DE2845021C2

DE2845021C2 - Verfahren zum Anfahren eines Zwanglaufdampferzeugers

Info

Publication number: DE2845021C2
Application number: DE2845021A
Authority: DE
Inventors: Walter Hettlingen Augsburger
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1978-10-03
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1982-02-04
Also published as: JPS5551204A; NL7906709A; SE7908118L; FI64992C; US4262636A; DE2845021A1; FR2438233A1; FI64992B; FI792863A; JPS618327B2; FR2438233B1; BE879144A; SE439534B; CH632331A5; YU230779A; PL218458A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Zwanglaufdampferzeugers mit Umwälzung im Verdampfer und diesem r.achgeschaltetem Abscheider und mit einer der Flammenstrahlung ausgesetzten, am Abscheider angeschlossenen Überhitzerheizfläche, wobei nach passendem Füllen der Economiser- und der Verdampferheizfläche sowie des Abscheiders ohne Speisung die Umwälzpumpe in Betrieb gesetzt und der Anfahrbrenner gezündet wird, wonach durch Öffnen eines Drosselquerschnitts am Ende des Dampferzeugers im Überhitzer eine Dampfströmung erzeugt wird, die der genannten Überhitzerheizfläche nachgeschaltete Überhitzer leicht kühlt und eine Temperaturmessung gestattet, und wonach, wenn der Druck im Dampferzeuger in den Bereich des Anstoßdruckes der Turbine gelangt ist, die Speisung des Dampferzeugers aufgenommen wird.

Ein solches Anfahrverfahren ist aus »Dürr-Mittcilungen« Juni 1965, Heft 22, S. 2 und 3 bekannt. Dabei wird der Dampferzeuger aus drucklosem Zustand in Betrieb gesetzt, wobei im Laufe der Zeil durch Verdampten von Wasser im Verdampfer der Druck aufgebaut wird. Der sich im Verdampfer bildende und im Abscheider abgetrennte Dampf durchströmt die Überhitzerheizflachen, wobei er ir deren Berührungsflächen kondensiert und diese dabei erwärmt. Da der Dampfmengenstrom anfänglich nicht groß genug ist, um die der Flammenstrahlung ausgesetzte Überhitzerheizfläche erheblich zu kühlen, muß das Feuer über einen längeren Zeitabschnitt sehr klein gehalten werden, bis der im Verdampfer erzeugte Dampfstrom genügend groß ist. Wenn der Dampf während dieser Zeit nicht, mehr in den

ίο Berührungserhitzern kondensiert, wird er über Dach abgeblasen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Anfahrverfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Dauer des Anfahrvorganges verkürzt und die für den

's ganzen Vorgang benötigte Brennstoffmenge erheblich verkleinert wird; dabei soll im Economiser keine Verdampfung auftreten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Zünden des Anfahrbrenners Wasser in solcher Menge über eine Leitung in die der Flammenstrahlung ausgesetzte Überhitzerheizfläche eingeführt wird, daß es dort verdampft und einen Gegendruck aufbaut, der eine Dampfbildung in der Economiser- und der Verdampferheizfläche zunächst verhindert.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß durch Abblasen von Dampf in die Atmosphäre bedingte Wasserverluste und die damit verbundenen Immissionen auf d'e Umgebung verringert oder ganz vermieden werden.

Aus der DE-PS 12 96 654 ist ein Anfahrverfahren bekannt, bei dem Arbeitsmittel mittels einer Umwälzpumpe unter hohem Druck umgewälzt wird, wobei wegen des hohen Drucks Dampfblasenbildung in der von der Umwälzung betroffenen Heizfläche vermieden

J5 wird. Dies geschieht dadurch, daß die von der Umwälzung betroffene, durch Strahlung beheizte Heizfläche von den nachgeschalteten Heizflächen mittels eines Ventils abgetrennt wird und diese Heizfläche sowie der vorgeschaltete Economiser vor

•Ό dem Zünden der Feuerung auf hohen Druck gebracht werden. Die danach einsetzende Umwäzung beschränkt sich dann allein auf die Strahlungshoizfläche. Der aus dem im Bypass geschalteten Trenngelül'. abgeschiedene und zur Überhitzerheizfläche strömende Dampf hat dabei keinen Einfluß auf den Druck in der von der Umwälzung betroffenen Strahlungsheizfläche. Dieses Verfahren kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht lösen.

