CN101344260B - 蒸汽发生器设置 - Google Patents
蒸汽发生器设置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101344260B CN101344260B CN2008101446599A CN200810144659A CN101344260B CN 101344260 B CN101344260 B CN 101344260B CN 2008101446599 A CN2008101446599 A CN 2008101446599A CN 200810144659 A CN200810144659 A CN 200810144659A CN 101344260 B CN101344260 B CN 101344260B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flue
- flow
- flue gas
- boiler
- tube bank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 158
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 157
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 claims description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 22
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- ZAKOWWREFLAJOT-CEFNRUSXSA-N D-alpha-tocopherylacetate Chemical compound CC(=O)OC1=C(C)C(C)=C2O[C@@](CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C ZAKOWWREFLAJOT-CEFNRUSXSA-N 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/001—Controlling by flue gas dampers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
本发明涉及蒸汽发生器设置。根据本发明的一种在新的或现有锅炉烟道内经过或环绕选择的锅炉对流传热管束有效分流烟道气的方法和设备，传热管被除去，或在新的锅炉烟道设计中被省略，在管束内的一个或多个位置形成一个或多个空隙。分流烟道或管道形成在每个空隙之内，例如使用钢板，与现有烟道壁一起，或使用整体套筒。分流烟道壁可以包括水或蒸汽冷却管。挡板可以安装在分流烟道的或者分流烟道内的任一端以控制经过每个分流烟道引导的烟道气量。
Description
相关申请的交叉引用
声明优先权为2007年4月12日申请的美国临时专利申请No.60/911425，其全部公开内容结合在此作为参考。
背景技术
本发明总地涉及用于具有平行对流反向通道的锅炉的选择性催化还原(SCR)烟气入口温度控制领域，特别是涉及即使当锅炉在折算荷载下(reducedloads)运行时，也能使进入SCR系统的燃烧或烟道气保持处于或高于最小喷射温度和最小连续工作温度(如系统中使用的催化剂的供应者所规定的)的系统和方法。
选择性催化还原(SCR)系统引导氨进入填满许多催化剂块的反应器的烟道气上游，当在包含在催化剂微孔结构之内的活性位置与氨相结合时，燃烧时产生的氮氧化物(NOx)在此被还原成氮和水。系统运行必须根据每个催化剂供应者的说令执行；这些说令包括，只有当进入SCR反应器的平均烟气温度符合或超过用于有限运行的最小喷射温度或用于无限制运行的连续运行温度时，限制氨进入烟道气，直到最大许可烟气温度。这些最小温度根据燃料的含硫量和作为预期结果的三氧化硫(SO3)在排出锅炉节能器的燃烧产物中的的浓度来设定。典型地，用于有限运行的最小喷射温度在大约520°F到大约620°F的温度范围之内，而用于无限制运行的最小连续运行温度在大约540°F到大约640°F的温度范围之内。
典型地，在锅炉或蒸汽发生器单元的最大连续功率(MCR)下，进入SCR反应器的烟道气温度符合或超过催化剂供应者的最小喷射温度和最小连续运行温度。当锅炉负载减小时，锅炉排气温度可以下降到在最小喷射温度和最小连续运行温度之间的温度，或在变动负载时甚至低于最小喷射温度，负载的变动取决于燃料、点火方法和整体单元运行。对于在最小喷射温度和最小连续运行温度之间的反应器入口温度，氨喷射可以只发生在反应剂必须切断或烟气温度必须增至高于催化剂供应者指定的、等效时间内的恢复温度之前的有限时间内，等效时间是单元运行在最小喷射温度和最小连续运行温度之间的时间。如果反应器平均入口烟气温度降到最小喷射温度之下，反应剂必须被立即切断。为了在较低的锅炉负载时，保持反应器平均入口烟气温度超过最小喷射温度和最小连续运行温度，现在的工业实践中已经使用了外部节能器烟气分流。外部节能器烟气分流重新设定排出环绕各个节能器传热面的平行对流反向通道一级过热或再热区域的一部分热烟气的路线，在此将其再次引入主气流，以便在减少锅炉荷载下保持进入SCR反应器的提高的烟气温度。
SCR可以用于现有锅炉或蒸汽发生器作为改进的应用，或它们可以用作新电厂装机的一部分。在有些情况下，锅炉/SCR设置已经设计完成，并且因为许多材料已经获得并制造，设计者面临有限空间的问题。除了在改进中通常有一些重新设置SCR的自由之外，这是改进应用的典型情况。
