CN101821551A - 锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法 - Google Patents

锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种锅炉，构成为使由燃烧器(101)的燃烧产生的燃烧气体从炉膛(102)通过过热器(SH)(104)、蒸发管组(105)而流动，其中，在过热器(104)上部的所述燃烧气体的下游侧设置沿过热器(104)的上下方向能够滑动的下游部遮蔽板(11A)，对进入过热器(104)的上部空间(A)的燃烧气体的流量进行调整。通过下游部遮蔽板(11A)调整旁路气体(12)的流量，从而调整主流气体(13)的流量，由此，控制过热器(104)的蒸气温度。

Description

锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法
技术领域
本发明涉及一种构成为对由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体通过过热器的上部侧的量进行调整的锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法。
背景技术
图6示出具备以往采用的过热器的船用锅炉的结构的一例。如图6所示，现有的锅炉100包括燃烧器101、炉膛102、前栅管103、过热器(SuperHeater：SH)104以及蒸发管组(后栅管)105。由燃烧器101的燃烧产生的燃烧气体120从炉膛102一边与前栅管103、过热器104、蒸发管组105进行热交换一边流动，并经由出口侧气体通道106从气体出口107流出。此时，将由蒸气锅筒108收集的蒸气作为驱动源向未图示的所需设备供给(专利文献1)。
图6中，109表示水锅筒，110、111表示头部，112表示壁管。
另外，在现有的锅炉100中，为了控制在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度，在过热器104的中途抽出蒸气的一部分，抽出的蒸气由水锅筒109降温后，再次与过热器104进行热交换，由此来调整在过热器104中生成的蒸气的出口温度。此种方法称为所谓CDSII(control desuper heater)。
为了使锅炉100高效运转，需要使燃烧气体120在由过热器104和蒸发管组105构成的热交换管组整体中均匀地流动，在现有的锅炉100中，对蒸气温度进行控制，使锅炉100高效地运转。
专利文献1：日本特开2002-243106号公报
然而，由于过热器104为コ字型的结构，因此如图7所示，当燃烧气体120不通过过热器104而作为旁路气体113旁路通过过热器104的上部侧的上部空间A时，在该上部空间A中流动的燃烧气体120对过热器104的吸热没有贡献，因此存在如下问题：不进行与由过热器104和蒸发管组105构成的热交换管组之间的热交换，而成为过热器104中的热交换率降低且蒸气温度不足的原因。
另外，存在如下这样的问题：存在蒸气温度在CDSH的调整范围以上变动、即例如变高到560℃以上的情况，或存在例如515℃以下、温度不足，无法进行额定运转的情况。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其课题在于，提供一种能够调整由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体的流动的模式，控制在过热器中生成的蒸气的蒸气温度，进行高效地运转的锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法。
用于解决上述课题的本发明的第一方面是一种锅炉，构成为使由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体从炉膛通过过热器、蒸发管组而流动，其特征在于，在所述过热器上部流动的所述燃烧气体的上游侧、下游侧中的任一方或两方设置有沿所述过热器的上下方向滑动自如或以一端为旋转轴而开度调整自如的遮蔽板，对进入所述过热器的上部空间的所述燃烧气体的流量进行调整。
本发明的第二方面以第一方面所述的锅炉为基础，其特征在于，在所述过热器的中途抽出的蒸气的一部分由水锅筒降温后，被再次送给所述过热器，来调整所述过热器的蒸气温度。
