BE1030715B1 - Method for generating steam in combination with an energy generation process as well as installation for this - Google Patents
Method for generating steam in combination with an energy generation process as well as installation for this Download PDFInfo
- Publication number
- BE1030715B1 BE1030715B1 BE20225569A BE202205569A BE1030715B1 BE 1030715 B1 BE1030715 B1 BE 1030715B1 BE 20225569 A BE20225569 A BE 20225569A BE 202205569 A BE202205569 A BE 202205569A BE 1030715 B1 BE1030715 B1 BE 1030715B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- steam
- flue gas
- heat
- turbine
- superheater
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000009434 installation Methods 0.000 title description 16
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 62
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 19
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 19
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 19
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010085603 SFLLRNPND Proteins 0.000 description 1
- 239000010831 chemical medical waste Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000004326 stimulated echo acquisition mode for imaging Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
- F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
- F22G1/02—Steam superheating characterised by heating method with heat supply by hot flue gases from the furnace of the steam boiler
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
De uitvinding betreft een werkwijze voor het opwekken van stoom in combinatie met een energieopwekkingsproces, omvattende volgende stappen: het geleiden van bij de verbranding ontstaan heet rookgas langsheen ten minste één voorverwarmer en ten minste één stoomoververhitter, waarbij doorheen een voorverwarmer toevoerwater wordt gevoerd en doorheen een stoomoververhitter stoom; het verhitten van stoom in een stoomoververhitter tot oververhitte stoom met een temperatuur van ten minste 400 °C en onder een druk van ten minste 100 bar; het toevoeren van de oververhitte stoom aan een turbine; waarbij de stoom na het verlaten van een trap van de turbine wordt herverhit en aan ten minste één volgende trap van de turbine wordt toegevoegd, waarbij deze stoom wordt herverhit middels warmte uit stoom afkomstig van een stoomvat, waarbij deze stoom tevens wordt herverhit middels warmte uit heet rookgas alvorens toevoeging aan een volgende trap van de turbine. De uitvinding betreft tevens een afvalverbrandingsinstallatie.The invention concerns a method for generating steam in combination with an energy generation process, comprising the following steps: guiding hot flue gas resulting from combustion past at least one preheater and at least one steam superheater, wherein feed water is passed through a preheater and through a steam superheater steam; heating steam in a steam superheater to superheated steam with a temperature of at least 400 °C and under a pressure of at least 100 bar; supplying the superheated steam to a turbine; wherein the steam is reheated after leaving a stage of the turbine and is added to at least one subsequent stage of the turbine, wherein this steam is reheated by means of heat from steam coming from a steam vessel, whereby this steam is also reheated by means of heat from hot flue gas before being added to the next stage of the turbine. The invention also concerns a waste incineration plant.
Description
1 BE2022/55691 BE2022/5569
WERKWIJZE VOOR HET OPWEKKEN VAN STOOM IN COMBINATIE MET EENMETHOD FOR GENERATING STEAM IN COMBINATION WITH A
ENERGIEOPWEKKINGSPROCES ALSOOK INSTALLATIE HIERVOORENERGY GENERATION PROCESS AS WELL AS INSTALLATION THEREOF
TECHNISCH DOMEINTECHNICAL DOMAIN
De uitvinding heeft in sen cerste aspect betrekking op een werkwijze voor het opwekken van sioom in combinatie met een energieopwekkingsproces.In its most important aspect, the invention relates to a method for generating syria in combination with an energy generation process.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een afvalverbrandingsinstallatie voor het opwekken van stoom in combinatie met een energieopwekkingsproces.In a second aspect, the invention concerns a waste incineration plant for generating steam in combination with an energy generation process.
STAND DER TECHNIEKSTATE OF THE TECHNOLOGY
In de stand der techniek zijn aivalverbrandingsinstallaties op zich bekend. In een afvalverbrandingsinstallatie wordt heet rookgas dal bij de verbranding van afval onistaai, gebruikt om stoom te produceren door water te verhitten. De stoom wordt gebruikt om turbines aan te drijven of gebruikt voor andere energieprocessen zoals warmtekrachikoppeling met als doel energie terug te winnen. De terugwinning van thermische energie uit net Lijdens het verbrandingsproces gegenereerde rookgas wordt op heden uitgevoerd door traditionele boilers die gewoonlijk bestaan uit een verbrandingskamer met walerwanden, alsmede verdampers, voorverwarmers en stoomoververhitters die de warmte van het hete rookgas als energiebron gebruiken.Waste incineration plants are known per se in the prior art. In a waste incinerator, hot flue gas, which is non-static during the combustion of waste, is used to produce steam by heating water. The steam is used to drive turbines or used for other energy processes such as cogeneration with the aim of recovering energy. The recovery of thermal energy from the flue gas generated during the combustion process is currently carried out by traditional boilers that usually consist of a combustion chamber with wall walls, as well as evaporators, preheaters and steam superheaters that use the heat of the hot flue gas as an energy source.
In de voorverwarmer wordt het loevoerwater verwarmd voordat het naar een verdamper wordt gevoerd. De verdamper produceert stoom door het verwarmde toevoerwater om te zeiten in natte stoom. De natie stoom wordt vervolgens omgezet in droge stoom en door de stoomoververhitter op een nuttige temperatuur gebracht. De droge, verwarmde stoom van de stoomoververhitter wordt gebruikt om nuttige arbeid ie produceren in de vorm van elektriciteit en/of warmte. De walerwanden van de verbrandingskamer absorberen ook de warmte die vrijkomt bij de verbranding. Deze warmte wordt tevens gebruikt om het toevoerwaler te verdampen toi stoom dat vervolgens naar de sicomoververhitter wordt geleid.The feed water is heated in the preheater before it is fed to an evaporator. The evaporator produces steam by converting the heated feed water into wet steam. The nation steam is then converted into dry steam and brought to a useful temperature by the steam superheater. The dry, heated steam from the steam superheater is used to produce useful work in the form of electricity and/or heat. The waler walls of the combustion chamber also absorb the heat released during combustion. This heat is also used to evaporate the feed water into steam which is then led to the sicom superheater.
De stoom wordt in het algemeen oververhit tot een temperatuur van ongeveer 400°C, maximaal 450°C, en een druk van ongeveer 40 bar. In een aantal installaties worden hogere temperaturen en drukken toegepast.The steam is generally superheated to a temperature of approximately 400°C, maximum 450°C, and a pressure of approximately 40 bar. Higher temperatures and pressures are used in a number of installations.
2 BE2022/55692 BE2022/5569
Boilers voor stoomopwekking hebben echter te lijden onder thermische vermogensschommelingen doordat de verbranding van afval wordt gekenmerkt door een grole varlabiliteit in netto calorische waarde. Dit Ieidt tot een aanlal technische problemen die het maximale netto elektrische rendement beperken dat in bestaande afvalverbrandingsinstallatie kan worden bereikt. in het algemeen is de reden hiervoor te vinden in het feil dat de "brandstof" met een lage joulewaarde, het afvalmateriaal, leidt tot corrosie in die delen van de Installatie die in contact komen met de rookgassen. De maatregelen die worden genomen om deze corrosie tegen te gaan (lage temperatuur van zowel het oppervlak van de warmtewisselaar als de rookgassen die ermee in aanraking komen) gaan ten koste van het totale rendement van de installatie. Een probleem is bijgevolg dat de maximale sioomtemperatuur die door de stioomoververhitter kan worden bereikt, is beperkt als gevolg van corrosie.However, boilers for steam generation suffer from thermal power fluctuations because the combustion of waste is characterized by a large variability in net calorific value. This leads to a number of technical problems that limit the maximum net electrical efficiency that can be achieved in existing waste incineration plants. In general, the reason for this can be found in the fact that the "fuel" with a low Joule value, the waste material, leads to corrosion in those parts of the Installation that come into contact with the flue gases. The measures taken to prevent this corrosion (low temperature of both the surface of the heat exchanger and the flue gases that come into contact with it) are at the expense of the total efficiency of the installation. A problem is therefore that the maximum steam temperature that can be reached by the steam superheater is limited due to corrosion.
