CN104633634B - 用于管理锅炉的关闭的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于管理锅炉(1)的关闭的方法，锅炉(1)具有管道(12)、热交换构件，热交换构件具有管道(12)内的管式热交换表面(16)和在管道(12)外部的集管(17，18)。该方法包括在关闭期间将集管(17，18)的温度调整成接近预期在关闭之后启动时使蒸汽从管式热交换表面(16)移动到集管(17，18)中的温度的温度。

Description

用于管理锅炉的关闭的方法

技术领域

本公开涉及用于管理锅炉的关闭的方法。

背景技术

图1显示锅炉1的示例，锅炉1具有由壁3(管式壁，优选带翅片的管式壁)限定的蒸发器2；壁3限定腔室4，并且壁3的底部限定料斗5。

一个或多于一个壁3承载燃烧系统6，燃烧系统6包括用于氧化剂(像空气)的风扇和用于煤、油、气体等的燃料供应8。

管式壁3连接于入口集管9和出口集管10；水收集在入口集管9处，并且分配通过管式壁3的管，并且在传送通过管式壁3之后，蒸汽(或蒸汽和水或包含少量水的蒸汽的混合物)收集在外部集管10处。集管9和10在腔室4的外部。当然其它类型的蒸发器也是可行的。

在蒸发器2上方，锅炉1具有管道12，管道12从下到上连续地容纳过热器13和再热器14，过热器13用于加热引导到高压用户(像例如动力设备的高压涡轮13a)的蒸汽，再热器14用于加热从高压用户排出且引导到中压或低压用户(像例如动力设备的中压或低压涡轮14a)的蒸汽。

过热器13包括热交换构件，该热交换构件具有连接于入口集管17和出口集管18的管式热交换表面；例如管式热交换表面可为管式线圈或管式面板。

附图显示过热器13的示例，过热器13包括三个热交换构件，其均具有管式热交换表面、入口集管17和出口集管18。

再热器14具有类似于过热器13的结构的结构。

再热器14包括热交换构件，该热交换构件包括管式热交换表面，诸如管式线圈或管式面板。管式热交换表面连接于入口集管17和出口集管18。

附图显示再热器14的示例，再热器14包括两个热交换构件，其均具有管式热交换表面、入口集管17和出口集管18。

在再热器14上方提供节约器20，以预热来自给水源20a且引导到蒸发器2的水。节约器20也设有入口集管和出口集管。

在管道12中，在节约器20下游，典型地安装用于减少烟道气的NOx含量的催化剂21(如果根据排放要求需要的话)、用于预热供应到腔室4中用于燃烧燃料的空气的预热器22、除尘单元23，诸如用于从烟道气中移除固体颗粒的过滤器或静电除尘器；在一些情况下，还可提供用于调整烟道气管道12的打开的阻尼器24，以及用于将烟道气输送到烟囱34的风扇7。

在一些情况下，经济器20可分成两部分，一个在催化剂21上游，而一个在催化剂21下游。

在运行期间，水传送通过节约器20，其中，水开始加热，并且接着其通过集管9供应到管式壁3。在传送通过管式壁3的水蒸发时，产生蒸汽，该蒸汽收集在集管10处，并且经由集管18a引导到(通过分离系统25，以移除可能的液滴)过热器13。过热器13的第一级可为上部(竖向)锅炉包围壁或在第一过热器束中结束的内部吊管。

在过热器13的下游，过热蒸汽经由高压旁通控制阀26引导到例如动力设备的高压涡轮13a或其它高压用户或再热器14入口。

来自高压涡轮13a或其它高压用户的蒸汽收集在再热器14的入口集管17处，并且在传送通过再热器14之后，其收集在出口集管18中，从出口集管18，其引导到中压或低压涡轮14a或中压或低压用户，或者经由低压旁通控制阀27引导到在蒸汽涡轮下游提供的冷凝器35。

收集在分离系统25处的液滴通过再循环泵29引导回节约器20。

在关闭期间，燃烧系统6停止，高压涡轮13a和中压或低压涡轮14a断开，并且旁通控制阀26和27关闭。

出于该原因，蒸汽停止传送通过过热器13和再热器14，即，过热器13和再热器14的加热表面内没有另外的蒸汽流。

尽管如此，在关闭期间，空气保持循环通过腔室4，这是因为例如吹扫或自然通风。例如，风扇7通常也在关闭期间运行用于保持锅炉封罩内部的欠压。这使空气流的温度低于过热器13和再热器14内的蒸汽的温度。

