用于烘干流化床锅炉的燃料的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种用于烘干给流化床锅炉（１）点火的燃料的方法和装置。将流化床的热的、惰性的固体燃料按一个被调节的速率自炉膛（２）循环至一个简单的烘干机（１１），该烘干机（１１）设置在至锅炉（１）的燃料供料管路（７）上，借此烘干了燃料并产生了蒸汽。借助于被控制的流化床固体燃料的再循环，可以保持烘干机（１１）的温度恒定不变，因此可省去烘干机（１１）的所有热传输表面。将烘干过程释放出来的几乎纯净的蒸汽从烘干机（１１）送到有用的应用场合。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烘干给流化床锅炉点火的燃料的方法和设备。燃料在供给流化床锅炉前先要在位于供料管路中的烘干机中烘干，从而可使用再循环的流化床固体燃料去烘干燃料。控制流化床固体燃料的循环速率，使供给烘干机的热的流化床固体燃料的数量足够烘干所包含的燃料。流化床固体燃料在烘干机中与湿燃料混合，降低了燃料的湿度并且产生了蒸汽。将烘干的燃料和流化床固体燃料加到锅炉的炉膛中。可将烘干过程中产生的蒸汽从烘干机送至有用的应用场合，最好送至冷凝级，以便在能量产生过程中利用。在加压燃料点火的动力设备中，在将湿燃料送入锅炉的炉膛之前一般借助于烟气将该湿燃料烘干。因为加压燃料燃烧室需要干燃料才能稳定燃烧，所说燃料的烘干过程是必不可少的。在流化床锅炉中，要进行有效的燃烧，燃料不必是干的，但在流化床中可能发生烘干和燃烧，这种烘干和燃烧的热量相当高。在使用烟气的烘干过程中，烟气和烘干过程中产生的蒸汽逐渐相互混合在一起。从烟气和烘干过程中产生的蒸汽的气体混合物中回收热量，在经济效益上一般没有什么实用价值，这是因为在相当高的温度下不可能回收冷凝的热量，并且烟气中的酸性分量(NOx和SOx)在低于水的露点的温度下会强烈腐蚀热交换器表面。还要借助于不同的蒸汽加热的烘干机(其中的烘干热量是从送入烘干机中的蒸汽获得的)对燃料进行烘干以便实现加压燃料的点火。蒸汽在为烘干机设计的热交换器表面上冷凝。一般来说，使用温度尽可能低的低压蒸汽，并且不必回收燃料释放出来的蒸汽。现有技术中的一种有用的蒸汽加热的烘干机结构是流化床蒸汽加热的烘干机，其中首先用压缩机来提高烘干机排出蒸汽的压力水平，然后将加压的蒸汽引向烘干机的蒸汽冷凝表面，借此来回收来自排出蒸汽的冷凝热量。这样一种烘干机的缺点是投资成本高和压缩机的内部功耗相当大。德国专利申请DE3，726，643公开了一种结构，这种结构仅限于用在循环的流化床锅炉，其中的整个的循环流化床固体燃料流是送到混合器型的烘干机的。对于市场上销售的典型循环流化床锅炉而言，该系统使用了一种带有冷却表面的热交换器结构作为烘干机。在该德国申请出版物中描述的实施例中，再循环的蒸汽起液化气体的作用。因为不可能控制再循环的流化床固体燃料的数量以适应所需的烘干效应，所以要为烘干机提供热传输表面。于是，再循环的流化床固体燃料的冷却发生在三个不同的阶段燃料的烘干、再循环蒸汽的过热、以及对置于烘干机流化床中的冷却管道的热传输。上述系统还有一个缺点，即烘干机的结构和处理装置很复杂，使投资成本高昂。再有，在这种实施例中的烘干机的流化床温度必须比水蒸发成蒸汽所必须的相变温度明显地高(高出100-300℃)，因此燃料的气化和焦油的生成将要妨碍该设备的技术上的可行性。本专利技术不限于烘干机运行的流化床技术。本烘干机的基本特征是，允许流化床固体燃料以被控的方式进入烘干机的数量必须能保持烘干机温度在一个期望的水平上。当按照本专利技术操作流化床烘干机时，在烘干过程中产生的循环的排出蒸汽不是像上述的德国申请的实施例中的那种情况用于冷却流化床，而是保持该流化床处于液化状态。当按照本专利技术通过再循环流化床固体燃料至烘干过程的热量输入量是根据所需的烘干容量进行控制时，即可将烘干机的结构简化，因为可从烘干机上省去所有的热传输表面。换言之，烘干机一般必须具备的热传输能力由调节至烘干机的热输入量的控制方案所代替。鉴于此，本专利技术的焦点不在于用蒸汽烘干本身(这方面已在几个市场上销售的产品应用中实施了)，而在于实现一个极其有益的烘干机结构。如以上所述，由于和燃料的燃烧有关的一些原因，流化床锅炉不一定要烘干燃烧的燃料。但如果可以冷凝来自烘干过程的排出蒸汽，烘干机就可能在能量产生方面给出有经济效益的优越条件。从中可以得到一个附带的好处，即重新进入炉膛的烟气量减少了，减少的数量为被冷凝的排出蒸汽量。