KR820002087B1

KR820002087B1 - Fuel gas reheat apparatus

Info

Publication number: KR820002087B1
Application number: KR7903927A
Authority: KR
Inventors: 워드 죠셉 안젤리니 에드
Original assignee: 엘돈 에이취. 루더; 컴버스쳔 엔지니어링, 인코퍼레이티드
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1982-11-04

Abstract

The system comprises a steam generator(10) having a tube(14) passed furnace wall, scrubbers(34,36) ejecting the combustion gas received from the generator(1) to the air, a water pipe(18) recirculating the water from the lower part of pipe to the upper, and reheaters(38,40) transf. the heat from the generator to the exhaust gas of the scrubbers. The system further comprises a means transfg. & recircultg. the low press. liq. through the heat exchanger(48) and each gas reheat sufrace, & comprises a means circulating the high press. liq. from the water pipe(18) through the heat exchanger so as to exchange the heat with low press. liq. and to return the high press. liq. via the water pipe(18).

Description

Fuel gas reheater

증기 발생기, 몇 개의 세정기들과 열교환 루우프를 도시하는 회로도.Circuit diagram showing a steam generator, several scrubbers and a heat exchange loop.

본 발명은 습식 세정기를 갖는 증기발생기에 관한 것으로 특히 습식 세정기를 지나는 가스들의 재열작용에 관한 것이다.The present invention relates to a steam generator having a wet scrubber and in particular to the reheating of gases passing through the wet scrubber.

습식 세정기를 지난 가스들은 세정작용 때문에 물로 포화되고, 그래서 보통 약간의 이원될 물을 포함한다. 이런 습기는 하류의 장치를 부식시키고 근접한 설비지역에 낙루를 일으킨다. 또한 그것은 굴뚝을 떠난 가스 안에 비교적 농후한 증기를 함유한다. 그러므로 가스들을 그러한 부식, 낙루를 회피하는 목적의 세정직후 재열하고 증기의 부력을 증가시키는 것은 관례이다.The gases past the wet scrubber are saturated with water because of the scrubbing action, so they usually contain some binary water. This moisture can erode downstream equipment and cause erosion in adjacent facility areas. It also contains relatively thick steam in the gas leaving the chimney. Therefore, it is customary to reheat gases immediately after cleaning for the purpose of avoiding such corrosion, falling out and to increase the buoyancy of the steam.

연도 가스재열의 1차 열원은 터빈으로 부터의 추출된 증기나 급수 싸이클로부터 뜨거운 물이 된다. 추출증기의 사용은 설비의 전체 킬로와트 출력을 감소시키고 급수 싸이클로 부터 물의 사용은 이러한 뜨거운 물을 공급할 수 있도록 급수 사이클을 크게 하는 것이 필요하다.The primary heat source of flue gas reheat is hot water from the steam or feed cycle extracted from the turbine. The use of extracting steam reduces the overall kilowatt output of the plant and the use of water from the feed cycle requires a large feed cycle to supply this hot water.

급수가 추출증기에 의해 가열되므로, 이것 역시 설비의 킬로와트 출력을 감소한다.Since the feedwater is heated by the extraction steam, this also reduces the kilowatt output of the plant.

고압수는 증기 발생기의 낮은 드럼으로 부터 추출되고 열교환기의 관면을 통해 지나간다. 열교환기에서 열은 쉘면에서 순환하는 저압유체에 전달된다. 고압수는 열교환기를 떠나고 보일러 순환펌프와 상층류에 위치하는 증기 발생기에 되돌아 온다. 제어 밸브는 고압수의 이런 흐름을 조절하도록 마련된다. 유량 및 귀환온도 모두를 최소로 하게 흐름을 조절될 수 있다.The high pressure water is extracted from the lower drum of the steam generator and passed through the tube's tube. In the heat exchanger, heat is transferred to the low pressure fluid circulating in the shell face. The high pressure water leaves the heat exchanger and returns to the boiler circulation pump and steam generator located in the upstream. Control valves are provided to regulate this flow of high pressure water. The flow can be controlled to minimize both flow rate and return temperature.

저압유체는 너압유체에 대하여 령렬로 설치된 재열기로 각 세정기의 하류에 위치된 관형 재열표면을 통해 순환된다. 각 재열기를 지나가는 유량은 그러한 특수한 세정기의 필요에 따라서 조절된다.The low pressure fluid is circulated through a tubular reheat surface located downstream of each scrubber with a reheater installed in series with respect to the negative pressure fluid. The flow rate through each reheater is adjusted according to the needs of such a special scrubber.

