FI70997C - Pannanlaeggning foer fast braensle - Google Patents

Description

70997

Kattilalaitos kiinteätä polttoainetta varten -

Pannanläggning för fast bränsle

Keksintö koskee kattilaa kiinteätä polttoainetta varten ja erityisesti hiiltä ja kaikkia muita kiinteitä polt-5 toaineita, esim. liusketta varten, joilla on huomattavan korkea rikkipitoisuus.

Julkaisusta VGB Kraftwerkstechnik, Voi. 56, No 8 (1976), s. 513 tunnetaan kiinteää polttoainetta käyttävä kattilalaitos, joka käsittää pyörrekerrosuunin, johon kuu-10 luu fluidaatioalusta, jolle polttoaine pudotetaan, ja jon-: ka läpi primäärinen palamisilma puhalletaan, varsinaisen kattilaosan putkiseinämineen alustan yläpuolella ja siihen liittyvän sekundääri-ilman tulon.

Tällainen laitos soveltuu huonosti sellaisia poltto-- 15 aineita varten, joiden rikkipitoisuus on huomattavan kor kea. Rikin poistoa ei ole voitu suorittaa uunin läheisyydessä korkean lämpötilan, 1200°C, vuoksi. Rikki on kyllä saatu poistetuksi kattilan kylmistä savukaasuista. Siinä on tiettyjä hankaluuksia. Toisaalta on käsiteltävä kaasu-20 määrä huomattava, toisaalta tämän alueen lämpötilasuhteet : eivät ole enää sopivia rikinpoistoa varten, mistä johtuu savukaasun uudelleenlämmityksen tarve.

Julkaisussa DE C 960 305 kuvataan polttolaitetta kiinteitä polttoaineita varten, johon sisältyy alustan muodos-25 sa oleva uuni, johon polttoaine levitetään ja jonka läpi ylhäältä päin alaspäin primääri-ilma syötetään ja joka toimii kaasutusosana, ja tämän yläpuoella oleva polttoti-la, joka on jaettu kahteen päällekkäin olevaan osaan, yläosaan ja alaosaan, jotka erotetaan yhteisellä poikittais-30 seinämällä, sekä kiertojohto kaasun syöttämistä varten ainakin yhteen polttimeen, jolloin, kun kaasua poistuu 2 70997 alaosasta, ylätilaan syötetään samanaikaisesti sekundää-ripalamisilmaa, ja jolloin kierto johdoss^ϊ on puhdistuslaitteet.

Tällaisessa laitteessa ei ole pyörrekerroksen muodos-5 sa olevaa uunia ja siinä tapahtuu sekundääri-ilmalla sekoitetun kaasun uudelleenkierrättämistä poikittaisseinäs-sä olevien aukkojen kautta. Puhdistuslaite saatetaan siten käsittelemään huomattavasti suurempaa kaasuvolyymiä verrattuna siihen, joka muodostuu primääri-ilman virra-10 tessa polttoainekerroksen läpi. Tähän suurempaan kaasumää-rän käsittelemiseen liittyy samat epäkohdat kuin edelliseen viitteeseen.

Keksinnön tarkoituksena on ennenkaikkea välttää mainitut hankaluudet. Sen muodostaa olennaisesti pyörreker-15 rostekniikan soveltaminen polttoaineen kaasutukseen. Tässä tarkoituksessa yhdistetään tunnetussa kattilassa saman kaksikerroksisen putkiseinämisen uunirakenteen sisäosaan kaasuttaja, jolloin kaasutettu tuote poltetaan rikinpoiston jälkeen yläkerroksessa, joka muodostaa polttokammion.

20 Täsmällisemmin on keksinnön kohteena kattilalaitos kiinteätä polttoainetta varten, joka käsittää pyörrekerros-uunin, jonka muodostaa fluidaatioalusta, jonka päälle polttoaine pudotetaan, ja jonka läpi primääri-ilma puhalletaan sekä kattilanrungon, jossa on putkiseinämat, ja joka 25 on mainitun uunin yläpuolella ja siihen yhdistettynä, ja jolle on tunnusomaista, että pyörrekerrosuuni muodostaa kaasutuslaitteen, että kattilanrunko on jaettu kahteen päällekkäiseen osaan, alempaan osaan ja ylempään osaan yhteisellä poikittaisseinämällä, ja että siihen kuuluu kier-30 tojohto alaosasta tulevan kaasun syöttämiseksi ainakin yhteen polttimeen yläosan pohjassa, jolloin mainittuun 3 70997 polttimeen syötetään samanaikaisesti sekundääripalamis-ilmaa, ja jolloin mainittu kiertojohto on varustettu pölyn- ja rikinpoistolaitteilla.

