CN103748415A - 双通路平行过热器 - Google Patents

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Abstract

一种双通路平行过热器，包含用于输送蒸汽的鼓、相对鼓的用于接收蒸汽的蒸汽接收设备、第一表面和第二表面，其从鼓接收蒸汽以便提供第一和第二通路，第一和第二通路用于在输送它到达蒸汽接收设备之前使蒸汽过热。沿着第一和第二通路还设有喷雾温度调节器。

Description

双通路平行过热器
发明的领域和背景
本发明通常涉及用于以受控和有效的方式有效地增加蒸汽传送的方法与装置。
通常需要的是增加现有锅炉的温度和／或蒸汽流量(容量)。当蒸汽容量增加时，通过过热器的压降增加。高压降通常是容量增加的限制因素。因此，需要定期地更换整个过热器以便提供较低的压降。
在典型的方案中，运营者要求增加蒸汽流量(例如，543.4kpph)。标准的工艺是如此设置过热器，即，使其由此这里只有一条蒸汽通过其变得过热的个通路，蒸汽通过其变得过热。为了以增加的蒸汽速的增长率过热，需增加额外的表面。由此图1示出了典型的用于单通路串联过热器的典型的现有技术配置10，在新的表面12增加到现有表面14以便处理增加的容量。鼓(汽包)16被设置用于将蒸汽输送到表面12和14，而涡轮18被设置用于最终从表面12和14接收蒸汽。
以下的表1在如图1所定义的位置预测蒸汽温度和压力。
表1：典型的现有技术配置-蒸汽温度和压力分布图。
100％=543.4kpph蒸汽
Figure BPA0000183172790000011
理想的出口压力是1300psig和理想的出口温度是900°F。
为了控制蒸汽温度，在两个级间的位置有喷雾温度调节器，第一个在位置B和C之间而第二个在位置D和E之间。现有技术配置被预测可使得全部蒸汽温度的喷雾温度调节的总共为49°F。然而，该配置没有实现1300psig的目标出口压力。最好的是可完成的出口压力只是1236psig。对于这些，传统的补救是在现有的表面增加平行蒸汽流动通路的数目。这需要替换全部现有的过热器管、过热器联箱、顶部密封件等等，并且通常要求重新安置吹灰器腔。
因此，需要增加蒸汽速率而无须替换现有的过热器。
发明内容
本发明是双通路平行过热器，包含用于输送蒸汽的鼓、相对鼓的蒸汽接收设备用于接收蒸汽、第一表面和第二表面，其从鼓接收蒸汽以便提供第一和第二通路，第一和第二通路用于在输送它到达蒸汽接收设备之前使蒸汽过热。还有沿着第一和第二通路的喷雾温度调节器。
本发明是系统和方法，其中蒸汽在鼓出口被分成两个通路。一个通路通过现有的过热器表面限定，并且另一个通过突出炉的新的表面定义。每个通路由喷雾温度调节独立地控制，并且独立地达到全部蒸汽温度。在过热器出口气流被重新合并成单通路。本发明重的双通路平行过热器(“DPPS”)能增加蒸汽率而不需要替换现有的过热器。
描写本发明的新颖性的各种特征通过附加的权利要求详细指出并且形成本公开的一部分。为了更好理解本发明，并且通过它的使用获得操作上的优点，参考附图和说明内容，形成本公开的一部分，其中示出了本发明的优选实施例。
附图的简要说明
在附图中，形成本说明书的一部分，并且其中同样的参考数字用来指代相同的或功能上类似的元件：
图1是现有技术单通路串联过热器的示意图；和
图2是本发明的双通路平行过热器的示意图。
具体实施方式
参考图2，示出了根据本发明的双通路平行过热器(“DPPS”)，过热器如此设置，即两个使蒸汽变得过热的平行的通路。图2示出了DPPS配置，其中新的表面22附加到原始的表面24以便处理增加的容量。当在现有技术结构中，设置有用于将蒸汽输送到表面22和24的鼓(汽包)30和用于最终从表面22和24接收蒸汽的蒸汽接收设备32(例如涡轮)。
以下的表2示出了在图2中限定的位置A1-A4和B1-B4的预测的蒸汽温度和压力。
