專利名稱：用于干燥褐煤的燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在沒有引回到其燃燒室中的煙氣的輔助下干燥褐煤(Trockenbraunkohle)的燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器(Zwangdurchlaufdampferzeuger),其中，強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器具有燃燒室、聯(lián)接在其上端處的煙氣道(Rauchgaszug)以及圍繞其的圍壁(Umfassungswand),其中，圍壁由管壁形成，其管引導(dǎo)工作介質(zhì)水/蒸汽，燃燒室具有至少一個(gè)燃燒器并且在煙氣道中布置有下游加熱面(Nachschaltheizflaeche)。。
背景技術(shù)：
通流更確切地說強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器從出版物“Kraftwerktechnik”，Springer出版社，2.版 1994,章節(jié) 4. 4. 2. 4-Zwangdurchlauf (171 至 174 頁)，ProfDr. -Ing. KarlStrau^中已知，其在發(fā)電站中用于通過例如化石燃料的燃燒來產(chǎn)生電能。在通流或強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器中，形成燃燒室或者氣道的管壁或者圍壁的加熱(與帶有在循環(huán)中引導(dǎo)的 水-蒸汽混合物的僅部分蒸發(fā)的自然循環(huán)或者強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器對(duì)比)導(dǎo)致在單次通流中管壁或圍壁的管中的流動(dòng)介質(zhì)或者工作介質(zhì)的蒸發(fā)。相對(duì)于傳統(tǒng)以原褐煤(RBK)燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器或以此構(gòu)造的發(fā)電站，以干燥褐煤(TBK)燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器或以此構(gòu)造的發(fā)電站具有顯著的效率提高潛力。在此，在前置于燃燒的工序中能量上有利地從RBK中生產(chǎn)出TBK。由于TBK相對(duì)于RBK降低的含水量，熱值和以此待在蒸汽發(fā)生器的燃燒室中傳輸?shù)臒崃匡@著增加。對(duì)應(yīng)于RBK或TBK的灰特性，燃燒室必須這樣設(shè)計(jì)，使得利用燃燒室的圍壁的吸熱，燃燒室最終溫度設(shè)立在950-1150°C的范圍中。由于圍壁的吸熱而產(chǎn)生的在介質(zhì)側(cè)的蒸汽溫度對(duì)于用作圍壁的管壁(其由管-隔板-管連接制成)的材料選擇是決定性的。對(duì)于帶有高的、超臨界的蒸汽參數(shù)的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，在TBK的燃燒中為了減少在燃燒室中圍壁的吸熱必須將煙氣的一定部分引回到燃燒室中(煙氣再循環(huán))，因此構(gòu)造為管壁的圍壁的高負(fù)荷部分(斜繞組(Schraegwicklung)和豎直布管(Senkrechtberohrung))利用專門的材料 T23(由 ASME (美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì))批準(zhǔn)的材料)、T24(7CrMoVTiB10-10)或者其它帶有類似的化學(xué)成分的材料來實(shí)施，它們都屬于改良的、耐熱的2. 25-2. 5%鉻鋼的類別。這些材料具有該優(yōu)點(diǎn)，即它們最適合于上面提到的蒸汽參數(shù)并且它們可在沒有熱后處理的情況下焊接并且因此可以簡(jiǎn)單地執(zhí)行圍壁或者管壁的建造以及在施工現(xiàn)場(chǎng)的裝配。材料T23例如在VdTtJV材料頁511/2，2001. 06版中提及，而材料T24例如在標(biāo)準(zhǔn)頁DIN EN10216-2, 2007十月版中提及。在應(yīng)用煙氣再循環(huán)時(shí)，帶有煙氣再循環(huán)風(fēng)扇的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)是必要的。所使用的對(duì)流加熱面可能比不應(yīng)用煙氣再循環(huán)時(shí)更大。煙氣再循環(huán)系統(tǒng)和附加的加熱面表示較高的投資成本。煙氣再循環(huán)系統(tǒng)以外的不利的方式提高了發(fā)電站的電的本身消耗并且提高了持續(xù)運(yùn)行成本。如上面已經(jīng)所提及的，除了強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器也是已知的。對(duì)于這些已知的帶有亞臨界蒸汽參數(shù)的循環(huán)或環(huán)流蒸汽發(fā)生器，由蒸汽發(fā)生器的蒸發(fā)器僅能吸收一定的熱量。其通過設(shè)備的工作壓力來限定。由燃料的性質(zhì)(灰成分、灰的熔化性質(zhì))決定，待從爐膛中或者燃燒室中的燃燒傳輸?shù)臒崃靠筛哂谀軌蛴烧舭l(fā)器吸收的熱量。在環(huán)流蒸汽發(fā)生器中那么使用屏式加熱面(Schottenheizflaeche)，以便限制待傳輸?shù)秸舭l(fā)器的熱量或?qū)⒍嘤嗟臒崃堪l(fā)出到屏式加熱面。與自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器相比，在強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器中熱量吸收在其蒸發(fā)器中不受限制，因?yàn)樵谡舭l(fā)器出口處的介質(zhì)溫度在強(qiáng)制流動(dòng)運(yùn)行中已經(jīng)過熱并且過熱的水平能夠可變地來確定。蒸汽的與此相聯(lián)系的溫度水平或者圍壁中的所屬的計(jì)算溫度通過在圍壁方面適當(dāng)?shù)牟牧线x擇并且在TBK的燃燒時(shí)通過合適的煙氣引回到燃燒室中來控制。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在本發(fā)明的目的是提供一種用于干燥褐煤的燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，在其中避免前面提及的缺點(diǎn)或在其中在干燥褐煤的燃燒中避免煙氣再循環(huán)的應(yīng)用，并且與燃燒原褐煤的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器相比，在圍壁或管壁中的介質(zhì)溫度不被提高。上述目的通過專利權(quán)利要求I的全部特征實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案可從從屬權(quán)利要求中提取。通過根據(jù)本發(fā)明的解決方案提供一種用于干燥褐煤的燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其具有如下優(yōu)點(diǎn)-避免煙氣再循環(huán)并且與此相聯(lián)系通過降低在煙氣空氣預(yù)熱器之后的煙氣溫度改善蒸汽發(fā)生器效率。-減少用于煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的投資成本和運(yùn)行成本。-相對(duì)于帶有煙氣再循環(huán)的實(shí)施形式減小對(duì)流加熱面。一個(gè)有利的構(gòu)造設(shè)置成，在燃燒室的區(qū)域中覆蓋圍壁的一部分的屏式加熱面布置在最高放置的燃燒器的上緣與最低的下游加熱面的下緣之間。通過該措施，燃燒室的確定區(qū)域利用屏式加熱面來覆蓋，否則在其處大部分熱量將從燃燒室到達(dá)圍壁并且圍壁中的其介質(zhì)溫度以及其壁溫度本身將被這樣提高，使得為了降低壁溫度必須使用煙氣再循環(huán)系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)中，圍壁的至少一部分由材料T23、T24中的一個(gè)或者帶有類似的化學(xué)成分的其它材料中的一個(gè)形成。在此，圍壁的高熱負(fù)載的或比圍壁的其余部分更高熱負(fù)載的部分利用前面提及的材料來構(gòu)造。材料T23、T24或者帶有類似化學(xué)成分的其它材料中的一個(gè)是高品質(zhì)的材料，其是商業(yè)上通用的并且其滿足所期望的要求或在其焊接之后在其處不必進(jìn)行熱后處理。本發(fā)明的一個(gè)有利的構(gòu)造設(shè)置成由帶有9-12%的鉻成分的馬氏體材料、奧氏體材料或者鎳基合金構(gòu)造或生產(chǎn)屏式加熱面。因此確保，在溫度方面對(duì)暴露地處于燃燒室中的屏式加熱面要求得到滿足。有利的是,屏式加熱面構(gòu)造為過熱器或者中間過熱器加熱面(Zwischenueberhitzerheizf laeche)。屏式加熱面由此有效地被集于強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器的水/蒸汽循環(huán)中或集于包括這樣的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器的發(fā)電站的水/蒸汽循環(huán)中。一個(gè)有利的構(gòu)造設(shè)置成，屏式加熱面平行于圍壁布置。由此實(shí)現(xiàn)，即屏式加熱面同圍壁一樣豎直布置并且為來自燃燒室的灰或者爐渣提供盡可能小的作用面。
一個(gè)適宜的構(gòu)造設(shè)置成，屏式加熱面布置成貼靠在圍壁處。由此確保，圍壁由屏式加熱面盡可能好地覆蓋并且盡可能少的熱量到達(dá)圍壁。


下面根據(jù)附圖和說明詳細(xì)闡述本發(fā)明的示范實(shí)施例，其中圖I示意性地顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器的縱剖面，圖2如圖1，然而是替代的實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式圖I示意性地示出以塔式結(jié)構(gòu)類型的通流或強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器I (兩個(gè)標(biāo)記意指同一個(gè)，即蒸汽在蒸汽發(fā)生器之內(nèi)的產(chǎn)生在一個(gè)通道內(nèi))，亦即管壁5 (作為圍壁4)以及全部下游加熱面7安置在唯一的豎直的氣道處或在其中。由氣密的圍壁4形成或者包圍的 豎直氣道在它的下部區(qū)域中包含燃燒室2和聯(lián)接在其上的煙氣道3。燃燒室2通常朝向下以燃燒室漏斗(Brennkammertrichter)封閉并且朝向上直到最低的下游加熱面7。在燃燒室2的下部區(qū)域中布置有用于燃燒化石燃料的一個(gè)或者多個(gè)燃燒器6。燃燒器6可布置在燃燒室2的角部(正切燃燒器(Eckenbrenner))中或者壁中(壁燃燒器)。在煙氣道3中布置不同的下游加熱面7作為對(duì)流加熱面。其通常是節(jié)熱器加熱面、過熱器或中間過熱器加熱面。煙氣道3向上利用頂蓋來封閉并且它在它的上端處在側(cè)面具有煙氣出口 9。根據(jù)本發(fā)明，強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器I具有至少一個(gè)屏式加熱面8，其覆蓋圍壁4在燃燒室2的區(qū)域中的一部分并且它的面?zhèn)鹊某叽邕@樣確定，使得圍壁4的熱吸收和因此其溫度減小到某值，該值允許圍壁4由改良的、耐熱的2. 25-2. 5%鉻鋼構(gòu)造，其在其焊接技術(shù)上的加工之后不需要熱后處理。換句話說，在燃燒室2的區(qū)域中以預(yù)定的面?zhèn)鹊某叽绺采w圍壁4的屏式加熱面8從燃燒室2吸收了如此多的熱量，使得圍壁4的熱吸收由于該覆蓋被這樣減少，使得在圍壁4處的最大介質(zhì)溫度保持在某值之下，該值允許使用改良的、耐熱的2. 25-2. 5%鉻鋼，其在其焊接技術(shù)上的加工之后不需要熱后處理。