Die Maßnahme nach Anspruch 2 bringt die Vorteile,

daß einerseits das in die Überhitzerheizfläche eingeführte Wasser zunehmend höher vorgewärmt wird und daß andererseits auf ein der Volumenvergrößerung des Wassers im Verdampfer entsprechendes Ablassen von Wasser aus dem Verdampfer und den damit verbundenen Wärmeverlust verzichtet werden kann.

Die Verwendung einer an sich bekannten Einspritzleitung nach Anspruch 3 erübrigt das Anbringen einer zusätzlichen Leitung mit Drosselorgan.

Die Erfindung wird an einem in der Zeichnung

W) dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig 1 ein Schema einer Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und

F i g. 2 den Ablauf des Verfahrens in eirem Diagramm

Λ"' in Funktion der Zeit.

Gemäß Fig.] führt von einem Speisegefäß 1 eine Speiseleitung 2 mit Speisepumpe 3 zu einem Economiser 4 eines Zwanglaufdampferzeuger* 6. Der Austritt

des Economisers 4 ist über eine Verbindungsleitung 7 mit einem Mischgefäß verbunden, dessen Austritt über eine Umwälzleitung IC mit Umwälzpumpe 11 an ein unteres Verteilsystem 12 eines eine Wandberohrung bildenden Verdampfers 13 angeschlossen ist. Die Wandberohrung bildet einen unten geschlossenen, gasdichten Kanal, dessen unterer Abschnitt eine Brennkammer 14 bildet In die Brennkammer 14 mündende mehrere Brenner 15, von denen in der Zeichnung einfachheitshalber nur einer gezeigt ist. ι ο

Die Roh-e der Wandberohrung 13 des Dampferzeugers 6 sind mit ihrem oberen Ende an ein Sammelsystem 20 angeschlossen, dessen Austritt 21 tangential in einen Abscheider 23 mündet. Am oberen Ende des Abscheiders 23 ist eine Dampfaustrittsleitung 25 angeschlossen, die zu einem Verteiler 26 einer Oberhitzerheizfläche 27 führt, die innerhalb des von der Wandberohrung 13 gebildeten Kanals als Strahlungsheizfläche nahe der Wandberohrung angeordnet ist. Die Rohre der Überhitzerheizfläche 27 münden in einen Sammler 28, der über eine Leitung 29 mit einem zweiten Überhitzer 30 verbunden ist. Der Austritt des zweiten Überhitzers 30 ist über eine Leitung 32 mit dem Eintritt eines oberhalb der Überhitzerheizfläche 27 angeordneten Endüberhitzers 33 verbunden. Von seinem Austritt führt eine Frischdampfleitung 34 mit Frischdampfventil 35 zu einer Hochdruckturbine 36. Der Austritt der Hochdruckturbine 36 ist über eine Leitung 38 mit einem ersten Zwischenüberhitzer 39 verbunden, der im Kanal zwischen dem zweiten Überhitzer 30 und dem Economiser 4 angeordnet ist. Der Austritt des Zwischenüberhitzers 39 ist an den Eingang eines zweiten Zwischenüberhitzers 50 angeschlossen, von dem aus eine Leitung 42 zum Eintritt einer Mitteldruckturbine 44 führt. Die Mitteldruckturbine 44 sitzt auf J5 einem Kondensator 45, dessen Kondensatsammeiraum über eine Leitung 46 mit Kondensatpumpe 48 und Vorwärmer 49 mit dem Speisebehälter 1 verbunden ist.

