FI87014C

FI87014C - ANORDNING FOER MATNING AV PULVERFORMIG KALK TILL EN ELDSTAD AV EN PANNA

Info

Publication number: FI87014C
Application number: FI875516A
Authority: FI
Inventors: Pentti Janka
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1992-11-10
Also published as: FI87014B; FI875516A0; FI875516A

Description

1 870141 87014

Sovitelma jauhemaisen kalkin syöttämiseksi kattilan tuli-pesäänArrangement for feeding powdered lime into the firebox of the boiler

Keksinnön kohteena on sovitelma jauhemaisen kalkin 5 syöttämiseksi kattilan tulipesään kaasuvirtauksen avulla, johon sovitelmaan kuuluvat syöttövälineet kaasuvirtauksen ja kalkin johtamiseksi kattilaan ja ainakin yksi syöttövä-lineisiin kytketty suutin kalkin syöttämiseksi ja sekoittamiseksi tulipesän savukaasuvirtaan.The invention relates to an arrangement for supplying powdered lime 5 to a boiler furnace by means of a gas flow, which arrangement comprises supply means for conducting gas flow and lime to the boiler and at least one nozzle connected to the supply means for supplying and mixing lime to the furnace flue gas stream.

10 Rikinpoisto kattiloista ja erityisesti voimakatti- loista tapahtuu nykyään usein syöttämällä kattilan tulipesään jauhemaista kalkkia, joka muuttuu tulipesän lämmön vaikutuksesta oksidiksi ja sen jälkeen reagoi rikin oksidien kanssa muodostaen kiinteitä pölymäisiä savukaasusta 15 erotettavia yhdisteitä. Kalkki syötetään tavallisesti injektoimalla, jolloin pölymäinen kalkki annostellaan kaasu-virtaukseen, kuten ilmavirtaan, jonka kuljettamana kalkki johdetaan yhtä tai useampaa putkea pitkin tulipesään ja suihkutetaan savukaasuvirtaan. Rikinpoiston tehokkuuden 20 kannalta on erittäin ratkaisevaa, minkälaiseen lämpötilaan kalkki tulipesässä syötetään, koska lämpötilan vaikutus kalkin reaktioihin on ehdottomasti ratkaiseva. Kalkin kal-sinoitumisen kannalta optimi lämpötila on n. 850-1100°C, jolloin kalkki kalsinoituu tehokkaasti oksidiksi, mutta ei 25 sintraannu reaktiokyvyttömäksi, ja toisaalta pystyy riittävässä määrin reagoimaan rikin kanssa.Desulfurization of boilers, and in particular power boilers, today often takes place by feeding powdered lime to the boiler furnace, which is converted to oxide by the heat of the furnace and then reacts with sulfur oxides to form solid dusty flue gas separable compounds. Lime is usually fed by injection, whereby the dusty lime is metered into a gas stream, such as an air stream, which carries the lime along one or more pipes to the furnace and sprays it into a flue gas stream. From the point of view of the desulfurization efficiency 20, it is very crucial to what temperature the lime is fed in the furnace, because the effect of temperature on the reactions of the lime is absolutely decisive. The optimum temperature for the calcination of lime is about 850-1100 ° C, whereby the lime is efficiently calcined to an oxide, but does not sinter unreacted, and on the other hand is able to react sufficiently with sulfur.

