PT85204B

PT85204B - Instalacao de queima com combustao em leito fluidizado para central energetica

Info

Publication number: PT85204B
Application number: PT85204A
Authority: PT
Inventors: Arne Jonsson
Original assignee: Asea Stal Ab
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1993-07-30
Also published as: DK166294B; PT85204A; EP0251247A1; EP0251247B1; FI872938A; SE8602959D0; FI89202C; DK166294C; FI89202B; DE3768152D1; SE8602959L; JPS6329106A; DK336287A; DK336287D0; ES2020965B3; SE460145B; FI872938A0; JPH0792207B2; US4805405A

Description

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883. Suécia em 3 de Julho de 1986 sob o n^s . . 8602959-2.

INP1. MOO 113 RF 1873?

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PATENTE Ν^β.

'z

Instalação de queima com combustão em leito fluidizado para central energética para que

ASEA STAL AB, (Inventor: Arne Jons son), pretende obter privilégio de invenção em Portugal.

RESUMO presente invento ref*ere-se a uma instalação de queima com combustão em leito fluidizado (21) para central energéti ca, de material em partículas contendo geralmente um absorve dor de enxofre. Um fundo (14) divide uma câmara de leito (12) numa câmara de combustão superior (15) e numa câmara de descar ga de cinzas de forma cónica ou piramidal (16) para descarga de cinzas e de material de leito consumido. 0 fundo (14) apre senta aberturas (22) através das quais o material pode passar. 0 ar de refrigeração é introduzido na parte inferior da câmara inferior (16). Esta câmara (16) está equipada com grades (37, 38) com canais horizontais (46) destinados a disseminar o ar de refrigeração proveniente da parte central da câmara (16) para as suas zonas exteriores. Estas grades (37, 38) podem ser formadas por U’s com as aberturas viradas para baixo. Os canais (46) de uma grade (37) podem ser ligados a câmara de combustão (15) por tubos verticais (50).

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-2MEMÓRIA DESCRITIVA

ÂMBITO TÉCNICO

O presente invento refere-se a uma instalação de queima com combustão em leito fluidizado para central energetica, de material em partículas. Este material é constituído por. ou contém um absorvente de enxofre, como argila ou dolomite, para absorver o enxofre contido no combustível, durante a combustão. 0 invento aplica-se principalmente a centrais CLFP, nas quais a combustão se realiza a uma pressão superi* _w / _A or a pressão atmosférica, e em que uma camara de leito, que engloba uma câmara de combustão, se encontra envolvida por uma câmara de pressão em que o ar de combustão se encontra a uma pressão que atinge cerca de 2 MPa. A designação CLFP'¹ é formada pelas iniciais da expressão Combustão em Leito Fluidizado Pressurizado.

ANTECEDENTES

A camara de leito é constituída por um reservatório,em que um fundo faz a divisão entre uma câmara de combustão su perior, onde se encontra o leito fluidizado e uma câmara in ferior de descarga de cinzas para a descarga de cinzas e do material de leito consumido. 0 fundo pode ser constituído por câmaras de distribuição de ar alongadas, paralelas, com tubeiras para o ar de combustão e para a fluidização do material de leito, que se apresenta em partículas acima do fundo e para a combustão de um combustível aí introduzido. A câmara de combustão é alimentada com ar de combustão por meio de um compressor. Entre as câmaras de distribuição de ar existem aberturas através das quais podem passar cinzas e material de leito, da câmara de combustão para a câmara de cinzas situada por baixo da câmara de leito. As cinzas e o material de leito são arrefecidos por ar antes de serem descarregados através de um sistema de eclusas.

A câmara para a descarga de cinzas e de material de leito tem, geralmente, a forma de um silo cónico ou piramidal

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-3cotr o vértice dirigido para baixo e ligado por um. tubo ao dispositivo de descarga. A fim de se utilizar o ar de refri geração tão eficientemente quanto possível, este é introduzi do no fundo, dirigido para o interior da câmara de descarga das cinzas, escoando-se, em seguida, na direcção oposta, indo em. seguida entrar em contacto com o material a descarregar. Verificou-se que o ar de refrigeração não é disseminado uniformemente, ao longo da secção transversal, quando flui para cima através da câmara de cinzas. Isto significa, por um lado, que a refrigeração nas partes exteriores da câmara de cinzas não é satisfatória e, por outro lado, que a velocidade do ar pode atingir valores tais, na parte central da câmara de cinzas, que o material,na câmara de cinzas e en tre as câmaras de distribuição de ar,seja fluidizado. Esta fluidização aumenta a transferência de calor para as paredes das câmaras de distribuição de ar e pode resultar num aqueci mento que provoque a diminuição da sua resistência. Além disso, da concentração de ar de refrigeração das cinzas resulta uma distribuição de ar indesejável e irregular ao lon go da secção transversal da câmara de combustão, o que pode perturbar o funcionamento da instalação.

