專利名稱：：用于運(yùn)行彈性燃料爐以減少污染物排放的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的多個(gè)方面涉及爐的運(yùn)行，更具體而言，本發(fā)明涉及減少污染物排放的爐的運(yùn)行。
背景技術(shù)：
：由于對全球氣候問題擔(dān)憂的加劇，因此已經(jīng)采用了多種用于減少來自化石燃料鍋爐的排放物的方法和設(shè)備。這些方法和設(shè)備將燃料分級、生物物質(zhì)共燒、生物物質(zhì)氣化、生物物質(zhì)再燒和/或其組合引入爐的運(yùn)行中以便減少污染物排放，所述污染物排放包括N0x、S0x、C02、Hg等.然而，上述方法中的每種方法都包括某些缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)限制了它們的適用性。這些缺點(diǎn)包括需要依靠季節(jié)性燃料的可得性、需要對燃料進(jìn)行預(yù)處理、效率低以及高成本.此外，就在共燒或再燒運(yùn)行中單獨(dú)使用生物物質(zhì)這方面而言，上述缺點(diǎn)是特別相關(guān)的且通常會(huì)導(dǎo)致排放物的減少并未完全達(dá)到其要求。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種彈性燃料爐(fuelflexiblefurnace)，所述彈性燃料爐包括主燃燒區(qū)域、位于所述主燃燒區(qū)域下游的再燒區(qū)域、位于所述再燒區(qū)域下游的燒盡區(qū)域、和傳輸系統(tǒng)，所述所述生物物質(zhì)和煤作為第一和再燒燃料的成分傳輸至所述主燃燒區(qū)域和所述再燒區(qū)域，且每種燃料包括彈性量的所述生物物質(zhì)和/或煤。所述彈性量對于處在運(yùn)行狀態(tài)下的所述爐而言是可變的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用來減少污染物排放的鍋爐中的彈性燃料爐，所述彈性燃料爐包括主燃燒區(qū)域；位于所述主燃燒區(qū)域下游的再燒區(qū)域；傳輸系統(tǒng)，所述傳輸系統(tǒng)被可操作性地聯(lián)接至生物物質(zhì)和煤的供應(yīng)裝置且被構(gòu)造成將所述生物物質(zhì)和煤作為第一和再燒燃料的成分傳輸至所述主燃燒區(qū)域和所述再燒區(qū)域，且每種燃料包括彈性量的所述生物物質(zhì)和/或煤，所述彈性量對于處在運(yùn)行狀態(tài)下的所述爐而言是可變的；燒盡區(qū)域，其中過燒空氣(OFA,overfireair)被注合從而形丄富氧且貧燃^的排放物:排出路徑，所述排出路徑被聯(lián)接至所述燒盡區(qū)域的出口，其中從所述爐的熱傳遞表面上去除了顆粒物質(zhì)；和排出系統(tǒng)，所述排出系統(tǒng)被聯(lián)接至所述排出路徑，排放物通過所述排出系統(tǒng)被排至所述鍋爐的外部。根據(jù)每種燃料中的所述生物物質(zhì)和煤的所述彈性量對所述排出路徑和所述排出系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種運(yùn)行彈性燃料爐的方法，所述方法包括在所述爐的主燃燒區(qū)域中燃燒第一和再燒燃料；將所述第一和再燒燃料注入所述爐的再燒區(qū)域內(nèi)，所述再燒區(qū)域位于所述主燃燒區(qū)域的下游；并且供應(yīng)彈性量的生物物質(zhì)和/或煤而作為所述第一和再燒燃料的成分.所述彈性量在所述爐的運(yùn)行狀態(tài)過程中是可變的。當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些和/或其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中在所有附圖中使用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，其中圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的彈性燃料爐的鍋爐的示意圖；圖2是圖1所示鍋爐中的彈性燃料爐的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的煤供給系統(tǒng)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)的示意圖；圖5是圖1所示鍋爐的特征的示意圖；和圖6是圖1所示鍋爐的特征的示意圖.