FI68897B

FI68897B - FOERFARANDE FOER URKOPPLING AV EN VIRVELSKIKTELDSTAD FOER POWDER SERIES FASTA BRAENSLEN

Info

Publication number: FI68897B
Application number: FI813180A
Authority: FI
Inventors: Alfred Brunner
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1985-07-31
Also published as: FI68897C; EP0052163A1; FI813180L; EP0052163B1; CH651644A5; DE3069427D1

Description

1 638971 63897

Menetelmä jauheistettujen, kiinteiden polttoaineiden pyör-rekerrostulipesän kytkemiseksi pois päältäA method for turning off a rotary bed furnace for pulverized solid fuels

Keksintö koskee menetelmää patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osan mukaisen pyörrekerrostulipesän kytkemiseksi pois päältä. Tällinen pyörrekerrostulipesä on tunnettu DE-hakemusjulkaisusta 28 25 600. Siinä palautusjohto toimii ilmankierrättäjänä tulipesän käyttöönoton aikana, jolloin samanaikaisesti johdetaan kuumaa väliainetta, esim. tulis-10 tettua höyryä, putkien kautta pyörrekerrokseen sovitettuun kuumennuspintaan, jotta pyörrekerros saadaan syttymislämpö-tilaan.The invention relates to a method for switching off a vortex layer furnace according to the preamble of claim 1 5. Such a vortex bed furnace is known from DE-A-28 25 600. In it, the return line acts as an air recirculator during the commissioning of the furnace, simultaneously passing hot medium, e.g. superheated steam, through pipes to the heating surface arranged in the vortex layer to ignite the vortex layer.

Mikäli tällainen pyörrekerrostulipesä pitää esimerkiksi paloilmasyötön keskeytymisen johdosta kytkeä pois 15 päältä, syntyy se ongelma, että polttoainepeti voi siinä vielä jäljellä olevan hapen takia kuumentua liikaa, niin että petiä rajoittavat seinät ja/tai myös kuumennuspinnat voivat vahingoittua ja polttoaine seuraavaksi suoritettavan jäähdytyksen tapahtuessa pakkautua yhteen, jolloin se voi 20 muodostaa suhteellisen kiinteän, vaikeasti poistettavan massan, joka tekee uudelleenkäynnistyksen mahdottomaksi tai ainakin hidastaa sitä.If such a vortex bed furnace has to be switched off, for example due to an interruption of the combustion air supply, there is a problem that the fuel bed may overheat due to the remaining oxygen, so that the walls delimiting the bed and / or the heating surfaces may be damaged and the fuel will pack up. whereby it can form a relatively solid, difficult-to-remove mass which makes restarting impossible or at least slowing it down.

Keksinnön tehtävän on aikaansaada menetelmä alussa mainitun tapaisen pyörrekerrostulipesän kytkemiseksi pois 25 päältä, jolla menetelmällä estyy pyörrekerrosmateriaalin pakkautuminen yhteen paloilmasyötön keskeytyessä. Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan toimenpiteiden avulla. Ne mahdollistavat polttoainepedin paloilmasyötön keskeytyessä savukaasun o-30 ton savukaasuvedosta ja sen johtamisen palautusjohdon kautta polttoainepetiin, niin että pyörrekerros säilyy ja jäähtyy, ilman että polttoainehiukkaset pääsevät pakkautumaan yhteen. Keksinnön mukaisella ratkaisulla on se etu, että se on käytössä hyvin yksinkertainen ja - ottamatta huomioon 35 vaatimattomia lisälaitteita - riittää ilman erityisten aineiden käyttöä sammuttamaan tulipesän.The object of the invention is to provide a method for switching off a vortex bed furnace of the type mentioned at the beginning, which method prevents the vortex layer material from being packed together when the combustion air supply is interrupted. According to the invention, this object is solved by means of the measures of the characterizing part of claim 1. They allow the combustion air supply to the fuel bed when the flue gas is interrupted from the o-30 ton flue gas draft and passes it through the return line to the fuel bed so that the vortex layer is maintained and cooled without the fuel particles being able to pack together. The solution according to the invention has the advantage that it is very simple in use and - without taking into account 35 modest accessories - is sufficient without the use of special substances to extinguish the furnace.