Das untere Ende des Abscheiders 23 ist über ein Leitungsstück 50 mit Ventil 51 an das Mischgefäß 8 angeschlossen. Parallel dazu ist ein Ablaßstutzen mit Ventil 52 angeordnet. Stromunterhalb der Umwälzpumpe 11 sind an der Umwälzleitung 10 zwei Einspritzleitungen 53, 54 mit Einspritzventilen 55 bzw. 56 angeschlossen, die in die Leitungen 29 bzw. 32 münden. An der Frischdampfleitung 34 ist zwischen Endüberhitzer 33 und Frischdampfventil 35 eine Bypassleitung 60 abgezweigt, die über ein Bypassventil 61 zu einem Bypasstrenner 62 führt. Dieser Trenner 62 ist dampfseitig über ein Leitungsstück 63 mit der Leitung 38 verbunden. Von der Leitung 42 zweigt eine Bypassleitung 70 ab, die über ein Bypassventil 72 und einen Einspritzkühler 73 zum Kondensator 45 führt. Hochdruckturbine 36 und Mitteldruckturbine 44 sitzen gemeinsam mit einem Generator 75 auf aerse'ben Welle. Der Vorwärmer 49 wird über eine Anzapfleitung 78 von der Mitteldruckturbine 44 aus mit teilentspanntem Dampf beschickt.

Bei Normalbetrieb der Anlage wird Wasser aus dem Speisegefäß 1 mittels der Speisepumpe 3 auf 170 bar wi verdichtet und in den Economiser 4 gefördert, wo es vorgewärmt wird. Nach Mischen mit Wasser aus dem Abscheider 23 im Mischgefäß 8 wird das Wasser mittels der Umwälzpumpe 11 durch den Verdampfer 13 und ilen Abscheider 23 hudurch umgewälzt, wobei sich im n^r> Abscheider 2\ die im Verdampfer entstandene Dampfphase vom Wasser tr:nnt. Der abgetrennte Dampf strömt durch die Überhit/ernei/flache 27. den /weilen Überhitzer 30 und den Endüberhitzer 33 zur Hochdruckturbine 36, wo er arbeitsleistend entspannt wird. Auf dem Weg von der Hochdruckturbine zur Mitteldruckturbine wird der Dampf in den Zwischenüberhitzern 39 und 40 erneut überhitzt. In der Mitteldruckturbine M wird der Dampf auf den Kondensatordruck entspannt und schließlich im Kondensator 45 niedergeschlagen. Das Kondensat wird mittels der Kondensaxpumpe 48 im Speisewassergefäß 1 zuiückgeführt. Die Ventile 61 und 72 sind geschlossen, über die Einspitzventile 55 und 56, die über nicht gezeichnete Regler betätigt werden, wird auf bekannte Weise Wasser in den überhitzten Dampf eingespritzt zur Regelung seiner Temperatur.

Das Anfahren der Anlage geschieht entsprechend der Erfindung wie folgt:

Zunächst wird sichergestellt, daß der Economiser 4, der Verdampfer 13 und der Abscheider 23 bis zu einem passenden Niveau mit Wasser gefüllt sind. Dies geschieht im allgemeinen mit Hilfe der Speisepumpe 3, wobei gegebenenfalls überschüssiges Wasser dem Abscheider über das Ventil 52 entnommen wird. Dann wird im Zeitpunkt ίο (siehe Fig. 2) die Umwälzpumpe 11 in Betrieb gesetzt und die dem Anfahren dienenden Brenner 15 gezündet. Gleichzeitig oder kurz darauf wird Wasser über die Leitung 53 und das Ventil 55 in die Überhitzerheizfläche 27 eingeführt. Da die Überhitzerheizfläche 27 der Flammenstrahlung stark ausgesetzt ist und, bezogen auf ihre beheizte Oberfläche, eine relativ geringe Eisenmasse und wenig Wasser aufweist, beginnt das eingeführte Wasser rasch zu verdampfen, während das in der Wandberohrung 13 zirkulierende Wasser entsprechend der Kurve ö vorgewärmt wird. Bei ansteigendem Druck ρ kondensiert ein Teil des im Überhitzer 27 erzeugten Dampfes an den durchströmten Verbindungsieitungen und Armaturen, diese erwärmend, im Zeitpunkt f, (F i g. 2) wird das Bypassventil 61 auf eine vorgegebene Stellung (Drosselquerschnitt F) geöffnet. Damit dient nun ein erster Teil des erzeugten Dampfes der Druckerhöhung, ein zweiter, rasch kleiner werdender Teil wird zunächst noch an kälteren Flächen kondensiert und ein dritter Teil strömt über die Überhitzerheizflächen 30 und 33 und das Bypassventil 61 in den Bypassabscheider62 und in die Zwischeniiberhitzer 39 und 40, diese kühlend bzw. erwärmend. Entstehendes Kondensat fließt über das offene Ventil 72 in dem Kondensator 45. Auch in dieser Phase steigt die Temperatur ö des im Verdampfer zirkulierenden Wassers und mit dieser dessen rechnerisch ermittelbarer Dampfdruck p,\ an, bis dieser schließlich im Schnittpunkt 5 dem Druck ρ im Überhitzer gleich ist. Damit tritt auch in der Wandberohrung 13 Verdampfung auf, was zur Folge hat, daß das Bypassventil, das als Druckhalteventil auf den Anstoßdruck eingestellt ist. sich selbsttätig weiter öffnet. Durch die nun einsetzende größere Dampfproduktion sinkt das Niveau im Wasserabscheider 23 auf einen Grenzwert, bei dessen Erreichen, im Zeitpunkt U. die Speisung mit einer Strömungsmenge Qeingeschaltet wird.

