HU217001B

HU217001B - Eljárás és berendezés fluid ágyas kazánban keringő anyag hűtésére

Info

Publication number: HU217001B
Application number: HU9400688A
Authority: HU
Inventors: Markku Raiko
Original assignee: Fortum Power And Heat Oy
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1999-11-29
Also published as: US5660148A; HU9400688D0; HUT65973A; AU662014B2; FI914299A; DE69223415T2; EP0603262A1; ATE160854T1; FI914299A0; CA2115434A1; DK0603262T3; CZ53394A3; FI91800B; RU2091667C1; EP0603262B1; FI91800C; CZ284960B6; DE69223415D1; WO1993005340A1; AU2547892A

Abstract

A találmány tárgya eljárás és berendezés flűid ágyas kazánban keringőanyag hűtésére, amely eljárás sőrán a tüzelőanyagőt a flűid ágyaskazán pőrkeringetéses égőkamrájába a pőrkeringetéses égőkamra alsórészébe jűttatják be, és amelynek sőrán elégetlen, pőr alakútüzelőanyagőt tartalmazó, inert keringő anyagőt keringetnek apőrkeringetéses égőkamra felső részéből a pőrkeringetéses égőkamraalsó részébe, a füstgázőkat a pőrleválasztótól egy csővezetéken át ahűlladék gázős füstgázkazánba – vízmelegítőbe vezetik, a füstgázőkat avízmelegítőből a kéménybe vezetik, és a hűtött füstgázők egy részétegy csővezetéken át visszakeringetik a reaktőrba. A találmány szerintieljárás jellemzője, hőgy a hűtött füstgázők egy részétvisszakeringetik a tüzelőanyagőt tartalmazó inert keringő anyagba, ésa hűtött füstgázők révén a flűid ágyas tűztér hűtőteljesítményét akeringő anyag hőmérsékletének befőlyásőlásával szabályőzzák, avisszakeringetett füstgázőkat a pőrleválasztóba (13) vagy annak afüstgázők áramlási irányában nézve elülső őldaláhőz vezetik, és avisszakeringetett füstgázőkat a tüzelőanyagőt tartalmazó inert keringőanyag körfőrgásának őlyan pőntjára vezetik, ahől az égési levegőveltörténő keveredése, és így az égési főlyamatban való részvételekizárt. A találmány szerinti berendezés esetén a kazánban van egypőrkeringetéses égőkamra (10), és az elrendezés tartalmaz egypőrleválasztót (13), aminek kevesebb pőrt tartalmazó kivezetéséből egycsővezeték (15) vezet a füst- gázkazánba (16). A berendezésjellemzője, hőgy a hideg füstgázők egy visszatápláló csővezetéken (20)viszszajűtnak a füstgázkazántól (16) az inert keringő anyagba, és avisszatápláló csővezeték (20) a pőrleválasztóba (13) vagy annak – afüstgázők áramlási irányában nézve – a hőmlőkőldalába vannak vezetveegy őlyan pőntra, ahőnnan a keringő gázőknak az égési levegőveltörténő keveredése, és így az égési főlyamatban való részvételekizárt. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés fluid ágyas kazánban keringő anyag hűtésére.

A porkeringetési technikán alapuló, fluid ágyas kazánokban a keringő pornak a füstgázokhoz viszonyított tömegaránya tipikusan 20...50:1. A porbőség nagyon hatékonyan egalizálja a porkeringetéses kazán tűzterének hőmérséklet-eloszlását még akkor is, ha az égés főként a tűztér alsó részében és a hűtés a felső részekben megy végbe. A keringetőkörben a maximális és a minimális hőmérséklet közötti különbség maximum 100 K.

A porkeringetéses kazán tűzterének hűtőteljesítménye a kazán teljes hűtőteljesítményének tipikusan

30...50%-a. A tűzteret általában a tűztér falain elhelyezett és vékony védőfalazattal védett, lemezhártyás hőcserélő lapokkal hűtik. A védelemre a por által előidézett erózió és a redukáló feltételek előidézte korrózió miatt van szükség. A tűztér felső részében csőkötegeket lehet elhelyezni. Ezeket ott nem kell védeni, mivel a felső részben oxidálófeltételek állnak fenn, és a korrózió veszélye nem olyan nagy, mint az égési övezetben.

A porkeringetéses kazán tűzterének hűtőteljesítményét csökkenteni a fluid ágyas égés esetén problematikus. A tűztérben fennálló hőmérséklet csökkentését nemigen lehet szabályozásra alkalmazni, mivel akkor az égés feltételei kedvezőtlenekké válnának.

A tűztér hűtőteljesítményének szabályozására szolgáló, ismert hűtési módszereket az alábbiakban ismertetjük.

