CN1267357A - 锅炉,尤其是余热锅炉以及运行此锅炉的方法 - Google Patents

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Abstract

一种锅炉,尤其是余热锅炉以及运行此锅炉的方法,其中第一蒸发加热面(5、9)和第二蒸发加热面(8)处于锅炉热气体的长距离烟道(2)中。给水的第一输入管(10)按流动方向连接在第一蒸发加热面(5、9)的进口侧,而第二蒸发加热面(8)进口侧和出口侧在流动上均与低压汽包(7)连接。低压汽包(7)设有给水的第二输入管(6)。第一输入管(10)具有第一处理点(47),而第二输入管(6)有第二处理点(46);这两个处理点的每一个都用于添加和/或除去药剂进行水处理,所以每个蒸发加热面(5、9、8)只能得到已按照对它所适用的规范处理好的给水。

Description

锅炉，尤其是余热锅炉以及 运行此锅炉的方法
本发明涉及一种锅炉，尤其是余热锅炉，它有一长距离烟道，烟道有热气体进口端和冷却后的热气体出口端，该锅炉还有第一蒸发加热面，第一给水输入管在流动上与第一蒸发加热面进口侧连接，以及在烟道内沿过热气体流通方向看，第一给水输入管位于第二蒸发加热面之前，后者不仅进口侧而且出口侧均在流动上与设有第二给水输入管的低压气包连接。
由Dechamps PJ和Galopin，J-F.的“Once-Through Heat Recovery SteamGenerators Working With Sub-and Supercritical Steam Conditions for CombinedCycles”(ASME Paper 97-GT 337 International Gas Turbine & AeroengineCongress & Exhibition，Orlando，Florida，1997年6月2日至6月5日，第7页左栏第二段)已知此类锅炉。
此锅炉中直通式运行的较高压力级(包括第一蒸发加热面)，在热气体有高的温度时也允许实现高的运行压力，直至超临界状态。从而可以提高效率。此外，较高的压力级至多只需要在第一蒸发加热面蒸汽出口有薄壁的去水分离瓶，从而可以更快起动锅炉以及实现锅炉对负荷变化的更快反应。
第二蒸发加热面及配属于它的低压汽包循环运行，并充分利用热气体通过第一蒸发加热面后还具有的低温。这同样能提高效率。由于在低压汽包内的压力低，所以低压汽包同样可以有较薄的壁。因此它既不妨碍快速起动，也不妨碍锅炉对负荷变化的快速反应。在第二蒸发加热面内的环流也绝对没有任何不稳定性，以及不会在此第二蒸发加热面内导致侵蚀。
然而输入直流运行的第一蒸发加热面中的给水需要进行与输入循环运行的蒸发加热面中的给水所受预处理不同的预处理，也就是说不同于出口例与进口侧均与低压汽包连接的第二蒸发加热面所需给水所受的预处理。
本发明的目的在于，不仅直流运行的第一蒸发加热面，而且循环运行的第二蒸发加热面，均保证只得到针对它预处理好的给水。
为达到此目的，前言所述类型的锅炉按本发明具有权利要求1特征部分所述的特征。通过在第一输入管第一处理点添加和/或除去药剂，用于第一蒸发加热面的给水可按其需要预处理，而通过在第二输入管第二处理点添加和/或除去药剂，可根据第二蒸发加热面的需要预处理用于它的给水。因此这两根输入管可与同一个公共的给水供应设备连接。此给水供应设备可以供应原始质量统一的给水，它例如可以是一个热水井、给水处理装置或凝结水收集箱。
在按权利要求3进一步改进的锅炉中，在第一输入管内已预处理好的给水可再处理后用于第二蒸发加热面。
在按权利要求4进一步发展的锅炉中，可通过将药剂在第一处理点添加到第一输入管内，预处理在第一输入管内用于两个蒸发加热面的给水。通过将药剂在第二处理点添加在第二输入管内，可将来自第一输入管的为两个蒸发加热面已预处理好的给水再处理后用于第二蒸发加热面。最后在第一输入管内的已为两个蒸发加热面预处理好的给水，可在第三处理点通过添加其他药剂再处理后用于第一蒸发加热面。
通过按权利要求5对锅炉的进一步发展，用于第一蒸发加热面的给水可通过在第一处理点添加药剂精确处理，以及，用于第二蒸发加热面的给水可通过在第二处理点添加药剂精确处理。
在权利要求6中论及的除气罐可按有利的方式组合在低压汽包内，它设有给水的第二输入管。
权利要求7提供了一种用于运行本发明锅炉的有利方法。权利要求8涉及权利要求3所述锅炉的运行方法；权利要求9涉及权利要求4所述锅炉的运行方法；以及权利要求10涉及权利要求5所述锅炉的运行方法。
下面借助于附图进一步说明本发明及其优点。
图1至3示意表示电厂的组合式燃气轮机-蒸汽轮机装置。在这三个图中相同的部分用同一个标号表示。
按图1的装置具有一台带长距离烟道2的余热锅炉。该烟道2具有一个进口端3和一个出口端4。在烟道2内部可见三个蒸发加热面9、5和8。蒸发加热面9、5和8在烟道2内沿热气体的通流方向从进口端3到出口端4看连续排列。蒸发加热面8离烟道出口端4最近，而蒸发加热面9离烟道进口端3最近。蒸发加热面5位于两个蒸发加热面8与9之间。
蒸发加热面8既通过其进口8a也通过其出口8b连接在低压汽包7上。给水输入管6通入此低压汽包7。此外从低压汽包7引出一根低压蒸汽管41。它包含在两个蒸发加热面5与8之间设在烟道2内的过热加热面26。
