[发明专利]用于烘干流化床锅炉的燃料的方法和设备

说明书

本发明涉及烘干给流化床锅炉点火的燃料的方法和设备。燃料在供给流化床锅炉前先要在位于供料管路中的烘干机中烘干，从而可使用再循环的流化床固体燃料去烘干燃料。控制流化床固体燃料的循环速率，使供给烘干机的热的流化床固体燃料的数量足够烘干所包含的燃料。流化床固体燃料在烘干机中与湿燃料混合，降低了燃料的湿度并且产生了蒸汽。将烘干的燃料和流化床固体燃料加到锅炉的炉膛中。可将烘干过程中产生的蒸汽从烘干机送至有用的应用场合，最好送至冷凝级，以便在能量产生过程中利用。

在加压燃料点火的动力设备中，在将湿燃料送入锅炉的炉膛之前一般借助于烟气将该湿燃料烘干。因为加压燃料燃烧室需要干燃料才能稳定燃烧，所说燃料的烘干过程是必不可少的。在流化床锅炉中，要进行有效的燃烧，燃料不必是干的，但在流化床中可能发生烘干和燃烧，这种烘干和燃烧的热量相当高。

在使用烟气的烘干过程中，烟气和烘干过程中产生的蒸汽逐渐相互混合在一起。从烟气和烘干过程中产生的蒸汽的气体混合物中回收热量，在经济效益上一般没有什么实用价值，这是因为在相当高的温度下不可能回收冷凝的热量，并且烟气中的酸性分量(NOx和SOx)在低于水的露点的温度下会强烈腐蚀热交换器表面。

还要借助于不同的蒸汽加热的烘干机(其中的烘干热量是从送入烘干机中的蒸汽获得的)对燃料进行烘干以便实现加压燃料的点火。蒸汽在为烘干机设计的热交换器表面上冷凝。一般来说，使用温度尽可能低的低压蒸汽，并且不必回收燃料释放出来的蒸汽。

现有技术中的一种有用的蒸汽加热的烘干机结构是流化床蒸汽加热的烘干机，其中首先用压缩机来提高烘干机排出蒸汽的压力水平，然后将加压的蒸汽引向烘干机的蒸汽冷凝表面，借此来回收来自排出蒸汽的冷凝热量。这样一种烘干机的缺点是投资成本高和压缩机的内部功耗相当大。

德国专利申请DE3,726,643公开了一种结构，这种结构仅限于用在循环的流化床锅炉，其中的整个的循环流化床固体燃料流是送到混合器型的烘干机的。对于市场上销售的典型循环流化床锅炉而言，该系统使用了一种带有冷却表面的热交换器结构作为烘干机。在该德国申请出版物中描述的实施例中，再循环的蒸汽起液化气体的作用。因为不可能控制再循环的流化床固体燃料的数量以适应所需的烘干效应，所以要为烘干机提供热传输表面。于是，再循环的流化床固体燃料的冷却发生在三个不同的阶段：燃料的烘干、再循环蒸汽的过热、以及对置于烘干机流化床中的冷却管道的热传输。

上述系统还有一个缺点，即烘干机的结构和处理装置很复杂，使投资成本高昂。再有，在这种实施例中的烘干机的流化床温度必须比水蒸发成蒸汽所必须的相变温度明显地高(高出100-300℃)，因此燃料的气化和焦油的生成将要妨碍该设备的技术上的可行性。

本发明不限于烘干机运行的流化床技术。本烘干机的基本特征是，允许流化床固体燃料以被控的方式进入烘干机的数量必须能保持烘干机温度在一个期望的水平上。

当按照本发明操作流化床烘干机时，在烘干过程中产生的循环的排出蒸汽不是像上述的德国申请的实施例中的那种情况用于冷却流化床，而是保持该流化床处于液化状态。

当按照本发明通过再循环流化床固体燃料至烘干过程的热量输入量是根据所需的烘干容量进行控制时，即可将烘干机的结构简化，因为可从烘干机上省去所有的热传输表面。换言之，烘干机一般必须具备的热传输能力由调节至烘干机的热输入量的控制方案所代替。鉴于此，本发明的焦点不在于用蒸汽烘干本身(这方面已在几个市场上销售的产品应用中实施了)，而在于实现一个极其有益的烘干机结构。

如以上所述，由于和燃料的燃烧有关的一些原因，流化床锅炉不一定要烘干燃烧的燃料。但如果可以冷凝来自烘干过程的排出蒸汽，烘干机就可能在能量产生方面给出有经济效益的优越条件。从中可以得到一个附带的好处，即重新进入炉膛的烟气量减少了，减少的数量为被冷凝的排出蒸汽量。因此可以使用较小的锅炉，并且降低了锅炉的投资成本。

按照本发明，燃料的烘干是使用给烘干过程引入热量的热的流化床固体燃料，在将燃料供给锅炉之前，在适于安置在燃料供料管路中的一个烘干机中完成的。将流化床固体燃料再循环进入设在供料管路中的烘干机内的数量必须使再循环的流化床固体燃料的热量与烘干该燃料的能量要求相适应。通过来自流化床固体燃料/燃料混合物温度的控制信号来控制再循环速率。该控制装置也可以使用其它的与混合物温度有关的测量信号，例如一氧化碳、或混合物的温度。该控制方案基本上是通过调节再循环的流化床固体燃料至烘干机的供料速度实现的。