Nykyisissä ratkaisuissa on kattiloihin asennettu yksi tai useampia suuttimia kiinteästi kattilan tulipesään tai sen polttimien yhteyteen. Tällä ratkaisulla on kuiten-30 kin heikkoutena, että kalkin syöttö ei yleensä tapahdu rikinpoiston kannalta tehokkaasti ja vielä vähemän optimi-olosuhteissa. Käytettäessä kattilaa eri tehoilla vaihtelee kattilan tulipesän lämpötila sen eri kohdissa käytettävän tehon mukaisesti. Tällöin esimerkiksi täydellä teholla 35 kalkki tulee syötetyksi liian kuumaan lämpötilaan ja sint- 87014 raarvtuu, jolloin rikinpoistoteho pienenee. Vastaavasti pienillä tehoilla kalkki tulee syötetyksi liian kylmään lämpötilaan eikä kalsinoidu riittävässä määrin, jolloin rikinpoistokyky jälleen heikkenee. Jos suuttimet asenne-5 taan siten, että kalkin syöttö tapahtuu sopivaan lämpötilaan tietyllä kuormituksella, ei kattilan muilla tehoalu-eilla pystytä saamaan riittävää rikinpoistoa.In current solutions, the boilers have one or more nozzles mounted permanently in the boiler firebox or in connection with its burners. However, this solution has the disadvantage that the supply of lime does not generally take place efficiently in terms of desulfurization and even less under optimum conditions. When using a boiler at different wattages, the temperature of the boiler firebox varies according to the power used at its different points. In this case, for example, at full power 35, the lime is fed to too hot a temperature and sintered, whereby the desulfurization power is reduced. Correspondingly, at low powers, the lime is fed at too cold a temperature and is not calcined sufficiently, whereby the desulfurization capacity is again impaired. If the nozzles are installed in such a way that the lime is fed to a suitable temperature under a certain load, it is not possible to obtain sufficient desulphurisation in the other power ranges of the boiler.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovi-telma kalkin syöttämiseksi kattilan tulipesään siten, että 10 kalkki saadaan aina syötetyksi rikinpoiston kannalta soveliaaseen lämpötilaan, jolloin vältetään edellä mainittuja tunnetuissa ratkaisuissa esiintyviä epäkohtia. Tämä saadaan aikaan keksinnön mukaisesti siten, että siihen kuuluvat siirtovälineet suuttimen sijainnin muuttamiseksi tu-15 lipesässä, jolloin suutin on siirrettävissä syöttämään kalkki rikinpoiston kannalta edullisessa lämpötilassa olevaan savukaasuvirran osaan.The object of the present invention is to provide an arrangement for supplying lime to the boiler furnace so that the lime is always supplied at a temperature suitable for desulfurization, thus avoiding the above-mentioned disadvantages of the known solutions. This is achieved according to the invention by including transfer means for changing the position of the nozzle in the support housing, whereby the nozzle is movable to supply lime to a part of the flue gas stream at a temperature favorable for desulfurization.

Keksinnön olennaisena ajatuksena on, että kalkin syöttöön käytettävien suuttimien sijainti kattilan tulipe-20 sässä asetetaan kattilan tehon mukaiseen sopivaan paikkaan siten, että kalkki syötetään juuri kalsinoinnin ja rikinpoiston kannalta optimaaliselle lämpötila-alueelle. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi mittaamalla tulipesän lämpötilaa ja siirtämällä suutinta haluttuun lämpötila-alueeseen 25 päin. Tämän ratkaisun etuna on, että riippumatta kattilan kuormitustehosta rikinpoisto savukaasuista voidaan toteuttaa mahdollisimman tehokkaasti ja lisäksi kattilan tehoa muutettaessa kalkin syöttö rikinpoiston kannalta optimaaliseen kohtaan voidaan muuttaa vastaavasti yksinkertaises-30 ti ja nopeasti.The essential idea of the invention is that the location of the nozzles used for feeding lime in the firebox of the boiler is set in a suitable place according to the power of the boiler, so that the lime is fed to the temperature range optimal for calcination and desulphurisation. This can be done, for example, by measuring the temperature of the furnace and moving the nozzle towards the desired temperature range. The advantage of this solution is that, regardless of the load capacity of the boiler, desulphurisation from flue gases can be carried out as efficiently as possible and, in addition, by changing the boiler power, the lime supply to the optimum desulphurisation point can be changed simply and quickly.

