專利名稱：調節蒸汽發生器出口處煙氣溫度的方法與設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用在煙氣和給水之間傳導熱量的加熱面來調節蒸汽發生器出口處煙氣溫度的方法與設備。
在一個蒸汽發生器中，通過在熱煙氣和引入水-蒸汽-循環的給水之間間接的熱量交換產生蒸汽透平所用的蒸汽。煙氣是通過一種化石燃料在燃燒室、例如在一種低溫干餾燃燒裝置的燃燒室(EP-PS0，340，537)或燃氣透平中的燃燒而產生的。給水在蒸汽發生器內沿著通常是管狀或管束狀的加熱面流動并在此過程中從煙氣吸收熱量。冷卻了的煙氣在蒸汽發生器出口處加以凈化，然后經煙囪排到周圍環境之中。
在一種濕式煙氣凈化中，摻入反應生成物的洗液藉助于離開蒸汽發生器的煙氣蒸發，其中將析出干燥了的反應生成物。為了避免在凈化裝置中的有害沉積，在凈化裝置入口處的煙氣溫度不能低于規定值。其中，關于蒸汽發生器出口處的煙氣溫度方面有兩個因素是互相矛盾的在蒸汽發生器效率隨煙氣溫度下降而增高的同時，凈化裝置出現故障的危險也隨之增加。因此通常在全負荷工作時蒸汽發生器出口處的溫度在高于凈化裝置所允許的最低煙氣溫度條件下應盡可能的低。然而在部分負荷工作時煙氣溫度下降，以致不采取特殊措施在凈化裝置中就有出現工作故障的危險。因此特別是在部分負荷工作時有必要調節和控制蒸汽發生器出口處的煙氣溫度。
為此，在一個人們熟知的方法中，燃料將隨著提高過剩空氣量而燃燒，這樣，在蒸汽發生器的對流中轉移了熱傳導并且提高了在蒸汽發生器出口處的煙氣溫度。此方法的缺點在于因為提高了煙氣體積流量而導至有用熱量的損失。
在另一個方法中，部分熱煙氣在發熱面的回道中在蒸汽發生器出口處與冷卻了的煙氣混合從而可以保持規定的煙氣溫度。這種方法的缺點在于要提供一個容量大的煙氣支路。此外由于在混合時所形成的不均勻氣流使溫度調節變得非常困難。
在一個經常采用的方法中，特別是在部分負荷工作時，給水在進入蒸汽發生器前通過與由蒸汽透平的水-蒸汽-循環中取得的蒸汽的間接交換熱量面預先加熱。然而這將導致只能得到有限的總效率。
本發明的任務在于提供一種調節煙氣溫度的特別簡單的方法。這種方法尤其適用于如下情況的調節，即在調節時，在蒸汽發生器出口處同時也是凈化裝置入口處煙氣溫度要可靠的避免降至某最小值以下。此外應提供一個能夠達到較高總效率的盡可能簡單的設備。
就方法而定，此任務在本發明中是通過改變用于熱傳導的有效加熱面而解決的。
當煙氣溫度偏離某規定值時，采用此方法的一種優良結構是可以接上或斷開沿給水流動方向的加然面前后排的加熱段。在此，當煙氣溫度下降時，特別是在部分負荷工作時，要有目的地先將逆煙氣流方向流動的給水中距蒸汽發生器出口處最近的加熱面的加熱段斷開。隨著煙氣溫度進一步下降，沿煙氣流的逆方向先后將更多的加熱面的加熱段斷開。當煙氣溫度回升后再將它們以相反的順序先后接上去。
就設備而言，此任務根據本發明是這樣解決的，即流動給水所利用的加熱面大小可隨煙氣溫度的高低加以控制。
在此設備的一個優異的實施方案中，加熱面包括若干沿煙氣流方向前后排列并且可供給水以相反方向穿過的可以單獨接上或斷開的加熱段。其中，每個加熱段在輸入端可與一個調節裝置相連。此外，每個加熱段最好在入口處有一個用于收集給水的入口收集器。
此設備最好包括一個在出口端至少連接著一個調節裝置的調節器，其輸入量為煙氣溫度的實際值。
本發明的幾個實施例將藉助附圖進一步加以闡述;其中

圖1示出了一個前面連接著燃燒室、后面連接著凈化裝置的蒸汽發生器;
圖2示出了放大后的圖1所示局部Ⅱ，包括可分別接上或斷開的加熱面的若干加熱段。
在以上兩附圖中相同的部件采用相同的符號表征。
圖1所示蒸汽發生器1例如是一個未進一步示出的低溫干餾燃燒裝置的局部。它包括一個經煙氣管通3與后面的余熱鍋爐4相連的燃燒室2。在余熱鍋爐4內部安裝著，例如懸掛著管形或管束形的加熱面5。
蒸汽發生器1在出口側經一段煙氣管道6與凈化裝置7連接。凈化裝置7包括一個噴射干燥器8，其后連接著一個分離器9，例如電過濾器，和一個濕式凈化器10。此濕式凈化器10經管道11與噴射干燥器8連接。煙氣管道6在凈化裝置7后面通入到煙囪12中。
在蒸汽發生器1出口處有一個與調節器14連接的溫度傳感器13。調節器14在輸出端與若干統稱15的調節裝置以閥門15a，15b，15c(圖2)形式連接。藉助于這些調節裝置15將影響經管道30進入蒸汽發生器1的給水S在用于預熱給水S的節能加熱面上的分布，這一點后面還要進一步加以單述。
在蒸汽發生器1工作時，在燃燒室2中產生的煙氣R沿箭頭所示方向通過蒸汽發生器1。其中，熱煙氣R的熱量經加熱面與傳導給在未仔細畫出的蒸汽透平的水-蒸汽-循環中流動的給水S。離開蒸汽發生器1的冷卻了的煙氣R在凈化裝置7中凈化。在全負荷工作時，在蒸汽發生器1出口處的煙氣溫度Ti還有220℃左右。