INVENTO

De acordo com o presente invento, a disseminação do ar de refrigeração na câmara de descarga de cinzas é melhorada colocando no seu interior uma grade que apresenta canais de ar sensivelmente horizontais, com uma resistência ao fluxo insignificante. A grade pode ser construída em secções aber tas, por exemplo U’s, com a abertura virada para baixo, de maneira a formar canais vazios de material desse lado. As grades podem estar colocadas em dois ou mais níveis. Entre esses níveis podem dispor-se ligações de tubo verticais, através dos quais se pode escoar, para cima, o ar de refrigeração saído de um canal de uma grade inferior para outro canal de uma grade situada por cima deste. 0 ar de refrige ração, recolhido nos canais da parte central desse espaço,

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-4flui horizontalmente para o exterior, para o material que se en contra nas partes exteriores do referido espaço. Além disso, podem ser previstas ligações de tubo verticais entre uma grade e a câmara de combustão. Os tubos que saem de uma grade passam entre as câmaras de distribuição de ar, que formam o fundo do leito da câmara de leito. Estes tubos terminam de forma ade* quada numa tubeira semelhante as tubeiras das câmaras de distri buição de ar e ao mesmo nível destas.

DESCRIÇÃO SUMÁRIA, DOS, DESENHOS invento será descrito, em seguida, mais pormenorizadamen te em correlação com os desenhos anexos, nos quais:

a Figura 1 mostra de forma esquemática o invento aplicado a uma central com CLFP (central com combustão em leito fluidiza do pressurizado), a Figura 2 mostra a parte inferior de uma câmara de leito numa concretização alternativa, a Figura 3 mostra um corte da câmara de descarga de cinzas pelas linhas A-A da Figura 1, e a Figura 4 mostra uma perspectiva de uma grade com canais de ar.

DESCRIÇÃO DA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA ~ Nas figuras, 11 designa uma câmara de pressão, 12 uma câmara de leito e 13 um depurador do tipo ciclone encerrado numa „ , ~ χ mas, camara de pressão llj So se mostra um ciclone 13,/na realidade, existe uma instalação de depuração com vários grupos paralelos de ciclones em série. A câmara de leito 12 inclui um fun do 14 que divide a câmara de leito 12 numa câmara de combustão superior 15 e numa câmara de cinzas inferior 16. 0 fundo 14 é constituído por várias câmaras de distribuição de ar paralelas 17 com tubeiras 18. A câmara de combustão 15 é alimentada, através dessas câmaras 17, com ar de combustão a partir do espaço 20 entre a câmara de pressão 11 e a camara de leito 12.

Este ar fluidiza o material em partículas que forma o leito 21

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-δε queima ο combustível fornecido ao leito 21. Entre as câmaras de distribuição de ar 17 existem aberturas 22 através das quais podem passar cinzas e material de leito, para a câmara 16. 0 combustível e o material de leito, fresco, são introduzidos na câmara de leito 12 através das condutas 23 e 24, respectivamente, a partir de uma armazenagem (não representada). A câmara de combustão contém tubos de refrigeração 25 para arrefecer o leito e gerar vapor para accionar.ento de uma tubeira a vapor (não representada).

Os gases de combustão formados são acumulados no espaço ) livre 26 por cima da superfície de leito 27 e são conduzidos através da conduta 28 para o depurador 13 onde as poeiras são separadas dos gases. As poeiras são descarregadas, através da conduta 30, para um reservatório de recolha (não representado). Os gases limpos são conduzidos, através da conduta 31, para a turbina 32. A turbina 32 acciona um compressor 39 que, atraves da conduta 34, alimenta o espaço 20 com ar de combustão.

Na parte cónica inferior 35 da câmara do leito 12, que forma a câmara de cinzas 16, existem aberturas 36 com meios de regulação 39 para a introdução do ar de refrigeração, proveniente do espaço 20, na câmara 16 para refrigeração do mat,e rial que se encontra na câmara 16, Na concretização, de acor J do com a Figura 1, a câmara 16 tem dois andares de grelhas 37 e 33, que são formadas por U’s 40 e 41, respectivamente, com as aberturas dirigidas para baixo e formando canais horizontais 46 (veja-se a Figura 4). Os andares de grades 37, 38 estão in terligados por tubos verticais 42, que permitem o transporte vertical do gas de refrigeração entre os andares. A parte co nica 35 da câmara de leito 12 está ligada a um tubo de saída que engloba um dispositivo de descarga 44 do tipo eclusa.

ar de refrigeração fornecido a parte inferior da câmara de cinzas cónica 16 vai encontzar-se com material de leito que flui para baixo e com as cinza3 e escoa-se através do fundo 14 para dentro da câmara de combustão 15, onde é utilizado para a combU3tão.

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-60 ar de refrigeração orienta-se de modo a fazer o menor percurso possível através do material no centro da câmara 16. Existe assim o risco de um.a fluidização indesejável do materi al no centro da câmara 16. Além disso, o material próximo da parede da parte cónica 35 não será arrefecido. Uma vez que parte do ar de refrigeração é reunida nos U's com as aberturas voltadas para baixo 40, 41 das grades 37, 38, onde podem fluir horizontalmente para os lados,nos canais vazios de mate - rlal 46,formados, cuja resistência ao fluxo é insignificante, pode conseguir-se uma distribuição do fluxo de ar mais unifor .) me ao longo de toda a secção transversal. 0 ar nos canais 46 dos U’s 40, 41 encontra passagem ate ao material da câmara 16 ao longo destes perfis, como se indica pelas setas 45. Como se mostra na Figura 3, as grades 37, 38 têm aberturas 47, atra ves das quais podem passar cinzas e material de leito.

Na concretização de acordo com a Figura 2, a câmara 16 ejs ta equipada apenas com uma grade 37 construída a partir de per fis 40. A estes perfis 40 encontram-se ligados tubos verticais 50, que passam entre as câmaras de distribuição de ar 17 e se abrem pelas suas tubeiras 51 que estão ao mesmo nível das tubeiras de ar 18. No fundo das câmaras de distribuição deâr ' 17, encontram-se aberturas de saída 52 para uma fracção reduzida do ar de combustão. 0 fluxo de ar está indicado pelas setas 53. Visto que a resistência ao fluxo nos tubos 50 é menor que a resistência ao fluxo na camada de material entre a grade 37 e o fundo 14, o ar de refrigeração captado pelos perfis 40 irá fluir de forma considerável para a câmara de com bustão 15 através dos tubos 50. Deste modo, também no caso de um fluxo considerável de ar de refrigeração, é possível conseguir um fluxo suficientemente baixo dentro da camada situada entre a grade 37 e o fundo 14, podendo assim eliminar-se o ris co de fluldização na camada e também entre as câmaras de distribuição de ar 17.

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Claims

-REIVINDICAÇÕES1^. - Instalação de queima com combustão em leito fluidizado para central energética, que inclui:

- uma câmara de leito (12),

- um fundo (14) que divida a câmara de leito (12) numa câmara de combustão superior (15) e numa câmara de descarga de cinzas (16),

- dispositivos de alimentação para introdução de material de leito e combustível na câmara de combustão (15) da câmara de leito (12),

- um compressor (33) para fornecer a câmara de leito (12) ar para a fluidização e a combustão,

- um dispositivo de descarga (44) para descarregar cinzas e material de leito consumido, da câmara de descarga de cinzas (16) ,

- aberturas (36) para fornecer ar as câmaras de descarga de cinzas (16) por baixo do fundo (14) da câmara de combustão (15) e refrigerar o material que se encontra na referida câmara (16) , caracterizada por a câmara de descarga de cinzas (16) por baixo do fundo (14) da câmara de combustão (15) conter dispositivos (37, 38) que apresentam canais de ar sensivelmente horizontais (46) .
2^, - Instalação de queima de acordo com a reivindicação

1, caracterizada por os canais de ar (46) serem formados por perfis abertos do lado de baixo (40, 41) de preferencia com a forma de U¹s.
3^δ. - Instalação de queima de acordo com a reivindicação

2, caracterizada por dois andares, localizados a diferentes níveis, de canais de ar (46) estarem interligados por tubos de ligação verticais (42).
4^ê. - Instalação de queima de acordo com a reivindicação

2, caracterizada por os tubos verticais (50) serem ligados aos

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-8canais (46) dos perfis (40, 41) abrindo os referidos tubos (50) no fundo (14) da câmara de combustão (15) de preferencia sensivelmente ao mesmo nível das tubeiras de ar (18) do fundo (14).
5^a - Instalação de queima de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por as câmaras de distribuição de ar (17) apresen tarem fundos com aberturas de salda de ar ou tubeiras (52).
6-, - Instalação de queima de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizada por os perfis (40, 41) dos canais de ar \ s' .

,K (46) formarem uma grade horizontal (37, 38) com aberturas (47)