专利名称：调节蒸汽发生器出口处烟气温度的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用在烟气和给水之间传导热量的加热面来调节蒸汽发生器出口处烟气温度的方法与设备。
在一个蒸汽发生器中，通过在热烟气和引入水-蒸汽-循环的给水之间间接的热量交换产生蒸汽透平所用的蒸汽。烟气是通过一种化石燃料在燃烧室、例如在一种低温干馏燃烧装置的燃烧室(EP-PS0，340，537)或燃气透平中的燃烧而产生的。给水在蒸汽发生器内沿着通常是管状或管束状的加热面流动并在此过程中从烟气吸收热量。冷却了的烟气在蒸汽发生器出口处加以净化，然后经烟囱排到周围环境之中。
在一种湿式烟气净化中，掺入反应生成物的洗液藉助于离开蒸汽发生器的烟气蒸发，其中将析出干燥了的反应生成物。为了避免在净化装置中的有害沉积，在净化装置入口处的烟气温度不能低于规定值。其中，关于蒸汽发生器出口处的烟气温度方面有两个因素是互相矛盾的在蒸汽发生器效率随烟气温度下降而增高的同时，净化装置出现故障的危险也随之增加。因此通常在全负荷工作时蒸汽发生器出口处的温度在高于净化装置所允许的最低烟气温度条件下应尽可能的低。然而在部分负荷工作时烟气温度下降，以致不采取特殊措施在净化装置中就有出现工作故障的危险。因此特别是在部分负荷工作时有必要调节和控制蒸汽发生器出口处的烟气温度。
为此，在一个人们熟知的方法中，燃料将随着提高过剩空气量而燃烧，这样，在蒸汽发生器的对流中转移了热传导并且提高了在蒸汽发生器出口处的烟气温度。此方法的缺点在于因为提高了烟气体积流量而导至有用热量的损失。
在另一个方法中，部分热烟气在发热面的回道中在蒸汽发生器出口处与冷却了的烟气混合从而可以保持规定的烟气温度。这种方法的缺点在于要提供一个容量大的烟气支路。此外由于在混合时所形成的不均匀气流使温度调节变得非常困难。
在一个经常采用的方法中，特别是在部分负荷工作时，给水在进入蒸汽发生器前通过与由蒸汽透平的水-蒸汽-循环中取得的蒸汽的间接交换热量面预先加热。然而这将导致只能得到有限的总效率。
本发明的任务在于提供一种调节烟气温度的特别简单的方法。这种方法尤其适用于如下情况的调节，即在调节时，在蒸汽发生器出口处同时也是净化装置入口处烟气温度要可靠的避免降至某最小值以下。此外应提供一个能够达到较高总效率的尽可能简单的设备。
就方法而定，此任务在本发明中是通过改变用于热传导的有效加热面而解决的。
当烟气温度偏离某规定值时，采用此方法的一种优良结构是可以接上或断开沿给水流动方向的加然面前后排的加热段。在此，当烟气温度下降时，特别是在部分负荷工作时，要有目的地先将逆烟气流方向流动的给水中距蒸汽发生器出口处最近的加热面的加热段断开。随着烟气温度进一步下降，沿烟气流的逆方向先后将更多的加热面的加热段断开。当烟气温度回升后再将它们以相反的顺序先后接上去。
就设备而言，此任务根据本发明是这样解决的，即流动给水所利用的加热面大小可随烟气温度的高低加以控制。
在此设备的一个优异的实施方案中，加热面包括若干沿烟气流方向前后排列并且可供给水以相反方向穿过的可以单独接上或断开的加热段。其中，每个加热段在输入端可与一个调节装置相连。此外，每个加热段最好在入口处有一个用于收集给水的入口收集器。
此设备最好包括一个在出口端至少连接着一个调节装置的调节器，其输入量为烟气温度的实际值。
本发明的几个实施例将藉助附图进一步加以阐述;其中
图1示出了一个前面连接着燃烧室、后面连接着净化装置的蒸汽发生器;
图2示出了放大后的图1所示局部Ⅱ，包括可分别接上或断开的加热面的若干加热段。
在以上两附图中相同的部件采用相同的符号表征。
图1所示蒸汽发生器1例如是一个未进一步示出的低温干馏燃烧装置的局部。它包括一个经烟气管通3与后面的余热锅炉4相连的燃烧室2。在余热锅炉4内部安装着，例如悬挂着管形或管束形的加热面5。
蒸汽发生器1在出口侧经一段烟气管道6与净化装置7连接。净化装置7包括一个喷射干燥器8，其后连接着一个分离器9，例如电过滤器，和一个湿式净化器10。此湿式净化器10经管道11与喷射干燥器8连接。烟气管道6在净化装置7后面通入到烟囱12中。
在蒸汽发生器1出口处有一个与调节器14连接的温度传感器13。调节器14在输出端与若干统称15的调节装置以阀门15a，15b，15c(图2)形式连接。藉助于这些调节装置15将影响经管道30进入蒸汽发生器1的给水S在用于预热给水S的节能加热面上的分布，这一点后面还要进一步加以单述。
在蒸汽发生器1工作时，在燃烧室2中产生的烟气R沿箭头所示方向通过蒸汽发生器1。其中，热烟气R的热量经加热面与传导给在未仔细画出的蒸汽透平的水-蒸汽-循环中流动的给水S。离开蒸汽发生器1的冷却了的烟气R在净化装置7中净化。在全负荷工作时，在蒸汽发生器1出口处的烟气温度Ti还有220℃左右。
净化在湿式净化器10中藉助于一种含碱性成分、例如氢氧化钠的洗液进行。碱性成分与烟气R中所含的酸性物质、例如含氯物质化合，其反应生成物主要是盐。洗液与反应生成物一起经管道11送入喷射干燥器8。洗液在那里由于与烟气R接触而蒸发。随蒸发同时干燥了的反应生成物、即主要是盐、将在过滤器9中析出，烟气R在净化器7中冷却至约70℃的温度。
如图2所示，每个用于给水S预热的节能-加热面5分为若干前后排列的加热段、最好分为三个加热段20至22。加热段20、21和22中的每一个在入口端以及在出口端与收集器23，24，25及26连接。此外，加热段20至22中的任何一个均经入口收集器23，24，25与阀门15a，15b及15c中的一个相连。阀门15a，15b，15c与公共的给水管道30连接。收集器26经管道31以未仔细画出的方式与蒸汽发生器1的其它加热面5连接。
给水S以烟气R流动方向之逆方向穿过蛇曲形管束35，管束壁构成加热面5。在此，烟气R将冷却，首先是阀门15a打开而阀门15b和15c闭合。当蒸汽发生器1出口处的烟气温度Ti下降时，用于有效传导热量的加热面5减小。为此，首先是阀门15b打开而阀门15a闭合。阀门15c继续闭合。如果烟气温度Ti继续下降，例如在部分负荷工作时烟气温度Ti达到对于无故障的烟气净化恰好还能允许的数值时，阀门15c打开而阀门15b闭合。这样加热面5的加热段20和21断开从而与水-蒸汽-循环分离。在加热段20和21均无水流过的管道35中仍然有给水S存在。因为在这种压力状态下，水的沸点总是高于在余热锅炉4范围的烟气温度，所以加热面5中无水流过的加热段20、21不能蒸发。
如果在蒸汽发生器1出口处的烟气温度Ti回升，例如又恢复了全负荷工作状态，则用于有效传导热量的加热面5增大。为此，随着，在蒸汽发生器1出口处烟气温度Ti的变化通过相应的转接阀门15a，15b，15c以相反的顺序依次将加热面5的加热段20和21接到水-蒸汽-循环中去。这种调节通过向阀门15a，15b，15c发送相应控制信号的调节器14进行。这些控制信号由一个根据实测烟气温度Ti(实际值)与额定值Ts的偏离而形成的比较值导出。
在通常采用的蒸汽发生器1中已经有了若干所谓的排气收集器，在改建时可将它们以简单的方式称为入口收集器23至25。这样，此温度调节设备在给水方面只包括给水管道30与至少两个或多个阀门15a，15b，15c之间的若干短连接管道。
权利要求
1.利用在烟气(R)和给水(S)之间传导热量的加热面(5)调节蒸汽发生器出口处烟气温度的方法，其特征在于相应改变有效用于传导热量的加热面(5)。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当烟气温度(Ti)偏离额定值(Ts)时接上或断开沿给水(S)流动方向前后排列的加热面(5)的加热段(20，21，22)。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，当烟气温度Ti下降时，对于与烟气流方向逆方向流动的给水(S)首先关断距蒸汽发生器出口处最近的加热面(5)上的加热段(20)。
4.利用在烟气(R)和给水(S)之间传导热量的加热面(5)调节蒸汽发生器出口处烟气温度的设备，其特征在于，流动的给水(S)所利用的加热面根据烟气温度(Ti)的变化可进行控制。
5.根据权利要求4所述设备，其特征在于，加热面(5)分成若干加热段(20，21，22)，其中，每个加热段(20，21，22)可单独接上或断开。
6.根据权利要求5所述设备，其特征在于，加热段(20，21，22)沿烟气流(R)方向前后排列并被给水(S)从逆方向依次穿过，其中，每个加热段(20，21，22)在入口端与一个调节装置(15a，15b，15c)连接。
7.根据权利要求6所述设备，其特征在于，每个加热段(20，21，22)在入口处均有一个用于收集给水(S)的入口收集器(23，24或25)。
8.根据权利要求6或7所述设备，其特征在于，在其出口端有一个至少与一个调节装置(15)连接的调节器(14)，其输入量为烟气温度(Ti)的实际值。
全文摘要
本发明涉及利用在烟气(R)和给水(S)之间传导热量的加热面(5)调节蒸汽发生器(1)出口处烟气温度(T)的方法与设备。为了避免烟气温度在进入净化装置(7)时降至某额定值(T
文档编号F22D1/12GK1080040SQ9310657
公开日1993年12月29日 申请日期1993年5月28日 优先权日1992年6月1日
发明者G·勒塞尔, R·恩格尔哈特 申请人:西门子公司