A tűztér hűtőteljesítményét úgy szabályozzák, hogy a keringő por mennyiségét a tűztérbe jutó levegő elosztásával befolyásolják. A keringő por mennyisége befolyásolja a hőátadási tényezőt. Ha a tűzteret nem hűtik, akkor a hőmérséklet 1500 °C-ra is megemelkedik, és a hamu megolvad. Ebben az esetben meg van zavarva a reaktorban keringő anyag fluidizálódása. Ha a fluidizálódás meg van zavarva, akkor a reaktorban folyó égés sem lesz zavartalan.

A tűztér hűtőteljesítményének szabályozására alkalmazott másik eljárás szerint a tűztér után a porleválasztóban leválasztott, forró keringő anyagot közvetlenül visszakeringetik az égőkamrába. A keringő anyagot az égőkamrába való visszatérés előtt külön hőcserélő lapokkal hűtik. A hőcserélő lapok egy külön fluid ágyba vannak helyezve, amelybe az összes fonó keringő anyag, vagy annak egy része bejut, és amiből a hűtött keringő anyagot visszajuttatják az égőkamrába. A külön fluid ágy fluidizálólevegője szekunder levegőként jut a porkeringetéses kazánba.

Az ismert megoldásoknál, mint például az EP 286 845 számú iratban szereplő megoldásnál is a tűztér hűtésének méretezése és a kazán működtetése különböző minőségű tüzelőanyagok esetére még a legtapasztaltabb kazángyártók számára is nagyon sok problémát okozott.

A porkeringetéses kazánokban a teljesítményszinttel együtt az égési feltételek is olyan jelentősen változnak, hogy nem lehet az egész teljesítménytartományban a kén és nitrogén eltávolításához optimális feltételeket fenntartani.

A keringő anyagnak hőcserélő lapokkal történő hűtése problémákat okoz a részecskeerózió, a korrózió és a megnövekedett költségek miatt.

Emellett nehéznek bizonyult a fluid ágyas kazánok teljesítménytartományainak arányos növelése, mivel az anyag tűztéren belüli belső keringése következtében nem lehet előre pontosan meghatározni a tűztér falainál keringő anyag sűrűségét. Ezért nem volt eredményes a hőcserélő lapok méretezése.

Az égési levegő alkalmazása a keringő anyag menynyiségének szabályozására és a hőátvitel szabályozására rontotta az égési feltételeket a reaktor alsó részében, és csökkentette a kéneltávolítás és az égés hatásfokát.

Jelen találmány célkitűzése az ismert eljárások és berendezések hátrányait kiküszöbölő eljárás és berendezés kidolgozása.

A találmány alapgondolata a porkeringetéses kazán tűzterében végbemenő égés és a hőátvitel elválasztása úgy, hogy a tűzteret kizárólag vagy részben a kazán végrészéből vett, hideg füstgázokkal hűtjük. A találmány szerinti megoldás értelmében a keringő gázokat nem keverjük bele az égési levegőbe, hanem a porkeringetéses égési eljárásban az inért keringő anyag hűtésére használjuk.

A keringő gázok keverése következtében a füstgázok hőmérséklete kevéssé csökken, mivel a keverési ponton bőségesen van keringő por, amelynek a hőkapacitása többszöröse a füstgázokénak.

A keringő gázokat több pontról lehet a kemencében lévő fluid ágy és a porleválasztó közé bejuttatni. Kívánt esetben a keringő anyag mennyiségét a keringő gázok kazánba történő bevezetési pontjának változtatásával lehet szabályozni.

Az újrakeringetésre kerülő füstgázokat gőzkazán esetén előnyös a tápvíz-előmelegítő és a hőcserélő között levenni, de levehetők a hőcserélő után vagy a füstgázok szűrése után is. Lényeges, hogy a keringő gázokat konvekciós hőcserélő lapok hűtsék, és így a füstgázok hőmérséklete eléggé alacsony legyen, amikor egy részük újrakeringetésre kerül.

A fluid ágyas reaktor lehet bármilyen, egyhuzamú vagy többhuzamú reaktorrésszel rendelkező reaktor. A lényeges az, hogy a keringő anyag konzisztenciája elég nagy legyen.

A találmányt, mint újszerű szabályozási módszert, mind új, mind meglévő fluid ágyas kazánoknál lehet alkalmazni. Ha egy kazán tőzegtüzelésre van méretezve, és az erőműben kívánatos teljes kapacitással a szén égetése, akkor ez megvalósítható a találmány szerinti gázkeringetés részleges alkalmazásával.

Találmányunk célja olyan eljárás és berendezés, amivel a reaktor hatékonyan és pontosan hűthető, amivel a szabályozás könnyű és pontos, továbbá a szabályozási tartomány széles.

