用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法
【專利摘要】[技術(shù)問題]提供了一種用于加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的低成本起動方法，通過該方法，可以抑制流體沙的破裂。[技術(shù)方案]加熱填充在加壓流化床焚燒爐的底部中的流體砂，從而升高稀相區(qū)的溫度，并且在稀相區(qū)的溫度被升高到750至900℃之后，將具有含水有機物質(zhì)的待處理物料饋送到加壓流化床焚燒爐。
【專利說明】用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于起動用于燃燒待處理物料(諸如下水污泥、生物燃料、城市固體廢棄物等)的加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，更具體地說，涉及這樣一種用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，該方法通過防止加壓流化床焚燒爐的底部中填充的作為床料的硅砂的破裂來降低床料的更換頻率并降低用于加熱作為床料的硅砂的輔助燃料的消耗。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地，加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)作為焚燒爐設備是已知的，在該焚燒爐設備中，采用從焚燒爐排出的燃燒廢氣的能量來燃燒諸如下水污泥、生物燃料和城市固體廢棄物等的待處理物料。加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)包括:加壓流化床焚燒爐，該加壓流化床焚燒爐用于燃燒待處理物料；以及渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括渦輪機和壓縮機，從加壓流化床焚燒爐排出的燃燒廢氣使渦輪機旋轉(zhuǎn)，壓縮機隨著渦輪機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)以提供壓縮空氣。因為渦輪增壓器的渦輪機由燃燒待處理物料時所產(chǎn)生的燃燒廢氣驅(qū)動，并且用于燃燒的所需燃燒空氣的總量由從壓縮機排出的壓縮空氣供應，所以加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)可以自驅(qū)動。因為加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)可以自驅(qū)動，所以已知的是不需要常規(guī)系統(tǒng)中需要的強制通風鼓風機或抽風式通風風扇，從而使得運行成本降低。
[0003]曾提出過這樣一種用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，在該方法中，在將加壓流化床焚燒爐的底部中填充的作為床料的硅砂加熱到大約550°C之后，將砂過濾水(sandfiltrate water)從設置在加壓流化床焚燒爐的頂部處的噴水器噴射到作為床料的硅砂，這增加了在加壓流化床焚燒爐中產(chǎn)生的燃燒廢氣，并且燃燒空氣被供應到加壓流化床焚燒爐(參見非專利文獻I以及專利文獻1、2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]非專利文獻
[0006]非專利文獻1:2007 年 11 月 I 日發(fā)表的 “2007Journal of the 18th AnnualConference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management，，，JapanSociety of Material Cycles and Waste Management,第 579 頁至第 581 頁
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I JP 2007-170704A
[0009]專利文獻2:JP 2008-25966A


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]然而，在常規(guī)的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法中，當加壓流化床焚燒爐的溫度升高時，噴射到焚燒爐中的常溫水與被加熱到大約550°C的硅砂(作為床料)接觸，使得作為床料的硅砂可能破裂成更小顆粒，因此，可能增加作為床料的硅砂的消耗。
[0012]非專利文獻I和專利文獻1、2中描述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法在完成自驅(qū)動操作之前一直需要使用諸如重油和城市燃氣等的輔助燃料以便維持廢氣溫度和廢氣流量，因此存在的問題是增加了輔助燃料的消耗。
[0013]因此，本發(fā)明的主要目的是解決這種問題。
[0014]解決問題的技術(shù)方案
[0015]解決上述問題的本發(fā)明及其作用效果如下。
[0016]本發(fā)明的第一方面是一種用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，該加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)包括:
[0017]加壓流化床焚燒爐，該加壓流化床焚燒爐用于燃燒具有含水有機物質(zhì)的待處理物料，作為床料的硅砂填充在所述加壓流化床焚燒爐的底部中；
[0018]渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有渦輪機和壓縮機，由從所述加壓流化床焚燒爐排出的燃燒廢氣使所述渦輪機旋轉(zhuǎn)，所述壓縮機隨著所述渦輪機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，以向所述加壓流化床焚燒爐供應壓縮空氣作為燃燒空氣；
[0019]起動用鼓風機，該起動用鼓風機用于向所述加壓流化床焚燒爐供應所述燃燒空氣；以及
[0020]加熱單元，該加熱單元用于在所述加壓流化床焚燒爐中進行加熱，
[0021]所述方法包括以下步驟:
[0022]通過驅(qū)動所述起動用鼓風機來向所述加壓流化床焚燒爐供應所述燃燒空氣；
[0023]通過利用所述加熱單元加熱作為所述床料的所述硅砂來升高所述加壓流化床焚燒爐的稀相區(qū)(freeboard)的溫度；
[0024]在將所述稀相區(qū)的溫度升高到750至900°C之后，通過將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐來增加所述燃燒廢氣的量；以及
[0025]通過利用所述燃燒廢氣驅(qū)動所述渦輪增壓器來向所述加壓流化床焚燒爐供應所述燃燒空氣，并且此后，停止所述起動用鼓風機的操作。
[0026](作用效果)
[0027]在將稀相區(qū)的溫度升高到750至900°C之后，燃燒廢氣的量通過將待處理物料饋送到加壓流化床焚燒爐而得以增加，并且燃燒空氣通過利用燃燒廢氣驅(qū)動渦輪增壓器而被供應到加壓流化床焚燒爐。這防止了作為床料的硅砂因熱震而引起的破裂，使得可以降低作為床料的硅砂的更換頻率。進一步地，因為燃燒了待處理物料中含有的有機物質(zhì)，所以可以降低常規(guī)加壓流化床焚燒爐所需的諸如重油和城市燃氣等的輔助燃料的消耗。
[0028]在本發(fā)明的第二方面中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，
[0029]利用所述起動用鼓風機和所述渦輪增壓器，將比燃燒所述待處理物料所需的燃燒空氣的量多的所述燃燒空氣供應到所述加壓流化床焚燒爐。
[0030](作用效果)
[0031]利用起動用鼓風機和渦輪增壓器，將比燃燒待處理物料所需的燃燒空氣的量多的燃燒空氣供應到加壓流化床焚燒爐。因此，可以完全燃燒待處理物料，從而可以抑制諸如一氧化碳等的有害物質(zhì)的出現(xiàn)。
[0032]在本發(fā)明的第三方面中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面或第二方面，
[0033]在所述加壓流化床焚燒爐中的焚燒爐壓力恒定達到一定時間段之后，開始饋送所述待處理物料。
[0034](作用效果)
[0035]在加壓流化床焚燒爐中的焚燒爐壓力恒定達到一定時間段之后，開始饋送待處理物料。因此，不需要使用噴水等來增加燃燒廢氣的量，并且可以以優(yōu)選方式開始渦輪增壓器的操作。
[0036]在本發(fā)明的第四方面中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第三方面，
[0037]在供應到所述渦輪機的所述燃燒廢氣的溫度達到預定值之后，阻塞旁通流路，使得將所述燃燒空氣從所述起動用鼓風機經(jīng)由空氣流路供應到所述壓縮機的入口，所述旁通流路設置在從所述起動用鼓風機的排出側(cè)到所述壓縮機的吸入側(cè)的流路分支至所述壓縮機的所述排出側(cè)起的流路之間。
[0038](作用效果)
[0039]在渦輪增壓器的入口處的燃燒廢氣的溫度達到預定值之后，開始從起動用鼓風機經(jīng)由渦輪增壓器向加壓流化床焚燒爐供應燃燒空氣。因此，不需要使用噴水等來增加燃燒廢氣的量，并且可以以優(yōu)選方式開始渦輪增壓器的操作。
[0040]在本發(fā)明的第五方面中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第四方面，
[0041]以恒定速率增加所述待處理物料的量并將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐。
[0042](作用效果)
[0043]以恒定速率增加待處理物料的量并將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐。因此，可以抑制加壓流化床焚燒爐的溫度變化，并且渦輪增壓器的操作可以穩(wěn)定地轉(zhuǎn)變?yōu)樽则?qū)動操作。
[0044]在本發(fā)明的第六方面中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第四方面，
[0045]逐步增加所述待處理物料的量并將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐。
[0046](作用效果)
[0047]逐步增加待處理物料的量并將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐。因此，可以容易地饋送待處理物料，并且可以抑制所饋送的待處理物料的量的變化。進一步地，可以抑制加壓流化床焚燒爐的溫度變化，并且渦輪增壓器的操作可以穩(wěn)定地轉(zhuǎn)變?yōu)樽则?qū)動操作。
[0048]在本發(fā)明的第七方面中，根據(jù)本發(fā)明的第六方面，
[0049]饋送按質(zhì)量計為所述加壓流化床焚燒爐的額定載荷的20至30%的所述待處理物料，并且
[0050]在從所述渦輪增壓器供應的所述燃燒空氣按容量計等于或大于額定容量的50%之后，饋送按質(zhì)量計為所述額定載荷的40至50%的所述待處理物料。
[0051](作用效果)
[0052]饋送按質(zhì)量計為加壓流化床焚燒爐的額定載荷的20至30%的待處理物料。因此，可以在開始饋送待處理物料時防止作為床料的硅砂的溫度的降低。
[0053]在從渦輪增壓器供應的燃燒空氣按容量計等于或大于額定容量的50%之后，饋送按質(zhì)量計為額定載荷的40至50%的待處理物料。因此，可以進一步抑制加壓流化床焚燒爐的溫度變化，并且渦輪增壓器的操作可以短時間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樽则?qū)動操作。
[0054]在本發(fā)明的第八方面中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第七方面，
[0055]所述加壓流化床焚燒爐包括作為所述加熱單元的起動用燃燒器和輔助燃料燃燒裝置，用于加熱填充在所述底部中的作為所述床料的所述硅砂，并且
[0056]在由所述起動用燃燒器將作為所述床料的所述硅砂加熱到650至700°C之后，由所述輔助燃料燃燒裝置將作為所述床料的所述硅砂加熱到750至850°C。
[0057](作用效果)
[0058]在由起動用燃燒器加熱作為床料的硅砂的外表面之后，由輔助燃料燃燒系統(tǒng)加熱硅砂的內(nèi)部。因此，可以有效加熱作為床料的硅砂，并且可以抑制輔助燃料的消耗。
[0059]本發(fā)明的有益效果
[0060]根據(jù)上述發(fā)明，即使在渦輪增壓器的自驅(qū)動操作之前也可以饋送待處理物料，并且這可以以低成本防止作為床料的硅砂破裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1是例示加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的示例性圖。
[0062]圖2是圖1的部分放大圖。
[0063]圖3是圖1的部分放大圖。
[0064]圖4是圖1的部分放大圖。
[0065]圖5是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的起動方法的流程圖。
[0066]圖6是例示根據(jù)比較例的起動方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0067]下文中將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。為了容易理解，指示了方向以方便進行說明，但是應理解構(gòu)造不限于此。
[0068]如圖1所示，加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)I包括:污泥儲料器10，該污泥儲料器10用于存儲諸如污泥等的待處理物料；加壓流化床焚燒爐20，該加壓流化床焚燒爐20用于燃燒從污泥儲料器10饋送的待處理物料；空氣預加熱器40，該空氣預加熱器40用于利用從加壓流化床焚燒爐20排出的燃燒廢氣來加熱供應到加壓流化床焚燒爐20的燃燒空氣；集塵器50，該集塵器50用于去除燃燒廢氣中的粉塵；渦輪增壓器60，該渦輪增壓器60由燃燒廢氣驅(qū)動，以向加壓流化床焚燒爐20供應燃燒空氣；白煙防止用預加熱器70，該白煙防止用預加熱器70用于利用從渦輪增壓器60排出的燃燒廢氣加熱向洗滌塔80供應的白煙防止用空氣；以及洗滌塔80，該洗滌塔80用于去除燃燒廢氣中的雜質(zhì)。
[0069](污泥儲料器)
[0070]污泥儲料器10中存儲的待處理物料主要是含水量被脫水為按質(zhì)量計70%至85%的下水污泥，并且待處理物料含有易燃有機物質(zhì)。要注意的是，因為待處理物料不限于下水污泥(只要其是含水的有機物質(zhì)即可)，所以待處理物料可以是生物燃料、城市固體廢棄物以及類似物。
[0071]在污泥儲料器10的下部設置有定量送料器11，以向加壓流化床焚燒爐20供應預定量的待處理物料，并且在定量送料器11的下游側(cè)設置有送料泵12，以將待處理物料壓送到加壓流化床焚燒爐20。送料泵12可以是處理腔泵、活塞泵以及類似泵。
[0072](加壓流化床焚燒爐)
[0073]加壓流化床焚燒爐20是燃燒焚燒爐，具有預定顆粒尺寸的諸如硅砂(作為床料)等的固體顆粒作為流化介質(zhì)被填充在焚燒爐的下部中，并且加壓流化床焚燒爐被構(gòu)造為在利用供應到焚燒爐中的燃燒空氣來維持流化床(下文中稱作砂床)的流化狀態(tài)的同時使從外部饋送的待處理物料和必要時供應的輔助燃料燃燒。加壓流化床焚燒爐20包括作為加熱單元的輔助燃料裝置21和/或起動用燃燒器22。
[0074]如圖1和圖2所示，輔助燃料燃燒裝置21在焚燒爐的一個側(cè)壁處設置在焚燒爐的下部中，以加熱顆粒尺寸大約是400至600 μ m且填充在加壓流化床焚燒爐20中的硅砂(作為床料)。在輔助燃料燃燒裝置21的上側(cè)附近，設置有起動用燃燒器22，以在起動操作期間加熱作為床料的硅砂。用于待處理物料的入口 13B還設置在起動用燃燒器22的上側(cè)。在加壓流化床焚燒爐20的上部中，設置有噴霧器23，以在必要時通過將冷卻水噴射到焚燒爐中來冷卻燃燒廢氣。
[0075]輔助燃料燃燒裝置21設置在燃燒空氣分散管道24的上側(cè)處，以加熱加壓流化床焚燒爐20中填充的作為床料的硅砂。以與燃燒空氣分散管道24相同的方式，輔助燃料燃燒裝置21包括平行設置的多個輔助燃料燃燒裝置。從設置在焚燒爐外部的輔助燃料供應裝置29向輔助燃料燃燒裝置21供應諸如城市燃氣和重油等的輔助燃料。作為輔助燃料燃燒裝置21，可以應用氣霧器、油霧器或類似物。
[0076]起動用燃燒器22設置在加壓流化床焚燒爐20處，以便朝向其中心軸線向下傾斜，用于在起動操作期間加熱作為床料的硅砂的外表面。以與輔助燃料燃燒裝置21相同的方式，從設置在焚燒爐外部的輔助燃料供應裝置29向起動用燃燒器22供應輔助燃料。從起動用鼓風機65經(jīng)由管道96吹送的空氣被用作用于起動用燃燒器22的燃燒空氣。
[0077]燃燒空氣分散管道24在加壓流化床焚燒爐20的另一側(cè)壁處設置在焚燒爐的下部中，以向加壓流化床焚燒爐20中供應燃燒空氣。排出口 90A形成在加壓流化床焚燒爐20的頭部的具有更小直徑的側(cè)壁上，以將由于輔助燃料、待處理物料等的燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體以及由于砂過濾水、待處理物料中含有的水等被加熱而產(chǎn)生的水蒸氣排出到焚燒爐之外。在本發(fā)明中，燃燒氣體或通過混合燃燒氣體和水蒸氣形成的氣體稱作燃燒廢氣。
[0078]燃燒空氣分散管道24設置在輔助燃料燃燒裝置21的下部中，以便向從輔助燃料燃燒裝置21供應的輔助燃料均勻供應燃燒空氣。
[0079]多個溫度傳感器(未示出)沿著高度方向以預定間隔設置在加壓流化床焚燒爐20的側(cè)壁上，以測量焚燒爐中的溫度。這些溫度傳感器的位置在砂床和稀相區(qū)中，砂床和稀相區(qū)這兩者都具有兩至三個溫度傳感器，即，總共四至六個溫度傳感器。作為溫度傳感器，可以使用熱電偶以及類似傳感器。在本文中，稀相區(qū)指的是加壓流化床燃燒焚燒爐11中位于砂床上方的上部。各個溫度傳感器在控制裝置(未示出)中輸出指示其設置位置處的爐內(nèi)溫度的電信號。
[0080](空氣預加熱器)
[0081]空氣預加熱器40設置在加壓流化床焚燒爐20的后段，并且通過間接地在從加壓流化床焚燒爐20排出的燃燒空氣與燃燒廢氣之間進行熱交換，將燃燒空氣加熱到預定溫度。
[0082]如圖1和圖3所示，用于從加壓流化床焚燒爐20流出的燃燒廢氣的入口 90B在空氣預加熱器40的一個側(cè)壁處形成在空氣預加熱器的上部中，并且用于從空氣預加熱器40排出燃燒空氣的出口 91A形成在入口 90B的下側(cè)附近。燃燒廢氣的入口 90B經(jīng)由管道90連接到加壓流化床焚燒爐20的排出口 90A。用于燃燒空氣的出口 91A經(jīng)由管道91連接到加壓流化床焚燒爐20中的燃燒空氣分散管道24的基部。
[0083]出口 92A在空氣預加熱器40的另一側(cè)形成在該空氣預加熱器的下部中，以從空氣預加熱器40排出燃燒廢氣。在出口 92A的上側(cè)附近，入口 95B形成為向預加熱器中供應燃燒空氣?？諝忸A加熱器優(yōu)選地是殼管式熱交換器。
[0084](集塵器)
[0085]集塵器50設置在空氣預加熱器40的后段，并且去除從空氣預加熱器40吹送的燃燒廢氣中含有的塵土和細?；墓枭暗鹊碾s質(zhì)。
[0086]集塵器50中設置的過濾器可以是例如陶瓷過濾器和袋式過濾器。入口 92B在集塵器50的一個側(cè)壁處形成在該集塵器的下部中，以向其中供應燃燒廢氣，并且出口 93A形成在該集塵器的上部中，以將去除了雜質(zhì)等的清潔燃燒廢氣排出到集塵器之外。用于燃燒廢氣的入口 92B經(jīng)由管道92連接到用于空氣預加熱器40的燃燒廢氣的出口 92A。
[0087]在集塵器50中，過濾器(未示出)沿著集塵器的上下方向設置在布置于下部的入口 92B與布置于上部的出口 93A之間的中途位置處。通過過濾器去除的燃燒廢氣中的雜質(zhì)等暫時保存在集塵器50中的底部中，以便周期性地排出到外部。
[0088](渦輪增壓器)
[0089]渦輪增壓器60設置在集塵器50的后段，并且包括:渦輪機61，從集塵器50吹送的燃燒廢氣使該渦輪機61旋轉(zhuǎn)；軸63，該軸63用于傳遞渦輪機61的旋轉(zhuǎn)；以及壓縮機62，該壓縮機62用于在由軸63將旋轉(zhuǎn)傳遞給壓縮機62時產(chǎn)生壓縮空氣。所產(chǎn)生的壓縮空氣作為燃燒空氣被供應到加壓流化床焚燒爐20。
[0090]入口 93B在渦輪增壓器60的渦輪機61側(cè)的側(cè)壁處形成在渦輪增壓器60的下部(與軸63正交的部位)中，以向渦輪增壓器中供應由集塵器50去除了雜質(zhì)的清潔燃燒廢氣。出口 97A在渦輪增壓器的渦輪機61側(cè)的側(cè)壁處的形成在渦輪增壓器的下游側(cè)中(與軸63平行的部位)，以將燃燒廢氣排出到渦輪增壓器之外。用于燃燒廢氣的入口 93B經(jīng)由管道93連接到集塵器50的出口 93A。溫度測量單元93D設置在管道93中，以測量燃燒廢氣的溫度。
[0091]入口 67B在渦輪增壓器60的壓縮機62側(cè)的側(cè)壁處形成在渦輪增壓器60的上游側(cè)中(與軸63平行的部位)，以將空氣吸入到渦輪機中。排出口 94A在渦輪增壓器的渦輪機61側(cè)的側(cè)壁處形成在渦輪增壓器的上側(cè)中(與軸63正交的部位)，以將通過將吸入空氣壓縮到0.05至0.3MPa而形成的壓縮空氣排出到渦輪增壓器之外。用于外部空氣的入口67B經(jīng)由管道16、67吸入空氣。另外，入口 67B還經(jīng)由管道66、67連接到起動用鼓風機65，該起動用鼓風機65在起動操作期間向加壓流化床焚燒爐20供應燃燒空氣。在管道67中，設置有壓力檢測單元67C，以測量管道中的壓力。另一方面，用于壓縮空氣的排出口 94A經(jīng)由管道94、95連接到空氣預加熱器40的入口 95B，并且經(jīng)由管道94、96連接到加壓流化床焚燒爐20的起動用燃燒器22的后部。
[0092](起動用鼓風機)
[0093]起動用鼓風機65在加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)I的起動操作期間，向加壓流化床焚燒爐20供應流化空氣，并且向起動用燃燒器22供應燃燒空氣。起動用鼓風機65還具有向壓縮機62強制供應外部空氣的功能，以便應對壓縮機62吸入外部空氣減少的情況，這種情況可能是因為在例如停止從污泥儲料器10饋送待處理物料時加壓流化床焚燒爐20中產(chǎn)生的水蒸氣減少并且因此渦輪增壓器60的渦輪機61的旋轉(zhuǎn)速度降低而造成的。
[0094]起動用鼓風機65經(jīng)由管道66、68連接到壓縮機62的出口側(cè)管道94。起動用鼓風機65還經(jīng)由管道94、96連接到設置在加壓流化床焚燒爐20處的起動用燃燒器22的后部，經(jīng)由管道94、95連接到空氣預加熱器40的用于燃燒空氣的入口 95B，并且經(jīng)由管道66、67連接到渦輪增壓器60的壓縮機62的入口 67B。
[0095]在作為旁通流路的管道68的中途部設置有擋板68C,以允許管道68中當從起動用鼓風機65看時遠離與管道67連接的連接點的部位處的連通。擋板68C允許從加壓流化床焚燒爐20的起動操作(即，起動用燃燒器22的點火)開始至加壓流化床焚燒爐20的加熱完成時穿過管道68的連通，并且在加壓流化床焚燒爐20的加熱完成之后切斷穿過管道68的連通。更具體地，從加壓流化床焚燒爐20的起動操作開始至加壓流化床焚燒爐20的加熱完成時，由起動用鼓風機65產(chǎn)生的空氣被作為用于起動用燃燒器的燃燒空氣經(jīng)由管道96供應到設置在加壓流化床焚燒爐20處的起動用燃燒器22。進一步地，燃燒空氣經(jīng)由管道95和空氣預加熱器40供應到燃燒空氣分散管道24。又進一步地，燃燒空氣經(jīng)由管道67(該管道67是非閉合空氣流路)供應到渦輪增壓器60的壓縮機62側(cè)。最后，在完成加壓流化床焚燒爐20的加熱之后，關(guān)閉擋板68C，使得僅穿過壓縮機62的空氣作為燃燒空氣經(jīng)由空氣預加熱器40供應到加壓流化床焚燒爐20的燃燒空氣分散管道24。
[0096](白煙防止用預加熱器)
[0097]白煙防止用預加熱器70間接地在從渦輪增壓器60排出的燃燒廢氣與從白煙防止用風扇供應的白煙防止用空氣之間進行交換熱，以便防止燃燒廢氣產(chǎn)生從煙囪87排出到外部的白煙。憑借熱交換，燃燒廢氣被冷卻，而白煙防止用空氣被加熱。被白煙防止用預加熱器70熱交換且冷卻的燃燒廢氣被吹送到設置在白煙防止用預加熱器的后段的洗滌塔80。白煙防止用預加熱器70可以是殼管式熱交換器、板式熱交換器或類似熱交換器。
[0098](洗滌塔)
[0099]洗滌塔80防止例如燃燒廢氣中含有的雜質(zhì)被排出。煙囪87設置在洗滌塔80的頂部。
[0100]如圖1和圖4所示，入口 98B在洗滌塔80的一個側(cè)壁處形成在該洗滌塔的下部中，以將從白煙防止用預加熱器70排出的燃燒廢氣供應到洗滌塔中，并且入口 99B在煙囪87的一側(cè)處形成在該煙囪的下部中，以將經(jīng)由與燃燒廢氣進行熱交換而加熱并且從白煙防止用預加熱器70排出的白煙防止用空氣供應到煙囪87中。用于燃燒廢氣的入口 98B經(jīng)由管道98連接到在白煙防止用預加熱器70的下部中形成的用于燃燒廢氣的出口 98A。用于白煙防止用空氣的入口 99B經(jīng)由管道99連接到在白煙防止用預加熱器70的上部中形成的用于白煙防止用空氣的出口 99A。
[0101]白煙防止用預加熱器70的白煙防止用空氣利用白煙防止用空氣鼓風機101經(jīng)由管道103供應到白煙防止用預加熱器70，并且間接地與燃燒廢氣進行熱交換，以便被加熱并經(jīng)過出口 99A排出。在煙囪87中，加熱并干燥后的白煙防止用空氣在入口 99B與出口處的濕潤且往往在空氣中凝結(jié)并霧化的燃燒廢氣混合，使得燃燒廢氣的相對濕度被減小，由此防止白煙。
[0102]噴管84在洗滌塔80的另一側(cè)壁處設置在該洗滌塔的上部中，以噴射從外部供應的水。噴管85設置在洗滌塔的中間部和下部，以經(jīng)由循環(huán)泵83在洗滌塔內(nèi)噴射洗滌塔80的底部中保存的苛性鈉溶液。洗滌塔80中所保存的苛性鈉溶液經(jīng)由未示出的苛性鈉泵從苛性鈉槽供應，同時苛性鈉溶液的量始終被保持為合適的量。
[0103]燃燒廢氣被供應到洗滌塔80，在洗滌塔中，雜質(zhì)以及類似物被從燃燒廢氣去除，并且白煙防止用空氣和燃燒廢氣混合，以便從煙囪87排出到外部。
[0104]隨后，將說明用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法。
[0105](用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法)
[0106]將參照圖5描述根據(jù)本實施方式的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)I的方法。利用用于起動的該方法，可以防止作為床料的硅砂在被噴霧器23噴射的水快速冷卻時破裂。