常规的外部锅炉对流通道，烟气分流系统典型地设计成在锅炉对流通道管束之前和之后的外壳中完成新的贯通，其用于保有在减少锅炉荷载下的分流的烟道气。典型地，这需要锅炉外壳贯通、贯通密封和通到锅炉机组外部的烟气烟道，其连接锅炉的分出点与预期的下游再喷射点。对于这种常规的锅炉对流烟道传热面设置，还需要用于结构支撑的挡板、吊架、伸缩接头和结构钢。对于这一点而言，不希望存在的问题包括在外部分流或“跨接(jumper)”烟道中的锅炉飞灰堆积。此外，在满负载运行的情况下，当希望烟气分流系统不工作并且希望所有烟道气流穿过对流传热面流动时，随着时间的推移存在烟道气泄漏的潜在可能，这样会减少锅炉的传热效率。
对于除去NOX的SCR系统的额外详细描述提供在《蒸汽/它的产生和使用 (Steam/its generation and use)》(第41版，Kitto和Stultz，Eds.，Copyright
2005，Babcock & Wilcox公司)的第34章中，据此将其原文作为参考引入，如同完全地陈述于此。使用常规节能器的烟道气温度控制在McNertney，Jr.等的美国专利7,021,248和Albrecht等人的美国专利6,609,483中得到描述，据此将其原文作为参考引入，如同完全地陈述于此。使用内部烟道气分流的烟道气温度控制也在Kashiwazaki等人的美国专利4,738,226和DeSellem的美国专利6,748,880中得到描述。
发明内容
本发明关注用于在新的或现有锅炉机组之内，经过或环绕选定的锅炉对流传热管束在内部有效地分流锅炉烟道气的改进的设备和方法。在管束之内的一个或多个位置，输热管被除去，或在新的锅炉烟道设计中被省略，由此在管束之间或沿着管束形成一个或多个空隙，并且例如使用钢板，与现有烟道壁一起，或使用整体套筒，在每个空隙之内形成分流烟道或管道。分流烟道的壁可以包括水冷或蒸汽冷却管，或特殊的内部壁设置结构。可以安装挡板以控制通过每个分流烟道引导的烟道气量，并且优选周期性地循环挡板以通过烟道气除去沉积的飞灰。
有利地，本发明可以用来在锅炉负载变化时保持对流通道出口处的烟道气温度处在或高于希望的水平。这样可以允许较低负载下氨的喷射并且允许由于SCR导致NOx的还原，在较低负载下没有分流则还原不会正常地发生。
本发明有益地利用了如SCR设置所定义的有限空间，使分流烟道气再引入到主烟气流和反应器入口之间的距离最大化。
相应地，本发明的一个方面关注用于锅炉的内部烟气分流装置，特别是在锅炉用于产生流动烟道气的锅炉烟道中，锅炉烟道在锅炉机组内的平行烟气流动路径之内具有许多管束，管束具有管束入口和管束出口。经过每个平行烟气流动路径的烟气流动通过单独的出口流动控制挡板控制。内部烟气分流装置包括与锅炉烟道流体连通的一个或多个分流烟道，并且在流动控制烟气路径之内经过或环绕至少一个管束布置。分流烟道用于引导烟道气经过或环绕管束从管束入口到管束出口，并且一个或多个分流烟道完全包含在锅炉机组的平行烟气流动路径之内。
本发明的另一个方面关注控制烟道气经过具有平行烟气流动路径的锅炉烟道流动的方法。过热器面位于一个烟气流动路径并且再热器面位于另一个烟气流动路径。出口流动控制挡板设置在过热器和再热器烟气流动路径两者中，并且在锅炉的锅炉机组内，并且锅炉烟道在平行烟气流动路径之内具有许多管束和管束入口和管束出口。内部烟气分流设置完全包含在包括与锅炉烟道流体连通的一个或多个分流烟道的锅炉机组之内，并且经过或环绕用于引导烟道气从管束入口到管束出口的至少一个管束布置。一个或多个分流烟道的每个都具有位于分流烟道内的或者在分流烟道的任一端的控制挡板。该方法包括在过热器和再热器烟气流动路径中调整出口流动控制挡板的步骤，以控制流经此处的烟道气的相对量，以保持过热器和再热器至少一个的蒸汽温度处在希望值。同时，执行对在一个或多个分流烟道中的控制挡板的调整，以控制烟道气穿过至少一个管束流动的量，以将从锅炉烟道排出的烟道气温度保持在希望值，该希望值贯穿锅炉的希望运行负载范围。
本发明的另一方面关注改变锅炉的锅炉烟道以提供内部烟气分流装置的方法。在这种情况下，锅炉烟道具有平行流动烟气路径，该平行流动烟气路径具有位于一个烟气流动路径的过热器面、位于另一个烟气流动路径的再热器面和设置在过热器和再热器烟气流动路径中的出口流动控制挡板。锅炉烟道在锅炉机组的平行烟气流动路径内具有许多管束，其具有多个管束入口和多个管束出口。变形通过以下步骤实现：从至少一个管束除去管以在管束之内形成空隙；在锅炉机组内，在从用于经过那里传送烟道气的管束入口到管束出口的空隙之内安装分流烟道；并且在分流烟道内安装挡板用于控制经过分流烟道的流动烟道气预先选择的部分。
以权利要求中的特性指出表现本发明新颖性的各种特征，权利要求后附于本公开内容并形成为本公开内容的一部分。为了更好地理解本发明和通过它的使用获得运行效益，参考形成为本公开内容的一部分的附图和叙述内容，其中示出了本发明优选的实施例。
附图说明
形成为本说明书的一部分的附图所示出的相同附图标记贯穿始终表示相同或相应的部分，其中：
图1是锅炉或蒸汽发生器对流通道的后视截面示意图，示出了本发明使用单一内部分流烟道的第一实施例；
图2是锅炉或蒸汽发生器对流通道的后视截面示意图，示出了本发明使用多个内部分流烟道的第二实施例；
图3A是图1的锅炉或蒸汽发生器的对流通道的平面示意图；
图3B是图2的锅炉或蒸汽发生器的对流通道的平面示意图；
图4是锅炉或蒸汽发生器对流通道的侧视截面示意图，示出了本发明使用多个内部分流烟道的第二实施例的变型；
图5是图4沿着线5-5的锅炉或蒸汽发生器对流烟道的平面示意图；和
图6是图4沿着线6-6的锅炉或蒸汽发生器对流烟道的平面示意图。
具体实施方式