Een bijkomend probleem is dat in conventionsle afvaiverbrandingsinstallaties gebruik wordt gemaakt van sioomoververhitters met een groot oververhiitingsopperviak. Het oververhittingsopperviak van dergelijke sloomoververhitters wordt op heden voorzien van een nikkellegering die het oppervlak beschermt {egen hoge temperaturen en corrosie als gevolg van deze hoge temperaturen. Dergelijke nikkellegering is duur en nadelig voor de kost van een afvalverbrandingsinstallatie.An additional problem is that conventional waste incineration plants use steam superheaters with a large superheating surface. The superheating surface of such slow superheaters is currently provided with a nickel alloy that protects the surface against high temperatures and corrosion as a result of these high temperatures. Such a nickel alloy is expensive and detrimental to the cost of a waste incineration plant.
De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor ten minste enkele van bovenvermelde problemen.The present invention aims to find a solution to at least some of the above-mentioned problems.
Hoewel men tot nu toe heeft getracht het uiteindelijke netto elektrische rendement van deze bekende installaties te verbeleren, is dit tot nu Loe niet bereiki. Het netto elektrische rendement voor grote moderne installaties bedraagt ongeveer 25%.Although attempts have hitherto been made to improve the ultimate net electrical efficiency of these known installations, this has not yet been achieved. The net electrical efficiency for large modern installations is approximately 25%.
De uitvinding beoogt een afvalverbrandingsinstlallalles met son hoger netto elektrisch rendement waarbij stoomparameters zoals stoomdruk en stoomtemperatuur binnen een bereik blijven waardoor corrosie-risico’s beperkt worden.The invention aims at a waste incineration plant with a higher net electrical efficiency where steam parameters such as steam pressure and steam temperature remain within a range that limits corrosion risks.
3 BE2022/55693 BE2022/5569
SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION
In een eerste aspect betrefi de uitvinding sen werkwijze voor het opwekken van stoom in combinatie met een energieopwekkingsproces volgens conclusie 1. Meer bepaald omvat de werkwijze volgens het eerste aspect van de uilvinding dat de sioom na het verlaten van een trap van de turbine wordt herverhit en aan ten minste één volgende irap van de turbine wordt icegevoegd, waarbij deze stoom wordt herverhit middels warmte uit stoom afkomstig van een stoomvat, waarbij deze stoom tevens wordt herverhit middels warmte uit het rookgas alvorens toevoeging aan een volgende trap van de turbine.In a first aspect, the invention concerns a method for generating steam in combination with an energy generation process according to claim 1. More specifically, the method according to the first aspect of the invention comprises that the steam is reheated after leaving a stage of the turbine and Ice is added to at least one subsequent stage of the turbine, whereby this steam is reheated using heat from steam from a steam vessel, whereby this steam is also reheated using heat from the flue gas before being added to a next stage of the turbine.
Een voordeel van een werkwijze volgens het eerste aspect is dal een verhoogd netto elektrisch rendement wordt bekomen vergeleken met gekende werkwijzen voor hel opwekken van sloom In combinalie met sen energieopwekkingsproces. In het bijzonder wordt dit verhoogd netto elektrisch rendement behaald zonder dat hoge stoomparameters vereist zijn, zoals bijvoorbeeld iemperaluur en druk van de sloom,An advantage of a method according to the first aspect is that an increased net electrical efficiency is obtained compared to known methods for generating slow energy in combination with an energy generation process. In particular, this increased net electrical efficiency is achieved without requiring high steam parameters, such as e.g. temperature and steam pressure,
Bijgevolg heeft de uitvinding als bijkomend voordeel dat extreme corrosie-risico’s vermeden worden aangezien de temperatuur en druk van de sloom beperkt blijven. Nog een bijkomend voordeel van het vermijden van corrosie-risico’s is dat onderhoudskosten bespaard worden voor bijvoorbeeld het vervangen van sioomoververhiiiers of andere onderdelen,Consequently, the invention has the additional advantage that extreme corrosion risks are avoided as the temperature and pressure of the hose remain limited. Another additional advantage of avoiding corrosion risks is that maintenance costs are saved, for example replacing steam heaters or other parts.
Een bijkomend voordeel van een werkwijze volgens het eerste aspect is dal een grote ihermische efficiëntie van de sloomoververhillers word! bekomen middels minder oververhillingsoppervlak, vergeleken met het vereiste oververhillingsoppervlak van gekende werkwijzen om een vergelijkbare thermische efficiëntie te bekomen. Op deze wijze wordt een economisch voordeel bekomen door de verhoogde thermische efficiëntie maar tevens is er ook een voordeel in de vorm van een kostenbesparing aangezien minder oververhittingsopperviak bedekt moet worden met een dure nikkellegering.An additional advantage of a method according to the first aspect is that a high thermal efficiency of the slow overheaters is achieved! achieved by means of less overhill surface, compared to the required overhill surface of known methods to obtain a comparable thermal efficiency. In this way an economic advantage is achieved through increased thermal efficiency, but there is also an advantage in the form of cost savings as less overheating surface has to be covered with an expensive nickel alloy.
Een bijkomend voordeel van een werkwijze volgens het eerste aspect is dat meer energie per ton verwerkt afval wordt teruggewonnen vergeleken met gekende werkwijzen.An additional advantage of a method according to the first aspect is that more energy is recovered per ton of processed waste compared to known methods.
Voorkeurdragende uitvoeringsvormen van het eerste aspect van de uitvinding worden beschreven in conclusies 2 tot 10.Preferred embodiments of the first aspect of the invention are described in claims 2 to 10.
4 BE2022/55694 BE2022/5569
In een tweede aspect betreft de uitvinding een afvalverbrandingsinstallatie voor het opwekken van stoom in combinatie met een energicopwekkingsproces volgens conclusie 11. Meer bepaald omvat de afvalverbrandingsinstallatie volgens het tweede aspect tevens ten minste één sioomherverhitter en een heropwarmingsleiding alsook sen tweede stoomval omval voor het herverhitten stoom afkomstig van een eersie trap van de turbine, waarbij een sioomherverhitier gelegen is in een trek van de verbrandingskamer voor het opnemen van warmte uit het neet rookgas en waarbij ten minste een deel van de heropwarmingsleiding doorheen het iwesde stoomvat loopi voor het opnemen van warmte uit sloom aanwezig in het tweede stoomval.In a second aspect, the invention concerns a waste incineration plant for generating steam in combination with an energy generation process according to claim 11. More specifically, the waste incineration plant according to the second aspect also comprises at least one steam reheater and a reheating line as well as a second steam trap for reheating steam from of a first stage of the turbine, wherein a steam reheater is located in a draft of the combustion chamber for absorbing heat from the flue gas and wherein at least a part of the reheating line passes through the second steam vessel for absorbing heat from slack gas in the second steam trap.
Een voordeel van een afvalverbrandingsinstallatie volgens het tweede aspect is dat de afvaiverbrandingsinstallatie in een werkzame toestand sen verhoogd netto elektrisch rendement behaalt vergeleken met gekende afvalverbrandingsinstaliaties. In het bijzonder wordt dit verhoogd netto elektrisch rendement behaald zonder dat hoge stoomparameters vereist zijn, zoals bijvoorbeeld temperatuur en druk van de stoom, waardoor corrosie-risico's beperkt blijven.An advantage of a waste incineration plant according to the second aspect is that the waste incineration plant in an operating condition achieves an increased net electrical efficiency compared to known waste incineration plants. In particular, this increased net electrical efficiency is achieved without requiring high steam parameters, such as temperature and pressure of the steam, which limits corrosion risks.
Een bijkomend voordeel van het vermijden van corrosie-risico's is dat onderhoudskosten bespaard worden voor bijvoorbeeld het vervangen van stoomoververhitlers of andere onderdelen.An additional advantage of avoiding corrosion risks is that maintenance costs are saved, for example replacing steam superheaters or other parts.
