[发明专利]一种燃烧装置及其分离装置

说明书

本发明涉及一种燃烧装置，其包括：一个燃料燃烧发生在其中同时产生燃气的燃烧室，一设置用于净化所述燃气的灰尘颗粒的净化装置，及一个设置用于将所述燃气从该燃烧室中经该净化装置输送至用于提取该燃气中的能量的燃气涡轮管道元件。本发明也涉及用于从一燃气流中分离出目标物，以防止这些目标物进入燃气涡轮的分离装置，该分离装置包括一个用于该燃气的进气道，一个设置用于捕集由该燃气传送的所述目标物的捕集件，及一用于该燃气的出口通道，该捕集件与设置用于排出该捕集的目标物的装置相连。

现在结合不同的用途(该些用途与一压力流动体，即一所谓的PFBC动力装置——压力流化床燃烧动力装置)对本发明进行讨论并使之清楚化。然而，本发明并不仅限于这样的应途，它可用于所有可能的动力装置中，例如连接到不同类型的燃气轮机装置中。

在一不可燃烧的颗粒材料的床中燃烧不同的燃料是公知的技术，该不可燃烧的材料是从下面通过喷咀按使该床流化的方式供以燃烧空气的。在燃烧过程期间形成的燃烧气体流过一高于该床的超水高缘部，之后将其进行净化并输入一燃气涡轮。该燃气驱动该燃气涡轮，该涡轮转而又在一方面驱动一发电机，在另一方面又驱动一个向该压力容器供给压缩空气的压缩机。在该床中，燃料以大约850℃的温度燃烧。该燃气之净化通常由旋流分离器进行。该分离器之分离效率相当高，并且离开该分离器的燃气原则上讲可直接供给燃气涡轮而不会引起该涡轮损坏。然而。为了获得对该离开该燃烧装置的燃气的更高程度的净化，公知的是在该旋流分离器下游设置一高温过滤器。由于该过滤器要承受高温，所以它不得不要用耐温材料制成。一种合适的耐温材料是陶瓷。然而，陶瓷是一种极硬又脆不能承受特别大的机械应力的材料。这一事实导致该过滤器常常破裂或失效，例如因为显著的温度变化而形成的应力而破裂或失效。该陶瓷-实际的过滤器部件通常支承在金属支承结构中，并且由于高温时金属显著地膨胀，从而在该陶瓷过滤器材料中形成或多或少的无法回避的应力。这就导致了很可能是相当大的目标物从该过滤器上破落并随该燃烧气体进入该燃气涡轮的危险大大增加。因此，很可能对该涡轮的关键部件产生极大的损害。燃气轮机的维修是极为昂贵的，这一方面是因为部件费用昂贵，另一方面是因为在维修期间该装置也得闲置。

作出了各种努力以设置一分离装置来解决所述问题，该分离装置的形状为该燃气涡轮上游输送管件的衬管T的形式。因此，燃气通过该衬管T之顶部各部分之一输送并通过其支路而流出。该分离出的材料集结于该衬管T的顶部第二部分中。尽管该装置之温降和压降小，但它具有一个缺点，即当该燃烧装置停止或压力迅速降低时，集结的目标物可被吸起并流入该燃气涡轮。因它不能令人满意地进行工作。

本发明的目的是为了克服上述问题。更确切地说，存在一种努力以获得一种装置，借助于该装置，可能存在于一燃气流中的目标物在该气流被引入一燃气涡轮或相似的敏感装置中之前按可靠之方式进行分离。此外，需努力做到的是该分离装置应该只产生极小的压降和温降，从而不使该燃烧装置的总效率恶化。

这一目的可由本文起始部分限定的燃烧装置实现，其特征在于，该分离装置设置于该净化装置和该涡轮之间，以便从该燃气流中分离出目标物并防止这些目标物流入该燃气涡轮，该分离装置包括：一燃气进气通道，一设置用于捕集由所述燃气输送的目标物的捕集件，一燃气出口通道，该捕集件连接到设置用于在该装置工作期间捕集的目标物排出的装置上，利用该净化装置和燃气涡轮之间的这样的分离装置，从而可实质上改善该燃烧装置的工作安全性。该分离装置可保证：源于该净化装置的可能目标物或由其它通常不应存在于该燃烧装置的管道系统中的目标物，例如因疏漏而遗留在用于输送燃气的管道件中的焊条，螺丝，螺母或片状物等等构成的可能目标物，在进入燃气涡轮之前可有效地被挡住。由于本发明的分离装置还包括设置用于将在该燃烧装置工作期间捕集的目标物排出的装置，因此这些捕集物例如在该燃烧装置紧急停车时所产生的迅速压力变化时再被吸入燃气涡轮中的危险消除了。

根据本发明的实施例之一，该进气通道包括一个朝所述捕集件延伸的进气方向。需要由本发明的分离装置分离的并可损害该燃气涡轮的目标物是相对大的，并通过该燃气流动获得极大的动能。按该方式，如果该燃气流停止或改变方向偏离这一直线运动，则该目标物继续作直线运动。较好的是该捕集件包括一个在进口方向呈锥形的漏斗形元件。