如用于本公开内容和为本领域技术人员所知的，术语锅炉在此用于广泛地指代用于产生蒸汽的设备，并且可以包括锅筒式锅炉和直流式锅炉两者。对于这些类型的锅炉或蒸汽发生器的一般说明，读者可参考前述的《蒸汽(STEAM)》第41版的参考资料(特别是导言和选择色板)，以及第19、20和26章，据此将其原文作为参照引入，如同完全陈述于此。
在本公开内容中描述的内部烟气分流方法和设备可以实现所需的功能要求，并且特别适于折算荷载SCR运行是必需或所需的应用，其中由于较低平均反应器进口烟气温度的原因，在没有分流的情况下，这种折算荷载运行将是不可能的。本发明使单元排放限值更容易符合改进的和新的SCR/锅炉安装，即使是考虑到有限的空间。在本公开内容和附图中，RH是再热器(reheater)的缩写，ECON是节能器(economizer)的缩写，PSH是一级过热器(primary superheater)的缩写，LHS或RHS是左手边(left-hand side)和右手边(right-hand side)的缩写。
现在参考图1，2，3A和3B，本发明的一个方面是经过或环绕现有锅炉烟道15内的对流通道10的一些对流传热管束12有效地分流锅炉烟道气11的设备和方法。如为本领域技术人员所知的，现有锅炉烟道15的对流通道10由两个或多个被通过折流壁分开的分离的、平行的烟道气通道组成，并且有时称为“平行后端”对流通道。烟气均衡档板，如下所述，是用于均衡烟道气11穿过每个路径的流动，并且对流传热面位于每一路径中，以便控制再热(RH)和过热(SH)温度。
在现有锅炉烟道15内，经过或环绕对流通道10的一些对流传热管束12有效地分流锅炉烟道气11包括设计成新锅炉或从现有锅炉上去掉在穿过锅炉烟道15宽度的增加位置的对流通道管束12。替代在这些位置的管，空隙110形成在管束12之间。有利地，由适于温度、压力和烟道气化学条件的材料制成的扁平钢板130通过许多希望的连接方法的一个连接到对流通道管束12中的空隙或者“小路(lane)”110的每一侧。这些平板130将从入口管束13的顶部延伸到希望被分流的管束14出口的底部(例如，两个板130和现有对流烟道包围壁(例如锅炉烟道15的前壁16和后壁18)可以形成通常由100表示的分流烟道的包围部)。分流烟道100还可以构造为整体烟道套筒或插入件120，如图3A所示，以完全包住烟道气体路径。使用计算传热模型工具以决定最优的累积流通面积和要安装的烟气分流小路的数量，例如图3B示出的121-125。在单独烟气分流烟道100的任一末端或者入口140和出口180之间的任何空间中，当希望使大部分烟道气11穿过对流传热管束面12(如节能器61和62，)流动时，使用通常表示为80的流动控制挡板或风门(damper)以切断流动。例如，这将会处在锅炉满负载或其它提高的锅炉负载下。挡板80将用来打开通过由平板130或烟道套筒120形成的分流烟道100的烟气流动路径。通过借助于其它现有或新提供的烟气偏移挡板86，87收缩限制穿过所有其它对流传热面的烟气流，可以提高足够的烟道气压力以便驱动烟气流经过通过开口烟气分流烟道(如101-105)的最小阻力路径，到达被分流的下游传热束的出口14。
使用这种设置，烟道气11可以有效地经过对流传热面12分流，并且由于缺乏从烟道气11到对流管束的对流热交换而导致排气温度更高。在减少锅炉荷载下，这种烟气分流运行是所希望的，可以将进入SCR反应器的平均烟道气温度保持处在或超过最小连续运行温度，从而允许氨喷射和随后的NOx还原在没有运行限制的情况下发生。
本发明的一个优点的实现是由于节省了位于锅炉机组外部的常规外部烟道气“跨接烟道(jumper flue)”设置所增加的成本。这包括锅炉中烟道气移去和再喷射点的较大开口，和将需要吊架(设计用于烟道重量和任何可能的粉尘负载)、支撑钢、绝缘材料和防护套的较大烟道。，相对较大的紧密关闭挡板对于每个常规的外部分流烟道也是需要的，外部分流烟道在不希望有烟道气流通过烟气分流烟道时(即，在更高的锅炉负载时)起隔离经过烟气分流烟道的烟道气流的作用。这种外部烟道具有在任何水平断面充满飞灰的倾向，可能使它被设计所为的传送烟道气变得完全无效。通过凝结和随后的酸露点腐蚀，这种常规设置还可能将烟道金属材料暴露到加速腐蚀条件下，因为它将不断地遭受不可避免地沉积在烟道中的烟道气和烟灰的化学作用(下沉积腐蚀(under-depositcorrosion))。
本发明的设置需要以新设计和安装的烟道套筒120或平板130对流传热管束面12中的空隙或“小路(lanes)”110作更换或原始设计，以形成在穿过锅炉烟道15宽度的一个或多个位置经过对流传热管束12的烟气分流烟道或管道100。将根据锅炉在运转和不运转之间循环时的运行条件和烟道气化学作用选择用于平板130或套筒120的材料。
需要的挡板81-85将设置在分流烟道101-105之内，或在分流烟道101-105的上游末端140或下游末端180，并且将由通过多联接装置连接的或者是通过其它单独执行机构的运行的致动器或电动机90驱动。应当注意的是，这些挡板81-85优选地设置在如现有锅炉烟气偏移挡板86，87的同样位置，以便于维修和与其他设备干扰的最小化。也应注意，为了对付飞灰在挡板上游侧的堆积，挡板执行机构控制系统应该设计成使挡板81-85能周期性地开始次序、间歇的运行，或者是单独地进行或者是经过连接的一对、三个一组、或四个一组进行。这种运行是必需的，以便清除所有堆积的飞灰返回烟道气流11，它将在此被清扫到下游并由下游微粒除去设备收集。这种挡板粉尘清除次序的频率将与气流中飞灰的数量和聚集在挡板上的速率有关。在本发明中，挡板81-85涉及许多烟道(例如101-105)和挡板，从而全部锅炉烟气11中只有较少的部分在极短的时段上中断，以便实现这种单独或连接的挡板飞灰清除运行。人们相信，无论锅炉何时联机并产生飞灰负载烟道气，这种飞灰清除运行(挡板执行机构的间歇冲程)必须是进行中的运行。
