EP1592919A1 - Generateur a foyers de combustion successifs destine a la production de vapeur - Google Patents

Generateur a foyers de combustion successifs destine a la production de vapeur

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Publication number
EP1592919A1
EP1592919A1 EP04703814A EP04703814A EP1592919A1 EP 1592919 A1 EP1592919 A1 EP 1592919A1 EP 04703814 A EP04703814 A EP 04703814A EP 04703814 A EP04703814 A EP 04703814A EP 1592919 A1 EP1592919 A1 EP 1592919A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exchanger
steam generator
zone
generator according
superheating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04703814A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Tidjani Niass
Nicolas Boudet
Gérard Martin
Jacques Dugue
Jacques Segret
Maguelonne Hammel
Umesch Goel
Valérie NAUDET
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN, Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP1592919A1 publication Critical patent/EP1592919A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/16—Steam superheating characterised by heating method by using a separate heat source independent from heat supply of the steam boiler, e.g. by electricity, by auxiliary combustion of fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/34—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes grouped in panel form surrounding the combustion chamber, i.e. radiation boilers
    • F22B21/348—Radiation boilers with a burner at the top
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/04—Heat supply by installation of two or more combustion apparatus, e.g. of separate combustion apparatus for the boiler and the superheater respectively

Definitions

  • the present invention relates to a thermal generator intended for the production of steam.
  • a steam generator more commonly called a boiler, operating from the combustion of a fuel, in particular that containing sulfur and nitrogen, in the presence of an oxidizer, more particularly of an oxidizer with a high oxygen content, generally greater than 80%.
  • a generator can be used, in particular to drive rotating machines, such as steam turbines of thermal power plants, for which it is necessary to produce steam at high temperature, called superheated steam, with a temperature of the order of 560 ° C.
  • superheated steam with a temperature of the order of 560 ° C.
  • Another possible application of this generator is the production of steam in a refinery to meet the needs of petroleum transformation processes. It is also possible to use such a generator for the production of steam for the extraction of crude oil.
  • a steam generator operating from the combustion of a fuel in the presence of air.
  • This generator comprises a combustion hearth (or combustion chamber) provided with at least one. burner and includes; successively one after the other, a vaporization zone comprising at least one vaporization exchanger called a vaporizer or evaporator screen, a superheating zone comprising a superheating exchanger or superheater, a preheating zone comprising a preheating exchanger or economizer and a smoke evacuation zone and / or a smoke recirculation zone.
  • a means of storing water in the gaseous phase and in the liquid phase called a balloon, which supplies, in heated water, the evaporator and, in water vapor, the superheater.
  • This type of generator generally implements two circuits, a first circuit, called the water circuit, which includes the exchangers of the vaporization, superheating, preheating zones as well as the tank and a second circuit, called the smoke circuit, which uses the fumes resulting from the combustion of a fuel with an oxidizer and which is intended to transfer the thermal energy released by the combustion to the various exchangers, during their journeys from the burner to the smoke evacuation zone.
  • the fumes resulting from combustion are high temperature fumes which pass through the exchangers to transfer their heat by convection and / or by radiation to the different exchangers so as to heat the water then to vaporize it and finally to overheat the vapor of water resulting from vaporization. Additionally, this smoke can then pass through a complex treatment installation, such as a dust collector followed by a smoke treatment unit, before being discharged into the atmosphere through a chimney. In the water circuit, the water available on site is pumped to be injected into the economizer where it is preheated.
  • the preheated water is then directed either to the tank (in the case of a natural circulation generator) from which the preheated water then feeds the evaporator, or directly to this evaporator (for forced circulation generators) thanks to which the preheated water is largely vaporized.
  • the two-phase liquid water-water vapor mixture is sent to the. flask where the separation of the liquid phase and the vapor phase takes place.
  • the water vapor from tank feeds the superheater which produces steam at very high temperatures.
  • the vaporization of water takes place largely in the evaporator of the combustion chamber, because it is in this zone that the highest thermal level of the fumes is located as well as the need for it. greater in energy to ensure the transformation of water into a two-phase fluid in the evaporator. Then there is a thermal transfer of the smoke energy to the superheater in the superheating zone, which transfer also requires a high temperature level to obtain superheated steam. Finally, when leaving the superheating zone, the fumes exchange their thermal energies with the economizer which uses the fumes at their lowest temperature levels to preheat the water. All these heat exchange operations make it possible to maximize the output of the generator by making maximum use of the heat of the fumes.
  • this type of generator may also be advantageous to operate this type of generator using an oxidizer with a high oxygen content, preferably greater than 80%, and to take advantage of such combustion, in particular by reducing the nitrogen ballast contained in this oxidizer.
  • the thermal losses at the stack of a generator operating in air and discharging fumes at 250 ° C. are of the order of 10% of the thermal power supplied by the fuel whereas, for identical operating conditions, the heat losses are reduced to 3% when using, as oxidant, pure oxygen, which generates an increase in energy efficiency of the order of 7%.
  • the smoke flow is reduced by a factor of at least four.
  • oxygen combustion the pollutant emissions are greatly reduced. More particularly, the emissions of nitrogen oxides (NOx), resulting both from the thermal dissociation of molecular nitrogen and from the reaction of the nitrogen contained in the fuel, are reduced by a factor of one to five for the same burner technology.
  • the treatment of the fumes with a view to eliminating the sulfur oxides can also be simplified in view of the increase in the concentration of the sulfur oxides in the combustion fumes. Significant savings can therefore be made in the costs of equipment for treating sulfur oxides.
  • Figure 1 which is a graph showing, on the abscissa, the smoke temperatures (in ° C) and, on the ordinate, the combustion efficiency (in%), shows the difference in efficiency between a combustion at l 'air (curve l) and oxycombustion (curve II).
  • Figure 1 gives a thermal efficiency of 90.2% for a smoke temperature of 250 ° C (point A) at the outlet of the economizer.
  • Figure 1 shows that the temperature of the fumes at the outlet of an evaporator consuming 43.8% of the power delivered by an oxycombustion generator operating with an oxidizer whose composition is of the order of 95% of oxygen, of the order of 3% of nitrogen and of the order of 2% of argon, is much greater than 2000 ° C. (line B) .
  • Such a temperature is detrimental to the emission of pollutants, such as nitrogen oxides (NOx). More particularly, it has been possible to demonstrate that there is an exponential dependence between the rate of formation of NOx and the temperature of the flue gases with a very rapid increase in the conversion of molecular nitrogen from the oxidizer to NO from a temperature smoke in the range of 1500 ° C. In addition, the fumes return to the superheater at a temperature above 2000 ° C and the tubes generally constituting the superheater are therefore subjected to very high smoke temperatures. This solution poses a problem of thermal behavior for the tubes of the superheater inside which already circulates dry steam.
  • pollutants such as nitrogen oxides (NOx). More particularly, it has been possible to demonstrate that there is an exponential dependence between the rate of formation of NOx and the temperature of the flue gases with a very rapid increase in the conversion of molecular nitrogen from the oxidizer to NO from a temperature smoke in the range of 1500 ° C. In addition, the fumes return to the superheater at a temperature
  • FIG. 1 shows that the thermal efficiency associated with this temperature is of the order of 80.9% (point C) for a combustion chamber operating with oxy-fuel combustion, which is much higher than the efficiency required by the evaporator which is 43.8% for a temperature of approximately
  • the present invention proposes to overcome the drawbacks mentioned above by means of a generator in which the temperature level of the fumes for obtaining superheated steam at a required temperature is obtained in a simple manner and this by using the techniques and materials commonly used in boilers.
  • the present invention relates to a steam generator comprising at least two successive combustion stoves with at least one burner supplied with fuel and oxidizer, a vaporization zone comprising a vaporization exchanger, a superheating zone comprising a heat exchanger superheating, a preheating zone comprising a preheating exchanger and a collecting tank, characterized in that each hearth comprises at least one vaporization exchanger.
  • each household can comprise at least one superheating exchanger.
  • Each hearth can also include at least one preheating exchanger.
  • One of the fireplaces can include at least one vaporization exchanger and the other of the fireplaces can include at least one superheat exchanger.
  • One of the hearths can comprise at least one vaporization exchanger whereas the other of the hearths can comprise at least one superheating exchanger and at least one preheating exchanger.
  • one of the hearths can comprise at least one vaporization exchanger and at least one superheating exchanger and the other of the hearths can comprise at least one superheating exchanger and at least one preheating exchanger.
  • the steam generator may include a chamber for decontaminating fumes from combustion stoves.
  • the smoke pollution control chamber can be accommodated upstream of the preheating zone.
  • the smoke depollution chamber may include means for injecting absorbent.
  • the smoke depollution chamber may include means for injecting a reducing agent.
  • the smoke depollution chamber can comprise at least one vaporization zone.
  • the absorbent injected into the smoke depollution chamber can be of the calcium or magnesian type.
  • the reducing agent injected into the smoke depollution chamber can be of the urea or ammonia type.
  • the oxidizer is an oxidizer with a high oxygen content whereas the fuel is a solid, liquid or gaseous fuel, such as a heavy fuel oil, a petroleum residue, a gas, petroleum coke or coal.
  • the walls of at least one hearth may consist of a ferrule or of membrane walls.