本发明的第三方面是一种锅炉的蒸气温度调整方法，该锅炉构成为使由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体从炉膛通过过热器、蒸发管组而流动，所述锅炉的蒸气温度调整方法的特征在于，在所述过热器上部的所述燃烧气体的下游侧、上游侧中的任一方或两方设置滑动自如或以一端为旋转轴而开度调整自如的遮蔽板，使所述遮蔽板沿所述过热器的上下方向滑动或对所述遮蔽板进行开度调整，来调整进入所述过热器上部空间的所述燃烧气体的流量。
本发明的第四方面以第三方面所述的锅炉的蒸气温度调整方法为基础，其特征在于，在所述过热器的中途抽出蒸气的一部分，使抽出的蒸气由水锅筒降温后，再次送给所述过热器，来调整所述过热器的蒸气温度。
发明效果
根据本发明，通过在过热器上部的燃烧气体的上游侧、下游侧中的任一方或两方设置沿所述过热器的上下方向滑动自如或以一端为旋转轴而开度调整自如的遮蔽板，能够调整由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体的流动的模式，由此能够改变有助于所述过热器的吸热的燃烧气体量，控制在所述过热器中生成的蒸气的蒸气温度，并且扩大可控温度范围，从而能够进行锅炉的高效的运转。
另外，将在所述过热器的中途抽出的蒸气的一部分由水锅筒降温后，再次送给所述过热器，来调整所述过热器的蒸气温度，由此能够进一步控制在所述过热器中生成的蒸气的蒸气温度。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的锅炉的结构的简图。
图2是示出过热器中的旁路气体和主流气体的气体流动的说明图。
图3-1是在已设的锅炉上设置下游部遮蔽板的情况的说明图。
图3-2是在新设的锅炉上设置下游部遮蔽板的情况的说明图。
图4是示出本发明的实施例2的锅炉的结构的简图。
图5-1是示出本发明的实施例1的锅炉中的燃烧气体的流动的说明图。
图5-2是示出本发明的实施例2的锅炉中的燃烧气体的流动的说明图。
图6是示出现有的具备过热器的锅炉的结构的一例的图。
图7是示出现有的锅炉中的燃烧气体的流动的图。
符号说明：
10A、10B锅炉
11A、11C下游部遮蔽板
11B上游部遮蔽板
12旁路气体
13主流气体
101燃烧器
102炉膛
103前栅管
104过热器(SH)
105蒸发管组(后栅管)
106出口侧气体通道
107气体出口
108蒸气锅筒(蒸気ドラム)
109水锅筒(水ドラム)
110、111头部
112壁管
120燃烧气体
A上部空间
H0将过热器的高度和上部空间加在一起的整体的高度
H1、H2过热器的高度
h1、h2上部空间A的高度
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明。此外，本发明并不被该实施例所限定。并且，下述实施例的构成要素中包含本领域技术人员能够容易设想的要素或实际上相同的要素。
实施例1
参照附图，对本发明的实施例1的锅炉进行说明。
本实施例的锅炉与图6所示的现有的锅炉的结构相同，因此对同一部件附加同一标号，并省略重复说明。
图1是示出本发明的实施例1的锅炉的结构的简图。
如图1所示，本实施例的锅炉10A构成为使由燃烧器101的燃烧产生的燃烧气体从炉膛102通过过热器(SH)104、蒸发管组105而流动，其中，在过热器104上部的所述燃烧气体的下游侧(後流侧)设置沿过热器104的上下方向能够滑动的下游部遮蔽板11A，对进入过热器104的上部空间A的燃烧气体的流量进行调整。
另外，在本实施例的燃烧气体中，进入过热器104的上部空间A的燃烧气体为旁路气体12，通过过热器104的燃烧气体为主流气体13。
在本实施例的锅炉10A中，在相对于燃烧气体的流动方向正交的方向上设置下游部遮蔽板11A。使在过热器104上部的所述燃烧气体的下游侧设置的下游部遮蔽板11A沿上下方向能够滑动，通过下游部遮蔽板11A来调整进入过热器104的上部空间A的旁路气体12的流量，由此来调整通过过热器104的主流气体13的流量。
图2是示出过热器中的旁路气体和主流气体的气体流动的说明图。如图2所示，通过使下游部遮蔽板11A沿上下方向滑动来调整旁路气体12的流量，从而能够调整主流气体13的流量。
即，在现有的锅炉100中，使用整流板等调整燃烧气体的流动，使燃烧气体在过热器104和蒸发管组105中均匀流动，与此相对，本实施例的锅炉10A使用能够滑动的下游部遮蔽板11A并使其沿上下方向滑动，来直接调整进入过热器104的上部空间A的旁路气体12的流量，由此来调整通过过热器104的主流气体13的流量，从而能够控制在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度。
