DE1950104A1

DE1950104A1 - Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers

Info

Publication number: DE1950104A1
Application number: DE19691950104
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Dolezal
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1969-09-23
Filing date: 1969-10-04
Publication date: 1971-04-22
Also published as: ES383788A1; CH513361A; FR2061239A5; NL6915466A; CA921347A; GB1301315A; BE756407A; US3648667A

Description

P4 389

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers - . -

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers mit mindestens einem-aus-mehreren, im Arbeitsmittelst"om parallel geschalteten Rohren bestehenden üeberhitzer sowie mit am Austritt des Ueberhitzers angeschlossener₃ ein Druckhalteorgan aufweisender Bypassleitung, wobei dem Dampferzeuger Speisewasser zugeführt wird, das nach Durchströmen des Rohrsystems in die Bypassleitung übertritt.

Bei den bekannten Anfahrverfahren dieser Art ist das Anfahren ein langwieriger Prozess, da dem Steigern der Feuerleistung Grenzen gesetzt sind. "Wird nämlich die Feuerleistung zu rasch erhöht, so kann es vorkommen, dass in einigen der parallel geschalteten Rohre des Ueberhitzers das Wasser früher ausgetrieben wird als in anderen Rohren, so dass die Gefahr besteht, dass in den letztgenannten Rohren das Arbeitsmittel stagniert und Rohrreisser entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Anfahrverfahren so abzuwandeln, dass ohne .Gefahr für die Heizflächen ein rasches Steigern der Feuerleistung ermöglicht und damit eine Verkürzung des Anfahrvorganges erreicht wird. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass spätestens mit dem Zünden des Feuers dem üeberhitzor unter Umgehung des Verdampfers eine zusätzliche Menge Speisewasser zugeführt wird, die mindestens 30. % grosser als die

109817/0785

_ ₂_ 19501

Speisewassermenge 1st j die. am Eintritt des Dampferzeugers zugeführt wird j und dass bei Erreichen eines bestimmten Enthalpiewertes des Arbeitsmittels am Verd'ampferende die zusätzliche Speisewasserzufuhr zum Üeberhitzer plötzlich wesentlich verringert und gleichzeitig durch Oeffhen des Druckhalteorgans der Druck am üeberhit zeigende etark vermindert wird. Durch das zusätzliche Zuführen von Speis., "/asser zum üeberhitzer wird eine kontinuier- liehe Speisewasserströmung im Üeberhitzer erzielt und während dieser Zeit Dampfbildung im Üeberhitzer vermieden. Damit lässt sich der Dampferzeuger schon zu Beginn des Änfahrens mit höherer Feuerleistung in Betrieb setzen oder die Feuerleistung früher und stärker steigern als bei den bekannten Verfahren, ohne dass zu hohe thermische Beanspruchungen insbesondere an den Bohren des lieber-."-hitzers auftreten. Durch das plötzliche starke Verringern der zusätzlichen Speisewasserzufuhr zum üeberhitzer und durch das gleichzeitige Oeffnen des DrucMialteorgans tritt wegen der Druckverminderung eine plötzliche Dampfbildung in der Verdampferheizflache auf, durch die das Wasser im Ueberhitzer schlagartig ausgestossen wird, unmittelbar darauf setzt dann eine Kühlung des üeberhitzers durch den nachströmenden Dampf ein. Die weiteren Phasen-des Anfahrvorganges laufen dann wie üblich ab. Durch das erfindungsge- ; masse Verfahren wird also trotz intensiverer Beheiz-ung auf einfache Weise mit Sicherheit eine thermische. U,eberbeanspruchung der Heizflächen vermieden.

Der Dampferzeuger zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine>vm der Speisewasserleitung abzweigende und zwischen Verdampferende und Ueberhitzer-

eintritt elnrallndende Leitung vorgesehen ist, die für mindestens ^β * 109817/0785

1 -

20 % der Vollastspeisewassermenge ausgelegt ist.-Wegen der Auslegung dieser Leitung für mindestens 20 >ΐ der Vollast speisewasser menge ist eine Verwechslung mit einer üblichen, der Temperaturregelung dienenden Einspritzleitung nicht möglich, da diese für nur etwa 10 % der Vollastspeisewassermenge dimensioniert werden. In Gegensatz zur bekannten Einspritzvorrichtung, bei der das Ventil in der Leitung von einem Heissdampftenperatursignal oder einem von dieser Temperatur abgeleiteten Signal gesteuert wird j wird das Ventil in der erfindungsgemässen Leitung durch eine Anfahrlogik oder von Hand gesteuert. .

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand- der Zeichnung erläutert, die je ein Schaltbild einer Dampferzeugungsanlage zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt.