  • the steam generator 10 more commonly referred to as a boiler, comprises two successive combustion foci F1 and F2, in which a fuel burns in the presence of an oxidant.
  • the fuel is a solid, liquid or gaseous fuel containing in particular sulfur and nitrogen, such as a heavy fuel oil, a petroleum residue, a gas, petroleum coke or coal, while the oxidant is preferably a gas with a very high oxygen content, preferably greater than 80 %, or pure oxygen.
  • the primary combustion furnace F1 preferably arranged vertically, is placed, in the upper part as shown in the figure, at least one burner 12 supplied with fuel by a channel 14 and by combustion by a channel 16.
  • the arrangement and the number burners will be determined by those skilled in the art so as to obtain combustion with low emissions of pollutants while avoiding contact of the burner flame with the walls 18 of this hearth.
  • This combustion can also be carried out by any other means, such as grates, fluidized beds.
  • an auxiliary fluid will be judiciously used to optimize combustion, such as water vapor or a gas or a mixture of gases, such as in particular C0 2 or O 2 , this so provide for recycling of fumes that could be used for vaporizing the fuel.
  • This primary combustion furnace F1 comprises a vaporization zone V comprising at least one vaporization exchanger or vaporizer screen 20, called in the following description of the evaporator, which, in the example described, consists of the walls of the primary combustion chamber F1 which are preferably of the "membrane wall" type. As is known, these membrane walls are made up of tubes connected together by fins welded to form a heat exchanger. This evaporator thus obtained is a high temperature exchanger which ensures at least partial vaporization of the fluid circulating inside the tubes.
  • the arrangement and the number of burners will be determined by a person skilled in the art so as to obtain combustion with low emissions of pollutants while avoiding contact of the burner flame with the walls of the secondary fireplace F2.
  • This secondary combustion hearth comprises a high temperature superheating zone S1 comprising at least one superheating exchanger or superheater 30, called high temperature superheater, for raising the temperature of the fluid, generally in the vapor phase, which traverses it.
  • the walls of this hearth consist of a ferrule 32, preferably metallic, protected from thermal radiation by an insulating material, such as concrete, bricks or a fibrous material.
  • bundles of tubes 34 are installed in which water vapor circulates.
  • This superheater is a high temperature exchanger ensuring the superheating of the vapor phase fluid which flows through it.
  • the outlet 36 of the high temperature superheating zone communicates, in the upper part, with an envelope E in which is located an additional superheating zone S2, called the low temperature superheating zone, and preferably a preheating zone P.
  • the superheating zone low temperature S2 comprises at least one convective type exchanger 38, called a low temperature superheater.
  • the preheating zone P also includes at least one convective exchanger 40, called an economizer. These convective exchangers 38 and 40 are formed, in a manner known per se, of bundles of tubes connected to manifolds.
  • the steam generator includes two fireplaces. successive combustion, the primary combustion focus F1 and, in series with this primary combustion focus, the secondary combustion focus F2.
  • the primary hearth F1 comprises the burner 12 and the evaporator 20 while the hearth F2 comprises the burner 24, the high temperature superheater 30 and is followed by the casing E consisting of the low temperature superheater 38 as well as the economizer 40.
  • the output 42 of the preheating zone leads to a zone exhaust fumes F that communicates to any known processing means such smoke or to a chimney (not shown).
  • the economizer 40 comprises an inlet 44 for water and an outlet 46 for preheated water which ends in a pipe 48 at a fluid collecting means 50, such as a balloon usually used in this type of generator.
  • the low temperature superheater 38 includes a steam inlet 52 from the balloon 50 via a pipe 54 and a steam outlet 56 to the high temperature superheater 30.
  • the high temperature superheater 30 includes a steam inlet 58 from the low temperature superheater 38 conveyed by a pipe 60 and a steam outlet 62, preferably superheated, which is directed, by a pipe 64, to any means using such superheated steam, such as a thermal power plant turbine.
  • the economizer and the low-temperature superheater can be provided with devices for increasing thermal transfers, such as fins, if the fumes passing through them are not too laden with dust.
  • the evaporator 20 comprises an inlet 66 supplied with water preheated by a line 68 connecting the balloon 50 to this inlet and an outlet 70 of a water emulsion in two-phase form (liquid water-water vapor) to the balloon 50 through a pipe 72.
  • the water is introduced into the economizer 40 by the inlet 44, circulates in this economizer while being preheated there, then is collected in the balloon 50 by means of the pipe 48 connecting this balloon to the output 46 of the economizer.
  • This hot water is then sent from the tank 50 to the inlet 66 of the evaporator 20 via the pipe 68 to be at least partially transformed therein into a water emulsion, two-phase at its outlet 70.
  • the emulsion leaving the evaporator is directed through line 72 into the flask 50 where it undergoes separation of the gas phase and the liquid phase.
  • the water vapor contained in this balloon is then sent via line 54 to the inlet 52 of the low-temperature superheater 38 in which a rise in temperature of this vapor takes place so as to obtain, at its outlet 56, dry steam at a first temperature level.
  • dry steam is meant steam at a temperature above the water saturation temperature at the pressure considered.
  • the inlet 58 of the high temperature superheater 30 receives the steam from the low-temperature superheater 38 via the pipe 60 and this steam comes out through the outlet. 62 in the form of superheated steam, that is to say at a temperature higher than that of the steam coming from the low temperature superheater 38.
  • the fumes generated by combustion pass through the vaporization zone V and exchange part of their thermal energy with the preheated water circulating in the tubes of the evaporator 20 so as to obtain at the outlet 70 of this evaporator a fluid in two-phase form liquid water-water vapor.
  • the fumes are directed towards the secondary combustion hearth F2 in which the combustion of the remaining fraction of the total quantity of the fuel and of the oxidant is carried out by means of the burner 24 supplied with fuel and oxidizer via channels 26 and 28.
  • the temperature of the fumes is then increased and these fumes pass through the high temperature superheating zone S1 which includes the high temperature superheater 30.
  • the temperature of the water vapor circulating in the tubes of this superheater is then increased and this superheated steam is. then discharged through line 64 to be used by known means, such as a turbine or any method.
  • the fumes leaving the high temperature superheating zone S1 through the outlet 36 are sent to the low temperature superheating zone S2 comprising the low temperature superheater 38 in which the water vapor which undergoes a temperature rise circulates.
  • the fumes are sent to a fume treatment zone with injection of absorbent before passing through the low temperature superheater 38.
  • These fumes then pass through the preheating zone P in which the water circulating in the economizer 40 undergoes a temperature increase by heat exchange with the fumes while cooling these fumes to an appropriate temperature, generally of the order of 250 ° C.
  • the burner 12 generates fumes whose temperature at the outlet 22 of the hearth F1 is of the order of 1300 ° C. These fumes then enter the secondary combustion furnace F2. Thanks to the burner 24, they undergo a rise in temperature to reach a temperature of the order of 1000 ° C., after exchange in the focus F2, at the outlet 36 of the zone S1. These fumes thus heated penetrate into the secondary superheating zone S2 by exchanging their thermal energies with the low temperature superheater 38 from which they emerge at a temperature of approximately 600 ° C. then sweep the economiser 40 present in the preheating zone P to be evacuated by exit 42 to zone F to. an approximate temperature of 250 ° C.
  • water is introduced into the economizer 40 at a temperature of approximately 150 ° C. to come out at approximately 290 ° C.
  • This preheated water is then partially vaporized in the evaporator 20, after passing through the flask 50, and comes out at a temperature of about 305 ° C to be sent to the flask 50.
  • the water vapor leaving this flask this same temperature is injected into the low temperature superheater 38 by means of which it increases its temperature up to approximately 375 ° C approximately at the outlet 56 to then be sent to the high temperature superheater 30 from which it emerges at approximately 480 ° C .
  • a multiplicity of combustion stoves are installed one after the other and being in series with each other.
  • at least one vaporization and / or superheating and / or preheating zone comprising at least one exchanger, such as an evaporator and or a superheater and / or an economizer, connected in series with the exchangers located after the other combustion hearths, is arranged in each combustion hearth.
  • the entire generator has walls of the "membrane wall” type so as to take advantage of the thermal energy contained in the fumes which circulate from the primary focus F1 to the outlet 42.
  • This generator comprises a primary combustion furnace F1, a secondary combustion furnace F2 comprising a low temperature superheating zone S2. This zone leads to a preheating zone P ending in a smoke evacuation zone F.
  • the primary hearth F1 of the "membrane wall” type, as described above, comprises a burner 12, a vaporization zone V with an evaporator 20 and a smoke outlet 74 which leads to a high temperature superheating zone S1 contained in an envelope E1.
  • This substantially vertical elongated envelope is also of the “membrane wall” type and contains a high temperature superheater 30, which is of the convective type, with a steam inlet 58 and a superheated steam outlet 62.
  • the outlet 22 of this superheating zone arrives in the secondary combustion furnace F2 which comprises a burner 24, as described in relation to FIG. 2, and which also consists of membrane walls.
  • the smoke outlet 36 leads, as already described, to a low temperature superheating zone S2 with a low temperature superheater 38 comprising an inlet 52 and an outlet 56 for steam, said zone communicating with a preheating zone P with an economizer 40 provided a water inlet 44 and a water outlet preheated 46, this preheating zone communicating with a smoke evacuation zone F by an outlet 42.