Fluidaatioalustan muodostaa mekaanisesti liikutetta-5 va arina, joka takaa ilman jakautumisen ja kuonan poiston .

Poikkiseinämä on putkiseinä, jonka muodostaa höyry-kattilan pystyputkien mutkat.

Pölynpoistolaitteena on edullisesti sykloni, joka 10 on sopiva erottamaan uunikaasusta lentotuhkan, joka sitten palautetaan uuniin.

Rikinpoistolaitteet käsittävät edullisesti kohdan, josta kiertojohtoon ruiskutetaan rikinpoistoainetta pölyn-poistosyklonin jälkeen, kiertojohto-osan, joka on riittä-15 vän pitkä varmistaakseen rikin poistumisen kaasusta ja syklonin, joka pystyy erottamaan rikinpoistoreaktiossa syntyvät jätteet.

Kiertojohdon osa, jossa kaasun rikinpoistoreaktio tapahtuu, on ylösalaisin käännetyn U:n muotoinen.

20 Ilman syöttöä varten on tuuletin, joka johtaa ilman osaksi pyörrekerrokseen ja osaksi polttimeen.

Tuulettimen jälkeen on myös sijotettu ilman esiläm-mitin, joka toimii lämmönvaihdolla kattilan poistokaasujen kanssa.

25 Ilman esilämmityksen jälkeen on lisäksi sijoitettu putki, jonka avulla voidaan johtaa osa ilmasta suoraan tuulettimesta kattilan alaosaan.

Keksinnön erään tunnusmerkin mukaan on pölynpoisto-ja rikinpoistojätteiden erotussyklonit, jotka muodostavat 30 kokonaisuuden kattilan syöttöjohtojen kanssa, kiinnitetty laitteen kehikkoon samalle tasolle kuin kattilan runko, joka samoin on kiinnitetty mainittuun kehikkoon.

4 70997

Siinä tapauksessa, että kattilan rungon alemmassa osassa on neljä kaasunpoistokohtaa, on kahdeksan syklonia sijoitettu mainitun rungon ympärille ja asennettu kannatti-melle, jonka muodostaa mainittua runkoa ympäröivä kehys, 5 joka on kiinnitetty kattilan syöttökolonneihin, joiden kanssa se muodostaa kokonaisuuden, joka on ripustettu aikaisemmin mainitulla tavalla.

Keksinnön selventämiseksi sitä on seuraavassa selostettu viittaamalla oheisiin piirroksiin eräästä keksinnön 10 sovellutusmuodosta, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus rajoittaa.

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti kattilalaitoksen pys-tyleikkausta;

Kuvio 2 esittää samoin kaavamaisesti sivukuvaa yhdis- 15 telmän ripustuksesta;

Kuvio 3 on leikkaus kuvion 2 viivaa A-A pitkin;

Kuvio 4 esittää laitosta erikoistapauksessa, jossa on neljä kaasunpoistokohtaa, kattilan leikkausta mainittujen poistokohtien tasolla ja kattilan 20 ulkopuolisia kiertojohtoja päältä katsottuna;

Kuvio 5 esittää tasokuvana tällaisen laitoksen syklonien kannatinta.

Kuviossa 1 nähdään pyörrekerrosuuni, jonka yläpuolella on putkiseinäisen kattilan runko 1. Runko 1 käsittää 25 kaksi päällekkäistä osaa, alemman osan la ja ylemmän osan Ib. Näitä kahta osaa erottaa yhteinen poikittaisseinämä 2. Mainitun seinämän muodostaa edullisesti kattilan 1 pysty-putkien mutkat.

Pyörrekerrosuunin muodostaa olennaisesti fluidaatio-30 alusta 3, joka on kattilan yhteydessä, ja jolle polttoaine esim. hiili pudotetaan kourua 4 pitkin, ja jonka alle puhalletaan fluidaation primääri-ilma, joka tulee tuulettimen 5 ja esilämmittimen 6 kautta.

Erikoisen edullisesti fluidaatioalustan 3 muodostaa 35 mekaanisesti liikutettava arina, joka on huomattavasti 5 70997 kallistettu ja sopiva varmistamaan ilman jakautumisen ja kuonan poiston aukosta 7.