2 63897 DE-hakemusjulkaisusta 24 10 477 tunnetaan menetelmä orgaanisesti sitoutunutta typpeä sisältävän teollisuusjätteen polttamiseksi pyörrekerrosuunissa, jossa ei ole kuu-mennuspintoja. Tällöin voi normaalikäytön aikana osa uunis-5 ta lähtevistä poistokaasuista sekoittua palautusjohdon kautta pyörrekerrokseen syötettävään paloilmaan. Yhdessä pyörrekerroksen yläpuolelle sovitetun sekundäärisen ilman-syotön kanssa tunnettu menetelmä pyrkii vähentämään typpioksidien muodostumista.2 63897 DE-A-24 10 477 discloses a process for the incineration of organically bound nitrogen-containing industrial waste in a vortex bed furnace without heating surfaces. In this case, during normal operation, some of the exhaust gases leaving the furnace-5 may mix with the combustion air supplied to the vortex bed via the return line. Together with the secondary air supply arranged above the vortex layer, the known method tends to reduce the formation of nitrogen oxides.

10 Keksinnön mukaista menetelmää selostetaan lähemmin piirustuksessa kaaviona esitetyn pyörrekerrostulipesä perusteella .The method according to the invention will be described in more detail on the basis of a vortex layer furnace shown diagrammatically in the drawing.

Yhdistetyssä kuumailmaturpiini-höyryvoimalaitoksessa on tulipesä 1, missä on pyörrekerros 2, mikä muodostuu pat-15 jaa hehkuttavasta, kiinteästä, hienojakoisesta polttoaineesta. Tätä pyörrepatjaa rajoittaa alhaalla reikäpohja 3. Sen alla on ilmanjakokammio 4, mihin palamisilmaa tulee johdon 5 kautta. Pyörrepatjaan 2 on upotettu kuumailmatur-piiniryhmän 12 tulipinnat 10. Tämä ryhmä 12 muodostuu ilma-20 kompressorista 15, talteenottajasta 16, jo mainitusta tuli-pinnasta 10, kuumailmaturpiinistä 18, mikä on sijoitettu kompressorin 15 ja sähkögeneraattorin 19 kanssa yhteiselle akselille ja jäteilmakattilasta 20. Täten muodostuu suljettu virtauspiiri, mikä johtaa ilmaa imevästä kompressorista 25 15 talteenottajan 16 sekundääripuolelle ja edelleen tuli- pintojen 10 kautta turpiinin 18 sisäänmenoon ja sitten talteenottajan 16 primääripuolen kautta jäteilmakattilaan 20. Talteenottajan 16 ja jäteilmakattilan 20 välisestä yhdys-putkesta haarautuu johto 21, varoventtiileineen 22, mikä 30 johtaa johtoon 5. Johdossa 5 on paineenkoroituspuhallin 25.The combined hot air turbine steam power plant has a furnace 1 with a vortex layer 2, which consists of a solid, finely divided fuel annealing the pat-15. This vortex mattress is limited at the bottom by a hole bottom 3. Below it is an air distribution chamber 4, into which the combustion air enters via a line 5. The hot surfaces 10 of the hot air turbine group 12 are embedded in the vortex mattress 2. This group 12 consists of an air-20 compressor 15, a collector 16, the already mentioned fire surface 10, a hot air turbine 18 located on a common shaft with the compressor 15 and the electric generator 19 and a waste air boiler 20. forming a closed flow circuit, resulting in the air absorbing the compressor 25 15 depositary 16 to the secondary side and a further fire surfaces 10 to the turbine 18 inlet and then the waste air to the boiler through the depositary 16 of the primary side 20 of the depository 16 and the exhaust air of the boiler 20 a Gateway tube between the branching wire 21, the safety valve 22, which 30 leads to line 5. Line 5 has a booster fan 25.

