TW313620B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 313620 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明掲示一種蒸氣産生器，其具有一燃燒室用以燃 燒燃料來産生工作媒質。 燃料之内含能量（energy content)在火燒礦物之蒸氣 電廠中轉換成一種技術性可利用形式之能量。在過程中 ，以燃燒燃料來産生熱氣體（hot gas)做為工作媒質。 利用該氣體之熱含量使得蒸氣器中之水局部蒸發及/或 過熱。所獲得之蒸氣導到蒸氣渦輪機，而在該渦輪機處 膨脹，且在膨脹過程中傳輸能量到發電機条統。 在本情形中，尤其化石帶能載體之加熱油、天然氣或 媒使用為燃料。該等燃料之共同特微在於其等在燃燒期 間釋出二氯化磺（C 0 2 )。結果所轉換之碳在燃燒前結‘合 燃料一段時間，因而其被從地球大氣中的二氣化磺平衡 中抽取。因此，該燃料之燃燒促成目前金球位準之 增加。鑑於其造成溫室效應（greenhouse effect),即 ，地球大氣層之連鑛加溫，在蒸氣産生期間利用帶能體 或具有較短二氯化磺週期之諸如生物物質的可再生帶能 體尤其重要。雖然二氧化碩在生物物質，例如稻草之燃 燒期間同樣地釋出二氧化碩（C 0 2 )到大氣中，但是形成 二氣化磺基之碩大致在短時間即混合在生物物質内，使 得生物物質燃燒對於平均二氧化碩位準没有造成明顯增 加。 因此，尤其如同生物物質之稻草經證明為用於蒸氣産 生之一種待別有利的燃料。然而，在稻草做為燃料之蒸 氣産生器之設計中，B證明為有問題，因為稻草中所含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) ， 之諸如氣及鉀的材料在蒸氣産生器之金屬加熱區在高於 攝氏470度以上之蒸氣溫度時開始強烈腐蝕。然而，為 了經濟作業而能以充分高效率來運轉蒸氣産生器，其需 要蒸氣溫度高於攝氏500度。 因此，本發明之目的在設計一種蒸氣産生器，用於在 生物物質做為燃料時來獲得高效率而没有強烈腐蝕發生。 本目的是根據本發明以具有第一燃燒室及第二燃燒室 之蒸氣産生器來獲得，其中第一燃燒室以燃燒第一種燃 料來産生工作媒質，而第二燃燒室用以燃燒第二種燃料 ，該第二燃燒室在工作媒質之流動方向中連接於第一燃 燒室之下游處。 此一蒸氣産生器在使用不同燃料型式期間可以很彈性 方式來適用不同需求。因而可確保在生物物質燃燒期間 避免蒸氣産生器加熱區上腐蝕之待別需求考盧在内，同| 時，在所要求高效率之蒸氣産生器中仍可獲得高溫位準。 在特別優越的發展中，煤，尤其煙煤（bituminous coal)可做為燃料來進給到第一燃燒室，及/或生物物質 ，尤其稻草，可做為進給到第二燃燒室之燃料。因而確 保高效率所要求之例如高於攝氏5 5 0度的蒸氣溫度可在 第一燃燒室之區域内達到，燃燒生物物質之第二燃燒室 區域中之蒸氣溫度低於攝氏470度來避免高溫腐蝕。如此 ，生物物質，尤其稻草可利用做為産生約攝氏47 0度蒸 氣溫度的主要燃料，而僅如同輔肋性火燒之燒煤則 使蒸氣溫度位準自約攝氏47 0度升高至高於攝氏550度。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公釐） --•I. II- n^i - -I —^n !i ·= - ) ........ .........I II - -- - - | ..........、一SJ—-—-I 1 - ----1 - 1........ -------I ml In (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 ^13620 A7 B7 五、發明説明（3 ) 為蒸氣産生器之特別高效率，在作業期間，該第一燃 燒室中所産生工作媒質做為第二燃燒室中之燃燒空氣。 為本目的，第一燃燒室可權宜地以過量空氣來作業，尤 其以實際空氣供給量對化學計算燃燒所需要空氣量之過 量空氣bb值約為2.5。此外，在第一燃燒室以過量空氣 作業期間，工作媒質之煙道氣（flue-gas)溫度可低到約 攝氏1050度，以避免加熱區之灰熔（ash fus ion )及其導 致之污染。 尤其為在蒸氣産生期間確保適當熱傳遞，蒸氣産生器 外壁權宜地包含許多蒸氣産生器管。蒸氣産生器可視工 作壓力在本情形中設計成一種一次流過蒸氣産生器，一 種強迫循璟蒸氣産生器、或一種自然循環蒸氣産生器。 為以特別可靠方式來確保高效率所要之高蒸氣溫度位 準，權宜地提供許多超加熱器之加熱區。在此，在'特別 優越之發展中，第一超加熱區配置在第二燃燒室之煙道 氣區，而第二超加熱區配置在第一燃燒室之煙道氣區。 如此，蒸氣産生器之工作參數可以特別彈性方式來適應 第一及第二燃燒室' 之煙道氣溫度位準。 