A találmány szerinti célkitűzést olyan eljárással valósítjuk meg, amelynek során a tüzelőanyagot a fluid ágyas kazán porkeringetéses égőkamrájába, a porkeringetéses égőkamra alsó részébe juttatjuk be, és amelynek során elégetlen, por alakú tüzelőanyagot tartalmazó, inért keringő anyagot keringetünk a porkeringetéses égőkamra felső

HU 217 001 Β részéből a porkeringetéses égőkamra alsó részébe, a füstgázokat a porleválasztótól egy csővezetéken át a hulladék gázos füstgázkazánba - vízmelegítőbe - vezetjük, a füstgázokat a vízmelegítőből a kéménybe vezetjük, és a hűtött füstgázok egy részét egy csővezetéken át visszakeringetjük a reaktorba, és amely eljárást az jellemzi, hogy a hűtött füstgázok egy részét visszakeringetjük a tüzelőanyagot tartalmazó, inért keringő anyagba, és a hűtött füstgázok révén a fluid ágyas tűztér hűtőteljesítményét a keringő anyag hőmérsékletének befolyásolásával szabályozzuk, a visszakeringetett füstgázokat a porleválasztóba vagy annak a füstgázok áramlási irányában nézve elülső oldalához vezetjük, és a visszakeringetett füstgázokat a tüzelőanyagot tartalmazó, inért keringő anyag körforgásának olyan pontjára vezetjük, ahol az égési levegővel történő keveredése, és így az égési folyamatban való részvétele kizárt.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítási módja során a visszakeringetett füstgázokat közvetlenül a porkeringetéses égőtérbe vezetjük.

A találmány egy előnyös megvalósítási módjánál a fluidizálórész, vagyis a reaktor és a porleválasztásra alkalmazott ciklon, egy berendezésként van kombinálva. A reaktor felső része kör keresztmetszetű ciklonként van kialakítva, amibe a portartalmú gázok alulról lépnek be. A portartalmú gázt a reaktor felső részébe érintőlegesen befújt szekunder gázzal hozzuk forgó mozgásba. így a felső részben egy ciklonos porleválasztó van, amelyben a por a reaktor falaira válik le. A falakon keletkezett sűrű porszuszpenzió a reaktor falain fluidizálatlan állapotban lefolyik a reaktor alsó részébe. A reaktor alsó részébe visszajuttatott keringési por elkeveredik a tűztérben maradt ágyanyaggal. A tiszta gáz a reaktor felső részéből az axiális, központos csövön át távozik. A találmány szerinti eljárás ezen megvalósítási módjánál szekunder gázként előnyös módon a tisztított füstgázt használjuk, amit a kazán konvekciós hőcserélő lapjaival lehűtünk, és a reaktorba visszajuttatunk. A szekunder gáz mennyiségének szabályozásával folyamatosan szabályozni lehet az egész égőkamra hűtőteljesítményét.

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös megvalósítási módja során a visszatáplálásként a keringő anyaghoz hozzákevert füstgázokat a füstgázkazán kiömlőoldalán, a kémény előtt vezetjük el, és a füstgázokat egy fúvógéppel keringetjük vissza a keringő anyagba. Fúvógéppel szabályozzuk a visszakeringetett füstgáz mennyiségét, és ezáltal szabályozzuk a keringő anyag hőleadását.

A fluid ágyas kazánban van egy tűztér, amibe az égéshez szükséges levegő bejut. A kazánban inért anyag kering. Az elrendezés tartalmaz egy porleválasztót, amiből egy csővezeték vezet a füstgázkazánba. A füstgázkazán tartalmaz egy hőcserélőt, amelynek révén a füstgázban lévő hőenergia hasznos célra átvihető, és a füstgázok hőmérséklete lecsökken. A füstgázkazánból a füstgázok egy csővezetéken át a kéménybe jutnak. A berendezés tartalmaz továbbá egy visszatápláló csővezetéket.

A találmány szerinti célkitűzést a berendezés tekintetében olyan berendezéssel valósítjuk meg, ahol a kazánban egy porkeringetéses égőkamra van, és az elrendezés tartalmaz egy porleválasztót, aminek kevesebb port tartalmazó kivezetéséből egy csővezeték vezet a füstgázkazánba, és amely berendezés jellemzője, hogy a hideg füstgázok egy visszatápláló csővezetéken visszajutnak a füstgázkazántól az inért keringő anyagba, a visszatápláló csővezeték a porleválasztóba vagy annak - a füstgázok áramlási irányában nézve - a homlokoldalába vannak vezetve egy olyan pontra, ahonnan a keringő gázoknak az égési levegővel történő keveredése, és így az égési folyamatban való részvétele kizárt.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja esetén a porleválasztó egy, a porkeringetéses égőkamra felső részében kialakított, ciklonos leválasztó és a visszakeringető csővezetéken át a porkeringetéses égőkamra felső részébe juttatott füstgázok érintőlegesen jutnak a porkeringetéses égőkamra ciklonos leválasztójába.

A találmány szerinti berendezés egy másik előnyös kiviteli alakja tartalmaz egy csővezetéket, amely a keringő anyagot a porkeringetéses égőkamra felső részéből a porleválasztóba vezeti, a füstgázkazán tartalmaz egy hőcserélőt és egy folyadékkört, és a hűtött füstgázokat a keringő anyagba visszakeringető csővezetéknek a hűtött füstgázok áramlási irányában nézve bemenő vége a füstgázkazán és a kémény közötti csővezetékbe van kötve.

A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakjának a visszakeringető csővezetékében egy, a visszakeringetett füstgázok mennyiségét és ezáltal ezeknek a gázoknak a hűtőteljesítményét szabályozó fúvógépe van, míg egy másik előnyös kiviteli alak esetén a visszakeringető vezeték a porkeringetéses égőkamra és a porleválasztó közötti csővezetékbe van csatlakoztatva.

A találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjában a hideg füstgázokat visszakeringető csővezetékben egy változatlan forgási sebességgel működő fúvógép és egy szabályozócsappantyú vagy más hasonló áramlásszabályozó eszköz van elhelyezve, a csővezetékben a füstgázok áramlási irányában a fúvógép előtt egy porleválasztó van.

A keringő gázok bejuttatása a keringő anyagba számos előnnyel jár. Ezek a következők.

Az egész égőkamra oxidáló és a kívánt hőmérsékletű. Ezért az optimális feltételek révén intezívebb az égés, a kén eltávolítása és a nitrogén eltávolítása.

A reaktor hatékonyan, pontosan és előnyösen hűthető.

A gáz keringetésének költségei kedvezőek, mivel a porleválasztóban és a konvekciós lapokon bekövetkező nyomásveszteség kicsi a reaktorban bekövetkező teljes nyomásveszteséghez képest.

A szabályozás módja könnyű és pontos. Szélsőséges feltételek között is optimális feltételeket lehet fenntartani, mivel a reaktor hűtőteljesítményének szabályozása a keringő gáz mennyiségén alapszik, és az égési levegőt az égés igényeinek megfelelően szabadon fel lehet használni.

A szabályozási tartomány széles.

A kazánt könnyű méretezni, mivel a reaktor változatlan hőmérsékletű gázt szolgáltat, és a konvekciós hőcserélő lapokkal elért teljesítmény csak a gázmennyiségtől függ.

HU 217 001 Β

A keringő anyag mennyisége tág határokon belül növelhető. Ebben az esetben vagy a reaktor kisebb lesz, mint az ismert megoldásoknál, vagy az adott méretű reaktoregységek által leadott maximális teljesítmény lesz nagyobb.

Valamennyi hőcserélő lapot - mint konvekciós lapot - a szekunder huzatba lehet helyezni. Ha a porleválasztás két lépcsőben történik, akkor nagyobb gázsebességeket és hőátvivő lapokként előnyös bordás csöveket lehet alkalmazni, vagyis a hőcserélő lapok ugyanolyan típusúak, mint a gázturbinák hulladék gázos vízmelegítőiben alkalmazottak.

A kazánt előre gyártott modulokból lehet előállítani.

Nagy kazánokban lehet egy közös konvekciós vezetékrész, egy gőzkör és több reaktor.

A növelés az egyik méretről a másikra könnyebb, mivel az égőkamrát hőátviteli követelmények nélkül lehet méretezni.

A hatékony szabályozási elv révén a kis fűtőkazánokat emberi felügyelet nélkül lehet üzemeltetni.

Ha a találmánynak azt a kiviteli alakját alkalmazzák, amelynél a porleválasztó ciklon a reaktorral kombináltan van kialakítva, akkor ennek az előnyei az alábbiak.

A porkeringetéses, fluid ágyas módszerhez képest itt a szükséges berendezések egyszerűbbek, és a gyártási költség jóval kisebb.

A reaktorban keringő por mennyisége könnyen szabályozható a szekunder gáz mennyiségével, vagy a fúvókasebesség révén. Ebben az estben a fluid ágyas tűztérben lévő elszenesedett maradvány nagysága is szabályozható.

Ha a ciklonba hideg szekunder gázt juttatunk, akkor a fluid ágyas tűztér hatékonyan hűthető. A füstgáz menynyiségének változtatásával a tűztér hűtőteljesítménye folytonosan szabályozható.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán a csatolt ábrák alapján részleteiben ismertetjük, ahol az

1. ábra a találmány szerinti berendezés első előnyös kiviteli alakjának vázlata, a

2. ábra a találmány szerinti berendezés második előnyös kiviteli alakjának vázlata, a

3. ábra a találmány szerinti berendezés harmadik előnyös kiviteli alakjának vázlata, a

4. ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakja, amelynél a porleválasztó több, egymás fölé helyezett porleválasztó egységből áll, amelyek a porkeringetéses égőkamra felső részében vannak elhelyezve, az

5. ábra a 4. ábra szerinti porleválasztó egy porleválasztó egységének nagyított képe, a

6. ábra a porleválasztó egységben lévő leválasztócsövek közötti szerkezet.

Elöljáróban megjegyezzük, hogy az ábrák kapcsán egyben a találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítási módjait is ismertetjük.

Az 1. ábrán látható, hogy a fluid ágyas kazán porkeringetéses 10 égőkamrája számára az A tüzelőanyag a porkeringetéses 10 égőkamra alsó részébe jut. Ugyancsak a porkeringetéses 10 égőkamra alsó részébe juttatja az égéshez szükséges levegőt a P| fúvógép a 11 vezetéken át.

A porkeringetéses 10 égőkamra fluidizálórésze, vagyis a reaktor a 13 porleválasztóval együtt egy berendezésként van kialakítva. A reaktor felső része kör keresztmetszetű ciklonként van kiképezve, amibe alulról érkeznek a portartalmú gázok. A portartalmú gázt a reaktor felső részében érintőlegesen befújt szekunder gáz hozza forgómozgásba. így a felső részben egy ciklonos leválasztó jön létre, amelyben a por a reaktor falaira rakódik le. A falfelületeken képződött sűrű porszuszpenzió a reaktor falain fluidizálatlan állapotban a reaktor alsó részébe folyik. A reaktor alsó részében a visszajutott keringő por elkeveredik az égőkamrában lévő maradék ágyanyaggal. A tiszta gáz a reaktor felső részéből az axiális, központos csövön át távozik.

A találmánynak ennél a kiviteli alakjánál szekunder gázként a reaktorból távozó, tisztított hulladék gázt használjuk, amelynek a nyomását egy P₃ fúvógéppel a fúvókák számára szükséges szintre emeljük. A találmánynak ennél a kiviteli alakjánál a szekunder gázt a kazán konvekciós 16a hőcserélőjében lehűtött hulladék gáz képezi, ami ily módon hűti le a reaktort.

A találmány révén a porkeringetéses, fluid ágyas eljárás berendezései a korábbi berendezésekhez képest egyszerűbbek. A berendezések gyártási költsége kisebb, mint az ismert berendezéseké. A reaktorban keringő por mennyisége könnyen szabályozható a szekunder gáz mennyiségével vagy a fúvókasebességgel. Ez fontos tulajdonság, például ha a fluid ágyas tűztérben az elszenesedett maradék nagyságát kell szabályozni.

A hideg szekunder gázzal hatékonyan lehet hűteni a fluid ágyas 10 égőkamrát. Ha a konvekciós 16c hőcserélőben lehűtött füstgázt használjuk szekunder gázként, akkor a 10 égőkamra hűtőteljesítménye a szóban forgó gáz mennyiségének változtatásával folytonosan szabályozható.

A füstgázok a porkeringetéses 10 égőkamra felső részéből a 13 porleválasztóból a 15 csővezetéken át egy 16 fustgázkazánba jutnak, amelynek a 16a hőcserélőjében hőátvivő folyadék, előnyös módon víz, kering. így a 16a hőcserélő révén a füstgázok hőenergiája a 16a hőcserélő folyadékkörébe, majd a folyadékkörön át a kazánon kívülre hasznos felhasználásra kerül.

A 16 füstgázkazán kimenőoldalától egy 17a csővezeték vezet egy 18 szűrőhöz. A 18 szűrőtől egy 17b csővezeték vezet egy P₂ fúvógép kimenőoldalától, egy 17c csővezeték egy 19 kéményhez vezet. A 17c csővezetékből a találmány értelmében egy visszatápláló 20 csővezeték vezet a porkeringetéses 10 égőkamra felső részében elhelyezett 13 porleválasztóhoz.

így a találmány értelmében a porkeringetéses 10 égőkamra tűzterének hűtőteljesítményét úgy szabályozzuk, hogy a porkeringetéses 10 égőkamrában keringő anyagot a 16 fustgázkazánból távozó és a 16 fustgázkazán 16a hőcserélőjével lehűtött, hideg gázokkal hűtjük. így az ismert megoldásokkal ellentétben a találmány szerint a visszakeringetett gázokat nem keveijük el az égési levegővel, hanem kizárólag a porkeringetéses

HU 217 001 Β égőkamrában keringő inért anyag hűtésére használjuk. A keringő anyag főként inért anyag, így homok, tüzelőanyag-hamu, mészkő és a kén eltávolításakor keletkezett anyagok. A keringő anyag tartalmaz még

1...4% elégetlen tüzelőanyagot, úgynevezett maradék kokszot.

így a találmány értelmében kifejezetten a fenti inért keringő anyagot hűtjük, ami a 10 égőkamra és a 13 porleválasztó között mozog. A hűtőteljesítményt a visszakeringetett füstgáz mennyiségének szabályozásával szabályozzuk. A visszakeringetett füstgáz mennyiségét a P₃fúvógép működésének szabályozásával szabályozzuk. A füstgázáramot a P₃ fúvógép szabályzásán kívül a füstgáz-visszakeringető csővezetékben elhelyezett szabályozótolattyú állításával is lehet szabályozni.

A találmány értelmében a keringő gázokat nem keverjük el az égési levegővel, hanem a porkeringetéses égési folyamatban az inért keringő anyag hűtésére használjuk. így a találmány értelmében a keringő gázokat a porkeringetéses 10 égőkamra B égőtere mögött (a füstgázok S| áramlási irányában nézve) lévő térben juttatjuk a folyamatba, ahonnan a keringő gázok nem keverednek az égési levegővel, és így nem befolyásolják az égési folyamatot. A keringő gázokat előnyös módon a porkeringetéses 10 égőkamra felső részébe vagy közvetlenül az ezután elhelyezett 13 porleválasztóba vagy a közöttük lévő csővezetékbe vezetjük be. Fontos, hogy a keringő gázok éppen csak lehűtsék a keringő anyagot, és ezután érintkezésük a keringő anyaggal megszűnjön, majd kiáramoljanak a 16 füstgázkazánhoz.

A találmánynak a 2. ábrán látható második kiviteli alakjánál a fluid ágyas kazán porkeringetéses 10 égőkamrája számára az A tüzelőanyag a porkeringetéses 10 égőkamra alsó részébe jut. Az égéshez szükséges levegőt is a porkeringetéses 10 égőkamra alsó részébe juttatja be a P! fúvógép a 11 csővezetéken át.

A porkeringetéses 10 égőkamra felső részéből egy 12 csővezeték vezet egy különálló 13 porleválasztóhoz, ami előnyös módon ugyancsak egy ciklonos leválasztó. A 13 porleválasztó a nagyobb portartalmú frakciót leválasztja egy 14 csővezetékbe, amelyen át az visszajut a porkeringetéses 10 égőkamra alsó részébe. A füstgáz és a kevesebb porrészecskét tartalmazó frakció a 13 porleválasztóból a 15 csővezetékbe és tovább, aló füstgázkazánba jut, amelynek 16a hőcserélőjében hőátvivő folyadék, előnyös módon víz, kering. így a 16a hőcserélő révén a füstgázok hőenergiája a 16a hőcserélő folyadékkörébe, majd a folyadékkörön át a kazánon kívülre, hasznos alkalmazásra kerül.

A 16 fiistgázkazán kimenőoldalától egy 17a csővezeték vezet egy 18 szűrőhöz. A 18 szűrőtől egy 17b és 17c csővezeték vezet a 19 kéményhez. A 17c csővezetékből a találmány értelmében egy visszatápláló 20 csővezeték vezet a keringő anyaghoz, és ennél a kiviteli alaknál a porkeringetéses 10 égőkamra és a 13 porleválasztó között 12 csővezetékbe.

így a találmány értelmében ennél a kiviteli alaknál is úgy szabályozzuk a porkeringetéses 10 égőkamra hűtőteljesítményét, hogy a porkeringetéses 10 égőkamrában keringő anyagot a 16 fiistgázkazán végrészéből vett és a 16a hőcserélővel lehűtött, hideg keringő füstgázokkal hűtjük. így az ismert megoldásokkal ellentétben a találmány szerint a keringő füstgázokat nem keverjük el az égési levegővel, hanem kizárólag a 10 égőkamra felső része és a 13 porleválasztó között keringő anyag hűtésére használjuk. A hűtőteljesítményt a visszakeringetett füstgáz mennyiségének szabályozásával szabályozzuk. A visszakeringetett füstgáz mennyiségét a P₃ fúvógép működésének szabályzásával szabályozzuk.

A találmánynak a 3. ábrán látható kiviteli alakjánál a füstgázt visszakeringető 20 csővezetékben egy állandó forgási sebességű P₄ fúvógép és egy 21 szabályozótolattyú vagy más ezzel egyenértékű eszköz van, ami szabályozza a visszakeringetett füstgáz mennyiségét. A 20 csővezetékben van továbbá egy 22 porleválasztó, ami a füstgáz áramlási irányában nézve a P₄ fúvógép előtt van elhelyezve. így a P₄ fúvógép lapátjai védve vannak a kopás ellen, mivel kevésbé szennyezett füstgáz jut a P₄ fúvógépbe. A keringő füstgázt a 23 elágazásnál vezetjük el, ami áramlási irányban a 18 szűrő előtt van. Ily módon a 18 finomszűrőt nem kell túl nagyra méretezni.

A találmánynak a 4. ábrán látható kiviteli alakjánál a visszakeringető 20 csővezeték a hulladék gázos kazán 16 vízmelegítő és a végső porleválasztó 18 szűrő közötti csővezetékbe van kötve. A visszakeringető 20 csővezeték másik vége közvetlenül a 13 porleválasztóba van kötve. A 13 porleválasztó több, 13a, 13b, 13c... porleválasztó egységből áll, amelyek a porkeringetéses 10 égőkamra felső részébe vannak illesztve úgy, hogy a porkeringetéses 10 égőkamra felső részében függőlegesen, egymás felett és a porkeringetéses 10 égőkamra egyik, 10’ oldalfalával párhuzamosan vannak elhelyezve.

Az 5. ábrán egy 13a porleválasztó egységet nagyobb méretarányban ábrázoltunk. A visszatáplált keringő gáz a 20 csővezetékből egy D[ és D₂ csővezetéken át a 23 csőbejut. A 23 csőben központosán egy másik, 24 cső is van. A keringő gáz a 23 és a 24 cső között áramlik. A keringő gáz átáramlik a 24 cső elején elhelyezett 25 terelőlapokon, amelyek a levegőt spirális alakban megforgatják (S₂ nyilak). A 23 és 24 cső közötti térből kifújt keringő gázáram perdületet ad a keringő M anyagnak. Az S| nyíllal jelölt tiszta fustgázáram a központos csövön keresztül a hulladék gázos 16 vízmelegítő 16a hőcserélőjébe jut. Az S₂ nyíllal jelölt áramlás által lehűtött, centrifugális erő hatására spirális mozgásba hozott részecskék oldalt megkerülik a 23 cső F beömlőnyílását, és a nehézségi erő hatására a csővezeték 10’ oldalfalai mentén lehullanak a tűztérbe.

A 6. ábra a porlasztóegység leválasztócsöveinek egy másik elrendezését szemlélteti. A 25 terelőlap elhelyezésének megváltoztatásával az S! és S₂ nyilakkal jelölt áramlás helye felcserélhető. Nevezetesen az S! nyíl szerinti áramlás a koncentrikusan elrendezett 23 és csövek közötti E térben, míg az S₂ nyíl szerinti áramlás a 24 cső belsejében megy végbe. Az S₂ nyíl szerinti áramlás spirál irányát a 25 terelőlap ferde elrendezése biztosítja.