Tulipesään 1 liittyy ulospäin savukaasuveto 31, johon on sijoitettu erään höyrynkehittimen tulipinnat 30, mitkä on merkitty katkoviivoin piirretyllä nelikulmiolla. Tulipesän ja savukaasuvedon 31 seinät 32 ovat jäähdytetyt 35 ja muodostavat äsken mainitun höyrynkehittimen höyrystin-pinnat. Lisähöyrystinpinnat 35 ovat jäteilmakattilassa 20, 3 63897 mitkä on merkitty katkoviivoin piirretyllä nelikulmiolla.The furnace 1 is connected to the outside by an flue gas drive 31, in which the hot surfaces 30 of a steam generator are arranged, which are marked with a rectangle drawn in broken lines. The walls 32 of the furnace and the flue gas draft 31 are cooled 35 and form the evaporator surfaces of the aforementioned steam generator. The additional evaporator surfaces 35 are in the exhaust air boiler 20, 3 63897 which are marked with a rectangle drawn in broken lines.

Savukaasuveto 31 on yläpäästään kavennettu ja varustettu poistokanavalla 40, mikä johtaa piirroksessa esittämättömään savupiippuun.The flue gas drive 31 is tapered at its upper end and provided with an exhaust duct 40, which leads to a chimney not shown in the drawing.

5 Keksinnön mukaisesti eroaa poistokanavasta 40 palau- tusjohto 42, mikä yhdessä johdon 21 kanssa liittyy johtoon 5. Näiden molempien johtojen yhtymiskohtaan on sijoitettu vaihtopelti 45, mikä vuorotellen voi sulkea johdon 21 tai palautusjohdon 42.According to the invention, the return line 42 differs from the outlet channel 40, which together with the line 21 is connected to the line 5. An exchange damper 45 is placed at the junction of these two lines, which can alternately close the line 21 or the return line 42.

10 Vaihtopellissä 45 on ohjausvipu 50, mihin liittyy servomoottori 52. Tätä servomoottoria ohjataan esimerkiksi kuumailmaturpiiniryhmän 12 kierroslukuanturilla 23, nimenomaan siinä mielessä, että vaihtopelti saatetaan piirustuksessa esitettyyn asentoon, kun kierrosluku n laskee alle 15 määrätyn kynnyksen. Normaalikäynnissä on vaihtopelti 45 katkoviivoin esitetyssä asennossa 53, niin että palautus-johto 42 on suljettu johtoon 5 nähden.The exchange damper 45 has a control lever 50 to which a servomotor 52 is associated. This servomotor is controlled, for example, by a speed sensor 23 of the hot air turbine group 12, specifically in the sense that the exchange damper is brought to the position shown in the drawing when the speed n falls below 15. In normal operation, the replacement damper 45 is in the position 53 shown in broken lines, so that the return line 42 is closed with respect to the line 5.

Normaalikäynnissä puristetaan ilma kompressorissa 15, lämmitetään talteenottajassa 16, nostetaan korkeimpaan 20 lämpötilaansa tulipinnoissa 10 ja annetaan työtä tehden paisua turpiinissa 18, jolloin ylijäämäenergia muutetaan sähköiseksi generaattorissa 19. Paisunut ilma jäähdytetään talteenottajassa 16, minkä jälkeen se jaetaan kahteen virtaukseen. Yksi osavirtaus joutuu jäteilmakattilaan 20 ja 25 jäähdytetään siellä edelleen, toinen osavirtaus joutuu johtoa 21 pitkin paineenkorotuspuhaltimeen 25. Täällä heikosti tiivistetty ilma virtaa sitten kanto- ja palamisilma-na läpi ilmanjakokammion 4 pyörrepatjaan 2. Pyörrekerrok-sessa syntyneet palamiskaasut jäähtyvät tulipinnossa 30 ja 30 seinissä 32 ja poistetaan poistokanavan 40 ja savupiipun kautta ympäristöön.In normal operation, the air is compressed in the compressor 15, heated in the collector 16, raised to its maximum temperature in the hot surfaces 10 and allowed to work in the turbine 18, whereby the excess energy is converted to electrical in the generator 19. The expanded air is cooled in the collector 16 and then divided into two streams. One partial flow enters the exhaust air boiler 20 and 25 is further cooled there, the other partial flow enters the booster fan 25 via line 21. Here the weakly condensed air then flows as carrier and combustion air through the air distribution chamber 4 to the vortex mattress 2. The combustion gases generated in the vortex layer 30 are cooled and discharged through the exhaust duct 40 and the chimney to the environment.