[0107]起動吸入外部空氣的起動用鼓風機65，并且將燃燒空氣從起動用鼓風機65供應到起動用燃燒器22。將從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣經(jīng)由管道66、68、96供應到起動用燃燒器22的后部。管道66中設置的擋板66C連接到控制裝置，并且在起動用鼓風機65工作時打開該擋板，以便允許穿過管道66進行連通。設置擋板68C，以允許在管道68中在從起動用鼓風機65看時遠離與管道67連接的連接點的部位進行連通。擋板68C連接到控制裝置，以允許穿過管道68進行連通。在這種情況下，從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣可以經(jīng)由渦輪增壓器60的壓縮機62和管道94部分地供應到起動用燃燒器22，但在一些情況下，從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣的一半以上的燃燒空氣被供應到起動用燃燒器22而不穿過壓縮機62就足夠了。
[0108]起動設置在焚燒爐之外的輔助燃料供應裝置29，并且從輔助燃料供應裝置29向起動用燃燒器22供應諸如重油和城市燃氣等的輔助燃料。從輔助燃料供應裝置29排出的輔助燃料經(jīng)由管道30、31供應到起動用燃燒器22的后部。設置在管道31中的流量控制閥31C連接到控制裝置(未示出)，以控制輔助燃料的量(供應量)。
[0109]供應到起動用燃燒器22的輔助燃料和燃燒空氣利用起動用燃燒器22進行混合并燃燒，使得熱空氣從起動用燃燒器22的前端噴射。從起動用燃燒器22噴射的熱空氣朝向填充在加壓流化床焚燒爐20的底部中的硅砂(作為床料)的外表面噴射，借此，砂床的溫度升高到大約650至700°C。
[0110]隨后，從起動用鼓風機65向燃燒空氣分散管道24供應燃燒空氣。從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣經(jīng)由管道66、68、96、95以及空氣預加熱器40和管道91供應到燃燒空氣分散管道24的后部。設置在管道95中的流量控制閥95C連接到控制裝置，以允許穿過管道95進行連通，使得適量的燃燒氣體可以流到那里。在這種情況下，從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣可以經(jīng)由渦輪增壓器60的壓縮機62和管道94部分地供應到燃燒空氣分散管道24，但是在一些情況下，從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣的一半以上的燃燒空氣被供應到燃燒空氣分散管道24而不穿過壓縮機62就足夠了。
[0111]從輔助燃料供應裝置29向輔助燃料燃燒裝置21供應輔助燃料。從輔助燃料供應裝置29排出的輔助燃料經(jīng)由管道30、32供應到輔助燃料燃燒裝置21的后部。設置在管道31中的流量控制閥32C連接到控制裝置(未示出)，以控制輔助燃料的量(供應量)。
[0112]供應到燃燒空氣分散管道24的燃燒空氣從燃燒空氣分散管道24的前端的孔排出到作為床料的硅砂的填充床，供應到輔助燃料燃燒裝置21的輔助燃料從輔助燃料燃燒裝置21的前端的孔排出到作為床料的硅砂的填充床，并且燃燒空氣和輔助燃料在作為床料的硅砂的空隙中混合并燃燒，使得產(chǎn)生熱空氣，從而將作為床料的硅砂的溫度升高到750至850°C。加壓流化床焚燒爐20的稀相區(qū)的溫度(加壓流化床焚燒爐20的上部的溫度)隨著床料的溫度的升高而升高到大約850°C。從加壓流化床焚燒爐20排出的燃燒廢氣經(jīng)由管道90供應到空氣預加熱器40，并且之后，穿過集塵器50。從集塵器50排出的燃燒廢氣經(jīng)由管道93C供應到洗滌塔80，并且之后穿過煙囪87排出到外部。在這種情況下，燃燒廢氣可以部分地供應到渦輪增壓器60的渦輪機61。
[0113]隨后，在作為床料的硅砂的空隙中由從燃燒空氣分散管道24供應的燃燒空氣和從輔助燃料燃燒裝置21供應的輔助燃料引起的燃燒穩(wěn)定之后，停止起動用燃燒器22中的燃燒。更具體地，管道96的擋板96C與控制裝置斷開，并且閉合管道96，以停止燃燒空氣的供應，并且閉合管道31的流量控制閥31C，以停止輔助燃料的供應。
[0114]在加壓流化床焚燒爐20中的稀相區(qū)的溫度升高到大約750至900°C之后，當燃燒空氣的量和焚燒爐中的壓力恒定了大約一秒至十秒時，起動定量送料器11和送料泵12，并且將待處理物料從加壓流化床焚燒爐20的入口 13B饋送到加壓流化床焚燒爐20中。使饋送到加壓流化床焚燒爐20中的待處理物料中含有的有機物質(zhì)燃燒，并產(chǎn)生燃燒氣體，并且待處理物料中含有的水與加壓流化床焚燒爐20的上部或硅砂(作為床料)接觸，使得水沸騰，以便產(chǎn)生水蒸氣。
[0115]如上所述，因為待處理物料是在供應到加壓流化床焚燒爐20的燃燒空氣的量和內(nèi)部壓力變?yōu)楹愣ㄖ蟛砰_始饋送的，所以可以抑制焚燒爐狀況的突變。
[0116]待處理物料的饋送量優(yōu)選地是加壓流化床焚燒爐20的額定載荷的20%至30%。當饋送量小于額定載荷的20%時，所產(chǎn)生的燃燒廢氣的量小，并且需要經(jīng)歷長的時間才能使渦輪增壓器60的操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽则?qū)動操作。當饋送量大于額定載荷的30%時，硅砂會由于待處理物料中含有的水而破裂，并且無法有效防止粒徑減小。額定載荷指的是在渦輪增壓器60自驅(qū)動時從入口 13B向加壓流化床焚燒爐20饋送的待處理物料的質(zhì)量。
[0117]當由溫度測量單元93D (該溫度測量單元在渦輪增壓器60的用于燃燒廢氣的入口93B的附近設置在管道93中)檢測的燃燒廢氣溫度達到500至650°C時，沿閉合方向驅(qū)動管道93C中設置的擋板，并且將燃燒廢氣供應到渦輪增壓器60的渦輪機61，并且使渦輪機61旋轉(zhuǎn)。另一方面，渦輪增壓器60的壓縮機62隨著渦輪機61的旋轉(zhuǎn)而開始旋轉(zhuǎn)。