图4-6描述了图2使用多个分流烟道的实施例的变化。与图2相比，其中空隙110形成在穿过锅炉烟道15宽度的增加位置，在图4-6所示的变化中使分流管道(例如平行分流烟道201，202)沿着管束加热面的任一端横切对流烟道管束定位。
对流烟道10具有通过锅炉烟道15连接的管束入口13和管束出口14，锅炉烟道15具有前壁16、后壁18和侧壁17，19。在运行中，烟道气11在对流烟道10的锅炉烟道15中流过水平再热器231-235，并且还流过包含水平的一级过热器251-253和节能器271，272的平行流动路径。
分流烟道201，202设计成能结合膜片构造的包围部管面213。包围部面213优选地是由延伸穿过锅炉烟道15整个宽度的水冷或蒸汽冷却管制成。分流烟道201，202的内部侧壁217，219优选地是由在分流入口240连接在一起的一对平板形成，在平板之间形成空隙206。挡板281，282控制经过相关的分流烟道201，202的烟道气流速。挡板281，282可以水平地定向(优选地)或垂直地定向，并设置在烟道15和分流烟道201，202的任一端或者设置在位于烟道15和分流烟道201，202的底部附近的入口240和出口280之间的任何空间中。
图6描述了适于使用在图4-5示出的本发明变化中的挡板设置。除上面描述的烟气偏移挡板281和282之外，烟气偏移挡板285，286设置在一级过热器流动路径中，并且烟气偏移挡板287设置在再热器流动路径中。电动机或致动器90控制挡板从而调整烟道气11在不同平行流动路径之中的流速。
上述设置中，环绕传热面，烟道气11有效地围绕传热面在内部被分流，并被再引入总烟道气流，以致由于被分流烟气接触或极少接触传热面而使被分流烟气的最小冷却的原因，组合的、平均烟气温度高于其否则要达到的温度。
一旦提供内部烟气分流装置，流经锅炉的烟道气将以如下的简单方式控制。在过热器和再热器烟气流动路径中的出口流量控制挡板86，87或285，286和287用于控制通过其流动的烟道气11的相对量，以维持过热器和再热器蒸汽温度的至少一个处于希望值。同时，调整一个或多个分流烟道100或101-105或201，202中的控制挡板80或81-85或281，282以控制穿过至少一个管束流动的烟道气的量，以保持从锅炉烟道15排出的烟道气的温度处于贯穿希望的锅炉运行负载范围的希望值。有利地，因为锅炉烟道15将烟道气11提供到下游选择性催化还原(SCR)器件，调整一个或多个分流烟道中的控制挡板可以将从锅炉烟道15排出的烟道气的温度保持在处于或高于用于SCR的限制运行的最小氨喷射温度，或处于或高于用于SCR的无限制运行的最小连续工作温度，直到SCR的最大许可烟气温度。
所使用的控制运行可能有优先顺序，例如根据控制者指令用于调整整个锅炉运行负载范围的蒸汽温度控制的控制信号，在过热器和再热器烟气流动路径中调整出口流动控制挡板。然后，在一个或多个分流烟道中的控制挡板根据第二过调节控制信号调整，以便保持从锅炉烟道排出并且进入SCR的烟道气的温度处于希望的水平。过热器和再热器烟气流动路径中的出口流动控制挡板的调整可以根据前馈控制方法实现。另外，一个或多个分流烟道中的控制挡板的调整可以根据开/闭的控制方式而实现。此外，所有挡板可以周期性地被调整或循环以除去由烟道气11沉积的飞灰。
本发明可以有益地使用和应用于现有锅炉或蒸汽发生器，以提供内部烟气分流设置。在许多情况下，具有现有锅炉和相关联的锅炉烟道。锅炉烟道具有平行流动烟气路径，其中过热器面位于一个烟气流动路径中，并且再热器面位于另一个烟气流动路径中。出口流动控制挡板设置在过热器和再热器烟气流动路径两者中，并且在锅炉机组内的平行烟气流动路径中具有许多有多管束入口和多管束出口的管束。因此可以通过从管束的至少一个中除去管而应用本发明，以在管束之内形成空隙。然后在经过那里用于运输烟道气的从管束入口到管束出口的空隙中，分流烟道完全地安装在锅炉机组之内。为了提供对经过分流烟道的烟道气的流动控制，挡板安装在分流烟道之内，用于控制经过分流烟道的流动烟道气预先选择的部分。
总的来说，比起常规的置于锅炉外部的“跨接(jumper)”烟道，根据本发明设置的方法和设备是环绕置于现有锅炉机组内部的传热管束分流烟道气的成本更加有效的装置。本发明在与其它锅炉或辅助设备的任何可能的干扰上具有较小的影响。当利用本发明以实现它设计希望的烟气分流功能效果时，不需要附加的吊架、支撑、外部烟道、伸缩接头、绝缘材料或防护套。
虽然本发明具体的实施例已经示出，并详细描述以示出本发明原理的应用，但很清楚，本发明可以体现不脱离这种原理的其它方面。例如，本发明可以用于新的包括选择性催化还原反应器的锅炉或蒸汽发生器的构造，或用于选择性催化还原反应器已经作为改进安装的现有锅炉或蒸汽发生器的更换、修理或改变。在本发明的一些实施例中，本发明的某些特征有时可以有益地使用而不使用其它相应特征。相应地，所有这种适当的改变和实施例落入以下权利要求的范围。
Claims (16)
1.一种在用于产生流动烟道气的锅炉的锅炉烟道中的内部烟气分流装置，其中在锅炉机组内的平行烟气流动路径之内锅炉烟道具有多个管束，管束具有管束入口和管束出口，经过每个平行烟气流动路径的烟气流动通过单独的出口流动控制挡板控制，所述内部烟气分流装置包括：
一个或多个与锅炉烟道流体连通并且在流动控制烟气路径之内经过或环绕至少一个管束布置的分流烟道，用于引导烟道气经过或环绕管束从管束入口到管束出口，并且其中一个或多个分流烟道完全包含在锅炉机组内的平行烟气流动路径之内，其中，在管束之间或沿着管束形成一个或多个空隙，在每个空隙之内形成所述分流烟道。
2.如权利要求1的内部烟气分流装置，其特征在于，一个或多个分流烟道设有由蒸汽或水冷的膜片管壁构造构成的包围部。