Voorkeurdragende uitvoeringsvormen van het tweede aspect van de uitvinding worden beschreven in conclusies 12 tot 15. Een bijzondere uitvoeringsvorm betreft sen afvalverbrandingsinstallatie volgens conclusie 13. Deze uilvoeringsvorm heeft als voordeel dat optimale warmteoverdracht tussen enerzijds sloom afkomstig van een trap van de turbine en stoom afkomstig van een sloomval plaalsvindt. Dit laat [oe om de warmteoverdracht te realiseren met een minimaal temperatuurverschil.Preferred embodiments of the second aspect of the invention are described in claims 12 to 15. A special embodiment concerns a waste incineration plant according to claim 13. This embodiment has the advantage that optimal heat transfer between steam coming from a stage of the turbine on the one hand and steam coming from a slowdown takes place. This allows [oe to realize the heat transfer with a minimum temperature difference.
BESCHRIJVING VAN DE FIGURENDESCRIPTION OF THE FIGURES
Fig. 1 illustreert een schematische voorstelling van een afvalverbrandingsinstallatie voorzien van sen aantal verticale trekken volgens voorkeurdragende uilvoeringsvormen van de uitvinding.Fig. 1 illustrates a schematic representation of a waste incineration plant provided with a number of vertical sections according to preferred embodiments of the invention.
Fig. 2 illustreert een processchema voor het opwekken van stoom in combinaties met een energieopwekkingsproces volgens voorkeurdragende uitvoeringsvormen van de uitvinding, waarbij een pomp tussen een tweede en een eerste stoomvat is geplaatst.Fig. 2 illustrates a process diagram for generating steam in combination with a power generation process according to preferred embodiments of the invention, wherein a pump is placed between a second and a first steam vessel.
Fig. 3 illustreert een processchema voor het opwekken van stoom in combinatie met een energicopwekkingsproces volgens voorkeurdragende uilvoeringsvormen van de uitvinding, waarbij geen pomp lussen een iweede en sen eerste stoomval is geplaatst. 5 Fig. 4 illustreert een schematische voorstelling van sen aivalverbrandingsinstallatie voorzien van een aantal horizontale trekken volgens voorkeurdragendeFig. 3 illustrates a process diagram for generating steam in combination with an energy generating process according to preferred embodiments of the invention, wherein no pump is placed between a second and first steam trap. 5 Fig. 4 illustrates a schematic representation of a waste incineration installation provided with a number of horizontal features according to preferred
Uitvoeringsvormen van de uitvinding.Embodiments of the invention.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION
De uitvinding betrefl sen werkwijze voor het opwekken van sioom in combinatie met een energieopwekkingsproces. Verder betreït de uitvinding sen afvalverbrandingsinstallatie voor het opwekken van sloom.The invention concerns a method for generating siloma in combination with an energy generation process. Furthermore, the invention concerns a waste incineration plant for generating energy.
Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en welenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding.Unless otherwise defined, all terms used in the description of the invention, including technical and scientific terms, have the meanings commonly understood by those skilled in the art of the invention.
Voor sen betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende iermen expliciet uitgelegd.For a better appreciation of the description of the invention, the following terms are explicitly explained.
De term “stoomvat” omvat in deze tekst sen reservoir dal zowel water als sloom beval.The term “steam vessel” in this text includes a reservoir that contains both water and slow water.
Een stoomvat fungeert als sen fasescheider voor het stoom/water mengsel.A steam vessel acts as a phase separator for the steam/water mixture.
De term “voorverwarmer” of “economizer” omvat in deze tekst een warmtewisselaar die warmte opneem! uil rookgas en die afgeeft aan ioevoerwaler van een sloomvat. “Een”, ’de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als hel meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.The term “preheater” or “economizer” in this text includes a heat exchanger that absorbs heat! owl flue gas and delivers it to the feeder of a slowdown vessel. “A”, “the” and “it” in this document refer to both the singular and the plural unless the context clearly suggests otherwise. For example, “a segment” means one or more than one segment.
Wanneer “ongeveer” of “rond” in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/- 5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term “ongeveer” of “rond” gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.When “about” or “around” is used in this document for a measurable quantity, a parameter, a period of time or moment, or the like, variations of +/-20% or less are meant, preferably +/-10% or less, more preferably +/- 5% or less, even more preferably +/-1% or less, and even more preferably +/-0.1% or less than and of the quoted value, to the extent that such variations from are applicable in the described invention. However, this must be understood to mean that the value of the quantity for which the term “approximately” or “around” is used is itself specifically disclosed.
6 BE2022/55696 BE2022/5569
De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inciusieve of open termen die de aanwezigheid van wal volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van anders componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.The terms “comprise”, “comprising”, “consist of”, “consisting of”, “providing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing” are synonyms and are inclusive or open terms that indicate the presence of wal follows, and do not exclude or prevent the presence of other components, features, elements, members, steps, known or described in the prior art.
Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunien inbegrepen.Quoting numerical intervals through the endpoints includes all integers, fractions, and/or real numbers between the endpoints, including these endpoints.
In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor hel opwekken van sloom in combinatie met een energieopwekkingsproces, omvattende volgende stappen: - het geleiden van bij de verbranding ontslaan heel rookgas langsheen ten minsle één voorverwarmer en ten minste één stoomoververhitter, waarbij doorheen een voorverwarmer toevoerwater wordt gevoerd en doorheen een stoomoververhitier stoom; - het verhitten van sloom in een sioomoververhitter tot oververhitte stoom met een temperatuur van ten minste 400 °C en onder een druk van ten minste 100 bar; - het ioevoeren van de oververhille sloom aan een turbine; waarbij de stoom na het verlaten van een trap van de turbine wordt herverhit en aan ten minste één volgende trap van de turbine wordt toegevoegd, waarbij deze stoom wordt nerverhit middels warmte uit sloom afkomstig van een sioomvat en waarbij deze stoom levens wordt herverhit middels warmte uil heel rookgas alvorens toevoeging aan een volgende trap van de turbine.In a first aspect, the invention concerns a method for generating steam in combination with an energy generation process, comprising the following steps: - guiding entire flue gas released during combustion past at least one preheater and at least one steam superheater, with feed water passing through a preheater is passed through a steam superheater; - heating slowly in a steam superheater to superheated steam with a temperature of at least 400 °C and under a pressure of at least 100 bar; - feeding the superheat slowly to a turbine; wherein the steam is reheated after leaving a stage of the turbine and added to at least one subsequent stage of the turbine, wherein this steam is heated using heat from a steam vessel and wherein this steam is reheated live by means of heat from the turbine entire flue gas before being added to the next stage of the turbine.
Een voordeel van een werkwijze volgens net eerste aspect is dat een verhoogd netto elektrisch rendement wordt bekomen vergeleken met gekende werkwijzen voor het opwekken van stoom in combinatie met sen energieopwekkingsproces. In het bijzonder wordt dit verhoogd netto elektrisch rendement behaald zonder dat hoge stoomparameters vereist zijn, zoals bijvoorbeeld temperatuur en druk van de stoom.An advantage of a method according to the first aspect is that an increased net electrical efficiency is achieved compared to known methods for generating steam in combination with an energy generation process. In particular, this increased net electrical efficiency is achieved without requiring high steam parameters, such as temperature and pressure of the steam.
Bijgevolg heeft de uitvinding als bijkomend voordeel dat extreme corrosie-risico’s vermeden worden aangezien de temperatuur en druk van de stoom beperkt blijven. Nog een bijkomend voordeel van het vermijden van corrosie-risico’s is dat onderhoudskosten bespaard worden voor bijvoorbeeld het vervangen van stoomoververhitters of andere onderdelen.Consequently, the invention has the additional advantage that extreme corrosion risks are avoided as the temperature and pressure of the steam remain limited. Another additional advantage of avoiding corrosion risks is that maintenance costs are saved, for example replacing steam superheaters or other parts.
7 BE2022/55697 BE2022/5569
Een bijkomend voordeel van een werkwijze volgens het eerste aspect is dat een grote thermische efficiëntie van de stoomoververhitters wordt bekomen middels minder oververhittingeopperviak, vergeleken met hel vereiste oververhittingsopperviak van gekende werkwijzen om een vergelijkbare thermische efficiëntie te bekomen. Op deze wijze wordt een economisch voordeel bekomen door de verhoogde thermische elficiènie maar tevens is er ook een voordeel in de vorm van een kostenbesparing aangezien minder oververhittingsopperviak bedekt moet worden met sen dure nikkellegering.An additional advantage of a method according to the first aspect is that a high thermal efficiency of the steam superheaters is achieved through less superheating surface area, compared to the required superheating surface area of known methods to obtain a comparable thermal efficiency. In this way an economic advantage is achieved through the increased thermal efficiency, but there is also an advantage in the form of cost savings as less overheating surface has to be covered with expensive nickel alloy.
Een bijkomend voordeel van een werkwijze volgens het eerste aspect is dal meer energie per ton verwerkt aival wordt teruggewonnen vergeleken met gekende werkwijzen,An additional advantage of a method according to the first aspect is that more energy is recovered per ton of processed waste compared to known methods,
In een voorkeurdragende uilvoeringsvorm van huidige uitvinding wordt de stoom verhit tot een temperatuur in het bereik van 400-450 °C, bij voorkeur in het bereik van 400- 440 °C. Indien de stoom wordt verhit tot een temperatuur hoger dan dit bereik treed! aanzienlijke corrosie op aan onderdelen van de afvalverbrandingsinstallatie, resulterenc in een hoge onderhoudskost. Indien de stoom wordt verhit tot een temperatuur lager dan dit bereik bevat de sloom een te lage hoeveelheid energie, welke kan omgezel worden middels sen turbine tot elektrische energie, om een economisch relevant netto elektrisch rendement te bekomen. Deze ultvoeringsvorm heeft bijgevolg als voordeel dat de sloom wordt verhit tot sen temperatuur in een optimaal bereik.In a preferred embodiment of the present invention, the steam is heated to a temperature in the range of 400-450°C, preferably in the range of 400-440°C. If the steam is heated to a temperature higher than this range! significant corrosion on parts of the waste incineration plant, resulting in high maintenance costs. If the steam is heated to a temperature lower than this range, the steam contains too low an amount of energy, which can be converted into electrical energy by means of a turbine, to obtain an economically relevant net electrical return. This embodiment therefore has the advantage that the element is slowly heated to a temperature in an optimal range.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van huidige uitvinding wordt de stoom na helt verlaten van een trap van de turbine herverhit tot een temperatuur van ten minste 300 °C, bij voorkeur in het bereik 310-450 °C, meer bij voorkeur in het bereik van 320-450 °C en met de meeste voorkeur in het bereik van 350-450 °C. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat de stoom wordt herverhit tot een temperatuur van ten minste 300 °C waardoor een verhoogd netto elektrische rendement wordt bekomen dat met gekende afvailverbrandingsinstallaties niet bereikt kan worden zonder aanzienlijke corrosie-risico’s te nemen.In a preferred embodiment of the present invention, after halfway leaving a stage of the turbine, the steam is reheated to a temperature of at least 300°C, preferably in the range 310-450°C, more preferably in the range 320-450°C. 450°C and most preferably in the range of 350-450°C. An advantage of this embodiment is that the steam is reheated to a temperature of at least 300 °C, which results in an increased net electrical efficiency that cannot be achieved with known waste incinerators without taking on significant corrosion risks.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van huidige uitvinding wordt de druk van de oververhitte stoom aangeleverd aan een eerste trap van de turbine in een bereik van 100-180 bar, bij voorkeur in sen bereik van 110-179 bar en met de meeste voorkeur in het bereik van 110-150 bar. Een druk lager dan voorgenoemd bereik is te laag om een verhoging van het netto elektrisch rendement te bekomen. Een druk hoger dan voorgencemd bereik resulteert in te hoge operationele kost om dergelijk drukken te bereiken. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat de druk van de oververhitieIn a preferred embodiment of the present invention, the pressure of the superheated steam is supplied to a first stage of the turbine in the range of 100-180 bar, preferably in the range of 110-179 bar and most preferably in the range of 110-150 bar. A pressure lower than the aforementioned range is too low to achieve an increase in the net electrical efficiency. A pressure higher than the target range results in too high an operating cost to achieve such pressures. An advantage of this embodiment is that it reduces the pressure of superheating
8 BE2022/5569 stoom wordt aangeleverd aan een eerste trap van de turbine in een economisch relevant bereik en waarbij sen verhoogd netto elektrisch rendement wordt bekomen.8 BE2022/5569 steam is supplied to a first stage of the turbine in an economically relevant range and an increased net electrical efficiency is achieved.
In een voorkeurdragende uilvoeringsvorm van huidige uitvinding wordt de druk van de herverhitie sloom aangeleverd aan een volgende trap van de turbine in een bereik van 15-70 bar, bij voorkeur 20-50 bar en met de meeste voorkeur in een bereik van 25-45 bar. Een druk lager dan voorgenoemd bereik is ie laag om een verhoging van het netto elektrisch rendement te bekomen. Een druk hoger dan voorgenoemd bereik resulteert in de nood om de temperatuur van ce herverhitte stoom nauwgezet te controleren om corrosie aan onderdelen te vermijden te vermijden, Een voordeel van dezeIn a preferred embodiment of the present invention, the reheat pressure is slowly supplied to a subsequent stage of the turbine in a range of 15-70 bar, preferably 20-50 bar and most preferably in a range of 25-45 bar . A pressure lower than the aforementioned range is low to achieve an increase in the net electrical efficiency. A pressure higher than the aforementioned range results in the need to carefully control the temperature of the reheated steam to avoid corrosion of parts. An advantage of this
Uitvoeringsvorm is bijgevolg dat er geen nood is om de lemperaluur van de herverhiiie stoom te controleren, zoda! enige variabiliteit aan lemperaluur toegelalen is, en er toch een verhoging van het netto elektrisch rendement wordt bekomen.The embodiment is therefore that there is no need to check the leakage of the reheated steam, so that! some variability is allowed to the lemperaluur, and an increase in the net electrical efficiency is still achieved.
In een voorkeurdragende uilvoeringsvorm van huidige uitvinding bedraagt de sneiheid van het rookgas tijdens het uitwisselen van warmte met een voorverwarmer en/ol stoomoververhitier 3-6 m/s, bij voorkeur bedraagt de snelheid 4-5,5 m/s. Een snelheid in dergelijk bereik heeft als voordeel dat een gelijkmatige lemperaluurafbouw verkregen wordt van het rookgas.In a preferred embodiment of the present invention, the velocity of the flue gas during heat exchange with a preheater and/or steam superheater is 3-6 m/s, preferably the velocity is 4-5.5 m/s. A speed in such a range has the advantage that a uniform reduction of lemperature is achieved in the flue gas.
Een stoomoververhitter omvalt in essentie een warmtewisselaar welke een bundel aan verdamperpijpen omvat die verzadigde sloom verder verhiiten tot oververhitte stoom voorbij het verzadigde stoompunt. Op deze wijze omvat oververhitie stoom een hogere temperatuur en lagere dichtheid dan verzadigde stoom bij dezelfde druk.A steam superheater essentially inverts a heat exchanger that includes a bundle of evaporator tubes that further heat saturated steam to superheated steam beyond the saturated steam point. In this way, superheated steam has a higher temperature and lower density than saturated steam at the same pressure.
In sen voorkeurdragende uilvoeringsvorm van huidige uitvinding omvat een stoomoververhitier ten minste twee rijen verdamperpijpen, waarbij elke rij een veelheid aan verdamperpiipen omvat, bij voorkeur 50-100 verdamperpijpen per rij. In een verdere uitvoeringsvorm omvat de diameter van een verdamperpijp van een stoomoververhitter 30-75 mm, bij voorkeur 35-69 mm en met de meeste voorkeur 40- 50 mm. Dergelijke uiivoeringsvorm heeft als voordeel dat een optimale en gelijkmatige warmiewisseling wordt bekomen.In a preferred embodiment of the present invention, a steam superheater comprises at least two rows of evaporator tubes, each row comprising a plurality of evaporator tubes, preferably 50-100 evaporator tubes per row. In a further embodiment, the diameter of an evaporator tube of a steam superheater comprises 30-75 mm, preferably 35-69 mm and most preferably 40-50 mm. Such an embodiment has the advantage that an optimal and even heat exchange is achieved.
In een voorkeurdragends uilvoeringsvorm wordt ten minste één sioomoververhitter in tegenstroom ten opzichte van de stromingsrichting van het rookgas gepositioneerd en ten minste één andere stoomoververhitter in gelijkstroom ten opzichte van de stromingsrichting van het rookgas wordt gepositioneerd.In a preferred embodiment, at least one steam superheater is positioned countercurrent to the flow direction of the flue gas and at least one other steam superheater is positioned cocurrent to the flow direction of the flue gas.
9 BE2022/55699 BE2022/5569
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat een voorverwarmer ten minste twee rijen verdamperpijpen, waarbij elke rij een veelheid aan verdamperpijpen omvat, bij voorkeur 50-100 verdamperpijpen per rij, in een verdere uiivoeringsvorm omvalt de diameter van een verdamperpijp van een voorverwarmer 30-75 mm, bij voorkeur 35- 60 mm en met de meeste voorkeur 40-50 mm. Dergelijke uitvoeringsvorm heeft ais voordeel dat een optimale en gelijkmatige warmtewisseling wordt bekomen.In a preferred embodiment, a preheater comprises at least two rows of evaporator pipes, each row comprising a plurality of evaporator pipes, preferably 50-100 evaporator pipes per row, in a further embodiment the diameter of an evaporator pipe of a preheater ranges from 30-75 mm, with preferably 35-60 mm and most preferably 40-50 mm. Such an embodiment has the advantage that an optimal and uniform heat exchange is achieved.
In een voorkeurdragende uilvoeringsvorm wordt een voorverwarmer in tegenstroom ien opzichte van de stromingsrichting van het rookgas gepositionserd. Dergelijke uitvoeringsvorm neeft als voordeel dat de warmte uit het rookgas optimaal wordt opgenomen door toevoerwater in de voorverwarmer. In een andere Uitvoeringsvorm wordt een voorverwarmer in gelijksiroom ten opzichte van de stromingsrichting van het rookgas gepositioneerd, omdat dit de installatie minder gevoelig maakt voor rookgaszijdige corrosie.In a preferred embodiment, a preheater is positioned countercurrent to the flow direction of the flue gas. Such an embodiment has the advantage that the heat from the flue gas is optimally absorbed by feed water in the preheater. In another embodiment, a preheater is positioned in a direct flow with respect to the flow direction of the flue gas, because this makes the installation less sensitive to flue gas-side corrosion.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een afvaiverbrandingsinstallatie voor het opwekken van sloom, omvattende: een verbrandingskamer waarin afval wordt verbrand, waarbij tijdens het verbranden heet rookgas vrijkomt, waarbij de verbrandingskamer een aantal trekken omvalt; ten minste één voorverwarmer om toevoerwater te verwarmen middels warmte uit het hete rookgas; ten minste één verdamper om stoom te produceren uit het verwarmde toevoerwater middels warmte uit het hete rookgas; een eerste stoomvat dat is geconfigureerd om het verwarmde toevoerwater van ten minste één voorverwarmer te ontvangen en te fungeren als voorraad aan verwarmd toevoerwater, waarbij het ten minste één stoomvat verder is geconfigureerd om de stoom van ten minste één verdamper te ontvangen en te fungeren als voorraad aan sloom; ten minsie één stoomoververhitier om de stoom van ien minsie één stoomval te ontvangen en de sloom verder te verhitten tot oververhitte stoom middels warmte van het hete rookgas; ten minste één turbine om oververhitte sloom van len minste één stoomoververhitier te ontvangen en de stoom om te zetten elektriciteit; waarbij de afvalverbrandingsinstallatie levens ien minste één stoomherverhitier, een heropwarmingsleiding alsook een tweede stoomvat omvat voor het herverhiiten sicom afkomstig van een cerste trap van de turbine, waarbij een stoomherverhitter gelegen is in een trek van de verbrandingskamer voor het opnemen van warmie uit het heet rookgas en waarbij ten minste gen deel van de heropwarmingsieiding doorheen hetIn a second aspect, the invention concerns a waste incineration installation for generating waste, comprising: a combustion chamber in which waste is burned, during which hot flue gas is released, whereby the combustion chamber falls over for a number of stages; at least one preheater to heat supply water using heat from the hot flue gas; at least one evaporator to produce steam from the heated feed water using heat from the hot flue gas; a first steam vessel configured to receive the heated feed water from at least one preheater and act as a supply of heated feed water, the at least one steam vessel further configured to receive the steam from at least one evaporator and act as a supply to slow; at least one steam superheater to receive the steam from at least one steam trap and to further heat the steam to superheated steam using heat from the hot flue gas; at least one turbine to receive superheated steam from at least one steam superheater and convert the steam to electricity; wherein the waste incineration plant comprises at least one steam reheater, a reheating pipe as well as a second steam vessel for reheating sicom coming from a first stage of the turbine, a steam reheater being located in a draft of the combustion chamber for absorbing heat from the hot flue gas and wherein at least no portion of the reheat pipe passes through it
10 BE2022/5569 tweede stoomvat loopt voor het opnemen van warmte uit stoom aanwezig in het tweede sicomvat.10 BE2022/5569 second steam vessel runs to absorb heat from steam present in the second steam vessel.
Een voordeel van een afvalverbrandingsinstaliatie volgens het tweede aspect is dat de afvaiverbrandingsinstallatie in een werkzame toesiand een verhoogd netto elektrisch rendement behaalt vergeleken met gekende afvalverbrandingsinsiallaties. In het bijzonder wordt dit verhoogd netto elektrisch rendement behaald zonder dat hoge stoomparameters vereist zijn, zoals bijvoorbeeld temperatuur en druk van de sloom, waardoor corrosie-risico’s beperkt bijven.An advantage of a waste incineration installation according to the second aspect is that the waste incineration installation in an active condition achieves an increased net electrical efficiency compared to known waste incineration installations. In particular, this increased net electrical efficiency is achieved without requiring high steam parameters, such as temperature and pressure of the steam, so that corrosion risks are limited.
Een bijkomend voordeel van het vermijden van corrosie-risico's is dat onderhoudskosten bespaard worden voor bijvoorbeeld het vervangen van stoomoververhitiers of andere onderdelen,An additional advantage of avoiding corrosion risks is that maintenance costs are saved, for example replacing steam superheaters or other parts.
In een voorkeurdragende uiivoeringsvorm van huidige uitvinding heeft de verbrandingskamer vier trekken. In sen verdere uitvoeringsvorm is ten minste één trek van de verbrandingskamer horizontaal gepositioneerd tegenover ien minste één andere trek. In een andere uitvoeringsvorm Is ten minste één trek van de verbrandingskamer verticaal gepositioneerd tegenover ten minsie één andere trek, bij voorkeur zijn alle vier irekken verticaal gepositioneerd. In een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn enkele irekken horizontaal gepositioneerd.In a preferred embodiment of the present invention, the combustion chamber has four chambers. In a further embodiment, at least one draft of the combustion chamber is positioned horizontally opposite at least one other draft. In another embodiment, at least one rack of the combustion chamber is positioned vertically opposite at least one other rack, preferably all four racks are positioned vertically. In another preferred embodiment, some racks are positioned horizontally.
In sen uitvoeringsvorm wordt afval in de verbrandingskamer middels één van volgende processen verbrand: pyrolyse, vergassing, verbranding middels zuivere zuurstof of een ander verbrandingsproces gekend in de stand der techniek, Verder zijn voorbeelden van afval: slib, biomassa, chemisch afval, medische afval en restafval.In one embodiment, waste is burned in the combustion chamber by one of the following processes: pyrolysis, gasification, combustion using pure oxygen or another combustion process known in the state of the art. Furthermore, examples of waste are: sludge, biomass, chemical waste, medical waste and residual waste.
In sommige uiivoeringsvormen is de verbrandingskamer een wervelbedverbrandingskamer. In een andere uitvoeringsvorm is de verbrandingskamer een roosterverbrandingskamer.In some embodiments, the combustion chamber is a fluidized bed combustion chamber. In another embodiment, the combustion chamber is a grate combustion chamber.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de temperatuur in de eerste de trek ongeveer 1200 °C, in de tweede trek ongeveer 850 °C, in de derde irek ongeveer 650 °C en aan de uitlaat van de vierde trek ongeveer 140 °C.In a preferred embodiment, the temperature in the first draft is approximately 1200°C, in the second draft is approximately 850°C, in the third draft is approximately 650°C and at the outlet of the fourth draft is approximately 140°C.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de verbrandingsinstallatie in totaal 1- 20 stoomoververhitters, bij voorkeur 2-15 en meer bij voorkeur 3-12. In een il BE2022/5569 voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de verbrandingsinstallatie in totaal 1-6 stoomherverhitters, bij voorkeur 1-4 en meer bij voorkeur 1-3.In a preferred embodiment, the combustion plant comprises a total of 1-20 steam superheaters, preferably 2-15 and more preferably 3-12. In a preferred embodiment of BE2022/5569, the combustion installation comprises a total of 1-6 steam reheaters, preferably 1-4 and more preferably 1-3.
In een voorkeurdragende Uitvoeringsvorm omvat de sioomherverhitter een buizenwarmiewisselaar. Deze uilvoeringsvorm heeft als voordeel dal optimale warmteoverdracht iussen enerzijds sloom afkomstig van een trap van de turbine en sloom afkomstig van een stoomvat plaalsvindi. Meer bepaald de uitstroomtemperatuur van uilgaande sloom is ongeveer gelijk aan de instroomiemperaluur van ingaande stoom. In een verdere uitvoeringsvorm is de stoomherverhitier een verticale buizenwarmtewisselaar. In een andere Litvoeringsvorm is de stoomherverhitter een horizontale buizenwarmtewisselaar.In a preferred embodiment, the steam reheater comprises a tube heat exchanger. This design has the advantage that optimal heat transfer occurs between the slow heat from a stage of the turbine and the slow heat transfer from a steam vessel. More specifically, the outflow temperature of outgoing steam is approximately equal to the inflow temperature of incoming steam. In a further embodiment, the steam reheater is a vertical tube heat exchanger. In another embodiment, the steam reheater is a horizontal tube heat exchanger.
In een voorkeurdragende uilvoeringsvorm is het tweede sioomuvat rechistreeks, zonder gebruik te maken van een pomp, verbonden met het eerste stoomvat. In een verdere uitvoeringsvorm is het tweede stoomvat boven op het eerste stoomvat geplaatst.In a preferred embodiment, the second steam vessel is connected directly to the first steam vessel, without using a pump. In a further embodiment the second steam vessel is placed on top of the first steam vessel.
Dergelijke uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat condensaat, zijnde water, van het tweede stoomvai middels de zwaartekracht terugloopt naar het eerste stoomval waardoor een pomp overbodig wordt en operationele alsook installatiekosien dalen.Such an embodiment has the advantage that condensate, being water, from the second steam trap flows back to the first steam trap by gravity, making a pump redundant and reducing operational and installation costs.
In een voorkeurdragende uilvoeringsvorm omvat de heropwarmingsieiding tevens een stoomkoeler. Dergelijke uitvosringsvorm heelt als voordeel dat de temperatuur van herverhitte stoom verlaagd kan worden om corrosie-risico’s te vermijden in het geval van cen sterk variabele temperatuur van herverhiite sloom.In a preferred embodiment, the reheating line also comprises a steam cooler. Such an embodiment has the advantage that the temperature of reheated steam can be lowered to avoid corrosion risks in the case of a highly variable temperature of reheated steam.
Voorbeelden waarvoor de werkwijze volgens het tweede aspect van de uitvinding geschikt is, naast het verwerken van afval voor een energieopwekkingsproces, zijn: een koolstoffixatieproces, een chemisch proces, een papierverwerkingsproces; waarbij de werkwijze sloom en/of warmte levert aan hierboven genoemde processen.Examples for which the method according to the second aspect of the invention is suitable, in addition to processing waste for an energy generation process, are: a carbon fixation process, a chemical process, a paper processing process; wherein the method is slow and/or supplies heat to the above-mentioned processes.
Een vakman geschoold in het technische veld zal appreciëren dat een werkwijze volgens het eerste aspect bij voorkeur uitgevoerd wordt met een inrichting volgens het twsede aspect en dat een Inrichting volgens het tweeds aspect bij voorkeur geconfigureerd is voor Uitvoering van een werkwijze volgens het eerste aspect. Elk kenmerk, beschreven in dit document, hierboven zowel als hieronder, kan bijgevolg betrekking hebben op elk van de twee aspecten van de huidige uitvinding.A skilled person skilled in the technical field will appreciate that a method according to the first aspect is preferably carried out with a device according to the second aspect and that a device according to the second aspect is preferably configured for Carrying out a method according to the first aspect. Any feature described in this document, above or below, may therefore relate to either of the two aspects of the present invention.
Voordelen verbonden aan de werkwijze en afvalverbrandingsinstallatie volgens de huidige uitvinding omvatten onder andere: meer flexibiliteit in net design omdat deAdvantages associated with the method and waste incineration plant according to the present invention include: more flexibility in net design because the
18 BE2022/5569 temperatuur voor het heropwarmen niet gekoppeld is aan de druk van de stoom; er is een lager oververhittingsoppervlak nodig, wat leidt tot lagere kost; er kan een maximaal rendement bereikt worden zonder een verminderde beschikbaarheid en zonder een verhoogd corrossierisico; er kan een maximaal rendement bereikt worden zonder excessief hogere onderhouds- en beheerkosten (de oververhitter wordt niet aanzien als een onderdeel dai gebonden of ontworpen is om bij herhaald gebruik te versiiiten of defeci te raken); er kan een maximaal rendement bereikt worden met voorspelbare onderhouds- en beheerkosien,18 BE2022/5569 temperature for reheating is not linked to the pressure of the steam; a lower superheating surface is required, which leads to lower costs; a maximum return can be achieved without reduced availability and without an increased corrosion risk; maximum efficiency can be achieved without excessively higher maintenance and management costs (the superheater is not considered to be a part that is bound or designed to deteriorate or fail with repeated use); maximum returns can be achieved with predictable maintenance and management costs,
In wal volgt, wordt de uilvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende figuren die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limileren.In what follows, the owl invention is described using: non-limiting figures illustrating the invention, and which are not intended or should be interpreted to limit the scope of the invention.
FIGURENFIGURES
Fig. 1 Hlustreert een schematische voorstelling van een afvaiverbrandingsinstallatie 5.Fig. 1 Illustrates a schematic representation of a waste incineration plant 5.
Afval wordt verbrand in een verbrandingskamer 6 waarbij heet rookgas vrijkomt. De verbrandingskamer 6 omvat vier verticale trekken. Het heet rookgas wordt toegevoerd aan een eerste trek 1. In de eerste trek 1 stijgt nel rookgas verticaal omhoog. Aan het begin van de eerste irek 1 bedraagt de temperatuur van het rookgas ongeveer 1200 °C. Vervolgens wordt het rookgas afgebogen naar een iweede trek 2, waar de rookgassen naar beneden toe worden geleid en worden afgebogen naar een derde trek 3. In de tweede irek 2 bedraagt de temperatuur van het rookgas ongeveer 850 °C en in de derde trek 650 °C. Ten slotte wordt het rookgas afgebogen naar een vierde trek 4. De temperatuur aan het einde van de vierde trek 4 bedraagt ongeveer 140 °C. De snelheid van de rookgassen doorheen de vier trekken is in het bereik van 3-6 m/s.Waste is burned in a combustion chamber 6, releasing hot flue gas. The combustion chamber 6 comprises four vertical chambers. The hot flue gas is supplied to a first draft 1. In the first draft 1, flue gas quickly rises vertically. At the beginning of the first cycle 1, the flue gas temperature is approximately 1200 °C. The flue gas is then deflected to a second draft 2, where the flue gases are led downwards and are deflected to a third draft 3. In the second draft 2 the temperature of the flue gas is approximately 850 °C and in the third draft 650 ° c. Finally, the flue gas is deflected to a fourth draft 4. The temperature at the end of the fourth draft 4 is approximately 140 °C. The velocity of the flue gases through the four drafts is in the range of 3-6 m/s.
Hierdoor wordt een gelijkmatige temperatuurafbouw verkregen.This results in an even temperature reduction.
In de derde trek 3 is ten minste één stoomoververhitter 8 en ten minste één stoomherverhitter 11 genlaatst. Een stoomoververhitter 8 en sen stoomherverhitter 11 omvatten ten minste twee rijen verdamperpijpen waardoorheen stoom stroomt. De sioomoververhititer 8 en stoomherverhitter 11 nemen warmte op vanuit het heelt rookgas dat doorheen de derde trek 3 stijgt, waardoor de stoom in de verdamperpijpen verhit wordt en verhoogt in temperatuur.At least one steam superheater 8 and at least one steam reheater 11 are located in the third draw 3. A steam superheater 8 and a steam reheater 11 comprise at least two rows of evaporator tubes through which steam flows. The steam superheater 8 and steam reheater 11 absorb heat from the whole flue gas rising through the third pass 3, causing the steam in the evaporator tubes to be heated and increased in temperature.
Het rookgas dat de derde trek 3 verlaat wordt doorgevoerd naar ten minste één voorverwarmer 7, welke zich in de vierde trek bevindt. Een voorverwarmer 7 omvat ten minste iwee rijen verdamperpijpen waardoorheen toevoerwater stroomt. DeThe flue gas leaving the third draft 3 is passed to at least one preheater 7, which is located in the fourth draft. A preheater 7 comprises at least two rows of evaporator pipes through which feed water flows. The
13 BE2022/5569 voorverwarmer 7 neemt warmte op vanuit het heet rookgas dat doorheen de vierde trek 4 stroomt, waardoor het toevoerwater in de verdamperpijpen verhit wordt en verhoogt in temperatuur. Het toevoerwater is afkomstig van een eerste stoomvat 9.13 BE2022/5569 preheater 7 absorbs heat from the hot flue gas that flows through the fourth draft 4, which heats the supply water in the evaporator pipes and increases its temperature. The supply water comes from a first steam vessel 9.
Het rookgas dal de vierde trek 4 verlaat wordt voor een deel gefilterd middels sen filter 19, waarna het gefillerde rookgas wordt afgekoeld en langs een schoorsteen 18 de afvalverbrandingsinslallatie 5 verlaat, Het resterende deel van het rookgas dat niet wordt gefilterd wordt middels een ventilator 15 opnieuw toegevoerd aan de eerste trek 1. De bodemassen verlaten de verbrandingskamer 6 via een opening 17.The flue gas that leaves the fourth draft 4 is partly filtered by means of a filter 19, after which the filled flue gas is cooled and leaves the waste incineration plant 5 via a chimney 18. The remaining part of the flue gas that is not filtered is recycled again by means of a fan 15. supplied to the first draft 1. The bottom ash leaves the combustion chamber 6 through an opening 17.
Fig. 2-3 iiiusireren een processchema voor het opwekken van stoom in combinatie met een energieopwekkingsproces. Fig. 2 illustreert een processchema waarbij een pomp 21 iussen een tweede 10 en een eersie sioomvat 9 is geplaalst. Fig. 3 illustreert een processchema waarbij geen pomp 21 tussen een lweede 10 en een eerste stoomvat 9 is geplaatst. Alle overige delen van beide processchema's zijn overeenkomstig.Fig. 2-3 illustrate a process diagram for steam generation in combination with an energy generation process. Fig. 2 illustrates a process diagram in which a pump 21 is placed between a second 10 and a first tank 9. Fig. 3 illustrates a process diagram in which no pump 21 is placed between a second steam vessel 10 and a first steam vessel 9. All other parts of both process diagrams are similar.
Stoom wordt vanuit een eerste sioomvat 9 aan ten minste één stoomoververhilter 8 toegevoerd bij een druk in het bereik van 100-150 bar en een temperatuur van ten minste 300 °C. Door het onttrekken van warmte uit het heet rookgas wordt de stoom verhit toi een temperatuur 400-450 °C. Deze sloom wordt aan een eerste turbinetrap 13 van een turbine tosgevoerd, waar deze zal uittreden aan de eerste turbinetrap 13 met een druk in het bereik van 20-50 bar en een temperatuur van ongeveer 180 °C. De sloom verlaai de eerste lurbinelrap via een heropwarmingsieiding 12.Steam is supplied from a first steam vessel 9 to at least one steam superheater 8 at a pressure in the range of 100-150 bar and a temperature of at least 300 °C. By extracting heat from the hot flue gas, the steam is heated to a temperature of 400-450 °C. This flow is fed to a first turbine stage 13 of a turbine, where it will exit at the first turbine stage 13 with a pressure in the range of 20-50 bar and a temperature of approximately 180 °C. The slow exit the first lurbinel rap via a reheating line 12.
Vervolgens vindt een herverhittiing van deze sloom plaats. Enerzijds in een eerste slap met behulp van stoom uit een tweede stoomvat 10, welke sloom initieel afkomstig is uit het eerste stoomvat 9. Anderzijds in een tweede slap met behulp van ten minste één stoomherverhitter 11 welke zich in de derde trek 3 bevindt. Op deze wijze wordi de stoom afkomstig van de eerste turbinetrap 13 herverhit middels zowel warmte uit stoom als warmte uit het heet rookgas.This is then slowly reheated. On the one hand, in a first steam vessel 10, which initially comes from the first steam vessel 9. On the other hand, in a second steam vessel, with the aid of at least one steam reheater 11, which is located in the third chamber 3. In this way, the steam from the first turbine stage 13 is reheated using both heat from steam and heat from the hot flue gas.
De stoom aïkomstig van de cerste turbinatrap 13 wordt zo herverhit tot een iemperaluur van ten minste 300 °C. Deze herverhitte stoom wordt vervolgens aangeleverd aan een tweede turbinetrap 14 aan een temperatuur van tenminste 300 °C en een druk in het bereik van 20-50 bar.The steam coming from the first turbine stage 13 is thus reheated to a temperature of at least 300 °C. This reheated steam is then supplied to a second turbine stage 14 at a temperature of at least 300°C and a pressure in the range of 20-50 bar.
In Fig. 2 is een pomp 21 voorzien welke condensaat 22 vanuit het tweede stoomvat 10 verpompt naar het eerste stoomvat 9. In Fig. 3 is het tweede stoomval 10 zodanigIn Fig. 2, a pump 21 is provided which pumps condensate 22 from the second steam vessel 10 to the first steam vessel 9. In Fig. 3 the second steam trap 10 is such
14 BE2022/5569 geplaatst ten opzichte van het eerste stoomvat 9 dat het condensaat 22 vanuit het tweede sloomvat 10 middels de zwaartekracht naar het eerste stoomvat 9 zal stromen.14 BE2022/5569 is placed with respect to the first steam vessel 9, so that the condensate 22 will flow from the second slow vessel 10 to the first steam vessel 9 by gravity.
Hierdoor is een pomp 21 overbodig.This makes a pump 21 unnecessary.
Fig. 4 iilusireert sen schematische voorstelling van een afvalverbrandingsinsiallatie 5.Fig. 4 illustrates a schematic representation of a waste incineration installation 5.
Afval wordt verbrand in een verbrandingskamer 6 waarbij heet rookgas vrijkomt. De verbrandingskamer 6 omvat drie verticale trekken (1,2,3). Het heet rookgas beweeg! zich doorheen de verticale trekken zoals beschreven in figuur 1. Ten slotte wordt het rookgas afgebogen naar een vierde trek 4, die horizontaal gepositioneerd is.Waste is burned in a combustion chamber 6, releasing hot flue gas. The combustion chamber 6 comprises three vertical sections (1,2,3). It's called flue gas move! moves through the vertical drafts as described in figure 1. Finally, the flue gas is deflected to a fourth draft 4, which is positioned horizontally.
In de vierde trek 4 is ten minste één stoomoververhitier 8 en ten minste één stoomherverhitter 11 geplaatst. Een stoomoververhitter 8 en een stoomherverhitter 11 omvatten ten minsie twee rijen verdamperpijpen waardoorheen sioom siroomt. De sloomoververhilter 8 en stoomherverhitter 11 nemen warmte op vanuit het neel rookgas dat doorheen de vierde trek 4 beweegt, waardoor de sloom in de verdamperpiipen verhit wordt en verhoogt in temperatuur,At least one steam superheater 8 and at least one steam reheater 11 are placed in the fourth draw 4. A steam superheater 8 and a steam reheater 11 comprise at least two rows of evaporator pipes through which steam flows. The slow superheater 8 and steam reheater 11 absorb heat from the secondary flue gas moving through the fourth pass 4, causing the slow in the evaporator pipes to be heated and increased in temperature,
Het rookgas dat de vierde trek 4 verlaat wordt doorgevoerd naar ten minste één voorverwarmer 7, welke zich in de vijfde trek bevindt, waarbij de vijfde trek 24 verticaal gepositioneerd is. Een voorverwarmer 7 omval ten minste twee rijen verdamperpipen waardoorheen ioevoerwaler siroomt. De voorverwarmer 7 neemt warmte op vanuit het heel rookgas dat doorheen de vijfde trek 24 stroomt, waardoor het toevoerwater in de verdamperpijpen verhit wordt en verhoogt in temperatuur. Het toevoerwatier is afkomstig van een eerste stoomval 9.The flue gas leaving the fourth draft 4 is passed to at least one preheater 7, which is located in the fifth draft, with the fifth draft 24 positioned vertically. A preheater 7 surrounds at least two rows of evaporator pipes through which the feed pipe flows. The preheater 7 absorbs heat from the entire flue gas flowing through the fifth draft 24, which heats the feed water in the evaporator pipes and increases its temperature. The supply water comes from a first steam trap 9.
Het rookgas dat de vijfde trek 24 verlaat wordt voor een deel gefilterd middels een filter 19, waarna het gefilterde rookgas wordt afgekoeld en langs een schoorsteen 18 de afvalverbrandingsinstallatie 5 verlaat. Het is eveneens mogelijk een zesde, levens verticale, trek met voorverwarmers te installeren tussenin de vijfde trek 24 en de filter 19. Het resterende deel van het rookgas dat niet wordt gefilterd wordt middels een ventilator 15 opnieuw toegevoerd aan de eerste trek 1. De bodemassen verlaten de verbrandingskamer 6 via een opening 17.The flue gas leaving the fifth draft 24 is partly filtered by means of a filter 19, after which the filtered flue gas is cooled and leaves the waste incineration plant 5 via a chimney 18. It is also possible to install a sixth, vertical, draft with preheaters between the fifth draft 24 and the filter 19. The remaining part of the flue gas that is not filtered is re-supplied to the first draft 1 by means of a fan 15. The bottom ash leave the combustion chamber 6 through an opening 17.
Hieronder volgt een overzicht van de betekenis van de cijfers gebruikt in de figuren: 1 serste trek 2 tweede trek 3 derde trekBelow is an overview of the meaning of the numbers used in the figures: 1 first pull 2 second pull 3 third pull
15 BE2022/5569 4 vierde trek afvalverbrandingsinstallatie 6 verbrandingskamer 7 voorverwarmer 5 8 stoomoververhitter 3 eerste stoomval tweede stoomvat 11 sioomherverhitter 12 heropwarmingsieiding 10 13 eerste turbinetrap 14 tweede turbinetrap ventilator 16 tussenruimte 17 opening 15 18 schoorsteen 19 filter condensator 21 pomp 2e condensaal 20 23 stoom 24 vijfde irek15 BE2022/5569 4 fourth pass waste incineration plant 6 combustion chamber 7 preheater 5 8 steam superheater 3 first steam trap second steam vessel 11 steam reheater 12 reheat pipe 10 13 first turbine stage 14 second turbine stage fan 16 intermediate space 17 opening 15 18 chimney 19 filter condenser 21 pump 2nd condenser 20 23 steam 24 fifth irec
Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven figuren kunnen iosgevoegd worden zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen.It is believed that the present invention is not limited to the embodiments described above and that some modifications or changes can be made to the described figures without revising the appended claims.
Claims (15)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20225569A BE1030715B1 (en) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | Method for generating steam in combination with an energy generation process as well as installation for this |
| PCT/IB2023/057188 WO2024013695A1 (en) | 2022-07-13 | 2023-07-13 | Method for generating steam in combination with a power generation process as well as plant to this end |
| TW112126198A TW202415889A (en) | 2022-07-13 | 2023-07-13 | Method for generating steam in combination with a power generation process as well as plant to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20225569A BE1030715B1 (en) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | Method for generating steam in combination with an energy generation process as well as installation for this |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1030715A1 BE1030715A1 (en) | 2024-02-06 |
| BE1030715B1 true BE1030715B1 (en) | 2024-02-12 |
Family
ID=82742881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE20225569A BE1030715B1 (en) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | Method for generating steam in combination with an energy generation process as well as installation for this |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1030715B1 (en) |
| TW (1) | TW202415889A (en) |
| WO (1) | WO2024013695A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2698507A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | Alstom Technology Ltd | System and method for temperature control of reheated steam |
| US20160091197A1 (en) * | 2013-05-23 | 2016-03-31 | Electric Power Development Co., Ltd. | Fossil-fuel power plant and fossil-fuel power plant operation method |
| US9982569B2 (en) * | 2013-09-24 | 2018-05-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a steam turbine plant |
| US20200200047A1 (en) * | 2016-06-23 | 2020-06-25 | Nanyang Technological University | Waste-to-energy plant |
-
2022
- 2022-07-13 BE BE20225569A patent/BE1030715B1/en active IP Right Grant
-
2023
- 2023-07-13 TW TW112126198A patent/TW202415889A/en unknown
- 2023-07-13 WO PCT/IB2023/057188 patent/WO2024013695A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2698507A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | Alstom Technology Ltd | System and method for temperature control of reheated steam |
| US20160091197A1 (en) * | 2013-05-23 | 2016-03-31 | Electric Power Development Co., Ltd. | Fossil-fuel power plant and fossil-fuel power plant operation method |
| US9982569B2 (en) * | 2013-09-24 | 2018-05-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a steam turbine plant |
| US20200200047A1 (en) * | 2016-06-23 | 2020-06-25 | Nanyang Technological University | Waste-to-energy plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024013695A1 (en) | 2024-01-18 |
| BE1030715A1 (en) | 2024-02-06 |
| TW202415889A (en) | 2024-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1924739B1 (en) | Apparatus and method for producing energy at a pulp mill | |
| US8904789B2 (en) | Method for generating energy by means of thermal cycles with high pressure and moderate temperature steam | |
| KR101422430B1 (en) | Hybrid biomass process with reheat cycle | |
| CN106439855B (en) | A kind of steam air pre-heating system of garbage burning boiler | |
| CN205605255U (en) | Biomass waste pot furnace assembly integrated power production system | |
| CN103344124A (en) | Lime kiln waste gas waste heat electricity generating system with by-product coal gas afterburning function | |
| CN108167028A (en) | A kind of waste incineration and generating electricity system | |
| CN109519244A (en) | A kind of surplus heat of power plant effective utilization system of machine furnace coupling technique in conjunction with Organic Rankine Cycle | |
| KR100561975B1 (en) | Waste heat collection apparatus of heat producer | |
| EP2716881B1 (en) | Steam power plant with steam turbine extraction control | |
| CN110220182A (en) | A kind of biomass direct-fired energy-saving circulating fluidized bed superhigh-pressure high-temp reheated steam boiler | |
| BE1030715B1 (en) | Method for generating steam in combination with an energy generation process as well as installation for this | |
| CN110878946B (en) | Primary air preheating system for grate type garbage incinerator | |
| CN111520696A (en) | Exhaust-heat boiler arrangement structure burning high-calorific-value garbage | |
| CN111550758A (en) | High-capacity high-parameter waste incineration waste heat boiler | |
| CN110500567B (en) | Efficient nuclear energy utilization system and method | |
| CN207761715U (en) | A kind of waste incineration and generating electricity system | |
| CN210153825U (en) | Waste incineration waste heat utilization system | |
| CN210134979U (en) | Garbage power generation system with external independent reheater | |
| CN108868918B (en) | Nuclear energy couples efficient power generation system and method with non-core fuel tape reheating double-strand | |
| CN219995321U (en) | RTO is from deoxidization exhaust-heat boiler structure | |
| CN203203022U (en) | Boiler making full use of yellow phosphorus tail gas | |
| CN111473314B (en) | Ultrahigh-pressure one-time reheating power generation system | |
| CN210662862U (en) | External reheating type waste incineration boiler | |
| CN215982459U (en) | Garbage classification incineration cascade utilization power generation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20240212 |