本发明专利技术涉及一种用于将燃料供给到循环流化床锅炉内的方法和装置。本发明专利技术具体涉及将精细的轻质和／或湿润燃料供给到锅炉内。所述用于将轻质的精细、易挥发和／或湿润燃料供给到循环流化床锅炉的内方法和装置基于下列原理实现：将循环床材料收集到返回流中，并且将所述返回流引导成与被引入到所述燃烧室(12)内的燃料连通，使得所述床材料返回流和所述燃料混合到一起并且在所述燃烧室(12)中向下流动从而增加燃料在所述燃烧室(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给到循环流化床锅炉内的方法和设备。本专利技术具体地涉及将精细的、轻质易挥发和/或湿润燃料供给到锅炉内。
技术介绍
循环流化床锅炉(CFB)通常包括具有底部、侧壁和炉顶的燃烧室以及至少一个连接成与所述燃烧室的上部流动连通的颗粒分离器。燃烧室的底部的至少一些壁可以是倾斜的，使得燃烧室的横截面沿向上方向增加-即燃烧室的具有倾斜壁的部分可被称为聚合底部。在实践中，锅炉的炉顶和所有壁以及分离器都包括水管，以便从燃烧室收集热量。燃烧室的底部设置有格栅，所述格栅用于将燃烧或悬浮或流化气体引入所述燃烧室，并且用于从所述燃烧室移除烟灰或其他残余物。燃烧室的侧壁设置有用于将燃料弓I入所述燃烧室的装置以及用于将辅助空气弓I入所述燃烧室的装置。所述燃烧室还配备有用于供给通常为沙 子的惰性床材料的装置。颗粒分离器从由燃烧室的上部进入所述分离器的烟道气体-固体颗粒悬浮物分离出固体颗粒。分离出的固体通过包括诸如环形密封件的密封器件的再循环导管再循环回燃烧室的下部，所述密封器件的目的是防止气体经由所述再循环导管从燃烧室流到分离器。由此，燃烧室的壁中至少需要另一个开口来引入固体。这种固体循环称为外循环。除最终进入分离器入口的燃烧室中的烟道气体-固体颗粒悬浮物的竖直上流之外，还会有颗粒靠近燃烧室的壁竖直向下流动。这种固体循环被称为内循环。很常见的是，与固体材料的内或外循环或两者相联系，流化床热交换腔室布置成从流化微粒固体的床传送热量到热传送介质。该热交换腔室可定位在循环流化床锅炉的燃烧室的内部并邻近燃烧室的至少一个壁。该热交换腔室的优选位置是邻近燃烧室的底部，在该位置所述腔室与倾斜壁一体形成。流化床热交换器还可布置在外循环中，使得离开固体分离器的固体在它们返回到所述燃烧室的路径上被排放到热交换腔室内(见诸如图I的现有技术)。热交换腔室的内部设置有热交换装置，以便热量从固体材料传送到在所述热交换装置内流动的热传送介质。轻质的精细和/或湿润燃料-例如精炼煤粉或煤泥或锯屑或精细的褐煤在两个不同的方面具有问题。轻质的低密度和细小粒度燃料容易混入流化气体中并且快速上升，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在下部床区域燃烧而大部分燃料在燃烧室的上部燃烧，从而不足以将床温保持在足够的水平。尤其在低负载条件下这可导致床温过低以及燃烧室上部温度较高，从而可导致锅炉的排放和负载变化率出现问题。以类似的方式，由于某种程度上不同的原因，湿润燃料的使用可导致类似的问题。虽然湿润燃料可能不会太轻，但是所述湿润燃料的干燥需要一段时间，这使得所述燃料再次变轻，虽然所述燃料变得干燥且不能点燃，但其会被流化气体提升到燃烧室上部。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。进一步的问题燃料类型是在大多数情况下包含易挥发成分及少量固体炭的燃料。所述易挥发成分在非常接近燃料供给开口处形成诸如CO、CH4, H2等的易燃气体，所述易燃气体此后随着流化气体向上移动。这种向上流动形成气柱，由于所述气柱的形成氧气不能快速并且有效地混合，从而导致气体在燃烧室的上部燃烧。通常经由燃烧室的壁中的一个或多个开口将燃料引入燃烧室中。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用螺旋给料器或某些其他机械供给装置按比例供给到燃烧室内。通常，燃料开口定位在燃烧室的壁的(聚合的)底部。 从外循环-即直接从分离器或经由流化床热交换器进入燃烧室的固体也通过燃烧室的壁中的一个或多个开口弓I入所述燃烧室内。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是确保轻质的精细、易挥发和/或湿润燃料有充足的停留时间，以便燃料在燃烧室的下部床区域中干燥和/或燃烧从而使整个燃料过程得到优化。根据本专利技术，通过延迟燃料向上部床区域的移动来增加燃料在下部床区域中的停留时间，所述移动的延迟是通过将从内和/或外循环朝向下部床区域流动的燃料和固体进行组合来实现的。本专利技术的另一个目的是通过将循环床材料引入到气柱中从而打破所述气柱并且增加湍流来防止在燃料供给开口上方形成可燃气体的向上流动的柱，因此氧气比以前更有效地接触可燃气体并且在燃烧室的下部发生燃烧。可通过现有技术获知阐述燃料与返回床材料的混合的若干文献。例如，已为人们所知的是，在将燃料-固体混合物供给到锅炉中之前将湿润燃料和床材料引入独立的混合器/干燥器装置内。美国专利文献4529911、4690076和5419267阐述了独立混合器/干燥器的各种备选方案。然而，所述独立混合器/干燥器单元增加了投资/建造阶段和运行阶段的成本并且还形成另一个需要特殊维护的设备。还为人们所知的是，像诸如US4442795中阐述的，供给燃料到颗粒分离器与燃烧室之间的外循环。然而，上述专利文献或是没有解决上述问题，或是如果解决了(湿润燃料)，但是它们使得需要在锅炉的外侧布置非常复杂的独立颗粒干燥器。本专利技术的另一个目的是提出上述涉及循环流化床锅炉中的精细的轻质易挥发和/或湿润燃料的供给和燃烧问题的几个备选方案。所有备选方案都基于在燃烧室中供给燃料，从而通过改进燃料与循环热床材料之间的混合来改进所述燃料与再循环固体之间的热传送过程。本专利技术的第一优选实施方式基于收集沿着燃烧室的壁向下流动的床材料，以便在进入燃料的顶部以密实的形式供给所述床材料。本专利技术的第二优选实施方式基于将来自外循环的再循环材料的供给布置成在燃料供给的顶部进行。本专利技术的第三优选实施方式基于将流化床热交换腔室布置成在进入燃料的顶部排放床材料流。本专利技术的第四优选实施方式基于将床材料流从固体分离器或从外部热交换腔室的出口布置成在进入燃料的顶部引入所述床材料流。本专利技术的第五优选实施方式基于将床材料的测流从内循环暂时带到燃烧室的外部，并且将带出的材料流布置成在燃料进入所述燃烧室之前与所述燃料连通。可在所附权利要求中看到本专利技术的方法和装置的其他特征。通过本专利技术，已经用将燃料供给到循环流化床锅炉的燃烧室内的简单且有效的方式解决了至少某些涉及精细、轻质、易挥发和/或湿润燃料在循环流化床锅炉中的供给和燃烧的问题。例如，不需要设计和建造现有技术中公知的外部干燥腔室来将湿润燃料干燥。此外，还免除了将轻质的粉末燃料与热的床材料在独立混合腔室中进行混合的需要。当轻质的精细、易挥发和/或湿润燃料被燃烧时，本专利技术可以使床温保持较高(甚至在燃烧室的下部)。当由于自然原因而导致床温倾向于降低时，对较低锅炉负载而言这点也尤其明显。与现有技术的布置相比，当投入使用时本专利技术实现下列优点 湿润燃料较快地开始干燥， 干燥燃料较快地点燃和燃烧 将更高比例的轻质精细燃料向下带到床上，因此甚至在低负载状况下床温变得更高或保持在可接受的水平， 将燃烧着的燃料与高密度通量的再循环固体混合将增加固体通量的温度，其随后会将热量运输到燃烧室的底部，从而进一步增加床温， 将燃烧着的燃料与再循环固体混合也改进了燃料与可燃气体的侧向混合，这将进一步改进燃烧室下部的燃烧并将导致更均匀的燃烧以及在侧向上更均匀的热通量分布，以及燃料供给件可布置在燃烧室的壁上的较高处，因此使背压更小。