SE461294B - Pfbc-kraftanlaeggning med hetgasfilter - Google Patents

Description

461 294 Ett annat ändamål är att uppbygga filtret i moduler med sådan utformning att vid rensning av filterenheterna avsatt stoft faller ned mot en utmat- ningsanordning under obetydlig uppvirvling av stoftet.

Enligt uppfinningen är filtret inneslutet i ett tryckkärl som innehåller komprimerad förbränningsluft. Filtret är inneslutet i en behållare som kyles av förbränningsluft som strömmar längs dess yta. Anordningen innebär dels att tryckdifferensen mellan behållarens inre och yttre sidor blir obetydlig dels att behàllarens vägg hàlles vid en så låg temperatur att även enkla konstruktionsmaterial har goda hàllfasthetsegenskaper. Dessa båda faktorer medför att materialàtgángen för behållaren begränsas.

Filterbehållaren och brännkammaren kan vara placerade i ett gemensamt tryckkärl alternativt kan filterbehàllaren vara placerad i ett separat tryckkärl som genomströmmas av förbränningsluften.

I filterbehàllaren är placerade ett antal parallellt kopplade filter- moduler. Dessa moduler är lämpligen anordnade efter varandra i höjdled i en cylindrisk vertikal filterbehàllare men andra sätt att arrangera filtermodulerna i filterbehàllaren finnes.

Filtermodulerna är uppbyggda av modulbehàllare som är uppdelade i ett övre och ett nedre rum av en horisontell skiljevägg. Varje modul innehåller ett flertal rörformiga keramiska eller metalliska porösa filterenheter som pà sin nedströmssida kommunicerar med det övre rummet. Detta är i sin tur anslutet till en samlingsledning för renad gas till en gasturbin. Nedre delen av modulbehållaren är försedd med en utloppsanordning för borttrans- port av avskilt stoft från behâllarens nedre rum.

För renblàsning av filterenheterna är filtermodulerna försedda med ren- blàsningsanordningar som frigör på filterenheternas uppströmssida avsatt stoft med lämpliga intervaller så att lågt strömningsmotstànd ständigt upprätthàlles. För detta ändamål finnes reglerorgan som cykliskt ombesör- jer en gaspuls som ger ett omvänt gasflöde genom filterenhetens vägg så att på uppströmssidan avsatt stoft frigöras och faller ner i modulbehàlla- rens nedre del och därifrån avlägsnas via utmatningsanordningen.

FIGURER -- 4 6 1 2 9 4 Uppfinningen beskrivas närmare under hänvisning till bifogade schematiska figurer. Fig 1 visar en PFBC kraftanläggning med hetgasfiltret placerat i samma tryckkärl som brännkammaren, fig 2 en PFBC kraftanläggning med hetgasfiltret placerat i ett separat tryckkärl och fig 3 i större skala ett hetgasfilter delvis i sektion.

FIGURBESKRIVNING I figurerna betecknar 10 ett tryckkärl. I detta är en brännkammare 12 placerad. I anläggningen finnes en reningsanläggning 14 bestående av ett eller flera hetgasfilter 18 för avskiljning av stoft från brännkammarens 12 förbränningsgaser innan dessa tillföres en gasturbin 20. Cykloner 16 och hetgasfilter 18 är anordnade i serie. I utförandet enligt fig 1 är brännkammaren 12 och reningsanläggningens lä cykloner 16 och hetgasfiltret 18 placerade i det gemensamma tryckkärlet 10. I utförandet enligt fig 2 är brännkammaren 12 och reningsanläggningens 15 cykloner 16 placerade i tryckkärlet 12 under det att reningsanläggningens lü hetgasfilter 18 är placerat i det separata tryckkärlet 28. Turbinen 20 driver en kompressor 22, som komprimerar förbränningsluft som tillföres rummet 24 i tryckkärlet 10 och en generator 26 som matar ett icke visat elnät.

Brännkammaren 12 är försedd med en botten 30 med munstycken 32. Genom dessa tillföres brännkammaren 12 komprimerad förbränningsluft från rummet Zü mellan tryckkärlet 10 och brënnkammaren 12 jämnt fördelat över botten- ytan. Luften fluidiserar en bädd ßfi av partikulärt material och förbränner till bädden 3ü tillfört bränsle.

