PL234502B1

PL234502B1 - Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym

Info

Publication number: PL234502B1
Application number: PL419038A
Authority: PL
Inventors: Pertti Kinnunen; Ari Kettunen
Original assignee: Amec Foster Wheeler Energia Oy
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2020-03-31
Also published as: KR20170042249A; FI128149B; KR101897873B1; FI20155706A; PL419038A1

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniki

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według części nieznamiennej zastrzeżenia 1. Bardziej szczegółowo, wynalazek dotyczy sposobu wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym, przy czym palenisko jest ograniczone przez głównie pionowe ściany boczne, dach oraz dno, oraz pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska przez układ dolnej kraty umieszczony przy dnie paleniska, przy czym układ dolnej kraty zawiera dolną część dolnej kraty oraz górną część dolnej kraty umieszczoną na wyższym poziomie niż część dolnej kraty.

Stan techniki

Wymogiem dla wszechstronnego kotła ze złożem fluidalnym takiego jak kocioł z obiegowym złożem fluidalnym, jest zdolność do działania kotła w szerokim zakresie obciążenia. Zwłaszcza przy niskich obciążeniach, gdy szybkość podawania paliwa jest niska, temperatura złoża ma tendencję do stawania się zbyt niską, co może powodować zwiększone emisje CO i SO2. Z drugiej strony, w celu zachowania wystarczającej i równej fluidyzacji złoża, szybkość przepływu gazu fluidyzującego nie może na ogół być zbyt niska. Wystarczająca fluidyzacja jest zwykle osiągana przy najniższych obciążeniach albo poprzez wprowadzanie większej ilości powietrza niż jest to niezbędne do spalania paliwa, co powoduje zwiększone zapotrzebowanie mocy pomocniczej i wysokie emisje NOx, lub za pomocą stosunkowo wysokiej szybkości recyrkulacji gazów spalinowych, co powoduje wzrost kosztów produkcji i eksploatacji.

Różne konstrukcje i sposoby proponowano do wprowadzenia gazu fluidyzacyjnego w różnych warunkach operacyjnych do paleniska kotła ze złożem fluidalnym. Dokument patentowy AT 385 109 ujawnia sposób i urządzenie do poprawy zachowania przy częściowym obciążeniu w palenisku ze złożem fluidalnym, zmniejszając szybkość fluidyzacji w niektórych regionach ze złożem i zmieniając rozmieszczenia obszarów o zmniejszonej fluidyzacji w krokach w obrębie całego obszaru złoża tak, że w zasadzie równy średni rozkład temperatury utrzymuje się w złożu fluidalnym.

Dokument patentowy WO 00 / 43713A1 ujawnia ruszt rurowy kotła ze złożem fluidalnym i sposób regulacji rusztu rurowego, na przykład, przy częściowych obciążeniach. W sposobie, obszar na którym przepływa powietrze fluidyzacyjne aż do komory spalania kotła ze złożem fluidalnym jest regulowany przez elementy regulacyjne związane z rurami. Układy sterujące powyżej wymienionych układów są stosunkowo skomplikowane i mogą powodować zwiększone emisje z powodu niewystarczającej temperatury złoża zwłaszcza w niecałkowicie fluidalnych strefach granicznych między regionami fluidyzacji i nie fluidyzacji.

Amerykański patent nr US 3,387,590 ujawnia sposób i urządzenie do regulacji wydajności cieplnej złoża fluidalnego, w którym złoże jest podzielone na oddzielne przedziały przez ścianki działowe z szeregiem otworów, przy czym wydajność cieplna jest kontrolowana przez kolejną aktywację oddzielnych przedziałów. W tym urządzeniu, strefy graniczne są eliminowane, jednak konstrukcja jest stosunkowo skomplikowana, a zwłaszcza przy spalaniu paliw trudnych, może być trudno utrzymać równe warunki spalania i niskie emisje ze względu na zanieczyszczenia otworów w ścianach działowych.

CN 102913900A ujawnia kocioł ze złożem fluidalnym z centralną skrzynią powietrzną poniżej centralnej kraty i dwie boczne skrzynie powietrzne poniżej dwóch krat bocznych, które mogą być pochylone o 5-30° w kierunku środka, oraz na wysokości w zakresie od 0-800 mm powyżej poziomu centralnej kraty. Prędkość fluidyzacji w części środkowej wynosi 4-5 m/s, a w częściach bocznych 1,5-2 m/s tak, aby zapewnić wewnętrznie obiegowe gęste złoże fluidalne i możliwość umieszczenia rur wymiany ciepła po stronie wolno fluidalnej części złoża fluidalnego.

Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu kontrolowania wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego w różnych warunkach spalania do paleniska kotła ze złożem fluidalnym, tak, aby zminimalizować, co najmniej część z wyżej opisanych wad.

Ujawnienie wynalazku

Według jednego aspektu, niniejszy wynalazek dostarcza sposobu wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym, przy czym palenisko jest ograniczone przez głównie pionowe ściany boczne, dach oraz dno, oraz pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska przez układ dolnej kraty umieszczony przy dnie paleniska, przy czym układ dolnej kraty zawiera dolną część dolnej kraty oraz górną część dolnej kraty umieszczoną na wyższym poziomie

PL 234 502 B1 niż części dolnej kraty, przy czym układ dolnej kraty nie zawiera ściany działowej pomiędzy dolną częścią dolnej kraty a górną częścią dolnej kraty, przy czym wprowadzanie pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska jest kontrolowane tak, że a) pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w pierwszych warunkach spalania do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty, oraz b) pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w drugich warunkach spalania do paleniska zarówno przez dolną część dolnej kraty oraz przez górną część dolnej kraty.

Według pierwszego korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, pierwsze warunki spalania są warunkami niższego obciążenia niż drugie warunki spalania. Oznacza to, że pierwotny gaz fluidyzacyjny, zazwyczaj powietrze, jest wprowadzany w warunkach niskiego obciążenia, to znaczy w pierwszych warunkach spalania, do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty. Odpowiednio, pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w warunkach wyższego obciążenia, to znaczy w drugich warunkach spalania, do paleniska przez zarówno dolną część dolnej kraty oraz górną część dolnej kraty.

Według kolejnego korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, pierwsze oraz drugie warunki spalania dotyczą odpowiednio, warunków rozruchu oraz warunków normalnej ciągłej pracy kotła ze złożem fluidalnym.

Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, układ dolnej kraty zawiera tylko jednolitą górną część dolnej kraty, która jest umieszczona przylegle do ściany bocznej paleniska. Według kolejnego korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, górna część dolnej kraty zawiera dwie oddzielne sekcje umieszczone przylegle do dwóch przeciwległych ścian bocznych paleniska. Dzięki temu, dolna część dolnej kraty jest korzystnie umieszczona w kierunku poziomym pomiędzy dwiema sekcjami górnej części dolnej kraty. Możliwe jest również, że dolna część dolnej kraty zawiera więcej niż dwie sekcje, które mogą być umieszczone przylegle do części albo wszystkich ścian bocznych i/lub nawet do centralnej części paleniska.

Górna część dolnej kraty jest korzystnie na poziomie od około 0,3 m do około 2 m, najbardziej korzystnie około 1 m, powyżej poziomu dolnej części dolnej kraty. Górna część kraty jest ogólnie na znacznie niższym poziomie niż otwory do wprowadzania powietrza wtórnego do paleniska. Górna oraz dolna część dolnej kraty zawierają dysze doprowadzające gaz fluidyzacyjny, korzystnie konwencjonalne dysze, takie jak dzwony albo dysze kierunkowe. Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, górna część dolnej kraty zawiera dysze kierunkowe które są kierowane tak, aby przenosić gaz fluidyzacyjny oraz cząstki złoża w kierunku dolnej części dolnej kraty.

Zaletą zapewnianą przez powyżej wskazane korzystne przykłady wykonania niniejszego wynalazku jest to, że obszar fluidalny dna paleniska jest przy warunkach niskiego obciążenia wyraźnie mniejszy niż przy warunkach wyższego obciążenia. Obszar dolnej części dolnej kraty stanowi korzystnie 20-80%, nawet bardziej korzystnie 25-50%, całkowitego obszaru niższej oraz wyższej części dolnej kraty. Ze względu na mniejszy obszar fluidalny przy niskich obciążeniach, wymagany minimalny spadek ciśnienia w dyszach kraty może być osiągnięty bez zwiększenia nadmiaru powietrza lub wysokiej recyrkulacji gazów spalinowych. Ponieważ wyższa część dolnej kraty znajduje się na wyższym poziomie niż niższa część dolnej kraty, nie ma potrzeby umieszczania ściany działowej lub ścian działowych pomiędzy częściami dolnej kraty. Również nie ma żadnych zwiększonych emisji powodujących, niekompletny fluidalny obszar graniczny pomiędzy fluidalnymi i niefluidalnymi częściami dolnej kraty, w każdych warunkach eksploatacyjnych.