Claims

1. Eljárás fluid ágyas kazánban keringő anyag hűtésére, amelynek során a tüzelőanyagot a fluid ágyas kazán porkeringetéses égőkamrájába, a porkeringetéses égőkamra alsó részébe juttatjuk be, és amelynek során elégetlen, por alakú tüzelőanyagot tartalmazó, inért keringő anyagot keringetünk a porkeringetéses égőkamra felső részéből a porkeringetéses égőkamra alsó részébe; a füstgázokat a porleválasztótól egy csővezetéken át a hulladék gázos fustgázkazánba - vízmelegítőbe - vezetjük, a füstgázokat a vízmelegítőből a kéménybe vezetjük, és a hűtött füstgázok egy részét egy csővezetéken át visszakeringetjük a reaktorba, azzal jellemezve, hogy a hűtött füstgázok egy részét visszakeringetjük a tüzelőanyagot tartalmazó, inért keringő anyagba, és a hűtött füstgázok révén a fluid ágyas tűztér hűtőteljesítményét a keringő anyag hőmérsékletének befolyásolásával szabályozzuk; a visszakeringetett füstgázokat a porleválasztóba (13) vagy annak a füstgázok áramlási irányában nézve elülső oldalához vezetjük, és a visszakeringetett füstgázokat a tüzelőanyagot tartalmazó, inért keringő anyag körforgásának olyan pontjára vezetjük, ahol az égési levegővel történő keveredése, és így az égési folyamatban való részvétele kizárt.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a visszakeringetett füstgázokat közvetlenül a porkeringetéses égőtérbe vezetjük.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hűtött füstgázokat a porkeringetéses égőkamra (10) ciklonként kialakított porleválasztójába vezetjük úgy, hogy a hűtött füstgázok érintőlegesen, oldalt jutnak be a porkeringetéses égőkamra (10) porleválasztójába (13), és ezáltal a reaktor felső részébe érintőlegesen befújt, hűtött füstgáz forgómozgásba hozza a portartalmú gázt; a tiszta gázt a reaktor felső részéből egy axiális, központos csövön át vezetjük el.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy annak során egy olyan berendezést használunk, ami a keringő anyag számára tartalmaz egy, a porkeringetéses égőkamra felső részéből (10) a porleválasztóba (13) menő csővezetéket (12), és egy, a porleválasztóból (13) a porkeringetéses égőkamra (10) alsó részébe menő csővezetéket (14); a kisebb portartalmú frakciót, előnyös módon a füstgázokat a porleválasztóból (13) egy csővezetékbe (15) és a csővezetéken (15) át a füstgázkazánba (16) vezetjük, amelynek hőcserélője (16a) a füstgázok hőenergiáját átviszi más célra, ami által a füstgázok hőmérséklete lecsökken; a hűtött füstgázokat részben a porleválasztó (13) és a porkeringetéses égőtér (10) közötti csővezetékbe (12) vezetjük be.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keringő anyagba visszatáplált füstgázokat a vízmelegítő (16) kimenőoldaláról, a kémény (19) előtt vesszük el, és hogy a hűtött füstgázokat pedig egy fúvógéppel (P₃) keringetjük vissza a keringő anyagba, és így a működést a fúvógéppel szabályozva, szabályozzuk a visszakeringetett füstgázok mennyiségét, és ezáltal szabályozzuk a keringő anyag hűtőteljesítményét.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy annak során a keringő gázok mennyiségét egy szabályozócsappantyúval (21) vagy más áramlásszabályozó eszközzel szabályozzuk, és ebben az esetben a fúvógép (P₄) egy változatlan forgási sebességgel működő fúvógép.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fúvógép (P₃, P₄) előtt egy porleválasztót (22) helyezünk el.

8. Berendezés fluid ágyas kazánban keringő anyag hűtésére, amely kazánban van egy porkeringetéses égőkamra (10), az elrendezés tartalmaz egy porleválasztót (13), aminek kevesebb port tartalmazó kivezetéséből egy csővezeték (15) vezet a fustgázkazánba (16), azzal jellemezve, hogy a hideg füstgázok egy visszatápláló csővezetéken (20) visszajutnak a fustgázkazántól (16) az inért keringő anyagba; a visszatápláló csővezeték (20) a porleválasztóba (13) vagy annak - a füstgázok áramlási irányában nézve - a homlokoldalába vannak vezetve egy olyan pontra, ahonnan a keringő gázoknak az égési levegővel történő keveredése, és így az égési folyamatban való részvétele kizárt.

9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a porleválasztó (13) egy, a porkeringetéses égőkamra (10) felső részében kialakított, ciklonos leválasztó és a visszakeringető csővezetéken (20) át a porkeringetéses égőkamra (10) felső részébejuttatott füstgázok érintőlegesen jutnak a porkeringetéses égőkamra (10) ciklonos leválasztójába.

10. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy, a keringő anyagot a porkeringetéses égőkamra (10) felső részéből a porleválasztóba (13) vezető csővezetéket (12); a fustgázkazán (16) egy hőcserélőt (16a) és egy folyadékkört tartalmaz.

11. A 8 -10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hűtött füstgázokat a keringő anyagba visszakeringető csővezetéknek (20) a hűtött füstgázok áramlási irányában nézve bemenő vége a füstgázkazán (16) és a kémény (19) közötti csővezetékbe (17c) van kötve.

12. A 8 -11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a visszakeringető csővezetékben (20) egy, a visszakeringetett füstgázok menynyiségét és ezáltal ezeknek a gázoknak a hűtőteljesítményét szabályozó fúvógépe (P₃, P₄) van.

13. A 10-12. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a visszakeringető vezeték (20) a porkeringetéses égőkamra (10) és a porleválasztó (13) közötti csővezetékbe (12) van csatlakoztatva.

14. A 8-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hideg füstgázokat visszakeringető csővezetékben (20) egy változatlan forgási sebességgel működő fúvógép (P₄) és egy szabályozócsappantyú (21) vagy más hasonló áramlásszabályozó eszköz van elhelyezve.

15. A 8-14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a csővezetékben (20) a füstgázok áramlási irányában a fúvógép (P₄) előtt egy porleválasztó (22) van.