一种流化床蒸汽发生系统及方法技术方案

流化床蒸汽发生系统和方法，其中使用再循环烟气促使固体颗粒物料从分离器通过回路密封返回炉腔。旋风分离器分离出的固体颗粒物料，用通过热量回收段、空气加热器和集尘室的再循环烟气促使其返回炉腔。采用再循环烟气降低了可能引起固体颗粒物料氧化或燃烧导致回路密封过热或结块的氧含量。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流化床蒸汽发生系统及操作该系统的方法，更具体地说，涉及这样的系统和方法，其中再循环烟气被用来促使在分离器段分离出的固体颗粒流回炉膛段。各种流化床蒸汽发生系统是公知的。在这些装置中，空气通过颗粒物料构成的床，使床流化，并促使燃料在较低温度下燃烧。上述颗粒物料包括矿物燃料，如煤，和吸附剂，该吸附剂用以吸收由于煤燃烧产生的硫。流化床产生的热被用于将水转化为蒸汽，例如蒸汽发生器中。流化床系统表现出诱人的综合性能，其具有高的热量释放，高的硫吸附能力，低的氮氧化物排放，和高的燃料适应能力。用于这些型式的系统的炉膛段中的最典型的流化床通常称为“沸腾型”流化床，其中颗粒物料床具有较大密度，和轮廓分明的或者说独立的上表面。其它型式的流化床采用一种“循环式”流化床。按照这种技术，其流化床密度可以小于典型沸腾型流化床密度，空气速度等于或大于沸腾床的空气速度，并且流过床的烟气夹带大量细颗粒物料，以致它们达到基本饱和的程度。这些循环式流化床系统的特征是，存在较高程度的固体颗粒再循环，它使系统对燃料的热释放形式不敏感，从而减小了温度变化，并且由此使排放物稳定在低水平。这种高的固体颗粒再循环还改善了用来从颗粒燃料中分离出气体以用于颗粒燃料再循环的机械设备的效率，导致硫吸附剂和燃料停留时间的增加，减少吸附剂和燃料消耗。在反应器为蒸汽发生器形式的情况下，反应器壁通常由许多热传导管构成。流化床内燃烧产生的热传给在管中循环流过的热交换介质，如水。热传导管通常与自然流动的水循环管路相连，并包括从转换的蒸汽中分离水的汽包，而蒸汽又转送至汽轮机发电，或转送给蒸汽用户。在这些装置中，由炉膛出来的气态产物通常要通过旋风分离器，以从气态混合物中分离出被夹带的固体颗粒物料，并使固体颗粒物料再循环，通过回路密封(loopseal)和J型阀，回到炉膛中。旋风分离器分离出的气态剩余物，通过热量回收段进入集尘室，用引风机将气体抽出过滤袋，以从气体中分离出任何残存细颗粒物质。在将旋风分离器分离的固体颗粒物料送回炉膛的过程中，常利用空气来促使这些物料运动，通过回路密封进入炉膛。但当被再循环的颗粒物料含有细粒度碳时，如果用空气促使固体颗粒物料通过回路密封，典型地含有约21%氧的空气将使炭燃烧。这种燃烧使回路密封中的物料温度升高的相当高。此外，当采用的是低品位燃料时，这种燃料的灰份中含中高量钒，当与空气混合时，会形成具有低共熔点的氧化钒化合物。在燃烧引起的温度升高和钒造成的结块复合作用下，将导致回路密封阻塞，引起停机和显著降低系统效率。因此，本专利技术的目的是提供一种上述类型的系统和方法，其中一部分由集尘室出来的气体，被用来促使固体颗粒物料通过回路密封。本专利技术的另一目的是，提供一种上述类型的系统和方法，其中回路密封中的固体颗粒物料的过热可以得到防止。本专利技术的另一目的是，提供一种上述类型的系统和方法，它可防止回路密封中的固体颗粒物料结块。本专利技术的另一目的是，提供一种上述类型的系统和方法，它可降低用于促使固体颗粒通过回路密封的气体中的氧含量。本专利技术的再一个目的是，提供一种上述类型的系统和方法，它可提高蒸汽发生系统的总效率。为实现这些和另一些目的，按照本专利技术的系统，炉膛段生成的气态物质被导至旋风分离器，从气态物质中分离出被夹带的固体颗粒物料，通过回路密封和J型阀将固体颗粒物料再循环至炉膛，旋风分离器分离出的气态物质通过热量回收段，然后进入空气加热器，被强制送风机加入的冷空气在该空气加热器中被上述气态物质加热，然后用引风机使气体通过集尘室中的过滤袋后被吸走，一部分含有较低氧含量的剩余气体被再循环，并用于促使固体颗粒物料通过回路密封和J型阀。这一低的氧含量防止了回路密封中固体颗粒物料的氧化和燃烧。上述简要说明，以及本专利技术的其它目的、特征和优点，参考下面对本专利技术的优选的然而仅为说明用实施例的详细说明后，将会更充分地得到理解。