Tuotettu kaasu lähtee pyörrekerroksesta noin 1200°:n lämpötilassa. Se kulkee kattilan osan la läpi ja poistuu 5 putken 8 kautta huomattavasti seinän 2 alapuolella noin 900°:n lämpötilassa, joka on erityisen edullinen rikinpoistoa varten. Osa la toimii tällöin jäähdytyskammiona. Putki 8 vie kaasun pölynpoistosykloniin 9, joka erottaa kaasun pyörrekerroksen lentopölystä, joka muodostuu pää-10 asiassa palamattomasta aineesta ja tuhkasta, joista jälkimmäinen normaalisti poistuu kuonan mukana. Nämä pölyt kerääntyvät syklonin 9 alaosaan, josta ne palautetaan pyörrekcrrokseen putken 10 kautta. Pölyttömästä kaasusta poistetaan sitten rikki. Tässä tarkoituksessa syklonin 9 15 yläpuolelle on sijoitettu kohta 11, josta ruiskutetaan rikinpoistoainetta, edullisimmin CaCO^reen perustuvaa, kuten dolomiittia, kalkkia tai liitua. Rikinpoistoreaktio tapahtuu kaasunkiertopiirissä matkalla putkea 12 pitkin. Tämän putken tulee olla riittävän pitkä varmistaakseen 20 mahdollisimman täydellisen rikinpoiston. Se on edullisesti ylösalaisin käännetyn U:n muotoinen, jonka laskeutuva haara vie kaasun sykloniin 13, joka varmistaa rikinpoisto-reaktion jätteiden, kuten CaS:n, CaO:n ja ylimäärä-CaCO^:n erottumisen. Puhdas ja rikitön kaasu poistuu syklonista 25 13 putken 14 kautta, joka vie sen polttimeen 15, joka si jaitsee kattilan yläosan Ib pohjalla. Polttimeen 15 syötetään samanaikaisesti sekundääripalamisilmaa putken 16 kautta, joka haaroittuu kohdassa 17 fluidaation primääri-ilman syöttöputkesta 18. Yläosan Ib muodostaa tunnettua 30 mallia oleva höyrykattilan polttokammio. Tästä kammiosta poistuvat savukaasut kuumentavat tulistin- ja esikuumennus-ryhmät 19 ja 20 ja sitten ilman, joka kulkee esikuumenti-men 6 läpi.

Putki 21, joka haaroittuu putkesta 18 kohdan 17 ylä-35 puolella, sallii tarvittaessa tietyn ilmamäärän viemisen 70997 6 suoraan alaosaan la. Näin voidaan säädellä sekundääri-ilman lisäystä polttimeen 15. Tämä mahdollisuus on erityisen edullinen, koska sovitus toimii rajoitusjärjestelmänä, jolla voidaan toteuttaa sekundääripoltto osittaisena kattilan 5 osassa Ib, millä aikaansaadaan osasta Ib lähtevän kaasun lämpötilan aleneman rajoitus ja voidaan estää kaasun lämpötila-alueen liika etääntyminen siitä, mikä on edullista rikin poistossa.

Kuvio 2 ja 3 valaisevat laitteiston rakennetta. Sello vyyden vuoksi on piirretty höyrykattilasta 1 vain ääriviivat ja erilaiset ilmankierto-osat on jätetty pois.

Laitteen kehikko käsittää neljä tolppaa 22, joiden yläosiin on asennettu vaakasuorat palkit 23, jotka kannattavat poikkipienoja 24, joihin on ripustettu kaikki höyry-15 kattilan osat (lieriöt, kokoojat, seinämät), samoinkuin syklonien 9 ja 13 kannatin 25 kattilan syöttökolonnien 27 välityksellä, joita on ainakin kaksi kappaletta.

Näiden kolonnien yläpäähän syötetään vettä putkien 28 kautta, jotka lähtevät kattilan lieriöstä 30. Ne vuoros-20 taan syöttävät vettä kattilan alaosaan putkien 29 välityksellä. Tämän kannatustavan edullisuus johtuu siitä, että toisaalta syöttökolonnit 27, joiden läpi kattilan vesi virtaa, ovat käytännöllisesti katsoen samassa lämpötilassa kuin putket, jotka muodostavat kattilarakenteen 1 seinät ja toi-25 saalta kolonnit, jotka on ripustettu samalle kannattimelle (poikkipienoille 24) kuin kattila, laajenevat alaspäin samalla tavalla kuin nämä, laajennuksien alkukohtien sijaitessa käytännössä samassa vaakatasossa.

