DE2000695A1 - Steam temperature control system - Google Patents
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DampftemperaturregelsystemSteam temperature control system
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dampftemperaturregelsystem und richtet sich insbesondere auf ein Dampftemperaturregelsystem zur Regelung der Niederdrucknacherhitzerdampftemperatur in einer doppelt nacherhitzenden Dampferzeugungsanlage mit einmaligem Dampfdurchgang·The invention relates to a steam temperature control system and is particularly directed to a steam temperature control system for regulating the low-pressure reheater steam temperature in a double reheating steam generation system with a single Passage of steam
Beim Regeln der Niederdrucknacherhitzerdampftemperatur in üblichen doppelt naoherhitzenden Dampferzeugungsanlagen mit einmaligem Dampfdurchgang werden gewöhnlich Gasumwälzgebläse. Kippbrenner, Sprühwasserbottichschwimmer usw. verwendet. Jedoch muß für den Fall der Grasumwälzgebläse und der Sprühwasserbottichschwimmverfahren die Leistung für die Hilfseinrichtungen vergrößert werden, oder es wird der Nutzeffekt der Anlage entsprechend reduziert, so daß die Wirtschaftlichkeit des Anlagebetriebs nachteilig beeinflußt wird. Im Falle von Brennerkippverfahren läßt sich die Regelung der Niederdrucknacherhitzerdampftemperatur nicht wirksam durchführen, wenn nur das Brennerkippverfahren zum Einsatz kommt. Darüberhinaus be-When regulating the low pressure reheater steam temperature in usual Double near-heating steam generating systems with a single steam pass are usually gas circulating fans. Tilting burners, water spray tub floats, etc. used. However Must for the case of the grass fan and the water spray tub floating method the power for the auxiliary equipment can be increased, or the efficiency of the system becomes greater reduced accordingly, so that the profitability of the plant operation is adversely affected. In the case of torch tilting procedures the control of the low-pressure reheater steam temperature cannot be carried out effectively if only the torch tilting process is used. In addition,
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einträchtigt wie im Falle der Gasumwälzgebläse das Brennerkippen nachteilig die Hochdrucknacherhitzertemperatur sowie die überheizungsdampftemperatur als Störung, so daß das Problem der Regelbarkeit auftritt. Man hat auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Wärmewiedergewinnungsbereich der Dampferzeugungsanlage in zwei Gaszüge unterteilt ist und ein Hochdrucknacherhitzer in einen der beiden Züge sitzt, während ein Niederdrucknacherhitzer im anderen Zug angeordnet ist, wobei ein Oberflächenwärmeaustauscher an die Wärmeübergangsoberfläche des Niederdruckerhitzers angeschlossen ist und die Wärme vom niederdruckerhitzten Dampf auf das Speisewasser Übertragen wird, welches vom Vorwärmer abgeleitet wird, wodurch die Temperatur des niederdrucknacherhitzten Dampfes regelbar ist. Dieses Verfahren beseitigt bis zu einem gewissen Ausmaß die oben beschriebenen Nachteile. Es ergibt sich jedoch das Problem, daß die Heizflächenbereiche dee Niederdrucknacherhitzers sowie der Oberflächenwärmeaustauscher nient zufriedenstellend reduziert werden können. Das heifit, daß das Prinzip dieses Verfahrens darin besteht, daS die Wärme von dem niederdruckerhitzten Dampf auf das Speisewasser übertragen wird, welches durch den Vorwärmer abgeleitet wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß eine verhältnismäßig große Wärmemenge auf das Speisewasser vom Niederdrucknacherhitzer übertragen wird, welcher mehr Wärme unter schwerer Belastung absorbiert, während eine vergleichsweise geringe Wärmemenge auf das Speisewasser vom Niederdrucknacherhitzer übertragen wird, der eine verhältnismäßig geringe Wärmemenge unter leichter Belastung absorbiert, wodurch die Temperatur des niederdrucknacherhitzten Dampfes gesteuert wird. Infolgedessen muß der Niederdrucknacherhitzer einen verhältnismäßig großen Heizflächenbereich aufweisen, um die dort absorbiert« Wärmemenge zu vergrößern. Darüberhinaus muß im Hinblick auf die Regelbarkeit eines fberflächenwäzmeaustauschers dieser eine verhältnismäßig große Wärmeaustauschfläche aufweisen.As in the case of the gas circulation fan, the tilting of the burner adversely affects the high pressure reheater temperature as well the overheating steam temperature as a disturbance, so that the problem of controllability arises. You already have a procedure proposed in which the heat recovery area of the steam generating plant is divided into two gas flues and a high-pressure reheater is located in one of the two trains, while a low-pressure reheater is located in the other train is, wherein a surface heat exchanger is connected to the heat transfer