3.如权利要求1的内部烟气分流装置，其特征在于，一个或多个分流烟道设有由平板壁构造构成的包围部。
4.如权利要求1的内部烟气分流装置，其特征在于，一个或多个分流烟道设有一个或多个位于分流烟道任一端中一个的或位于分流烟道内部的控制挡板。
5.如权利要求1的内部烟气分流装置，其特征在于，一个或多个分流烟道设有整体烟道套筒。
6.一种控制烟道气经过具有平行烟气流动路径的锅炉烟道流动的方法，过热器面位于一个烟气流动路径中而再热器面位于另一个烟气流动路径中，并且出口流动控制挡板设置在过热器和再热器烟气流动路径中，并且在锅炉的锅炉机组内，锅炉烟道在平行烟气流动路径之内具有多个管束以及管束入口和管束出口，并且完全包含在锅炉机组之内的内部烟气分流装置包括一个或多个与锅炉烟道流体连通并且经过或环绕至少一个管束布置用于引导烟道气从管束入口到管束出口的分流烟道，在管束之间或沿着管束形成一个或多个空隙，在每个空隙之内形成分流烟道，一个或多个分流烟道每个都具有位于分流烟道任一端中一个的或分流烟道内的控制挡板，包括以下步骤：
调整过热器和再热器烟气流动路径中的出口流动控制挡板，以控制经过那里的烟道气的相对量，保持过热器和再热器蒸汽温度的至少一个处在希望值；以及
同时调整一个或多个分流烟道中的控制挡板，以控制穿过至少一个管束流动的烟道气的量，以便在贯穿锅炉的希望运行负荷范围内保持从锅炉烟道排出的烟道气的温度处在希望值。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，从锅炉烟道排出的烟道气传送到下游选择性催化还原(SCR)装置，并包括以下步骤：
调整一个或多个分流烟道中的控制挡板，以保持从锅炉烟道排出的烟道气的温度处于或高于用于选择性催化还原的有限运行的最小氨喷射温度，或处于或高于用于选择性催化还原的无限制运行的最小连续运行温度，直到选择性催化还原的最大许可烟气温度。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于，以下步骤：
根据控制者要求的用于在整个锅炉运行负载范围的蒸汽温度控制的控制信号，调整在过热器和再热器烟气流动路径中出口流动控制挡板，并且根据第二过量控制信号在一个或多个分流烟道中调整控制挡板，以保持从锅炉烟道排出并进入选择性催化还原的烟道气温度处于希望的水平。
9.根据权利要求6的方法，其特征在于，包括根据前馈控制方法，调整在过热器和再热器烟气流动路径中的出口流动控制挡板的步骤。
10.根据权利要求6的方法，其特征在于，包括根据开/闭控制方式，调整在一个或多个分流烟道中的控制挡板的步骤。
11.根据权利要求6的方法，其特征在于，包括周期性地调整挡板，以通过烟道气除去沉积的飞灰的步骤。
12.一种改变锅炉的锅炉烟道以提供内部烟气分流装置的方法，锅炉烟道具有平行流动烟气路径，其中过热器面位于一个烟气流动路径，再热器面位于另一个烟气流动路径，并且出口流动控制挡板设置在过热器和再热器烟气流动路径中，锅炉烟道在锅炉机组的平行烟气流动路径之内具有多个管束，所述管束具有多个管束入口和多个管束出口，该方法包括以下步骤：
从管束的至少一个中除去管，以在管束之内形成空隙；
在锅炉机组内，在从用于经过那里传送烟道气的管束入口到管束出口的空隙之内安装分流烟道；以及
在分流烟道之内安装挡板，用于控制经过分流烟道的流动烟道气预先选择的部分。
13.如权利要求12的方法，其特征在于，锅炉烟道具有前、后壁，并且安装分流烟道的步骤包括在锅炉烟道的前、后壁之间连接一对板的步骤。
14.如权利要求12的方法，其特征在于，锅炉烟道具有侧壁，并且安装分流烟道的步骤包括在锅炉烟道的侧壁之间连接一对板。
15.如权利要求12的方法，其特征在于，安装分流烟道的步骤包括在空隙中提供整体烟道套筒以完全包住烟道气路径。
16.如权利要求12的方法，其特征在于，包括从多个管束中除去管以在管束之内形成许多空隙的步骤，以及在锅炉机组内，从用于经过那里传送烟道气的管束入口到管束出口的空隙之内安装多个分流烟道的步骤。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91142507P | 2007-04-12 | 2007-04-12 | |
| US60/911,425 | 2007-04-12 | ||
| US12/101,513 | 2008-04-11 | ||
| US12/101,513 US8042497B2 (en) | 2007-04-12 | 2008-04-11 | Steam generator arrangement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101344260A CN101344260A (zh) | 2009-01-14 |
| CN101344260B true CN101344260B (zh) | 2012-06-13 |
Family
ID=39852569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101446599A Expired - Fee Related CN101344260B (zh) | 2007-04-12 | 2008-04-14 | 蒸汽发生器设置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8042497B2 (zh) |
| CN (1) | CN101344260B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101907292B (zh) * | 2010-07-14 | 2012-03-28 | 袁福林 | 炉内三次除尘燃木质生物质颗粒燃料立式环保锅炉 |