[0118]隨后，隨著渦輪機61的旋轉(zhuǎn)，從起動用鼓風機65向壓縮機62供應燃燒空氣。從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣經(jīng)由管道66、67供應到壓縮機62。另外，外部空氣可以作為燃燒空氣經(jīng)由管道16、66、67供應到壓縮機62。所供應的燃燒空氣的壓力被壓縮機62增大到0.05至0.3Mpa，并且此后，所供應的燃燒空氣經(jīng)由管道94、96、95以及空氣預加熱器40和管道91供應到燃燒空氣分散管道24的后部。閉合設置在充當旁通流路的管道68中的擋板68C。當以該方式閉合充當旁路流路的管道68時，從起動用鼓風機65排出的所有燃燒空氣都經(jīng)由充當空氣流路的管道67供應到壓縮機62。
[0119]隨后，在從渦輪增壓器60的壓縮機62排出的燃燒空氣變?yōu)榈扔诨虼笥陬~定容量的50%之后，將小于額定載荷的量的待處理物料從加壓流化床焚燒爐20的入口 13B饋送到加壓流化床焚燒爐20中。待處理物料的饋送量優(yōu)選地是額定載荷的40至50%。當饋送到加壓流化床焚燒爐20的待處理物料的量被設置為額定載荷的40至50%時，這增加了由待處理物料產(chǎn)生的燃燒廢氣和水蒸氣，并且可以在較短時間內(nèi)增大從渦輪增壓器60排出的燃燒空氣的量。額定容量指的是在加壓流化床焚燒爐20中燃燒額定載荷的待處理物料所需的燃燒空氣的量。
[0120]當待處理物料的供應量小于額定載荷的40%時，所產(chǎn)生的燃燒廢氣的量小，并且需要經(jīng)歷較長的時間才能使從渦輪增壓器60排出的燃燒空氣的量增大到預定量。另一方面，當供應量大于額定載荷的50%時，加壓流化床焚燒爐20中床料的溫度因為待處理物料中含有的水而難以維持在恒定水平。
[0121]當供應待處理物料并且增加燃燒廢氣時，渦輪增壓器60的旋轉(zhuǎn)速度增加了，從而壓縮機62能夠吸收的空氣的量也增大了。由此，在經(jīng)由管道16、66、67供應到渦輪增壓器60的壓縮機62的燃燒空氣的量增加的同時，可以減小從起動用鼓風機65供應的燃燒空氣的量。為了控制燃燒空氣的量，可以減小鼓風機的旋轉(zhuǎn)速度，或可以調(diào)節(jié)擋板66C的開度。之后，當由管道67中設置的壓力檢測單元67C測量的壓力變?yōu)樾∮诖髿鈮簳r，停止起動用鼓風機65的操作。結(jié)果，加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)I可以利用用于驅(qū)動渦輪機61的燃燒廢氣并利用從壓縮機62排出的壓縮空氣來自驅(qū)動，以便供應燃燒待處理物料所需的總的燃燒空氣。
[0122]在從渦輪增壓器60的壓縮機62排出的燃燒空氣變?yōu)榈扔诨虼笥陬~定容量的85 %之后，將額定載荷的量的待處理物料饋送到加壓流化床焚燒爐20中。在燃燒空氣變?yōu)榈扔诨虼笥陬~定容量的85%之后，待處理物料的饋送量被設置為額定載荷，使得這可以抑制溫度變化以及加壓流化床焚燒爐20中的壓力變化，從而使加壓流化床焚燒爐20中的燃燒狀態(tài)穩(wěn)定并使所排出的燃燒廢氣的量穩(wěn)定。
[0123]在另一個可能的實施方式中，可以如下停止起動用鼓風機65的操作。即使由管道67中設置的壓力檢測單元67C測量的壓力變?yōu)樾∮诖髿鈮?，也不立即停止起動用鼓風機65的操作。反而，在從渦輪增壓器60的壓縮機62排出的燃燒空氣變?yōu)榈扔诨虼笥陬~定容量的85%并且然后額定載荷的待處理物料被饋送到加壓流化床焚燒爐20中之后，停止起動用鼓風機65的操作。
[0124](用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的另一個方法)
[0125]下面，將參照圖6描述作為比較例的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)I的另一個方法。直到在加壓流化床焚燒爐20的稀相區(qū)的溫度升高到大約850°C時停止起動用燃燒器22中的燃燒為止，本起動方法采用與上述起動方法相同的方式，因此省略其說明。
[0126]在稀相區(qū)的溫度升高到大約850°C之后，起動砂過濾水泵(未示出)，使得水從砂過濾水泵供應到噴水器23。供應到噴水器23的水從噴水器23噴射到作為床料的硅砂，并且水與加壓流化床焚燒爐20的稀相區(qū)或作為床料的硅砂接觸，使得水沸騰，以便產(chǎn)生水蒸氣。
[0127]燃燒廢氣(該燃燒廢氣以混合方式含有由沸騰水產(chǎn)生的水蒸氣和因加壓流化床焚燒爐20中的輔助燃料和燃燒空氣的燃燒而產(chǎn)生的燃燒廢氣)經(jīng)由管道90、空氣預加熱器40、管道92、集塵器50和管道93供應到渦輪增壓器60的渦輪機61，借此使渦輪機61旋轉(zhuǎn)。另一方面，渦輪增壓器60的壓縮機62隨著渦輪機61的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0128]隨后，隨著渦輪機61的旋轉(zhuǎn)的開始，從起動用鼓風機65向壓縮機62供應燃燒空氣。從起動用鼓風機65排出的燃燒空氣經(jīng)由管道66、67供應到壓縮機62，并且在燃燒空氣的壓力被壓縮機62增大到0.05至0.3MPa之后，燃燒空氣經(jīng)由管道94、96、95以及空氣預加熱器40和管道91供應到燃燒空氣分散管道24的后部。閉合管道68中設置的擋板68C。