surface of the low pressure heater and the heat from the low-pressure heated steam is transferred to the feed water, which is diverted from the preheater, whereby the temperature of the steam, which has been reheated at low pressure, can be regulated. This procedure eliminates to some extent Extent the disadvantages described above. However, there is a problem that the heating surface areas of the low-pressure reheater and the surface heat exchanger is unsatisfactory can be reduced. This means that the principle of this process is that the heat from the low-pressure heated steam is transferred to the feed water, which is discharged through the preheater. In other In words, this means that a relatively large amount of heat is transferred to the feed water from the low-pressure reheater which absorbs more heat under heavy load, while a comparatively small amount of heat the feed water is transferred from the low-pressure reheater, which has a relatively small amount of heat under light load absorbed, whereby the temperature of the low-pressure reheated steam is controlled. As a result, the low pressure reheater have a relatively large heating surface area in order to increase the amount of heat absorbed there. In addition, with regard to the controllability of a surface heat exchanger, this must be a proportionate have a large heat exchange surface.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Dampftemperaturregelsystem zu schaffen, welches die Heizoberflächenbereiche eines Niederdrucknacherhitzers als auch eines Oberflächenwärmeaustauschers dadurch zur reduzieren gestattet, daß man vollen Gebrauch von den Merkmalen einer Dampferzeugungsanlage mit einmaligem Durchgang macht·The object of the present invention is therefore to provide a steam temperature control system to create which the heating surface areas of a low pressure reheater as well as a surface heat exchanger by allowing full use of the features of a steam generating plant with a single pass
Die Erfindung erstrebt ferner die Schaffung eines Dampftemperaturregelsystems, welches die Temperatur mit höherer Genauigkeit in besonders einfacher Weise zu regeln gestattet.The invention also seeks to create a steam temperature control system, which allows the temperature to be regulated with greater accuracy in a particularly simple manner.
Die Erfindung kennzeichnet sich also bei einem Dampftemperaturregeleyetem dadurch, daß in einer doppelt vorwärmenden Dampferzeugungsanlage mit einmaligem ^ampfdurchgang der Wärmewiedergewinnungsbereich der Dampferzeugungeanlage in vordere und hintere Gaszüge unterteilt ist; daß ein Hochdrucknacherhitzer in einem der Gaszüge angeordnet ist, während ein Teil eines Niederdrucknacherhitzere oder ein ganzer Niederdrucknacherhitzer in den anderen Gaszügen sitzt; und daß ein Oberflächenwärmeaustauscher derart im Niederdrucknacherhitzer sitzt, daß die Wärme vom überhitzten, vom Hauptdampfzug der Erzeugungsanlage abgeleiteten Dampf auf den Dampf im Niederdrucknacherhitzer übertragen wird, wobei durch Änderung der Temperaturdifferenz zwischen überhitztem Dampf und dem Dampf im Niederdrucknacherhitzer die Menge der auf den Dampf im Niederdrucknacherhitzer übertragenen Wärme einstellbar und damit die Temperatur des im Niederdrucknacherhitzers nacherhitzten Dampfes regelbar ist.The invention is thus characterized in a steam temperature control system in that the heat recovery area is in a double preheating steam generation plant with a single steam passage the steam generation system is divided into front and rear throttle cables; that a high pressure reheater is arranged in one of the throttle cables, while part of a Low pressure reheater or a whole low pressure reheater sits in the other throttle cables; and that a surface heat exchanger The low-pressure reheater is located in such a way that the heat from the superheated steam diverted from the main steam train of the generating plant is transferred to the steam in the low-pressure reheater is transferred, whereby by changing the temperature difference between superheated steam and the steam in the low-pressure reheater the amount of heat transferred to the steam in the low-pressure reheater can be set and thus the The temperature of the steam reheated in the low-pressure reheater can be regulated.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden.The invention is intended below with reference to the drawings, for example are explained in more detail.
Fig. 1 ein Strömungsbild zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung und inFig. 1 is a flow diagram to explain the principle of the invention and in
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Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel. 2 shows a schematic section through an exemplary embodiment.