凈化在濕式凈化器10中藉助于一種含堿性成分、例如氫氧化鈉的洗液進行。堿性成分與煙氣R中所含的酸性物質、例如含氯物質化合，其反應生成物主要是鹽。洗液與反應生成物一起經管道11送入噴射干燥器8。洗液在那里由于與煙氣R接觸而蒸發。隨蒸發同時干燥了的反應生成物、即主要是鹽、將在過濾器9中析出，煙氣R在凈化器7中冷卻至約70℃的溫度。
如圖2所示，每個用于給水S預熱的節能-加熱面5分為若干前后排列的加熱段、最好分為三個加熱段20至22。加熱段20、21和22中的每一個在入口端以及在出口端與收集器23，24，25及26連接。此外，加熱段20至22中的任何一個均經入口收集器23，24，25與閥門15a，15b及15c中的一個相連。閥門15a，15b，15c與公共的給水管道30連接。收集器26經管道31以未仔細畫出的方式與蒸汽發生器1的其它加熱面5連接。
給水S以煙氣R流動方向之逆方向穿過蛇曲形管束35，管束壁構成加熱面5。在此，煙氣R將冷卻，首先是閥門15a打開而閥門15b和15c閉合。當蒸汽發生器1出口處的煙氣溫度Ti下降時，用于有效傳導熱量的加熱面5減小。為此，首先是閥門15b打開而閥門15a閉合。閥門15c繼續閉合。如果煙氣溫度Ti繼續下降，例如在部分負荷工作時煙氣溫度Ti達到對于無故障的煙氣凈化恰好還能允許的數值時，閥門15c打開而閥門15b閉合。這樣加熱面5的加熱段20和21斷開從而與水-蒸汽-循環分離。在加熱段20和21均無水流過的管道35中仍然有給水S存在。因為在這種壓力狀態下，水的沸點總是高于在余熱鍋爐4范圍的煙氣溫度，所以加熱面5中無水流過的加熱段20、21不能蒸發。
如果在蒸汽發生器1出口處的煙氣溫度Ti回升，例如又恢復了全負荷工作狀態，則用于有效傳導熱量的加熱面5增大。為此，隨著，在蒸汽發生器1出口處煙氣溫度Ti的變化通過相應的轉接閥門15a，15b，15c以相反的順序依次將加熱面5的加熱段20和21接到水-蒸汽-循環中去。這種調節通過向閥門15a，15b，15c發送相應控制信號的調節器14進行。這些控制信號由一個根據實測煙氣溫度Ti(實際值)與額定值Ts的偏離而形成的比較值導出。
在通常采用的蒸汽發生器1中已經有了若干所謂的排氣收集器，在改建時可將它們以簡單的方式稱為入口收集器23至25。這樣，此溫度調節設備在給水方面只包括給水管道30與至少兩個或多個閥門15a，15b，15c之間的若干短連接管道。
權利要求
1.利用在煙氣(R)和給水(S)之間傳導熱量的加熱面(5)調節蒸汽發生器出口處煙氣溫度的方法，其特征在于相應改變有效用于傳導熱量的加熱面(5)。
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，當煙氣溫度(Ti)偏離額定值(Ts)時接上或斷開沿給水(S)流動方向前后排列的加熱面(5)的加熱段(20，21，22)。
3.根據權利要求2所述方法，其特征在于，當煙氣溫度Ti下降時，對于與煙氣流方向逆方向流動的給水(S)首先關斷距蒸汽發生器出口處最近的加熱面(5)上的加熱段(20)。
4.利用在煙氣(R)和給水(S)之間傳導熱量的加熱面(5)調節蒸汽發生器出口處煙氣溫度的設備，其特征在于，流動的給水(S)所利用的加熱面根據煙氣溫度(Ti)的變化可進行控制。
5.根據權利要求4所述設備，其特征在于，加熱面(5)分成若干加熱段(20，21，22)，其中，每個加熱段(20，21，22)可單獨接上或斷開。
6.根據權利要求5所述設備，其特征在于，加熱段(20，21，22)沿煙氣流(R)方向前后排列并被給水(S)從逆方向依次穿過，其中，每個加熱段(20，21，22)在入口端與一個調節裝置(15a，15b，15c)連接。
7.根據權利要求6所述設備，其特征在于，每個加熱段(20，21，22)在入口處均有一個用于收集給水(S)的入口收集器(23，24或25)。
8.根據權利要求6或7所述設備，其特征在于，在其出口端有一個至少與一個調節裝置(15)連接的調節器(14)，其輸入量為煙氣溫度(Ti)的實際值。
全文摘要
本發明涉及利用在煙氣(R)和給水(S)之間傳導熱量的加熱面(5)調節蒸汽發生器(1)出口處煙氣溫度(T)的方法與設備。為了避免煙氣溫度在進入凈化裝置(7)時降至某額定值(T
文檔編號F22D1/12GK1080040SQ9310657
公開日1993年12月29日 申請日期1993年5月28日 優先權日1992年6月1日
發明者G·勒塞爾, R·恩格爾哈特 申請人:西門子公司