Sekcje górnej części kraty mogę być poziome albo mogą być nachylone w kierunku dolnej części dolnej kraty. Kąt nachylenia sekcji górnej części dolnej kraty wynosi korzystnie najwyżej 45 stopni. Przyległe krawędzie górnej oraz dolnej części dolnej kraty są połączone ze sobą za pomocą wewnętrznych części ścian bocznych, które to wewnętrzne części ścian bocznych mogą być zasadniczo pionowe lub lekko nachylone tak, że tworzą zwężającą się ku dołowi dolną część paleniska.

Można zauważyć, że niektóre z wyżej wymienionych przykładów wykonania niniejszego wynalazku, dotyczą konstrukcji dolnej kraty, która ma podobne cechy jak opisane w publikacji patentowej CN 102913900A. Jednakże, publikacja patentowa CN 102913900A ujawnia konstrukcję kratową w odniesieniu do zupełnie innego celu niż w przypadku obecnego wynalazku i odpowiednio sposób opisany w publikacji dla zastosowania konstrukcji kratowej jest zupełnie różny od niniejszego wynalazku. W związku z tym, sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według niniejszego wynalazku jest nowy w świetle publikacji patentowej CN 102913900A.

Zaletą niniejszego sposobu jest to, że pozwala na rozszerzenie zakresu użytecznego obciążenia kotła z konwencjonalnego kotła z obiegowym złożem fluidalnym. Dokładniej, niniejszy wynalazek obniża

PL 234 502 B1 minimalne obciążenie kotła, tzn. minimalną prędkość, w której paliwo może być spalane w kotle, nie powodując szkodliwych emisji. Niniejszy sposób pozwala również uniknąć zbyt niskich temperatur złoża przy niskich obciążeniach. Obciążenie minimalne dla kotła z obiegowym złożem fluidalnym wynosi typowo około 30-40% pełnego obciążenia. W ramach niniejszego wynalazku, możliwe jest obniżenie minimalnego obciążenia do poniżej 25%, korzystnie mniej niż 20%, a najbardziej korzystnie mniej niż 15% pełnego obciążenia.

Poniżej, tryb pracy obejmujący wprowadzanie pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty, to znaczy tryb pracy używany w pierwszych warunkach spalania jest zwany pierwszym trybem wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego. Odpowiednio, tryb pracy obejmujący wprowadzanie pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska zarówno przez dolną część dolnej kraty oraz przez górną część dolnej kraty, to znaczy, tryb pracy używany w drugich warunkach spalania jest zwany drugim trybem wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego.

Granica pomiędzy pierwszymi a drugimi warunkami spalania, to znaczy, na przykład, ograniczenie obciążenia, w którym sposób wprowadzania gazu fluidyzacyjnego jest według niniejszego wynalazku przełączany pomiędzy pierwszym trybem wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego a drugim trybem wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, może różnić się w zależności od paliwa spalanego i od konstrukcji paleniska. Pierwszy tryb wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego jest korzystnie wykorzystywany od obciążenia minimalnego do najwyżej 50%, bardziej korzystnie do najwyżej 40%, oraz najbardziej korzystnie do najwyżej 30%, warunków obciążenia pełnego.

Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w drugim trybie wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska przez górną część dolnej kraty przez górną skrzynię powietrzną. Odpowiednio, pierwotny gaz fluidyzacyjny jest korzystnie wprowadzany we wszystkich trybach wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska przez dolną część dolnej kraty przez dolną skrzynię powietrzną, przy czym dolna skrzynia powietrzna jest umieszczona głównie, albo całkowicie, przy niższym poziomie niż górna skrzynia powietrzna.

