SE508405C2 - Transportsystem för partikulärt material samt användning av ett dylikt transportsystem för transport av aska i en kraftanläggning - Google Patents

Description

508 405 2 vid t ex PFBC-anläggningar eller andra kolkraftanlägg- ningar. PFBC stàr för begynnelsebokstäverna i det engelska uttrycket gressurized filuidized ged Qombustion.

Risken för erosion är alltid stor dä man länkar om bulk- flöden, men erosionshastigheten kan minskas genom att rör- böjens krökningsradie ökas. I T-böjar utgör vändkammarändar till en viss del ett erosionsskydd genom att det bildas en skyddande askkudde. Om sä erfordras görs böjarna i nàgon härd metall, t ex Ni-hard, alternativt fodras böjarna med nägon keram. T-böjar av ovan nämnt slag visas i t ex den europeiska patentskriften EP 0108505. T-böjar i gjutet vitjärn är standard i PFBC-kraftanläggningar.

I de ovan nämnda cyklonaskutmatningsystemen är transport- hastigheterna mycket höga, upp till 30 m/s. Det har visat sig genom erfarenhet fràn utförda prov att krökningsradien för en böj som är invändigt fodrad med hárt metallskikt mäste vara ca 3-5 m för att klara en driftid pä minst 20000 h. Av uttrymesskäl är det inte praktiskt möjligt att utföra alla böjar i en rördragning med sä stor radie som 3- 5 m. Därför använder man oftast T-böjar.

Ett problem med T-böjar är att det i vissa fall bildas hårda tjocka beläggningar i utloppsdelen. Dä tvärsnitts- arean minskar ökar hastigheten och därmed erosionen i T- böjen nedströms den bildade förtràngningen. Detta är ett akut problem i cyklonaskutmatningsystem som ibland även leder till driftstopp av PFBC-anläggningen.

Det är värt att tillägga att gjutna T-böjar är relativt kostsamma.

När ett rör böjs av kommer partiklarna som är spridda över rörtvärsnittet i inloppsdelen av böjen att färdas rakt fram tills de träffar den yttre rörväggens insida. En viss avböjning av partiklarnas rörelse sker naturligtvis pga gasflödets riktningsändring under strömningen, men ett 3 508 405 stort antal partiklar träffar rörväggen med en viss vinkel.

I träffzonen är erosionen som störst, dvs utslitningshas- tigheten är avsevärt mycket större i inloppsdelen av en böj än i övriga böjdelar. Nedströms träffzonen glider partik- larna längs rörböjens periferi. Här är erosionshastigheten väsentligt lägre.

Figur 3 beskriver hur partikeldensiteten i ett tvärsnitt vinkelrätt mot strömningsriktningen ändras med rörens krökningsradie hos rörböjar med konstanta krökningsradier.

I figuren betecknar d rörens inre diameter, r rörböjens krökningsradie, 34 flödet av partikel-gas blandningen och 35 träffzonen där partikeldensiteten är störst. Det framgär tydligt hur bandet av partikel-gas blandningen vars partikeldensitet är störst minskar i tjocklek med ökande krökningsradie över rören 31, 32, 33. I rör 33, vars krökningsradie är störst, är bandet tunt och likformigt fördelat över den yttre rörväggens insida.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ãndamálet med uppfinningen är att ástadkoma en transport- anordning innefattande rördelar som karakteriseras av en lág erosionsrisk och ökad drifttid. Enligt uppfinningen används en rörböj med stor radie i sin inloppsdel och därefter med snävare radie fram till utloppet, dvs att böjen utförs med avtagande krökningsradie i flödesrikt- ningen. I en mer avancerad variant kan radien minska kontinuerligt frán inlopp till utlopp.

En aspekt av uppfinningen är att krökningsradien skall vara stor i inloppsdelen av böjen sä att partiklarna i gasflödet träffar böjen med en flack vinkel, varvid erosionshastig- heten blir läg. Efter träffzonen dä partiklarna väl centri- fugerats ut till periferin och endast glider längs rörvägg- en kan krökningsradien vara relativt liten. Genom att välja in- och utloppsradier lämpligt kan böjen dimensioneras sä 508 405 4 att erosionshastigheten blir i huvudsakligen konstant genom hela böjen.

Sammanfattningsvis kan man räkna upp en rad fördelar med en böj som enligt uppfinningen har avtagande krökningsradie: Il- dess totala dimensioner blir väsentligt mindre än motsvarande böj med konstant radie (förutsatt att livslàngdskravet är detsamma) * antalet tjocka belàggningar minskar * tryckfallet i bójen blir lägre * konstruktionskostnaderna sjunker.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare under hänvisning till bifogade figurer. Figur 1 visar schematiskt en PFBC- kraftanläggning, figur 2 visar ett utförande av uppfinningen, medan figur 3 är en skiss som visar partikeldensiteten i tvärsnittsarean vid ett flöde av partikulärt material i rör med olika krökningsradier.

UTFÖRINGSEXEMPEL Ett exempel pà en utföringsform av uppfinningen redovisas med stöd av figurerna.

I figur 1 betecknar 1 ett tryckkärl som omsluter en bränn- kammare 2 och en gasreningsanläggning 3 som symboliseras av en cyklon. I gasreningsanlàggningen 3 avskiljs stoft fràn förbrànningsgaser som lämnar bránnkammaren 2 innan de till- förs en icke visad gasturbin via ledningen 4. Den nämnda gasturbinen driver en kompressor som via ledningen 5 matar utrymmet 6 mellan brännkammaren 2, reningsanläggningen 3 och tryckkärlet 1 med komprimerad förbränningsluft. För- bränningen sker i en bädd 7 av partikulárt material i bránnkammaren 2. Bränsle tillförs bránnkammaren 2 i bäddens 5 508 405 7 nedre del via ledningen 8 och munstycken ll. Bränn- kamaren 2 tillförs komprimerad luft frán rummet 6 för fluidisering av bádden 7 och för förbränning av tillfört bränsle via ett schakt 9 och en bäddbotten 10 med dess munstycken 11. I brännkammaren 2 finns tuber 12 för kylning av bádden 7 och alstring av ánga för en ángturbin. I gasrenaren 3 avskiljs stoft bestáende av aska och rester av bàddmaterial, som utmatas via ledningen 13 och en i schaktet 9 placerad trycknedsättande utmatningsanordning 14 utformad som en kylare. Denna är sammansatt av ett antal rör 15 och vändkamrar 16, som förbinder ett uppströmsrör 15 med ett efterföljande nedströmsrör 15. Stoftet leds vidare i ledningen 17 till en uppsamlingsbehällare 18 med ett filter 19 för rening av transportgasen innan denna förs ut till omgivningen. Ett exempel där en rörböj enligt uppfinningen förekommer utgörs av ledning 13 i figur 1.

Eftersom i en gasreningsanlággning i en kraftanlággning ett stort antal stoftrenare i form av cykloner förekommer är antalet rörböjar som krävs för utmatningen frän respektive sädan stoftrenare stort och utrymmet för dragning av ledningar med stor krökning är begränsat blir behovet av rörböjar med liten erosion pátagligt.

I figur 2 betecknar 20 en rörböj visad i genomskärning, 21 rörets yttervägg, medan 22 representerar rörets innervägg.

Pilen med beteckning 23 visar gas-partikelflödets riktning när den strömmar genom röret. Rörböjen 20 är i figuren indelad i tvâ områden, A och B, med olika radier. Omrádet Azs yttervägg har radien R1 som är större än B-omrádets radie R2.

Claims (6)

508 405 lO 15 20 25 30

1. Transportsystenx som. är inrättat att transportera ett partikulärt material med hjälp av ett gasflöde (23), varvid (13) som ombesörjer en riktningsändring av transportsystemet innefattar en ledning med åtminstone ett rörelement (20) gasflödet, kännetegkna;__ay att rörelementet utgörs av en rörböj (20) med en i gasflödets (23) riktning avtagande krökningsradie (Rl, R2).

2. Transportsystem enligt krav 1, känn§;ggkna;__ay att krökningsradien (Rl, R2) minskar kontinuerligt från ett inlopp hos rörelementet (20) till ett utlopp hos rör- elementet (20).

3. Transportsystem enligt något av kraven 1 och 2, känne;egknat_ay att rörelementets (20) krökningsradie (R1, R2) ändras åtminstone tvâ gånger längs rörelementet (20).

4. Transportsystem enligt något av de föregående kraven, kännetegknat_¿n¿ att ledningen (13) innefattar~ ett första röravsnitt som sträcker sig i. en första riktning och ett andra röravsnitt som sträcker sig i (20) är inrättat att förbinda det första en andra riktning, varvid rörelementet röravsnittet med det andra röravsnittet.

5. Transportsystem enligt något av de föregående kraven, kännfiLfiQknaL_ay att det är inrättat att transportera aska i en kraftanläggning.

6. Användning av ett transportsystan enligt något av de föregående kraven för transport av aska i en kraft- anläggning.