專利名稱：鍋爐,尤其是余熱鍋爐以及運(yùn)行此鍋爐的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐，尤其是余熱鍋爐，它有一長距離煙道，煙道有熱氣體進(jìn)口端和冷卻后的熱氣體出口端，該鍋爐還有第一蒸發(fā)加熱面，第一給水輸入管在流動上與第一蒸發(fā)加熱面進(jìn)口側(cè)連接，以及在煙道內(nèi)沿過熱氣體流通方向看，第一給水輸入管位于第二蒸發(fā)加熱面之前，后者不僅進(jìn)口側(cè)而且出口側(cè)均在流動上與設(shè)有第二給水輸入管的低壓氣包連接。
由Dechamps PJ和Galopin，J-F.的“Once-Through Heat Recovery SteamGenerators Working With Sub-and Supercritical Steam Conditions for CombinedCycles”(ASME Paper 97-GT 337 International Gas Turbine & AeroengineCongress & Exhibition，Orlando，F(xiàn)lorida，1997年6月2日至6月5日，第7頁左欄第二段)已知此類鍋爐。
此鍋爐中直通式運(yùn)行的較高壓力級(包括第一蒸發(fā)加熱面)，在熱氣體有高的溫度時也允許實(shí)現(xiàn)高的運(yùn)行壓力，直至超臨界狀態(tài)。從而可以提高效率。此外，較高的壓力級至多只需要在第一蒸發(fā)加熱面蒸汽出口有薄壁的去水分離瓶，從而可以更快起動鍋爐以及實(shí)現(xiàn)鍋爐對負(fù)荷變化的更快反應(yīng)。
第二蒸發(fā)加熱面及配屬于它的低壓汽包循環(huán)運(yùn)行，并充分利用熱氣體通過第一蒸發(fā)加熱面后還具有的低溫。這同樣能提高效率。由于在低壓汽包內(nèi)的壓力低，所以低壓汽包同樣可以有較薄的壁。因此它既不妨礙快速起動，也不妨礙鍋爐對負(fù)荷變化的快速反應(yīng)。在第二蒸發(fā)加熱面內(nèi)的環(huán)流也絕對沒有任何不穩(wěn)定性，以及不會在此第二蒸發(fā)加熱面內(nèi)導(dǎo)致侵蝕。
然而輸入直流運(yùn)行的第一蒸發(fā)加熱面中的給水需要進(jìn)行與輸入循環(huán)運(yùn)行的蒸發(fā)加熱面中的給水所受預(yù)處理不同的預(yù)處理，也就是說不同于出口例與進(jìn)口側(cè)均與低壓汽包連接的第二蒸發(fā)加熱面所需給水所受的預(yù)處理。
本發(fā)明的目的在于，不僅直流運(yùn)行的第一蒸發(fā)加熱面，而且循環(huán)運(yùn)行的第二蒸發(fā)加熱面，均保證只得到針對它預(yù)處理好的給水。
為達(dá)到此目的，前言所述類型的鍋爐按本發(fā)明具有權(quán)利要求1特征部分所述的特征。通過在第一輸入管第一處理點(diǎn)添加和/或除去藥劑，用于第一蒸發(fā)加熱面的給水可按其需要預(yù)處理，而通過在第二輸入管第二處理點(diǎn)添加和/或除去藥劑，可根據(jù)第二蒸發(fā)加熱面的需要預(yù)處理用于它的給水。因此這兩根輸入管可與同一個公共的給水供應(yīng)設(shè)備連接。此給水供應(yīng)設(shè)備可以供應(yīng)原始質(zhì)量統(tǒng)一的給水，它例如可以是一個熱水井、給水處理裝置或凝結(jié)水收集箱。
在按權(quán)利要求3進(jìn)一步改進(jìn)的鍋爐中，在第一輸入管內(nèi)已預(yù)處理好的給水可再處理后用于第二蒸發(fā)加熱面。
在按權(quán)利要求4進(jìn)一步發(fā)展的鍋爐中，可通過將藥劑在第一處理點(diǎn)添加到第一輸入管內(nèi)，預(yù)處理在第一輸入管內(nèi)用于兩個蒸發(fā)加熱面的給水。通過將藥劑在第二處理點(diǎn)添加在第二輸入管內(nèi)，可將來自第一輸入管的為兩個蒸發(fā)加熱面已預(yù)處理好的給水再處理后用于第二蒸發(fā)加熱面。最后在第一輸入管內(nèi)的已為兩個蒸發(fā)加熱面預(yù)處理好的給水，可在第三處理點(diǎn)通過添加其他藥劑再處理后用于第一蒸發(fā)加熱面。
通過按權(quán)利要求5對鍋爐的進(jìn)一步發(fā)展，用于第一蒸發(fā)加熱面的給水可通過在第一處理點(diǎn)添加藥劑精確處理，以及，用于第二蒸發(fā)加熱面的給水可通過在第二處理點(diǎn)添加藥劑精確處理。
在權(quán)利要求6中論及的除氣罐可按有利的方式組合在低壓汽包內(nèi)，它設(shè)有給水的第二輸入管。
權(quán)利要求7提供了一種用于運(yùn)行本發(fā)明鍋爐的有利方法。權(quán)利要求8涉及權(quán)利要求3所述鍋爐的運(yùn)行方法；權(quán)利要求9涉及權(quán)利要求4所述鍋爐的運(yùn)行方法；以及權(quán)利要求10涉及權(quán)利要求5所述鍋爐的運(yùn)行方法。
下面借助于附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)。


圖1至3示意表示電廠的組合式燃?xì)廨啓C(jī)-蒸汽輪機(jī)裝置。在這三個圖中相同的部分用同一個標(biāo)號表示。
按圖1的裝置具有一臺帶長距離煙道2的余熱鍋爐。該煙道2具有一個進(jìn)口端3和一個出口端4。在煙道2內(nèi)部可見三個蒸發(fā)加熱面9、5和8。蒸發(fā)加熱面9、5和8在煙道2內(nèi)沿?zé)釟怏w的通流方向從進(jìn)口端3到出口端4看連續(xù)排列。蒸發(fā)加熱面8離煙道出口端4最近，而蒸發(fā)加熱面9離煙道進(jìn)口端3最近。蒸發(fā)加熱面5位于兩個蒸發(fā)加熱面8與9之間。
蒸發(fā)加熱面8既通過其進(jìn)口8a也通過其出口8b連接在低壓汽包7上。給水輸入管6通入此低壓汽包7。此外從低壓汽包7引出一根低壓蒸汽管41。它包含在兩個蒸發(fā)加熱面5與8之間設(shè)在煙道2內(nèi)的過熱加熱面26。
兩個蒸發(fā)加熱面5和9的每一個均配設(shè)有一個起動瓶27或28，從蒸發(fā)加熱面5或9出發(fā)的蒸汽管29或30側(cè)向通入其中。
從兩個起動瓶27和28的每一個底部，引出一根通往蒸發(fā)加熱面5或9各自的進(jìn)口并包含水泵31或32的返回管31a或32a。通過這根返回管，在各起動瓶27或28內(nèi)分離出來的凝結(jié)水可以泵回各蒸發(fā)加熱面5或9的進(jìn)口。
從配屬于蒸發(fā)加熱面9的起動瓶28出發(fā)的高壓蒸汽管33包含過熱加熱面34，它在余熱鍋爐的煙道2內(nèi)位于蒸發(fā)加熱面9與煙道2進(jìn)口端3之間。另一根蒸汽管35一端從起動瓶27出發(fā)，此起動瓶27配屬于蒸發(fā)加熱面5。蒸汽管35包含過熱加熱面35a，后者在煙道2內(nèi)位于兩個蒸發(fā)加熱面5與9之間。此蒸汽管35另一端從汽輪機(jī)36高壓部分的蒸汽出口36b出發(fā)，從起動瓶28出發(fā)的高壓蒸汽管33通往汽輪機(jī)36高壓部分的蒸汽進(jìn)口36a。蒸汽管35包含過熱加熱面38，它按流動方向處于過熱加熱面35a及蒸汽出口36b的下游以及在煙道2內(nèi)部它同樣處于煙道2的進(jìn)口端3與蒸發(fā)加熱面9之間。蒸汽管35從過熱加熱面38出發(fā)通往汽輪機(jī)36中壓部分的蒸汽進(jìn)口36c。汽輪機(jī)36中壓部分的蒸汽出口36d通過蒸汽管40與汽輪機(jī)36兩個低壓部分的蒸汽進(jìn)口36e在流動上連接。通往此蒸汽進(jìn)口36e的還有低壓蒸汽管41，后者來自低壓汽包7并包含過熱加熱面26。過熱加熱面26在煙道2內(nèi)設(shè)在兩個蒸發(fā)加熱面5與8之間。排汽管42從汽輪機(jī)36低壓部分的兩個蒸汽出口36f和36g出發(fā)通往凝汽器11。
給水輸入管10從凝汽器11通往處于煙道2內(nèi)的蒸發(fā)加熱面5和9的進(jìn)口側(cè)，它包含配設(shè)有凝結(jié)水凈化裝置的凝結(jié)水泵43和位于煙道2內(nèi)的預(yù)熱加熱面12a以及在此預(yù)熱加熱面12a下游的高壓/中壓給水泵44。預(yù)熱加熱面12a布置在煙道2內(nèi)煙道2出口端4與蒸發(fā)加熱面8之間。在蒸發(fā)加熱面5與9的進(jìn)口側(cè)按流動方向在其上游各設(shè)有一個用于給水輸入管10內(nèi)的給水的預(yù)熱加熱面12b或12c。這些預(yù)熱加熱面12b和12c設(shè)在煙道2內(nèi)蒸發(fā)加熱面8與蒸發(fā)加熱面5或9之間。一循環(huán)泵12d與預(yù)熱加熱面12a并聯(lián)，給水可從預(yù)熱加熱面12a的出口泵回其進(jìn)口，以提高進(jìn)入預(yù)熱加熱面12a內(nèi)的給水溫度。
給水輸入管6通往低壓汽包7，以及按流動方向在預(yù)加熱面12a后面和循環(huán)泵12d后面但在高壓/中壓給水泵44之前連接在給水輸入管10上。例如是一接管的處理點(diǎn)46按流動方向位于輸入管6上，但在該輸入管6與給水輸入管10的連接點(diǎn)之后。
另一個例如同樣是一接管的處理點(diǎn)47在煙道2之外位于凝結(jié)水泵43與預(yù)熱加熱面12a之間循環(huán)泵12d之前的輸入管10上。
來自燃?xì)廨啓C(jī)64的熱氣體管路63通往煙道2的進(jìn)口端3。在燃?xì)廨啓C(jī)64的進(jìn)口設(shè)燃燒室64，其上游設(shè)被燃?xì)廨啓C(jī)64驅(qū)動的壓縮機(jī)66。燃?xì)廨啓C(jī)64和蒸汽輪機(jī)36分別驅(qū)動一臺發(fā)電機(jī)G。
在處理點(diǎn)47可通過添加NH3和O2按適用于蒸發(fā)加熱面5和9的規(guī)范處理給水。通過在處理點(diǎn)46處給水脫氣，亦即除去O2及進(jìn)一步添加NH3，對供入低壓汽包7的給水進(jìn)行再處理，使之符合針對蒸發(fā)加熱面8的規(guī)范。
通過排汽管42離開蒸汽輪機(jī)36的排汽在凝汽器11內(nèi)凝結(jié)為已除氣的凝結(jié)水，凝結(jié)水在凝結(jié)水凈化裝置43內(nèi)凈化。
在處理點(diǎn)47調(diào)整給水的pH值為約8.5及含O2量為約50至100ppb。在屬于低壓汽包7和為處理點(diǎn)46配設(shè)的加熱的除氣罐內(nèi)，使輸入低壓汽包7的給水的含氧量降至約20ppb。此外，在處理點(diǎn)46再向輸入低壓汽包7的給水加入NH3，使給水的pH值最終提高到9至9.5。
按圖2的組合式燃?xì)廨啓C(jī)-蒸汽輪機(jī)裝置與圖1所示裝置的區(qū)別僅在于，除了兩個處理點(diǎn)46和47外，為了添加和/或除去水處理藥劑還存在第三個這樣的處理點(diǎn)48。它例如同樣是一個接管并處于第一給水輸入管10中，且按流動方向位于第二輸入管6與第一輸入管的連接點(diǎn)之后和高壓/中壓給水泵44之前，并因而在蒸發(fā)加熱面5與9之前。
通過在圖2中的處理點(diǎn)47處向給水添加NH3，可使此給水得到預(yù)處理。給水在處理點(diǎn)46通過進(jìn)一步添加NH3進(jìn)行再處理，從而使之符合針對蒸發(fā)加熱面8的規(guī)范。在處理點(diǎn)48給水通過添加O2進(jìn)行再處理，使之滿足針對蒸發(fā)加熱面5和9的規(guī)范。在處理點(diǎn)46至48不需要除去藥劑，也不必除氣。
接圖3的組合式燃?xì)廨啓C(jī)-蒸汽輪機(jī)裝置與圖1所示裝置的區(qū)別僅在于，第二輸入管6包含設(shè)在煙道2內(nèi)部的第二預(yù)熱加熱面13，并按流動方向在第一預(yù)熱加熱面12a之前，以及在第一處理點(diǎn)47與凝結(jié)水泵43之間的連接點(diǎn)處與第一輸入管10連接。在第二輸入管6上的第二處理點(diǎn)46按流動方向設(shè)在第二預(yù)熱加熱面13之前。通過在第一處理點(diǎn)47添加NH3和O2處理來自凝結(jié)水泵43的給水使之準(zhǔn)確符合針對蒸發(fā)加熱面5和9的規(guī)范，而在處理點(diǎn)46通過添加NH3準(zhǔn)確符合針對蒸發(fā)加熱面8的規(guī)范。
但按流動方向在第二輸入管6處于第一輸入管10上的連接點(diǎn)之后還平行于預(yù)熱加熱面13同樣連接有一循環(huán)泵13d，它可將給水從預(yù)熱加熱面13的出口泵回進(jìn)口，從而提高進(jìn)入此預(yù)熱加熱面的給水溫度。
在圖1至3的裝置中具有凝結(jié)水泵43的凝汽器11是公共的給水供應(yīng)設(shè)備，來自它的原始給水有統(tǒng)一的原始質(zhì)量，最終處理為不同的給水，一方面流入蒸發(fā)加熱面5和9，另一方面流入蒸發(fā)加熱面8。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐，尤其是余熱鍋爐，它具有一長距離煙道(2)，該煙道有熱氣體進(jìn)口端(3)和冷卻后的熱氣體出口端(4)，該鍋爐還有第一蒸發(fā)加熱面(5、9)，第一給水輸入管(10)按流動方向與第一蒸發(fā)加熱面(5、9)的進(jìn)口側(cè)連接，以及在煙道(2)內(nèi)沿?zé)釟怏w通流方向看，第一給水輸入管位于第二蒸發(fā)加熱面(8)之前，后者不僅進(jìn)口側(cè)而且出口側(cè)均在流動上與設(shè)有第二給水輸入管(6)的低壓汽包(7)連接，其特征在于第一輸入管(10)具有用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理的第一處理點(diǎn)(47)，以及第二輸入管(6)具有用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理的第二處理點(diǎn)(46)。
2.按照權(quán)利要求1所述的鍋爐，其特征在于第一輸入管(10)包含一設(shè)在煙道(2)內(nèi)的預(yù)熱加熱面(12a)，以及第二輸入管(6)按流動方向在預(yù)熱加熱面(12a)和蒸發(fā)加熱面(5、9)之間的連接點(diǎn)處與第一輸入管(10)連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的鍋爐，其特征在于第一輸入管(10)按流動方向在預(yù)熱加熱面(12a)之前具有第一處理點(diǎn)(47)，用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理；以及，第二輸入管(6)按流動方向在它與第一輸入管(10)的連接點(diǎn)之后具有第二處理點(diǎn)(46)，用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理。
