用于将燃料供应给循环流化床锅炉的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及将燃料供应到循环流化床锅炉中的方法和设备。本发明专利技术具体地涉及将细微、轻质和/或潮湿燃料供应到锅炉中。将轻质、细微和/或潮湿燃料供应到循环流化床锅炉中的方法和设备基于收集循环床材料到返回流且引导返回流与引入炉膛（12）的燃料连通，使得床材料返回流和燃料混合在一起且在炉膛（12）中向下流动，用于增加燃料在炉膛（12）中的停留时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将燃料供应到循环流化床锅炉内的方法和装置。本专利技术具体地涉及将细微、轻质和/或潮湿燃料供应到锅炉内。
技术介绍
循环流化床锅炉(CFB)通常包括具有底部、侧 壁和炉顶的炉膛以及连接成与所述炉膛的上部部分流动连通的至少一个颗粒分离器。炉膛的底部部分的至少一些壁可以是倾斜的，使得炉膛的横截面沿向上方向增加，即炉膛的具有倾斜壁的部分可被称为会聚底部部分。在实践中，锅炉的壁和炉顶以及分离器都包括水管，以便从炉膛收集热量。炉膛的底部设置有格栅，所述格栅用于将燃烧或悬浮或流化气体(称为主空气)引入所述炉膛，并且用于从所述炉膛移除烟灰或其他碎屑。炉膛的侧壁设置有用于将燃料引入所述炉膛的机构以及用于将二级空气引入所述炉膛的机构。所述炉膛还配备有用于供应通常为进入炉膛的沙子的惰性床材料的机构。颗粒分离器从由炉膛的上部部分进入所述分离器的烟气-固体颗粒悬浮物分离出固体颗粒。烟气从分离器带走以用于进一步处理，分离出的固体通过包括诸如环形密封件的密封装置的再循环导管再循环回炉膛的下部部分，所述密封装置的目的是防止气体经由所述再循环导管从炉膛流到分离器。由此，炉膛壁中至少需要另外的开口来引入固体。这种固体循环称为外部循环。除了最终进入分离器入口的炉膛中的烟气-固体颗粒悬浮物的竖直向上流动之外，还存在颗粒靠近炉膛壁的竖直向下流动。这种固体循环被称为内部循环。很常见的是，与固体材料的内或外部循环或两者相联系，至少一个流化床热交换腔布置成从流化颗粒固体的床传送热量到传热介质。该热交换腔可定位在循环流化床锅炉的炉膛的内部并邻近炉膛壁中的至少一个。该热交换腔的优选位置是邻近炉膛的底部部分，在该位置所述腔与倾斜壁一体形成。流化床热交换器还可布置在外部循环中，使得离开固体分离器的固体在它们返回到所述炉膛的途中被排放到热交换腔内(例如，参见现有技术图I)。热交换腔的内部设置有热交换机构，以便热量从固体材料传送到在所述热交换机构内流动的传热介质。通常，燃料经由炉膛的平面(竖直或倾斜)壁中的一个或多个开口引入炉膛中。取决于燃料的类型，燃料作为燃料-空气悬浮物一即气动地或者借助于螺旋供应器或某些其他机械供应机构按比例供应到炉膛内。通常，燃料开口定位在炉膛壁的(会聚)底部部分中。从外部循环(即直接从分离器或经由流化床热交换器)进入炉膛的固体也通过平面炉膛壁中的一个或多个开口引入所述炉膛内。轻质、细微和/或潮湿燃料(例如精炼煤粉或煤泥或锯屑或细微的褐煤)在两个不同的方面具有问题。轻质的低密度和细小颗粒尺寸燃料容易随流化气体夹带并且快速上升，使得燃烧过程在格栅上方几米处开始，因此仅有少量的燃料(不足以将床温保持在足够的水平)在下部床区域燃烧而大部分燃料在炉膛的上部燃烧。尤其在低负载条件下，这可导致床温过低以及炉膛上部部分温度较高，同样可导致锅炉的排放和负载变化率的问题。以类似的方式，由于某种程度上不同的原因，潮湿燃料的使用可导致类似的问题。虽然潮湿燃料可能不会太轻，但是所述潮湿燃料的干燥需要一些时间，这使得所述燃料在所述燃料干燥且不能点燃时再次被炉膛上部部分中的流化气体提升。当燃料最终足够干燥并且点燃而最终被燃烧时，在下部床区域可能没有足够的可燃燃料，因此床温可能再次变低并且导致上面已经描述的问题。本专利技术的一个目的是确保轻质、细微和/或潮湿燃料有充足的停留时间，以便燃料在炉膛的下部床区域中干燥和/或燃烧，从而优化整个燃料过程。已经理解，停留时间取决于至少以下因素。首先，燃料供应部从炉膛内部紊流隔离越好；停留时间可以越好地调节。换句话说，如果燃料可以在基本上没有燃料与在炉膛中向上流动的紊流床材料混合的情况下向下带到格栅区域，燃料有时间干燥。而且，即使燃料可能是干的，将燃料向下带 到格栅区域确保细微和轻质燃料不过快地带到炉膛的上部部分中，且在其下部部分点燃并燃烧。将燃料供应部从紊流床隔离的多种方法和装置已经在Foster Wheeler EnergyCorporation的同在审查中的申请中讨论。第二，燃料在格栅区域以更受控的方式处理；轻质和细微燃料在炉膛的下部部分中的燃烧被更好地控制。根据本专利技术，通过阻止燃料移动到上部床区域或甚至移动到循环床区域，借助于控制燃料在格栅区域的基本上横向移动，且通过在炉膛格栅区域中进行特定设置，增加燃料在下部床区域的停留时间。现有技术已知讨论在燃料和/或床材料在格栅区域的处理的多个文献。例如，已知通过设置倾斜格栅和/或通过以某种方式流化从而流化床沿格栅类似于流体流动，使得床以期望方向移动。例如，文献JP-A-2000-65327、JP-A-63-73091、US-A-5, 138，982和US 4，270, 468讨论这种设置。US-A-5，138，982例如讨论一种流化床锅炉，其中，炉膛的底部由格栅构造，格栅适合于将流化空气在第一侧比第二侧更大的质量流量下向上喷射。第一侧的质量流量能够将床材料在炉膛中向上传输，而第二侧的质量流量仅仅流化床材料。炉膛还包括设置在格栅的质量流量较大的第一侧上方的倾斜壁，从而干扰流化空气和流化床材料的向上流动，籍此使得空气和床材料朝向格栅的质量流量较小的第二侧上方的部分偏转。移动床在格栅的喷射质量流量较小的部分上方形成，从而流化床材料下降且在移动床内扩散，在格栅上方形成循环流化床。US-B2-7, 240，639讨论倾斜格栅而且讨论所谓的阶梯式格栅结构，其中，格栅设置有首先引导流化气体从而还以期望方向引导床材料的喷嘴。阶梯式格栅设置在流化床热交换器和炉膛的实际格栅区域之间，其位于基本上相同的水平面。阶梯式格栅在上述专利中通过将流化气体流引导远离热交换器而用于防止在床材料中占优的大块体进入热交换器。EP-A1-0124636讨论一种流化床锅炉，其底部部分通过竖直壁分成两个腔，竖直壁设置成在炉膛底部和壁下部端部之间留下间隙。第一腔用于一方面接收再循环飞灰和细微燃料颗粒，另一方面接收由流化气体向上升高且在达到竖直壁的上部边缘的水平面之后流过所述边缘进入第一腔的床材料。第二腔用于形成流化床。第一腔的底部由不透气体的水管壁形成，而第二腔的底部由普通格栅形成，具有用于在炉膛中引导流化气体的气体喷嘴。第一腔的与分隔壁和上述间隙相对的外侧壁设置有气体喷嘴，其目的在于将飞灰和燃料颗粒气动地传输通过间隙进入第二腔。然而，上述专利文献在流化循环床的受控引入方面没有讨论细微和轻质、可能潮湿的燃料在格栅区域的受控处理。
技术实现思路
本专利技术的进一步目的是提出一种将轻质、细微和/或潮湿燃料引入流化循环床的新式格栅结构和方法。本专利技术的另外目的是提出燃料向下引导到格栅区域从而燃料与紊流床材料隔离的方法和格栅结构，格栅区域设计成延迟将床材料-燃料混合物供应到循环床，直到燃料输送到格栅的大部分区域为止。本专利技术的方法和设备的其他特征可以在所附权利要求看出。通过本专利技术，已经用将燃料供应到循环流化床锅炉的炉膛内的简单且有效的方式解决了涉及细微、轻质和/或潮湿燃料在循环流化床锅炉中的供应和燃烧的至少某些问 题。例如，不需要设计和建造现有技术中公知的外部干燥腔来将潮湿燃料干燥。此外，不需要将轻质的粉末燃料与热的床材料在独立混合腔中进行混合。当轻质、细微和/或潮湿燃料被燃烧时，本专利技术可以使床温保持较高(甚至在炉膛的下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.10 FI 200961701.一种将轻质、细微和/或潮湿燃料供应到循环流化床锅炉中的方法，在该方法中，燃料流引入炉膛中，燃料与床材料混合以形成紊流循环床，燃料在存在流化床材料时在锅炉(10)的炉膛(12)中燃烧且形成烟气，流化床材料在炉膛(12)内以内部循环的方式循环且在炉膛(12)外以外部循环的方式循环，在内部循环中，床材料沿炉膛的壁(32)向下返回到炉膛(12)的底部，外部循环至少经由设置成与炉膛(12)流动连通的固体分离器(16)进行，床材料在分离器(16)中与烟气分离，烟气从分离器(16)去除以用于进一步处理，且已分离的床材料返回锅炉(10)的炉膛(12)，其特征在于，为了增加燃料在炉膛(12)中的停留时间，燃料供应区域与紊流循环床隔离， 将循环床材料的固体和燃料在燃料供应区域的底部处引入到第一格栅部段(62)上， 在第一格栅部段(62)上方混合和流化所述燃料和固体，以形成燃料-固体混合物， 允许燃料-固体混合物基本上横向地流动到第二格栅部段(64)上，以及 将燃料-固体混合物沿所述格栅基本上横向地供应到第三格栅部段(66)，在第三格栅部段(66)处，混合物被有效地流化，且形成循环流化床。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，燃料供应区域借助于沿至少一个通道(42)设置燃料供应部而与紊流循环床隔离，所述至少一个通道(42)设置在炉膛(12)的壁(32，)中。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，燃料供应区域借助于将固体从沿炉膛壁(32 )向下流动的内部循环、从流化床热交换腔(30，44 )排出的固体、和在燃料供应部的顶部从固体分离器(16)返回的固体中的一个引入而与紊流循环床隔离，使得固体在燃料和紊流循环床之间形成幕帘。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在第一格栅部段(62)上方混合和流化所述燃料和固体通过使用10-20 Umf的空气速度进行。5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在第一格栅部段(62)上方混合和流化所述燃料和固体通过使用0. I和I. 2m/s之间的空气速度进行，优选小于I. Om/s。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过使第一格栅部段(62)至少朝向第二格栅部段(64)倾斜或者通过在第一格栅部段(62)处设置定向空气喷嘴，帮助燃料-固体混合物移动到第二格栅部段(64)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第二格栅部段(64)处使用定向喷嘴或阶梯式格栅，用于将燃料-固体混合物散布到第三格栅部段(66 )。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用40-50Umf的空气速度将燃料-固体混合物散布到第三格栅部段(66 )。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用0.4和3m/s之间的空气速度将燃料-固体混合物散布到第三格栅部段(66),优选小于2. 5m/s,更优选小于2. Om/s。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用流动引导装置(68)将燃料-固体混合物从第二格栅部段(64)散布到第三格栅部段(66)处的期望位置。11.一种将轻质、细微和/或潮湿燃料供应到循环流化床锅炉中的装置，锅炉(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克拉杰尼，P基努南，
申请(专利权)人：福斯特韦勒能源股份公司，
类型：发明
国别省市：