CS255952B1

CS255952B1 - Multi-storey fluidized bed grate

Info

Publication number: CS255952B1
Application number: CS852987A
Authority: CS
Inventors: Petr Nemecek; Stanislav Marek
Original assignee: Petr Nemecek; Stanislav Marek
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS298785A1

Abstract

Patrový fluidní rošt se skládá z vodorovně vedle sebe rozmístěných roštových trubek, z nichž střídavě jedny trubky pro vedení fluidízační tekutiny mají dvě řady výtokových otvorů pro vedení fluidizační tekutiny směřující dolů, svírají mezi sebou úhel 90 až 120°, druhé trubky pro vedení toku paliva mají tyto otvory s uvedeným vrcholovým úhlem a směřující nahoru, přičemž trubky pro vedení fluidízační tekutiny jsou připojeny na jedné straně šachty na rozvod fluidízační tekutiny na jedné straně šachty a trubky pro vedení toku paliva jsou připojeny na druhé straně šachty na rozvod toku paliva. Roštové trubky mají na svém druhém konci regulovatelný uzávěr a trubky dvou sousedních roštových pater jsou navzájem k sobě kolmé.The tiered fluidized grate consists of horizontally arranged grate tubes, of which alternately one of the tubes for conducting the fluidization fluid has two rows of outlet openings for conducting the fluidization fluid pointing downwards, forming an angle of 90 to 120° with each other, the other tubes for conducting the fuel flow have these openings with the specified apex angle and pointing upwards, the tubes for conducting the fluidization fluid being connected on one side of the shaft to distribute the fluidization fluid on one side of the shaft and the tubes for conducting the fuel flow are connected on the other side of the shaft to distribute the fuel flow. The grate tubes have an adjustable closure at their other end and the tubes of two adjacent grate tiers are perpendicular to each other.

Description

Vynález se týká roštu pro rozvod fluidizační tekutiny do více rovin fluidni vrstvy zrnitého paliva, vytvořeného ze soustavy trubek opatřených výtokovými otvory. Tento typ roštu je používán pro své obecně známé vlastnosti, zejména pro možnost plynulého odvodu nefluidních částic z celé plochy roštu. Důvodem k tomu je separace jmenovaných částic od aktivní fluidni vrstvy a udržování jejího konstantního objemu během provozu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a grate for distributing fluidizing fluid to multiple planes of a fluidized bed of granular fuel formed from a plurality of tubes provided with outlets. This type of grate is used for its generally known properties, in particular for the possibility of continuous removal of non-fluid particles from the entire grate surface. The reason for this is the separation of said particles from the active fluidized bed and keeping it constant during operation.

Známá řešení takového/typu roštu představují trubky kruhového průřezu, opatřené výtokovými otvory uspořádanými v podélných řadách, vodorovně uložené napříč fluidni vrstvou, které jsou napojeny alespoň jedním koncem na rozváděči kanál fluidizační tekutiny, upravená vně fluidního lože. V provozní praxi může být fluidizační tekutinou bud vzduch potřebný pro fluidaci zrnitých částic tvořících fluidni vrstvu, případně i ke spalování, pokud částice tvoří zrnité uhlí, nebo hořlavý plyn a horké spaliny, které jsou potřebné zejména pro zahřátí fluidni vrstvy na zápalnou teplotu. Rošt je potom sestaven tak, že roštovými trubkami je rozváděn bud jen fluidizační vzduch, nebo alternativně tak, že část roštových trubek slouží pro rozvod hořlavého plynu a horkých spalin.Known solutions of such a type of grate are tubes of circular cross-section, provided with outlet openings arranged in longitudinal rows, horizontally disposed across the fluidized bed, which are connected at least at one end to a fluidizing fluid distribution channel arranged outside the fluidized bed. In operating practice, the fluidizing fluid may be either the air required to fluidize the granular particles constituting the fluidized bed, or possibly to burn if the particulates are granular coal, or the combustible gas and hot flue gas, particularly needed to heat the fluidized bed to an ignition temperature. The grate is then assembled so that only fluidizing air is distributed through the grate tubes, or alternatively, so that part of the grate tubes serves to distribute flammable gas and hot flue gas.

Z provozu fluidních topeniší, vyráběných s výše uvedeným typem roštu, v nichž tvoří aktivní fluidni vrstvu zrnité palivo s vhodným trakčním rozpětím, je známo, že při plynulém odvodu tuhých zbytků po spálení a nefluidujících částic, je z vrstvy odváděno i značné množství mechanického nedopalu, což je neefektivní z hlediska využití obsahu hořlaviny.It is known from the operation of fluidized-bed heaters manufactured with the aforementioned type of grate in which the active fluidized bed constitutes a granular fuel with a suitable traction range, that a considerable amount of mechanical butt is removed from the layer, which is inefficient in terms of utilizing the combustible content.

V případě, že dojde k vyhořívání tohoto nedopalu pod úrovní roštu, kde již částice nefluidují, dochází k jejich nežádoucímu spálení a porušení požadované funkce plynulého odvodu z fluidni vrstvyIn case of burning of this butt below the level of the grate, where the particles no longer flush, they will undesirably burn and the required function of continuous drainage from the fluidized bed will be violated.

Běžnou provozní zkušeností je, že v průběhu provozu dochází k zanášení fluidačních trubek částicemi z fluidni vrstvy, které mají menší rozměr než je průměr výtokových otvorů a náhodně tedy pronikají výtokovými otvory do vnitřků trubek. Postupně se tak zmenšuje jejich světlý průřez a současně i průtok fluidizační tekutiny.It is common operating experience that during operation, fluidizing tubes become clogged with fluidized bed particles having a smaller dimension than the diameter of the outflow openings and thus accidentally penetrate the outflow openings into the interior of the tubes. This gradually decreases their clear cross-section and at the same time the flow of fluidizing fluid.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny vynálezem, jehož podstata spočívá v tom, že patrový fluidni rošt se skládá z roštových pater a každé patro tohoto roštu je tvořeno z vodorovně vedle sebe uložených roštových trubek s v řadách rozmístěnými výtokovými otvory s vrcholovým úhlem 90 až 120°, přičemž střídavě jedny trubky liché pro vedení fluidizační tekutiny směřují dolu a druhé sudé trubky pro vedení toku paliva mají výtokové otvory pro vedení toku paliva směřují nahoru, přičemž pro vedení fluidizační tekutiny jsou pomocí přírub napojeny na jedné straně šachty na rozvod fluidizační tekutiny a trubky pro vedení toku paliva jsou pomocí přírub napojeny na druhé straně šachty na rozvod toku paliva a tyto roštové trubky mají na druhém svém konci regulovatelný uzávěr a tyto trubky dvou sousedních pater jsou navzájem k sobě kolmé.The above-mentioned drawbacks are overcome by the invention, characterized in that the fluidized bed grate consists of grate trays and each floor of this grate consists of horizontally juxtaposed grate tubes with spaced outlets with a 90 to 120 ° apex angle, alternately, one of the odd fluidizing fluid tubes faces downwardly and the other even fuel flow pipes have fuel flow outlets facing upwardly, for fluidizing fluid guidance being connected via flanges on one side of the fluidizing fluid well and the fluid flow pipe The fuels are connected by flanges on the other side of the fuel flow shaft and these grate tubes have an adjustable closure at the other end thereof and the tubes of two adjacent levels are perpendicular to each other.

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí vyobrazení, kde obr. 1 představuje svislý řez šachtou se znázorněním dvou pater roštovacích trubek a obr. 2 znázorňuje pohled shora na dvě patra těchto trubek a jejich napojení na rozvod fluidizační tekutiny a toku paliva.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a vertical section through a shaft showing two levels of grate tubes, and FIG. 2 shows a top view of two levels of the tubes and their connection to the fluidizing fluid distribution and fuel flow.

Fluidni topeniště je tvořeno šachtou .1 se svislou osou a s vnitřním povrchem upraveným podle charakteru spalovaného materiálu. Rošt je tvořen roštovými trubkami 2 uloženými vedle sebe ve vodorovných vrstvách a kolmo ke svislé ose šachty JL. Tyto se dělí střídavě na liché trubky 2a pro vedení fluidizační tekutiny a s výtokovými otvory 3a pro vedení, fluidizační tekutiny směřující směrem dolu a na sudé trubky 2b pro vedení toku paliva s výtokovými otvory 3b pro vedení toku paliva směřujícího nahoru. Každá roštová trubka má dvě řady výtokových otvorů které mezi sebou svírají úhel 90 až 120°. Trubky 2a pro vedení fluidizační tekutiny jsou pomocí přírub 5 připojeny na jedné straně šachty lna rozvod 5a fluidizační tekutiny a trubky 2b pro vedení toku paliva jsou pomocí přírub 5 připojeny na druhé straně šachty JL na rozvod 5b toku paliva a tyto roštové trubky 2 mají na svém druhém konci regulovatelný uzávěr 6 a tyto trubky ve dvou sousedních roštových patrech jsou navzájem k sobě kolmé.The fluidized bed is formed by a shaft 1 with a vertical axis and an inner surface adapted to the nature of the material to be burned. The grate consists of grate tubes 2 arranged side by side in horizontal layers and perpendicular to the vertical axis of the shaft JL. These are alternately divided into odd fluidizing fluid conduits 2a and with fluid outflow openings 3a, downward fluidizing fluid conduits and even fuel flow pipes 2b with upstream fluid flow outlets 3b. Each grate pipe has two rows of outflow openings which form an angle of 90-120 ° therebetween. The fluidizing fluid conduits 2a are connected by means of flanges 5 on one side of the shaft 1 of the fluidizing fluid distribution 5a and the fuel flow pipes 2b are connected by flanges 5 on the other side of the fuel flow shaft 5b and these grate pipes 2 have and the pipes in two adjacent grate trays are perpendicular to each other.