流提高包含在过热器13和再热器14的管式热交换表面内的蒸汽的冷却。该冷却可为较大的，因为管式热交换表面的表面的厚度通常较小，使得管壁的储热容量较低。

相比之下，包含在集管17、18内的蒸汽仅经历非常有限的冷却。

实际上，集管17、18具有较大的壁厚度，并且因此它们还具有较大的储热容量。

另外，集管17、18被隔离，使得基本上防止从集管17、18的外部进行冷却；此外，由于在集管17、18内部没有蒸汽流，故基本上不出现从集管17、18的内部进行冷却。

因此，蒸汽的温度和再热器14和过热器13的集管17、18的温度(即，集管17、18的材料的温度)将仅以非常小的梯度降低(即，该蒸汽的温度缓慢下降)，但包含在再热器14和过热器13的管式热交换表面中的蒸汽的温度明显降低。

当锅炉1在关闭之后再次启动时，燃烧系统6启动，并且高压旁通控制阀26和低压旁通控制阀27打开。

打开高压旁通控制阀26和低压旁通控制阀27使蒸汽循环通过管式热交换表面以及过热器13和再热器14的集管17、18。该循环使低温蒸汽(因为其在关闭期间包含在管式热交换表面内)传送通过温度高得多的集管17、18。

因而，该循环对集管17、18的材料产生热应力，并且可能缩短使用期限。

发明内容

本公开的一方面包括提供一种可用来限制过热器和/或再热器的集管的热应力的方法。

通过提供根据所附权利要求的方法来实现这些和另外的方面。

附图说明

从对参照非限制性附图所描述的方法的优选但非穷尽性实施例的描述，另外的特性和优点将更加显而易见，其中：

图1是锅炉的示意图。

部件列表

1锅炉

2蒸发器

3壁

4腔室

5料斗

6燃烧系统

7风扇

8燃料供应

9集管

10集管

12管道

13过热器

13a高压涡轮

14再热器

14a中压/低压涡轮

17集管

18、18a集管

20节约器

20a给水源

21催化剂

22预热器

23除尘单元

24阻尼器

25分离系统

26高压旁通控制阀

27低压旁通控制阀

29再循环泵

30节约蒸汽管线

34烟囱

35冷凝器。

具体实施方式

在下面参照图1的锅炉。

方法可应用于还不同于显示的锅炉的任何锅炉。例如，壁3可向上延伸到锅炉的顶部(即，它们可限定管道12，并且容纳管式线圈或管式面板)。壁可完全用作蒸发器，或者可分成蒸发器(下部部分)和过热器(上部部分)。另外，蒸发器可具有不同于管式壁3的结构。

优选地实施该方法来限制过热器13的集管17、18的应力，但也可方便地使用该方法来限制再热器14的集管17、18或锅炉1的其它部件的应力。

方法包括在关闭期间将集管17、18的温度调整为目标温度，该目标温度随期望温度改变，该期望温度用于使蒸汽在关闭之后启动时从管式热交换表面移动到集管17、18中。目标温度例如是用于使蒸汽从管式热交换表面移动到集管17、18中的期望温度，或者优选地接近该期望温度的温度，并且在该后一种情况下，温度低于期望温度。

特别地，该温度调整是冷却集管17、18。

该冷却主要在关闭之后进行，这意味着不需要额外使用昂贵的燃料，仅通过以合适的方式使用锅炉压力储存容量和锅炉热含量。

由于这样受控制地冷却集管17、18，故当锅炉1在关闭之后启动时，蒸汽从管式热交换表面移动通过集管17、18，并且由于蒸汽的温度与集管17、18的温度相同，或者差别是受控制和经计算的有限差别，故集管17、18所经受的热应力被限制。