열교환기를 통한 보일러수의 적당이 적은 유량의 사용과 귀환수의 보수적인 낮은 온도는 물의 손실이 증가되는 어떤 경우에서 조차도 로벽관들을 통한 물의 손실을 감소시키도록 상호 작용한다. 보일러수 원심 순환펌프는 본질적으로 여기서 설명하는 범위내에서는 정압 잡치이기 때문에, 낮은 귀환온도에 의해 발생된 물의 증가된 밀도는 펌프된 물의 무게적인 유량을 증가시킨다. 어떤 고압상태에서, 이것은 열교환기를 통하는 것보다 펌프된 물을 실질적으로 증가시킨다.The use of a moderate flow rate of boiler water through the heat exchanger and the conservative low temperature of the return water interact to reduce the water loss through the furnace walls even in any case where the water loss is increased. Since the boiler water centrifugal circulation pump is essentially a static pressure catch within the range described here, the increased density of water generated by the low return temperature increases the gravimetric flow rate of the pumped water. At some high pressures, this substantially increases the water pumped through the heat exchanger.

증기 발생기(10)은 로벽관(14)이 설치된(12)를 갖는다. 급수는 흡입매니폴드(20)와 순환원심 펌프(22)와 배출 매니포울드(24)를 포함하는 강수관(18)을 통과하는 재순환 포화보일러수와 혼합되는 드럼(16)으로 들어간다. 순환펌프는 대니폴드(20)로 부터 물을 흡입하고 흡입을 받고 매니폴드(24)로 방출한다.The steam generator 10 has 12 in which the furnace wall tube 14 was installed. The feed water enters the drum 16 which is mixed with the recycle saturated boiler water passing through the downcomer 18 containing the suction manifold 20, the circulation centrifugal pump 22 and the discharge manifold 24. The circulation pump receives water from the manifold 20, receives suction, and discharges the manifold 24.

물은 하부로벽 헤더(26)으로 가서 로벽관(14)를 통하여 올라가서 출구헤더(28)까지 그후 증기드럼(16)까지 들어간다. 증기는 선(30)을 통과하여 과열기까지 간다. (도시되어 있지 않음)Water goes to the lower furnace wall header 26 and ascends through the furnace wall tube 14 to the outlet header 28 and then to the steam drum 16. The steam passes through line 30 to the superheater. (Not shown)

연료는 출구관(32)와 다수의 습한 세정기(34, 36)과 도시안된 다른 것을 통과한 가스로 로(12)내에서 연소된다.Fuel is combusted in the furnace 12 with gas that has passed through the outlet pipe 32, a number of wet scrubbers 34 and 36, and others not shown.

가스들은 각 세정기의 낮은 부분에서 세정되고 관들의 재열표면(38, 40)에 의해서 재열된다. 재열된 가스들은 관(42)를 통과하여 굴뚝으로 해서 대기로 나간다.The gases are cleaned in the lower portion of each scrubber and reheated by the reheating surfaces 38, 40 of the tubes. The reheated gas passes through the pipe 42 to the atmosphere as a chimney.

증기 발생기는 포화온도 688℉로 2865psig에서 작동된다. 드럼(16)에서 급수와 혼합후 재순환된 물은 684℉에서 강수관(18)을 통과한다. 흡입 매니폴드(20)에서, 이물은 아래에 도시된 귀환도관(44)를 통과하여 물과 혼합된다. 682℉에서 혼합된 물은 순환펌프(24)를 통과하고 증기 발생기 로벽관(14)틀 통과하여 재순환된다.The steam generator is operated at 2865 psig with a saturation temperature of 688 ° F. The recycled water after mixing with the feed water in the drum 16 passes through the downcomer 18 at 684 ° F. In the intake manifold 20, foreign matter is mixed with water through a return conduit 44, shown below. The mixed water at 682 ° F. passes through the circulation pump 24 and is recycled through the steam generator furnace wall tube 14.

유량의 일부는 급수관(46)을 통과하여 배출 매니폴드(24)로 부터 관 및 쉘(shell) 열교환기(48)까지 보내진다. 고압수는 열교환기의 관측을 통과하는 귀환도관(44)을 통해 귀환된다. 차단밸브(50과 52)는 제어밸브(54)가 고압수 루우프를 통해 유량을 제어하는 장치로 마련될지라도 회로의 분리를 위해서도 마련되어 있다.A portion of the flow rate passes through feed pipe 46 and is sent from discharge manifold 24 to pipe and shell heat exchanger 48. The high pressure water is fed back through the return conduit 44 which passes through the observation of the heat exchanger. The shutoff valves 50 and 52 are also provided for the separation of the circuit, even if the control valve 54 is provided as a device for controlling the flow rate through the high pressure water loop.

저압열 전단 루우프는 열교환기(48)의 쉘면을 통하여 이루어진다. 급수도관(56)은 저압유체를 다수의 세정기 가스재열기(38, 40 그외의것)들에 이송한다. 저압유체는 귀환도관(58)을 통과하여 열교환기(48)에 귀환된다. 순환펌프(60)는 유체를 일정비율로 재순환하도록 작동한다.The low pressure shear shear loop is made through the shell face of the heat exchanger 48. Feedwater conduit 56 conveys the low pressure fluid to a plurality of scrubber gas reheaters 38, 40 and the like. The low pressure fluid passes through the return conduit 58 and is returned to the heat exchanger 48. The circulation pump 60 operates to recycle the fluid at a constant rate.

이 장치로써 열은 보일러수로부터 열교환기(48)을 순환하는 고압수를 통하여 저압유체로 전달된다. 그리하여 가스를 필요수준으로 재열하기 위해서 총제어된 양을 관형 가스재열기의 각각에 제어된 양으로 전달된다. 저압유체는 필요한 가스재열의 정도를 얻는 가장 낮은 수준에서 유지되어야만 한다. 고압수의 순회 비율은 저압유체의 온도 제어를 조절하기 위해 조정된다. 저압유체가 적당하게 낮은 온도로 유지되므로, 고압수의 유량과 귀환온도는 모두 최소화 된다.With this device heat is transferred from the boiler water to the low pressure fluid through the high pressure water circulating through the heat exchanger 48. Thus, a total controlled amount is transferred to each of the tubular gas reheaters in a controlled amount to reheat the gas to the required level. Low pressure fluids must be maintained at the lowest level to obtain the required degree of gas reheat. The circulation rate of the high pressure water is adjusted to regulate the temperature control of the low pressure fluid. Since the low pressure fluid is kept at a moderately low temperature, both the high pressure water flow rate and the return temperature are minimized.

온도 감지기(62)는 제어신호를 적산점(summotion point 64)로 보내는 세정기(34)를 떠나는 온도를 감지한다. 신호는 150°에서 250°까지의 요망가스온도를 설정하는 고정점온도(66)과 비교된다. 오차 신호(error signel)는 제어선(68)을 통해 제어밸브(74)를 조절하게 작동기(72)를 작동시키는 제어기(70)로 들어간다. 이것은 공급도관(56)으로 부터 취한 유량과 귀환도관(58)로 귀환하는 유량을 변화시키므로써 가스 재열기(38)을 통하여 지나가는 저압유체의 양을 조절한다.The temperature sensor 62 senses the temperature leaving the scrubber 34 which sends control signals to the summation point 64. The signal is compared with a fixed point temperature 66 which sets the desired gas temperature from 150 ° to 250 °. An error signel enters the controller 70 which operates the actuator 72 to regulate the control valve 74 via the control line 68. This controls the amount of low pressure fluid passing through the gas reheater 38 by varying the flow rate taken from the supply conduit 56 and the flow rate returned to the return conduit 58.

각각의 세정기의 각각은 다른 것들과 병렬로 작동된는 유사한 제어루우프를 갖는다.Each of each scrubber has a similar control loop that is operated in parallel with the others.

저압루우프에 필요한 온도는 가스 재열 표면과 재열된 가스의 필요온도와 가스량의 함수이다. 기술된 장치에서 필요한 온도는 375℉이고 따라서 온도 감지기(76)는 선(78)을 통해 고정점(82)의 온도와 비교하여 적산점(80)에서 제어 신호를 발생한다. 고정점(82)는 375℉에 고정된다. 오차 신호는 제어선(84)을 통해 제어기(86)로 들어간다. 이것은 제어밸브(54)를 조절하도록 작동기(88)을 작동한다. 이 밸브의 조절은 열교환기(48)의 관면을 통과하는 682℉의 고압수양을 변화시키고 그것에 의하여 저압유체의 온도제어 작용을 한다. 도관(44)을 통해 귀환된 고압수의 온도는 480℉이다. 이 귀환된 고압수는 강수관(18)의 윗부분을 통과한 물과 이 귀환수를 균일하게 혼합되도록 흡입매니폴드(20)의 거리에 걸쳐서 골고루 분배된.The temperature required for the low pressure loop is a function of the gas reheating surface and the required temperature and gas volume of the reheated gas. The temperature required in the described apparatus is 375 ° F. and thus the temperature sensor 76 generates a control signal at the integration point 80 compared to the temperature of the fixed point 82 via line 78. Fixing point 82 is fixed at 375 ° F. The error signal enters the controller 86 via the control line 84. This actuates the actuator 88 to regulate the control valve 54. The adjustment of this valve changes the high pressure water of 682 ° F. through the tube surface of the heat exchanger 48, thereby acting as a temperature control of the low pressure fluid. The temperature of the high pressure water returned through conduit 44 is 480 ° F. This returned high pressure water is evenly distributed over the distance of the suction manifold 20 so as to uniformly mix the water passing through the upper part of the downcomer 18 with the return water.

다순환펌프(22)는 원심펌프이고, 로벽관(14)를 통해서 보일러수를 순환시키는 것이 그것의 1차 목적이다. 설명중인 이러한 펌프들은 보통의 정적펌프(constont volume pump)이다. 총 펌프 용량은 18.400gpm이다. 만약 열이 가스재열을 위해 방출된지 않는다면, 펌프는 0.0306ft³/lb의 비체적을 갖는 684℉의 물을 끌어올린다. 이것은 결국 19,340,000lb/hr의 펌프질을 하게된다. 480℉의 귀환온도로 열교환기에 필요한 고압수의 370,000lb/hr의 귀환은 펌프되는 물의 온도를 682°로 감소한다. 이것은 비체적을 0.0299ft³/lb로 감소시킨다. 이제 18,400gpm의 유량은 19,800,000lb/hr의 유량으로 나타난다. 열교환기를 지나는 370,000lb/hr의 삭감으로 19,430,000lb/hr의 나머지 양은 열교환없이 펌프된 양 이상의 실질적인 증가를 나타낸다. 그러므르, 특별한 온도에서의 압력상태는 펌프의 수벽에 해로운 작용을 하지 않을 뿐만 아니라 같은 펌프의 수벽을 통한 순환에 실질적인 이점이 있다.The multi-circulation pump 22 is a centrifugal pump and its primary purpose is to circulate the boiler water through the furnace wall tube 14. These pumps being described are ordinary constant volume pumps. The total pump capacity is 18.400 gpm. If heat is not released for reheating the gas, the pump draws up 684 ° F water with a specific volume of 0.0306 ft ³ / lb. This will eventually pump 19,340,000 lb / hr. With a return temperature of 480 ° F, the return of 370,000 lb / hr of high pressure water required for the heat exchanger reduces the temperature of the pumped water to 682 °. This reduces the specific volume to 0.0299 ft ³ / lb. The flow rate of 18,400 gpm now appears at a flow rate of 19,800,000 lb / hr. With the 370,000 lb / hr cut through the heat exchanger, the remaining amount of 19,430,000 lb / hr represents a substantial increase over the amount pumped without heat exchange. Therefore, the pressure state at a particular temperature not only does not adversely affect the water wall of the pump, but also has a substantial advantage in circulation through the water wall of the same pump.

열교환기의 사용으로 로벽순환의 실질적 증가현상은 물의 비체적이 엔탈피의 변동으로 온도보다 더욱 빨리 고온 고압에서 일어나는 것과 유사하다, 하지만 로벽유량이 증가되지 않더라도 저압루우프의 적당한 최소유랑과 고압루우프의 동시적인 최소유량 및 최소 귀환온도를 사용하므로써 감소를 최소화시킬 수 있다. 순환펌프가 사용되지 않는 곳에서도, 귀환수가 강수관에 있는 물의 밀도를 증가하기 때문에 높은 상태로 귀환되고 따라서 보일러스 순환이 증가된다면 유사한 결과가 얻어질 것이다. 하지만, 순환펌프가 증기 발생기에 사용되지 않는 그러한 상태에서는 분리된 펌프가 고압 재순환루우프에 필요하다.The substantial increase in the furnace wall circulation with the use of heat exchangers is similar to the specific volume of water occurring at higher temperatures and pressures faster than the temperature due to fluctuations in enthalpy. The reduction can be minimized by using minimum flow and minimum return temperatures. Even where a circulating pump is not used, a similar result will be obtained if the return water returns to a high state because it increases the density of the water in the downcomer and thus the boilers circulation is increased. However, in such a state where a circulation pump is not used in the steam generator, a separate pump is required for the high pressure recycle loop.

Claims

It has a steam generator and a number of wet scrubbers, the steam generator goes through a pipe through the furnace wall, the flow passage of water, and a precipitation conduit is installed to recirculate water from the downstream position of the conduit to the upstream position. In a fuel gas reheating device installed to receive the combustion gas from the steam generator and discharge it to the atmosphere, and the reheater transfers heat from the steam generator to the vapor of the gas discharged from each wet scrubber.

A reheater (38, 40) and heat exchanger (48) consisting of tubular heating surfaces, a device for transporting low pressure fluid from the heat exchanger and the gas reheat surface, and a device for recirculating low pressure fluid through the heat exchanger and each gas reheat surface. And a device 44 for circulating high pressure water from the precipitation conduit device 18 through a heat exchanger to exchange heat with the low pressure fluid and to return the high pressure water to the precipitation conduit device. Fuel gas reheating apparatus.