说明是结合附图进行的。附图说明图1示意性地示出了本专利技术的系统。参见附图1，序号10总地代表本专利技术的流化床蒸汽发生系统，它包括一炉膛段12，该炉膛段的一部分由直立的封闭炉墙12a构成;一空气分配器或炉篦14，横跨该炉墙12a的下端，以在该空气分配器下方形成一空气室12b，以将从气源(未示)送来的压力空气送过空气分配器14，并向上通入封闭炉墙12a中;一颗粒物料床16支承在空气分配器14上，并延伸至该封闭炉墙12a的整个高度内，封闭炉墙12a中颗粒物料的密度，随着距空气分配器14距离的增加而减小;一给料机进口12c和一再循环进口12d设置成穿过封闭炉墙12a的壁，以允许颗粒物料送入该物料床16。给料机进口12c与分配器管18连接，并与之对正，新料通过该分配器管18送入该物料床16。再循环物料通过再循环进口12d送入，这将在下面说明。应当理解，封闭炉墙12a的壁是由许多垂直布置的壁管构成的，这些壁管用垂直延伸的隔板或肋板相互连接，以形成一基本为矩形的连接气密结构。设置了流动管路(未示)，以使水通过壁管转换成蒸汽。由于这种结构形式为一般公知方式，图中未示出，也不作进一步的描述。封闭炉墙12a的上部，用向后弯折部分形成封闭炉墙12a的壁的管(未示)的办法形成一个开孔12e。导管20将该开孔12e与布置在封闭炉墙12a附近的旋风分离器22连接。该旋风分离器22包括一设置在其上部22的内筒22a，以形成一环形腔室22b。漏斗23位于旋风分离器下部，并连接在旋风分离器22的壁上，而且与之成为一体。该内筒22a通过导管24与位于旋风分离器22附近的热量回收段26相连。一回路密封28通过进口12d将漏斗23的下部与炉膛段12相连。回路密封28包含-J型阀28a，以阻止固体颗粒和/或气体直接从炉膛段12向旋风分离器回流。热量回收段26具有一个开口26a，它成形在回收段26的用于接收来自导管24的气体的上壁部分。该热量回收段26具有传统结构，用以将热气体的热量传给一种冷却流体，例如水。冷却流体流过热交换管或类似物(未示)，而热交换管或类似物设置在该热量回收段26中，并连接在封闭炉墙12a的壁管所在的同一流动回路中。一气体流动管30形成在靠近热量回收段26处，用以接受来自热量回收段26的气体，并将气体送至设置在热量回收段26附近的空气加热管32。一强制送风机34连接在空气加热器32上，并与之相通，用以将相对较冷的空气送入该空气加热器32中。冷空气与流过空气加热器32的相对较热的气体混合。这种混合气体从空气加热器32排入一导管36，以将该气体导入设置在空气加热器32附近的集尘室38。集尘室38为传统结构，含有数个纤维过滤袋(未示)，以最终从来自空气加热器32的气体中分离出非常细的固体颗粒。一引风机(未示)连接在自集尘室38延伸出的一出口导管40上，以将气体吸过上述纤维过滤袋进入该导管40。支管42连接在该出口导管40上，并与之相通，以将一部分清洁气体导回回路密封28，从而促使固体颗粒通过回路密封28，而出口导管40则将其余清洁气体导至一外部源(未示)。一强制引风机44连接在该支管42上，与之配合工作，强制将再循环空气由支管42送入两管46和48，而该两管46和48又与回路密封28相连，并与之配合工作。一对漏斗段50a和50b连接在集尘室38下部，用以容纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床蒸汽发生系统，其特征在于，包括：一炉膛段，用以容纳由包括燃料在内的颗粒物料构成的流化床，并用以燃烧所述燃料以形成由被夹带的颗粒物料和气体构成的混合物；从所述气体中分离出一部分所述被夹带的颗粒物料的装置；连接所述分离装置与所述炉膛段的装置，将所述分离出的颗粒物料从所述分离装置送至所述炉膛段；一集尘室段，用以接受来自所述分离装置的所述气体，并从所述气体中分离出其余颗粒物料；通道装置，将至少一部分所述分离出的气体送回所述连接装置中，以促使所述分离出的颗粒物料通过所述连接装置，并回到所述炉膛段中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐遵义，
申请(专利权)人：福斯特惠勒能源公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]