后两个优点不仅对于轻质且精细的燃料而且对所有类型的燃料都适用。附图说明下面将参照之后的附图更详细地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.10 FI 200961691.一种将轻质的精细、易挥发和/或湿润燃料供给到循环流化床锅炉内的方法，在所述方法中燃料流被引入到燃烧室内，燃料在存在流化床材料的情况下在锅炉(10)的燃烧室(12)中燃烧并且形成烟道气体，流化床材料不仅在内循环中在燃烧室(12)的内部循环，而且在外循环中在燃烧室(12)的外部循环-即至少通过布置成与燃烧室(12)流动连通的固体分离器(16)来循环，在所述内循环中床材料沿着燃烧室的壁向下返回到燃烧室的底部，床材料在分离器(16)中被从烟道气体分离，所述烟道气体被从分离器(16)移除以便进一步处理，而分离出的床材料返回到锅炉(10)的燃烧室(12)中，其特征在于，将循环床材料收集到返回流中，并将所述返回流以密实的形式引导成与被引入到燃烧室(12)内的燃料连通，使得床材料返回流与燃料流混合到一起并且在燃烧室(12)中向下流动从而增加燃料在燃烧室(12)中的停留时间。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，至少从下列固体中的一种收集返回流 沿着所述燃烧室的壁(32)向下流动的内循环、从流化床热交换器(30、44)排放的固体以及从固体分离器(16)返回的固体。3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，在将燃料引入到燃烧室(12)内的同时，在燃料流的顶部引入所述返回流。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，引导所述返回流以使其覆盖进入燃烧室(12)的燃料流。5.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，将进入燃烧室(12)的流体流向下朝燃烧室的底部引导。6.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，将来自内循环的一部分固体带到燃烧室(12)外部以便将这部分固体引导成与即将引入到燃烧室(12)内的燃料连通。7.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，将来自内循环的一部分固体带到燃烧室(12)外部，并且把即将被引入到燃烧室(12)内的燃料引导成与这部分固体连通。8.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在燃烧室(12)的壁(32)中或上布置用于收集所述返回流并且在燃料流的顶部引入所述返回流的装置。9.一种用于将轻质的精细、易挥发和/或湿润燃料供给到循环流化床锅炉内的设备，所述锅炉(10)包括至少通过侧壁(32)、炉顶以及所述锅炉底部的格栅来界定的燃烧室(12);布置成与燃烧室的上部流动连通的固体分离器(16);用于为燃烧室(12)提供主空气和辅助空气的装置(24、26);用于使在分离器(16)中从烟道气体分离出的固体返回到燃烧室(12)内的装置；以及用于将燃料流供给到燃烧室(12)内的装置(22)，其特征在于还包括下述装置，该装置用于以密实的形式将下列固体中的至少一种引导成与燃料连通以便迫使燃料向下朝格栅流动从而增加燃料在燃烧室(12)内的停留时间从固体分离器(16)朝燃烧室(12)返回...
【专利技术属性】
技术研发人员：M克拉尼，K考皮南，P基努南，J米蒂南，K姆约哈南，P莱托南，
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：
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