其可以是例如材料T23(由ASME (美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì))批準(zhǔn)的材料)、T24(7CrMoVTiBlO-IO)或者帶有類似的化學(xué)成分的其它材料，其可覆蓋直至大約500-510°C的蒸汽溫度并且其例如在“The T23/T24 Book，New Grades for Waterwalls and Superheaters from Vallourec & MannesmannTubes”手冊(cè)中提及(關(guān)于改良的、耐熱的2. 25-2. 5%鉻鋼的手冊(cè))。通過圍壁4中的介質(zhì)溫度借助于根據(jù)本發(fā)明布置的屏式加熱面8的減小，對(duì)圍壁4可放棄使用煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，其否則將更涼的煙氣引導(dǎo)到燃燒室2中并且由此燃燒室2內(nèi)的溫度和因此還有圍壁4中的介質(zhì)溫度下降。前面提到的高品質(zhì)的材料(其在其焊接技術(shù)上的加工之后不需要熱后處理)，可在圍壁4處到處使用或者對(duì)應(yīng)于一個(gè)商業(yè)上更有利的變體,至少在圍壁4的其高熱負(fù)荷使它必需的部分處使用。這些部分例如是在燃燒室2內(nèi)在燃燒器6處和直接在燃燒器6上面的區(qū)域。在圍壁4的其熱負(fù)荷更低的部分處，諸如在管壁中在帶有大約< 400-460°C的介質(zhì)溫度的燃燒室2的下部中(在燃燒器6包括燃燒室漏斗下面)，為了減少投資成本使用與前面提到的高品質(zhì)材料相比更低價(jià)的材料，諸如16Mo3或者13CrMo45。這些材料同樣在其焊接技術(shù)上的加工之后不需要熱后處理。
構(gòu)造為管壁5的圍壁4通常由焊接的管-隔板-管組合制造，其中，管壁5的管引導(dǎo)工作介質(zhì)水/蒸汽并且能夠在圍壁4之或傾斜地或豎直地或者螺旋和豎直組合地構(gòu)成。布置在圍壁4中的管在燃燒室2的下部和中部中用作蒸發(fā)器管，亦即供入的并預(yù)熱的水在這些蒸發(fā)器管中被蒸發(fā)。在通常豎直布管的燃燒室2的上部中，布置在圍壁4中的管已經(jīng)可作為過熱器加熱面來連接。板式加熱面8現(xiàn)在吸收了燃燒室2的一部分熱量，因此其本身需根據(jù)溫度需求而采用合適的材料來構(gòu)造。由于溫度極高，因此含鉻量為9-12%的馬氏體鋼、奧氏體鋼或鎳基合金已被證明是合適的?，F(xiàn)在從燃燒室2吸收部分熱量的屏式加熱面8自身對(duì)應(yīng)于溫度要求利用適當(dāng)?shù)牟牧蟻順?gòu)造。因?yàn)橐瓶胤浅８叩臏囟?，馬氏體的含9-12%鉻的鋼、奧氏體鋼或者鎳基合金為此證實(shí)為適合的。其可以是例如馬氏體材料T91 (X10CrMoVNb9-l)、T92 (XIOCrWMoVNb9-2)或者VM12-SHC、奧氏體鋼SUPER 304H、HR3C、DMV304HCu、DMV3101N或者鎳基合金(諸如合 金617(NiCr23Col2Mo)或者合金617mod (NiCr23Col2Mo mod))。屏式加熱面8可以由各個(gè)、 彼此緊靠地并且平行地布置的管或者由管-隔板-管結(jié)構(gòu)構(gòu)成。屏式加熱面8的管通常在加熱面之內(nèi)水平地延伸，但是也可豎直地延伸。屏式加熱面8優(yōu)選地平行于圍壁4并且進(jìn)一步優(yōu)選地貼靠在后者處布置。通過該布置確保，圍壁4非常有效地被屏式加熱面8覆蓋并且由此盡可能阻止熱量傳輸?shù)絿?上。通過圖2示出根據(jù)本發(fā)明的屏式加熱面8的有利的變體。在此，圍壁4或管壁5(其通常包含強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器的前壁、后壁以及兩個(gè)側(cè)壁)在燃燒室2的區(qū)域中、即在最上面的燃燒器6的上緣與最下面的下游加熱面7的下緣之間(該區(qū)域在圖2中用“S”注明或者標(biāo)記)部分由一個(gè)或者多個(gè)屏式加熱面8覆蓋，其中，根據(jù)圖2示例性地在每個(gè)單獨(dú)的管壁處布置有一個(gè)屏式加熱面8，亦即總共四個(gè)。通過屏式加熱面8特別地在燃燒室2的該區(qū)域中的有針對(duì)性的布置，在燃燒室2之內(nèi)圍壁4或管壁5的通常最熱的區(qū)域能夠被完全有針對(duì)性地覆蓋。屏式加熱面8可在強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器I之內(nèi)有利地用作過熱器加熱面。然而也可能用作中間過熱器加熱面。附圖標(biāo)記I強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器2燃燒室3煙氣道4 圍壁5 管壁6燃燒器7下游加熱面8屏式加熱面9煙氣出口