Keksintöä selostetaan tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti kattilan tulipesän yläosaa ja erästä keksinnön mukaista sovellutusmuotoa kal-35 kin syöttämiseksi tulipesään ja 3 B 7014 kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä laitteistoa keksinnön toteuttamiseksi.The invention is described in more detail in the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows the upper part of a boiler furnace and an embodiment according to the invention for feeding lime into the furnace, and Figure 2 schematically shows an apparatus for carrying out the invention.

Kuviossa 1 on kattilan tulipesä 1, jonka yläosassa on tulistimia 2a-2d. Savukaasut virtaavat kattilasta ylös-5 päin ja edelleen tulistimien 2a-2d läpi sekä poistuvat edelleen ei-esitettyyn savukanavaan tai vastaavaan. Kattilan toiminta sinänsä sekä siihen liittyvien laitteiden toiminta on yleisesti tunnettua eikä niitä sen vuoksi tässä tarkemmin selvitetä.Figure 1 shows a boiler firebox 1 with superheaters 2a-2d at the top. The flue gases flow upwards from the boiler-5 and further through the superheaters 2a-2d and further exit to a flue or the like not shown. The operation of the boiler per se and the operation of the related equipment are generally known and will therefore not be explained in more detail here.

10 Tulipesän 1 sivuun on kiinnitetty injektointilaite 3, jonka tarkempi rakenne ja toiminta selostetaan myöhemmin. Injektointilaitteeseen liittyy kanava 4, jota pitkin jauhemainen pölymäinen kalkki syötetään ilman avulla injektointilaitteeseen ja edelleen sen avulla kattilaan. In-15 jektointilaitteeseen kuuluu putkimaisen varren 5 päässä oleva suutin 6, joka kalkkia syötettäessä on työnnettynä tulipesän 1 sisään. Kanavaa 4 pitkin tuleva ilman ja kalkin sekoitus virtaa injektointilaitteen 3 ja putkimaisen varren 5 läpi suuttimelle 6, josta se leviää ja sekoittuu 20 tulipesän 1 läpi virtaaviin savukaasuihin.10 An injection device 3 is attached to the side of the furnace 1, the more detailed structure and operation of which will be described later. The injection device is connected to a channel 4, along which powdered lime is fed by means of air to the injection device and further by means of it to the boiler. The in-15 injection device comprises a nozzle 6 at the end of the tubular shaft 5, which is inserted into the furnace 1 when lime is fed. The mixture of air and lime coming through the channel 4 flows through the injection device 3 and the tubular arm 5 to the nozzle 6, from where it spreads and mixes with the flue gases flowing through the furnace 1.

Kattilaa käytettäessä savukaasujen lämpötila kattilan tulipesän 1 eri kohdissa vaihtelee kattilan tehosta riippuen. Tällöin esimerkiksi pienillä tehoilla kalkin kalsinoinnin kannalta edullinen lämpötila-alue voi olla 25 ensimmäisen tulistimen 2a läheisyydessä ja vastaavasti kattilan täydellä teholla sopiva lämpötila-alue voi sijaita esimerkiksi tulistimien 2c ja 2d alueella. Keksinnön mukaisessa edullisessa sovellutuksessa injektointilaitteen 3 putkimainen varsi 5 on siirrettävissä aksiaalisuunnas-30 saan edestakaisin, jolloin suuttimen 6 sijaintia tulipe-sässä voidaan säätää vartta 5 pidentämällä tai lyhentämällä. Kattilan eri tehoilla voidaan näin ollen kalkin syöttö sijoittaa kalsinoinnin kannalta optimaaliseeen kohtaan.When using the boiler, the flue gas temperature at different points in the boiler firebox 1 varies depending on the boiler power. In this case, for example at low powers, the preferred temperature range for lime calcination may be in the vicinity of the first superheater 2a, and at a full boiler power, respectively, a suitable temperature range may be in the range of superheaters 2c and 2d, for example. In a preferred embodiment according to the invention, the tubular arm 5 of the injection device 3 can be moved back and forth in the axial direction 30, whereby the position of the nozzle 6 in the firebox can be adjusted by lengthening or shortening the arm 5. Thus, with different boiler powers, the lime supply can be placed in the optimal position for calcination.