| JP2013011373A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Ihi Corp | ボイラの排ガス温度制御方法及びボイラ |
| US9388978B1 (en) | 2012-12-21 | 2016-07-12 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas, Inc. | Methods and systems for controlling gas temperatures |
| CN104848200B (zh) * | 2015-05-27 | 2017-03-01 | 中电投河南电力有限公司技术信息中心 | 一种再热器烟气挡板控制方法及装置、再热汽温控制系统 |
| CN105148727B (zh) * | 2015-10-10 | 2017-06-09 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 燃煤发电机组脱硝优化控制方法和系统 |
| JP7515868B2 (ja) | 2020-09-25 | 2024-07-16 | 株式会社キンセイ産業 | 乾溜ガス化焼却処理装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2286278Y (zh) * | 1997-04-29 | 1998-07-15 | 长春市文教锅炉厂 | 单锅筒纵置式旁通烟道后倾斜往复炉排燃型煤锅炉 |
| CN1468647A (zh) * | 2002-06-10 | 2004-01-21 | 巴布考克及威尔考克斯公司 | 分流法或外部强制氧化法烟道气脱硫系统的斗式集流器 |
| CN1533490A (zh) * | 2000-12-20 | 2004-09-29 | Ͳ | 用于烟气温度控制的锅炉内部烟气旁通气流调节装置 |
| EP1765954A2 (en) * | 2004-05-21 | 2007-03-28 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and draft control system for use in cracking a heavy hydrocarbon feedstock in a pyrolysis furnace |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2886013A (en) * | 1951-08-23 | 1959-05-12 | Babcock & Wilcox Co | Vapor generating, superheating, and reheating method and apparatus therefor |
| US2985152A (en) * | 1951-11-19 | 1961-05-23 | Bailey Meter Co | Vapor generating and superheating operation |
| US2905154A (en) * | 1954-01-12 | 1959-09-22 | Babcock & Wilcox Co | Vapour generating and vapour heating unit |
| US3150643A (en) * | 1958-11-13 | 1964-09-29 | Riley Stoker Corp | Steam temperature control |
| US3097631A (en) * | 1960-01-20 | 1963-07-16 | Johannes J Martin | Combustion gas flow control in boiler flues |
| US3345975A (en) * | 1965-10-22 | 1967-10-10 | Foster Wheeler Corp | Reheater and superheater circuit arrangement |
| CA1092910A (en) * | 1976-07-27 | 1981-01-06 | Ko'hei Hamabe | Boiler apparatus containing denitrator |
| US4245569A (en) * | 1979-03-26 | 1981-01-20 | Combustion Engineering, Inc. | Scrubber bypass system |
| US4403571A (en) * | 1981-12-09 | 1983-09-13 | Combustion Engineering, Inc. | Boiler with economizer heat absorption reduction |
| US4478809A (en) * | 1983-01-20 | 1984-10-23 | Monsanto Company | Economizer arrangement |
| JPS61250405A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-07 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気発生ボイラ |