Gemäss Fig. 1 weist der als 'Ganzes mit 1 bezeichnete Dampferzeuger einen Druckbehälter 2 auf, der in seinem unteren Teil als aus miteinander verschweissten Flossenrohren gewickelte Verdampferbeizflache 4 ausgebildet ist, die den Brennraum 3 umschliesst. Am unteren Ende des Druckbehälters 2 ragt ein Brenner 6 in den Brennraum, dem über eine Leitung 8 komprimierte Verbrennungsluft und über eine Leitung 7 Brennstoff, z. 3. OeI, zugeführt wird. Oberhalb des Brennraums 3 ist im Druckbehälter 2 eine Ueberhitzerheizflache 5 angebracht, die aus mehreren dampfseitig parallel geschalteten Rohren besteht. Der Einfachheit halber ist nur ein Rohr gezeichnet. Am Ende der ücberhitzerheizfläche 5 ist ein Sammler 21 vorgesehen, von dem aus der Überhitzte Dampf über ein Ventil 22 in eine Dampfturbine 23 gelangt. Der Austritt der Dampf-

109817/0785

BA» QRICIINAl.

- 4 - 19SQ104

-.'■turbine 23 ist über eine Leitung 24-mit einer HischsteLle 25 verbunden, an der sich der teilentspannte Dampf mit den Rauchgasen mischt, wobei diese gekühlt werden. Am oberen Ende des Druckbe-. hälters 2 ist eine Leitung 26 angeschlossen, die zu einer Gasturbine 27 fuhrt, in der das Gemisch aus teilentspanntem Dampf'und Rauchgas entspannt wird. Der Austritt der Gasturbine 27 ist über eine Leitung 28 mit einem Kamin verbunden. Dampfturbine 23 und Gasturbine 27 sind zusammen mit einem Kompressor 10 für die Verbrennungsluft und einem als Motor schaltbaren elektrischen Gene-™ rator.9 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet.

Zwischen dem Sammler 21 und dem Ventil 22 zweigt eine Bypassleitung 31 ab, die zu einem Entgaser 16 führt und in der ein Druckhalteorgan 32 angeordnet ist. Vom Entgaser 16 führt eine Speisewasserleitung 1i zum Eintritt der Verdampferheizflache 4. Die Leitung 11 enthält eine Speisewasserpumpe 15 und ein■ Mengeneinstellorgan 17. Von der Speisewasserleitung 11 zweigt eine Leitung 34 ab, die zu einem Mischgefäss 20 führt, in das das aus der Ver— dampferheizfläche 4 austretende Arbeitsmittel strömt und mit dem über einen Verteiler 21' die Rohre der Ueberhitzerheizfläche 5 in Verbindung stehen. Die Leitung 34, die ein Ventil 3 5 aufweist, ist so dimensioniert, dass mindestens 20 ·;_ύ der VoHaitspeisewassermenge durchströmen kann. Die Anlage wird über°eine Entsalzungseinrichtung 3C mit -Wasser versorgt. ' ^:

Beim Anfahren der beschriebenen Anlage wird die Speisewasserpumpe 1 5 in Betrieb gesetzt und über das Einstellorgan 17 wird 15 Jider Vollastspeisewassermenge dem Dampferzeuger zugeführt. Dabei ist das Ventil 22 vor der Turbine 23 geschlossen und das

109817/0785

_ 5 —

1960104

halteorgan 32 etwas geöffnet, so dass das Speisewasser nach Durchströmen der Heizflächen 4 und 5 in die Bypassleitung 31 übertritt. Der Ueberhitzerheizflache 5 wird zusätzlich über die Leitung 34 und das geöffnete Ventil 35 eine Speisewassermenge zugeführt, die etwa 35 % der Vollastspeisewassermenge beträgt. Das Druckhalteorgan 32 ist so eingestellt, dass sich im Dampferzeuger der Vollastarbeitsmitteidruck in der Grössenordnung von 100 atü ergibt» Dann wird der Brenner 6 mit etwa 15 % der Vollastbrennstoffmenge und mit etwa 25 % der Vollastluftmenge beschickt und gezündet. Als Folge davon steigt die Temperatur des Wassers in der Verdampferheizfläche stärker als die des Wassers im Ueberhitzer, weil in diesem die Durchflussmenge wesentlich grosser ist, 1st in der Verdampferheizfläche 4 die dem Arbeitsmitteldruck entsprechende Verdampfungstemperatur erreicht, so tritt dort Dampfbildung auf. Der entstehende Dampf wird jedoch im Verteiler 20 mittels des über die Leitung 34 zuströmendenSpeisewassers kondensiert. Noch bevor im Ueberhitzer 5 Verdampfung auftritt, wird das Ventil 35 sehr rasch geschlossen und gleichzeitig das Druckhalteorgan 32 so weit geöffnet, dass der Druck am Austritt des Ueberhitzers sich auf etwa 10 atü vermindert. Diese Druckverminderung breitet sich durch den Ueberhitzer in den Verdampfer hinein aus und hat dort eine intensive Verdampfung des Speisewassers zur Folge. Der dadurch entstehende Dampfschwall stcsst das Wasser aus dem Ueberhitzer heraus, wobei wegen der grossen Druckdifferenz und der schlagartig entstehenden grossen Dampfraenge keine Gefahr besteht, dass Wasser in einzelnen Rohren der Ueberhitzer*· heizflache stagniert. Im weiteren Verlauf wird nun die Feuerleistung und auch die Speisewasserzufuhr in dem Verdampfer ver-

109817/0785

grössert, wobei der Druck am Ueberhitzerende durch entsprechendes Betätigen des Druckhalteorgans 32 angehoben wird.

