SE456600B - Kraftanleggning med forbrenning av ett brensle i en fluidiserad bedd - Google Patents

Description

4s6 son Z UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen ingår i anläggningens utmatningsanordning en under bäddkärlet placerad kross med vertikal axel. Denna kross tillföras bädd- material från bäddkärlet via ett utgående rör. Krossen innefattar ett hus med en ring som bildar krossens stationära maldel. En i huset lagrad ver- tikal axel uppbär en konisk, cirkulär kropp. som bildar krossens roterande maldel, och en i huvudsak horisontell tallrik. Tallriken och maldelen kan vara utformade som en enhet. Ett inmatningsrör för bäddmassa i husets övre del är anslutet till utloppsröret och mynnar ovanför den nämnda tallriken excentriskt i förhållande till krossens rotationsaxel. I huset finns ovan- för den av axeln uppburna tallriken ett antal fasta avskrapare som förde- lar det genom utloppsröret inkommande bäddmaterialet så att nedfall av bäddmaterial mellan krossens maldelar fördelas jämnt utefter tallrikens periferi. Härigenom uppnås att jämn förslitning erhålles runt den fasta maldelen.

Avskraparna kan utformas och anordnas på olika sätt. De är lämpligen placerade på olika nivåer över tallriken och har en från den radiella riktningen avvikande orientering, med fördel bågformade eller spiral- formade som skovlarna hos en centrifugalpumps pumphjul. Genom att spalten mellan tallrik och varje avskrapare minskar i rotationsriktningen av- lägsnar var och en av avskraparna ett materialskikt då skivan roterar. På så sätt erhålles en i huvudsak jämn fördelning av material utefter peri- ferin och jämn förslitning i krossen. Det är även tänkbart att använda av- skrapare på samma nivå men med olika längd i radiell riktning.

FIGURER Uppfinningen beskrivas närmare under hänvisning till bifogade figurer. Fig l visar schematiskt uppfinningen tillämpad i en PFBC-kraftanläggning, fig 2 den i uppfinningen ingående krossen och fig 3 utformningen av i krossen ingående avskrapare i ett snitt A-A i fig 2.

BESKRIVNING AV EN UTFÖRINGSFORM I fig 1 betecknar 10 ett tryckkärl. I detta är anordnat ett bäddkärl 12 och en gasreningsanläggning som symboliseras med en cyklon 14. I verklig- 456 600 heten kan reningsanläggningen bestå av parallellkopplade grupper av seriekopplade cykloner. I bäddkärlets 12 nedre del finns en luftfördelare 16, som uppdelar bäddkärlet i ett förbränningsrum 18 och ett askrum 20.

Luftfördelaren 16 består av ett antal lángsträckta luftfördelningskamrar 22 med luftmunstycken 24. Kamrarna 22 står i förbindelse med rummet 25 mellan tryckkårlet 10 och bäddkärlet 12. Detta rum 25 innehåller för- bränningsluft under tryck. Mellan rummet 25 och kamrarna 22 finns icke visade organ för reglering av lufttillförseln. Genom munstyckena 24 till- föres förbränningsrummet 18 luft för fluidisering av bädden 26 av parti- kulärt material innehållande en svavelabsorbent och för förbränning av ett bränsle, som tillföres bädden 26 från ett icke visat bränsleförråd genom bränsleledningen 28. Färskt bäddmaterial tillföres bädden 26 från ett icke visat bäddmaterialförràd via ledningen 30. Ovanför bäddytan 32 finns ett fribord 34 för uppsamling av förbränningsgaserna. Från detta ledes förbränningsgaserna via ledningen 36 till reningsanläggningen 14 de renade gaserna via ledningen 38 till turbinen 40. Denna driver en generator 41 och en kompressor 42. I kompressorn komprimerad förbränningsluft tillföres rummet 25 via ledningen 44. I reningsanlägningen 14 avskilt stoft bort- transporteras till en icke visad uppsamlingsbehàllare genom ledningen 37.

I bädden finns tuber 46 för alstring av ånga för drivning av en icke visad àngturbin och för kylning av bädden 26. Mellan de làngsträckta luftfördel- ningskamrarna 22 finns öppningar 48. genom vilka bäddmaterial från bädden 26 kan passera till askrummet 20. Materialet 50 i askrummet 20 består av aska, slagg och förbrukad och oförbrukad svavelabsorbent. I askrummet 20 finns tuber 52 för kylning av materialet 50. Kylmediet i dessa tuber kan exempelvis utgöras av förbränningsluft, ånga eller vatten. Materialet 50 avlägsnas från askrummet 20 via utloppsröret 54 och en kross 56. I röret 51» kan finnas en ventil 55.

I ett utförande av uppfinningen kan krossen 56 vara utförd på så sätt att den endast krossar slaggklumpar till cirka 7-10 mm kornstorlek, under det att övrigt material, som har en kornstorlek på cirka 3-6 mm, får fritt passera. I detta fall sönderdelas slagg så att det genom krossen 56 ut- matade materialet får en för pneumatisk transport lämplig största korn- storlek. Trycket i krossen 56 bör i en PFBC-kraftanläggning vara ungefär lika med trycket i bäddkärlet 12. Krossens 56 utlopp 58 är antingen direkt eller via en ejektor 60 ansluten till en trycknedsättande utmatnings- 456 son 4 anordning 6ü av det slag som beskrives i EP 0 108 505. Denna ejektor kan förses med drivgas direkt från rummet 25 eller via en boosterkompressor, som på sin sugsida är ansluten till rummet 25 i tryckkärlet 10. I ett annat utförande av uppfinningen kan krossen vara utförd på sådant sätt att den krossar såväl slaggklumpar som övrigt utmatat bäddmaterial. I bäddmaterialpartiklars inre oförbrukad absorbent frilägges då och det krossade materialet àterföres till bädden 26. Krossens utlopp 58 är då via ejektorn 60 och den streckade återföringsledningen 62 anslutet till förbränningsrummet 18.

För mätning av bäddens 26 höjd finns differentialtryckgivare 75, 77, vilka på sin ena sida via ledningar 74, 76 är anslutna till bäddkärlet 12 på olika höjd i punkterna 70, 72 och på sin andra sida via en gemensam led- ning 78 är anslutna till bäddkärlet 12 i punkten 80 ungefär i höjd med luftfördelaren 16. I verkligheten finns mer än två differentialtryck- givare. Dessa tryckgivare 70, 72 är anslutna till en signalbehandlings- anordning 82 via ledningar 84, 86. En temperaturgivare 88 i bädden 26 är via ledningen 90 också ansluten till signalbehandlingsanordningen 82. Ett av effektnivàn bestämt börvärde tillföres signalbehandlingsanordningen från en icke visad effektreglerutrustning via ledningen 92. En regler- utrustning 96 för en icke visad inmatningsanordning för färskt bädd- material är ansluten till signalbehandlingsanordningen 82 med en ledning 94 och till inmatningsanordningen med en ledning 98. En regleranordning 100 är ansluten till signalbehandlingsutrustningen 82 med ledningen 102 och till krossens 56 drivmotor 106 med en ledning 104. Vid konstant effektuttag regleras utmatningen av material 50 från askrummet 20 genom att reglera motorns 106 och därmed krossens 56 varvtal så att bäddniván 32 hållas konstant. Bortförd materialmängd är lika med tillförd mängd bädd- massa och bildad kolaska som ej medföljer förbränningsgaserna ut från fribordet 38. Vid effektminskning sänkes bäddnivån genom att öka krossens varvtal och vid effektökning genom att stanna kvarnen eller minska dess varvtal och öka tillförseln av färsk bäddmassa.

En sektion av den i uppfinningen ingående vertikala krossen visas i fig 2.

Krossen innefattar ett hus 110 med en fast maldel 112 och en rotor 114 med en roterande maldel 116. Huset 110 består av en undre del 110a och en inre del 110b, vilka delar är utformade med flänsar 110c resp 1l0d och förenade med ett bultförband 118. Materialet 50 har trots kylningen i askrummet 5 456 sou relativt hög temperatur, upp till 400 °C, när det lämnar askrummet 20.

Krossens delar utsattes således för hög temperatur, till vilket hänsyn måste tagas vid konstruktionen. Den fasta maldelen 112 är utförd som en utbytbar ring som vilar på en fläns 120 i husets 110 undre del 110a på sådant sätt att den kan expandera radiellt. Den fasthålles av en fjädrande centreringsring 122 med en fläns l22a som är inspänd mellan flänsarna 110c och 110d. Utrymmet mellan den fasta maldelen 112 och huset 110 är fyllt med värmeisolerande material 124.

