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DE3125849A1 - Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphaerischer oder druckaufgeladener wirbelschichtfeuerung sowie verfahren zu seiner regelung - Google Patents

Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphaerischer oder druckaufgeladener wirbelschichtfeuerung sowie verfahren zu seiner regelung

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DE3125849A1
DE3125849A1 DE19813125849 DE3125849A DE3125849A1 DE 3125849 A1 DE3125849 A1 DE 3125849A1 DE 19813125849 DE19813125849 DE 19813125849 DE 3125849 A DE3125849 A DE 3125849A DE 3125849 A1 DE3125849 A1 DE 3125849A1
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DE
Germany
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steam generator
fluidized bed
heating surface
load
generator according
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Karl-Heinz Dipl.-Ing. 4200 Oberhausen Maintok
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Deutsche Babcock Anlagen AG
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Deutsche Babcock Anlagen AG
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    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphärischer oder druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung sowie Verfahren zu seiner Regelung
Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphärischer oder druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung bestehend aus Wirbelbrennkammer Fließbettkühlern und Abhitzedampferzeuger, in denen Speisewasservorwärmer-,, Verdampfer-,, überhitzer- und Zwischenüberhitzerheizflächen angeordnet sind sowie ein Verfahren zu seiner Regelung«
Verfahren zur Durchführung von Prozessen in einer zirkulierenden atmosphärischen. Wirbelschicht sind zum Beispiel aus der DE-AS 25 39 54 6 und der DE-OS 26 24 bekannt. Sie bieten den Vorteil, daß neben den Verbrennungsrauchgasen ein zweites Wärmeträgermedium, das intern und extern umlaufende Bettmaterial, zu Wärmeübartragunsjfs zwecke η zur Verfügung steht*
Bei einem Dampferzeuger mir einer zirkulierenden Wirbelschicht unter Atmosphärendruck sind in der Wirbelbrennkammer die gesamte Verdampferheizflache, in dem sich an die Wirbelbrennkammer gasseitig anschließenden Abhitzedampferzeuger die überhitzer, die Zwischenüberhitzer und die Speisewasservorwärmer sowie in den Fließbettkühlern die weiteren Überhitzer und Zwischenüberhitzer untergebracht.
Die Erfindung geht von einem Dampferzeuger der eingangs genannten Art aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
diesen Dampferzeuger durch eine besondere, eine vorteilhafte Regelung des Dampferzeugers zulassende Ausbildung des Verdampfers zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gesamte Verdampferheizfläche auf mehrere · Teilflächen verteilt ist, von denen eine in dem Fließbettkühler und die andere oder die anderen in der Wirbelbrennkammer oder in dem Abhitzedampferzeuger oder in beiden angeordnet sind,
Bei einem derart ausgebildeten Dampferzeuger ist eine Regelung in der Weise möglich, daß die in den Fließbettkühlern angeordneten Heizflächen bei steigender Last mit einer zunehmenden Menge und bei sinkender Last mit einer abnehmenden Menge an im Kreislauf geführtem Feststoff aus der Wirbelschicht beaufschlagt werden., Die Heizflächen des erfindungsgemäßen Dampferzeugers können nach dem Naturumlauf- f dem Zwangumlauf- oder nach dem 3wangdurchlaufprinzip durchströmt sein. Die konstruktive Ausführung und Verteilung der Verdampferheizflachen wird derart vorgenommen, daß die Kühlung und die Stabilität der Strömung gewährleistet sind und daß Schieflagen der Temperatur durch ungünstige Verteilung des Wasser-Dampf-Gemisches vermieden werden.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile liegen darin, daß niedrigste Teillasten des Dampferzeugers möglich sind. Durch die Aufteilung der gesamten Verdampferheizfläche auf zwei oder mehr Teilheizflächen kann der Dampferzeuger gut geregalt werden. Etwaige Abweichungen in der Wärmeaufnahme der Verdampferheizflachen können leicht korrigiert werden, indem entweder
nachträglich die Feststoffzufuhr zu dem Fließbettkühler
verändert wird, oder indem die gut zugänglichen. Heizflächen im Fließbettkühler vergrößert oder verkleinert werdenk
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert,, Die Zeichnung stellt beispielhaft das Anlagenschema eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers mit zirkulierender atmosphärischer Wirbelschichtfeuerung dar.
Der Dampferzeuger umfaßt eine Wirbelbrennkammer 1, der über eine Leitung 2 ein Kohle-Kalk-Gemisch und über Bodendüsen 3 oder seitliche Einblasung Primärverbrennungsluft zugeführt werden„ Das Kohle-Kalk-Gemisch kann auch mittels eines Primärluftstromes direkt eingeblasen weräen. Oberhalb der Gemischeinbringung erfolgt über Seitendüsen 18 die Zugabe von Sekundärverbrennungsluft„
Die mit dem Gas aus der Wirbelbrennkammer 1 ausgetragener, Feststoffe,- das ist im wesentlichen Asche, werden in einem Rückführungszyklon 4 abgeschieden. An der. Rückführungszyklon 4 schließen sich zwei parallelgeschaltete Feststoffleitungen 5 und 6 an, die in die Wirbelschichtbrennkammer 1 münden. In der einer. Feststoff leitung 6 ist ein Fließbettkühler 7 vorgesehen, vor dessen Eintritt ein Regelorgan 8 angeordnet ist. Die abgeschiedenen Feststoffe werden entweder direkt über die Feststoffleitung 5 oder über den Fließbettkühler 7 der Wirbelbrennkammer 1 zugeführt, über das Regelorgan 8 kann die durch den Fließbettkühler 7 fließende Feststoffmenge eingestellt werden.
Das aus dem Rückführungszyklon 4 austretende Gas wird nach Durchströmen eines weiteren, nicht dargestellten Abscheiders einem. Abhitzedampferzeuger 9 zugeführt» In dem Abhitzedampferzeuger 9 sind als Nachschaltheizflachen Speisewasservorwärmer 10 und überhitzer 11 angeordnet«
Die Gesamtverdampferheizflache des Dampferzeugers ist im dargestellten Fall auf zwei Teilflächer, verteilt:,, von denen eine als Heizfläche 13 in dem Fließbettkühler 7 und die andere als Heizfläche 12 in der Wirbelbrennkammer 1 untergebracht sind. Insbesondere bei heizwertarmer Kohle kann es erforderlich sein, die eine Verdampf erteilheizflache aus der Wirbelbrennkammer 1 in den Abhitzedampferzeuger 9 zu verlegen. Man kann auch diese Verdampferteilheizflache in zwei Heizflächen aufteilen und in der Wirbelbrennkammer 1 und dem Abhitzedampferzeuger anordnen.
Im dargestellten Fall ist die in der Wirbelbrannkammer angeordnete Heizfläche 12 als erster Verdampfer geschaltet and mit dem Speisewasservorwärmer 10 verbunden. Die Größe der Heizfläche 12 ist auf die geforderte Schwachlast des Dampferzeugers derart ausgelegt, daß Kühlung und Stabilität gewährleistet sind und Schieflagen der Temperatur durch ungünstige Verteilung des Wasser-Dampf-Gemisches in den Rohren der Heizfläche 12 vermieden werden. Im Schwachlastfall wird die notwendige Verdampfungsenergie allein über die Heizfläche 12 übertragen.
Die für Vollast über die Schwachlast hinaus notwendige Wärmeübertragungsflache ist als Heizfläche 13 in dem Fließbettkühler 7 untergebracht. Die Heizfläche 13 kann als Rohrbündel oder als aasdicht verschweißte Rohrwand
5. ~
ausgebildet sein. Die Größe dieser Heizfläche 13 kann durch Entfernen oder durch Hinzufügen von Heizfläche in einfacher Weise verkleinert oder vergrößert werden. Bei Schwachlast ist die Heizfläche 13 im Fließbettkühler 7 durchströmt, ohne daß Wärme übertragen wird. Ourch die Anordnung von Bypassleitungen 19 können die Verdampferheizflächen unabhängig voneinander modifiziert werden. Der in der Heizfläche 12 der Wirbelschichtbrennkammer 1 erzeugte Dampf gelangt nach Durchströmen der Heizfläche 13 des Fließbettkühlers 7 in den Überhitzer Der so überhitzte Dampf wird einer nicht dargestellten Hochdruckturbine zugeführt.
Der Fließbettkühler 7 ist in seinem Boden mit einem An-" Schluß 14 für die Zuführung eines Fluidisierungsgases versehen« Der bei geöffnetem Regelorgan 8 xn den Fließbettkühler 7 gelangende Feststoff wird durch das Gas fluidisiert und kann seine Wärme auf die Heizfläche übertragen. Die auf die Heizfläche 13 zu übertragende Wärme wird durch die Menge des Feststoffes in der Weise geregelt, bei steigender Last, des Dampferzeugers die Feststoffmenge erhöht und bei sinkender Last verringert wird. Damit können alle Bereiche zwischen Schwachlast und Vollast eingestellt werden.
Symmetrisch zu dem beschriebenen Rückführungszyklon 4 ist ein weiterer Rückführungszyklon 15 mit Feststoffleitungen 5 und 6 angeordnet. Der in dem weiteren Rückführungszyklon 15 abgeschiedene Feststoff wird einem zweiten Fließbettkühler 16 zugeführt, der unabhängig von dem beschriebenen Fließbettkühler 7 betrieben wird. In dem zweiten Fließbettkühler 16 können die Heizflächen für eine einfache oder zweifache Zwischenüberhitzung 17
angeordnet sein. Die Temperatur des zwischenüberhitzten Dampfes wird allein durch die Menge des zugeführten Feststoffes geregelt. Die bei herkömmlichen Dampferzeugern notwendige Temperaturregelung durch Wassereinspritzung in den Dampf kann dadurch entfallen.