[0129]然后，隨著燃燒廢氣的增加，由壓縮機62從外部吸入的空氣的量增加到燃燒壓縮機62中的待處理物料所需的水平。因此，停止起動用鼓風機65的操作。
[0130]進一步地，通過起動用于污泥儲料器10的定量送料器11和送料泵12，將待處理物料從加壓流化床焚燒爐20的入口 13B饋送到加壓流化床焚燒爐20。之后，停止向噴水器23供應砂過濾水。
[0131]在另一個起動方法中，發(fā)現(xiàn)了作為床料的硅砂的破裂。然而，在根據(jù)本發(fā)明的上述起動方法中，沒有發(fā)現(xiàn)這種破裂。
[0132]附圖標記列表
[0133]I加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)
[0134]10污泥儲料器
[0135]11定量送料器
[0136]12送料泵
[0137]20加壓流化床焚燒爐
[0138]21輔助燃料燃燒裝置
[0139]22起動用燃燒器
[0140]24燃燒空氣分散管道
[0141]29輔助燃料供應裝置
[0142]40空氣預加熱器
[0143]50集塵器
[0144]60渦輪增壓器
[0145]61渦輪機
[0146]62壓縮機
[0147]65起動用鼓風機
[0148]70白煙防止用預加熱器
[0149]80洗滌塔
【權(quán)利要求】
1.一種用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，該加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)包括: 加壓流化床焚燒爐，該加壓流化床焚燒爐用于燃燒具有含水有機物質(zhì)的待處理物料，作為床料的硅砂填充在所述加壓流化床焚燒爐的底部中； 渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有渦輪機和壓縮機，從所述加壓流化床焚燒爐排出的燃燒廢氣使所述渦輪機旋轉(zhuǎn)，所述壓縮機隨著所述渦輪機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)以向所述加壓流化床焚燒爐供應壓縮空氣作為燃燒空氣； 起動用鼓風機，該起動用鼓風機用于向所述加壓流化床焚燒爐供應所述燃燒空氣；以及 加熱單元，該加熱單元用于在所述加壓流化床焚燒爐中進行加熱， 所述方法包括以下步驟: 通過驅(qū)動所述起動用鼓風機來向所述加壓流化床焚燒爐供應所述燃燒空氣； 通過利用所述加熱單元加熱作為所述床料的所述硅砂來升高所述加壓流化床焚燒爐的稀相區(qū)的溫度； 在將所述稀相區(qū)的溫度升高到750至900°C之后，通過將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐來增加所述燃燒廢氣的量；以及 通過利用所述燃燒廢氣驅(qū)動所述渦輪增壓器來向所述加壓流化床焚燒爐供應所述燃燒空氣，并且此后，停止所述起動用鼓風機的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中，利用所述起動用鼓風機和所述渦輪增壓器，將比燃燒所述待處理物料所需的燃燒空氣的量多的所述燃燒空氣供應到所述加壓流化床焚燒爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中，在所述加壓流化床焚燒爐中的焚燒爐壓力恒定達到一定時間段之后，開始饋送所述待處理物料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中，在供應到所述渦輪機的所述燃燒廢氣的溫度達到預定值之后，阻塞旁通流路，使得將所述燃燒空氣從所述起動用鼓風機經(jīng)由空氣流路供應到所述壓縮機的入口，所述旁通流路設置在從所述起動用鼓風機的排出側(cè)到所述壓縮機的吸入側(cè)的流路分支至所述壓縮機的所述排出側(cè)起的流路之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中，以恒定速率增加所述待處理物料的量并將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中，逐步增加所述待處理物料的量并將所述待處理物料饋送到所述加壓流化床焚燒爐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中， 饋送按質(zhì)量計為所述加壓流化床焚燒爐的額定載荷的20至30%的所述待處理物料，并且 在從所述渦輪增壓器供應的所述燃燒空氣按容量計等于或大于額定容量的50%之后，饋送按質(zhì)量計為所述額定載荷的40至50%的所述待處理物料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任一項所述的用于起動加壓流化床焚燒爐系統(tǒng)的方法，其中， 所述加壓流化床焚燒爐包括作為所述加熱單元的起動用燃燒器和輔助燃料燃燒裝置，用于加熱填充在所述底部的作為所述床料的所述硅砂，并且 在由所述起動用燃燒器將作為所述床料的所述硅砂加熱到650至700°C之后，由所述輔助燃料燃燒裝置將作為所述床料的所述硅砂加熱到750至850°C。
【文檔編號】F23C10/16GK104204670SQ201380016610
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月26日
【發(fā)明者】山本隆文, 寺腰和由, 古閑邦彥, 折戶敢 申請人:月島機械株式會社, 三機工業(yè)株式會社