävä tarkasti jokaiselle poltinmallille jotta polttimen toiminta ei häiriinny. Imuputkia voidaan sijoittaa kattilan jokaiseen polttimeen tai vaan osaa niistä.From the flame reducing region 41, gas from the fuel can be absorbed in a manner similar to that of fluidized bed boilers. The suction tube 40 is positioned near the burner tip so that it extends to the gasification zone 41. Because in modern phase burners, the air and fuel flow 30 backgrounds accurately designed, suction tube 40 layout and. . size must be accurately determined for each burner model so that burner operation is not disrupted. The suction pipes can be placed in each burner or in some of them.

35 Kuviossa 5 on esitetty soodakattila. Kattilan yläosa läm-mönvaihtimineen vastaa rakenteeltaan likimain kerrosleiju- 108251 12 kattilan tai hiilipölykattilan yläosaa tulistimineen 7 ja konvektio-osineen 35. Soodakattilan polttoaineena käytettävä mustalipeä ruiskutetaan tulipesään 24 ympäri tulipesää sijoitettujen yhteiden 45 kautta. Polttoainepisarat kuivu-5 vat ja palavat pudotessaan ja palamaton aines kerääntyy kattilan pohjalle keoksi 48. Keon 48 reunoilta poistetaan viherlipeää yhteiden 49 kautta ja palautetaan se takaisin sellunkeittoprosessiin. Ilmaa syötetään tulipesään kolmessa vaiheessa yhteillä 44, 46 ja 47. Ensimmäisten ilmayhteiden 10 47 kohdalla mustalipeän ja ilman seos on erittäin ali-il- maista, joten tällä alueella mustalipeä ainoastaan kaasuuntuu. Niinpä tulipesästä voidaan imeä palamiskelpoista kaasua alimmaisten ilmayhteiden 47 alapuolelta tai likimain niiden kohdalta. Kaasua imetään putkella 50 ja se puhdiste-15 taan käyttöä varten puhdistimella 51. Keksinnön avulla voidaan lisätä kalliin kattilainvestoinnin lipeänkäsittely-kapasiteettia varsin edullisesti. Koska soodakattilat ovat erittäin kalliita, ne mitoitetaan kapasiteetiltaan mahdollisimman pieniksi ja lisäkapasiteetille on selvä tarve.Figure 5 shows a recovery boiler. The upper part of the boiler with the heat exchangers is similar in structure to the upper part of the fluidized bed boiler or coal dust boiler with superheater 7 and convection parts 35. The black liquor used as fuel for the boiler is injected into the furnace 24 through fittings 45. The fuel droplets dry-5 and burn when dropped, and the non-combustible material collects on the bottom of the boiler to form a soot 48. At the edges of the soot 48, green liquor is removed through the connections 49 and returned to the pulping process. The air is supplied to the furnace in three steps by the links 44, 46 and 47. At the first air connections 10 47, the mixture of black liquor and air is very under-aired, so that only black gas is gasified in this area. Thus, flammable gas can be drawn from the firebox below or approximately below the lower air lines 47. The gas is aspirated by conduit 50 and purified for use with purifier 51. The invention can be used to increase the caustic treatment capacity of an expensive boiler investment. Because the recovery boilers are very expensive, they are sized to a minimum and there is a clear need for additional capacity.