Das Speisewasser wird in einen Ofenzug 1 von einer Speisewasserpumpe über einen Vorerwärmer eingespeist. Vom Ofenzug 1 wird der Dampf zu einer Hochdruckturbine 8 über ein Ofenauslaßdruckminderventil 2 geführt, das parallel mit einem Ofenzugauslaßventil 3 geschaltet ist, ferner über einen Primärüberhitzer 4-, ein Überhitzerisolierventil 5» einen Plattenüberhitzer 6 und einen Endüberhitzer 7. Der Dampf, der in der Hochdruckturbine 8 expandiert ist, strömt durch einen Hochdrucknacherhitzer 9 in eine Zwiechendruckturbine 10, in welcher der Dampf erneut expandiert. Aus der ZwiechendruckturbineThe feed water is fed into a furnace pass 1 by a feed water pump fed in via a preheater. From furnace train 1 is the steam to a high pressure turbine 8 via a furnace outlet pressure reducing valve 2 out, which is connected in parallel with a furnace draft outlet valve 3, also via a primary superheater 4-, a superheater isolating valve 5, a plate superheater 6 and a final superheater 7. The steam flowing into the High-pressure turbine 8 is expanded, flows through a high-pressure reheater 9 into a intermediate-pressure turbine 10, in which the steam expands again. From the intermediate pressure turbine
10 wird der Dampf in den horizontalen Niederdrucknacherhitzer10 the steam is in the horizontal low-pressure reheater
11 und dann in eine Niederdruckturbine 14 über einen Oberflächenwärmeaustauscher 12 und einen Niederdrucknacherhitzer 13 geführt. Ton der Niederdruckturbine 14 gelangt der Dampf in einen Kondensator 15*11 and then into a low pressure turbine 14 via a surface heat exchanger 12 and a low pressure reheater 13 out. The steam enters the low-pressure turbine 14 a capacitor 15 *
Pig. 2 stellt einen schematischen Schnitt durch eine Dampferzeugungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Der Brennstoff wird durch die Brenner 17 in einem Ofen 18 verbrannt. Die Verbrennungsgase strömen durch den Plattenüberhitzer 6, den Endüberhitzer 7 und den Niederdrucknacherhitzer 13» worauf ein Teil der Yerbrennungsgase in den ersten Gaszug strömt, in welchem der Hochdrucknacherhitzer 9 angeordnet ist. Dann strömt das Gas durch den Vorwärmer 1a und eine Gasdrossel 19a, wobei die Verbrennungsgase mit denjenigen gemischt werden, die durch eine Bückgasleitung gezogen sind. Anschließend werden die Gase endgültig aus dem Kamin über einen nicht gezeichneten Luftvorerhitzer abgegeben· In der Rückgasleitung sind der Horizontalniederdrucknacherhitzer, der Primärüberhitzer 4, der Vorwärmer 1b und eine Gasdroseel 19b in der angegebenen Reihenfolge angeordnet. Der Oberflächenwärmeaustauecher 12 ist an den Auslaß des Horizontalniederdrucknacherhiteer· 11 ange-Pig. 2 shows a schematic section through a steam generating plant according to the present invention. The fuel is burned in a furnace 18 by the burners 17. The combustion gases flow through the plate superheater 6, the final superheater 7 and the low pressure reheater 13 »whereupon some of the combustion gases in the first throttle flows, in which the high pressure reheater 9 is arranged. The gas then flows through the preheater 1a and a gas throttle 19a, the combustion gases being mixed with those drawn through a return gas line. Then be the gases are finally released from the chimney via an air preheater (not shown) · in the return gas line the horizontal low-pressure reheater, the primary superheater 4, the preheater 1b and a gas valve 19b in the specified Arranged in order. The surface heat exchanger 12 is connected to the outlet of the horizontal low pressure reheater 11
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schlossen und der nacherhitzte Dampf wird durch den Oberflächenwärmeauatauacher 12 in den Niederdrucknacherhitzer 13 abgegeben. In diesem fall erfolgt die Regelung der Temperatur des durch den Hochdrucknacherhitzer erhitzten Dampfes durch Einstellen des Öffnungsgrades der Drossel 19a und 19b, die 30 angeordnet sind, daS sich die eine öffnet und die andere schließt bzw. umgekehrt, baaierend auf dem bekannten Gasvorapannungaregelayatem. closed and the reheated steam is released by the surface heat exchanger 12 released into the low-pressure reheater 13. In this case, the temperature is regulated of the steam heated by the high pressure reheater by adjusting the degree of opening of the throttle 19a and 19b, the 30 are arranged so that one opens and the other closes or vice versa, based on the well-known gas pre-pressure levelayatem.
Andererseits wird die Temperatur dea durch den liederdrucknacherhitzer erhitzten Dampfea geregelt auf der Basis des Regelayatems in Übereinstimmung mit der Torliegenden Erfindung. Das bedeutet, daß die τοη dem unter hohem Druck stehenden überhitzten Dampf auf den unter niedrigem Druck stehenden, nacherhitzten Dampf zu übertragende Wärme geregelt wird· Insbesondere wird der durch den Plattenüberhitzer 6 strömende Hochdruckdampf in den Oberflächenwärmeaustauscher 12 abgeleitet, wo der Hochdruckdampf seine Wärme mit dem nacherhitzten Dampf austauscht, inschließend wird der abgeleitete Hochdruckdampf auf den Auslaß des Plattenüberhitzera 6 zurückgeleitet· Die übertragene Wärmemenge läßt eich durch Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit des überhitzten Dampfes regeln, der durch den Wärmeaustauscher 12 fließt, indem man das Regelventil 16 am Einlaß des Oberflächenwärmeaustauachera 12 derart betätigt, daß die Durchschnittstemperaturdifferenz zwischen dem überhitzten Dampf und dem nacherhitzten Dampf in geeigneter Weise geändert werden kann. Es ist selbstverständlich, daß anstelle des Regelventils 16 ein Waaaereinapritztemperaturattemperator oder dergl. Verwendung finden kann. AIa Wärmeaustauscher 12 verwendet man zweckmäßig einen Wärmeaustauscher aus Hantel und Innenrohr oder einen Doppelrohrwärmeauatauscher. Im Falle von einem Hantel-und-Rohr-Wärmeaustauacher strömt der überhitzte Dampf durch das Rohr, während der unter niedrigem Druck stehende nacherhitzte Dampf durch den Hantel strömen soll.On the other hand, the temperature is deadened by the pressure reheater heated steama regulated on the basis of the control ayatems in accordance with the present invention. This means that the τοη the one under high pressure overheated Steam is regulated to the heat to be transferred under low pressure, reheated steam · In particular the high-pressure steam flowing through the plate superheater 6 is diverted into the surface heat exchanger 12, where the high-pressure steam exchanges its heat with the reheated steam, then the discharged high-pressure steam returned to the outlet of the plate superheater 6 · The The amount of heat transferred can be calibrated by adjusting the flow rate regulate the superheated steam flowing through the heat exchanger 12 by opening the control valve 16 operated at the inlet of the surface heat exchanger 12 in such a way that that the average temperature difference between the superheated steam and the post-heated steam is appropriate can be changed. It goes without saying that instead of the control valve 16, a Waaaereinapritztemperaturattemperator Or the like. Can be used. AIa heat exchanger 12 a heat exchanger consisting of a dumbbell and an inner tube or a double-tube heat exchanger is expediently used. In the event of the overheated stream flows from a dumbbell-and-tube heat exchanger Steam through the tube while the low pressure post-heated steam is intended to flow through the dumbbell.
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Im Falle eines Doppelrohrwärraeaustauechers etrömt der unter hohem Druck stehende Überhitzte Dampf durch das Innenrohr, während der unter niedrigem Druck stehende nacherhitzte Dampf durch eine Hingbahn zwischen Innen- und Außenrohr zu strömen gezwungen wird. Bei der wiedergegebenen lusfUhrungsform sitzt der Oberflächenwärmeaustauscher im Niederdrucknacherhitzer, er kann jedoch auch am Sin- oder Auslaß des Niederdrucknacherhitaers angeordnet sein.In the case of a double-pipe heat exchanger, the under high pressure superheated steam through the inner tube, while the low pressure postheated steam is forced to flow through a hanging path between the inner and outer pipe. In the case of the form of execution shown the surface heat exchanger in the low-pressure reheater, but it can also be installed at the sin- or outlet of the low-pressure reheater be arranged.