Suuttimen sijainti kattilan eri tehoilla voidaan 35 esimerkiksi määritellä mittaamalla kattilan tulipesässä 87G14 olevat lämpötilat kattilan seinään varsin tavallisesti sijoitettujen lämpötila-antureiden avulla ja ohjata mitattujen lämpötilojen perusteella varren 5 syöttökoneisto siirtämään vartta 5 haluttuun suuntaan. Samoin kattilan tuli-5 pesän 1 lämpötilat voidaan määritellä kattilan tehon suhteessa, jolloin varren 5 pituutta voidaan säätää kattilan tehon perusteella.The position of the nozzle at different boiler powers can be determined, for example, by measuring the temperatures in the boiler furnace 87G14 by means of temperature sensors quite usually placed on the boiler wall and controlling the arm 5 feed mechanism to move the arm 5 in the desired direction. Likewise, the temperatures of the boiler fire-5 housing 1 can be determined in relation to the boiler power, whereby the length of the shaft 5 can be adjusted on the basis of the boiler power.

Kuviossa 2 on esitetty injektointilaite 3, johon kuuluu runko 7 ja runkoon nähden pituussuunnassaan liikku-10 vasti sekä pyörivästi asennettu putkimainen varsi 5. Varren 5 päässä puolestaan on kalkinsyöttösuutin 6. Vartta 5 voidaan siirtää aksiaalisuunnassaan syöttökoneiston 8 avulla, jolloin varren pituus tulipesässä 1 ja siten suut-timen 6 sijainti on säädettävissä. Syöttökoneistossa 8 on 15 pitkänomainen ketju 9, joka on kiinnitetty yhdestä kohdasta varteen 5. Ketju 9 on asennettu pyörivästi varren 5 pituussuunnassa matkan päässä toisistaan olevien pyörien 10 ja 11 ympäri ja moottori 12 on kytkettävissä pyörittämään ketjua 9 haluttuun suuntaan, jolloin varsi 5 pitenee tai 20 lyhenee tulipesässä 1. Edelleen vartta 5 voidaan pyörittää pyörityskoneistolla 15, johon kuuluu varren 5 ympäri ja sitä pyörittäväksi asennettu ketju 14 sekä ketjua pyörittäväksi kytkettävissä oleva pyöritysmoottori 15. Moottorin 15 ollessa kytkettynä toimintaan pyörii varsi 5 pituusak-25 selinsa ympäri, jolloin suutin 6 saadaan pyörimään kattilan tulipesässä ja siten kalkin syöttö ja hajotus savukaa-suihin tehokkaaksi. Kalkki syötetään injektointilaittee-seen 3 kanavaa 4 pitkin ilman avulla ja varsi 5 on asennettu pyörivästi ja symmetrisesti kanavaan 4 liittyvän 30 putken 16 ympärille, jolloin putken 16 ja varren 5 välissä on tiivisteet 17 ja 18. Tiivisteiden 17 ja 18 tehtävänä on estää ilman ja kalkin purkautuminen putkien välisestä tilasta väärään suuntaan.Figure 2 shows an injection device 3 comprising a body 7 and a tubular arm 5 rotatably mounted in its longitudinal direction relative to the body. the position of the nozzle 6 is adjustable. The feed mechanism 8 has an elongate chain 9 attached at one point to the arm 5. The chain 9 is rotatably mounted in the longitudinal direction of the arm 5 around spaced apart wheels 10 and 11 and the motor 12 can be coupled to rotate the chain 9 in the desired direction. further shortens the furnace 1. Further, the arm 5 can be rotated by a rotating mechanism 15 comprising a chain 14 mounted around the arm 5 and a rotating motor 15 which can be switched to rotate the chain. in the boiler furnace and thus the supply and decomposition of lime into the flue gases is efficient. The lime is fed to the injection device 3 via the channel 4 by means of air and the arm 5 is rotatably and symmetrically mounted around the pipe 16 associated with the channel 4, with seals 17 and 18 between the pipe 16 and the arm 5. discharge from the space between the pipes in the wrong direction.

Keksintö ei suinkaan ole sidottu edellä esitettyi-35 hin sovellutusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa pa- 5 b'70i4 tenttivaatimusten puitteissa hyvin eri tavoin. Injektoin-tilaitteita 3 voi olla kattilassa yksi tai useampia sen koosta riippuen. Injektointilaitteiden sijainti kattilassa voi olla paitsi esitetyn kaltainen myös toisenlainen ja 5 suuttimen sijaintia voidaan muuttaa niin kattilan poikki-kuin pystysuunnassakin. Injektointilaitteena voidaan käyttää myös toisenlaista laitteistoa, jossa suuttimen sijaintia kattilan sisällä voidaan halutulla tavalla muuttaa. Suuttimena voi olla kiinteä tai pyörivä suutin tai siinä 10 voi olla kaksi- tai monisuutinpää. Putkimainen varsi 5 voi olla pelkästään aksiaalisuunnassaan liikuteltava tai sekä aksiaalisuunnassa liikuteltava että pyörivä. Suuttimen sijaintia on mahdollista säätää myös asettamalla suutinvarsi pituussuuntaansa nähden poikittaisen akselin ympäri kään-15 nettäväksi, jolloin suutin ja varsi tekevät viuhkamaista tai sentapaista liikettä.The invention is by no means bound to the embodiments described above, but can be applied in very different ways within the scope of the claims. There may be one or more injectors 3 in the boiler, depending on its size. The position of the injection devices in the boiler can be not only as shown but also different and the position of the nozzle 5 can be changed both transversely and vertically of the boiler. Other types of equipment can also be used as the injection device, in which the position of the nozzle inside the boiler can be changed as desired. The nozzle may be a fixed or rotating nozzle or it may have a double or multi-nozzle head. The tubular arm 5 can be movable only in its axial direction or both axially movable and rotatable. It is also possible to adjust the position of the nozzle by pivoting the nozzle arm about an axis transverse to its longitudinal direction, whereby the nozzle and the arm make a fan-like or similar movement.

Claims

A device for feeding powdered lime to a fireplace (1) in a boiler by means of gas flow, to which device includes supply means (3-5) for directing the gas flow and the cage to the boiler and at least one to the supply means (3-5). ) coupled nozzle (6) for feeding and mixing the quay in the furnace (1) flue gas stream, characterized in that it comprises displacement means (8) for changing the position of the nozzle (6) in the fireplace, wherein the nozzle ( 6) can be displaced to feed the quay in the portion of the flue gas stream where the temperature is most advantageous with respect to desulphurisation.

2. Device according to claim 1, characterized in that the feeding means (3-5) comprise at least one tubular arm (5) through which the quay is guided by the gas flow, that at least one nozzle (6) is connected to the end of each tubular arm (5) and the displacement means (8) being coupled to displace at least one tubular arm (5) so that the position of the nozzle (6) in the flue gas stream changes during displacement of the arm (5).

3. Device according to claim 2, characterized in that the displacement means (8) are coupled to displace the tubular arm (5) in its longitudinal direction, the length of the arm (5) and thus the position of the nozzle (6) in the boiler fireplace (1). ) is changed accordingly. 30

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the displacement means (8) are coupled to displace the tubular arm (5) in its transverse direction.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the tubular arm (5) is fastened 8 87014 in the vicinity of the wall of the boiler fireplace (1) so that it swings in a transverse direction around the joints and that the displacement means ( 8) are coupled to pivot it around said joints.