CN1130517C - 燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉和其运作方法 - Google Patents

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Abstract

多压级热回收蒸汽锅炉(7)具有基本包括低压燃料节省器(15)、低压鼓(17)和低压蒸发器(16)的循环蒸汽发生器和基本包括高压燃料节省器(21)、高压蒸发器(22)和高压过热器(23)的强制直通蒸汽发生器，通过高压供给泵(20)从循环蒸汽发生器的蒸汽鼓(17)向高压燃料节省器(21)供料，在高压蒸发器(22)和高压过热器(23)之间设置分离瓶(25)，分离瓶通过再循环管线(26)与蒸汽鼓(17)连通。起动直到满足蒸发器(22)排出的过热条件时，高压饱和水通过分离瓶(25)再循环到循环蒸汽发生器的鼓17中。

Description

燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉和其运作方法
技术领域
本发明涉及一种多压级热回收蒸汽锅炉。本发明也涉及一种用于运作所述锅炉设备的方法。
背景技术
EP0359735A1公开了这种类型的燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉。该锅炉基本上由一个低压级循环蒸汽发生器和一个高压级连续蒸汽发生器组成，在高压蒸发器和高压过热器之间设置一分离瓶，分离瓶通过一可封闭的管线与低压蒸汽鼓或另一个系统连通。在此设备中，低压蒸汽鼓带有一体安装的热脱气装置并具有过去通用的供水容器的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种上述类型的设备，它要运行方式上具有尽可能大的灵活性。
按本发明，此目的是这样实现的，即提出燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉，该锅炉具有至少一个包括一个低压节煤器、一个低压鼓和一个低压蒸发器的循环蒸汽发生器，及具有至少一个包括一个高压节煤器、一个高压蒸发器和一个高压过热器的强制连续蒸汽发生器，该高压过热器的出口侧与一个具有冷凝器的蒸汽透平设备连通，通过一个高压供给泵从循环蒸汽发生器的低压鼓向高压燃料节省器供给工作介质，在高压蒸发器和高压过热器之间设置一个分离瓶，分离瓶通过一条可封闭的再循环管线与低压鼓连通，其特征在于，分离瓶通过一条可封闭的水管线也与冷凝器连接。此外，本发明也提出用于燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉的运作方法，此锅炉具有至少一个包括一个低压节煤器、一个低压鼓和一个低压蒸发器的循环蒸汽发生器，及具有至少一个包括一个高压节煤器、一个高压蒸发器和一个高压过热器的强制连续蒸汽发生器，此高压过热器向一个后置的、具有一个冷凝器的蒸汽透平设备供给蒸汽，同时，通过高压供给泵从循环蒸汽发生器的低压鼓向高压燃料节省器供给工作介质，工作介质从高压蒸发器导入一个分离瓶，分离瓶通过一条可封闭的再循环管线与蒸汽低压鼓连通，运作所述设备方法的特征在于，在起动直到高压蒸发器出口处达到过热条件时，高压饱和水通过分离瓶再循环到循环蒸汽发生器的鼓中去。
当由于冷起动，分离瓶和低压鼓之间的压差不足，和/或当分离瓶内水位较高时，就应长时间排出再循环水，直至出现足够的压差、及直至水位降至正常值或甚至在高压蒸发器出口处达到过热条件。如果对水的质量没有怀疑，则应把再循环水从分离瓶中直接排入蒸汽透平设备的冷凝器中，以使其处于循环运作中。
此外本发明的优点在于，通过分离瓶保证了一次蒸汽的不断过热并防止了水侵蚀。
附图说明
附图1示意性地借助燃气一蒸汽-发电设备描述了本发明的实施例的示意图，其中只示出了与本发明相关的基本元件，工作介质的流动方向用箭头表示。
具体实施方式
参照唯一的附图1，在燃气透平系统中通过管1吸入的一次空气在压缩机2中被压缩到工作压力，压缩空气例如在由天然气点燃的燃烧室3中强烈加热，这样形成的燃烧气体有效地在燃气透平中减压。获得的能量传到发电机5或压缩机2上，燃气透平的热废气通过管线6从燃气透平的出口送到热回收蒸汽锅炉7，而放出热量后通过管线8和烟囱(未示出)排到户外。
在水/蒸汽循环中，多级式蒸汽透平设置在燃透平的同一轴上，在低压透平设备11中减压的工作蒸汽在冷凝器13中冷凝，冷凝液借助冷凝液泵14直接送到热回收蒸汽锅炉7中，值得注意的是其设备设有通常的全由抽出的蒸汽加热的低压预热器、储水容器和高压预热器。
热回收蒸汽锅炉7为一直立式锅炉构成并按双压蒸发程序在上述情形下工作，当然也可使卧式锅炉。
低压系统由具有低压鼓17的循环系统组成，在此选择强制循环系统，它在蒸汽锅炉烟气道中包括通有冷凝液的低压燃料节省器，低压蒸发器和低压加热器19。低压蒸发器通过循环泵18与低压鼓17连通，过热蒸汽通过低压蒸汽管线28送入中压蒸汽透平设备10的适合级中。
