NL7907792A - Stoomketel met een vuurhaard met gefluidiseerd bed. - Google Patents

Description

-1- 'Stoomketel met een vuurhaard met gefluidiseerd bed

De uitvinding heeft betrekking op een stoomketel met een vuurhaard met een gefluidiseerd bed, door de bodem waarvan uitstroommondstukken steken voor het toevoeren van verbrandingslucht, waarbij in het gefluidiseerde bed een bundel stoom-5 pijpen ligt.

Bij dergelijke ketels wordt het verdampingsoppervlak in het gefluidiseerde bed zodanig gedimensioneerd, dat een constante temperatuur van het bed wordt verkregen. Bij een deellast moet deze optimale bedtemperatuur gehandhaafd worden, 10 dat wil zeggen er moet minder warmte uit het bed worden af gevoerd. Dit kan men bereiken door een minder sterke koeling van de verdamperpijpen. Hierbij treden echter voor pijpen van de gebruikelijke materialen ontoelaatbaar hoge temperaturen van de pijpwanden op. Het is in dit verband bekend om de diepte van het 15 bed variabel te maken. Het in hét bed gedompelde pijpstuk heeft een zodanige helling ten opzichte van de verticaal en van de horizontaal dat de in het bed gedompelde lengte van het pijpstuk afhankelijk is van de diepte van het bed. Via de diepte van het bed wordt de dichtheid van het bed en daardoor 20 de werking ervan beïnvloed. Bij een deellast kan het gefluidiseerde bed niet meer optimaal voor de verbranding worden ingesteld of het regelbereik blijft zeer beperkt.

Het is verder bekend het bed in een aantal, elk met een warmtewisselinrichting uitgeruste secties te verdelen. Bij 25 deellast worden bepaalde secties niet belast. De deellast kan nu trapsgewijs worden ingesteld in afhankelijkheid van het ingeschakelde oppervlak via de secties.

De uitvinding beoogt een deellastregeling te verkrijgen waarbij de goede koeling aan de binnenwand van de 30 verdampingspijpen en de eigenschappen van het bed optimaal worden gehandhaafd.

Volgens de uitvinding is de afstand tussen de uittree-opening van de uitstroommondstukken voor de lucht en de bundel verdamperpijpen veranderbaar. Door het veranderen van de hoogte 35 van de luchtuittreeopening verandert de hoogte van de op de bodem van het bed rustende inerte isolerende uit as bestaande laag.

7907752 r -2- is de verdamperpijpenbundel meer of minder diep in deze in rust zijnde laag van het bed gedompeld, in de in rust zijnde laag voeren de verdamperpijpen bij een gelijk blijvende koeling van de binnenwand van de pijpen geen warmte uit het bed 5 af. Door het instellen van de hoogte van de in rust zijnde laag kan dus de hoeveelheid uit het bed afgevoerde warmte worden geregeld.

Zoals in het volgende nog nader zal worden beschreven kan de relatieve beweging tussen de uittreeopening van de 10 mondstukken en de bundél verdamperpijpen op verschillende wijze worden verkregen.

De uitvinding zal nader worden toegelicht in de volgende beschrijving van enige uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van de tekening.

15 In de tekening toont: fig. 1 een langsdoorsnede door een/vuurhaard volgens de uitviriding met een dunne_ in rust zijnde laag van het bed, fig. 2 een langsdoorsnede door een vuurhaard volgens de uitvinding met een hoge in rust zijnde laag van het bed, 20 fig. 3 een afbeelding van een bijzondere uitvoerings vorm van de luchtuitstroommondstukken.

De afgebeelde ketel laat een vuurhaard 1 zien waarvan de zijwanden kunnen zijn gevormd door gekoelde pijpwanden.

In het bovenste gedeelte van de vuurhaard 1 of in een afzonder-25 lijk daarop aansluitend rookgaskanaal zijn niet afgebeelde na te schakelen verwarmde oppervlakken aangebracht. In het onderste gedeelte van de vuurhaard 1 ligt boven een mondstuk-plaat 2 een gefluidiseerd bed 3. Binnen het bed 3 is een niet nader aangeduide bundel verdamperpijpen 4 aangebracht.