表2：用于本发明的DPPS的蒸汽温度和压力分布图：
通路A=50％=271.7kpph蒸汽
通路B=50％=271.7kpph蒸汽
Figure BPA0000183172790000032
理想的出口压力是1300psig并且理想的出口温度是900°F。
图2反映两个通路：通路A，通过位置A1-A4标记，和通路B，通过位置B1-B4标记。为了控制蒸汽温度，每个通路在一个级间的位置具有喷雾温度调节器26，28。
如图2所示，通路A，包含位置A1-A4，以并排定向设置以便利用级间的喷雾26，为此只需要安装一个新的管束。级间的喷雾温度调节器26位于位置A2和A3之间。温度调节器26控制蒸汽温度并且抵抗低的蒸汽流量固有的高金属温度。
在通路A管束中的管可以由钢化合物组成，例如SA213-T22，多排不锈钢管可以使用在出口端管中。另外，本发明的并排设计使需要的新加热表面的数量最小化，因为热的蒸汽再导入到炉的前部，在那里烟气是最热的。
通路B，包含位置B1-B4，再使用单元现有的过热器表面和位于位置B2和B3之间的现有的级间的喷雾28。级间的喷雾28控制蒸汽温度并且抵抗低蒸汽流动中固有的高金属温度。与通路A相似，在通路B管束中的金属可以由本领域技术人员众所周知的材料组成。例外是通路B初级过热器的出口排：这些排通常需要用不锈钢管替换。
通路A和通路B两者独立地达到全部蒸汽温度。通路A具有41°F的喷雾裕度并且通路B具有61°F的喷雾裕度。之后控制到相同的温度，从通路A和通路B的蒸汽重组形成单一出口。
平行的(并联的)通路A和B设计成相同的压降。这最初可以通过在新的表面在联箱下钻孔或在现有表面安装孔口插入楔。在联箱下钻孔和安装孔口插入楔是本领域技术人员已知的技术。然而，当单元变得肮脏，并且喷雾流动改变，在每条个线的压力损失可能改变。作为控制的装置，调整阀可以安装在至少一个线处。由于对于能够动态地调整压降，在每个通路中蒸汽的流动能够保持如设计的那样。由此，蒸汽温度和压力也可以同时保持如设计的那样。
本发明提供许多的优点。本发明用于需要容量增加的工业锅炉。当蒸汽速率增加时，在鼓和过热器出口之间压降的量增加。如果新需要的蒸汽速率足够高，需要具有额外的流动通路的新过热器来保持出口压力。无论现有过热器条件如何，需要新的表面。因此，运营者通常在它们达到寿命终止以前强制报废管，或由于过高的项目成本而一起废弃它们的项目。本发明的DPPS允许增加蒸汽流动而不更换现有表面。
运营者从现有设备在投资替换以前不断地尽可能地争取更多。当现有设备处于良好的运行情况时，尤其如此。本发明通过重新使用现有的表面为运营者提供节省成本。本发明允许以比传统的方案降低的成本满足增加的蒸汽需求。本发明可以用于许多表面不同配置，在它的应用中提供灵活性。
本发明的DPPS配置可以用于几个锅炉的形式，包含而不限于，在造纸工业中处理回收、斯特林电站锅炉、以垃圾作为能源的应用和生物资源燃烧技术。
对照以上的表1和表2，示出了本发明的DPPS允许增加蒸汽流动以便控制目标蒸汽温度而保持需要的出口压力。
在增加流动条件下，DPPS设计提供重新使用现有过热器表面而不降低出口压力的能力；具有比现有技术设计更少的加热表面而达到全部蒸汽温度的能力；和控制通过每个蒸汽通路的压降的能力。
用于处理增加的流动条件的替换的方法包含允许出口压力减小和除去现有过热器(管、联箱、顶部密封件等)和安装具有额外的并联的流动路径的新的表面。
在另一个替换中，全部或—部分容量增加可以源自于运行温度的增加。在这些实施例中，描述在此的方法可以更进一步用来保持需要的压降而保持需要的过热器出口温度。而本发明已经示出本发明的特定的实施例和／或细节并且上面的描述为了说明本发明原理的应用，可以理解，本发明可以具体化，如更完全地描述在权利要求中，或如本领域技术人员公知的其他方面，包含任何和全部等效，而不脱离这种原理。

Claims (17)

1.一种双通路平行过热器，包括：
鼓，所述鼓适合于输送蒸汽；
蒸汽接收设备，所述蒸汽接收设备与所述鼓相对；
第一表面，所述第—表面适合于从所述鼓接收蒸汽，以提供用于使所述蒸汽过热的第一通路并且在蒸汽接收设备的方向中输送蒸汽；
第二表面，所述第二表面适合于从所述鼓接收蒸汽，以提供用于过热蒸汽的第二通路并且在蒸汽接收设备的所述方向输送蒸汽，所述第二通路位于基本上平行于所述第一通路的位置；
其中，所述第一通路和所述第二通路的每个在其级间的位置具有喷雾温度调节器；和
其中所述第一表面和所述第二表面如此设置，即从所述第一通路输送的蒸汽和从所述第二通路输送的蒸汽结合，以便单一的蒸汽量在所述蒸汽接收设备的所述方向中输送。
2.一种双通路平行过热器，包括：
鼓，所述鼓适合于输送蒸汽；
蒸汽接收设备，所述蒸汽接收设备与所述鼓相对；
第一表面，所述第—表面适合于从所述鼓接收蒸汽，以提供用于使所述蒸汽过热的第一通路并且在蒸汽接收设备的方向中输送蒸汽；
第二表面，所述第二表面适合于从所述鼓接收蒸汽，以提供用于过热蒸汽的第二通路并且在蒸汽接收设备的所述方向中输送蒸汽，所述第二通路位于基本上平行于所述第一通路的位置；和
其中所述第一表面和所述第二表面如此设置，即从所述第一通路输送的蒸汽和从所述第二通路输送的蒸汽的结合，以便在所述蒸汽接收设备的所述方向输送中单一的蒸汽量。
3.根据权利要求2的过热器，其特征在于，更进一步包括沿着所述第一通路的喷雾温度调节器。
4.根据权利要求2的过热器，其特征在于，更进一步包括沿着所述第二通路的喷雾温度调节器。
5.一种双通路平行过热器，包括：
鼓，所述鼓适合于输送蒸汽；
第一表面，所述第—表面适合于从所述鼓接收蒸汽并且提供用于过热蒸汽的第一通路；
第二表面，所述第二表面适合于从所述鼓接收蒸汽并且第二通路用于过热蒸汽的第二通路，所述第二通路位于平行所述第一通路的位置；
其中所述第一通路和所述第二通路的每个具有在其级间的位置的喷雾温度调节器；和
其中从所述第一通路输送的蒸汽和从所述第二通路输送的蒸汽结合形成单一的蒸汽量。
6.一种双通路平行过热器，包括：
鼓，所述鼓适合于输送蒸汽；
第一表面，所述第一表面适合于从所述鼓接收蒸汽并且提供用于过热蒸汽的第一通路；
第二表面，所述第二表面适合于从所述鼓接收蒸汽并且提供用于过热蒸汽的第二通路，所述第二通路位于平行所述第一通路的位置；和
其中从所述第一通路输送的蒸汽和从所述第二通路输送的蒸汽结合形成单一的蒸汽量。
7.根据权利要求6的过热器，其特征在于，更进一步包括沿着所述第一通路的喷雾温度调节器。
8.根据权利要求6的过热器，其特征在于，更进一步包括沿着所述第二通路的喷雾温度调节器。
9.—种过热蒸汽的方法，包括：
提供鼓；
提供蒸汽接收设备；
提供第—表面，所述第一表面限定适合于接收和输送蒸汽的第一通路；
提供第二表面，所述第二表面限定适合于接收和输送蒸汽的第二通路，所述第二通路基本上平行所述第一通路设置；
从所述鼓在所述第一通路方向输送第一蒸汽量；
从所述鼓在所述第二通路方向输送第二蒸汽量；
沿着所述第一通路使所述第一蒸汽量过热；
沿着所述第二通路使所述第二蒸汽量过热；
从所述第一通路在所述蒸汽接收设备方向输送所述第一蒸汽量；
从所述第二通路在所述蒸汽接收设备方向输送所述第二蒸汽量；
其中所述第一蒸汽量从所述第一通路输送，如此它与来自所述第二通路的所述蒸汽混合，如此从所述第一通路输送的所述第一蒸汽量和从所述第二通路输送的所述第二蒸汽量重新结合以便形成用于传送到所述蒸汽接收设备的单一的第三量。
10.如权利要求9的方法，其特征在于，更进一步包括提供在其级间的位置具有喷雾温度调节器的所述第一通路的步骤。
11.如权利要求9的方法，其特征在于，更进一步包括提供在其级间的位置具有喷雾温度调节器的所述第二通路的步骤。
12.一种过热蒸汽的方法，包括：
提供鼓；
提供第一表面，所述第一表面限定适合于接收和输送蒸汽的第一通路；
提供第二表面，所述第二表面限定适合于接收和输送蒸汽的第二通路，第二通路基本上平行于所述第一通路设置；
从所述鼓在所述第一通路的方向输送第一蒸汽量；
从所述鼓在所述第二通路的方向输送第二蒸汽量；
沿着所述第一通路使所述第一蒸汽量过热；
沿着所述第二通路使所述第二蒸汽量过热；和
输送所述第一蒸汽量远离所述第一通路；
输送所述第二蒸汽量远离所述第二通路；
其中输送来自所述第一通路的所述第一蒸汽量，由此它与来自所述第二通路的所述第二蒸汽量混合。
13.如权利要求12的方法，其特征在于，更进一步包括提供相对所述鼓的蒸汽接收设备的步骤。
14.如权利要求13的方法，其特征在于，更进一步包括在所述蒸汽接收设备的方向输送来自所述第一通路的所述第一蒸汽量和来自所述第二通路的所述第二蒸汽量的步骤。
15.如权利要求14的方法，其特征在于，其中来自所述第一通路的所述蒸汽和来自所述第二通路的所述蒸汽以这种方式混合，即结合形成单一的蒸汽量用于传送到所述蒸汽接收设备。
16.如权利要求12的方法，其特征在于，所述第一通路具有在其级间的位置的喷雾温度调节器。
17.如权利要求12的方法，其特征在于，所述第二通路具有在其级间的位置的喷雾温度调节器。
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