SE461609B - Saett och kraftanlaeggning foer eldning av olja i en fluidiserad baedd - Google Patents

Description

461 609 2 UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen åstadkommas en tillfredsställande temperaturfördelning genom att tillföra oljan i form av en vatten/oljeemulsionl Vattnet för- dröjer förbränningen. Kring ett munstycke erhålles en uppvärmningszon och utanför en förbränningszon inom en större bäddvolym. Vattnet spränger vid förångning bränslet så att det sprides inom bädden. En kraftanläggning där uppfinningen tillämpas innefattar förutom i sådana anläggningar normalt förekommande utrustningar även en utrustning för beredning av oljeemulsion och reglerutrtxstning för drivning av denna.

En lämplig oljeemulsion innehåller 5-40 X vatten, lämpligen 0-2 Z emulge-. ringsmedel och resten olja. Lämplig vattenhalt är beroende av vilken olja som ingår i bränslet.

FIGURER Uppfinningen beskrivas närmare under hänvisning till bifogade figurer.

Fig 1 visar händelseförloppet vid förbränning av en oljedroppe.

Fig 2 och 3 förbränningszonen vid ett oljemunstycke vid små resp stora oljedroppar.

Pig 4 förbränning vid glest placerade munstycken och temperaturgradiente _ horisontellt och vertikalt i en bädd. ' Fig 5 förbränning vid tätt placerade munstycken och temperatur-gradient vertikalt i en bädd.

Fig 6 problem med oljeansamling vid bäddbotten.

Fig 'I händelseförloppet vid förbränning av en oljeemulsion.

Fig 8 förbränning kring ett oljemunstycke vid eldning med en oljeemulsion.

Fig 9 förbränning i en bädd vid eldning med en oljeemulsion och tempera- turgradienter horisontellt och vertikalt inom bädden. 3 461 609 Vid tidpunkten O på tidsskalan 1 i fig 1 lämnar en oljedroppe 2 ett mun- stycke, flyktiga beståndsdelar betecknade med 3 lämnar oljedroppen och förbrännas och en koksrest 4 erhålles. Förloppet är sekundsnabbt. Koka- resten 4 förbrännas därefter. Kolförbrënning sker principiellt_pá samma sätt men på grund av den lägre halten lättflyktiga beståndsdelar sker förbränningen långsammare och jämnare inom en fluidiserad bädd.

I fig 2 och 3 visas munstycken 5 och 6. Små oljedroppar förbrännas i en liten intensiv förbränningszon 7. stora droppar i en större förbränninge- zon 8. Speciellt med små droppar är det mycket svårt att uppnå önskvärdp jämn temperaturfördelning i en bädd.

I fig Q betecknar 10 ett båddkärl med en bädd 11 av partikulärt material och ångtuber 12 för kylning av badden 11. I brännkammarens botten 13 finnes glest placerade oljemunstycken 14 och luftmunstycken 15 för till- försel av luft för fluidisering av bådden 11 och förbränning av tillförd olja. På grund av den höga halten av lättflyktiga beståndsdelar sker för- bränningen snabbt i begränsade förbränningszoner 16 och kan en del av för- bränningen ske i brännkammarens 10 fribord 17. Den otillfredsställande fördelningen av förbränningen innebär ojämn temperatur inom bädden 11 med låg temperatur i områden 18 mellan förbränningszonerna 16. Förbränning i fribordet 17 kan innebära att temperaturen blir mycket hög dar. Den ojämna temperaturfördelningen inom bäddkärlet 10 innebär att skadliga termiska påfrestningar hos ingående konstruktionsdetaljer, exempelvis tuberna 12. uppstår. Kurvan 19 under bäddkärlet 10 visar temperaturvariationen i-ett W horisontellt och kurvan 20 vid sidan av bäddkärlet 10 visar temperatur- variationen i ett vertikalt snitt genom bäddkärlet 10.

Jämn horisontell temperaturfördelning inom bädden kan uppnås med tät pla- cering av oljemunstycken 14 i brånnkammarens 10 botten 13. Som visas i fig 5 sker då förbränningen inom en begränsad höjd och blir förbrännings- zonerna 16 låga. Temperaturgradient av det slag som visas av kurvan 21 erhålles. Farbrmmmgegeeeme kylee ned 1 een ev fiubeme 12 ßuaeae kyl- zonen. Den låga temperaturen hos gaserna som lämnar brännkammaren innebär låg verkningsgrad hos en av gaserna driven turbin. Den vertikala tempera- turgradienten innebär termiska påkänningar hos ingående konstruktions- material. 461 609 4 Fig 6 visar ytterligare ett problem som kan uppstå vid oljeeldning. Vid otillräcklig sönderdelning av oljan. dvs stora oljedroppar, då den lämnar munstycket 4 kan oljedropparna bilda agglomerat 22 och samlas vid bädd- kärlets 10 botten 13. Denna utarmas på lättflyktiga beståndsdelar och förkoksas så småningom och bildar en slagg som stör förbränningen och försvårar eller hindrar utmatning av restprodukter från förbränningen från bäddkårlet 10. Den kan också hindra eller försvåra âterstart eller sätta igen munstycken.

Tillföres oljebränslet till brännkammarens 10 bädd 11 som en vatten/ oljeemulsion undanröjes de ovan nämnda ollgenheterna i allt väsentligt.

Händelseförloppet vid införandet av bränslet i bädden illustreras i fig 7L och 8. Vatteninnehållet i en bränsledroppe 2 fördröjer uppvärmningen och avgången av flyktiga ämnen. Bränslet 2 spridas i bädden. Efter en tid avgår flyktiga ämnen och förångas vattnet och spränger brënsledroppen 2 i mindre droppar 2a. Detta medför god spridning av bränslet och förhindrar ansamling av oljeagglomerat 22 vid brännkammarens botten. Pasta kolpartik- lar 4 bildas som sprides 1 bädden 11 och förbrännas.

I en zon 23 (fig 8) kring munstycket uppvärmes bränsledropparna 2. Vid zongränsen börjar bränsledropparna 2 sönderdelas genom förgasning av bränslets flyktiga beståndsdelar och genom förångning av vatteninnehållet.

Vatteninnehållet medför således att bränslet bättre sprides så att för- bränningszonen 16 vidgas.

Genom uppfinningen utvidgas förbränningszonen kring och över ett bränsle- munstycke så att jämn fördelning av förbränning erhålles i hela bädden och Jämn temperatur och obetydliga temperaturgradienter erhålles även vid gles placering av oljemunstycken. Detta illustreras i fig 9. Kurvorna 25 och 26 under resp vid sidan om bäddkärlet 10 visar temperaturfördelningen i bäd- den i ett horisontellt resp ett vertikalt snitt genom bädden 11. Tempera- turen är nästan jam och temperaturgradienterna obetydliga. 'a

Claims (3)

461 609 PATEHTKRAV

1. Sätt att behärska temperatur-fördelningen och undvika oljearxsamling i botten av en fluidiserad bädd av partikulärt material vid eldning av olja k ä n n e t e c k n a t av att oljan tillföras bädden i en vatten/oljeemulsion.'

2. Sätt enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att vatten/olje- emulsionen innehåller mellan 5 och 40 Z vatten, mindre än 2 X emulgerings- medel och resten olja.

3. Sätt enligt patentkrav 1 k ä. n n e t e c k n a t av att vatten/olje: emulsionen tillföras en fluidiserad bädd där förbränningen sker vid ett tryck överstigande atmosfärstrycket. Ä. Kraftanläggning för genomförande av sättet enligt något av patent- kraven 1-3 k ä n n e t e c k n a d av att anläggningen, utöver konven- tionell utrustning för sådana anläggningar, innefattar utrustning för framställning av ett bränsle bestående av olja, vatten och emulgerings- medel och reglerutrustning för reglering av emulsionens sammansättning.