[发明专利]床内固体控制阀

说明书

技术领域

本发明总地涉及例如用于工业设备或电厂设施内的循环流化床(CFB)反应器或锅炉的领域，且尤其涉及用于控制固体从床内热交换器(IBHX)至CFB的固体排放的非机械阀。

背景技术

Belin等人的美国专利No.6,532,905记载了一种具有可控IBHX的CFB锅炉。该锅炉包括CFB反应室以及位于反应室内的鼓泡流化床(BFB)热交换器。通过控制固体从BFB下部排入反应室的速度来控制热交换器中的热交换。在一个实施例中，排放控制是采用至少一个非机械阀完成的，所述非机械阀经由阀附近的流化气体供给得以控制。

控制热交换的另一种方法在美国专利No.6,532,905中披露。在这种情形下，通过使用从BFB下部延伸至形成IBHX外壳的壁的最低部处或之上的高位的一个或多个导管来控制热交换。通过使导管中的固体颗粒流化，增进其通过导管的向上运动，致使固体颗粒从BFB排入周围CFB。通过控制流化气体流量或工作中的导管数目，从BFB至CFB的总固体排放得以控制，由此控制IBHX中的热交换。

CFB锅炉的容量和/或其出口蒸发参数越高，其所需要的IBHX热负载越高。这在具有升高的氧浓度的氧燃烧CFB锅炉中更为突出，此时对于给定的反应室尺寸而言，所要求的IBHX热负载剧烈增加，这导致IBHX高度增大。由于BFB相对CFB较高的密度，非机械阀两侧的压差可达几十英寸的水柱压，这导致固体通过阀排放的高速度以及总体很高的排放流量。后者可能超过固体排量的要求额定值并因此会不利地影响热交换的可控制性。在固体控制阀附近高的固体速度可能造成热交换器中的加热表面的任意毗邻管道的腐蚀，以及处在阀喷射尾流中的CFB反应室内的泡罩腐蚀。

鉴于上述内容，需要一种提高CFB锅炉的操作性和可靠性的固体控制阀，这种锅炉包含可控IBHX。

发明内容

本发明通过利用控制从IBHX进入CFB反应室的固体排放的至少一个非机械阀改善了CFB锅炉的操作性和可靠性。

因此，本发明的一个方面针对一种循环流化床(CFB)锅炉，该CFB锅炉包括：CFB反应室，该CFB反应室具有侧壁以及在CFB反应室下端界定底部以将流化气体提供进入CFB反应室的栅架；鼓泡流化床(BFB)，该鼓泡流化床位于CFB反应室的下部并由外壳壁和CFB反应室的底部界定；至少一个可控的床内热交换器(IBHX)，该IBHX占据反应室底部的一部分并由BFB的外壳壁围绕；以及至少一个非机械阀，该非机械阀设计成允许控制从BFB进入CFB反应室的固体排放，该阀包括在BFB外壳壁中至少一个开口、位于外壳壁中至少一个开口的上游的至少一个独立受控的第一流化装置、位于外壳壁中至少一个开口的下游的至少一个独立受控的第二流化装置，其中外壳壁中的至少一个非机械阀开口的底部高度处于独立受控的第一和第二流化装置两者的顶部或其之上。

本发明的另一方面针对一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应室，该CFB反应室具有侧壁以及在CFB反应室下端界定底部以将流化气体提供进入CFB反应室的栅架；鼓泡流化床(BFB)，该鼓泡流化床位于CFB反应室的下部并由外壳壁和CFB反应室的底部界定；至少一个可控的床内热交换器(IBHX)，该IBHX占据CFB反应室底部的一部分并由BFB的外壳壁围绕；以及至少一个非机械阀，该非机械阀设计成允许控制从BFB进入CFB反应室的固体排放，该阀包括在BFB外壳壁中至少一个开口、位于外壳壁中至少一个开口的上游的至少一个独立受控的第一流化装置、位于外壳壁中至少一个开口的下游的至少一个独立受控的第二流化装置，其中外壳壁中的至少一个非机械阀开口的底部高度处于独立受控的第一和第二流化装置两者的顶部或其之上，其中至少一个IBHX选自过热器、再加热器、节热器或蒸发表面中的一者或多者，并且至少一个IBHX的管道受形成在至少一个开口附近的管道表面上的耐磨材料层保护。

表征本发明的各新颖性特征在所附并作为本公开一部分的权利要求书中逐一详细指出。为了更好地理解本发明、其工作优点及其使用所获得的具体利益，下面参见附图和描述内容，其中示出了本发明的示例性实施例。

附图说明

图1是根据本发明的CFB锅炉的截面侧视图；

图2是从箭头2-2方向观察到的图1的CFB锅炉的截面侧视图，

图3是根据本发明第一实施例的CFB锅炉的部分截面侧视图，其示出位于开口下游的流化装置下游的流动控制阻挡件；以及

图4是根据本发明第二实施例的CFB锅炉的部分截面侧视图，其示出位于开口下游的流化装置上游的流动控制阻挡件。

具体实施方式