具體實(shí)施方式如圖1所示，鍋爐10包括具有爐底11的爐20、出口12、排出路徑13和排出系統(tǒng)14.出口12通常比爐20更窄且被^:置成允許在爐中產(chǎn)生的排放物排放出去。排出路徑13被聯(lián)接至出口12且首先相對于爐20沿大體上橫向的取向進(jìn)行延伸并且隨后相對于爐20沿大體上向下的取向進(jìn)行延伸，排放物通過所述排出路徑持續(xù)行進(jìn)而通過出口12被排出。從排出路徑13中的熱傳遞表面上去除從在爐20中產(chǎn)生的排放物中積聚的顆粒物質(zhì).排出系統(tǒng)14被聯(lián)接至排出路徑13且允許在爐20中產(chǎn)生的排放物被排至大氣。盡管圖中將鍋爐10示作相對壁粉煤(PC)燃燒鍋爐(opposedwall-firedboiler)，但本發(fā)明的實(shí)施例也可被應(yīng)用于其它類型的鍋爐。這些其它類型的鍋爐包括前壁燃燒鍋爐、切向燃燒鍋爐和旋風(fēng)式燃燒鍋爐等。參見圖l和圖2，爐包括限定出爐20的內(nèi)表面的前壁21、后壁22和側(cè)壁(未示出)，且包括爐底11和出口12。此外，前壁21、后壁22和側(cè)壁限定出主燃燒區(qū)域25和被設(shè)置在所述主燃燒區(qū)域25下游的再燒區(qū)域26的內(nèi)表面，與主燃燒區(qū)域25緊鄰地，多個(gè)第一燃燒器23被布置在前壁21上，且多個(gè)第二燃燒器24被相似地布置在后壁22上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一燃燒器23和第二燃燒器24被成排地布置。第一燃料，如粉煤、粉煤/石油焦炭混合物等，以氣動(dòng)方式沿煤供給管線C從燃料傳輸系統(tǒng)的煤供給系統(tǒng)110的研磨機(jī)101被供應(yīng)至第一燃燒器23和第二燃燒器24，稍后將結(jié)合圖3對所述煤供給系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行描述。通過風(fēng)機(jī)50借助于空氣歧管51和52和空氣加熱器53將燃燒空氣泵送至第一燃燒器23和第二燃燒器24，所述空氣加熱器可對被泵送的空氣進(jìn)行加熱。第一燃燒器23和第二燃燒器24在主燃燒區(qū)域25中點(diǎn)燃并燃燒第一燃料和空氣。如下所述，還存在附加的實(shí)施例，其中在笫一燃料中包括生物物質(zhì)。第一燃燒器23和第二燃燒器24的點(diǎn)火使得在主燃燒區(qū)域25中產(chǎn)生了排放物，所述排放物可包括污染物如氮氧化物(N0x)、二氧化碳(C02)、硫的氧化物(S0x)和汞(Hg)所述排放物被輸送通過爐20、排出路徑13和排出系統(tǒng)"以便通過排出煙自28(參見圖6)被排往大氣。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，爐20中的改進(jìn)的燃燒工藝減少了排放物中污染物的量.即，通過至少一個(gè)再燒注射器41將再燒燃料注入再燒區(qū)域26內(nèi)，所述再燒燃料可包括例如生物物質(zhì)、煤和/或彈性量的生物物質(zhì)與煤的組合，所述再燒區(qū)域被設(shè)置在爐20內(nèi)且位于主燃燒區(qū)域的下染物進(jìn)行反應(yīng);減少了所:污染物的量:即:再燒燃料通過將^的氣化物轉(zhuǎn)化成分子氮而與氮氧化物排放物進(jìn)行反應(yīng)并減少了所述氮氧化物排放物。此處，再燒燃料中的生物物質(zhì)從燃料傳輸系統(tǒng)的生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)30被供應(yīng)出來，下面將結(jié)合圖4對所述生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行描述，由于生物物質(zhì)是對于C02顯示中性的燃料，因此，C02排放物的減少與被生物物質(zhì)取代的化石燃料的百分比成正比例.當(dāng)與原煤燃料相比包含更低量的硫和汞的生物物質(zhì)被用來提供鍋爐的熱量輸入的一部分時(shí)，相對于僅有煤的點(diǎn)火模式而言，SOx和Hg的排放物被減少.由于與煤相比，生物物質(zhì)中的堿和堿土化合物的濃度升高了，因此在生物物質(zhì)氧化過程中產(chǎn)生的生物物質(zhì)燒焦物通常更具有反應(yīng)性且通常具有比煤氧化產(chǎn)生的燒焦物更高的孔隙率和表面積。生物物質(zhì)燒焦物所具有的更高的反應(yīng)性和表面積導(dǎo)致對在生物物質(zhì)燒焦物顆粒上進(jìn)行的燃燒過程以及隨后的過程中釋放的汞進(jìn)行了高效地捕獲。此外，在燃燒過程中釋放的生物物質(zhì)的氯含量將汞的氧化從其元素形式Hg6改進(jìn)為氧化的形式Hg2—，隨后可通過本領(lǐng)域已公知的方法高效地捕獲所述氧化的形式。結(jié)果是，在上述工藝中，利用生物物質(zhì)燃料導(dǎo)致減少了釋放到大氣中的汞的量。如圖2所示，再燒區(qū)域26位于爐20中的主燃燒區(qū)域25的下游。增壓空氣風(fēng)機(jī)104和風(fēng)門105被聯(lián)接至該至少一個(gè)再燒注射器41以便改進(jìn)再燒區(qū)域26中再燒燃料的混合。盡管圖2中僅示出了一個(gè)再燒注射器41,但還可在相似或其它可選的位置處將附加的再燒注射器41聯(lián)接至爐20,例如，一個(gè)或多個(gè)再燒注射器41可位于爐20的前壁21、后壁22和/或側(cè)壁處以便實(shí)現(xiàn)再燒區(qū)域26中再燒燃料的高效混合.在任何情況下，可為每個(gè)再燒注射器41供應(yīng)生物物質(zhì)且通過由從研磨機(jī)101延伸通過風(fēng)門103且向著再燒注射器41進(jìn)行延伸的箭頭所表示的獨(dú)立的煤供給管線對所述每個(gè)再燒注射器進(jìn)行供應(yīng)，此外，可為每個(gè)再燒注射器41提供獨(dú)立的風(fēng)門105來控制增壓空氣流和被注射通過再燒注射器41中的每個(gè)再燒注射器的再燒燃料物質(zhì)流的混合特性，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，再燒燃料與存在于再燒區(qū)域26中的燃燒氣體進(jìn)行的高效混合需要再燒燃料大體上完全透入爐20內(nèi).為此目的，可采用再燒注射器41的多種構(gòu)造，在一種構(gòu)造中，復(fù)合再燒注射器41將煤和生物物質(zhì)顆粒以不同軌跡注入爐20的再燒區(qū)域26內(nèi)，所述復(fù)合再燒注射器在將煤和生物物質(zhì)顆粒注入再燒區(qū)域26內(nèi)之前并不使所述煤與生物物質(zhì)顆粒進(jìn)行混合.在另一種構(gòu)造中，可通過預(yù)混合再燒注射器41而使再燒燃料必要地透入再燒區(qū)域26內(nèi)，所述預(yù)混合再燒注射器被設(shè)計(jì)成在將煤和生物物質(zhì)燃料顆粒注入再燒區(qū)域26內(nèi)之前使所述煤與生物物質(zhì)顆粒進(jìn)行混合.為了完成燃燒過程，過燒空氣(OFA)被注入爐20的燒盡區(qū)域27內(nèi)，所述燒盡區(qū)域位于再燒區(qū)域26的下游.過燒空氣通過多個(gè)過燒空氣注射器106和107被注射。盡管過燒空氣注射器106和107在圖中被示作在爐20中彼此齊平，但在本發(fā)明的其它可選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)過燒空氣注射器還可位于爐20的上部部分中的燒盡區(qū)域27的下游。過燒空氣的注射形成了富氧且貧燃料的排出氣體，所述排出氣體通過出口12、排出路徑13和排出系統(tǒng)14。26的系統(tǒng)進(jìn)行描述，參見圖3:煤供給系統(tǒng)110的i型實(shí)施例將要被粉碎的煤供應(yīng)給研磨機(jī)101。研磨機(jī)101的并未借助于煤供給管線C被提供給第一燃燒器23和第二燃燒器24的輸出物被提供給再燒注射器41，正如圖1和圖2中的從研磨機(jī)101延伸出來且延伸通過風(fēng)門103的箭頭所示。風(fēng)機(jī)102供應(yīng)空氣以使研磨機(jī)101進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)并且將粉煤輸送通過風(fēng)門103并輸送至再燒注射器41。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的煤供給系統(tǒng)110可進(jìn)一步包括煤堆111、帶式供給器112和114、煤研磨器113、暫時(shí)煤貯存?zhèn)}115和供給器116以便根據(jù)需要而貯存煤并且以便將煤輸送至研磨機(jī)101.當(dāng)再燒燃料包括生物物質(zhì)以及粉煤的供應(yīng)物時(shí)，至少通過二氧化碳排放物的減少還使得實(shí)現(xiàn)了氮氧化物排放物的減少.參見圖4，生物物質(zhì)通過生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)30被供應(yīng)至再燒注射器41，所述生物物質(zhì)優(yōu)選處在長度為約0.2毫米至2毫米的顆粒尺寸范圍及其中包含的所有子范閨內(nèi).通過這種方式，再燒燃料供應(yīng)了爐20的總熱量輸入的約20-30%,但提供了燃料供應(yīng)的40-50%,因此，如果沒有本發(fā)明的實(shí)施例所提供的優(yōu)點(diǎn)，則會(huì)需要相對大量的生物物質(zhì)。此處，應(yīng)該注意到生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在;f艮大程度上取決于所使用的生物物質(zhì)的本質(zhì)。由此，圖4所示的實(shí)施例應(yīng)該被認(rèn)為僅僅是典型的生物供應(yīng)系統(tǒng)30.如圖4所示，生物物質(zhì)可起初被貯存在生物物質(zhì)貯存裝置31中.篩選裝置33篩去很大的顆粒，同時(shí)尺寸減小裝置34如錘磨機(jī)使被篩選顆粒的尺寸減小。輸送器32和35將生物物質(zhì)輸送通過生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)30并輸送進(jìn)入用于進(jìn)行暫時(shí)貯存的儲(chǔ)料器36內(nèi).儲(chǔ)料器36具有足夠的尺寸以使?fàn)t20在特定的時(shí)期期間進(jìn)行平滑運(yùn)轉(zhuǎn).例如，儲(chǔ)料器36的容量可提供足夠量的生物物質(zhì)以便用作使?fàn)t20進(jìn)行為期一周的運(yùn)轉(zhuǎn)的燃料或用作使?fàn)t20進(jìn)行小到8小時(shí)的不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的燃料，來自儲(chǔ)料器36的生物物質(zhì)被傳輸通過氣塞37和螺旋傳輸器38而到達(dá)噴射器39.噴射器39使生物物質(zhì)與栽氣混合，且隨后生物物質(zhì)/栽氣混合物以氣動(dòng)方式被傳輸至再燒注射器41.栽氣可以是由被聯(lián)接至風(fēng)門42的專用空氣風(fēng)機(jī)如專用空氣風(fēng)機(jī)40(參見圖1和圖5)供應(yīng)的環(huán)境空氣、從空氣歧管51和52按路線傳送出來的空氣、蒸汽、再循環(huán)廢氣UFG)、惰性氣體或其混合物，只要栽氣的溫度和氧含量不會(huì)使生物物質(zhì)被過早點(diǎn)燃即可.參見圖5，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，再循環(huán)廢氣與環(huán)境空氣的混合物可被用作栽氣.此處，再循環(huán)廢氣在點(diǎn)54處從排出路徑中抽取出來，所述點(diǎn)位于空氣加熱器53的上游(參見圖1)，所述空氣加熱器被用來對進(jìn)入空氣歧管51和52的空氣進(jìn)行加熱并被用來對行進(jìn)至下游顆粒收集裝置(PCD)60的排出氣體進(jìn)行冷卻。再循環(huán)廢氣隨后在混合器55中與環(huán)境空氣混合.該環(huán)境空氣可由專用空氣風(fēng)機(jī)40供應(yīng)，所述專用空氣風(fēng)機(jī)與風(fēng)門42相結(jié)合地被設(shè)置，如上所述.被設(shè)置在混合器55下游的熱電偶56可作為反饋回路的一部分來測量栽氣的溫度，所述反饋回路被用來控制栽氣的溫度.附加的再循環(huán)廢氣清除設(shè)備如旋風(fēng)器或過濾器(未示出)可用來減少在混合器55上游栽入的再循環(huán)廢氣顆粒.由于再循環(huán)廢氣的溫度可以為約600華氏溫度，且環(huán)境空氣與再循環(huán)廢氣的混合比為約3:1，因此生物物質(zhì)栽氣溫度將為約200華氏溫度且處在低于生物物質(zhì)點(diǎn)燃溫度的安全溫度下。利用再循環(huán)廢氣作為栽氣使得能夠?qū)ι镂镔|(zhì)進(jìn)行預(yù)熱且至少對所述生物物質(zhì)進(jìn)行部分預(yù)干燥.被預(yù)熱且被預(yù)干燥的生物物質(zhì)燃料在被注入再燒區(qū)域26內(nèi)時(shí)將更易于逬行反應(yīng)，此外，利用再循環(huán)廢氣的熱含量進(jìn)行燃料預(yù)熱可提高爐20的整體效率。此外，在空氣加熱器53的上游抽取再循環(huán)廢氣使得降低了通過顆粒收集裝置60的總的排出氣體流速且可提高顆?？刂菩?在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，其中熱電偶56被用于反饋回路中以便控制載氣的溫度，可選擇單個(gè)控制設(shè)定點(diǎn)溫度作為栽氣溫度.另一種可選方式是，可選擇多個(gè)不同的設(shè)定點(diǎn)溫度，且每個(gè)設(shè)定點(diǎn)與特定的生物物質(zhì)給料相匹配。即，隨著與爐20—起使用的生物物質(zhì)的類型在爐20的運(yùn)行過程中發(fā)生的變化，可選擇栽氣的不同設(shè)定點(diǎn)溫度.根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于爐20的再燒區(qū)域26能夠根據(jù)例如鍋爐效率、污染物排放、蒸汽產(chǎn)率等的多個(gè)參數(shù)從而通過生物物質(zhì)、粉煤或彈性量的生物物質(zhì)與粉煤的混合物而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，可解決與生物物質(zhì)燃料的可得性、可變性和可靠性相關(guān)的多個(gè)問題，例如，為了實(shí)現(xiàn)高水平的氮氧化物排放物的減少，可需要大量生物物質(zhì)用于再燒區(qū)域26的再燒燃料且可超過每年200，000噸生物物質(zhì)，供應(yīng)這種量的生物物質(zhì)取決于季節(jié)的可得性且會(huì)經(jīng)歷供應(yīng)的中斷。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過例如進(jìn)行一周的生物物質(zhì)供應(yīng)來滿足對生物物質(zhì)進(jìn)行有限現(xiàn)場貯存的需要。在這種情況下，當(dāng)生物物質(zhì)可用于再燒燃料中時(shí)，再燒燃料可僅包括生物物質(zhì)以便減少再燒區(qū)域26中的氮氧化物排放物.當(dāng)無法保持生物物質(zhì)的供應(yīng)時(shí)，再燒燃料可包括彈性量的生物物質(zhì)與煤的混合物。如果生物物質(zhì)的供應(yīng)物被耗盡，則再燒燃料可僅包括煤。此外，生物物質(zhì)和煤的這種彈性量可與可得生物物質(zhì)的量無關(guān)地產(chǎn)生變化以便根據(jù)變化的爐20的狀態(tài)來改變鍋爐性能。例如，如果被供應(yīng)的生物物質(zhì)具有高濕氣含量，則鍋爐10中的蒸汽產(chǎn)率可降低，導(dǎo)致出現(xiàn)不希望的鍋爐降級。此處，如果用煤代替高濕氣生物物質(zhì)的一部分，則可減輕或避免對爐20產(chǎn)生負(fù)面影響，為了實(shí)現(xiàn)這些目的，可采用控制系統(tǒng)(未示出)來調(diào)節(jié)再燒燃料混合物中的生物物質(zhì)與煤的比例。例如，參見圖4,被包括在生物物質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)30中的速度可變的供給器38的運(yùn)行速度可對進(jìn)入噴射器39內(nèi)的生物物質(zhì)流速進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)果是，在噴射器39中混合的再燒燃料將具有更低的生物物質(zhì)濃度。相似地，可通過被包括在煤供給系統(tǒng)110中的供給器116和/或被聯(lián)接至煤供給系統(tǒng)110的風(fēng)門103來控制煤的流速。同樣地，供給器116的運(yùn)行速度或風(fēng)門103的設(shè)置可對被供應(yīng)至再燒注射器41的煤的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)果是，可調(diào)節(jié)再燒燃料中的煤的濃度.控制系統(tǒng)還可確保唯一地將煤或生物物質(zhì)供應(yīng)給爐20的再燒區(qū)域26例如，在生物物質(zhì)供給系統(tǒng)30處于離線狀態(tài)時(shí)，爐20可僅通過被用作第一燃料和再燒燃料的煤來運(yùn)行.此外，控制系統(tǒng)可響應(yīng)于基于來自熱電偶57(參見圖4)的反饋的運(yùn)行考慮因素而改變再燒燃料中的生物物質(zhì)或煤的比例，所述熱電偶位于出口12中的燒盡區(qū)域27的下游.