  • the low temperature superheating S2 and preheating P zones comprise walls of the "membrane wall" type.
  • the admission of preheated water into the evaporator and the outlet of the two-phase fluid (liquid water-water vapor) can be done at different levels.
  • the evaporator 20 comprises an intake of preheated water 66 at the level of the primary focus F1 and an outlet 70 of the two-phase fluid (liquid water-water vapor) located at the level of the outlet 42 of the preheating zone while being connected by a pipe 72 to the tank 50.
  • the fires of combustion F1 and F2 as well as the high temperature superheating zones S1, low temperature superheating zones S2 and preheating P each comprise a part of the evaporator 20 divided into the evaporation zones referenced in the drawings V, V1, V2 and V3.
  • the outlet 70 of the two-phase fluid will be located at the outlet of the secondary focus F2, this outlet being connected by line 72 to the balloon 50 as shown in dotted lines on the figure, and only the evaporation zones V, V1 and V2 will remain.
  • the primary focus F1 comprises the burner 12, the evaporation zone V with the evaporator 20, the high temperature superheating zone S1 with the high temperature superheater 30 and the vaporization zone V1 comprising the tubes of the membrane wall of the envelope E1 while the secondary hearth F2 comprises the burner 24, the low temperature superheating zone S2 with the low temperature superheater 38, the preheating zone P with l economizer 40 and the vaporization zones V2 and V3 comprising the tubes of the membrane walls.
  • the burner 12 of the primary focus F1 is supplied by a proportion of the total amount of the gaseous fuel, liquid or solid, and a proportion of the total amount of the oxidant with high oxygen content. .
  • the fumes from the hearth F1 pass through the vaporization zone V and exchange their thermal energies with the preheated water circulating in the tubes of the evaporator'20 so as to obtain at the outlet of this exchanger a fluid in a first two-phase form of liquid water -water vapour.
  • the fumes pass through the high temperature superheating zone S1 where they transmit their heat energies, on the one hand, to the high temperature superheater 30 so as to obtain, at the output of this superheater, water vapor at a first temperature level and, on the other hand, to the fluid circulating in the tubes of the vaporization zone V1.
  • the fumes leaving the superheating zone S1 are directed by the outlet 22 to the secondary combustion furnace F2 in which the combustion of the remaining fraction of the total quantity of the fuel and of the oxidant is carried out via the burner 24.
  • the temperature of these fumes is then increased and they are evacuated, via outlet 36, to the secondary superheating zone S2 by exchanging their thermal energies with the low temperature superheater 38.
  • the fumes also transmit part of their energies to the tubes of the vaporization zone V2.
  • the water entering the economizer 40 through the inlet 44 is sent, after being heated by passage through this economizer, to the balloon 50 via line 48.
  • the hot water is then directed through line 68 of this balloon to the inlet 66 of the evaporator 20.
  • the two-phase fluid water liquid-water vapor from the outlet 70 which has absorbed the calories of the fumes throughout their paths in the generator, from the burner 12 to outlet 42, is directed by line 72 to the tank 50.
  • the two-phase fluid is subjected to a separation between the vapor phase and the liquid phase and the water vapor is sent via line 54 to the inlet 52 of the low temperature superheater 38 where the temperature of this water vapor is increased to a first level.
  • the steam is sent via a line 60 to the inlet 58 of the high temperature superheater 30 in which the temperature of this steam is further increased to a level higher than that of the low temperature superheater 38 and then is evacuated via outlet 62 to any device as described above.
  • the burners 12 and 24 are supplied as described in relation to FIG. 2.
  • the smoke temperatures are approximately 1300 ° C. at the exit from the evaporation zone V, approximately 500 ° C. at the exit from the high temperature superheating zone S1, approximately 1300 ° C at the entrance to the low temperature superheating zone S2, around 350 ° C at the exit of this zone and around 200 ° C at exit 42 towards the smoke evacuation zone F.
  • temperatures of the fluids in the different exchangers are of the order of 150 ° C at the inlet 44 of the economizer 40, of the order of 165 ° C at the outlet 46 of this economizer, of the order of 304 ° C at the outlet 70 of the evaporator and at the inlet 52 of the low temperature superheater 38, of the order of 360 ° C at the outlet 56 of this superheater and at the inlet 58 of the high temperature superheater 30 and the 'order of 480 ° C at outlet 62 of this high temperature superheater.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the invention according to Figure 3 and which for this also includes the same references as this figure.
  • This variant is essentially distinguished from FIG. 3 by the presence of an envelope E2 containing a smoke depollution chamber 76 as well as a medium temperature overheating zone S3.
  • the smoke depollution chamber 76 like a desulfurization chamber, is arranged after the outlet 36 of fumes generated by the burner 24 so as to take advantage of the temperature of the fumes which is at a high level given the action of this secondary focus.
  • the primary hearth F1 of the "membrane wall" type comprises a burner 12, a vaporization zone V with an evaporator 20, a high temperature superheating zone S1 with a high temperature superheater 30 and a smoke outlet 22.
  • the outlet 22 of this superheating zone arrives in the secondary combustion hearth F2.
  • the outlet 36 of the fumes generated by the burner 24 of the hearth F2 leads to a medium temperature superheating zone S3 with a medium temperature superheater 78 comprising an inlet 80 connected by a line 82 to the outlet 56 of the low temperature superheater 38 and an outlet 84 of steam connected by a line 86 to the inlet 58 of the high temperature superheater 30.
  • the outlet of this zone communicates with the depollution 76 which, in the example shown, is a desulfurization chamber.
  • This chamber is equipped with at least one absorbent injector 88 allowing rapid and homogeneous dispersion of a jet of absorbents in the fumes passing through this chamber.
  • the absorbent injected can be of the calcium, magnesium or any other type allowing the reaction with the sulfur oxides contained in the fumes to limit their formation.
  • the particle size and the quantities of absorbents injected will be determined by a person skilled in the art so as to obtain desulfurization rates in accordance with the regulations in force.
  • a reducing agent such as urea or ammonia.
  • This reducing agent will be homogeneously dispersed in the depollution chamber by means similar to the absorbent injector 88.
  • the number and arrangement of the absorbent and / or agent injectors (15 reducer will be determined by the skilled person so as to ensure a good distribution of the absorbent and / or the reducing agent in the chamber pollution.
  • This depollution chamber advantageously consist of walls of the "membrane wall” type and also participate in the evaporation of the water circulating in the evaporator by forming an evaporation zone V4.
  • the outlet 90 of the depollution chamber communicates, as has already been described in relation to FIG. 3, with a low temperature superheating zone S2 and a preheating zone P which opens via the outlet 42 towards the treatment zone for the fumes F.
  • the fumes generated by the primary hearth F1 successively pass through the primary vaporization zone V, then the high temperature superheating zone S1. At the exit from this superheating zone, the temperature of the fumes is then increased by means of the burner 24. These 30 fumes then pass through the medium temperature superheating zone S3 • - to reach the depollution chamber 76 where they are desulphurized and / or denitrified by the injection of absorbents and / or reducing agents.
  • the fumes thus treated end up at the outlet 90 from which they enter the low temperature superheating zone S2 and the preheating zone P to reach the smoke evacuation zone F.
  • the water admitted into the economizer 40 is heated by passage through this economizer, then is directed to the tank 50.
  • the hot water present in the tank is sent to the evaporator 20, then the two-phase fluid liquid water - water vapor from this evaporator is then directed to the balloon 50 through line 72.
  • the water vapor present in this balloon is sent to the low temperature superheater 38 from which it emerges to be sent through line 82 in the medium temperature superheater 78.
  • the steam from this medium temperature superheater is then sent via line 86 to the high temperature superheater, from which it exits via outlet 62 and line 64.
  • the fumes which pass through the depollution chamber 76 are at a temperature preferably between 600 ° C and 1100 ° C so as to obtain a required desulfurization rate in adequacy with the residence time of the fumes in this depollution chamber. It can be observed that this temperature range also allows denitrification of the fumes in the case where this chamber is fitted with reducing agent injectors as previously described.
  • the fumes transmit their thermal energies to the tubes of the different vaporization zones V, V1, V2, V3 and V4.
  • the fuel used consists, in percentage by mass, of approximately 84% of carbon, approximately 9% of hydrogen, approximately 6% of sulfur and approximately 1% of sulfur.
  • the volume composition of the oxidizer is of the order of 95% of oxygen, of the order of 3% of nitrogen and of the order of 2% of argon.
  • the fuel and oxidizer flow rates are approximately 1.29 kg / s and 4.24 kg / s for the primary combustion furnace F1 whereas they are approximately 1.39 kg / s and 4.56 kg / s for the secondary combustion furnace F2.
  • the temperature of the water at the inlet of the economizer 40 being 150 ° C.
  • the temperature of the heated water leaving the economizer is approximately 180 ° C.
  • the temperature of the flue gases upstream of the preheating zone P is approximately 450 ° C and approximately 250 ° C downstream of this same zone.
  • the temperature of the two-phase liquid water-water vapor fluid, after passing through the evaporator 20, is approximately 305 ° C. at the outlet 70 of this evaporator.