Přiváděním fluidizační tekutiny a toku paliva do fluidní vrstvy vznikají turbulentní víry £, čímž dochází k intenzivnímu smíchávání paliva s materiálem a se vzduchem k intenzivnímu hoření. Nahoře se do šachty £ přivádí dávkovačem 7 zrnitý materiál určený k tepelnému zpracování. Ten postupuje směrem dolu horním materiálovým pásmem £, pak středním materiálovým pásmem 10 a dolním materiálovým pásmem 11, načež je odstraňován vynášečem £ tuhých zbytků.The introduction of the fluidizing fluid and the fuel flow into the fluidized bed creates turbulent vortices 6, thereby intensively mixing the fuel with the material and intense combustion with the air. At the top, the granular material to be heat treated is fed into the shaft 4 through the feeder 7. This proceeds downwardly through the upper material zone 8, then through the middle material zone 10 and the lower material zone 11, and is then removed by the solid residue ejector.

V důsledku rozevření vrcholového úhlu výtokových otvorů 3a fluidačního vzduchu směrem dolu dochází při obrácení výtokových proudů k intenzivnímu turbulentnímu víru, který uvede do pohybu všechny částice v něm se nacházející, přičemž je podstatné, že tyto částice se již nemísí s částicemi z horního materiálového pásma 9_ ani s částicemi ze středního materiálového pásma £0· dochází k dokonalému vyhoření mechanického nedopalu odváděných tuhých zbytků na rozhranní dvou pásem ještě před tím, než přejdou do nehybného stavu v sesypné vrstvě, kde již nemůže dojít k jejich dohořívání a spékání. Naopak rozevření vrcholového úhlu výtokových otvorů 3b paliva směrem nahoru usměrňuje jeho tok výhradně do aktivní technologické fluidní vrstvy - tj. do horního materiálového pásma _9.Due to the downward opening of the aperture angle of the fluidizing air outlets 3a, an intense turbulent vortex occurs upon reversal of the outflow currents, causing all particles contained therein to move, and it is essential that these particles no longer mix with particles from the upper material zone 9. even with the particles from the central material zone 60, the mechanical butt of the solid residue at the interface of the two zones is completely burned out before they become stationary in the pouring layer, where they cannot burn off and sinter. Conversely, opening the apex angle of the fuel outlets 3b upwards directs its flow exclusively to the active process fluidized bed - i.e. the upper material zone 9.

Kombinace uspořádání roštových trubek v jednotlivých rovinách je zpravidla takový, že horní rovina je kombinována z fluidačních a palivových trubek 2a, 2b, protože při technologii fluidního zpracování zrnitých paliv je přídavné palivo používané hlavně pro start v době nájezdu na pracovní teplotu fluidní vrstvy a pouze ojediněle na její příhřev na vyšší teplotu, zatím co nejnižší rovina obsahuje pouze trubky 2a, protože má funkci rozvodu chladícího vzduchu.The combination of the grate pipe arrangement in the individual planes is generally such that the upper plane is combined from fluidization and fuel pipes 2a, 2b, since in the fluidized bed technology the auxiliary fuel is mainly used for starting at the time of the fluidized bed operating temperature and only sporadically. for its heating to a higher temperature, while the lowest plane contains only pipes 2a, since it has the function of distributing cooling air.

Odstraňování úsad jemných částic, které z fluidní vrstvy pronikají do vnitřků roštových trubek 2. výtokovými otvory _3 se děje po otevření regulovatelných uzávěrů 6. Tlakový fluidační vzduch způsobí vyfouknutí úsad v krátkém čase, bez podstatného narušení fluidace vrstvy za předpokladu, že uzávěry £ jsou otevírány postupně za sebou. ΦRemoval of fine particle deposits from the fluidized bed to the interior of the grate tubes 2 through the outlet openings 3 takes place after opening of the adjustable shutters 6. The pressurized fluidized air causes the deposits to blow out in a short time without substantially disrupting the fluidized bed. successively. Φ

Fluidní rošt podle tohoto návrhu je výrobně jednoduchý a provozně spolehlivý, nebot výrazně zlepšuje stávající provedení ve smyslu zmenšení mechanického nedopalu v tuhých zbytcích po spalování a jednoduchého čistění roštových trubek za provozu.The fluid grate according to this design is simple to manufacture and reliable in operation, as it significantly improves the existing design in terms of reducing the mechanical butt of the solid combustion residues and simply cleaning the grate tubes during operation.

Claims

Multi-level fluid grate of side-by-side grate tubes provided with fluidizing fluid outlets, arranged in multiple planes, characterized in that in each grate deck side-by-side grate tubes (2) have spaced outlets (3) spaced at an angle of 90 up to 120 °, wherein the alternately odd fluidizing fluid tubes (2a) have downwardly directed outflow openings (3a) and the even fuel flow pipes (2b) have upwardly directed fluid outflow openings (3b), wherein the pipes (2a) ) for fluidizing fluid conduits (5) are connected on one side of the shaft (1) to fluidizing fluid distribution (5a) and fuel flow pipes (2b) are connected by flanges (5) on the other side of the shaft (1) the fuel flow distribution (5b) and these grate tubes (2) have at their other end an adjustable closure (6) and tubes of two adjacent The tray floors are perpendicular to each other.