Durch ^den höhen Luftüberschuss wird die Wärmebelastung der-Verdampf erheizf lache 4 herabgesetzt. Ein weiterer Vorteil des hohen Luftüberschusses besteht■ darin,, dass die Gasturbinengruppe 27,10 schon-nach kurzer Zeit ohne Energiezufuhr frei läuft. Durch die direkte Zufuhr der sehr grossen Speisewasserinenge zur -Ueberhitzerheizf la' ehe;, während der ersten Phase wird vermieden, dass die wegen des hohen Luft über Schusses weit vorstossencLen heissen Hauchgase die Ueberhitzerheizflache 5 durch zu hohe Temperatur beschädigen. _ '■".'- '-."■-

Beim Ausführungsbeispielnach Fig. 2, bei dem keine Gasturbinengruppe vorgesehen ist,, ist anstelle des Mischgefässes 20 ein Flüssigkeitsabscheider 40 vorgesehen, aus dem in an sich bekannter Weise Wasser abgezogen und über, eine Leitung 41 in den Entgaser 16 geführt wird.. Die von der Speisewasserleitung 11 abzweigende Leitung 34 mündet hier zwischen 3em Austritt des Dampfes aus dem Abscheider 40 und der Ueberhitzerheizflache 5 in die Dampfleitung. Das Anfahrverfahren für diesen Dampferzeuger geht in gleicher Weise wie für Fig. 1"beschrieben vonstatten.

Bei dem ebenfalls keine Gasturbinengruppe aufweisenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die aus dem Wasserraum des Abscheiders 40 abzweigende Leitung 42 als Umwälzleitung ausgebildet ι indem sie stromoberhalb der Verdampferheizflache 4 in das Rohrsystem des Dampferzeugers mündet. Zwischen dieser Mündungsstelle und der Heizfläche 4 ist eine Umwälzpumpe 43 vorgesehen, -

109817/0785

- ⁷ - 19S0104

so dass das im Abscheider abgeschiedene Arbeitsmittel ständig über die Verdampferhejzflache umgewälzt, wird. Die Umwälzpumpe 4 könnte auch in der Leitung 42 selbst angeordnet sein. V^n der Leitung 34 zweigt eine Einspritzleitung 44 ab, die zwischen den beiden Ueberhitzerheizflachen 5a und 5b in das Rohrsystem mündet» Die Einspritzleitung 44/weist ein Ventil 45 auf_} dessen Oeffnungsquerschnitt in Abhängigkeit von der Temperatur des aus der Ueberhitzerheizf lache 5^,b austretenden Dampfes in an sich bekannter Weise eingestellt wird. Auch für diese An]age läuft das Anfahrverfahren wie für Fig. 1 beschrieben ab, wobei die Umwälzpumpe 43 von Anfang an eingeschaltet ist. Durch das Umwälzen von Wasser aus dem Abscheider 40 wird mit Sicherheit ein Ueberhitzen der Verdampferheizfläche 4 vermieden* Das Ventil 45 in der Einspritzieltung 44 ist während des Anfahrens geschlossen.

109817/0785

Claims

Patentansprüche *-^^^

1. ^Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers mit mindestens einem

aus mehreren, Im Arbeitsmittelstrom parallel geschalteten Rohren bestehenden Üeberhitzer sowie mit am Austritt des Ueberhitzers angeschlossener, ein Druckhalteorgan aufweisender Bypassleitung, wobei dem Dampferzeuger Speisewasser zugeführt wird, das nach· Durchströmen des Rohrsystems in die Bypassleitung übertritt, dadurch gekennzeichnet, dass',spätestens mit dem Zünden des Feuers dem Üeberhitzer unter Umgehung des Verdampfers eine zusätzliche Menge Speisewasser zugeführt wird, die mindestens 30 % grosser als die Speisewassermenge ist, die am Eintritt des Dampferzeugers zugeführt wird, und dass bei Erreichen eines bestimmten Enthaipiewertes des Arbeitsmittels am Verdampferende die zusätzliche Speisewasserzufuhr zum Üeberhitzer plötzlich wesentlich verringert und gleichzeitig durch Oeffnen des Druckhalteorgans der Druck am Ueberhitzerende stark vermindert wird.

2. Dampferzeuger zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Speisewasserleitung abzweigende und zwischen Verdampferende und Ueberhitzereintritt einmündende Leitung vorgesehen ist, die für mindestens 20 % der Vollastspeisewassernienge ausgelegt ist.

109817/078b

Leer seite