因此可以使用较小的锅炉，并且降低了锅炉的投资成本。按照本专利技术，燃料的烘干是使用给烘干过程引入热量的热的流化床固体燃料，在将燃料供给锅炉之前，在适于安置在燃料供料管路中的一个烘干机中完成的。将流化床固体燃料再循环进入设在供料管路中的烘干机内的数量必须使再循环的流化床固体燃料的热量与烘干该燃料的能量要求相适应。通过来自流化床固体燃料\燃料混合物温度的控制信号来控制再循环速率。该控制装置也可以使用其它的与混合物温度有关的测量信号，例如一氧化碳、或混合物的温度。该控制方案基本上是通过调节再循环的流化床固体燃料至烘干机的供料速度实现的。热的流化床固体燃料与湿燃料混合，使包含在湿燃料中的湿气在烘干温度下蒸发。流化床固体燃料\湿燃料混合物温度范围保持在能从该湿燃料蒸发出所含水份的温度和避免湿燃料高温分解的温度之间。烘干温度依赖于烘干机通常所处的压力和要烘干的燃料。在大气压下，烘干温度一般为110℃左右。通过调节流化床固体燃料进入烘干机的供料速度，并且通过有效地混合烘干机中的流化床固体燃料和湿燃料，就能避免混合物过热。通过常规的燃料供料喷嘴将该混合物加入流化床锅炉的炉膛。借助于使用惰性的流化床固体燃料把热量引入烘干过程，即可获得烘干过程中的所谓排放蒸汽以便作为几乎纯净的蒸汽供回收利用，该蒸汽的冷凝温度极接近于烘干温度。将热量引入烘干过程的这种方式的结果是得到一个有特殊优点的烘干机，因为对于烘干机的热输入是在流化床固体燃料与湿燃料在烘干机中混合的过程中以有效的方式发生的。在烘干机中冷却了的流化床固体燃料在返回到炉膛的热的流化床并与该流化床混合在一起时又迅速加热起来。原则上，可以将该烘干机构造成任何封闭的气密混合器，可在该混合器中让热的流化床固体燃料与湿燃料相互有效混合在一起。另一种实际可行的烘干机是借助于再循环的排出蒸汽液化的流化床烘干机。该烘干机的流化床的有效内部热传输能力保证了烘干机的均匀温度分布，同时该流化床的稳定的热含量能够防止在给该烘干过程供料临时中断期间发生燃料过热。本专利技术的烘干机即适用于气泡型流化床锅炉，又适用于循环的流化床锅炉。当一部分循环固体燃料加到循环的流化床锅炉时，这部分循环固体燃料就被送往烘干机，被烘干的燃料和被冷却的循环固体燃料的混合物从烘干机、经过例如循环固体燃料的返回喷嘴、返回到锅炉的炉膛。按本专利技术的烘干机从炉膛获得了用于烘干过程的热量，由于新颖的烘干安排，因此锅炉的流化床尺寸不需要有大的改变。但对锅炉尺寸却有影响，因为烟气中没有烘干过程中产生的蒸汽，所以烟气体积减少了。如果将该烘干机用于新的流化床锅炉，锅炉的对流面积以及静电烟气除尘器的尺寸都可减少。具体地说，按照本专利技术的方法的主要特征如下一种用于烘干给流化床锅炉(1)点火的燃料的方法，在该方法中，让来自流化床锅炉(1)的炉膛的热的流化床固体燃料自锅炉的炉膛再循环至设置在燃料供料管道中的一个烘干机(11)，该湿燃料在烘干机(11)中与流化床固定燃料混合并被烘干，因此从该湿燃料中释放出蒸汽，将被烘干的燃料和流化床固体燃料的混合物送入流化床锅炉(1)中，控制流化床固定燃料再循环速率，以便将流化床固体燃料/湿燃料混合物的温度保持在蒸汽的饱和温度以上、燃料的高温分解温度之下;将烘干过程中产生的几乎纯净的蒸汽从烘干机(11)加到有用的应用场合。另外，按照本专利技术的设备的特征如下一种用来烘干给流化床锅炉(1)点火的燃料的设备，所说设备包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于烘干给流化床锅炉（１）点火的燃料的方法，在该方法中，让来自流化床锅炉（１）的炉膛的热的流化床固体燃料自锅炉的炉膛再循环至设置在燃料供料管道中的一个烘干机（１１），该湿燃料在烘干机（１１）中与流化床固定燃料混合并被烘干，因此从该湿燃料中释放出蒸汽，将被烘干的燃料和流化床固体燃料的混合物送入流化床锅炉（１）中，其特征在于：控制流化床固定燃料再循环速率，以便将流化床固体燃料／湿燃料混合物的温度保持在蒸汽的饱和温度以上、燃料的高温分解温度之下；将烘干过程中产生的几乎纯净的蒸汽从烘干机（１１）加到有用的应用场合。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M赖科，
申请(专利权)人：伊马特兰福伊马股份公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]