Według niniejszego wynalazku, powietrze pierwotne jest wprowadzane w pierwszym trybie wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty. Korzystnie prędkość przepływu gazu pierwotnego przez dolną część dolnej kraty jest następnie taka, że nominalna prędkość fluidyzacji w dolnej części paleniska wynosi co najmniej 1,5 m/s. Prędkość przepływu pierwotnego gazu fluidyzacyjnego przez górną część dolnej kraty wynosi następnie zero, albo tylko bardzo mały przepływ gazu jest używany, aby zapobiegać szkodliwemu spadaniu materiału złoża do górnej skrzyni powietrznej bez rzeczywistej fluidyzacji złoża lub powodowania spalania paliwa.

Sposób według niniejszego wynalazku zawiera korzystnie wprowadzanie pierwotnego gazu fluidyzacyjnego w drugim trybie wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego przez dolną część dolnej kraty oraz górną część dolnej kraty tak, że w palenisku jest utrzymywana nominalna prędkość fluidyzacji w zakresie wynoszącym 3 m/s - 10 m/s. Korzystnie nominalna prędkość fluidyzacji w drugich warunkach spalania jest zasadniczo jednolita w palenisku. Zazwyczaj średnia nominalna prędkość fluidyzacji bezpośrednio powyżej górnej części dolnej kraty jest w drugich warunkach spalania w zakresie od 70% do 130% średniej nominalnej prędkości fluidyzacji bezpośrednio powyżej dolnej części dolnej kraty.

Niniejszy wynalazek dostarcza sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym o znacznie ulepszonej wydajności. Przykład wykonania niniejszego wynalazku umożliwia zwiększenie dopuszczalnego zakresu obciążenia kotła poprzez zapewnienie wyższej temperatury złoża oraz zmniejszenie nadmiaru powietrza przy warunkach niskiego obciążenia. Poza zmniejszonymi emisjami, sposób umożliwia pracę przy niskim obciążeniu przez zmniejszenie dodatkowego zużycia energii. Kolejny przykład wykonania niniejszego wynalazku umożliwia szybszy rozruch kotła, w którym potrzebna jest mniejsza moc rozruchu palnika.

Krótki opis rysunków

W dalszej części, wynalazek zostanie opisany w odniesieniu do załączonych przykładowych, schematycznych rysunków, w których

- Fig. 1 przedstawia widok przekroju kotła ze złożem fluidalnym, według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, a

- Fig. 2 przedstawia widok przekroju kotła ze złożem fluidalnym, według drugiego przykładu wykonania wynalazku.

PL 234 502 B1

Szczegółowy opis rysunków

Fig. 1 przedstawia schematycznie widok w przekroju kotła 10 z obiegowym złożem fluidalnym, zawierającego palenisko 12 ograniczone przez dach 14, dno 16, oraz głównie pionowe ściany boczne 18 utworzone z pary płyt rur wodnych. Ogólnie, palenisko ma prostokątny przekrój poziomy zawierający dwie ściany boczne, tak zwane długie ściany boczne, które znajdują się w kierunku poziomym wyraźnie dłuższe niż pozostałe dwie ściany boczne, tak zwane krótkie ściany boczne lub ściany końcowe. Zazwyczaj dolne części długich ścian bocznych są nachylone do środka, tak, że tworzą, wraz ze ścianami krańcowymi, zwężającą się ku dołowi dolną część paleniska. Ściany boczne zawierają elementy 20 do dostarczania do paleniska paliwa i ewentualnie obojętnego materiału złoża i środka redukującego siarkę, takiego jak kamień wapienny.

Przy dnie paleniska, umieszczony jest układ dolnej kraty 22 do wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, zwykle powietrza pierwotnego do paleniska do fluidyzacji złoża i d o spalania paliwa, które wprowadza się do paleniska za pomocą elementów podawania paliwa 20. Ściany boczne 18 zwykle zawierają również elementy do doprowadzania powietrza wtórnego 24 do paleniska w taki sposób, aby dokończyć spalanie paliwa. Do górnej części paleniska jest podłączony kanał wylotowy 26 do odprowadzania gazów spalinowych z paleniska. Kanał wylotowy 26 prowadzi do konwencjonalnego oddzielacza cząstek 28 z kanałem powrotnym 30 do zawracania cząstek oddzielonych od spalin do dolnej części paleniska. Kanał powrotny 30 jest zwykle wyposażony w uszczelnienie gazowe i wymiennik ciepła, ale dla uproszczenia nie zostały one pokazane na Fig. 1. Wielki kocioł z obiegowym złożem fluidalnym jest zwykle zaopatrzony w kilka separatorów cząstek połączonych równolegle, ale, ze względu na przejrzystość, Fig. 1 przedstawia tylko jeden separator cząstek 28.