| US5133943A (en) * | 1990-03-28 | 1992-07-28 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed combustion system and method having a multicompartment external recycle heat exchanger |
| US5140950A (en) * | 1991-05-15 | 1992-08-25 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with recycle rate control and backflow sealing |
| US5247907A (en) * | 1992-05-05 | 1993-09-28 | The M. W. Kellogg Company | Process furnace with a split flue convection section |
| US5423272A (en) * | 1994-04-11 | 1995-06-13 | Combustion Engineering, Inc. | Method for optimizing the operating efficiency of a fossil fuel-fired power generation system |
| US5465690A (en) * | 1994-04-12 | 1995-11-14 | A. Ahlstrom Corporation | Method of purifying gases containing nitrogen oxides and an apparatus for purifying gases in a steam generation boiler |
| US5555849A (en) * | 1994-12-22 | 1996-09-17 | Combustion Engineering, Inc. | Gas temperature control system for catalytic reduction of nitrogen oxide emissions |
| DE59506386D1 (de) * | 1995-05-31 | 1999-08-19 | Asea Brown Boveri | Dampferzeuger |
| US6609483B1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-08-26 | The Babcock & Wilcox Company | System for controlling flue gas exit temperature for optimal SCR operations |
| US6863523B2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-03-08 | Ppl Corporation | Crossflow air heater bypass |
| US7021248B2 (en) * | 2002-09-06 | 2006-04-04 | The Babcock & Wilcox Company | Passive system for optimal NOx reduction via selective catalytic reduction with variable boiler load |
| US7578265B2 (en) * | 2006-05-09 | 2009-08-25 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Multiple pass economizer and method for SCR temperature control |
| US7637233B2 (en) * | 2006-05-09 | 2009-12-29 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Multiple pass economizer and method for SCR temperature control |
-
2008
- 2008-04-11 US US12/101,513 patent/US8042497B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-14 CN CN2008101446599A patent/CN101344260B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2286278Y (zh) * | 1997-04-29 | 1998-07-15 | 长春市文教锅炉厂 | 单锅筒纵置式旁通烟道后倾斜往复炉排燃型煤锅炉 |
| CN1533490A (zh) * | 2000-12-20 | 2004-09-29 | Ͳ | 用于烟气温度控制的锅炉内部烟气旁通气流调节装置 |
| CN1468647A (zh) * | 2002-06-10 | 2004-01-21 | 巴布考克及威尔考克斯公司 | 分流法或外部强制氧化法烟道气脱硫系统的斗式集流器 |