4.按照權(quán)利要求3所述的鍋爐，其特征在于第一輸入管(10)按流動方向在第二輸入管(6)的連接點(diǎn)后和蒸發(fā)加熱面(5、9)前具有第三處理點(diǎn)(48)，用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理。
5.按照權(quán)利要求1所述的直流式鍋爐，其特征在于第一輸入管(10)包含設(shè)在煙道(2)內(nèi)的第一預(yù)熱加熱面(12a)，第二輸入管(6)包含設(shè)在煙道(2)內(nèi)的第二預(yù)熱加熱面(13)以及在流動方向上與第一輸入管(10)在第一預(yù)熱加熱面(12a)前的第一連接點(diǎn)連接；第一輸入管(10)按流動方向在第一預(yù)熱加熱面(12a)前和此第一連接點(diǎn)后具有第一處理點(diǎn)(47)，用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理；以及，在第二輸入管(6)上按流動方向在第二預(yù)熱加熱面(13)前設(shè)第二處理點(diǎn)(46)，用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理。
6.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鍋爐，其特征在于第二處理點(diǎn)(46)具有一除氣罐，用于從給水中除去氣態(tài)藥劑。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的鍋爐的運(yùn)行方法，其特征在于在第一處理點(diǎn)(47)和/或第二處理點(diǎn)(46)處至少添加和/或除去藥劑NH3和O2中之一種。
8.按照權(quán)利要求3所述鍋爐的運(yùn)行方法，其特征在于在第一處理點(diǎn)(47)處添加NH3和O2以及在第二處理點(diǎn)(46)處添加NH3和除去O2。
9.按照權(quán)利要求4所述鍋爐的運(yùn)行方法，其特征在于在第一處理點(diǎn)(47)和在第二處理點(diǎn)(46)處添加NH3以及在第三處理點(diǎn)(48)處添加O2。
10.按照權(quán)利要求5所述鍋爐的運(yùn)行方法，其特征在于在第一處理點(diǎn)(47)處添加NH3和O2以及在第二處理點(diǎn)(46)處添加NH3。
全文摘要
一種鍋爐,尤其是余熱鍋爐以及運(yùn)行此鍋爐的方法,其中第一蒸發(fā)加熱面(5、9)和第二蒸發(fā)加熱面(8)處于鍋爐熱氣體的長距離煙道(2)中。給水的第一輸入管(10)按流動方向連接在第一蒸發(fā)加熱面(5、9)的進(jìn)口側(cè),而第二蒸發(fā)加熱面(8)進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)在流動上均與低壓汽包(7)連接。低壓汽包(7)設(shè)有給水的第二輸入管(6)。第一輸入管(10)具有第一處理點(diǎn)(47),而第二輸入管(6)有第二處理點(diǎn)(46);這兩個處理點(diǎn)的每一個都用于添加和/或除去藥劑進(jìn)行水處理,所以每個蒸發(fā)加熱面(5、9、8)只能得到已按照對它所適用的規(guī)范處理好的給水。
文檔編號F22D11/00GK1267357SQ98808325
公開日2000年9月20日 申請日期1998年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月25日
發(fā)明者埃里克·施密德, 赫爾穆特·施蒂爾斯托弗, 卡爾·洛克伍德, 尤維·倫克 申請人:西門子公司