Układ dolnej kraty 22 zawiera dolną część dolnej kraty 32 oraz górną część dolnej kraty 34. Górna część dolnej kraty 34 jest umieszczona na wyższym poziomie niż dolna część dolnej kraty 32. Fig. 1 przedstawia różnicę wysokości pomiędzy górną a dolną częścią dolnej kraty jako odległość pionową L. Odległość pionowa L wynosi korzystnie od około 0,3 m do około 2 m, zazwyczaj odległość pionowa L wynosi około 1 m. Na Fig. 1, górna część dolnej kraty 34 jest pozioma, ale górna część dolnej kraty może alternatywnie być pochylona w kierunku części dolnej kraty 32 tak, aby kierować materiał złoża spadający do górnej części dolnej kraty w kierunku dolnej części dolnej kraty. Górna część dolnej kraty może korzystnie być nachylona pod kątem wynoszącym najwyżej 45°, korzystnie 5°-40°, w kierunku dolnej części dolnej kraty.

Pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany ze źródła gazu, takiego jak wentylator powietrza spalania, nie przedstawiony na Fig. 1, przez dwa odgałęzienia 36, 38 kanału 40 pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, odpowiednio do dolnej skrzyni powietrznej 42, umieszczonej poniżej dolnej części dolnej kraty 32, oraz do górnej skrzyni powietrznej 44, umieszczonej poniżej górnej części dolnej kraty 34. Dwa odgałęzienia 36, 38 kanału pierwotnego gazu fluidyzacyjnego zawierają korzystnie elementy, takie jak zawory 46, 48, do sterowania przepływem pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, odpowiednio do dolnej oraz górnej skrzyni powietrznej. Dolna oraz górna część dolnej kraty 32, 34 zawierają konwencjonalne dysze 50, 52, takie jak dzwony albo dysze strzałkowe, do wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska. Według korzystnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, dysze 52 górnej części dolnej kraty 34 są dyszami kierunkowymi kierowanymi w kierunku dolnej części dolnej kraty 32.

Podczas pracy kotła 10 z obiegowym złożem fluidalnym, gaz spalinowy zawierający tlenek, taki jak powietrze, jest ogólnie wprowadzany do paleniska 12 z wystarczającą prędkością przepływu, jako pierwotny gaz fluidyzacyjny przez dysze 50, 52 i jako wtórny gaz spalinowy przez elementy 24 do całkowitego spalenia paliwa, zazwyczaj w temperaturze około 850°C - 900°C. Całkowita szybkość wprowadzania gazu jest zwykle kontrolowana tak, że nominalna prędkość gazu w palenisku jest w zakresie od 3 m/s - 10 m/s.

Według niniejszego wynalazku, pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska przez użycie jednego z dwóch trybów wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, w zależności od trybu pracy kotła. W pierwszym trybie wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty 32, oraz w drugim trybie wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska zarówno przez dolną część dolnej kraty 32 oraz przez górną część dolnej kraty 34.

Pierwszy tryb wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego jest korzystnie wykorzystywany w warunkach najniższego obciążenia kotła, a drugi tryb wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego jest korzystnie wykorzystywany w warunkach wyższego obciążenia kotła. Stosując powyżej opisany kocioł z obiegowym złożem fluidalnym do opisanych powyżej trybów wprowadzania pierwotnego

PL 234 502 B1 gazu fluidyzacyjnego, ilość nadmiarowego powietrza i szkodliwych emisji NOx zmniejszają się przy niskich obciążeniach spalania. Ponadto, wyższe poziomy temperatury uzyskuje się przy niskich obciążeniach spalania, co prowadzi do zmniejszenia emisji CO i poprawy retencji siarki w palenisku.