  • the temperature of the water vapor at the inlet of the low-temperature superheater 38 is of the order of 305 ° C and of the order of 330 ° C at its outlet while the temperature of the fumes is of the order of 750 ° C upstream of the S2 low temperature overheating zone and around 450 ° C downstream of this same zone.
  • the temperature of the water vapor at the inlet 80 of the medium temperature superheater 78 is of the order of 330 ° C and of the order of 420 ° C at its outlet 84 while the temperature of the fumes is of the around 1300 ° C upstream of the medium temperature overheating zone S3 and around 1000 ° C downstream of this zone and at the entrance to the depollution chamber 76.
  • the temperature of the water vapor the admission of the high temperature superheater 30 is of the order of 420 ° C and of the order of 480 ° C at its outlet 62 while the flue gas temperature is of the order of 1300 ° C upstream of the zone high temperature superheating S1 and of the order of 500 ° C downstream of this superheating zone.
  • the primary combustion furnace F1 below the stoichiometry with a fuel in excess relative to the oxidizer, so as to limit the emissions of nitrogen oxides.
  • the secondary combustion furnace F2 can operate above the stoichiometry with the oxidant in excess relative to the fuel.
  • it can advantageously be envisaged to dispense with the use of the economizer and to carry out the preheating of the water by the evaporator which will admit water at the site temperature. This water will be preheated during the circulation of this water at the start of this evaporator and then evaporated in the rest of the evaporator.

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Abstract

La présente invention concerne un générateur de vapeur comprenant au moins deux foyers de combustion (F1, F2) successifs avec au moins un brûleur alimenté en combustible et en comburant, une zone de vaporisation comprenant un échangeur de vaporisation, une zone de surchauffage comprenant un échangeur de surchauffage et un ballon collecteur, caractérisé en ce que chaque foyer comprend au moins un échangeur de vaporisation (20). Selon l'invention, chaque foyer comprend au moins un échangeur de vaporisation.

Description

Générateur à foyers de combustion successifs destiné à la production de vapeur.
La présente invention se rapporte à un générateur thermique destiné à la production de vapeur.
Elle concerne plus particulièrement un générateur de vapeur, plus communément appelé chaudière, fonctionnant à partir de la combustion d'un combustible, en particulier celui contenant du soufre et de l'azote, en présence d'un comburant, plus particulièrement d'un comburant à haute teneur en oxygène, généralement supérieure à 80%. Un tel générateur peut être utilisé, notamment pour entraîner des machines tournantes, telles que des turbines à vapeur de centrales thermiques, pour lesquelles il est nécessaire de produire de la vapeur à haute température, dite vapeur surchauffée, avec une température de l'ordre de 560°C. Une autre application possible de ce générateur est la production de vapeur en raffinerie pour satisfaire les besoins des procédés de transformation du pétrole. Il est également possible d'utiliser un tel générateur pour la production de vapeur pour l'extraction de pétrole brut.
Il est déjà connu, notamment par le document FR 2 528 540, un générateur de vapeur fonctionnant à partir de la combustion d'un combustible en présence d'air. Ce générateur comprend un foyer de combustion (ou chambre de combustion) muni d'au moins un . brûleur et comporte; successivement les unes à la suite des autres, une zone de vaporisation comportant au moins un échangeur de vaporisation appelé écran vaporisateur ou évaporateur, une zone de surchauffage comportant un échangeur de surchauffage ou surchauffeur, une zone de préchauffage comportant un échangeur de préchauffage ou économiseur et une zone d'évacuation des fumées et/ou une zone de recirculation des fumées. Il est en outre prévu un moyen de stockage de l'eau en phase gazeuse et en phase liquide, dénommé ballon, qui alimente, en eau chauffée, l'évaporateur et, en vapeur d'eau, le surchauffeur. Ce type de générateur met en œuvre généralement deux circuits, un premier circuit, dit circuit d'eau, qui comprend les echangeurs des zones de vaporisation, de surchauffage, de préchauffage ainsi que le ballon et un second circuit, dit circuit des fumées, qui utilise les fumées résultant de la combustion d'un combustible avec un comburant et qui est destiné à transférer l'énergie thermique dégagée par la combustion aux différents echangeurs, lors de leurs parcours du brûleur vers la zone d'évacuation des fumées.
En pratique, les fumées résultant de la combustion sont des fumées à haute température qui traversent les echangeurs pour transférer leurs chaleurs par convection et/ou par rayonnement aux différents echangeurs de manière à chauffer l'eau puis à la vaporiser et enfin à surchauffer la vapeur d'eau résultant de la vaporisation. Additionnellement, ces fumées peuvent passer ensuite dans une installation de traitement complexe, telle qu'un dépoussiéreur suivi d'une unité de traitement des fumées, avant d'être rejetées dans l'atmosphère par une cheminée. Dans le circuit d'eau, l'eau disponible sur le site est pompée pour être injectée dans l'économiseur où elle est préchauffée. L'eau préchauffée est ensuite dirigée, soit vers le ballon (dans le cas de générateur à circulation naturelle) à partir duquel l'eau préchauffée alimente ensuite l'évaporateur, soit directement vers cet évaporateur (pour des générateurs à circulation forcée) grâce auquel l'eau préchauffée est en grande partie vaporisée. Le mélange diphasique eau liquide-vapeur d'eau est envoyé vers le. ballon où se réalise la séparation de la phase liquide et de la phase vapeur. La vapeur d'eau issue du ballon alimente le surchauffeur qui permet de produire de la vapeur d'eau à très haute température.
Ainsi, comme cela est connu, la vaporisation de l'eau a lieu en grande partie dans l'évaporateur du foyer de combustion, car c'est dans cette zone- que se situe le plus haut niveau thermique des fumées ainsi que le besoin le plus grand en énergie pour assurer la transformation de l'eau en un fluide diphasique dans l'évaporateur. Ensuite, il se produit, dans la zone de surchauffage, un transfert thermique de l'énergie des fumées vers le surchauffeur, transfert qui nécessite lui aussi un haut niveau de température pour obtenir de la vapeur d'eau surchauffée. Enfin, en sortant de la zone de surchauffage, les fumées échangent leurs énergies thermiques avec l'économiseur qui utilise les fumées à leurs plus bas niveaux de température pour préchauffer l'eau. Toutes ces opérations d'échanges thermiques permettent de maximiser le rendement du générateur en utilisant au maximum la chaleur des fumées.
Il peut être également intéressant de faire fonctionner ce type de générateur en utilisant un comburant à haute teneur en oxygène, préférentiellement supérieure à 80%, et de tirer profit d'une telle combustion, notamment grâce à la réduction du ballast d'azote contenu dans ce comburant.
En effet, lorsque l'on supprime au moins en partie l'azote du comburant, le débit de fumées et l'énergie évacuée par les fumées de combustion à la cheminé sont réduites et l'on peut ainsi augmenter le rendement thermique d'un tel générateur de vapeur. Ainsi, pour une même quantité de chaleur transférée, la consommation de combustible est diminuée. A titre d'exemple, les pertes thermiques à la cheminée d'un générateur fonctionnant à l'air et évacuant des fumées à 250° C sont de l'ordre de 10% de la puissance thermique fournie par le combustible alors que, pour des conditions opératoires identiques, les pertes thermiques sont réduites à 3% lorsque l'on utilise, comme comburant, de l'oxygène pur, ce qui engendre une augmentation du rendement énergétique de l'ordre de 7%. De- même, le débit de fumées est réduit d'un facteur d'au moins quatre. Dé plus, en utilisant une combustion à l'oxygène, les émissions de polluants sont fortement réduites. Plus particulièrement, les émissions d'oxydes d'azote (NOx), provenant à la fois de la dissociation thermique de l'azote moléculaire et de la réaction de l'azote contenu dans le combustible, sont diminuées d'un facteur un à cinq pour une même technologie de brûleur.
En outre, le traitement des fumées en vue de l'élimination des oxydes de soufre peut être également simplifié compte tenu de l'augmentation de la concentration des oxydes de soufre dans les fumées de combustion. Des gains importants peuvent par conséquent être consentis sur les coûts des équipements de traitements des oxydes de soufre.
Cependant, l'architecture des générateurs de vapeur dans lesquels la combustion est réalisée entre de l'air et un combustible ne peut pas s'appliquer aux générateurs dans lesquels la combustion se réalise en présence d'un comburant à fort taux d'oxygène, ou oxycombustion.
En effet, la figure 1 , qui est un graphique portant, en abscisse, les températures des fumées (en °C) et, en ordonné, le rendement de la combustion (en %), montre la différence de rendement entre une combustion à l'air (courbe l) et l'oxycombustion (courbe II). La définition des caractéristiques principales d'un générateur fonctionnant à l'oxycombustion a imposé préalablement de calculer la répartition des échanges thermiques dans les différentes étapes de production de la vapeur.
Ceci sera mieux compris en prenant comme exemple un générateur à 'air d'une puissance de 100MW délivrant 124 tonnes/heure de vapeur surchauffée à une température de 480°C et une pression de 80 bars. Dans ce cas, pour une température des fumées à la sortie de l'économiseur de 250°C, la répartition des puissances obtenues à partir des tables enthalpiques est la suivante :
- Vaporisation de l'eau dans l'évaporateur 43,8%
- Surchauffe de la vapeur dans le surchauffeur 18,8% - Préchauffage de l'eau par l'économiseur 27,6%,
. - Pertes thermiques à l'évacuation 9,8% La figure 1 donne un rendement thermique de 90,2% pour une température des fumées de 250°C (point A) à la sortie de l'économiseur.