Jos vaihtopelti 45 on katkoviivoin merkityssä nor-maalikäyttöasemassa riittävän tiivis, tulee varsinaisen takaiskupellin asentaminen palautusjohtoon 42 tarpeetto-35 maksi.If the replacement damper 45 is sufficiently tight in the normal operating position marked with broken lines, the installation of the actual return damper in the return line 42 becomes unnecessary.

Jos tässä normaalikäytössä esiintyy häiriöitä, mikä 4 63897 esim. johtaa kuumailmaturpiinin 12 kierrosluvun laskemiseen ja siten tulipintojen 10 jäähdytyksen huomattavaan huononemiseen, niin liikkuu servomoottorin 52 mäntä kierrosluvun mittalaitteen 23 signaalin vaikutuksesta oikealle 5 piirustuksessa esitetyyn asentoon, niin että paineenkoro-tuspuhaltimelle 25 ja pyörrepatjaan 2 ei enää tule palamis-ilmaa vaan savukaasuja palautusjohdon 42 kautta. Täten pienenee heti lämmön vapautuminen pyörrepatjassa.If there is a disturbance in this normal operation, which 4 63897 e.g. no more combustion air but flue gases through the return line 42. Thus, the immediate release of heat in the vortex mattress is reduced.

Vaihtokytkentään voidaan kytkeä määrännostosignaalin 10 anto tai kiinteästi asetellun pitoarvon anto piirroksessa esittämättömässä paineenkororotuspuhaltimen 25 säädössä, niin että huolimatta mahdollisista muista paineolosuhteis-ta paineenkorotuspuhaltimen 25 sisäänmenopuolella pyörre-patjaan tuodaan riittävän suuri savukaasumäärä. Tällä este-15 tään, että pyörrepatja pääsisi laskeutumaan, ennenkuin sen yksityiset osat ovat jäähtyneet tarpeeksi paljon. Täten saadaan estetyksi osasten yhteensintrautuminen ja myös estyy se, että pyörrepatjassa esiintyisi virtauskanavien muodostumisen vuoksi epätasainen lämmönjakautuminen.The changeover connection can be combined with the output of the volume increase signal 10 or the output of a fixed holding value in the control of the booster fan 25 not shown in the drawing, so that despite other possible pressure conditions a sufficiently large amount of flue gas is introduced into the vortex mattress at the inlet of the booster fan 25. This prevents the vortex mattress from settling before its private parts have cooled down sufficiently. This prevents the particles from coalescing and also prevents uneven heat distribution due to the formation of flow channels in the vortex bed.

20 Voi olla edullista sijoittaa palautusjohtoon 42 poistokanavan 40 alueelle takaiskupelti, mikä normaali-käynnissä estää savukaasujen tunkeutumisen palautusjohtoon, mikä muuten voisi johtaa korroosioon tässä johdossa. Sitäpaitsi voi sellaisen takaiskupellin savukaasukanavaa vas-25 tapäätä olevalla alueella olla pieni ulostuloaukko, mikä yhdessä vaihtopellin 45 tiivistysvuotojen kanssa aikaansaa normaalikäynnissä palautusjohdon 42 jatkuvan huuhtelun puhtaalla palamisilmalla.It may be advantageous to place a non-return damper in the return line 42 in the area of the exhaust duct 40, which in normal operation prevents flue gases from penetrating the return line, which could otherwise lead to corrosion in this line. In addition, there may be a small outlet in the region opposite the flue gas duct of such a non-return duct, which together with the sealing leaks of the exchange damper 45 provides a continuous purge of the return line 42 with clean combustion air during normal operation.