為進一步改善效率，在燃燒期間藉由與所産生之煙道 氣熱交換來預熱空氣的熱交換器權宜地連接在第一及/ 或第二燃燒室所連接之空氣供給管路。 本發明所獲得之優點，其事實在於特別地將第二燃燒 室於下游連接在笫一燃燒室後之工作媒質《，其可使用 生物物質做為主燃料，’但是，仍可確保蒸氣産生器之高 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ΙΓΙΜ-----Λ ------IT------Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印笨 A7 B7 五、發明説明（4 ) 效率同時避免在加熱區上之高溫腐蝕。此外，使用煙煤 做為輔肋燃料，尤其與諸如純燃料加熱油或天然氣的替 代輔肋燃料相較，其確保此蒸氣産生器之經濟作業。 y 本發明之示範實施例以參照附圖來詳細説明，其中該 附圓圖示一蒸氣産生器。 根據附圖之蒸氣産生器1經其水進給供應管路2及經 其蒸氣側出口 4來連接到蒸氣渦輪機（未圖示）之水/蒸 氣管路。因此，水進給供應管路2經一預熱器或節熱器 6連接到許多蒸氣産生器管8,該管為蒸氣産生器1之 外壁1 0部份。後者在出口侧上連接到第二高壓超加熱器 14,其導入蒸氣産生器之蒸氣側（stea®-side)出口 4内。 用於具有多數壓力階段之蒸氣渦輪機，第一再加熱器. 16附加地配置在蒸氣産生器1中。該再加熱器16在入口 側上連接到蒸氣入口 18,及在出口側上連接到同樣配置’ 在蒸氣産生器1且導入蒸氣入口 22内的第二再加熱器20 。蒸氣入口 1 8視蒸氣渦輪機之設計，可連接到例如蒸氣 渦輪機的第一或高壓部之蒸氣出口，且蒸氣出口 22可連 接到蒸氣渦輪機之第二或中間、或低壓部的蒸氣入口。 蒸氣産生器1包含一第一燃燒室24,其用於以燃燒第 一種燃料K來産生工作媒質A。因而，較佳地，第一種. 燃料K是煤，尤其是煙煤。更進一步，蒸氣産生器1包 含一第二燃燒室，其配置或連接在工作媒質A流動方向 中之第一燃燒室24的下游處，用於燃燒第二種燃料。在 此，後者較佳地是生物物質，尤其稻草。在本情形中， -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注項再填寫本頁)

X 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 燃燒室24及26之配置方式使得第二高壓超加熱器14及第 二再加熱器20配置在第一燃燒室24之煙道氣區，而第一 高壓超加熱器12及第一再加熱器16配置在第二燃燒室26 之煙道氣管道中。 第一燃燒室24所連接之空氣供應管路30，恰和第二燃 燒室所連接之空氣供應管路32相同，自共用空氣供應管 路34來進給。空氣供應管路34連接在熱交換器36之二次 側。後者連接在燃燒期間所産生排放氣或煙氣之排放氣 流的一次側上。因此，熱交換器36使用為空氣預熱器。 在蒸氣産生器1之作業期間，煙煤做為燃料K來進給 到第一燃燒室24。為避免灰熔及形成加熱區之污染，燃 料K之燃燒實施方式使得在第二'高壓超加熱器14區域中 於燃燒期間所産生工作媒質A的溫度在約攝氏1050度。 為本目的，第一燃燒室24之燃料K以過量空氣來工·作， 尤其是大約2.5倍之過量空氣比值。工作媒質之一部份 熱含量經蒸氣産在器管8來傳送到流經後者之水/蒸氣 混合器。工作媒質A之熱含量的又一部份經第二高壓超 加熱器14及第二再加熱器20來傳送到流過該等加熱器之 蒸氣，使得到達高效率之蒸氣溫度約攝氏550度。因此， 工作媒質A冷卻到約攝氏55 0度，然後做為燃燒空氣來 進給到第二燃燒室26。本情形中，第二燃燒室26例如可 以格柵（grate)36[Sic]和用於稻草燃燒之第一燃燒室24 的煙道氣區分離。 除了工作媒質A,生物物質，尤其是稻草做為第二種 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 燃料S之外，如果需要，則經空氣供給管路32來進給更 秦燃燒空氣到第二燃燒室26。燃料S在第二燃燒室26中 燃燒使得所産生煙道氣-在熱發射到蒸氣産生器管8中 所裝載的水/蒸氣混合物之後-具有約攝氏850至δ80度 之溫度。在此一溫度，可使用各種生物物質做為燃料S ,不會因為灰熔而在加熱區發生過度污染。 煙道氣R之部份熱含量經第一高壓超加熱器12,第一 再加熱器16、蒸氣-産生器管8及節熱器6來傳送到其 等所裝載之水或蒸氣。過程中，蒸氣溫度不超過攝氏470 度，因此即使生物物質使用做為第二種燃料S時加熱區 也不會發生高溫腐蝕。煙道氣R在過程中冷卻到約攝氏 350度。煙道氣R其他部份之熱含量經用於空氣預熱之 熱交換器36來傳送到燃燒空氣，該燃燒空氣進給到第一 燃燒室24及/或第二燃燒室26。 因此，在此一蒸氣.産生器1中，可使用生物物質，尤 其是稻草做為主燃料來産生到逹約攝氏470的蒸氣溫度。 本情形中，加熱區之腐蝕輕徹，所以蒸氣産生器1具有 特別長之使用蒹命。此外連接該第一燃燒室24在上游處 ，也可獲得超過攝氏550度之特別有助於高效率的蒸氣 溫度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 ::: ' — * * W_-. "W 經濟部中央標隼局身工消費合作社印裝 1. 一種蒸氣産生器Π),其具有以燃燒第一種燃料（K)來 産生一工作媒質U)之第一燃燒室（24)、及具有燃燒 第二種燃料（S)之第二燃燒室（26),該第二燃燒室（26) 連接在該工作媒質（A )流動方向中的該第一燃燒室（24) 之下游處。 2. 如申請專利範圍第1項之蒸氣産生器，其中煤可做為 燃料（K )來進給到該第一燃燒室（2 4 )。 3. 如申請專利範圍第1項之蒸氣産生器，其中生物物質 可做為燃料（S)來進给到該第二燃燒室（26)。 4. 如申II專利範圍第2項之蒸氣産生器.其中生物物質 可做為燃料（S)來進给到該第二燃燒室（26)。i 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之蒸氣産生器， 其中在其工作期間.該第一燃燒室（24)中所産生工作 媒質（A)做為在該第二燃燒室（26)中之燃燒空氣。 6. 如申請專利範圍第1項之蒸氣産生器其中其内壁（1〇) 包含許多蒸氣産生器管（3.)。： .. 7. 如申請專利範圍第5項之蒸氣産生器，其中其内壁（10) 包含許.多蒸氣産生器管（8.)。 、 8. 如申諳專利範圍第1或6項之蒸氣産生器，其中在該 蒸氣産生器中提供許多超加熱器加熱區（12、14、16、 9·如由請專利範圍第7項之蒸氣産生器，其中在該蒸氣 産生器中提供許多超加熱器加熱區（12、14、 16、20) -10 本紙張尺度適用中國國家榡卒（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Τ f-n 1!, A ' Ha i m Α8 ^ 08^13620 §8六、申請專利範園 經濟_令夬樑隼局貝X消費合作社印策 10. 如申請專利範圍第8項之蒸氣産生器，其中該第—超加 熟器加熱區（12、16)配置在該第二燃燎室（26)之煙道 氣區中：且其中第二超加熱器加.熱區（14、20)配置在 該第一燃燒室（2 4)之煙道氣區中β ,、 一 11. 如申諳專利範圍第9項之蒸氣産生器，其中該第一超加 熱器加熱@(12.、16)配置在該第二燃燒室（26)之煙道 氣區中.且其中第二超加熱器加熱區（14、20)配置在 該第一燃燒室（24)之煙道氣區中。 12..’如由請專利範圍第1項之蒸氣産生器，其中一用於預熱 空氣之熱交換器（3 S )配置在連接 '到詼.第一及/或該第 二燃燒室（24、26)的空氣供應管路（30、32、3 4)中’ 和燃燒期間所産生煙道氣（R)來熱交換 13. 如申諳專利.範圍第10項之蒸氣産生器，其中一用於預熱 空氣之熱交換器（36)配置在連接到該第一及/或該第 二燃燒室（24、26)的空氣供應管路（3G.. 32、34)中，.和 燃燒期間所産生煙道氣（R )來熱交·換。 14. 如申請專利範圍第11項之蒸氣産生器，!其中一用於預. • .· .熱空氣之熱交換器（3 6)配置在連接到詼第一及/或 該第二燃燒室（24、25)的空氣供應管路（30 _、32、34) 中，和燃燒期間所産生煙道氣（R)來熱交換。 15. ‘如申請專利範圍第10項之蒸氣産生器，其中該第一超 加熱器加熱區〇2、1 6)中所産生蒸氣溫度沒有超過約攝氏 470度的極大值。 — 11—

   本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) Α4規格U10 X 297公釐} A8 B8 31S62Q_ ds___ 六、申請專利範園 . 16. 如申諳專利範圍第11項1之蒸氣産生器，其中该第一超 • . 加熱器加熱區〇2、1 6)中所産生蒸氣溫度句有起過約攝氏 470度的極大值。 17. 如申諳專利範圍第12項之蒸氣産生器，其中該第一超 加熱器加熱區〇2、1 6)中所産.生蒸氣溫度沒有超過約攝氏 470度的極大值。 18. 如申請專利範圍丨第13‘項之蒸氣産生器，其中該第一超 加熱器加熱區（12、1 6)中所産生蒸氣溫度沒·有超過約攝氏 470度的極大值。 19·如申請專利範圍第14項之蒸氣産生器.其中該第一超 加熱器加熱區〇2、1 6)中所産生蒸氣溫度没有超過約攝氏 470度的極大值。 (請么閎讀背面之注意事項再私寫本頁) 訂 經濟部中夹揉隼扃身工消費合作社"束 -12- 本紙張尺度適用中國國家总隼（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐）