SE503433C2 - Anordning för inmatning av pasta i en fluidiserad bädd, förfarande för upplösning av en plugg i ett munstycke samt förfarande för förhindrande av inträngning av material från en fluidiserad bädd i ett munstycke - Google Patents

Description

20 25 30 35 503 433 2 För att erhälla en god spridning inne i bädden av pastan som lämnar munstycket är inuti munstycksröret längs dess axel förlagt ett rör för splitterluft som strax innanför munstyckets utlopp avslutas med en dysa. Genom tillförsel av splitterluft pä ett bestämt avständ innanför munstyckets utloppsöppning kommer luft som lämnar luftdysan att uppträda som en konformad luftsträle som river med sig pasta pä väg ut genom utloppsöppningen och härvid splittra pastan i droppar som sprids i ett koniskt omräde ut frän utloppsöppningen. Genom detta arrangemang kommer pasta och härigenom det kornformiga materialet, exempelvis ett bränsle, att fördelas väl i bädden.

När en anläggning enligt ovan exempelvis omställes till läglastdrift kan problem uppkomma med bränsleinmatningen vid ett munstycke av ovan beskrivet slag, genom att pastan, som vanligen utgörs av kolpulver uppblandat med vatten torkar ut eller segregerar. Som följd av detta kan en plugg uppträda i bränslemunstyckets koniska sektion. Detta kan medföra dyrbart stilleständ för hela anläggningen, eftersom pluggen, vilken utgöres av en förhärdnad kolmassa, mäste avlägsnas inifrän till exempel genom mekaniska ingrepp.

Försök har gjorts att ästadkomma pluggrensning under bränsleinmatning vid en kraftanläggning genom att splitterluftflödet utnyttjas. Om splitterluftflödet intensifieras kan nämligen ett häl genom pluggen ästadkommas, dock kan ingen pasta tränga igenom det uppkomna hälet vid äterupptagen pastainmatning. Med denna lösning är dock ej ostörd inmatning uppnädd, eftersom det visar sig att splitterluften endast öppnar ett centralt häl genom pluggen, medan omgivande pluggrest äterstär intakt.

Mekanisk rensing blir följaktligen nödvändig även med nämnda ätgärd.

Vid start av en anläggning enligt ovan finns ett behov att hälla munstycksröret helt rent frän inträngande material innan pastainmatningen börjar, dvs en spärrfunktion är önskvärd. Här är kända bränslemunstycken behäftade med 10 15 20 25 30 35 3 ¶ so: 433 svagheten att nämnda spärrfunktion saknas helt eller delvis. Detta problem med det ovan kända bränslemunstycket ger sig tillkänna även vid avslutad bränsleinmatning genom munstycket, genom att bäddmaterial kan intränga genom utloppsöppningen in i munstycket och täppa till detta.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett munstycke för inmatning av ett kornformigt material i form av pasta till en fluid- iserad bädd i en kraftanläggning, där munstycket innefattar ett inuti munstycket förlagt luftrör, vilket riktar en sträle av splitterluft mot munstyckets mynning och ett utanpà splitterluftröret, koaxiellt med detta anordnat rensmedierör som innehäller en virvelgenerator för att åstadkomma en kon av ett strömmande medium, företrädesvis luft eller vatten, där konen har en sádan toppvinkel att den träffar insidan av munstycket vid munstyckets mot mynningen avsmalnande koniska sektion för att därigenom möjliggöra upplösning av en i munstycket bildad plugg eller päbörjad pluggbildning av förhärdnad pasta eller förhindra att baddmaterial tränger in i munstycket.

Virvelgeneratorn belägen innanför rensmedierörets mynning mellan splitterluftröret och det yttre rensröret utgörs av snedställda spar som sätter genom röret strömmande media i rotation och därvid tvingar mediet, när detta lämnar rens- rörets mynning att pä grund av centrifugalkraften verkande pä mediet slungas utät och därvid bilda en konformad sträle av mediet som därvid uppfyller den konformade strálen. Den luft som samtidigt flödar genom splitterluftröret kommer att bibringas samma rotationsrörelse som rensmediet, när de tvä flödena, rensmediet och splitterluften sammanförs.

Om t ex vatten används som media genom rensröret när mun- stycket är pluggat av pasta i munstyckets koniska sektion kommer den kon av vatten som paföres pluggen inifrän munstycket att medföra att vatten borrar sig fram mellan 503 433 4 10 15 20 25 30 35 munstycksväggen och pluggen, varvid pluggen upplöses utifrän och inät, vilket medför att pluggen efter en stund upplöses och spolas ut genom mynningen samt upplöses helt.

Härigenom är det möjligt att lösa en pastaplugg under drift utan stilleständ i en anläggning genom att tillföra exempelvis vatten genom munstyckets rensrör och att medelst virvelgeneratorn försätta vattnet i rotation. Beroende pà pastapluggens härdhet kan olika hart tryck pä rensvattnet användas. En härd plugg upplöses snabbare om vattentrycket är högre.

Genom tillförsel av luft som medium i rensröret erhälles en god spärrfunktion gentemot in i munstycket inträngande bäddmassa. Den luftkon som uppstär när spärrmediet (i detta fall luft) strömmar frän rensröret fyller upp hela munstyckets koniska sektion frän den punkt där luftkonen träffar munstyckets koniska sektion och fram till mynningen och förhindrar bäddmassa att tränga in genom att mynningens hela area är uppfylld av den utströmmande rensluften. Denna funktion hos munstycket är särskilt fördelaktig när bränsle inmatas i pastaform vid en kraftanläggning, under perioder av stilleständ i pastainmatningen, t ex vid start eller trip hos anläggningen, dä tillförsel av luft och skapande av den beskrivna luftvirveln och ätföljande kon av luft förhindrar inträngning av bäddmassa i munstycket. Som ovan nämnts är enbart användande av splitterluft ej tillfyllest i dessa sammanhang, eftersom den nästan ejektorliknande splitterluftsträlen skapar ett undertryck i munstycksröret som snarare bidrar till att suga in bäddmassa i munstycksröret.

Tiden för upplösning av en plugg medelst vatten i rensröret är beroende av dels avständet mellan rensrörets mynning och munstyckets mynning samt vattentrycket. Vidare är även stigningen hos spär anordnade i virvelgeneratorn utformad sä att toppvinkeln i det konliknande flöde av strömmande vatten som lämnar rensrörets dysa är anpassad att ge vattenkonen ett sädant tvärsnitt att munstyckets utlopp väl fylls ut av den nämnda virveln av strömmande medium. 10 15 20 25 30 35 5 of sus 433 FIGURBESKRIVNING Fig 1 visar en schematisk framställning av en PFBC- kraftanläggning, där ett munstycke enligt uppfinningen användes.

Fig 2 visar ett schematiserat tvärsnitt genom ett munstycke enligt uppfinningen.

Fig 3 äterger en uppförstorad sektion av splitterluftrörets främre del med omgivande rensrör, rensrörets dysa och virvelgeneratorns läge mellan dessa bada nämnda rör.

Fig 4 illustrerar virvelgeneratorn sedd i en planvy.

BESKRIVNING AV UTFÖRANDEEXEMPEL Uppfinningen beskrives i det följande med hänvisning till figurerna och exemplifierad vid användning i en PFBC- kraftanläggning där bränsle i form av pasta innefattande kolpulver inmatas i en fluidiserad bädd som star under högt tryck.

Munstycket för pastainmatning enligt uppfinningen kan med fördel även användas vid andra typer av bäddar, t ex cirkulerande fluidbäddar, MBC-bäddar osv, där bädden inte är utsatt för högt tryck.

I en översiktsfigur (Fig 1) framställes de centrala enheter- na i en PFBC-kraftanläggning, där en brännkammare 1 är in- rymd i ett tryckkärl 2. Luft frän en icke visad kompressor tillföres tryckkärlet 2 vid luftintaget 3 för trycksättning av tryckkärlet 2 och därmed även brännkammaren 1. Den komp- rimerade luften 4 tillföres brännkammaren l via fluidise- ringsmunstycken 5 vid botten av brännkammaren för fluidise- ring av en i brännkammaren innesluten bädd 6. Bädden utgöres 503 433 6 10 15 20 25 30 35 av bäddmaterial, kornformig absorbent och ett partikulärt bränsle som förbrännes i den till bädden 6 förda fluidise- ringsluften 4. Förbränningsgaser frän bädden 6 passerar ett fribord 7 ovan bäddens yta 8 och föres via utloppet 9 vidare för rening i stoftavskiljare, varefter förbränningsgaserna expanderas i en icke visad gasturbin, där energiinnehället i gaserna omvandlas till nyttig energi.

I den fluidiserade bädden 6 visas även en i bädden vid fullastdrift helt nedsänkt tubsats 10. Till tubsatsen 10 föres vatten vid 11 för kylning av bädden 6 och vidare för alstring av änga i tuberna i tubsatsen. Ångan föres vidare vid 12 till en icke visad ängturbin i en ängcykel i anläggningen.

Vid nedre delen av bädden 6 är ett antal bränslelansar 14 för tillförsel av kornformigt bränsle i form av pasta anordnade. Branslelansarna 14 avslutas inne i bädden 6 med ett branslemunstycke 15 för fördelning av bränslepasta.

Munstycket 15 för inmatning av pasta 15a enligt uppfinning- en är visat i fig 2. Munstycket utgöres av en förlängning och pä bränslelansen 14 för pasta pábyggd del. Vidare är munstycket 15 i sin främsta del utformat med en förträng- ning i form av en konisk sektion 17, vilken vid sin snävaste del övergär i munstyckets 15 mynning 18, genom vilken mynning pasta l5a flödar ut i den omgivande bädden 6. Inuti och längs munstyckets 15 axel är ett rör 19 för splitterluft l9a förlagt enligt känd teknik. Luft eller annan gas som tillföres som splitterluft l9a genom röret 19 flödar ut ur röret i en konformig sträle som splittrar upp pasta i omradet omslutet av den koniska sektionen 17 till droppar som slungas ut ur munstyckets 15 mynning 18 i en jämnt fördelad strälkägla.

Enligt uppfinningen är koaxiellt med splitterluftröret 19 och utanpä detta anordnat ett rensrör 20, vilket vid sin avslutande ände innne i munstycket 15 är utdraget och nagot längre än splitterluftrörets ände. Den del av rensrörets 20 10 15 20 25 30 35 7 1 503 433 ände som befinner sig framför och utanför splitterluft- rörets 19 ände är utformat till en dysa 21.

Mellan de bäda koaxiellt placerade splitterluftröret 19 och rensröret 20 är i dessa bäda rörs främre del placerad en virvelgenerator 22 beskriven nedan. När ett medium 20a, t ex luft eller vatten utifrän tillföres rensröret 20 tvingas detta medium 20a att genomströmma virvelgeneratorn 22, vilket medför att mediet försätts i en spiralformig rörelse. Den virvel som mediet 20a försätts i fortplantas vidare ut genom dysan 21, där mediets hastighet ökar, varefter virveln lämnar dysan och expanderar under bildande av en mediekon under päverkan av centrifugalkraften tills den bildade mediekonen 23 möter den koniska sektionens 17 innerväggar hos munstycket 15 och följer denna koniska sektions innerkontur innan den träder ut ur munstyckets 15 mynning 18. Medieflödet ut ur dysan 21 ges formen av en kon med en toppvinkel hos konen som bestäms av stigningen hos snedställda spär 24 som är anordnade i virvelgeneratorn 22.

Som medium 20a i konen 23 nyttjas vatten för att lösa upp bildade pluggar i den koniska delen 17 av munstycket och mynningen 18. Luft eller annan gas kan tillföras som alternativt medium i konen 23, dä avsikten är att ästadkomma en spärr mot in i mynningen 18 utifrän inträngande material. Genom lämpligt val av avständet mellan dysan 21 och munstyckets mynning 18 är det möjligt _att bygga upp en luft- eller gasspärr som helt uppfyller mynningen 18 och därvid förhindra att material intränger fràn den under högt tryck stäende bädden 6.