Gemäß der Torliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, die Wärme τοη dem überhitzten Dampf auf den unter niedrigem Druck stehenden nacherhitzten Dampf in einer Dampferzeugungsanlage mit einmaligem Durchgang derart übertragen, daß, falls die Wärmeabsorption des Niederdrucknaoherhitzers bei hoher Belastung nicht ausreicht, die vom überhitzten Dampf auf den unter Niederdruck stehenden nacherhitzten Dampf zu übertragende Wärmemenge entsprechend gesteigert werden kann. So kann beispielsweise, wie sich aus Fig. 1 ergibt, durch Offnen des Regelrentils 16 die Temperatur des unter niedrigem Druck stehenden nacherhitzten Dampfes gesteigert werden. Die Temperatur des überhitzten Dampfes kann sich frei durch Änderung des Verhältnisses zwischen Speisewasserstrom und Brennstoffzuführung ändern, und zwar wegen der Eigenoharakteristik der Dampferzeugungsanlage mit einmaligem Durchgang, so daß der Hegeibereich der Temperatur des überhitzten Dampfes völlig von der Anordnung der wärmeübertragenden Oberflächenbereiche des Überhitzers unabhängig, ist. Darüberhinaue wird keineswegs beim erfindungsgemäßen Prinzip die Wärmemenge beeinträchtigt, die für die Regelung der Temperatur des Dampfes erforderlich ist, der durch den Niederdrucknacherhitzer erhitzt wird, d.h. der Hegelbedarf wird vom überhitzer durch den Oberflächenwärmeaustauscher erhalten. Damit kann nicht nur der Heizflächenbereich des Niederdrucknacherhitzers reduziert werden, sondern es läßt sich auch der Heizflächenbereich des Wärmeaustauschers vermindern, da die Überhitzerzwischendampftemperatur eine be-According to the present invention, as described above, the heat τοη the superheated steam on the under low Pressurized reheated steam in a steam generating plant with a single pass so that, if the heat absorption of the low-pressure near-heater under high load is insufficient, that of the superheated steam on the under low pressure reheated steam, the amount of heat to be transferred can be increased accordingly. So can For example, as can be seen from Fig. 1, by opening the control valve 16, the temperature of the under low pressure reheated steam can be increased. The temperature of the superheated steam can be freely changed by changing the Relationship between feed water flow and fuel supply change because of the inherent characteristics of the steam generating system with a single pass, so that the temperature range of the superheated steam is completely different from the Arrangement of the heat transferring surface areas of the superheater is independent. Beyond that is by no means the principle according to the invention affects the amount of heat required to regulate the temperature of the steam, which is heated by the low-pressure reheater, i.e. the Hegel requirement is from the superheater through the surface heat exchanger obtain. This not only allows the heating surface area of the low-pressure reheater to be reduced, but also the heating surface area of the heat exchanger can also be reduced, since the superheater intermediate steam temperature
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trächtliche Strahlungscharakteristik unter geringer Belastung bei einer Dampferzeugungsanlage mit einmaligem Durchgang aufweist, welches die Planung des Wärmeaustauschers erleichtert. Dies läßt sich auf folgende Weise erläutern. Der Plattenüberhitzer 6 nach Fig. 1 besitzt eine merkliche Strahlungscharakteristik, so daß,selbst wenn das Steuerrentil 16 in einer festen Stellung geöffnet bleibt, die Temperaturdifferenz zwischen dem erhitzten 'Dampf und dem unter niedrigem Druck stehenden nacherhitzten Dampf unter leichter Belastung so gesteigert wird, daß die rom überhitzten Dampf auf den unter niedrigem Druck stehenden nacherhitzten Dampf zu übertragende Wärmemenge gesteigert wird, woraus folgt, daß die Heizoberfläche des Wärmeaustauschers reduziert werden kann. Dies ist eine sehr wünschenswerte Eigenschaft der Oiyupftemperaturregelung im Niederdrucknacherhitzer. Darüberhinaus kann das Dampftemperaturregelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Bmaah Zunahme an Leistung für Hilfseinrichtungen und die Abnahme in dem Nutzeffekt der Dampferzeugungsanlage eliminieren. Ferner beeinträchtigt das Dampftemperaturregelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Temperatur des unter hohem Druck stehenden nacherhitzten Dampfes und auch diejenige des überhitzten Dampfes nicht.has considerable radiation characteristics under low load in a steam generating plant with a single pass, which facilitates the planning of the heat exchanger. This can be explained in the following way. The plate superheater 6 according to Fig. 1 has a noticeable radiation pattern, so that even if the control valve 16 is in a fixed Position remains open, the temperature difference between the heated 'steam and that under low pressure reheated steam is increased under light load so that the rom superheated steam on the under low Pressurized post-heated steam to be transferred amount of heat is increased, from which it follows that the heating surface of the Heat exchanger can be reduced. This is a very desirable feature of the oil pickup temperature control Low pressure reheater. In addition, the steam temperature control system according to the present invention the Bmaah increase in power for auxiliary equipment and the decrease in the efficiency of the steam generating plant. Further the steam temperature control system of the present invention affects the temperature of the high pressure reheated steam and that of superheated steam are not.
Selbstverständlich sind Änderungen der konstruktiven Ausbildung der Anlage im Rahmen der vorliegenden Erfindung ohne weiteres möglich.It goes without saying that changes to the structural design of the system are not possible within the scope of the present invention further possible.
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