Fig. 2 przedstawia kolejny przykład wykonania niniejszego wynalazku, w którym cechy które bezpośrednio odpowiadają cechom już przedstawionym na Fig. 1 są oznaczone przez te same odnośniki liczbowe jak na Fig. 1. Przykład wykonania z Fig. 2 różni się od tego na Fig. 1 głównie w tym, że górna część dolnej kraty 34 składa się z dwóch sekcji 54 oraz 54' które są umieszczone przylegle do dołu zwężających się części dwóch długich ścian bocznych 18 paleniska, zasadniczo na tej samej wysokości względem siebie. Dolna część dolnej kraty 32 jest następnie umieszczona w kierunku poziomym pomiędzy dwiema sekcjami 54 oraz 54' górnej części kraty 34. W przykładzie wykonania przedstawionym na Fig. 2 sekcje 54, 54' górnej części dolnej kraty 34 są pochylone w kierunku dolnej części dolnej kraty tak, aby kierować materiał złoża spadający do górnej części dolnej kraty w kierunku dolnej części dolnej kraty. Kierowanie materiału złoża w kierunku dolnej części może być ważne w niektórych zastosowaniach, w szczególności w pierwszym trybie wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego, w którym pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty. Jednakże, w innych przykładach wykonania niniejszego wynalazku, sekcje 54, 54' mogą alternatywnie być poziome, jak na Fig. 1.

Podobnie jak na Fig. 1, poniżej każdej z pierwszej i drugiej sekcji 54, 54' górnej części dolnej kraty 34 jest umieszczona górna skrzynia powietrzna 44, oraz poniżej dolnej części dolnej kraty 32 jest umieszczona dolna skrzynia powietrzna 42. Kanał 40 pierwotnego gazu fluidyzacyjnego zawiera trzy odgałęzienia 36, 38 oraz 38', prowadzące do dolnej części dolnej kraty 32 oraz odpowiednio dwie sekcje 54, 54' górnej części dolnej kraty 34. Na Fig. 2, każde z odgałęzień 36, 38 oraz 38' zawiera zawór 46, 48, 48', odpowiednio, do kontroli przepływu pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do odpowiedniej ze skrzyń powietrznych. Alternatywnie, możliwe jest, że dwa odgałęzienia 38, 38' prowadzące do dwóch sekcji 54, 54' górnej części dolnej kraty 34, mają wspólną część kanału, oraz tylko pojedynczy zawór do jednoczesnej kontroli przepływu gazu fluidyzacyjnego do obydwu sekcji 54, 54'.

Fig. 2 przedstawia sekcje 54, 54' górnej części dolnej kraty 34 przyległe do wewnątrz pochylonych dolnych części dwóch długich ścian bocznych 18 paleniska. Obszar dolnej części dolnej kraty wynosi korzystnie 20-60%, jeszcze bardziej korzystnie 25-40% całkowitej powierzchni niższej i wyższej części dolnych krat. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania niniejszego wynalazku, sekcje górnej części dolnej kraty rozciągają się w kierunku poziomym na całej długości długich ścian bocznych, to znaczy od jednej ściany końcowej do drugiej ściany końcowej. Jednakże, niniejszy wynalazek nie jest ograniczony do tego rodzaju układu, ale górna część dolnej kraty lub sekcje górnej części dolnej kraty mogą być alternatywnie przyległe tylko do jednej długiej ściany bocznej, jak na Fig. 1, lub do jednej lub obu ścian końcowych paleniska. Górne części dolnej kraty mogą być również umieszczone, w sposób ciągły lub odcinkowo, w pobliżu wszystkich lub wielu ścian bocznych paleniska. Możliwe jest nawet, w pewnych zastosowaniach umieszczenie górnej części dolnej kraty lub sekcji górnej części dolnej kraty w centralnej części paleniska.

Pomimo, że wynalazek został opisany za pomocą przykładów, w związku z czym są one w chwil obecnej, uważane za najbardziej korzystne przykłady wykonania, to należy rozumieć, że wynalazek nie jest ograniczony do ujawnionych przykładów wykonania, ale ma obejmować różne kombinacje lub modyfikacje jego cech i kilka innych zastosowań mieszczących się w zakresie wynalazku, jak określono w załączonych zastrzeżeniach. Szczegóły wymienione w związku z dowolnym przykładem wykonania opisanym powyżej mogą być stosowane w połączeniu z innym przykładem wykonania, gdy taka kombinacja jest technicznie możliwa.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska (12) kotła ze złożem fluidalnym (10), przy czym palenisko jest ograniczone przez głównie pionowe ściany boczne (18), dach (14) oraz dno (16), oraz pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska przez układ dolnej kraty (22) umieszczony przy dnie paleniska, przy czym układ dolnej kraty zawiera dolną część dolnej kraty (32) oraz górną część dolnej kraty (34) umieszczoną na wyższym poziomie niż dolna część dolnej kraty, znamienny tym, że układ dolnej kraty nie zawiera

PL 234 502 B1 ściany działowej pomiędzy dolną częścią dolnej kraty a górną częścią dolnej kraty, przy czym wprowadzanie pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska jest kontrolowane tak, że

a) pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w pierwszych warunkach spalania do paleniska wyłącznie przez dolną część dolnej kraty (32), oraz

b) pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w drugich warunkach spalania do paleniska zarówno przez dolną część dolnej kraty (32) oraz przez górną część dolnej kraty (34).
2. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze warunki spalania są warunkami niższego obciążenia niż drugie warunki spalania.
3. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze warunki spalania są warunkami rozruchu oraz drugie warunki spalania są warunkami ciągłej pracy kotła ze złożem fluidalnym.
4. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwsze warunki spalania rozciągają się od obciążenia minimalnego kotła do najwyżej 50% obciążenia pełnego kotła.
5. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 4, znamienny tym, że pierwsze warunki spalania rozciągają się od obciążenia minimalnego kotła do najwyżej 40% obciążenia pełnego kotła.
6. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 5, znamienny tym, że pierwsze warunki spalania rozciągają się od obciążenia minimalnego kotła do najwyżej 30% obciążenia pełnego kotła.
7. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według dowolnego z zastrz. 4, 5 oraz 6, znamienny tym, że obciążenie minimalne kotła wynosi najwyżej 25% obciążenia pełnego kotła.
8. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według dowolnego z zastrz. 4, 5 oraz 6, znamienny tym, że obciążenie minimalne kotła wynosi najwyżej 20% obciążenia pełnego kotła.
9. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według dowolnego z zastrz. 4, 5 oraz 6, znamienny tym, że obciążenie minimalne kotła wynosi najwyżej 15% obciążenia pełnego kotła.
10. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska przez górną część dolnej kraty (34) przez górną skrzynię powietrzną (44) oraz przez dolną część dolnej kraty (32) przez dolną skrzynię powietrzną (42), przy czym górna skrzynia powietrzna jest umieszczona głównie przy wyższym poziomie niż dolna skrzynia powietrzna.
11. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany do paleniska przez górną część dolnej kraty (34) przez górną skrzynię powietrzną (44) oraz przez dolną część dolnej kraty (32) przez dolną skrzynię powietrzną (42), przy czym górna skrzynia powietrzna jest umieszczona przy wyższym poziomie niż dolna skrzynia powietrzna.
12. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część dolnej kraty jest przyległa do ściany bocznej (18) paleniska.
13. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część dolnej kraty zawiera dwie oddzielne sekcje (54, 54') umieszczone przylegle do dwóch oddzielonych od siebie ścian bocznych (18) paleniska oraz dolna część dolnej kraty (32) jest umieszczona w kierunku poziomym pomiędzy dwiema sekcjami górnej części dolnej kraty.
14. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwotny gaz fluidyzacyjny jest wprowadzany w drugich warunkach spalania przez dolną część dolnej kraty (32) oraz górną część dolnej kraty (34) tak, że w palenisku utrzymywana jest nominalna prędkość fluidyzacji w zakresie wynoszącym 3 m/s - 10 m/s.
15. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 14, znamienny tym, że nominalna prędkość fluidyzacji w drugich warunkach spalania jest zasadniczo jednolita w palenisku.

PL 234 502 Β1
16. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 14, znamienny tym, że średnia nominalna prędkość fluidyzacji bezpośrednio powyżej górnej części dolnej kraty (34) jest w drugich warunkach spalania w zakresie od 70% do 130% średniej nominalnej prędkości fluidyzacji bezpośrednio powyżej dolnej części dolnej kraty (32).
17. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część dolnej kraty (34) jest zasadniczo pozioma albo górna część dolnej kraty jest nachylona pod kątem najwyżej 45° w kierunku dolnej części dolnej kraty.
18. Sposób wprowadzania pierwotnego gazu fluidyzacyjnego do paleniska kotła ze złożem fluidalnym według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część dolnej kraty zawiera dysze kierunkowe.