權(quán)利要求
1.一種用于在沒有引回到其燃燒室中的煙氣的輔助下干燥褐煤的燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其中，所述強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器(I)具有燃燒室(2)和聯(lián)接在其上端處的煙氣道(3)以及圍繞它的圍壁(4)，其中，所述圍壁⑷由管壁(5)形成，其管引導(dǎo)工作介質(zhì)水/蒸汽，所述燃燒室(2)具有至少ー個(gè)燃燒器(6)并且在所述煙氣道(3)中布置有下游加熱面(7)，其中， 所述圍壁(4)的一部分在所述燃燒室(2)的區(qū)域中通過至少一個(gè)屏式加熱面(8)來覆蓋，其面?zhèn)鹊某叽邕@樣確定，使得所述圍壁(4)的熱吸收和因此其溫度被減小到某值，所述值允許所述圍壁(4)由改良的、耐熱的2. 25-2. 5%鉻鋼構(gòu)造，所述鉻鋼在它的焊接技術(shù)上的加工之后不需要任何熱后處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，在所述燃燒室(2)的區(qū)域中覆蓋所述圍壁(4)的一部分的所述屏式加熱面(8)布置在置于最上面的所述燃燒器(6)的上緣與最下面的所述下游加熱面(7)的下緣之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述圍壁(4)的至少一部分由材料T23、T24中的一個(gè)或者帶有類似的化學(xué)成分的另ー材料形成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述屏式加熱面(8)由帶有9-12%鉻成分的馬氏體鋼、奧氏體鋼或者鎳基合金形成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述屏式加熱面(8)構(gòu)造為過熱器加熱面。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述屏式加熱面(8)構(gòu)造為中間過熱器加熱面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述屏式加熱面(8)平行于所述圍壁(4)布置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少ー項(xiàng)所述的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述屏式加熱面(8)貼靠在所述圍壁(4)處延伸。
全文摘要
一種用于在沒有引回到其燃燒室中的煙氣的輔助下干燥褐煤的燃燒的強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器，其中，強(qiáng)制通流蒸汽發(fā)生器(1)具有燃燒室(2)和聯(lián)接在其上端處的煙氣道(3)以及圍繞其的圍壁(4)，其中，圍壁(4)由管壁(5)形成，它的管引導(dǎo)工作介質(zhì)水/蒸汽，燃燒室(2)具有至少一個(gè)燃燒器(6)并且在煙氣道(3)中布置有下游加熱面(7)，其中，圍壁(4)的一部分在燃燒室(2)的區(qū)域中通過至少一個(gè)屏式加熱面(8)來覆蓋，它的面?zhèn)鹊某叽邕@樣確定，使得圍壁(4)的熱吸收和因此的其溫度被減小到某值，該值允許圍壁(4)由改良的、耐熱的2.25-2.5％鉻鋼構(gòu)造，該鉻鋼在它的焊接技術(shù)上的加工之后不需要熱后處理。
文檔編號(hào)F22B21/00GK102782405SQ201080039617
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者G·維辛格, G-N·斯塔馬特羅普洛斯, Q·陳, T·伯恩德特 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司