En conservant cette température des fumées à la sortie de l'économiseur à 250°C, la figure 1 montre que la température des fumées à la sortie d'un évaporateur consommant 43,8% de la puissance délivrée par un générateur à oxycombustion fonctionnant avec un comburant dont la composition est de l'ordre de 95% d'oxygène, de l'ordre de 3% d'azote et de l'ordre de 2% d'argon, est largement supérieure à 2000°C (ligne B).
Une telle température est préjudiciable sur les émissions de polluants, tels que les oxydés d'azote (NOx). Plus particulièrement, il a pu être démontré qu'il existe une dépendance exponentielle entre le taux de formation de NOx et la température des fumées avec une augmentation très rapide de la conversion de l'azote moléculaire du comburant en NO à partir d'une température de fumées de l'ordre de 1500°C. De plus, les fumées rentrent dans le surchauffeur à une température supérieure à 2000°C et les tubes constituant généralement le surchauffeur sont donc soumis à des températures de fumées très élevées. Cette solution pose un problème de tenue thermique pour les tubes du surchauffeur à l'intérieur desquels circule déjà de la vapeur d'eau sèche.
Par rapport à la formation des oxydes d'azote, l'expérience acquise par le. demandeur à travers de nombreux travaux montre qu'il est préférable de ne pas dépasser une température de fumées d'environ 1300°C à la sortie du foyer de combustion.
La figure 1 montre que le rendement thermique associé à cette température est de l'ordre de 80,9% (point C) pour une chambre de combustion fonctionnant à l'oxycombustion, ce qui est nettement supérieur au rendement requis par l'évaporateur qui est de 43,8% pour une température d'environ
1200°C (point D).
Il a pu être également observé que, dans les chaudières classiques fonctionnant à l'air, le bilan énergétique faisait ressortir qu'environ 30% de l'énergie thermique était absorbé pour le chauffage de l'eau, environ 40% pour sa vaporisation,, environ 20% pour le surchauffage et environ 10% pour les pertes. thermiques. Dans le cas de chaudières fonctionnant en oxycombustion, la contrainte d'une température des fumées de l'ordre de 1300°C à la sortie de la chambre de combustion impose de transférer environ 80% de l'énergie dans cette chambre de combustion, ce qui laisse une énergie thermique résiduelle insuffisante pour assurer l'étape de surchauffage de la vapeur et de préchauffage de l'eau.
La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à un générateur dans lequel le niveau de température des fumées pour obtenir de la vapeur d'eau surchauffée à une température requise est obtenue d'une manière simple et cela en utilisant les techniques et matériaux couramment employés dans les chaudières.
A cet effet, la présente invention concerne un générateur de vapeur comprenant au moins deux foyers de combustion successifs avec au moins un brûleur alimenté en combustible et en comburant, une zone de vaporisation comprenant un échangeur de vaporisation, une zone de surchauffage comprenant un échangeur de surchauffage, une zone de préchauffage comprenant un échangeur de préchauffage et un ballon collecteur, caractérisé en ce que chaque foyer comprend au moins un échangeur de vaporisation. De manière préférentielle, chaque foyer peut comprendre au moins un échangeur de surchauffage.
Chaque foyer peut également comprendre au moins un échangeur de préchauffage.
L'un des foyers peut comprendre au moins un échangeur de vaporisation et l'autre des foyers peut comprendre au moins un échangeur de surchauffage. L'un des foyers peut comprendre au moins un échangeur de vaporisation alors que l'autre des foyers peut comprendre au moins un échangeur de surchauffage et au moins un échangeur de préchauffage.
Alternativement, l'un des foyers peut comprendre au moins un échangeur de vaporisation et au moins un échangeur de surchauffage et l'autre des foyers peut comprendre au moins un échangeur de surchauffage et au moins un échangeur de préchauffage. Le générateur de vapeur peut comprendre une chambre de dépollution des fumées issues des foyers de combustion.
La chambre de dépollution de fumées peut être logée en amont de la zone de préchauffage. La chambre de dépollution de fumées peut comprendre des moyens d'injection d'absorbant.
La chambre de dépollution de fumées peut comprendre des moyens d'injection d'agent réducteur.
La chambre de dépollution des fumées peut comprendre au moins une zone de vaporisation.
L'absorbant injecté dans la chambre de dépollution de fumées peut être du type calcique ou magnésien.
L'agent réducteur injecté dans la chambre de dépollution de fumées peut être du type urée ou ammoniac. Le comburant est un comburant à haute teneur en oxygène alors que le combustible est un combustible solide, liquide ou gazeux, tel qu'un fioul lourd, un résidu pétrolier, un gaz, du coke de pétrole ou du charbon.
Les parois d'au moins un foyer peuvent être constituées d'une virole ou de parois membranées.
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont ressortir de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, à laquelle sont annexées :
- la figure 2 montrant un générateur selon un mode de réalisation de l'invention;
- la figure 3 montrant une première variante de l'invention; et
- la figure 4 montrant une autre variante de l'invention.
En se rapportant à la figure 2, le générateur de vapeur 10, dénommé plus communément chaudière, comprend deux foyers de combustion successifs F1 et F2, dans lesquelles brûle un combustible en présence d'un comburant. Le combustible est un combustible solide, liquide ou gazeux contenant notamment du soufre et de l'azote, tel qu'un fioul lourd, un résidu pétrolier, un gaz, du coke de pétrole ou du charbon, alors que le comburant est préférentiellement un gaz avec une très forte teneur en oxygène, préférentiellement supérieure à 80%, ou de l'oxygène pur. Dans le foyer de combustion primaire F1 , disposé de préférence verticalement, est placé, en partie haute comme montré sur la figure, au moins un brûleur 12 alimenté en combustible par une voie 14 et en comburant par une voie 16. La disposition et le nombre de brûleurs seront déterminés par l'homme du métier de façon à obtenir une combustion avec de faibles émissions de polluants tout en évitant le contact de la flamme du brûleur avec les parois 18 de ce foyer. Cette combustion peut être également réalisée par tout autre moyen, comme des grilles, des lits fluidisés. En fonction du combustible injecté, il sera judicieusement utilisé un fluide auxiliaire pour optimiser la combustion, comme de la vapeur d'eau ou un gaz ou un mélange de gaz, tels que notamment du C02 ou de l'02, ceci de façon à prévoir le recyclage des fumées qui pourraient servir à la vaporisation du combustible.
Ce foyer de combustion primaire F1 comporte une zone de vaporisation V comprenant au moins un échangeur de vaporisation ou écran vaporisateur 20, dénommé dans la suite de la description évaporateur, qui, dans l'exemple décrit, est constitué par les parois du foyer primaire F1 qui sont préférentiellement du type "paroi membranée". Comme cela est connu, ces parois membranées sont constituées de tubes reliés entre eux par des ailettes soudées pour former un échangeur de chaleur. Cet évaporateur ainsi obtenu est un échangeur à haute température qui assure la vaporisation au moins partielle du fluide circulant à l'intérieur des tubes.
La sortie 22 de cette zone de vaporisation V et par conséquent du foyer primaire F1, qui est située en partie basse de ce foyer, débouche dans le foyer de combustion secondaire F2, de préférence verticale, dans laquelle se trouve, en partie basse et en relation avec la sortie 22, un brûleur 24 alimenté en combustible par une voie 26 et en comburant par une voie 28, tels que définis précédemment. Egalement, la disposition et le nombre de brûleurs, seront déterminés par l'homme du métier de façon à obtenir une combustion avec de faibles émissions de polluants tout en évitant le contact de la flamme du brûleur avec les parois du foyer secondaire F2.
Ce foyer de combustion secondaire, comporte une zone de surchauffage haute température S1 comprenant au moins un échangeur de surchauffage ou surchauffeur 30, dit surchauffeur haute température, pour élever la température du fluide, généralement en phase vapeur, qui le parcourt. Pour cela, les parois de ce foyer sont constituées d'une virole 32, de préférence métallique, protégée du rayonnement thermique par un matériau isolant, comme du béton, des briques ou d'une matière fibreuse. Le long de ce matériau isolant, sont installés des faisceaux de tubes 34 dans lesquels circule de la vapeur d'eau. Ce surchauffeur est un échangeur à haute température assurant la surchauffe du fluide en phase vapeur qui le parcourt.
La sortie 36 de la zone de surchauffage haute température communique, en partie haute, avec une enveloppe E dans laquelle se situe une zone de surchauffage additionnelle S2, dite zone de surchauffage basse température, et préférentiellement une zone de préchauffage P. La zone de surchauffage basse température S2 comprend au moins un échangeur de type convectif 38, dit surchauffeur basse température. La zone de préchauffage P comprend également au moins un échangeur de type convectif 40, dénommé economiseur. Ces echangeurs convectifs 38 et 40 sont formés, d'une manière connue en soi, de faisceaux de tubes reliés à des collecteurs.
Ainsi, le générateur de vapeur comprend deux foyers de. combustion successifs, le foyer de combustion primaire F1 et, en série avec ce foyer de combustion primaire, le foyer de combustion secondaire F2. Le foyer primaire F1 comprend le brûleur 12 et l'évaporateur 20 alors que le foyer F2 comprend le brûleur 24, le surchauffeur haute température 30 et est suivi de l'enveloppe E constituée du surchauffeur basse température 38 ainsi que l'économiseur 40.
En partie basse de cette enveloppe E, la 'sortie 42 de la zone de préchauffage aboutit à une zone d'évacuation de fumées F qui communique vers tout moyen de traitement connu de ces fumées ou vers une cheminée (non représentée). L'économiseur 40 comporte une admission 44 en eau et une sortie 46 d'eau préchauffée qui aboutit par une conduite 48 à un moyen collecteur de fluide 50, tel qu'un ballon utilisé habituellement dans ce type de générateur. Le surchauffeur basse température 38 comprend une admission de vapeur 52 issue du ballon 50 par une conduite 54 et une sortie de vapeur 56 vers le surchauffeur haute température 30. Le surchauffeur haute température 30 comprend une admission 58 de vapeur provenant du surchauffeur basse température 38 véhiculée par une conduite 60 ainsi qu'une sortie de vapeur 62, de préférence surchauffée, qui est dirigée, par une conduite 64, vers tout moyen utilisant une telle vapeur surchauffée, tel qu'une turbine de centrale thermique. De manière avantageuse, l'économiseur et le surchauffeur basse température peuvent être munis de dispositifs d'augmentation des transferts thermiques, tels que des ailettes, si les fumées qui les traversent ne sont pas trop chargées en poussière. L'évaporateur 20 comprend une admission 66 alimentée en eau préchauffée par une conduite 68 reliant le ballon 50 à cette admission et une sortie 70 d'une émulsion d'eau sous forme diphasique (eau liquide-vapeur d'eau) vers le ballon 50 grâce à une conduite 72.
Ainsi, durant le fonctionnement de ce générateur, l'eau est introduite dans l'économiseur 40 par l'admission 44, circule dans cet economiseur en y étant préchauffée, puis est collectée dans le ballon 50 grâce à la conduite 48 raccordant ce ballon à la sortie 46 de l'économiseur. Cette eau chaude est ensuite envoyée du ballon 50 vers l'admission 66 de l'évaporateur 20 par la conduite 68 pour y être au moins partiellement transformée en une émulsion d'eau, diphasique à sa sortie 70. L'émulsion sortant de l'évaporateur est dirigée par la conduite 72 dans le ballon 50 où elle subit une séparation de la phase gazeuse et de la phase liquide. La vapeur d'eau contenue dans ce ballon est ensuite envoyée par la conduite 54 vers l'admission 52 du surchauffeur basse température 38 dans lequel se réalise une élévation de température de cette vapeur de manière à obtenir à sa sortie 56 de la vapeur sèche à un premier niveau de température. Par vapeur sèche, il est entendu de la vapeur à une température supérieure à la température de saturation de l'eau à la pression considérée. L'admission 58 du surchauffeur haute température 30 reçoit la vapeur du surchauffeur basse température 38 par l'intermédiaire de la conduite 60 et cette vapeur ressort par la sortie. 62 sous forme de vapeur surchauffée, c'est-à-dire à une température supérieure à celle de la vapeur issue du surchauffeur basse température 38. Pour obtenir ces différentes élévations de températures et/ou changement de phase du fluide circulant dans les différents echangeurs, il est nécessaire d'utiliser astucieusement l'énergie thermique produite par la combustion. Pour cela, une proportion de la quantité totale du combustible gazeux, liquide ou solide, typiquement comprise entre 20% et 80% de cette quantité totale, et une proportion de la quantité totale du comburant à forte teneur en oxygène, typiquement entre 20% et 80% sont injectées par les voies 14 et 16 dans le brûleur 12 du foyer de combustion primaire F1. Cette répartition de puissance sur au moins deux foyers permet de prévoir les fonctionnements en marche réduite et d'obtenir une meilleure flexibilité du générateur. Les fumées générées par la combustion traversent la zone de vaporisation V et échangent une partie de leur énergie thermique avec l'eau préchauffée circulant dans les tubes de l'évaporateur 20 de manière à obtenir à la sortie 70 de cet évaporateur un fluide sous forme diphasique eau liquide-vapeur d'eau.
En sortie 22 du foyer primaire F1 , les fumées sont dirigées vers le foyer de combustion secondaire F2 dans lequel se réalise la combustion de la fraction restante de la quantité totale du combustible et du comburant par l'intermédiaire du brûleur 24 alimenté en combustible et en comburant par les voies 26 et 28. La température des fumées est alors augmentée et ces fumées traversent la zone de surchauffage haute température S1 qui comprend le surchauffeur haute température 30. La température de la vapeur d'eau circulant dans les tubes de ce surchauffeur est alors augmentée et cette vapeur d'eau surchauffée est. ensuite évacuée par la conduite 64 pour être utilisée par des moyens connus, tels qu'une turbine ou un procédé quelconque. Les fumées sortant de la zone de surchauffage haute température S1 par la sortie 36 sont envoyées vers la zone de surchauffage basse température S2 comprenant le surchauffeur basse température 38 dans lequel circule la vapeur d'eau qui subit une élévation de température. Alternativement et comme cela sera mieux décrit en relation avec la figure 3, les fumées sont envoyées vers une zone de traitement de fumées avec injection d'absorbant avant passage dans le surchauffeur basse température 38. Ces fumées traversent ensuite la zone de préchauffage P dans laquelle l'eau circulant dans l'économiseur 40 subit une augmentation de température par échange thermique avec les fumées tout en refroidissant ces fumées à une température appropriée, généralement de l'ordre de 250°C.
Ces fumées sont évacuées ensuite par la sortie 42 vers la zone F et sont dirigées vers tout moyen de traitement approprié ou vers une cheminée comme cela est connu en soi. A titre d'exemple, le brûleur 12 génère des fumées dont la température à la sortie 22 du foyer F1 est de l'ordre de 1300°C. Ces fumées entrent ensuite dans le foyer de combustion secondaire F2. Grâce au brûleur 24, elles subissent une élévation de température pour atteindre une température de l'ordre de 1000°C, après échange dans le foyer F2, à la sortie 36 de la zone S1. Ces fumées ainsi chauffées pénètrent dans la zone de surchauffage secondaire S2 en échangeant leurs énergies thermiques avec le surchauffeur basse température 38 d'où elles en ressortent à une température d'environ 600°C puis balayent l'économiseur 40 présent dans la zone de préchauffage P pour être évacuées par la sortie 42 vers la zone F à . une température approximative de 250°C.
Parallèlement, l'eau est introduite dans l'économiseur 40 à une température de 150°C environ pour en ressortir à environ 290°C. Cette eau préchauffée est ensuite vaporisée partiellement dans l'évaporateur 20, après passage dans le ballon 50, et en ressort à une température d'environ 305°C pour être envoyée dans le ballon 50. La vapeur d'eau sortant de ce ballon à cette même température est injectée dans le surchauffeur basse température 38 grâce auquel elle augmente sa température jusqu'à environ 375°C environ à la sortie 56 pour être envoyée ensuite vers le surchauffeur haute température 30 d'où elle en ressort à 480°C approximativement.
Sans sortir du cadre de l'invention, il peut être prévu qu'une multiplicité , de foyers de combustion soient installés les uns à la suite des autres et en étant en série les uns avec les autres. De plus, il peut être prévu qu'au moins une zone de vaporisation et/ou de surchauffage et/ou de préchauffage comportant au moins un échangeur, tel qu'un évaporateur et ou un surchauffeur et/ou un economiseur, relié en série avec les echangeurs situés à la suite des autres foyers de combustion, soit disposée dans chaque foyer de combustion.
Dans l'exemple de la figure 3 montrant une variante de la figure 2 et qui pour cela comporte les mêmes références, il est prévu d'utiliser un foyer de combustion secondaire F2 de type "paroi membranée" et de disposer la zone de surchauffage haute température dans le foyer de combustion primaire F1.
Avantageusement, dans cette variante, la totalité du générateur comporte des parois de type "paroi membranée" de manière à tirer profit de l'énergie thermique contenue dans les fumées qui circulent du foyer primaire F1 jusqu'à la sortie 42. Ce générateur comprend un foyer de combustion primaire F1 , un foyer de combustion secondaire F2 comportant une zone de surchauffage basse température S2. Cette zone aboutit à une zone de préchauffage P se terminant par une zone d'évacuation des fumées F. Le foyer primaire F1 de type "paroi membranée", comme décrit précédemment, comprend un brûleur 12, une zone de vaporisation V avec un évaporateur 20 et une sortie des fumées 74 qui débouche sur une zone de surchauffage haute température S1 contenue dans une enveloppe E1. Cette enveloppe allongée sensiblement verticale est également de type "paroi membranée" et contient un surchauffeur haute température 30, qui est du type convectif, avec une admission de vapeur 58 et une sortie de vapeur surchauffée 62. La sortie 22 de cette zone de surchauffage arrive dans le foyer de combustion secondaire F2 qui comprend un brûleur 24, comme décrit en relation avec la figure 2, et qui est aussi constitué de parois membranées. La sortie 36 des fumées débouche, comme déjà décrit, sur une zone de surchauffage basse température S2 avec un surchauffeur basse température 38 comprenant une admission 52 et une sortie 56 de vapeur, ladite zone communiquant avec une zone de préchauffage P avec un economiseur 40 muni d'une admission d'eau 44 et d'une sortie d'eau préchauffée 46, cette zone de préchauffage communiquant avec une zone d'évacuation des fumées F par une sortie 42.
De manière préférentielle, les zones de surchauffage basse température S2 et de préchauffage P comprennent des parois de type "paroi membranée". Dans cette configuration, l'admission d'eau préchauffée dans l'évaporateur et la sortie du fluide diphasique (eau liquide-vapeur d'eau) peuvent se faire à différents niveaux. Notamment, il peut y avoir plusieurs admissions d'eau préchauffée dans les parois membranées et plusieurs de sortie du fluide diphasique aboutissant au ballon. A titre d'exemple, comme représenté sur la figure 3, l'évaporateur 20 comprend une admission d'eau préchauffée 66 au niveau du foyer primaire F1 et une sortie 70 du fluide diphasique (eau liquide-vapeur d'eau) située au niveau de la sortie 42 de la zone de préchauffage en étant raccordée par une conduite 72 au ballon 50. De ce fait, les foyers de combustions F1 et F2 ainsi que les zones de surchauffage haute température S1 , de surchauffage basse température S2 et de préchauffage P comportent chacun une partie de l'évaporateur 20 divisé dans les zones d'évaporation référencées sur le dessins V, V1 , V2 et V3. Dans l'éventualité où seuls les foyers F1 et F2 ont des parois membranées, la sortie 70 du fluide diphasique se situera au niveau de la sortie du foyer secondaire F2, cette sortie étant reliée par la conduite 72 au ballon 50 comme représentée en pointillé sur la figure, et seules les zones d'évaporation V, V1 et V2 subsisteront.
Dans la variante où la totalité des parois est de type "paroi membranée", le foyer primaire F1 comprend le brûleur 12, la zone d'évaporation V avec l'évaporateur 20, la zone de surchauffage haute température S1 avec le surchauffeur haute température 30 et la zone de vaporisation V1 comprenant les tubes de la paroi membranée de l'enveloppe E1 alors que le foyer secondaire F2 comprend le brûleur 24, la zone de surchauffage basse température S2 avec le surchauffeur basse température 38, la zone de préchauffage P avec l'économiseur 40 et les zones de vaporisation V2 et V3 comprenant les tubes des parois membranées. Ainsi, comme précédemment décrit en relation avec la figure 2, le brûleur 12 du foyer primaire F1 est alimenté par une proportion de la quantité totale du combustible gazeux, liquide ou solide, et une proportion de la quantité totale du comburant à forte teneur en oxygène. Les fumées du foyer F1 traversent la zone de vaporisation V et échangent leurs énergies thermiques avec l'eau préchauffée circulant dans les tubes de l'évaporateur'20 de manière à obtenir à la sortie de cet échangeur un fluide sous une première forme diphasique eau liquide-vapeur d'eau. En sortie 74 de la zone d'évaporation V, les fumées traversent la zone de surchauffage haute température S1 où elles transmettent leurs énergies calorifiques, d'une part, au surchauffeur haute température 30 de façon à obtenir, en sortie de ce surchauffeur, de la vapeur d'eau à un premier niveau de température et, d'autre part, au fluide circulant dans les tubes de la zone de vaporisation V1.
Les fumées sortant de la zone de surchauffage S1 sont dirigées par la sortie 22 vers le foyer de combustion secondaire F2 dans lequel se réalise la combustion de la fraction restante de la quantité totale du combustible et du comburant par l'intermédiaire du brûleur 24. La température de ces fumées est alors augmentée et elles sont évacuées, par la sortie 36, vers la zone de surchauffage secondaire S2 en échangeant leurs énergies thermiques avec le surchauffeur basse température 38. Durant le trajet dans le foyer secondaire et la zone de surchauffage haute température, les fumées transmettent également une partie de leurs énergies aux tubes de la zone de vaporisation V2. Les fumées sortant de la zone de surchauffage basse température S2 traversent la zone de préchauffage P dans" laquelle l'eau circulant dans l'économiseur 40 subit une augmentation de température par les échanges thermiques avec les fumées tout en refroidissant ces fumées à une température appropriée. De même, les fumées transmettent leurs énergies thermiques aux tubes des parois membranées formant la zone d'évaporation V3. Ces fumées sont ensuite évacuées par la sortie 42 dans la zone F et sont dirigées vers tout moyen de traitement approprié ou vers une cheminée comme cela est connu en soi.
Lors du fonctionnement, l'eau entrant dans l'économiseur 40 par l'admission 44 est envoyée, après son chauffage par passage dans cet economiseur, vers le ballon 50 par la conduite 48. L'eau, chaude est ensuite dirigée par la conduite 68 de ce ballon vers l'admission 66 de l'évaporateur 20. Le fluide diphasique eau liquide-vapeur d'eau issu de la sortie 70, qui a absorbé les calories des fumées tout au long de leurs cheminements dans le générateur, du brûleur 12 jusqu'à la sortie 42, est dirigé par la conduite 72 vers le ballon 50. Dans ce ballon, le fluide diphasique est soumis à une séparation entre la phase vapeur et la phase liquide et la vapeur d'eau est envoyée par la conduite 54 à l'admission 52 du surchauffeur basse température 38 où la température de cette vapeur d'eau est augmentée à un premier niveau. A la sortie 56 de ce surchauffeur, la vapeur est envoyée par une conduite 60 vers l'admission 58 du surchauffeur haute température 30 dans lequel la température de cette vapeur est encore augmentée à un niveau supérieur à celui du surchauffeur basse température 38 pour être ensuite évacuée par la sortie 62 vers tout dispositif tel que décrit précédemment. Bien entendu pendant toutes ces opérations les brûleurs 12 et 24 sont alimentés comme cela a été décrit en relation avec la figure 2.
Toujours à titre d'exemple, les températures des fumées sont d'environ 1300°C à la sortie de la zone d'évaporation V, d'environ 500°C à la sortie de la zone de surchauffage haute température S1 , d'environ 1300°C à l'entrée de la zone de surchauffage basse température S2, d'environ 350°C à la sortie de cette zone et d'environ 200°C à la sortie 42 vers la zone d'évacuation des fumées F. Les températures des fluides dans les différents echangeurs sont de l'ordre de 150°C à l'admission 44 de l'économiseur 40, de l'ordre de 165°C à la sortie 46 de cet economiseur, de l'ordre de 304°C à la sortie 70 de l'évaporateur et à l'admission 52 du surchauffeur basse température 38, de l'ordre de 360°C à la sortie 56 de ce surchauffeur et à l'admission 58 du surchauffeur haute température 30 et de l'ordre de 480°C à la sortie 62 de ce surchauffeur haute température.
On se reporte maintenant à la figure 4, qui montre une variante de réalisation de l'invention selon la figure 3 et qui pour cela comporte également les mêmes références que cette figure. - Cette variante se distingue essentiellement de la figure 3 par la présence d'une enveloppe E2 contenant une chambre de dépollution des fumées 76 ainsi que d'une zone de surchauffage moyenne température S3.
En effet, le demandeur a pu constater que la combustion dans les générateurs produit généralement des fumées contenant des polluants atmosphériques, tels que des oxydes de soufre (SOx) et des oxydes d'azote (NOx), qui ont un impact négatif sur l'environnement.
De nombreux procédés de traitement de ces polluants sont connus mais la plupart opèrent à des basses températures, généralement sur les fumées sortant de la zone de préchauffage. Mais, pour des raisons de simplification du traitement des oxydes d'azote ou pour éviter la condensation d'acide sulfurique provenant des oxydes de soufre, il est préférable de traiter ces polluants à des hautes températures, aux environs de 1000°C.
Ainsi dans le cas de la variante de la figure 4, la chambre de dépollution des fumées 76, comme une chambre de désulfuration, est disposée après la sortie 36 de fumées générées par le brûleur 24 de manière à tirer profit de la température des fumées qui se situe à un niveau élevé compte tenu de l'action de ce foyer secondaire.
Comme déjà décrit en relation avec la figure 3, le foyer primaire F1 de type "paroi membranée" comprend un brûleur 12, une zone de vaporisation V avec un évaporateur 20, une zone de surchauffage haute température S1 avec un surchauffeur haute température 30 et une sortie des fumées 22. La sortie 22 de cette zone de surchauffage arrive dans le foyer de combustion secondaire F2.La sortie 36 des fumées générées par le brûleur 24 du foyer F2 débouche sur une zone de surchauffage moyenne température S3 avec un surchauffeur moyenne température 78 comprenant une admission 80 reliée par une conduite 82 à la sortie 56 du surchauffeur basse température 38 et une sortie 84 de vapeur reliée par une conduite 86 à l'admission 58 du surchauffeur haute température 30. La sortie de cette zone communique avec la chambre de dépollution 76 qui, dans l'exemple montré, est une chambre de désulfuration. Cette chambre est équipée d'au moins un injecteur d'absorbants 88 permettant une dispersion rapide et homogène d'un jet d'absorbants dans les fumées traversant cette chambre. L'absorbant injecté peut être de type calcique, magnésien ou tout autre type permettant la réaction avec les oxydes 5 de soufre contenus dans les fumées pour limiter leur formation. La granulométrie et les quantités d'absorbants injectés seront déterminés par l'homme du métier de façon à obtenir des taux de désulfuration conformes aux réglementations en vigueur.
De manière avantageuse, il sera tiré profit de cette chambre de dépollution
.10 pour assurer également la dénitrification des fumées qui la traverse en injectant un agent réducteur, comme de l'urée ou de l'ammoniac. Cet agent réducteur sera dispersé de façon homogène dans la chambre de dépollution par un moyen analogue à Pinjecteur d'absorbants 88.
Le nombre et la disposition des injecteurs d'absorbants et/ou d'agent (15 réducteur seront déterminés par l'homme du métier de manière à assurer une bonne répartition de l'absorbant et/ou de l'agent réducteur dans la chambre de dépollution.
Les parois de cette chambre de dépollution sont constituées avantageusement de parois de type "paroi membranée" et participent 20 également à l'evaporation de l'eau circulant dans l'évaporateur en formant une zone d'évaporation V4.
La sortie 90 de la chambre de dépollution communique, comme cela a déjà été décrit en relation avec la figure 3, avec une zone de surchauffage basse température S2 et une zone de préchauffage P qui débouche par la 25 sortie 42 vers la zone de traitement des fumées F.
Lors du fonctionnement, les fumées générées par le foyer primaire F1 traversent successivement la zone de vaporisation primaire V, puis la zone de surchauffage haute température S1. A la sortie de cette zone de surchauffage, la température des fumées est alors augmentée grâce au brûleur 24. Ces 30 fumées traversent ensuite la zone de surchauffage moyenne température S3 •- pour aboutir à la chambre de dépollution 76 où elles sont désulfurées et/ou dénitrifiées grâce à l'injection d'absorbants et/ou d'agents réducteurs. Les fumées ainsi traitées aboutissent à la sortie 90 à partir de laquelle elles pénètrent dans la zone de surchauffage basse température S2 et dans la zone de préchauffage P pour parvenir à la zone d'évacuation des fumées F.
Parallèlement, l'eau admise dans l'économiseur 40 est réchauffée par passage dans cet economiseur, puis est dirigée vers le ballon 50. L'eau chaude présente dans le ballon est envoyée vers l'évaporateur 20, puis le fluide diphasique eau liquide-vapeur d'eau issu de cet évaporateur est ensuite dirigé vers le ballon 50 par la conduite 72. La vapeur d'eau présente dans ce ballon est envoyée dans le surchauffeur basse température 38 d'où elle en ressort pour être envoyée par la conduite 82 dans le surchauffeur moyenne température 78. La vapeur issue de ce surchauffeur moyenne température est ensuite envoyée par la conduite 86 dans le surchauffeur haute température d'où elle en ressort par la sortie 62 et la conduite 64.
Les fumées qui traversent la chambre de dépollution 76 sont à une température préférentiellement comprise entre 600°C et 1100°C de façon à obtenir un taux de désulfuration requis en adéquation avec le temps de séjour des fumées dans cette chambre de dépollution. Il peut être observé que cette fourchette de température permet également une dénitrification des fumées dans le cas où cette chambre est équipée d'injecteurs d'agent réducteur comme précédemment décrit.
En outre, comme déjà décrit en relation avec la figure 3, les fumées transmettent leurs énergies thermique aux tubes des différentes zones de vaporisation V, V1 , V2, V3 et V4.
Dans un exemple illustrant cette variante, il a été considéré un générateur fonctionnant en oxycombustion, d'une puissance de 100 MW et délivrant 124 tonnes/heures de vapeur surchauffée à une température de l'ordre de 480°C. Le combustible utilisé se compose, en pourcentage massique, d'environ 84 % de carbone, d'environ 9% d'hydrogène, d'environ 6% de soufre et d'environ 1 % de soufre. La composition volumique du comburant est de l'ordre de 95% d'oxygène, de l'ordre de 3% d'azote et de l'ordre de 2% d'argon. Les débits de combustible et de comburant sont respectivement d'environ 1 ,29kg/s et 4,24kg/s pour le foyer de combustion primaire F1 alors qu'ils sont d'environ 1 ,39kg/s et 4,56kg/s pour le foyer de combustion secondaire F2.
A partir de telles conditions, la température de l'eau à l'admission de l'économiseur 40 étant de 150°C, la température de l'eau chauffée en sortie de l'économiseur est d'environ 180°C alors que la température des fumées en amont de la zone de préchauffage P est d'environ 450°C et d'environ 250°C en aval de cette même zone. La température du fluide diphasique eau liquide- vapeur d'eau, après passage dans l'évaporateur 20, est d'environ 305°C à la sortie 70 de cet évaporateur. La température de la vapeur d'eau à l'admission du surchauffeur basse température 38 est de l'ordre de 305°C et de l'ordre de 330°C à sa sortie alors que la température des fumées est de l'ordre de 750°C en amont de la zone de surchauffagè basse température S2 et de l'ordre de 450°C en aval de cette même zone. La température de la vapeur d'eau à l'admission 80 du surchauffeur moyenne température 78 est de l'ordre de 330°C et de l'ordre de 420°C à sa sortie 84 alors que la température des fumées est de l'ordre de 1300°C en amont de la zone de surchauffage moyenne température S3 et de l'ordre de 1000°C en aval de cette zone et à l'entrée de la chambre de dépollution 76. La température de la vapeur d'eau à l'admission du surchauffeur haute température 30 est de l'ordre de 420°C et de l'ordre de 480°C à sa sortie 62 alors que la température des fumées est de l'ordre de 1300°C en amont de la zone de surchauffage haute température S1 et de l'ordre de 500°C en aval de cette zone de surchauffage.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus mais englobe toutes variantes.
Avantageusement, il peut être envisagé de faire fonctionner le foyer de combustion primaire F1 en dessous de la stœchiométrie avec un combustible en excès par rapport au comburant, de façon à limiter les émissions d'oxydes d'azotes. Dans ces conditions, pour obtenir un bon rendement de combustion, le foyer de combustion secondaire F2 peut fonctionner au-dessus de la stœchiométrie avec le comburant en excès par rapport au combustible. En outre, compte tenu de l'énergie thermique disponible dans. les foyers de combustion, il peut avantageusement être envisagé de se dispenser de l'utilisation de l'économiseur et de réaliser le préchauffage de l'eau par l'évaporateur qui admettra de l'eau à la température du site. Cette eau sera préchauffée lors de la circulation de cette eau au début de cet évaporateur puis évaporée dans le reste de l'évaporateur.

Claims

REVENDICATIONS
1) Générateur de vapeur comprenant au moins deux foyers de combustion (F1 , F2) successifs avec au moins un brûleur alimenté en combustible et en comburant, une zone de vaporisation comprenant un échangeur de vaporisation, une zone de surchauffage comprenant un échangeur de surchauffage, une zone de préchauffage comprenant un échangeur de préchauffage et un ballon collecteur, caractérisé en ce que chaque foyer comprend au moins un échangeur de vaporisation (20).
2) Générateur de vapeur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque foyer comprend au moins un échangeur de surchauffage (30, 38, 78).
3) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que chaque foyer comprend au moins un échangeur de préchauffage (40).
4) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des foyers (F1) comprend au moins un échangeur de vaporisation (20) et en ce que l'autre des foyers (F2) comprend au moins un échangeur de surchauffage (30, 38, 78).
5) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'un (F1) des foyers comprend au moins un échangeur de vaporisation (20) et en ce que l'autre (F2) des foyers comprend en outre au moins un échangeur de surchauffage (30, 38, 78) et au moins un échangeur de préchauffage (40).
6) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce- que l'un (F1) des foyers comprend au moins un échangeur de vaporisation (20) et au moins un échangeur de surchauffage (30) et en ce que l'autre (F2) des foyers comprend en outre au moins un échangeur de surchauffage (38, 78) et au moins un échangeur de préchauffage (40).
7) Générateur de vapeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de dépollution des fumées (76) issues des foyers de combustion (F1 , F2).
8) Générateur de vapeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre de dépollution de fumées (76) est logée en amont de la zone de préchauffage (P).
9) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la chambre de dépollution de fumées (76) comprend des moyens d'injection d'absorbant (88).
10) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la chambre de dépollution de "fumées (76) comprend des moyens d'injection d'agent réducteur.
11) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la chambre de dépollution des fumées (76) comprend au moins une zone de vaporisation (V4).
12) Générateur de vapeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'absorbant est du type calcique ou magnésien.
13) Générateur de vapeur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'agent réducteur est du type urée ou ammoniac.
14) Générateur de vapeur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que
• le comburant est un comburant à haute teneur en oxygène.- 15) Générateur de vapeur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le combustible est un combustible solide, liquide ou gazeux, tel qu'un fioul lourd, un résidu pétrolier, un gaz, du coke de pétrole ou du charbon.
16) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parois d'au moins un foyer (F2) sont constituées par une virole (32).
17) Générateur de vapeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parois d'au moins un foyer (F1 , F2) sont constituées de parois membranées.
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