由此，使下游部遮蔽板11A沿上下方向滑动，调整进入过热器104的上部空间A的旁路气体12的流量，从而调整主流气体13的流量，由此能够改变有助于过热器104的吸热的燃烧气体量，因此能够控制过热器104的蒸气温度。
另外，优选下游部遮蔽板11A与过热器104的上部空间A为相同高度或下游部遮蔽板11A的高度在过热器104的上部空间A的高度以上。这是为了能够通过下游部遮蔽板11A控制流入上部空间A的旁路气体12。
另外，在本实施例的锅炉10A中，优选下游部遮蔽板11A的高度在将过热器104和上部空间A加在一起的整体的高度的10～15％的范围内。具体来说，在上部空间A的高度为将过热器104和上部空间A加在一起的整体的高度的15％左右时，通过下游部遮蔽板11A隔断上部空间A，在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度与未通过下游部遮蔽板11A隔断上部空间A的情况相比，能够约25％左右，进而30％左右控制在过热器104中生成的蒸气的温度。
另外，在本实施例的锅炉10A中，可以将下游部遮蔽板11A设置在已设的锅炉上，也可以设置在新制造的锅炉上。
此时，在将下游部遮蔽板11A设置在以往设置的已设的锅炉上时，如图3-1所示，相对于将过热器104的高度H1和上部空间A加在一起的整体的高度H0，能够以上部空间A的高度h1的量由下游部遮蔽板11A对旁路气体12的流量进行调整，从而能够调整主流气体13的流量。
与此相对，在将下游部遮蔽板11A设置在新制造的新设的锅炉上时，如图3-2所示，能够使过热器104的高度H2低于已设的锅炉的过热器104的高度H1且提高上部空间A的高度h2。由此，能够使可由下游部遮蔽板11A调整的旁路气体12的流量增大，增大的量是比已设的锅炉高的上部空间A的高度h2的量，从而能够增大主流气体13的流量的调整量，由此，能够增多有助于过热器104的吸热的燃烧气体量的变化量，增大能够控制过热器104的蒸气温度的幅度。
另外，在本实施例的锅炉10A中，为了增大在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度的可控温度范围，可以增加过热器104的上部空间A的高度。通过增加过热器104的上部空间A的高度并增大下游部遮蔽板11A向上下方向能够滑动的幅度，能够调整主流气体13的流量，从而能够增大在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度的可控温度范围。
另外，在本实施例的锅炉10A中，也可以并用所谓CDSH，即，如现有的锅炉100中使用的蒸气温度控制方法那样，在过热器104的中途抽出蒸气的一部分，抽出的蒸气由水锅筒109降温后，再次与过热器104进行热交换，来调整在过热器104中生成的蒸气的出口温度。通过本实施例的锅炉10A中使用的下游部遮蔽板11A控制燃烧气体的流动、控制蒸气温度并控制通过所谓CDSH生成的蒸气，由此能够进一步增大在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度的可控温度范围。
因此，根据本实施例的锅炉10A，通过下游部遮蔽板11A调整进入过热器104的上部空间A的旁路气体12的流量，由此能够调整通过过热器104的主流气体13的流量，因此能够改变有助于过热器104的吸热的燃烧气体量，能够控制在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度。
另外，通过增加上部空间A的高度，能够增大可通过下游部遮蔽板11A调整的旁路气体12的流量，从而增大主流气体13的流量的调整量，因此能够增大能够控制过热器104的蒸气温度的幅度。
实施例2
参照图4，对本发明的实施例2的锅炉进行说明。
图4是示出本实施例的锅炉的结构的简图。
由于本实施例的锅炉与实施例1的锅炉的结构相同，因此对同一部件附加同一标号，并省略重复说明。
如图4所示，本实施例的锅炉10B中，在图1所示的锅炉10A的过热器104上部流动的燃烧气体的上游侧设置上游部遮蔽板11B，取代在过热器104上部流动的燃烧气体的下游侧设置的下游部遮蔽板11A而设置以一端为旋转轴而开度调整自如的下游部遮蔽板11C。
另外，下游部遮蔽板11C以上端侧或下端侧中任一侧为旋转轴而开度调整自如，在图4中，下游部遮蔽板11C以下端侧为旋转轴而开度调整自如。
通过使在过热器104上部的所述燃烧气体的上游侧设置的上游部遮蔽板11B沿上下方向能够滑动，并使在过热器104的上部侧的燃烧气体的下游侧设置的下游部遮蔽板11C以下端为旋转轴而开度调整自如，来调整通过过热器104的主流气体13的流量。