此外，如圖5所示，包括三通閥的轉(zhuǎn)向器43可允許將生物物質(zhì)/栽氣混合物中的所有或一部分轉(zhuǎn)向至燃燒器29的子設(shè)備，所述燃燒器包括第一燃燒器23和第二燃燒器24中的至少一個(gè)燃燒器。這種轉(zhuǎn)向器43將被設(shè)置在混合物55和噴射器39的下游且可提供爐20的附加彈性運(yùn)行。即，如果希望暫時(shí)中斷再燒運(yùn)行(例如，為了對再燒注射器41進(jìn)行維護(hù)或修補(bǔ))，同時(shí)仍利用包括生物物質(zhì)的燃料來減少來自爐20的排放物，則生物物質(zhì)/栽氣混合物可被供應(yīng)至主燃燒器23和24中的一個(gè)或多個(gè)主燃燒器并在主燃燒區(qū)域25中進(jìn)行燃燒.在這種情況下，由從轉(zhuǎn)向器43延伸至閥44和燃燒器29的子設(shè)備的虛線所表示的被轉(zhuǎn)向的生物物質(zhì)/載氣混合物可通過燃燒器29的子設(shè)備被單獨(dú)點(diǎn)燃或者與煤燃料相結(jié)合地被點(diǎn)燃.當(dāng)生物物質(zhì)/栽氣混合物要被單獨(dú)點(diǎn)燃時(shí)，通過閥44切斷來自燃燒器29的子設(shè)備的煤燃料供應(yīng)(如箭頭所示，C).當(dāng)煤和生物物質(zhì)/載氣混合物要被一起點(diǎn)燃時(shí)，可需要燃燒器29的子設(shè)備中包括復(fù)合燃燒器，如同心燃燒器，其中煤被供給通過中心管道且生物物質(zhì)被供給通過同心環(huán)形管道，另一種可選方式是，煤和生物物質(zhì)/栽氣混合物還可在燃燒器29的子設(shè)備的上游被預(yù)混合或者在燃燒器29的子設(shè)備本身的內(nèi)部被預(yù)混合.可采用以一排接一排的順序?qū)Φ谝蝗紵?3和第二燃燒器24進(jìn)行改型的方式來制備燃燒器29的子設(shè)備從而用于轉(zhuǎn)向的生物物質(zhì)/載氣混合物.現(xiàn)在參見圖5和圖6，在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)排出氣體行進(jìn)通過排出路徑13和排出系統(tǒng)14時(shí)，由于利用生物物質(zhì)作為再燒燃料或第一燃料，因此排出氣體的質(zhì)量流速可增加。此外，爐20的再燒區(qū)域26的再燒運(yùn)行傾向于改變鍋爐10中的溫度分布，且可導(dǎo)致改變排出氣體的溫度。因此，由生物物質(zhì)提供動(dòng)力的爐20的運(yùn)行可對下游的鍋爐設(shè)備如顆粒收集裝置60產(chǎn)生負(fù)面影響.根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，顆粒收集裝置60可包括靜電除塵器(ESP)。由于生物物質(zhì)可具有比煤更低的灰分含量，因此認(rèn)為利用生處載入的灰。然而，由于將生物物i用作再燒燃料可導(dǎo)致提高排出氣體的流速，因此可導(dǎo)致降低顆粒收集的效率.在顆粒收集裝置60的入口處的排出氣體溫度可由于爐20的運(yùn)行而升高或降低.此處，顆粒收集裝置60(即靜電除塵器)的運(yùn)行參數(shù)，如電壓、電流密度、振打頻率(rappingfrequency)等可被調(diào)節(jié)以便解決由爐20的運(yùn)行帶來的影響。特別地，顆粒收集裝置60的控制裝置可被聯(lián)結(jié)至控制系統(tǒng)以便整合爐20與顆粒收集裝置60的運(yùn)行。的那^性質(zhì)明顯不同。因此，認(rèn)為用生物物質(zhì)燃料^代替煤燃料的一部分將影響灰的形成。即，由于包括生物物質(zhì)的再燒燃料被注入位于主燃燒區(qū)域25下游的再燒區(qū)域26內(nèi)。因此認(rèn)為生物物質(zhì)的燃燒將影響爐20中灰的形成。為此目的，如圖5和圖6所示，可包括吹灰器、射聲器、脈沖爆炸清除器(pulseddetonationcleaner)等的沉積物控制元件70-79通常位于熱傳遞表面80-85，如過熱器和再熱器管束和壓板，附近的沉積物控制位置處?？呻S后基于再燒燃料的類型、量和化學(xué)性質(zhì)來調(diào)節(jié)沉積物控制元件70-79的運(yùn)行，原因在于煤顆粒的軌跡不同于生物物質(zhì)顆粒的軌跡從而使得灰沉積物特性和形成速率將呈現(xiàn)出不均勻的空間分布.