Bränsle tillföres genom en ledning 36. Aska och förbrukat bäddmaterial avlägsnas från brännkammaren 12 via ledningen 37 och en icke visad utmat- ningsanordning. I brännkammarens 12 bäddel finnes tuber 38 som kyler bäd- den ßë och värmer vatten eller alstrar ånga för drift av en icke visad ångturbin. Vid förbränning i bädden 34 bildade förbränningsgaser samlas i fribordet NO föres genom ledningen H2 till cyklonen 16 och från denna genom ledningen #4 till hetgasfiltret 18 och från hetgasfiltret 18 till turbinen 20 genom ledningen Ä6. Denna hetgasledning 46 är anordnad inuti ledningen UB som transporterar den i kompressorn 22 komprimerade förbränn- ingsluften till tryckkärlet 10. 461 294 '* I anläggningen enligt fig l är hetgasfiltret 18 anordnat i ett vertikalt schakt 50 i tryckkärlet 10. Luften från kompressorn 22 införes i rummet 24 via detta schakt 50. Filtret 18 är uppbyggt av en behållare 52 och inuti denna anordnade filtermoduler SH. Varje modul 58 består av en modul- behållare 56 och inuti denna anordnade filterenheter 58 (visas i fig 3).

Ledningen 44 från cyklonen 16 mynnar i rummet 60 i behållaren 52. Härifrån strömmar gaserna in i filtermodulernas 58 behållare 56 genom öppningarna 62. genom filterenheterna 58 och via ledningen 6ü till ett samlingsrör som är anslutet till hetgasledningen 46 som leder gasen till turbinen 20. I cyklonen 16 och hetgasfiltret 18 avskilt stoft transporteras bort via en som kylare utformad trycksänkande askutmatare 68 som är placerad i schak- tets 50 nedre del. Luften från kompressorn strömmar ner genom spalten 70 mellan schaktets 50 vägg och behållaren 52 och kyler denna. Eftersom behållaren 52 omges av komprimerad luft med obetydligt högre tryck än förbränningsgaserna blir belastningen låg. Genom kylningen hålles behålla- rens 52 vägg vid så låg temperatur att materialets hàllfasthet endast ned- sattes i begränsad utsträckning.

I en anläggning enligt fig 2 är ledningen Ä8 för den komprimerade luften från kompressorn 22 ansluten till separata tryckkärlet 28 och ledningen för hetgas från filtret 18 till turbinen 20 som tidigare ansluten till samlingsröret 68. Tryckkärlen 10 och 28 är förbundna med varandra med en ledning 72. Cyklonen 16 och hetgasfiltret 18 är som tidigare förbundna med ledningen ÄH. Avskilt stoft från cyklonen 16 resp hetgasfiltret 18 trans- porteras bort via askutmataren 68a i tryckkärlet 10 resp genom askutmatar- na 68b i tryckkärlet 28. Luften kyler genom sin passage genom tryckkarlet 28 askutmatarna 68b och behållaren 52.

Som visas i fig 3 är filtermodulerna SÅ uppbyggda av en behållare 56 som består av en undre del 56a, en övre del 56b, en horisontell vägg 56c och rörformade filterenheter 58. Väggen 56c uppdelar behållaren 56 i ett undre rum 78 och ett övre rum 76. De rörformade filterenheterna 58. som är slutna nertill och öppna upptill. är anordnade i det nedre rummet 7U och anslutna tillväggen 56c. Dessa filterenheter 58 kommunicerar på sin ned- strömssida med rummet 76 via öppningar 78 i väggen 56c. Detta rum kommuni- cerar via anslutningsledningen 6U med samlingsröret 66. I ledningen 6U finnes en ventil 80. Filtermodulerna 6U uppbäres av konsoler 82 och 8H i behållaren 52 resp på samlingsröret 56. j!