Krossens rotor 114 är lagrad i ett övre lager 126 i en hylsa 128, som skjuter in i kvarnhusets 110 nedre del l10a, och i ett nedre lager i drivmotorn 106. Övre lagret 126 är lämpligen placerat i höjd med mal- delarna 112 och 116. Rotorn 114 består av en axel 130, som nedtill är ansluten till motorns 106 utgående axel, den av axeln 130 uppburna, lämpligen ringformade roterande maldelen 116 och den med maldelen före- nade. lämpligen plana tallriken 132. Tillsammans bildar maldelen 116, axeln 130 och tallriken 132 ett utrymme som är fyllt med ett värmeiso- lerande material 134. Axeln 130 och maldelen 116 är förenade med ett bultförband 133. Axeln 130 år invändigt vattenkyld. Kylvatten införes och uttages genom en svivel 136. Axeln är utförd med en urborrning 138. Kyl- vattnet ledes in i ett centralt rör 140 i denna urborrning 138 så att god kylning erhålles av axelns 130 övre del och av lagret 126. Kylvattnet àterledes genom spalten 142 mellan urborrningens 126 vägg och röret 140.

Mellan axeln 130 och hylsan 128 bildas en ringformad spalt 144. Vid hyl- sans 128 nedre del finns en tätningsanordning 147 mellan hylsan 128 och axeln 130. Genom anslutningen 146 tillföres spalten 144 luft eller annan gas dels för kylning av hylsan 128 och dels för renhållning av utrymmet 148 mellan den roterande maldelen 116 och den med hylsan 128 med bult- förbandet 150 förenade skivan 152. Gasen strömmar som pilar visar genom spalten 144, öppningar 154, spalten 156, rummet 148 och spalten 158 till uppsamlingsrummet 160 för krossat material. Hylsan 128 är utvändigt för- sedd med värmeisolering 162. Husets 110 nedre del 110a är invändigt för- sett med ett skikt av nötningsbeständigt, värmeisolerande material 164.

Krosshusets 110 övre del 110b är invändigt försedd med en skiva 168, som med ett bultförband 170 är förenad med en fläns 172. I utrymmet ovanför skivan finns isolermaterial 174. Genom krosshusets 110 övre del 110a passerar ett inloppsrör 176. Detta är med en fläns 178 och ett bultförband förenat med en fläns på utloppsröret 54. Inloppsröret 176 är placerat 456 600 6 excentriskt i förhållande till krossens vertikala axel C-C. Det mynnar på sådan höjd över rotorns 114 tallrik 132 att de största slaggklumpar, Ä0-60 mm, som kan passera spalten H8 eller rektangulära öppningar mellan luft- fördelarens kamrar 22 kan passera mellan mynningen 180 och tallriken 132.

Avståndet från tallrikens kant 182 är så stort att genom röret 176 ned- störtande bäddmassa ej av sig själv rinner över tallrikens 132 kant 182.

Skivan 168 är på sin undre sida försedd med ett antal avskrapare 18Ua-18Hg som har en från radien avvikande orientering. De är lämpligen bàgformade, som visas i fig 3. Avskraparna 184a-l84g har olika vertikal utsträckning så att mellan dessa och tallriken bildas spalter 186a-186d med successivt avtagande storlek.

När rotorn llü roterar, som pilen 188 i fig 3 visar, kommer material på tallriken 132 att avskrapas av avskraparna 184a-18Ug. Den första avskra- paren l84a skrapar av ett första materialskikt, den andra avskraparen 184b ett andra materialskikt etc på grund av att spalterna l86a-d mellan av- skraparna 184a-18flg successivt minskar. Materialet fördelas härigenom relativt jämnt utefter tallrikens 132 periferi 182 till det koniska gapet 190 mellan krossens 56 båda maldelar 112 och 116. I det koniska gapet krossas slaggklumpar. I det fall krossen endast skall garantera att större materialstycken krossas till sådan storlek, lämpligen 7-10 mm, att de kan utan hinder passera en trycknedsättande pnuematisk uttransportanordning har spalten 192 mellan maldelarna sådan storlek att huvuddelen av bädd- materialet som har en storlek av cirka 3-6 mm fritt kan falla genom spalten 192 till rummet 160 och ej ge upphov till förslitning. Utloppet l9U är anslutet till ledningen 58; I det fall krossen även användes för krossning av bäddmaterialpartiklar, så att i dess inre del outnyttjad absorbent frilägges, har spalten 192 sådan storlek att ett finkornigt material med stor effektiv absorptionsyta hos den outnvttjade absorbenten erhålles. '

Claims (8)

, 456 600 PATENTKRAV

1. Kraftanläggning med förbränning av ett bränsle i en fluidiserad bädd innefattande ett bäddkärl (12) utformat med en luftfördelare (16) med munstycken (24) för tillförsel av luft för fluidisering av en bädd (26), innehållande partikulärt svavelabsorberande material, och för förbränning av bränsle som tillföras bädden (26) inmatningsanordningar för att tillföra bädden (26) absorbent, krossat material och bränsle en kompressor (42) för försörjning av bäddkärlet (12) med luft för fluidisering av bädden (26) och förbränning av bränslet en utmatningsanordning med reglerbar utmatningskapacitet för borttransport av bäddmaterial från bäddkärlet via ett från bäddkärlet utgående utlopps- rör (54) k ä n n e t e c k n a d därav, att i utmatningsanordningen ingår en kross (56) innefattande ett hus (110) med en i huset (110) anordnad ring som bildar krossens stationära maldel (112) en i huset (110) lagrad vertikal axel (130) en av denna axel (130) uppburen i huvudsak horisontell tallrik (132) en av samma axel (130) uppburen roterande maldel (116) ett inmatningsrör (176) i husets övre del (llOb) som är anslutet till ett utloppsrör (54) från bäddkärlet (12), vilket inmatningsrör (176) mynnar ovanför den nämnda tallriken (132) och excentriskt i förhållande till krossens rotationsaxel (C-C) ett flertal i huset (110) ovanför den nämnda tallriken (132) anordnade fasta avskrapare (184a-18Ug) som fördelar nedfall av bäddmaterial mellan maldelarna (112, 116) utefter skivans (132) periferi (182). al 456 600 - 8

2. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att avskraparna (184a-184g) är anordnade på olika höjd över den nämnda tallriken (132).

3. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d_ därav, att avskraparna (184a-l8Ug) har olika radiell utsträckning. ' Ä.

4. Anläggning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att avskraparna (184a-184g) är bàgformade.

5. Anläggning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att krossens (56) utlopp är anslutet till bäddkärlet (12) med en ledning (62) för återmatning av krossat material till bäddkärlet (12).

6. Anläggning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att förbränningen i bäddkärlet (12) sker vid ett tryck avsevärt överstigande atmosfärstrycket (PFBC-anläggning) och att krossen (56) på sin utloppssida är ansluten till en pneumatisk, trycksänkande transport- anordning (64), i vilken trycksënkning àstadkommes genom upprepad omlänk- ning av gas/materialflödet i vändkamrar mellan seriekopplade rördelar.

7. Anläggning enligt något av patentkraven 1-Ä, k ä n n e t e c k n a d . därav. att bäddkärlet (12) är inneslutet i ett tryckkärl (10) med ett utrymme (25) mellan tryckkärlet (12) och bäddkärlet (10) för komprimerad förbränningsluft, från vilket utrymme (25) bäddkärlet (12) försörjes med luft för fluidisering av bädden (26) och förbränning av bränslet, och att krossen (56) på sin utloppssida är ansluten till en pneumatisk, tryck- sånkande transportanordning (6U), i viken trycksänkning åstadkommas genom upprepad omlänkning av gas/materialflödet i vändkamrar mellan seriekopp- lade rördelar.

8. Anläggning enligt något av patentkraven 1-4. k ä n n e t e c k n a d därav. att bäddkärlet (12) är inneslutet i ett tryckkärl (10) med ett utrymme (25) mellan tryckkärlet (10) och bäddkärlet (12) för komprimerad förbränningsluft, från vilket bäddkärlet (12) försörjes med luft för fluidisering av bädden och förbränning av bränslet, och att krossen (56) på sin utloppsssida är ansluten till bäddkarlet (12) med en pneumatisk transportledning (62) för återföring av det krossade bäddmaterialet till bädden (26).