Claims (1)

  1. 3125848
    PATENTANSPRÜCHE ι
    „/Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphärischer oder *~-y druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung bestehen! aus Wirbelbrennkammer (1) Fließbettkühlern (7, 16} and Abhitzedampferzeuger (9), in denen Speisewasservorwärmer- (10), Verdampfer- (12, 13) f Überhitzer» (11) und Zwischenüberhitzerheizflächen (1?) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Verdampferheizflache (12, 13) auf mehrere Teilflächen verteilt ist, von denen eine in dem Fließbettkühler (7) und die andere oder die anderen in der Wirbelbrennkammer (I), oder in dem Abhitzedampferzeuger (9) oder in beiden angeordnet sind»
    2„ Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch g e k e π η zeichnet ,- daß die rohrseitig zuerst durchströmte Teilfläche der Verdampferheizflache auf äie geforderte Schwachlast des Dampferzeugers ausgelegt ist.
    3. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze ich η et , daß die Teilflächen
    der Verdampferheizflache rohrseitig hintereinander geschaltet sind.
    4., Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilflächen
    der Verdampferheizfläche rohrseitig parallelgeschaltet sind»
    — Sf
    Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in einem der Fließbettkühler (16) ausschließlich Heizflächen für eine einfache bzw. zweifache Zwischenüberhitzung (17) angeordnet ist.
    Verfahren zum Regeln eines Dampferzeugers nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet f daß die in den Fließbettkühlern angeordneten Heizflächen bei steigender Last mit einer zunehmenden Menge und bei sinkender Last mit einer abnahmenden Menge an im Kreislauf geführtem Feststoff aus der Wirbelschicht beaufschlagt werden.
DE19813125849 1981-07-01 1981-07-01 Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphaerischer oder druckaufgeladener wirbelschichtfeuerung sowie verfahren zu seiner regelung Granted DE3125849A1 (de)

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