优选地，调整加热器的温度包括在关闭期间或者至少部分地关闭期间使流保持通过集管17、18。

实际上，如果蒸汽保持循环通过管式热交换表面和集管17、18，则集管17、18被循环通过它们、进而被通过管道12的流冷却的蒸汽冷却。

可通过使蒸汽流保持通过高压旁通控制阀26和低压旁通控制阀27来实现使流保持通过集管17、18。实际上，通过高压旁通控制阀26的流允许冷却过热器13的集管17、18，而通过低压旁通控制阀27的流允许冷却再热器14的集管17、18。优选地，通过旁通控制阀26和27的质量流小于标称质量流的10%。

在优选实施例中，与过热器13的管式热交换表面结合起来实施该方法，并且高压旁通控制阀26在过热器13的下游。

另外，气体流优选在关闭期间保持通过管道12。使气体流保持通过管道12包括运行风扇7。例如风扇7以最小负荷或小于其标称质量流的10%的负荷运行。运行风扇7总之不是强制性的，并且自然通风可对空气循环来说是足够的。

方法还可包括调整锅炉内(即，热交换构件内)的压力；可在关闭之前或关闭期间进行压力调整。优选地，此类调整旨在提高锅炉1内的压力。

在第一示例中，调整压力包括调整高压旁通控制阀26或涡轮入口阀。

在不同的示例中，调整压力包括使水循环通过节约器20，以及使传送通过节约器20的水至少部分地蒸发。可通过使再循环泵29停止，以及打开在经济器的顶层和分离系统25之间提供的管线30(经济蒸汽管线)，来实现循环通过节约器20。

在关闭之后的某个时间持续运行风扇7或者使用锅炉自然通风引起在经济器表面上的永久热输入，其中产生蒸汽。使用该蒸汽产生来改进集管冷却过程期间的压力保持。保持少量给水流(连续或不连续)避免了经济器的完全蒸发。

当然可彼此独立地提供所描述的特征。

实际上，可根据要求和目前工艺水平来选择所使用的材料和尺寸。

Claims (14)

1.一种用于管理锅炉(1)的关闭的方法，其中，所述锅炉(1)包括：

管道(12)，

至少一个热交换构件，

其中，所述至少一个热交换构件包括：

在所述管道(12)内的管式热交换表面，

在所述管道(12)外部的集管(17，18)，

所述集管(17，18)连接于所述管式热交换表面，

所述集管(17，18)和所述管式热交换表面包含蒸汽，

所述方法包括：

在关闭期间将所述集管(17，18)的温度调整到随期望温度改变的目标温度，所述期望温度用于在所述关闭之后启动时使所述蒸汽从所述管式热交换表面移动到所述集管(17，18)中；其中，调整所述集管(17，18)的温度包括在燃烧系统关闭之后使蒸汽流保持通过所述集管(17，18)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锅炉(1)进一步包括在所述至少一个热交换构件下游的高压旁通控制阀(26)，并且使所述蒸汽流保持通过所述集管(17，18)包括使所述蒸汽流保持通过所述高压旁通控制阀(26)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使蒸汽流保持通过所述高压旁通控制阀(26)包括保持小于标称质量流的10%的质量流。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热交换构件是过热器，并且所述高压旁通控制阀(26)在所述过热器的下游。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在关闭期间使气体流保持在所述管道(12)内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述锅炉(1)包括用于通过所述管道(12)的气体循环的风扇(7)，并且保持气体流包括运行所述风扇(7)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，运行所述风扇(7)包括使所述风扇(7)以最小负荷运行。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，运行所述风扇(7)包括使所述风扇(7)以小于其标称质量流的10%运行。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在关闭期间或在关闭之前调整所述锅炉内的压力。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述热交换构件是过热器，所述锅炉(1)进一步包括在所述过热器(13)下游的一个或更多个高压旁通控制阀(26)和/或在再热器(14)下游的一个或更多个低压旁通控制阀(27)，并且调整所述压力包括调整所述高压旁通控制阀(26)和/或所述低压旁通控制阀(27)。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述锅炉(1)进一步包括节约器(20)，并且调整所述压力包括使水循环通过所述节约器(20)，以及使传送通过所述节约器(20)的水至少部分地蒸发。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，调整所述压力进一步包括使空气循环通过所述管道(12)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述锅炉(1)包括用于使气体循环通过所述管道(12)的风扇(7)，并且使空气循环包括运行所述风扇(7)。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标温度是用于使所述蒸汽从所述管式热交换表面移动到所述集管(17，18)中的所述期望温度或低于所述期望温度的温度。