Claims (7)

1. 461 294 Gas från reningsanläggningens lä första steg, cyklonen 16, strömmar via ledningen Ä4 in i rummet 60 i behållaren 52 och via öppningarna 86 i modulbehàllarens 56 nedre del 56a in i rummet YH. genom filterenheterna 58, till rummet 76 och därifrån till samlingsröret 66 och turbinen 20. Pilar i figurerna visar gasers strömningsriktning. Stoft avsätter sig på filterenheternas 58 utsida. Detta avlägsnas från filterenheterna 58 genom en tillfällig tryckökning på nedströmssidan så att en bakströmning genom filterenheternas 58 vägg erhålles. I de övre filtermodulerna 5Ä frigjort stoft faller genom rören 88 ned genom nedanförliggande filtermoduler 5ü. Från denna nedersta modulen 5ü avlägsnas stoftet genom den tryckned- sättande askutmataren 68b. Denna kan vara en typ som beskrives i det europeiska patentet 0 108 505. Tryckökningen för avlägsnande av stoft från filterenheterna 58 åtadkommes genom inblâsning av luft genom munstycken 92 över öppningarna 78 och eventuell stängning av ventilen 80. Med denna ventil 80 kan en modul 5Ä avstängas vid brott på en filterenhet 58. Ett lämpligt tryck hos gasen kan åtadkommas exempelvis med en boosterkompressor 100 som på sin sugsida är ansluten till tryckkärlet 10 via ledningen 102 och pà sin trycksida via ledningen 104 och ventilerna 106 till röret 90 med munstyckena 92. Ren- blåsningen av filterenheterna regleras med en reglerenhet 106 som via manöverledningar 108 är ansluten till ventilernas 106 manöverdon 110. Reglerenheten kan varar så programmerad att renblåsning av en filterenhet i taget åstadkommas med bestämda intervall. Alterantivt kan differential- tryckgivare som mäter tryckfallt över filterenheterna 58 och filtermodu- lerna 54 vara anslutna till reglerutrustningen 106 och kan denna vara programmerad att renblåsa filterenheterna 58 när tryckfallet överstiger ett visst värde. PATENTKRAV Kraftanläggning med förbränning av ett bränsle vid ett tryck överstigande atmosfärstrycket (PFBC-kraftanläggning) innefattande en brännkammare (12) med ett förbränningsrum en botten (30) med munstycken (32) i brännkammarens (12) nedre del för tillförsel av förbränningsluft till förbränningsrummet för fluidisering av 461 294 6 en bädd (34) av partikulärt material och förbränning av ett bränsle en kompressor (22) för komprimering av förbränningsluften .f en gasturbin (20) som drives av de i brännkammaren (12) alstrade h förbränningsgaserna en flerstegs reningsanläggning (14) med i serie anordnade gasrenare (16, 18) i vilken reningsanläggnings (14) sista reningssteg utgöres av ett hetgasfilter (18) k ä n n e t e c k n a d därav att hetgasfiltret (18) innefattar inuti ett tryckkärl (10, 28) anordnad första behållare (52) som omströmmas av den komprimerade förbränningsluften i denna första behållare (52) anordnade filtermoduler (54) innefattande en andra behållare (56) med en horisontell skiljevägg (56c) som uppdelar behållaren (56) i ett nedre och ett övre rum (74, 76) i den andra behàllarens (56) nedre rum (74) anordnade rörformade keramiska eller metalliska filterenheter (58) som är anslutna till den nämnda väggen (56c) och på sin nedströmssida kommunicerar med det övre rummet (76) öppningar (86) i det nedre rummets (74) vägg en anslutning (64) mellan det övre rummet (76) och en ledning (46) till gasturbinen (20) och en utloppsanordning (68) för borttransport av avskilt stoft från det nedre rummet (74) i filtermodulens (54) behållare (56).

2. Kraftanlëggning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att såväl brännkammaren (12) som hetgasfiltret (18) är inneslutna i ett gemensamt tryckkärl (10).

3. Kraftanläggning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att hetgasfiltret (18) är inneslutet i ett separat tryckkärl (28). _% 461 294 U.

4. Kraftanläggning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att filtermodulerna (SU) innehåller anordningar (90. 92) för renblàsning av filterenheterna (58).

5. Kraftanläggning enligt patentkrav 4 k ä n n e t e c k n a d därav att den innehåller reglerorgan (106) för cyklisk renblåsning av filterenheterna (58).

6. Kraftanläggning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att ett antal filtermoduler (SU) är anordnade efter varandra i höjdled.

7. Kraftanläggning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d därav att utloppet för avskilt material från en filtermodul (58) passerar genom en nedanför befintlig filtermodul (58) och mynnar i dennas nedre del.