Splitterluft genom röret 19 distribueras och nyttjas enligt känd teknik.

I fig 3 visas i genomskärning en detaljförstoring av splitterluftrörets 19 ände, det omgivande rensröret 20 med detta rörs 20 ände formad till en dysa 21 samt läget för virvelgeneratorn 22 placerad i det ringformiga utrymmet mellan splitterluftrörets ände och rensröret 20. 503 433 e Avslutningsvis àterger fig 4 virvelgeneratorn 22 i en sidovy, där snedsstàllda spár 24 för det flödande mediet 20a visas med enligt i figuren en stingningsvinkel a, som 5 enligt en foredragen utfóringsform har storleksordningen 45°. Under vissa omständigheter kan vinkeln a varieras inom intervallet i 20°. Mellan spàren 24 for mediet finns väggar 25, vilka har funktion som strömriktande organ för mediet.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 503 433 Patentkrav Anordning för inmatning av ett kornformigt material i form av pasta (l5a) till en fluidiserad bädd (6), där anordningen innefattar ett munstycke (15), ett inuti munstycket (15) förlagt luftrör (19) för uppsplitt- ring av pastan, kånnetecknad av att koaxialt och utanpå luftröret (19) är anordnat ett rensrör (20) för ett strömmande medium (20a) som av en virvelgenerator (22) formas till en mediekon (23), vilken riktad inifrån mot munstyckets (15) mynning (18) löser upp en av pastan (l5a) utbildad eller påbörjad plugg eller förhindrar att material från bädden (6) tränger in i mynningen (18). Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att virvelgeneratorn (22) är utformad med strömriktande organ (24, 25), vars stigningsvinkel (00 ligger i intervallet 45° i 20°. Förfarande för upplösning av en färdigbyggd eller påbörjad plugg bildad av ett kornformigt material som i form av pasta (l5a) inmatas till en fluidiserad bädd (6) med hjälp av ett munstycke (15) och ett inuti munstycket (15) förlagt luftrör (19) för uppsplittring av pastan, kännetecknat av att ett strömmande medium (20a) tillföres via ett rensrör (20) till munstyckets (15) insida, att mediet (20a) ges en virvelrörelse, att en genom virvelrörelsen alstrad kon (23) av mediet inifrån munstycket (15) tillföres så att mediekonen (23) träffar munstyckets (15) innervägg och härvid upplöser pluggen. Förfarande enligt patentkrav 3, kannetecknad av att det medium (20a) som används för upplösning av en pastaplugg företrädesvis utgöres av vatten. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknad av att pastan (l5a) inmatas till en fluidiserad bädd som står 10 15 20 25 30 503 10. \O 433 under atmosfärstryck eller under högre tryck än atmosfärstryck. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknad av att pastan (l5a) utgöres av kolpulver blandat med vatten. Förfarande för att förhindra att material frán en fluidiserad bädd (6) tränger in i ett munstycke (15) som används vid inmatning av ett kornformigt material i form av pasta (l5a) till en fluidiserad bädd (6), där munstycket (15) innefattar ett inuti munstycket (15) förlagt luftrör (19) för uppsplittring av pastan, kannetecknat av att ett strömmande medium (20a) tillföres via ett rensrör (20) till munstyckets (15) insida, att mediet ges en virvelrörelse, att en genom virvelrörelsen alstrad mediekon (23) inifrån munstycket (15) tillföres så att mediekonen (23) träffar munstyckets (15) innervägg och fyller upp hela munstyckets (15) mynning (18) som härvid spärras mot inträngande bäddmaterial. Förfarande enligt patentkrav 7, kännatecknat av att mediet (20a) som används för att bilda en spärr mot in i munstycket (15) inträngande bäddmaterial företrädesvis utgörs av luft. Förfarande enligt patentkrav 7, kannetecknad av att pastan (l5a) utgöres av kolpulver blandat med vatten. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknad av att pastan (l5a) inmatas till en fluidiserad bädd som står under atmosfärstryck eller under högre tryck än atmosfärstryck.