Das Anwärmen der Turbine kann schon vor oder nach dem Erreichen des Schnittpunktes Seinsetzen. Mit dem Erreichen der Dampfproduktion im Verdampfer kann die Turbine abgestoßen werden, und es beginnt dar·!! der übliche Teil des Anfahrvorganges, bei dem am Dampferzeuger keine besonderen Schaltvorgänge mehr vorzunehmen sind.

Die nahe der Wandberohrung 13 angeordnete Uberhitzerhei/.fläche 27 kann sich slatt vor nur einer

Wand des Kanals vor zwei Wänden, drei Wänden oder allen vier Wänden des Kanals erstrecken.

Zusammenfassung

Beim Anfahren eines Zwanglaufdampferzeugers (6) mit Umwälzpumpe (11) wird durch Zufuhr von Wasser über eine Leitung (53) in eine strahlungsbeheizte Überhitzerheizfläche (27) bei geschlossenem Bypassventil (61) im Rohrsystem ein Dampfpolster erzeugt, das die Dampfbildung im Verdampfer (13) zunächst unterdrückt. Durch späteres teilweises Öffnen des Bypassventils (61) wird eine den Überhitzer kühlende Dampfströmung erzeugt. Wenn der Druck im Dampferzeuger den Bereich des Anstoßdruckes der Turbine erreicht, wird die Speisung des Dampferzeugers eingeschaltet. Der Wärmeverbrauch für das Anfahren wird dadurch reduziert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anfahren eines Zwanglaufdampferzeugers mit Umwälzung im Verdampfer und diesem nachgeschaltetem Abscheider und mit einer der Flammenstrahlung ausgesetzten, am Abscheider angeschlossenen Überhitzerheizfläche, wobei nach passendem Füllen der Economiser- und der Verdampferheizfläche sowie des Abscheiders ohne Speisung die Umwälzpumpe in Betrieb gesetzt und der Anfahrbrenner gezündet wird, wonach durch öffnen eines Drosselquerschnittes am Ende des Dampferzeugers im Überhitzer eine Dampfströmung erzeugt wird, die der genannten Überhitzerheizfläche nachgeschaltete Überhitzer leicht kühlt und eine Temperaturmessung gestatte·, und wonach, wenn der Druck im Dampfer?euger in den Bereich des Anstoßdruckes der Turbine gelangt ist, die Speisung des Dampferzeugers aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zünden des Anfahrbrenners (15) Wasser in solcher Menge über eine Leitung (53) in die der Flammenstrahlung ausgesetzte Überhitzerheizfläche (27) eingeführt wird, daß es dort verdampft, und einen Gegendruck aufbaut, der eine Dampfbildung in der Economiser- und der Verdampferheizfläche (4 bzw. 13) zunächst verhindert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Überhitzerheizfläche (27) eingeführte Wassermenge zwischen Umwälzpumpe (11) und Verdampfer (13) dem umgewäizien Wasser entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhr in die Überhitzerheizfläche (27) über eine an sich vorhandene Einspritzleitung erfolgt.