Tästä johtuu, että syklonit pysyvät kaikissa oloissa 30 samassa asemassa kattilaan 1 nähden, toisin sanoen kukin vastapäätä osan la ulostulokohtaa tai vastapäätä poltinta 15.

Kuviot 4 ja 5 koskevat erityistä suoritusmuotoa, jonka mukaan kattilan alaosassa la on neljä kaasun ulosmeno-35 aukkoa. Jokainen kaasunpoistokohta on yhdistetty täydelli- 7 70997 seen kiertopiiriin, joka vie vastaavaan polttimeen. Jokaisen piirin rakenneosiin kuuluvat putki 8, pölynpoisto-sykloni 9 rikinpoistoputki 12, rikinpoistojätteiden ero-tussykloni 13, putki 14 ja poltin 15. Nämä eri osat on 5 esitetty kuvioissa 4 ja 5 varustettuna viitemerkeillä a, b, c ja d. Voidaan nähdä, että esimerkiksi menokohdasta 8c lähtevä putki johtaa polttimeen 15c, joka on sijoitettu kattilan viereisen putkiseinämän eteen eikä samalle sivulle. Kuvio 5 esittää kahdeksan syklonin ripustusta puit-10 teiden 26 varaan, jotka ympäröivät kattilaa ja on ripustettu samoin kuin tässä kannattimien 24 yhdistelmään syöttö-kolonnien 27 välityksellä, joihin puitteet on kiinnitetty.

Vaikka keksintöä on kuvattu tietyn suoritusmuodon avulla, on itsestään selvää, että se ei rajoitu siihen, 15 ja että voidaan tehdä muutoksia poistumatta keksinnön piiristä. Voidaan etenkin korvata mikä tahansa väline teknisesti vastaavalla välineellä. Keksintö kattaa siten paitsi kuvatun esimerkin, sen erilaisia toteutusmuotoja.

Claims (8)

8 70997

1. Kattilalaitos kiinteätä polttoainetta varten, joka käsittää pyörrekerrosuunin, jonka muodostaa flui-daatioalusta (3), jonka päälle polttoaine pudotetaan, ja jonka läpi primääri-ilma puhalletaan sekä kattilan-rungon (1), jossa on putkiseinämät, ja joka on mainitun uunin yläpuolella ja siihen yhdistettynä, tunnet-t u siitä, että pyörrekerrosuuni muodostaa kaasutus-laitteen, että kattilanrunko (1) on jaettu kahteen päällekkäiseen osaan, alempaan osaan (la) ja ylempään osaan (Ib) yhteisellä poikittaisseinämällä (2), ja että siihen kuuluu kiertojohto alaosasta (la) tulevan kaasun syöttämiseksi ainakin yhteen polttimeen (15) yläosan (Ib) pohjassa, jolloin mainittuun polttimeen syötetään samanaikaisesti sekundääripalamisilmaa, ja jolloin mainittu kiertojohto on varustettu pölyn- ja rikinpoisto-laitteilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitos, tunnettu siitä, että poikittaisseinämä (2) on putki-seinä, joka muodostuu kattilan (1) pystyputkien mutkista .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitos, tunnettu siitä, että pölynpoistolaitteen muodostaa sykloni (9), joka pystyy erottamaan kaasusta lentotuhkan, joka sitten palautetaan uuniin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitos, tunnettu siitä, että rikinpoistolaite käsittää kohdan (11) , josta kiertojohtoon ruiskutetaan rikinpoistoai-netta pölynpoistosyklonin (9) jälkeen, kiertojohto-osan (12) , joka on riittävän pitkä varmistaakseen rikin poistumisen kaasusta ja syklonin (13), joka pystyy erottamaan rikinpoistoreaktiossa syntyvät jätteet.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitos, tunnettu siitä, että kiertojohdon osa (12), jossa kaasun rikinpoistoreaktio tapahtuu, on ylösalaisin käännetyn U:n muotoinen. 9 70997

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitos, tunnettu siitä, että siihen kuuluu tuuletin (5), joka syöttää ilmaa osaksi pyörrekerrokseen ja osaksi poltti-meen (15).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitos, tunnettu siitä, että siihen kuuluu tuulettimen (5) jälkeen ilman esilämmitin (6), joka toimii lämmönvaih-dolla kattilan poistokaasujen kanssa.

8. Patenttivaatimusten 6 ja 7 mukainen laitos, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ilman esi-lämmittimen (6) jälkeen haarajohto (21), jonka avulla voidaan johtaa osa tuulettimesta (5) tulevasta ilmasta suoraan kattilan (1) alaosaan (la). 10 Patentkrav: 709 97