两个蒸发加热面5和9的每一个均配设有一个起动瓶27或28，从蒸发加热面5或9出发的蒸汽管29或30侧向通入其中。
从两个起动瓶27和28的每一个底部，引出一根通往蒸发加热面5或9各自的进口并包含水泵31或32的返回管31a或32a。通过这根返回管，在各起动瓶27或28内分离出来的凝结水可以泵回各蒸发加热面5或9的进口。
从配属于蒸发加热面9的起动瓶28出发的高压蒸汽管33包含过热加热面34，它在余热锅炉的烟道2内位于蒸发加热面9与烟道2进口端3之间。另一根蒸汽管35一端从起动瓶27出发，此起动瓶27配属于蒸发加热面5。蒸汽管35包含过热加热面35a，后者在烟道2内位于两个蒸发加热面5与9之间。此蒸汽管35另一端从汽轮机36高压部分的蒸汽出口36b出发，从起动瓶28出发的高压蒸汽管33通往汽轮机36高压部分的蒸汽进口36a。蒸汽管35包含过热加热面38，它按流动方向处于过热加热面35a及蒸汽出口36b的下游以及在烟道2内部它同样处于烟道2的进口端3与蒸发加热面9之间。蒸汽管35从过热加热面38出发通往汽轮机36中压部分的蒸汽进口36c。汽轮机36中压部分的蒸汽出口36d通过蒸汽管40与汽轮机36两个低压部分的蒸汽进口36e在流动上连接。通往此蒸汽进口36e的还有低压蒸汽管41，后者来自低压汽包7并包含过热加热面26。过热加热面26在烟道2内设在两个蒸发加热面5与8之间。排汽管42从汽轮机36低压部分的两个蒸汽出口36f和36g出发通往凝汽器11。
给水输入管10从凝汽器11通往处于烟道2内的蒸发加热面5和9的进口侧，它包含配设有凝结水净化装置的凝结水泵43和位于烟道2内的预热加热面12a以及在此预热加热面12a下游的高压/中压给水泵44。预热加热面12a布置在烟道2内烟道2出口端4与蒸发加热面8之间。在蒸发加热面5与9的进口侧按流动方向在其上游各设有一个用于给水输入管10内的给水的预热加热面12b或12c。这些预热加热面12b和12c设在烟道2内蒸发加热面8与蒸发加热面5或9之间。一循环泵12d与预热加热面12a并联，给水可从预热加热面12a的出口泵回其进口，以提高进入预热加热面12a内的给水温度。
给水输入管6通往低压汽包7，以及按流动方向在预加热面12a后面和循环泵12d后面但在高压/中压给水泵44之前连接在给水输入管10上。例如是一接管的处理点46按流动方向位于输入管6上，但在该输入管6与给水输入管10的连接点之后。
另一个例如同样是一接管的处理点47在烟道2之外位于凝结水泵43与预热加热面12a之间循环泵12d之前的输入管10上。
来自燃气轮机64的热气体管路63通往烟道2的进口端3。在燃气轮机64的进口设燃烧室64，其上游设被燃气轮机64驱动的压缩机66。燃气轮机64和蒸汽轮机36分别驱动一台发电机G。
在处理点47可通过添加NH3和O2按适用于蒸发加热面5和9的规范处理给水。通过在处理点46处给水脱气，亦即除去O2及进一步添加NH3，对供入低压汽包7的给水进行再处理，使之符合针对蒸发加热面8的规范。
通过排汽管42离开蒸汽轮机36的排汽在凝汽器11内凝结为已除气的凝结水，凝结水在凝结水净化装置43内净化。
在处理点47调整给水的pH值为约8.5及含O2量为约50至100ppb。在属于低压汽包7和为处理点46配设的加热的除气罐内，使输入低压汽包7的给水的含氧量降至约20ppb。此外，在处理点46再向输入低压汽包7的给水加入NH3，使给水的pH值最终提高到9至9.5。
按图2的组合式燃气轮机-蒸汽轮机装置与图1所示装置的区别仅在于，除了两个处理点46和47外，为了添加和/或除去水处理药剂还存在第三个这样的处理点48。它例如同样是一个接管并处于第一给水输入管10中，且按流动方向位于第二输入管6与第一输入管的连接点之后和高压/中压给水泵44之前，并因而在蒸发加热面5与9之前。
通过在图2中的处理点47处向给水添加NH3，可使此给水得到预处理。给水在处理点46通过进一步添加NH3进行再处理，从而使之符合针对蒸发加热面8的规范。在处理点48给水通过添加O2进行再处理，使之满足针对蒸发加热面5和9的规范。在处理点46至48不需要除去药剂，也不必除气。
接图3的组合式燃气轮机-蒸汽轮机装置与图1所示装置的区别仅在于，第二输入管6包含设在烟道2内部的第二预热加热面13，并按流动方向在第一预热加热面12a之前，以及在第一处理点47与凝结水泵43之间的连接点处与第一输入管10连接。在第二输入管6上的第二处理点46按流动方向设在第二预热加热面13之前。通过在第一处理点47添加NH3和O2处理来自凝结水泵43的给水使之准确符合针对蒸发加热面5和9的规范，而在处理点46通过添加NH3准确符合针对蒸发加热面8的规范。
但按流动方向在第二输入管6处于第一输入管10上的连接点之后还平行于预热加热面13同样连接有一循环泵13d，它可将给水从预热加热面13的出口泵回进口，从而提高进入此预热加热面的给水温度。
在图1至3的装置中具有凝结水泵43的凝汽器11是公共的给水供应设备，来自它的原始给水有统一的原始质量，最终处理为不同的给水，一方面流入蒸发加热面5和9，另一方面流入蒸发加热面8。