30 De brandstof wordt zonodig samen met een ontzwavelings- middel door openingen 5 in het bovenste gedeelte van de vuurhaard 1 toegevoerd. De verbrandingslucht komt uit een toevoer-leiding 6 in een luchtkast 7 onder de bodem 2. Van de lucht-kast 7 gaan luchtmondstukken 8 uit die zich door de bodem 2 35 heen uitstrekken en tot boven de bodem uitsteken. Het eigenlijke bed vormt zich'boven de uittreeopeningen van de mondstukken 8. Tussen de bodem 2 en de uittreeopeningen van de luchtmondstukken 8 heeft men een in rust zijnde inerte, iso- 7907792 -3- * ·*ί lerende uit as bestaande laag 9, die niet deelneemt aan de reacties binnen het bed 3. Het is duidelijk dat de hoogte van de in rust zijnde laat 9 wordt bepaald tussen de afstand tussen de uittreeopeningen van de mondstukken 8 en 5 de bodem 2.

Om een aanpassing mogelijk te maken aan verschillende belastingstoestanden wordt de bovenste begrenzing van de in rust zijnde laag 9 verschoven ten opzichte van de bundel ver-damperpijpën 4. Een praktische mogelijkheid voor het bereiken 10 van dit doel is dat de luchtuitstrooimnondstukken 8 vast op de dekplaat 10 van de luchtkast 7 zijn bevestigd en glijdend door de bodem 2 worden geleid. De luchtkast 7 kan via een niet-afgebeelde hefinrichting in hoogte worden versteld. Het hoogteverschil ten opzichte van de vast aangebrachte toevoer-15 leiding 6 wordt opgevangen door een elastische aansluiting 11, die is opgenomen in de toevoerleiding 6. Men kan dit hoogteverschil ook overwinnen met behulp van in elkaar schuifbare leidingen die ten opzichte van elkaar een soort labyrinthafdichting vertonen. Al naar gelang de stand van de 20 luchtkast 7 steken dus de uitstroommondstukken 8 meer of minder ver in het bed 3 en bepalen daardoor de hoogte van de in rust zijnde laag 9. Bij het in figuur 1 afgeheelde geval van maxi- · male belasting is de bundel verdamperpijpen 4 geheel binnen het gefluidiseerde bed 3 gelegen. Bij een deelbelasting zoals 25 die is weergegeven in figuur 2,is de bundel verdamperpijpen 4 voor het grootste deel in de in rust zijnde laag 9 gedompeld.

In een variant heeft men de luchtkast 7 vast aangebracht en kan alleen de dekplaat 10 die de luchtmondstukken 8 draagt binnen de luchtkast 7 schuiven. In dit geval behoeft 30 men niet te zorgen voor een elastische aansluiting 11 in de toevoerleiding 6.

Volgens figuur 3 zijn de uitstroommondstukken 8 voor de lucht aan het boveneinde elk omgeven door een klokvormige kap 12. De verbrandingslucht treedt aan de onderzijde van de 35 kap 12 door de tussen deze kap en het mondstuk 8 gevormde spleet naar buiten. Met de kap 8 is een verstelstang 13 verbonden , die door het mondstuk 8 en de luchtkast 7 heen naar buiten is geleid. Aan het uiteinde van de verstelstang 13 grijpt een versteldrijfwerk 14 aan. De verstelstangen kunnen 7 9 0 7 7 9 2 r -4- ook door middel van een stel dwarsstangen 15 met elkaar zijn gekoppeld. Door het verschuiven van de stangen 13 kan de hoogte van de uittreeopening voor de lucht aan de onderrand van de kappen, 12 worden versteld. In een andere uitvoerings-5 vorm kan het stel dwarsstangen 15 in de luchtkast 7 zijn aangebracht, zodat slechts een verstel?tang door de luchtkast 7 heen naar buiten behoeft te worden gevoerd naar de aandrijfinrichting 14.

In een verder vereenvoudigde echter niet zo effec-10 tieve uitvoeringsvorm worden de luchtmondstukken groepsgewijs gecombineerd voor het vormen van .twee groepen uitstroommond-stukken. De uitstroomopeningen van de mondstukken van de twee groepen liggen in twee verschillende niveaus ten opzichte van het bed 3. Elk van de groepen mondstukken heeft een eigen 15 luchtkast en kan afzonderlijk worden voorzien van lucht.

Warïheer men vaststaande uitstroommondstukken 8 heeft, kan men de verdamperpijpbundel 4 in hoogterichting verschuiven. Daartoe rust de bundel 4 op een stangenstelsel dat door de bodem en door de luchtkast heen naar buiten wordt gevoerd.