Sitävastoin - mikäli savukaasujen korroosiovaikutus 30 osoittautuu vähäiseksi - voi myös olla tarkoituksenmukaista, huuhdella palautusjohtoa 42 jatkuvasti minimaalisella savukaasumäärällä, jotta vaihtopellin vaihtokytkennän sattuessa savukaasua saadaan mahdollisimman nopeasti pyörre-patjaan. Jotta tällainen savukaasulla huuhtelu saataisiin 35 aikaan ilman lisähuuhtelupuhallinta, on esimerkiksi palautus johto liitetty kaareksi muodostetun savukaasukanavan 40 5 63897 ulkosivulle; edelleen asennetaan erillinen yhdysjohto, mikä lähtee palautus johdosta 42 lähellä vaihtopeltiä 45 ja johtaa mainitun kaaren sisäsivulle.Conversely, if the corrosion effect 30 of the flue gases proves to be negligible, it may also be appropriate to continuously flush the return line 42 with a minimum amount of flue gas to allow the flue gas to enter the vortex mattress as quickly as possible in the event of a replacement damper changeover. In order to provide such flue gas flushing without an additional flushing fan, for example, a return line is connected to the outside of the arcuated flue gas duct 40 5 63897; a separate connecting line is further installed, which leaves the return line 42 near the exchange damper 45 and leads to the inner side of said arc.

Servomoottoria 52 voidaan ohjata myös - anturin 23 5 kierrosluvun sijasta - esimerkiksi tulipinnan 10 lapivir-tausmäärällä tai tulipinnan 10 jättävän ilman lämpötilalla.The servomotor 52 can also be controlled - instead of the speed of the sensor 23 5 - for example by the flow rate of the hot surface 10 or by the temperature of the air leaving the hot surface 10.

Piirustuksessa olevan vaihtopellin 45 tilalle voidaan sijoittaa myös kaksi yksinkertaista sulkupeltiä tai sulkupelti ja takaiskupelti. Voidaan myös sijoittaa vaih-10 topellin 45 lisäksi tai sen paikalle samanlainen pelti palautus johdosta 42 haarautumisen alueelle.In place of the replacement damper 45 in the drawing, two simple shut-off dampers or a shut-off damper and a return damper can also be placed. It is also possible to place an exchange dam 10 in addition to or in place of a similar damper return due to the branching area 42.

Kuvatun vaihtokytkennän, missä ilma tai savukaasut täysin suljetaan, asemesta voidaan pelti 45 asettaa myös niin, että tapahtuu savukaasun annosteltu tuonti palamis-15 ilman joukkoon. Tämä voi normaalikäynnissä tuoda lisäetuja joilla voidaan vaikuttaa esimerkiksi pyörrekerroslämpöti-laan, patjan korkeuteen, savukaasujen CO~- tai NO -pitoi-suuteen.Instead of the described switching, where the air or flue gases are completely shut off, the damper 45 can also be set so that a metered introduction of flue gas into the combustion air takes place. This can bring additional advantages in normal operation, which can affect, for example, the temperature of the vortex bed, the height of the mattress, the CO ~ or NO content of the flue gases.

Claims

6 63897

A method for switching off a vortex bed furnace for powdered solid fuels, wherein a perforated bottom (3) is formed to delimit the lower part of the vortex layer (2), to which an air distribution chamber (4) with air inlet ducts (5) is formed, the vortex layer (2) followed by a flue gas extraction section (31) comprising a plurality of heating surfaces (30), from which a flue gas return line (42) branches downstream of these heating surfaces (30), terminating downstream of the air distribution chamber (4) in the air inlet duct, and the air inlet duct -sa (21), downstream of the return line (42) and 15 in the flue gas path, downstream of the branch point of the return line (42) is a shut-off member (50), characterized in that the air supply to the air distribution chamber (4) is blocked to switch off the vortex layer housing (2) , the flue gas is led through 20 return lines (42) and an air distribution chamber (4) to a rotary bed een (2) until the particles in the vortex layer have cooled sufficiently and can no longer pack together.

A method according to claim 1, wherein a hot air turbine group (15, 18) is used for the air supply, characterized in that the conversion of the air supply to a flue gas supply takes place depending on the speed of the hot air turbine group (15, 18).