SE440270B

SE440270B - Forbrenningsanleggning med en trycksatt fluidiserad bedd

Info

Publication number: SE440270B
Application number: SE8303977A
Authority: SE
Inventors: R Brennstrom
Original assignee: Stal Laval Turbin Ab
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1985-07-22
Also published as: SE8303977L; SE8303977D0

Description

20 25 30 35 83039717 -6 Enligt uppfinningen efterförbrännes bränsle i askan i askutmataren. För denna förbränning fordras dels tillförsel av förbränningsluft, dels så hög temperatur att bränslet antändes. Askutmataren innehåller därför dels anordningar för tillförsel av erforderlig mängd förbränningsluft, dels anordningar i den fluidiserade bädden för uppvärmning av förbränningsluften och/eller askan med det oförbrända bränslet till bränslets antändningstem- peratur. Askutmatarens första del eller en luftförvärmare placeras i bäd- den. Värmen som alstras vid förbränningen återföres till bädden direkt eller genom att sista delen av askutmataren bildar en kylare som kyles av förbränningsluften som tíllföres bädden. Denna sista del av askutmataren kan placeras i luftfördelningskammaren under bäddens botten. En stor för- del med uppfinningen är att den höga gashastigheten i askutmataren till- sammans med den ständiga omlänkningen av flödet ger en mycket intim bland- ning av bränsle och luft som resulterar i effektiv förbränning. Den höga gashastígheten ger också effektiv värmeöverföring.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer.

Fig 1 visar schematiskt en brännkammare med reningsanläggning innesluten i ett tryckkärl, fig 2 och 3 alternativa utföringsformer, fig 4 ett luft- munstycke för efterförbränningsluft utformat som en ejektor.samt fig 5 ett snitt genom en vändkammare med en strypöppning i vändkammaren.

Brännkammaren 1 är innesluten 1 ett tryckkärl 2 genom en ledning 3 från en icke visad turbokompressor i en gasturbinanläggning vars turbiner drives med gas från brännkammaren 1. Från tryckkärlet 2 strömmar förbrän- ningsluften in genom en luftkammare 4, s k windbox, under brännkam- marens 1 botten 5. Denna botten är försedd med munstycken för luft- tíllförsel av förbränningsluften till den fluidiserade bädden 20. Denna bädd 20 kan bestå av ett svavelabsorberande, relativt grovkornigt material som fluidiseras av förbränningsluften. Bränslet tillföres bädden 20 på känt icke visat sätt genom bränsleledningen 21.I stcftavskiljareö, 7,8 av- skiljes aska och oförbränt bränsle från förbränningsgaserna som lämnar fribordet 22 ovanför bädden 20. Den renade gasen föres genom ledningen 9 till värmeförbrukaren som kan vara en gasturbin eller ett värmenät eller en kombination härav.

I bädden kan finnas en rörslinga 10 för kylning av bädden och generering av ånga till en icke visad ângturbin. Denna slinga tillföres matarvatten genom en matarvattenpump 11. 10 15 20 25 30 35 8303977-6 Askan med det oförbrända bränslet matas ut genom en askutmatare 12 av det slag som beskrives i den tidigare nämnda patentskriften. Denna utmatare är uppbyggd av ett antal seriekopplade rör mellan vilka gas-askflödet om- länkas. Genom denna omlänkning erhålles en tryckreducering utan använd- ning av strypningar eller ventiler som ger upphov till igensättningar.

I fig 1 visas en askutmatare som är gemensam för de seriekopplade ask- avskiljarna utformade som cykloner 6, 7, 8. Cyklonerna 6, 7, 8 är an- slutna till askutmataren 12 genom ledningar 23, 2N, 25. De senare cyklo- nerna 7, 8 är anslutna till utmataren 12 vid de punkter som är avpassade till de lägre trycknivåerna i cyklonerna 7 och 8. Genom ventilerna 13, 14, 15 och strypningarna 26, 27, 28 kan ledningarna 23, 2H, 25 på ett reglerbart sätt tillföras förbränningsluft från tryckkärlet 2. Ventilerna kan placeras inuti tryckkärlet 2 men placeras lämpligen utanför detta.

Underhåll av ventil och drivdon underlättas vid denna yttre placering.

I utmatarens första del 12 uppvärmes askgasflödet till antändningstempe- ratur. Stiger temperaturen vid efterförbränningen till över bäddtempera- turen avges värme till bäddens 20 nedre del. I rörslingan 16 i aksutmata- rens senare del kyles askan av förbränningsluften. Askan ledes till en icke visad uppsamlingsbehållare.

Förbränningsluft från tryckkärlet 2 för efterförbränningen kan även till- föras askutmataren 12 direkt via ventiler 31, 32, 33 och strypningar i led- ningarna 40, Ä1 och M2 på minst ett men vanligen flera ställen. Båda sätten att tillföra efterförbränningsluften kan förekomma samtidigt. Alternativt kan efterförbränningsluften tillföras på endera sättet. Ventilerna 13, ïü, 15, 31, 32, 33, kan vara av reglerande typ med ställdon H3-H8. Ventilernas inställning och därmed lufttillförseln kan exempelvis regleras i beroende av syrehalten i transportgasen i askutmataren 12, 16 eller i beroende av' temperaturen i en eller flera mätpunkter i systemet. I askutmataren finnes givare som via reglerutrustning påverkar ställdonen H3-H8 för ventilerna 13-15 och 31-33.

I det i fig 2 visade utförandet (tryckkärlet utelämnat) är en askutmatare 18 helt placerad i luftfördelningskammaren Ä. Förbränningsluften upphettas i en rörslinga 30 i bädden 20, till en sådan temperatur att antändning av restbränslet erhålles när den heta förbränningsluften blandas med gas- askflödet i ledningen 23 från cyklonen 6. Vid start och låglast värmer luften som passerar rörslingan 30 askutmataren 18 och förhindrar kondens ¿_ø« f“f'¶¶&äﬁv¶ 20 25 u6u5977-6 av vattenånga och utfällníng av svavelsyra i askutmataren 18. Speciellt vid start med olja som uppvärmningsbränsle kan så mycket vattenånga bildas att kondensationsproblem kan uppstå på grund av att förbränningsgaserna nedkyles av kalla väggar i brännkammaren och i cykloner.

I fig 3 visas ett förenklat utförande med ständigt öppen förbindelse mellan tryckkärlet 2 och askutmatningsledningàrna 23, 2N, 25 respektive askutmataren 12. I dessa förbindelser finnes fasta strypningar 50-58,som bestämmer luft- flödet. Både de nämnda ledningarna 23, ZÄ, 25 och askutmataren 12, 16 kan till- föras efterförbränningsluft, alternativt kan endera ledningarna 23, 2ü, 25, eller askutmataren tillföras efterförbränningsluft.

I fig 4 visas ett utförande av nedre delen av en cyklon 6. Denna nedre del är utformad som en ejektorkamamre 31 med ett ejektormunstycke 32 genom vilket förbränningsluften för efterförbränning tillföres. Luften som tillfö- res ejektormunstycket 32 är lämpligen uppvärmd. Genom att utforma cyklonens nedersta del som en ejektor förenklas utrustningen. Vertikala transportrör bortfaller. I ejektorn kan klumpar av aska malas sönder med hjälp av ejektor- luftstrålen.

Fig 5 visar i ett snitt en vändkammare 60 i askutmataren 12, 16. Denna består av ett hus 61 till vilket två i utmataren 12, 16 ingående rör 62 och 63 är an- slutna. Detta hus 61 är försett med ett utbytbart lock 6U som är förenat med huset 61 med bultar 65. I locket 6U finnes en öppning 66 för lufttill- försel. Denna öppning 66 bildar en flödesreglerande strypning. öppningen står i direkt förbindelse med rummet i tryckkärlet utanför brännkammaren.

Vändkammaren 60 kan vara placerad antingen i eller utanför brännkammaren 1.

I förra fallet måste den förbindas med det nämnda rummet med en rörledning.

Claims

, i och för tryckreducering, K brânningsluft för förbränning av oförbränt bränsle 830397766 PATENTKRAV

1. Förbränningsanläggning med en brännkammare (1) med en trycksatt fluidi- serad bädd(20) (PFBC-anläggning) och askavskiljare (6, 7, 8) exempelvis av cyklontyp för rening av förbränningsgaser och en askutmatare (12, 16) med ett flertal i serie-anordnade rördelar mellan vilka en gas-askström omlänkas k ä n n e t e c k n a d därav, att askutmataren (12, 16) innehåller anordningar (13, 26; 1U, 27; 15, 28) för tillförsel av förbränningsluft för efterförbränning av oförbränt bränsle i askan inuti askutmatarens rördelar, anordningar (12) i denfluidiserade bädden för upp- värmning av förbränningsluften och/eller askan med det oförbrända bränslet till bränslets antändningstemperatur och anordningar (16) för kylning av askan. 2. åtminstone en del avaskutmataren(12) är anordnad i den fluidiserade bädden

Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e_c k n a d därav, att (20), företrädesvis i dess nedre del. 3- k ä n n e t e c k n a d därav, att en del av askutmataren (16) är anordnad att kylas av förbränningsluften för

Anläggning enligt patentkrav 1, den fluidiserade bädden och att förvärma förbränningslufien till bädden (20). 3. en del av askutmataren (16) är anordnad i en luftfördelningskammare under den fluidiserade bädden (20).

Anläggning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att

5_ k ä n n e t e c k n a d därav, att êïl Anläggning enligt patentkrav 1, rörslinga (30) för upphettning av förbränningsluften för efterförbränning av bränsle i askan är placerad i den fluidiserade bädden (20).

6. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d- därav, att askavskiljarnas (6, 7, 8) nedre del är utformad med en ejektor varvid för- i askan tillföras genom ejektorns munstycke (32).

7. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningar (13, 26; 114, 27; 15, 28) för tillförsel luft är anslutna till ledningar (23, ZH, 25) mellan av efterförbrännings- askavskiljare (6,-7, 3) och askutmataren (12, 16). MV' ijïxïïxu) r *~r\fnT% &¿& @¿, 8303977-6

8. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningar (31,34; 32,35; 33, 36) för tillförsel av efterförbränningsluft är anslutna till askutmataren på minst en punkt.

9. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att en eller flera vändkammare (60) i askutmataren är utformad med en öppning (66) som står i direkt förbindelse med.rummet i tryckkärlet (2) utanför brännkammaren (1) och bildar en strypning som bestämmer luftflödet.

10. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att i anläggningen ingår givare som mäter syrehalten i transportgasen i askutmata- ren (12, 16) och/eller temperatur på ett eller flera ställen i askutmataren (12, 16), reglerutrustning för jämförelse av ärvärden med börvärden, och styrutrustning för manövrering av ställdon (H3-48) för ventiler (13-15, 31-33) för reglering av lufttillförsel.