20 Op dit stangenstelsel grijpt een verstelinrichting aan. Op de buiten de vuurhaard 1 uitstekende einden van de bundelver-damperpijpen 4 zijn flexibele aansluitingen aangebracht.

Wanneer in de beschreven vuurhaard brandstof met een hoge onderste verbrandingswaarde, bijvoorbeeld hoogwaardige 25 kolen met weinig water, wordt verstookt, moet extra in het gefluidiseerde bed een oververhitterbundel 16 worden ingebouwd. Om moeilijkheden bij het in bedrijf nemen van de installatie te vermijden, is de oververhitterpijpbundel 16 tussen de bodem 2 en de verdamperpijpenbundel 4 aangebracht. Bij het in bedrijf 30 nemen van de ketel kan men dankzij de hiervoor beschreven mogelijkheden de hoogte van de in rust zijnde laag 9 .zodanig kiezen dat de oververhitterpijpenbundel 16 geheel in de in rust zijnde laag 9 ligt. In bedrijf kan men dan de in rust zijnde laag dunner laten worden zodat ook de oververhitterpijpenbundel 35 16 in het gefluidiseerde bed komt te liggen en zo warmte kan opnemen.

Zoals de figuren 1 en 2 laten zien convergeren de het gefluidiseerde bed 3 omgevende zijwanden van de vuurhaard 7107792 -5- v in bovenwaartse richting. Hierdoor wordt rekening gehouden met het feit dat de ingeblazen verbrandingslucht tevens dienst doet als lucht voor het in stand houden van het gefluidiseerde bed. De door het bed stromende lucht moet 5 altijd een bepaalde constante snelheid hebben waarbij het bed zich in een voor de verbranding optimale toestand bevindt.

Bij een gelijk blijvend constant oppervlak van het gefluidiseerde bed kan bij een deelbelasting waarbij minder brandstof wordt toegevoerd, de hoeveelheid verbrandingslucht niet 10 zonder meer worden verkleind, zonder dat de toestand van het gefluidiseerde bed op ontoelaatbare wijze zal worden veranderd. Dankzij de konische uitvoering van de zijwanden wordt bij hoog liggende uittreeopeningen van de uitstroommondstukken 8 het oppervlak van het gefluidiseerde bed verkleind. Op deze 15 wijze kan de hoeveelheid lucht voor het fluidiseren worden aangepast aan de hoeveelheid verbrandingslucht die nodig is voor het verbranden van de kleinere hoeveelheid brandstof.

7907732

Claims (7)

1. Stoomketel met een vuurhaard met een gefluidiserd bed door de van mondstukken voorziene bodem^e27uTtstroommond-stukken voor het toevoeren van de verbrandingslucht heen steken en waarbij in het gefluidiseerde bed een verdamper- 5 pijpenbundel ligt met het kenmerk, dat de afstand tussen de uittreeopeningen van de luchtmondstukken (8) en de verdam-perpijpenbundel (4) kan worden veranderd.

2. Stoomketel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdamperpijpenbundel (4) in hoogterichting kan worden 10 verschoven.

3. Stoomketel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de luchtuitstroommondstukken (8) glijdend door de bodem (2) zijn gevoerd en dat de mondstukken (8) samen met de luchtkast (7) op de afdekplaat (10) van de luchtkast in hoogte 15 instelbaarzijn.

4. Stoomketel volgens conclusie 1, met het kenmerk,, dat de luchtuitstroommondstukken (8) in groepen zijn gecombineerd, dat de 'uittreeopeningen van elke groep uitstroom-mondstukken op een andere hoogte ligt en dat aan elke 20 groep uitstroommondstukken afzonderlijk verbrandingslucht wordt toegevoerd.

5. Stoomketel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de boveneinden van de uitstroommondstukken (8) zijn omgeven door een kap (12) en dat de kappen (12) ten opzichte 25 van de uitstroommondstukken (8) in hoogte kunnen worden versteld.

6. Stoomketel volgens conclusie 1 tot 5, met het kenmerk, dat tussen de verdamperpijpenbundel (4) en de bodem (2) van het gefluidiseerde bed een oververhitterpijpenbundel 30 (16) is gelegen.

7. Stoomketel volgens conclusie 1 tot 6, met het kenmerk, dat de het gefluidiseerde bed (3) omgevende zijwanden van de vuurhaard in bovenwaartse richting konisch naar elkaar toelopen. 7907792