Claims (10)

1.一种锅炉，尤其是余热锅炉，它具有一长距离烟道(2)，该烟道有热气体进口端(3)和冷却后的热气体出口端(4)，该锅炉还有第一蒸发加热面(5、9)，第一给水输入管(10)按流动方向与第一蒸发加热面(5、9)的进口侧连接，以及在烟道(2)内沿热气体通流方向看，第一给水输入管位于第二蒸发加热面(8)之前，后者不仅进口侧而且出口侧均在流动上与设有第二给水输入管(6)的低压汽包(7)连接，其特征在于：第一输入管(10)具有用于添加和/或除去药剂进行水处理的第一处理点(47)，以及第二输入管(6)具有用于添加和/或除去药剂进行水处理的第二处理点(46)。
2.按照权利要求1所述的锅炉，其特征在于：第一输入管(10)包含一设在烟道(2)内的预热加热面(12a)，以及第二输入管(6)按流动方向在预热加热面(12a)和蒸发加热面(5、9)之间的连接点处与第一输入管(10)连接。
3.按照权利要求2所述的锅炉，其特征在于：第一输入管(10)按流动方向在预热加热面(12a)之前具有第一处理点(47)，用于添加和/或除去药剂进行水处理；以及，第二输入管(6)按流动方向在它与第一输入管(10)的连接点之后具有第二处理点(46)，用于添加和/或除去药剂进行水处理。
4.按照权利要求3所述的锅炉，其特征在于：第一输入管(10)按流动方向在第二输入管(6)的连接点后和蒸发加热面(5、9)前具有第三处理点(48)，用于添加和/或除去药剂进行水处理。
5.按照权利要求1所述的直流式锅炉，其特征在于：第一输入管(10)包含设在烟道(2)内的第一预热加热面(12a)，第二输入管(6)包含设在烟道(2)内的第二预热加热面(13)以及在流动方向上与第一输入管(10)在第一预热加热面(12a)前的第一连接点连接；第一输入管(10)按流动方向在第一预热加热面(12a)前和此第一连接点后具有第一处理点(47)，用于添加和/或除去药剂进行水处理；以及，在第二输入管(6)上按流动方向在第二预热加热面(13)前设第二处理点(46)，用于添加和/或除去药剂进行水处理。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的锅炉，其特征在于：第二处理点(46)具有一除气罐，用于从给水中除去气态药剂。
7.按照权利要求1或2所述的锅炉的运行方法，其特征在于：在第一处理点(47)和/或第二处理点(46)处至少添加和/或除去药剂NH3和O2中之一种。
8.按照权利要求3所述锅炉的运行方法，其特征在于：在第一处理点(47)处添加NH3和O2以及在第二处理点(46)处添加NH3和除去O2。
9.按照权利要求4所述锅炉的运行方法，其特征在于：在第一处理点(47)和在第二处理点(46)处添加NH3以及在第三处理点(48)处添加O2。
10.按照权利要求5所述锅炉的运行方法，其特征在于：在第一处理点(47)处添加NH3和O2以及在第二处理点(46)处添加NH3。
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