图5-1是示出本发明的实施例1的锅炉中的燃烧气体的流动的说明图，图5-2是示出本发明的实施例2的锅炉中的燃烧气体的流动的说明图。此外，在图5-2中，下游部遮蔽板11C以上端侧为旋转轴而开度调整自如。
如图5-1所示，本发明的实施例1的锅炉10A的燃烧气体中，由于旁路气体12被下游部遮蔽板11A控制为在过热器104的下游侧在过热器104内流动，因此在过热器104的上游侧对吸热没有贡献。与此相对，如图5-2所示，在本发明的实施例2的锅炉10B中，通过使上游部遮蔽板11B在上侧滑动，能够使旁路气体12与主流气体13合流。
另外，通过关闭下游部遮蔽板11C，能够利用下游部遮蔽板11C隔断旁路气体12或上升到过热器104的上部空间A的主流气体13，以防止其从过热器104的上部空间A漏掉。由此，能够增多主流气体13的流量的比例。因此，通过在过热器104的上游侧、下游侧这两方控制为在过热器104内流动，能够在过热器104的上游侧、下游侧这两方使旁路气体12和主流气体13有助于过热器104的吸热。
由此，若使用本发明的实施例2的锅炉10B，则能够进一步增大能够控制在过热器104中生成的蒸气的蒸气温度的温度幅度。
因此，通过利用上游部遮蔽板11B及下游部遮蔽板11C来调整进入过热器104的上部空间A的旁路气体12的流量，能够调整通过过热器104的主流气体13的流量。由此，能够改变有助于过热器104的吸热的燃烧气体量，从而能够控制过热器104的蒸气温度。
由此，根据本实施例的锅炉10B，通过利用上游部遮蔽板11B及下游部遮蔽板11C来调整进入过热器104的上部空间A的旁路气体12的流量，能够调整通过过热器104的主流气体13的流量，因此，能够改变有助于过热器104的吸热的燃烧气体量，从而能够控制过热器104的蒸气温度。
另外，在本实施例的锅炉10B中，虽然在过热器104上部设置上游部遮蔽板11B和下游部遮蔽板11C，但是本发明并不局限于此，也可以在过热器104上部仅设置上游部遮蔽板11B、下游部遮蔽板11C中的任一方。并且，在过热器104上部，也可以取代下游部遮蔽板11C而设置图1所示的实施例1的锅炉10A的下游部遮蔽板11A，并与上游部遮蔽板11B一同设置。进而，也可以与下游部遮蔽板11C同样，将上游部遮蔽板11B形成为以一端为旋转轴而开度调整自如的遮蔽板，将过热器104上部的上游侧、下游侧这两方形成为开度调整自如的遮蔽板。
另外，本发明的锅炉10A、10B通过改变燃烧气体的流动模式，调整通过过热器104的燃烧气体的流量，而改变有助于过热器104的吸热的燃烧气体量，由此能够控制过热器104的蒸气温度，从而能够作为船用锅炉使用，但是本发明并不局限于此。
工业实用性
如上所述，本发明的锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法通过遮蔽板调整进入过热器的上部空间的燃烧气体的流量，改变燃烧气体的流动模式，调整通过所述过热器的燃烧气体的流量，由此能够改变有助于所述过热器的吸热的燃烧气体量，因此，适用于能够控制所述过热器的蒸气温度的锅炉及锅炉的蒸气温度调整方法。

Claims (4)

1.一种锅炉，其构成为使由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体从炉膛通过过热器、蒸发管组而流动，其特征在于，
在所述过热器上部流动的所述燃烧气体的上游侧、下游侧中的任一方或两方设置有沿所述过热器的上下方向滑动自如或以一端为旋转轴而开度调整自如的遮蔽板，
对进入所述过热器的上部空间的所述燃烧气体的流量进行调整。
2.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于，
在所述过热器的中途抽出的蒸气的一部分由水锅筒降温后，被再次送给所述过热器，来调整所述过热器的蒸气温度。
3.一种锅炉的蒸气温度调整方法，该锅炉构成为使由燃烧器的燃烧产生的燃烧气体从炉膛通过过热器、蒸发管组而流动，所述锅炉的蒸气温度调整方法的特征在于，
在所述过热器上部的所述燃烧气体的下游侧、上游侧中的任一方或两方设置滑动自如或以一端为旋转轴而开度调整自如的遮蔽板，使所述遮蔽板沿所述过热器的上下方向滑动或对所述遮蔽板进行开度调整，来调整进入所述过热器上部空间的所述燃烧气体的流量。
4.根据权利要求3所述的锅炉的蒸气温度调整方法，其特征在于，
在所述过热器的中途抽出蒸气的一部分，使抽出的蒸气由水锅筒降温后，再次送给所述过热器，来调整所述过热器的蒸气温度。
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