2020

Edellä kuvatulla menetelmällä saadun kaasun lämpöarvo on suhteellisen pieni, koska se sisältää runsaasti inerttejä komponentteja kuten typpeä ja vettä. Kaasun lämpöarvoa voidaan lisätä vähentämällä typen ja/tai veden määrää kaa-25 sussa. Kuvion 6 menetelmässä kaasua rikastetaan alentamalla sen typpipitoisuutta. Tämä saadaan aikaan jakamalla tulipe-sä osittain seinämällä 52 kahteen osaan syöttämällä lisä-polttoaine toiseen tiloista. Tila, johon lisäpoiltto-ainesyötetään, on pienempi kuin muu tulipesän osa, joten . 30 tähän tilaan tulee vähemmän ilmaa pedistä. Koska ilmamäärän suhde polttoainemäärään on pienempi sillä alueella, jonne lisäpolttoaine syötetään, kaasun lämpöarvo on tässä tilassa suurempi kuin viereisessä tilassa olevan kaasun. Pedistä erillisiin tiloihin tulevan ilman määrä voidaan määrittää 35 tilojen pedin yllä olevien pinta-alojen (x, y) perustella.The heat value of the gas obtained by the process described above is relatively low because it contains a large amount of inert components such as nitrogen and water. The calorific value of the gas can be increased by reducing the amount of nitrogen and / or water in the gas. In the process of Figure 6, the gas is enriched by reducing its nitrogen content. This is accomplished by dividing the fire furnace partially by wall 52 into two portions by supplying additional fuel to one of the spaces. The space into which the extra spill is fed is smaller than the rest of the furnace, so. 30 this space gets less air from the bed. Since the ratio of air volume to fuel volume is lower in the region where additional fuel is supplied, the calorific value of the gas in this state is higher than that of the gas in the adjacent state. The amount of air entering the compartments separate from the bed can be determined based on the surface areas (x, y) of the 35 beds.

108251 13108251 13

Kaasuuntunut ylimääräinen kaasu poistetaan tulipesästä niin ylhäältä kuin mahdollista, koska yläpuolella olevan pää-polttoalueen liekit säteilevät energiaa alaspäin samoin kuin jotkin petimateriaalipaakut kulkevat korkealle tuli-5 pesässä. Pääpolttoalueen energia lisää pienemmän kaasutus-alueen yläosan energiaa ja helpottaa polttoaineen tervojen hajoamista.Excess gas that has been gassed is removed from the furnace as high as possible because the flames in the overhead main combustion area radiate energy downward as some bed material piles run high in the fire-5 chamber. Energy in the main fuel zone increases the energy at the top of the smaller gasification area and facilitates the decomposition of fuel tars.

Edellä esitetyn lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin suo-10 ritusmuotoja.In addition to the above, the present invention has other embodiments.

Kaasuturbiinin lisäksi imetty tuotekaasu voidaan polttaa lisäkattilassa, meesauunissa tai muussa kattilassa, jossa, tarvitaan kaasun poltosta saatavaa lisäenergiaa. Eräs hyö-15 dyntämistapa kaasulle voisi olla konepaja- ja terästeollisuuden hiiletyskarkaisu. Menetelmässä teräs altistetaan korkeassa lämpötilassa pelkistävälle, runsaasti hiilimonoksidia sisältävälle kaasulle, jolloin teräksen pintaan dif-fundoituu hiiltä, joka teräksen nopean jäähdytyksen yh-20 teydessä martensiittireaktion avulla lisää huomattavasti teräksen kovuutta. Tässä tapauksessa hiiletysuuni sijaitsisi linjassa heti syklonin jälkeen, jota voi seurata normaali poltto tai puhdistus ja puristus korkeaan paineeseen ennen sitä. Menetelmän avulla voitaisiin laskea konepajate-25 ollisuuden polttoainekustannuksia.In addition to the gas turbine, the sucked product gas can be burned in an auxiliary boiler, lime kiln or other boiler where additional energy from gas combustion is required. One of the ways of gasification could be the carbon hardening of the engineering and steel industries. The process involves exposing steel to high-temperature reducing carbon monoxide-containing gas, thereby diffusing carbon into the steel surface, which significantly increases the hardness of the steel by combining the steel with rapid cooling. In this case, the coal furnace would be in line immediately after the cyclone, which could be followed by normal combustion or purification and high pressure before it. The method could be used to calculate the fuel cost of engineering workshops.

Keksinnön mukainen menetelmä sopii erityisesti vanhoihin kattiloihin, mutta sitä voidaan käyttää edullisesti myös uusissa kattiloissa, jolloin tietyn kokoisesta kattilasta . 30 saadaan tavanomaista suurempi teho. Kaasun käytön ja kiin- . teän aineen polton osuudet voidaan uusissa kattiloissa tie tenkin valita vapaammin kuin jo olemassa olevissa kattiloissa, koska laitteisto voidaan alun perin suunnitella toimimaan tietyllä tavalla. Menetelmää voidaan soveltaa 35 lisä- tai käynnistyspolttimien yhteydessä ja kosteille polttoaineille, jos polttoaine kuivataan ennen polttoa 108251 14 kaasun laadun parantamiseksi.The method according to the invention is particularly suitable for old boilers, but it can also be advantageously used in new boilers, whereby a boiler of a certain size. 30 provides higher than normal power. Use of gas and fixed. Of course, the combustion proportions of the substance in new boilers can be more freely chosen than in existing boilers, since the equipment can initially be designed to operate in a certain way. The method can be applied 35 for auxiliary or starter burners and for wet fuels if the fuel is dried prior to combustion 108251 14 to improve gas quality.

Claims (23)

1. Förfarande för ökning av kapaciteten hos en pannanläggning, varvid 5 luft och bränsle inmatas i en eldstad (24), luften inmatas vid ett första steg i bränslet i en mindre mängd än vad som behövs för fullständig 10 förbränning av den inmatade bränslemängden, varvid bränslet förgasas, luft inmatas i bränslet vid ätminstone ett följande steg för antändning och förbränning av 15 det förgasade bränslet, och trycket i eldstaden (24) hälls väsentligen pä samma niva som omgivningstrycket, 20 kännetecknat av att .. - av bränslet bildad gas avlägsnas frän blandningen • · av bränsle och luft genom sugning frän ett re-ducerande omräde med luftbrist före inblandning 25 av tilläggsluft i blandningen, och den ur eldstaden (24) avlägsnade gasen används i : - en separat anordning, som är avskild frän pannprocessen. 30A method of increasing the capacity of a boiler plant, wherein air and fuel are fed into a fireplace (24), the air being fed at a first stage of the fuel in a lesser amount than is needed for complete combustion of the input fuel, the fuel is gasified, air is fed into the fuel at at least one subsequent stage of ignition and combustion of the gasified fuel, and the pressure in the fireplace (24) is substantially at the same level as the ambient pressure, characterized by the removal of gas formed by the fuel from the fuel. the mixture of fuel and air by suction from a reducing area with air deficiency before admixture of additional air into the mixture, and the gas removed from the fireplace (24) is used in: - a separate device which is separated from the boiler process. 30 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att en tilläggsbränslemängd i det närmaste motsvarande 108251 22 värmevärdet för den genom sugning avlägsnade gasmängden inmatas i eldstaden (24) eller i brännaren, för kompensering av den avlägsnade värmemängden. 52. A method according to claim 1, characterized in that an additional fuel quantity in the nearest corresponding heat value for the gas quantity removed by suction is fed into the fireplace (24) or in the burner, to compensate for the heat quantity removed. 5 3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den genom sugning avlägsnade gasen renas ooh används som bränsle för en gasturbin. 103. Process according to claim 1, characterized in that the gas removed by suction is cleaned and used as fuel for a gas turbine. 10 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den genom sugning avlägsnade gasen förbränns i en separat panna.Method according to claim 1, characterized in that the gas removed by suction is burned in a separate boiler. 5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att 15 den genom sugning avlägsnade gasen förbränns i en mesaugn.5. A method according to claim 1, characterized in that the gas removed by suction is burned in a blast furnace. 6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, varvid pannan utgörs av en panna med 20 fluidiserad bädd, och luft och bränsle inmatas i eldstadens (24) nedre del, 25. luften vid ett första steg inmatas i eldstaden (24) i en mindre mängd än vad som behövs för fullständig förbränning av den inmatade : . . bränslemängden, varvid bränslet förgasas, och 30. luft inmatas i eldstaden (24) vid ätminstone ett följande steg ovanför inmatningspunkten för bränslet och den första luftinmatningspunkten, 23 1 08251 kännetecknat av att - den av bränslet bildade gasen sugs frän eldstaden (24) nedanför en andra luftinmatningspunkt och i 5 orarädet för den fluidiserade bädden.Method according to any of the preceding claims, wherein the boiler is a fluidized bed boiler and air and fuel are fed into the lower part of the fireplace (24), the air at a first stage being fed into the fireplace (24) into a smaller amount than is necessary for complete combustion of the input:. . the amount of fuel, whereby the fuel is gasified, and 30. air is fed into the fireplace (24) at at least one subsequent step above the fuel feed point and the first air feed point, characterized in that - the gas formed by the fuel is sucked from the fireplace (24) below a second air entry point and in the fluid bed of the fluidized bed. 7. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid pannan utgörs av en sodapanna, kännetecknat av att gas sugs frän ett omräde mellan den andra luftinmatningspunkten 10 (46) och utloppspunkten (49) för grönlut.The method of claim 1, wherein the boiler is a soda boiler, characterized in that gas is drawn from an area between the second air inlet point 10 (46) and the green liquor outlet point (49). 8. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid pannan utgörs av en panna med cirkulerande fluidiserad bädd, kanne** tecknat av att gas sugs frän eldstaden (24) frän ett 15 reducerande omräde i närheten av inmatningspunkten (29) för bränslet.The method of claim 1, wherein the boiler is a boiler with circulating fluidized bed, characterized in that gas is drawn from the fireplace (24) from a reducing area in the vicinity of the feed point (29). 9. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid pannan utgörs av en panna med cirkulerande fluidiserad bädd, varvid 20 det cirkulerande bäddmaterialet äterinförs i eldstaden (24) genom en returlinje (34), kännetecknat av att bränsle inmatas i returlinjen (34) och gas sugs frän ett omräde mellan inmatningspunkten (30) för bränslet och eldstaden (24). 25The method of claim 1, wherein the boiler is a boiler with circulating fluidized bed, wherein the circulating bed material is fed into the fireplace (24) through a return line (34), characterized in that fuel is fed into the return line (34) and gas is sucked off. an area between the fuel feed point (30) and the fireplace (24). 25 10. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid pannan utgörs av en kolpulverpanna eller en oljepanna, varvid en . fasindelad brännare används, kännetecknat av att gas sugs frän det reducerande omrädet för brännarens 30 läga.The method of claim 1, wherein the boiler is a coal-fired boiler or an oil-boiler, wherein one. Stage burner is used, characterized in that gas is drawn from the reducing area of the burner position. 11. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid ätminstone en start- eller tilläggsbrännare används i pannan, 24 1 08251· kännetecknat av att gas sugs frän det reducerande omrädet för start- eller tilläggsbrännarens laga.11. A method according to claim 1, wherein at least one take-off or additional burner is used in the boiler, characterized in that gas is drawn from the reducing area for the law of the start-up or supplementary burner. 12. Förfarande enligt nagot av de föregäende 5 patentkraven, kännetecknat av att fuktigt bränsle, som torkas före förbränningen, används i pannan för förbättring av kvaliteten hos den för sugning avsedda gasen.Process according to any of the preceding claims, characterized in that moist fuel, which is dried before combustion, is used in the boiler to improve the quality of the gas intended for suction. 13. Anordning för ökning av kapaciteten hos en pannanläggning, omfattande: en panna (1) uppvisande en eldstad (24), 15. don (4) för inmatning av bränsle i eldstaden och för förbränning därav, - don (2) för inblandning av luft i bränslet avsett att inmatas i eldstaden (24) vid ett första steg 20 för förgasning av bränslet, och .. - ätminstone en sats andra don (5, 6) för inmatning av luft i luft-bränsleblandningen vid ätminstone ett följande steg för antändning och förbränning 25 av bränslet, kännetecknat av - ätminstone en studs för sugning av gasen frän det 30 reducerande omrädet efter inmatningspunkten för bränslet före inblandningen av luften i bränslet vid det andra steget, och 108251 . 25 - ätminstone en anordning, vid vilken suget bränsle kan användas och som är avskild frän pannprocessen. 5Device for increasing the capacity of a boiler plant, comprising: a boiler (1) having a fireplace (24), 15. appliances (4) for feeding fuel into the fireplace and for combustion thereof, - appliances (2) for mixing air in the fuel intended to be fed into the fireplace (24) at a first stage 20 for gasification of the fuel, and - at least one set of second means (5, 6) for feeding air into the air-fuel mixture at at least one subsequent stage for ignition and combustion of the fuel, characterized by - at least one bounce for suction of the gas from the reducing area after the fuel entry point before the air enters the fuel at the second stage, and 108251. - at least one device in which suction fuel can be used and which is separated from the boiler process. 5 14. Anordning enligt patentkrav 13, omfattande: - en panna med fluidiserad bädd (1), uppvisande en eldstad (24), 10 don (4) för inmatning av bränsle i eldstaden, - don (2) för inmatning av luft vid ett första steg i eldstaden (24), och 15 ätminstone en sats don (5, 6), anordnade ovanför de första luftinmatningsdonen (2), för inmatning av luft i eldstaden (24) vid ätminstone ett följande steg, 20 kännetecknad av • < •' ätminstone en nedanför de andra luftinmatningsdonen (5) anordnad studs för sugning av gas frän 25 eldstaden (24).Device according to claim 13, comprising: - a fluidized bed boiler (1), having a fireplace (24), 10 means (4) for feeding fuel into the fireplace, - means (2) for supplying air at a first step in the fireplace (24), and at least one set of means (5, 6), arranged above the first air inlets (2), for supplying air into the fireplace (24) at at least one subsequent step, characterized by at least one stud provided below the other air inlets (5) for suction of gas from the fireplace (24). 15. Anordning enligt patentkrav 14, kännetecknad av att i sugstudsarna (12) för gasen är anordnade i den fluidiserade bädden (3). 30 v 108251 26Device according to claim 14, characterized in that in the gas suction pads (12) are arranged in the fluidized bed (3). 30 v 108251 26 16. Anordning enligt patentkrav 15, kännetecknad av en i eldstaden (24) anordnad cyklon (21), som är ansluten till sugstudsarna (22) för gasen.Device according to claim 15, characterized by a cyclone (21) arranged in the fireplace (24), which is connected to the suction pads (22) for the gas. 17. Anordning enligt patentkrav 13, kännetecknad av en utanför eldstaden (24) anordnad cyklon (13) och en tvättare (16) för rening av den frän eldstaden (24) sugna gasen.Device according to claim 13, characterized by a cyclone (13) arranged outside the fireplace (24) and a washer (16) for purifying the gas sucked from the fireplace (24). 18. Anordning enligt patentkrav 13, varvid pannan utgörs av en sodapanna, kännetecknad av ätminstone en studs (50) för sugning av gas frän ett omräde mellan den andra luftinmatningspunkten (46) och utloppspunkten (49) för grönlut. 15The device of claim 13, wherein the boiler is a soda boiler, characterized by at least one bounce (50) for suction of gas from an area between the second air inlet point (46) and the green liquor outlet point (49). 15 19. Anordning enligt patentkrav 13, varvid pannan utgörs av en panna med cirkulerande fluidiserad bädd, kännetecknad av ätminstone en studs för sugning av gas frän eldstaden (24) frän ett reducerande omräde i 20 närheten av inmatningspunkten (29) för bränslet.The device of claim 13, wherein the boiler is a boiler with circulating fluidized bed, characterized by at least one bounce for suction of gas from the fireplace (24) from a reducing area in the vicinity of the feed point (29) of the fuel. 20. Anordning enligt patentkrav 13, varvid pannan utgörs ** av en panna med cirkulerande fluidiserad bädd, omfattande en returlinje (34) för äterinföring i 25 eldstaden (24) av det cirkulerande bäddmaterialet, kännetecknad av don (30) för inmatning av bränsle i returlinjen (34) och för sugning av gas frän ett . omräde mellan inmatningspunkten (30) för bränslet och eldstaden (24). 30Apparatus according to claim 13, wherein the boiler comprises a boiler having a circulating fluidized bed, comprising a return line (34) for feeding into the fireplace (24) of the circulating bed material, characterized by means (30) for supplying fuel in the furnace. return line (34) and for suction of gas from one. area between the fuel feed point (30) and the fireplace (24). 30 21. Anordning enligt patentkrav 13, varvid pannan utgörs av en kolpulverpanna eller en oljepanna, varvid en fasindelad brännare (36) används, kännetecknad av don ¥ 108251 27 (40) för sugning av gas frän det reducerande omrädet för brännarens (36) läga.Apparatus according to claim 13, wherein the boiler is a coal powder boiler or an oil boiler, using a phase-divided burner (36), characterized by means for sucking gas from the reducing area of the burner (36) position. 22. Anordning enligt patentkrav 13, varvid pannan om-5 fattar ätminstone en start- eller tilläggsbrännare, kannetecknad av don för sugning av gas frän det reducerande omradet för tilläggs- eller startbrännarens läga.Apparatus according to claim 13, wherein the boiler comprises at least one starting or supplementary burner, characterized by means for suction of gas from the reducing area for the location of the supplementary or starting burner. 23. Anordning enligt nägot av patentkraven 13 - 22, kännetecknad av en vägg (52), som delar eldstaden delvis i tvä utrymmen med olika volym, och don för inmatning av tilläggsbränsle i det ena av utrymmena. < 4 ' • (Device according to any one of claims 13 to 22, characterized by a wall (52) which divides the fireplace partially into two compartments with different volumes, and means for supplying additional fuel into one of the compartments. <4 '(
FI990402A 1996-09-04 1999-02-24 Method and device for increasing the capacity of a boiler plant FI108251B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI990402A FI108251B (en) 1996-09-04 1999-02-24 Method and device for increasing the capacity of a boiler plant

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI963459 1996-09-04
FI963459A FI963459A0 (en) 1996-09-04 1996-09-04 Production and capacity building
FI9700518 1997-09-04
PCT/FI1997/000518 WO1998010037A1 (en) 1996-09-04 1997-09-04 Method and assembly for increasing the capacity of a boiler plant
FI990402A FI108251B (en) 1996-09-04 1999-02-24 Method and device for increasing the capacity of a boiler plant
FI990402 1999-02-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI990402A0 FI990402A0 (en) 1999-02-24
FI990402A FI990402A (en) 1999-04-26
FI108251B true FI108251B (en) 2001-12-14

Family

ID=26160205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI990402A FI108251B (en) 1996-09-04 1999-02-24 Method and device for increasing the capacity of a boiler plant

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI108251B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI990402A (en) 1999-04-26
FI990402A0 (en) 1999-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100643253B1 (en) Gasification furnace
US4901521A (en) Combined gas turbine and steam power plant having a fluidized bed furnace for generating electrical energy
CN101334164B (en) Industrial boiler combustion method
CN102252317B (en) Gasification combustor for biomass granules
US4974411A (en) Supercharged coal-fired steam generator
KR890001113B1 (en) Method of reducing nox and sox emission
CN1331788A (en) Method of operating tangential firing system
RU2712555C2 (en) Method of combustion process in furnace plants with grate
US3699903A (en) Method for improving fuel combustion in a furnace and for reducing pollutant emissions therefrom
RU2107866C1 (en) Boiler with circulating fluidized bed under pressure working at supercritical pressure of steam
EP0473711A1 (en) Process for generating electric power
CN100458282C (en) Method for burning petroleum coke or gasified remained coke, and inner mixed type combustion equipment
US5050374A (en) Gasification/combustion system
EP1213534B1 (en) Combustion method in which generation of NOx, CO and dioxine are suppressed and fluidized bed incinerator therefor
CN202048565U (en) Biomass particle gasifying combustor
JP3770653B2 (en) Gasification combustion method using fluidized bed furnace
FI108251B (en) Method and device for increasing the capacity of a boiler plant
CN102818247A (en) Efficient steam boiler for gasification and combined combustion of pulverized coal
WO1998010037A1 (en) Method and assembly for increasing the capacity of a boiler plant
KR950013959B1 (en) Method for operating a fluidized bed combustion
JPH01203801A (en) Fluidized bed boiler having vertical heat transfer pipe and fluidized bed hot water boiler employing said boiler
RU2027100C1 (en) Method of burning solid fuel
FI100355B (en) Method and apparatus for combustion of gas in a fireplace
RU2041422C1 (en) Method and device for combustion of ground fuel
JP3838699B2 (en) Cylindrical fluidized bed gasification combustion furnace

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: KVAERNER POWER OY

Free format text: KVAERNER POWER OY

MM Patent lapsed