例如，如果認(rèn)為生物物質(zhì)的灰顆粒將主要聚集在排出路徑13中的剖面A-A的上部部分中，而煤灰顆粒將主要集中在剖面的下部部分中，則與沉積物去除元件76相比，對于沉積物去除元件74而言，可采用不同的沉積物去除頻率以便實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的沉積物控制.可基于主燃料(即粉煤)和再燒燃料(即煤/生物物質(zhì)混合物)的特性以及爐20的運(yùn)行條件來確定和控制用于每個(gè)沉積物去除元件或其子元件的沉積物去除頻率。該書面說明利用了示例來披露本發(fā)明，這包括最佳模式，且使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，這包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)并實(shí)施任何包括的方法，本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求書限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于作出的其它示例.如果這種示例具有并非不同于所述權(quán)利要求書的文字語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果這種示例包括與所述權(quán)利要求書的文字語言差別不大的等效結(jié)構(gòu)元件，則所述其它示例旨在落入權(quán)利要求書的范圍內(nèi).零件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>權(quán)利要求1、一種彈性燃料爐(20)，所述彈性燃料爐包括主燃燒區(qū)域(25)；位于所述主燃燒區(qū)域(25)下游的再燒區(qū)域(26)；和傳輸系統(tǒng)(30、110)，所述傳輸系統(tǒng)被可操作性地聯(lián)接至生物物質(zhì)和煤的供應(yīng)裝置且被構(gòu)造成將所述生物物質(zhì)和煤作為第一和再燒燃料的成分傳輸至所述主燃燒區(qū)域(25)和所述再燒區(qū)域(26)，且每種燃料包括彈性量的所述生物物質(zhì)和/或煤，其中所述彈性量對于處在運(yùn)行狀態(tài)下的所述爐(20)而言是可變的。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐(20)，其中所述傳輸系統(tǒng)(30、110)包括要被供應(yīng)所述第一和再燒燃料的燃燒器(23、24)，所述燃燒器被構(gòu)造成在所述主燃燒區(qū)域(25)內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)火；和至少一個(gè)注射器(41)，所述至少一個(gè)注射器被構(gòu)造成將所述第一和再燒燃料注入所述再燒區(qū)域(26)內(nèi)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的爐(20)，進(jìn)一步包括增壓空氣風(fēng)機(jī)(104)和流量控制元件(105)的組合以便提高在通過所述至少一個(gè)注射器(41)將所述再燒燃料的成分注入所述再燒區(qū)域(26)內(nèi)之前所述再燒燃料的成分的混合水平。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的爐(20)，進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述爐(20)內(nèi)且被設(shè)置在所述再燒區(qū)域(26)下游的燒盡區(qū)域(27);和用來將過燒空氣注入所述燒盡區(qū)域(27)內(nèi)的多個(gè)過燒空氣(OFA)注射器(106、107)，所述過燒空氣包括氧以便與來自所述再燒區(qū)域(26)和所述主燃燒區(qū)域(25)的排放物混合。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐(20)，其中所述再燒燃料中的所述彈性量的所述生物物質(zhì)和煤僅包括生物物質(zhì)以便減少在所述再燒區(qū)域中產(chǎn)生的氮氧化物的量，當(dāng)所述生物物質(zhì)的供應(yīng)物耗盡時(shí)僅包括煤，且當(dāng)所述生物物質(zhì)的供應(yīng)物減少和/或允許調(diào)節(jié)所述爐(20)的性能時(shí)，包括所述生物物質(zhì)和煤的組合.6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐(20)，進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述燒盡區(qū)域(27)下游的所述爐(20)的出口(12);被聯(lián)接至所述出口(12)的排出路徑(113),其中從所述爐(20)的熱傳遞表面(80-85)上去除顆粒物質(zhì)，所述顆粒物質(zhì)是由來自所述主燃燒區(qū)域(25)和所述再燒區(qū)域(26)的排放物承栽的；和位于所述排出路徑(13)下游的排出系統(tǒng)(14)，所述排放物通過所述排出系統(tǒng)被排至其中安裝了所述爐(20)的鍋爐(10)的外部.7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐(20)，其中所述排出路徑(13)包括用來從所述熱傳遞表面(80-85)上去除灰沉積物的多個(gè)沉積物控制元件(70-79)，其中根據(jù)所述笫一燃料和所述再燒燃料的灰形成特性而將所述沉積物控制元件(70-79)設(shè)置在沉積物控制位置處。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐(20)，其中所述排出系統(tǒng)(14)包括用以從所述排放物中收集顆粒物質(zhì)的靜電除塵器(顆粒收集裝置60);和用以將所述排放物排至所述鍋爐(10)的外部的排出煙囪(28).9、一種用來減少污染物排放的鍋爐(10)中的彈性燃料爐(20)，所迷彈性燃料爐包括主燃燒區(qū)域(25);位于所迷主燃燒區(qū)域(25)下游的再燒區(qū)域(26);傳輸系統(tǒng)(30、110)，所述傳輸系統(tǒng)(30、IIO)被可操作性地聯(lián)一和再燒燃料的成分傳輸至所述主燃燒區(qū)域(25)和所述再燒區(qū)域(26)，且每種燃料包括彈性量的所述生物物質(zhì)和/或煤，所述彈性量對于處在運(yùn)行狀態(tài)下的所述爐(20)而言是可變的；燒盡區(qū)域(27),其中過燒空氣(OFA)被注入所述燒盡區(qū)域(27)內(nèi)以便與所述主燃燒區(qū)域(25)和所述再燒區(qū)域(26)的排放物混合從而形成富氧且貧燃料的排放物；排出路徑(13)，所述排出路徑被聯(lián)接至所述燒盡區(qū)域(27)的出口(12)，其中從所迷爐的熱傳遞表面(80-85)上去除了顆粒物質(zhì)；和排出系統(tǒng)(14)，所述排出系統(tǒng)被聯(lián)接至所述排出路徑(13)，排放物通過所述排出系統(tǒng)被排至所述鍋爐(10)的外部，其中根據(jù)每種燃料中的所述生物物質(zhì)和煤的所述彈性量對所述排出路徑(13)和所述排出系統(tǒng)(14)的運(yùn)行進(jìn)行控制。10、一種運(yùn)行鍋爐(10)中的彈性燃料爐(20)的方法，所述方法包括以下步驟在所述爐(20)的主燃燒區(qū)域(25)中燃燒第一和再燒燃料；將所述第一和再燒燃料注入所述爐(20)的再燒區(qū)域(26)內(nèi)，所述再燒區(qū)域位于所述主燃燒區(qū)域(25)的下游；并且供應(yīng)彈性量的生物物質(zhì)和/或煤而作為所述第一和再燒燃料的成分，其中所述彈性量在所述爐(20)的運(yùn)行狀態(tài)過程中是可變的。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行彈性燃料爐以減少污染物排放的方法和設(shè)備。一種彈性燃料爐(20)，所述彈性燃料爐包括主燃燒區(qū)域(25)、位于所述主燃燒區(qū)域(25)下游的再燒區(qū)域(26)和傳輸系統(tǒng)(30、110)，所述傳輸系統(tǒng)被可操作性地聯(lián)接至生物物質(zhì)和煤的供應(yīng)裝置且被構(gòu)造成將所述生物物質(zhì)和煤作為第一和再燒燃料的成分傳輸至所述主燃燒區(qū)域(25)和所述再燒區(qū)域(26)，且每種燃料包括彈性量的所述生物物質(zhì)和/或煤。所述彈性量對于處在運(yùn)行狀態(tài)下的所述爐(20)而言是可變的。文檔編號F23B10/00GK101398168SQ20081016566公開日2009年4月1日申請日期2008年9月24日優(yōu)先權(quán)日2007年9月24日發(fā)明者B·N·埃特尼爾,R·佩恩,W·R·西克申請人:通用電氣公司