| EP1765954A2 (en) * | 2004-05-21 | 2007-03-28 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and draft control system for use in cracking a heavy hydrocarbon feedstock in a pyrolysis furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20080251037A1 (en) | 2008-10-16 |
| US8042497B2 (en) | 2011-10-25 |
| CN101344260A (zh) | 2009-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101344260B (zh) | 蒸汽发生器设置 | |
| US7578265B2 (en) | Multiple pass economizer and method for SCR temperature control | |
| CN101219329B (zh) | 前置旋风预除尘scr烟气脱硝工艺 | |
| US9400102B2 (en) | Heat exchanger including flow regulating plates | |
| CN100357665C (zh) | 用于烟气温度控制的锅炉内部烟气旁通气流调节装置 | |
| KR20020090344A (ko) | 냉각된 지지부에 부착되는 순환유동상의 충격형입자수집부재 | |
| CZ170696A3 (en) | Process and apparatus for for reducing dust content in waste gases of steam generator | |
| US20040191709A1 (en) | Economizer bypass with ammonia injection | |
| US5950574A (en) | Boiler | |
| EP0753701B1 (en) | Boiler with denitrification apparatus | |
| JPS61250405A (ja) | 蒸気発生ボイラ | |
| CN209295091U (zh) | 一种用于锅炉scr脱硝外置烟气旁路省煤器系统 | |
| CN206234838U (zh) | 内置式空气预热器和具有其的co锅炉 | |
| EP3712498B1 (en) | Method of operating an incineration plant for solid material | |
| CN104785104B (zh) | 一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法 | |
| CN107166376A (zh) | 基于旋风分离器的流化床锅炉脱硝装置和脱硝方法 | |
| JPS6084131A (ja) | 排煙処理方法及び装置 | |
| JP2013011373A (ja) | ボイラの排ガス温度制御方法及びボイラ | |
| US6405791B1 (en) | Air heater gas inlet plenum | |
| JP5209952B2 (ja) | 高ダスト排ガス熱回収処理装置 | |
| JP2001272001A (ja) | ボイラ装置 | |
| CN211853961U (zh) | 一种甘蔗渣锅炉 | |
| CN206875420U (zh) | 基于旋风分离器的流化床锅炉脱硝装置 | |
| CN216203430U (zh) | 炭黑尾气锅炉在线清盐清灰系统 | |
| JPS62206316A (ja) | 煙道ガスの温度を調節する装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: BABCOCK + WILCOX POWER GENERATION Free format text: FORMER NAME: THE BABCOCK + WILCOX CO. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: louisiana Patentee after: Babcock & Wilcox Power Generation Address before: louisiana Patentee before: The Babcock & Wilcox Co., Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: louisiana Patentee after: The Babcock & Wilcox Co., Ltd. Address before: louisiana Patentee before: Babcock & Wilcox Power Generation |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: ohio Patentee after: The Babcock & Wilcox Co., Ltd. Address before: louisiana Patentee before: The Babcock & Wilcox Co., Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120613 Termination date: 20210414 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |