SE447755B

SE447755B - PANEL FOR COMBUSTION OF SOLID MATERIAL IN A VARIETY LAYER OF INERT MATERIAL

Info

Publication number: SE447755B
Application number: SE8105160A
Authority: SE
Inventors: V Kollerup
Original assignee: Burmeister & Wains As
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1981-09-01
Publication date: 1986-12-08
Also published as: YU211481A; DK145246B; IE52052B1; DK145246C; NO149977B; SE8105160L; DE3039709A1; NO149977C; IE811987L; NO812935L; DE3039709C2; DK373080A

Description

10 15 20 25 30 35 40 IN 447 755 mera långsamt fallande bränslepartiklar. Dessutom möjliggör kylningen införandet av bränslet med hjälp av en skruv eller annan mekanisk transportör, som sträcker sig in i schakten och avger bränslet jämnt fördelat över sin längd, utan fara för termisk överbelastning av transportörens delar. Även om bräsnlet w faller ned på virvelskiktets översida i en eller flera åtskilda t zoner, vars totala yta motsvarar schaktytan, uppnås ändock en k tillräckligt jämn fördelning av bränslet i varje virvelskíkts tvärsnitt, i det att turbulensen i skiktet åstadkommer en sprid- ning av bränslet i sidled analogt med den spridning, som upp- står vid den kända, punktvisa bränsletillförseln i skiktet ned- ifrån genom förbränningsrummets botten. 10 15 20 25 30 35 40 IN 447 755 slower falling fuel particles. In addition, allows the cooling insertion of the fuel using a screw or other mechanical conveyor extending into the shaft and emits the fuel evenly distributed over its length, without danger thermal overload of the conveyor parts. Although the fuel w falls on the upper side of the vortex layer in one or more separate t zones, the total area of which corresponds to the shaft surface, a k is still achieved sufficiently even distribution of the fuel in each fluidized bed cross-section, in that the turbulence in the layer causes a diffusion production of the fuel laterally by analogy with the dispersion stands at the known, point-by-point fuel supply in the layer from through the bottom of the combustion chamber.

En föredragen utföringsform av uppfinningen utmärkes av att åtminstone tvâ motstâende rörväggar hos varje schakt fortsätter ned i virvelskiktet i form av dívergerande rörgrupper med spalter mellan de enskilda rören, och att rören i närheten av förbrännings~ rummets botten är anslutna till samlingslâdor för kylfluidet.A preferred embodiment of the invention is characterized in that at least two opposing pipe walls of each shaft continue down into the vortex layer in the form of diverging tube groups with gaps between the individual pipes, and that the pipes in the vicinity of the combustion ~ the bottom of the room is connected to the collecting drawers for the cooling fluid.

Härvid kan det genom schaktväggarnas rör strömmande kylfluidet ytterligare utnyttjas för styrning av temperaturen i virvelskiktet.In this case, the cooling fluid can flow through the pipes of the shaft walls further used to control the temperature in the vortex layer.

Rören i var och en av de nämnda schaktväggarna kan fortsätta i två inbördes divergerande rörgrupper, som var och en inne- håller vartannat rör från schaktväggen och som nertill är anslutna till samma samlingslåda. Härvid uppnås på ett konstruktivt enkelt sätt lämpliga stora genomströmningspassager för rökgaserna mellan rören i de två rörgrupperna_och samtidigt en jämn fördelning av rören i virvelskiktet.The pipes in each of the mentioned shaft walls can continue into two mutually diverging tube groups, each of which holds every other pipe from the shaft wall and which are connected at the bottom to the same collection box. This is achieved in a constructive way insert suitable large flue passages for the flue gases between the pipes in the two pipe groups_and at the same time an even distribution of the tubes in the vortex layer.

När förbränningsrummet har rektangulärt tvärsnitt kan varje schakt sträcka sig tvärs hela förbränningsrummet mellan dettas ena par av motstående väggar.When the combustion chamber has a rectangular cross section, each can shafts extend across the entire combustion chamber between it one pair of opposite walls.

I en utföringsform av uppfinningen, där förbränningsrummets sidoväggar utgöres av vattenkylda rörpaneler, kan schaktväggarnas rör vara anslutna till rören i förbränningsrummets väggar. Oberoende om pannan är konstruerad för produktion av ånga eller hetvatten ingår schaktväggarna därvid som en integrerande del av pannans värmeytor med direkt utnyttjande av det i väggarnas rör uppvärmda kylvattnet. ~ Enligt uppfinningen kan det upptill i varje schakt finnas organ för inblåsning av luft i schakten. Härvid skapas i varje 3 schakt en nedåtgående luftström, som medverkar till att transportera bränslet ned i virvelskiktet och som samtidigt säkrar mot oönskad 10 15 30 40 1447 755 utströmníng av varma rökgaser och eventuellt fina bränslepartiklar genom införingsöppningarna för bränslet, även om pannan drivs med invändigt övertryck.In an embodiment of the invention, where the combustion chamber side walls consist of water-cooled pipe panels, can be the shaft walls pipes must be connected to the pipes in the walls of the combustion chamber. Independent if the boiler is designed for the production of steam or hot water the shaft walls are included as an integral part of the boiler heating surfaces with direct use of what is heated in the pipes of the walls the cooling water. ~ According to the invention, it can be present at the top of each shaft means for blowing air into the shaft. This is created in every 3 shaft a downward air flow, which helps to transport the fuel down into the vortex layer and which at the same time secures against unwanted 10 15 30 40 1447 755 emission of hot flue gases and possibly fine fuel particles through the inlet openings for the fuel, even if the boiler is driven with internal overpressure.

Luftinblåsningsorganen är företrädesvis placerade i omedel- bar närhet av bränsletillförselorganen. Särskilt vid användande av spridarstoker möjliggöres härvid förbränning av mycket.grovt sorterad bränsle med stor andel fina partiklar, som stokerns kastorgan ej kan slunga tillräckligt långt, men som däremot med- föres av luftströmmen.The air blowing means are preferably located in the immediate proximity to the fuel supply means. Especially when used of spreader stokes enables the combustion of very coarse sorted fuel with a large proportion of fine particles, such as stoker throwing means cannot throw far enough, but which on the other hand carried by the air flow.

Uppfinningen beskrivs i det följande närmare under hänvis- ning till den starkt schematiska ritningen, på vilken fig. 1 visar ett vertikalt tvärsnitt genom en utföringsform av en panna enligt uppfinningen, fig. 2 ett vertikalsnitt efter linjen II-II i fig. 1, fig. 3 ett delsnitt i betydligt större skala längs linjen III-III i fig. 1, fig. 4 ett motsvarande delsnitt längs linjen IV-IV i fig. 1, fig. 5 en mot fig. 1 svarande vy av en annan utföringsform av pannan och fig. 6 en planvy av den i fig. 5 visade pannan, sedd uppifrån.The invention is described in more detail below with reference to to the highly schematic drawing, in which Fig. 1 shows a vertical cross-section through an embodiment of a boiler according to the invention, Fig. 2 a vertical section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 a partial section on a much larger scale along the line III-III in Fig. 1, Fig. 4 a corresponding partial section along the line IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 a view corresponding to Fig. 1 of another embodiment of the boiler and Fig. 6 a plan view thereof Fig. 5 shows the boiler, seen from above.

Den i fig. 1-4 mycket förenklat visade pannan har ett för- bränningsrum 1, som avgränsas av fyra vertikala sidoväggar 2 och 2', en perforerad bottenvägg S och en takvägg 4. En utlopps- kanal 5 för rökgaser mynnar i en öppning i en av sidoväggarna 2 i närheten av takväggen 4. Under den perforerade bottenväggen 3 har pannan en luftkammare 6, vari mynnar en tillförselled- ning 7 för förbränníngs- och fluidiseringsluft.The boiler shown in Figs. 1-4 in a very simple manner has a combustion chamber 1, delimited by four vertical side walls 2 and 2 ', a perforated bottom wall S and a roof wall 4. An outlet flue gas duct 5 opens into an opening in one of the side walls 2 near the roof wall 4. Under the perforated bottom wall 3, the boiler has an air chamber 6, into which a supply line 7 for combustion and fluidizing air.

Förbränningen i pannan sker på känt sätt i ett virvelskikt av ett lämpligt partikelformat material, som hålls fluidíserat genom inblåsníng nedifrån med luft, som tillföres genom ledningen 7 och via kammaren 6 strömmar upp genom den perforerade botten- väggen 3. Den oregelbundna och under pannans drift ständigt skiftande översidan av virvelskiktet visas i fig. 1 med 8, medan virvelskiktet i förtydligande syfte är utelämnat i fig. Z.The combustion in the boiler takes place in a known manner in a fluidized bed of a suitable particulate material which is kept fluidized by blowing from below with air, which is supplied through the pipe 7 and via the chamber 6 flows up through the perforated bottom wall 3. The irregular and during the operation of the boiler constantly the shifting upper side of the vortex layer is shown in Fig. 1 by 8, while the vortex layer for the purpose of clarification is omitted in Fig. Z.

I förbränningskammaren 1 är inbyggt ett generellt med 9 be- tecknat i tvärsnitt rektangulärt schakt med två lodräta sido- väggar 10, som sträcker sig i stort sett från en av pannans sído- väggar 2 till den motstàende sídoväggen, och två smalare sído- väggar 11. Var och en av schaktens sidoväggar 10 och 11 är upp- byggd som en så kallad membranvägg, vilken visas i fig. 3 i delsnitt. Varje vägg består således av fluídumgenomströmmade kylrör omväxlande betecknade med 12 och 13, vilka är förbundna 10 15 30 35 40 447 755 inbördes med hjälp av fenor 14, som var och en är fastsvetsade mellan tvâ intilliggande rör, så att varje schaktvägg blir gas- tät. Vid den övre änden av schaktet är rören i dettas vägg anslutna till ett samlingsrör 15, till vilket även fenorna 14 är svetsade, så att schaktet helt är slutet upptill.In the combustion chamber 1 is built a general with 9 drawn in cross section rectangular shaft with two vertical side walls 10, which extend substantially from one of the sides of the boiler. walls 2 to the opposite side wall, and two narrower side walls walls 11. Each of the side walls 10 and 11 of the shaft is built as a so-called membrane wall, which is shown in Fig. 3 i partial section. Each wall thus consists of fluid permeated cooling pipes alternately denoted by 12 and 13, which are connected 10 15 30 35 40 447 755 with each other by means of fins 14, each of which is welded between two adjacent pipes, so that each shaft wall becomes gas- close. At the upper end of the shaft, the pipes in its wall are connected to a manifold 15, to which also the fins 14 are welded, so that the shaft is completely closed at the top.

Fenorna 14 i schaktets sidoväggar slutar vid en punkt 16 på litet avstånd över virvelskiktets översída 8, medan rören fort- sätter nedåt ungefär till förbränningsrummets bottenvägg 3, där de är anslutna till fördelarrör 17. Som framgår av fíg. 1 och 4 är gruppen av rör 12 från punkten 16 utböjd i stort sett i våg- rätriktningoch slutligen lodrätt ned genom virvelskiktet till fördelarröret 17, medan rören 13 i den andra rörgruppen förlöper efter en rak linje snett från punkten 16 ned till det gällande fördelarröret. Som bäst framgår av fig. 4 bildas härvid mellan de enskilda rören i varje grupp genomströmningspassager för de i virvelskiktet bildade rökgaserna, som sålunda fritt kan strömma upp genom förbränníngsrummet omkring schakten 9, som visas med pilar í fig. 1.The fins 14 in the side walls of the shaft end at a point 16 on a small distance over the upper side 8 of the vortex layer, while the tubes sets down approximately to the bottom wall 3 of the combustion chamber, where they are connected to manifolds 17. As shown in fig. 1 and 4 the group of tubes 12 from point 16 is bent substantially in wave right direction and finally vertically down through the vortex layer to the manifold tube 17, while the tubes 13 in the second tube group extend following a straight line diagonally from point 16 down to the current manifold. As best seen in Fig. 4, between the individual pipes in each group of flow passages for the in the vortex layer formed the flue gases, which can thus flow freely up through the combustion chamber around the shaft 9, which is shown with arrows in Fig. 1.

I närheten av schaktens 9 översta, tillslutna ände finns i dess ena sidovägg 11 en öppning 18, som ligger mitt för en öpp- ning 19 í den angränsande sidoväggen 2 hos förbränníngsrummet.Near the top, closed end of the shaft 9 is in its one side wall 11 an opening 18, which lies opposite the opening 19 in the adjacent side wall 2 of the combustion chamber.

I öppningen 19 mynnar en tillförselkanal 20 för bränsle och är i kanalen 20 monterad en spridarstoker med ett kasthjul 21, vilket slungar det konformade bränslet in i schaktet, som visas med de streckade linjerna Z2 i fig. 2. Emedan schaktet 9 är gas- tätt slutet både på sidorna och framtill finns ej någon uppåt- gående luftström, som kan inverka ogynnsamt på det inkastade bränslets fördelning över schakttvärsnittet eller på bränslet fria fall ned i virvelskiktet så som visas med de lodräta pilarna 23.A supply channel 20 for fuel opens into the opening 19 and is mounted in the channel 20 a spreading stoker with a flywheel 21, which throws the cone-shaped fuel into the shaft, as shown with the dashed lines Z2 in Fig. 2. Since the shaft 9 is gaseous tight end both on the sides and at the front there is no upward current air flow, which can adversely affect the input distribution of the fuel over the shaft cross section or on the fuel free fall into the vortex layer as shown by the vertical arrows 23.

Förbränningsrummets 1 sidovägg och takvägg kan, analogt med schaktväggarna, vara uppbyggda som membranväggar med rör, vilka är anslutna till ett eller flera gemensamma fördelar- och samlings- rör, som visas med 24 resp. 25 i fig. 1 och 2. Rören 12 och 13 i schaktväggarna kan på ej närmare visat sätt vara anslutna till rörsystemet i förbränningsrummets väggar. I stället för de visade särskilda sidoväggarna 11 kan schaktens 9 avgränsning på de tvâ motstående smalsidorna utgöras av delar till de två rörväggarna 2.The combustion chamber 1 side wall and ceiling wall can, analogously with the shaft walls, be constructed as membrane walls with pipes, which are connected to one or more common distribution and collection tubes, shown by 24 resp. 25 in Figs. 1 and 2. The tubes 12 and 13 in the shaft walls can be connected to in a manner not shown in more detail the pipe system in the walls of the combustion chamber. Instead of the ones shown special side walls 11, the delimitation of the shafts 9 can be on the two the opposite narrow sides consist of parts for the two pipe walls 2.

Fíg. 5 och 6 visar hur uppfinningen kan realiseras i pannor, 15 25 30 35 40 447 755 där virvelskiktets översida har en sådan storlek, att en till- fredsställande fördelning av bränslet ej kan uppnås genom in- förandet genom ett enkelt schakt. De delar av pannan, som mot- svarar utföringsformen i fig. 1-4, är betecknade med samma hän- visníngsbeteckningar. Så följd av den större tvärsnittsytan hos förbränningsrummet 1 och därmed av den perforerade bottenväggen, är denna uppdelad i tre avsnitt och är under varje avsnitt placerad en luftkammare 6 med lufttilloppsledning 7. över varje avsnitt av bottenväggen 3 är ett schakt 31 inbyggt, vars sidoväggar kan vara utformade lämpligen som de som visas i fig. 1-4 inklusive två grupper av rör 12 och 13, som från nederkanterna av de ej visade fenorna i schaktens gastäta sidoväggar fortsätter ned i virvelskiktet och är anslutna till nedre fördelníngslådor 17 för kylfluidum.Fig. 5 and 6 show how the invention can be realized in boilers, 15 25 30 35 40 447 755 where the upper side of the vortex layer is of such a size that a satisfactory distribution of the fuel can not be achieved by leading through a simple shaft. The parts of the boiler which corresponds to the embodiment in Figs. 1-4, are denoted by the same reference display designations. So due to the larger cross-sectional area of the combustion chamber 1 and thus of the perforated bottom wall, this is divided into three sections and is placed under each section an air chamber 6 with air supply line 7. over each section of the bottom wall 3 a shaft 31 is built in, the side walls of which can be designed suitably as those shown in Figs. 1-4 inclusive two groups of tubes 12 and 13, which from the lower edges of the not shown the fins in the gas-tight side walls of the shaft continue down into the vortex layer and are connected to lower distribution boxes 17 for cooling fluid.

I motsats till utföringsformen enligt fig. 1-4 sträcker sig schaktens 31 gastäta väggar helt upp till pannans takvägg 4 och är rören i schaktväggarna anslutna till samlingsrör 32, som sträcker sig tvärs pannan på översidan av väggen 4. Varje rör 32 är täckt av ett trågformat plåtelement 33, vars ena sido- yta, som framgår av fig. 5, avgränsar en tvärs takväggen 4 för- löpande införingskanal 34 för bränsle, vilket tillföres genom en rent schematiskt visad skruvtransportör 35, anordnad över schakten 31 med sitt hölje gastätt svetsat vid de två tillhörande täckelementen 33. För tydlighets skull är täckelementen 33 ute- lämnade i fig. 6.In contrast to the embodiment according to Figs. 1-4 extends the gas-tight walls of the shaft 31 all the way up to the roof wall 4 and the boiler the pipes in the shaft walls are connected to collecting pipes 32, which extends across the pan on the top of the wall 4. Each tube 32 is covered by a trough-shaped plate element 33, one side of which surface, as shown in Fig. 5, delimits a transverse roof wall 4 for continuous insertion channel 34 for fuel, which is supplied through a purely schematically shown screw conveyor 35, arranged above shaft 31 with its housing gas-tight welded to the two associated the cover elements 33. For the sake of clarity, the cover elements 33 are left in Fig. 6.

I varje införingskanal 54 kan som visas till vänster i fig. 5 mynna ett lämpligt antal över kanalens längd fördelade dysor 36, genom vilka luft kan inblàsas i kanalerna med en nedâtriktad strömningsväg.In each insertion channel 54, as shown on the left in Fig. 5 open a suitable number of nozzles distributed over the length of the duct 36, through which air can be blown into the ducts with a downward direction flow path.

Med hjälp av de tre skruvtransportörerna 35 kan bränslet för- delas i stort sett likformigt över hela längden av varje kanal 34 och därifrån falla fritt ned mot virvelskiktet, understött av luftströmmarna från dysorna 36, så att det inom gränsen för varje schakt uppnås en motsvarande jämn fördelning av det till- förda bränslet, som beskrivits ovan i samband med den första ut- föringsformen.By means of the three screw conveyors 35, the fuel can be distributed substantially uniformly over the entire length of each channel 34 and from there fall freely down towards the vortex layer, supported of the air currents from the nozzles 36, so that within the limit of each shaft achieves a correspondingly even distribution of the fuel, as described above in connection with the first the form of conduct.

Analogt med utföringsformen enligt fig. 1-4 avgår rökgaserna från förbränningsrummet 1 genom lämpligt utformade öppningar upptill i rummets ena sidovägg. Dessa öppningar är för tydlighets skull ej visade, men är det i fig. 6 antytt med pilar att det kan finnas sex sådana öppningar i sidoväggen. 447 755 Vid tillförsel av bränslet i schaktet eller schakten med hjälp av spridarstokrarna kan bränslets fria fall ned genom varje schakt också understödjas med hjälp av inblåst luft.Analogous to the embodiment according to Figs. 1-4, the flue gases emit from the combustion chamber 1 through suitably designed openings at the top of one side wall of the room. These openings are for clarity not shown, but it is indicated in Fig. 6 by arrows that it there may be six such openings in the side wall. 447 755 When supplying the fuel in the shaft or the shaft with With the help of the injectors, the free fall of the fuel can fall through each shaft is also supported by blown air.

I så fall anbringas den eller de berörda dysorna lämpligen i botten av varje öppning i pannväggen, genom vilken bränslet inkastas, eller omedelbart under denna öppning.In this case, the nozzle or nozzles concerned are suitably fitted in bottom of each opening in the boiler wall, through which the fuel thrown in, or immediately during this opening.

Claims

ir | 10 15 20 25 30 447 755 Patentkav

A boiler for burning solid material in a fluidized bed of inert material, wherein the vortex layer in the combustion chamber (1) of the boiler is maintained by blowing combustion and fluidizing air through the bottom (3) of the chamber and wherein means (21, 35 ) are arranged at the boiler for the supply of solid fuel in the part of the combustion chamber (8) located above the fluidized bed (8), in which at least one substantially vertical and on the sides closed shaft (9, 31) for the solid fuel is built in, characterized by that the shaft (9, 31) is the end at the top and its lower open end is at a small distance above the upper side (8) of the vortex layer and its walls are built up of fluid-cooled pipes (12, 13) and that the means (21, 35) for supplying solid fuels are arranged in the area of the upper, closed end of the shaft.

Boiler according to claim 1, characterized in that two opposite pipe walls of the shaft continue down into the vortex layer in the form of diverging pipe groups (12, 13) with gaps between the individual pipes, and that the pipes near the bottom of the combustion chamber (1) are connected to collection drawers (17) for the cooling fluid.

Boiler according to claim 2, characterized in that the pipes in each shaft wall (10) between the lower end of the shaft and the collecting box are separated as diverging pipe groups (12, 13).

Boiler according to claim 1, characterized in that the means (21, 35) for supplying solid fuel are arranged means for blowing air into the shaft.