高压系统为强制直通系统，因此它可被设定到上限参数也可设计到下限参数，它在蒸汽锅炉燃气管线中包括高压燃料节省器21、高压蒸发器22和高压过加热器23。工作介质通过高压供给泵20从低压鼓17中输送到高压燃料节省器21中，以这样的方式可以省去通常的供水容器，过热蒸汽通过一次蒸汽通道24送入高压蒸汽透平设备9中。
为了相分离设有一分离瓶25，高压蒸发器22的出口通入其中，分离瓶25例如与低压鼓17同高设置，它们上端与高压过热器23连通，下端具有泄放管线29，从分离瓶25的下端再引出一再循环管线26，它具有一截止阀30并通过低压鼓17。从再循环管线26上分出通向冷凝器13的另一水管线31，而在该水管线上还设置一截止阀32。
在高压透平设备9对蒸汽进行部分减压后，其蒸汽在转移到中压透平设备10之前被再加热，在本例中其为在蒸汽锅炉中位于高压过热器23上方设置的再加热器27上完成的中间过热的再加热。
通过循环系统和直通系统中的压力和流量变化用蒸汽锅炉可以打开组合程序的另一部分。
下面描述在滑动压强过程中工作的设备的作用，把蒸汽锅炉有意义地分配给低压系统和高压系统的流量比例1定为1∶4或1∶5。
在起动各过热器19，23和再加热器27时首先将低压系统和高压系统充满水，通过循环泵18保证低压系统的循环，通过地理高度，压力差以及泵并通过低压系统中的分离瓶25和再循环管线26同样保证高压系统的循环。
而后起动燃气透平，其废气流入热回收蒸汽锅炉7并在那加热在热交换器上循环水，通过循环直到满足高压蒸发器22排出的过热条件高压直通系统的热量被送到低压循环系统的低压鼓17中，这样使得保持起动时蒸汽锅炉部分的热量，由于不需要通过冷却系统将热量散到环境中，从而保证了经济起动。
到达沸点时，蒸汽锅炉产生蒸汽，在湿蒸汽(即处于饱和或沸点的饱和蒸汽)达到进入分离瓶25时，被分开的蒸汽流入高压过热器23和被分开的水流入低压系统中，即低压鼓17。低压循环系统最初的蒸汽通过再循环高压饱和水减压而从分离瓶25中产生，因此在低压鼓17中提前提供蒸汽透平迷宫式密封需要的密封蒸汽和冷凝器13抽真空需要的喷射蒸汽。
分离瓶25用于保持高压过热器23随时干燥并由蒸汽锅炉提前排出过热蒸汽，一旦在高压蒸发器22中达到稳定工作需要的压力，可以用一次蒸汽起动滑动压强操作的蒸汽透平。
通过改变起动开动的低压循环系统和高压直通系统以及再循环流体的压力可以根据设备的具体情况改变产生蒸汽的起始点以及蒸汽参数的压力，温度，流量，这样保证了起动的高稳定性。
调节只是通过控制转速高压供给泵20实现，因此，一次蒸汽温度通过流量调节，当然具有如此准确的常转速的高压供给泵20是由通过连续对所希望压力供给水的节流而工作的。
所述起动过程特别适于设备的热起动。
冷起动是另一种情况，它适于防止水和水份破坏透平设备，一般在冷起动时供给水至少部分地绕高压供给泵20循环，由于节流高压供给泵20流量减小，管线和附件，压力损失以及必要时打开的泄放管线29将分离瓶25的压力降低，以保证低压鼓17的再循环。应注意的另一事实是，压力下降饱和水蒸发导致侵蚀和水锤。补救措施是再循环水至少部分地流出直到满足高压蒸发器22排出的过热条件。分离瓶的循环水例如可以通过水管线31直接输送到冷凝器13或通过泄放管线29排掉，这样人们可以长时间停机后进行冷起动，因为水质量是值得怀疑的。
通过开始产生的蒸汽提高分离瓶25中的压力，分离瓶中的水在标准条件下以及在足够的压差下为3巴，在分离瓶25和低压鼓17之间高压水从分离瓶25借助压差再循环到循环蒸汽发生器的低压鼓17。其方法改变的优点在于省去了输送泵和分离瓶25水平线与低压鼓17之间的地理高度差，它常常导致强制配置，特别是对投资起负作用的专用蒸汽锅炉架的配置。
另外，分离瓶25在高水位，在低压时或循环的压差小或湿度大时，其优点在于使再循环水具有足够大的压差用于再循环或满足的高压蒸发器22排出的过渡条件，而后导入低压鼓17。
基本原则是有目的快速起动或多节能，使尽可能多的水从分离瓶25再循环到低压鼓17。
显然本发明不仅限于所示和描述的实施例，还可考虑多的压力过程，从循环系统的鼓提供强制直通工作时的压力级。在不能使用所述强制循环的低压系统时自然使用好的自然循环系统。另外本发明不受现有过热器和中间过热器的约束，在所述的实施方案有偏离时，根据它选择地理高度或压差用于从分离瓶到低压鼓的再循环，由此可以设置一独立的循环泵。

Claims (4)

1.燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉(7)，该锅炉具有至少一个包括一个低压节煤器(15)、一个低压鼓(17)和一个低压蒸发器(16)的循环蒸汽发生器，及具有至少一个包括一个高压节煤器(21)、一个高压蒸发器(22)和一个高压过热器(23)的强制连续蒸汽发生器，该高压过热器的出口侧与一个具有冷凝器(13)的蒸汽透平设备(9；10；11)连通，通过一个高压供给泵(20)从循环蒸汽发生器的低压鼓(17)向高压燃料节省器(21)供给工作介质，在高压蒸发器(22)和高压过热器(23)之间设置一个分离瓶(25)，分离瓶(25)通过一条可封闭的再循环管线(26)与低压鼓(17)连通，其特征在于，分离瓶(25)进一步通过一可封闭的水管线(31)也与冷凝器(13)连通。
2.用于燃气加热多压级热回收蒸汽锅炉(7)的运作方法，此锅炉具有至少一个包括一个低压节煤器(15)、一个低压鼓(17)和一个低压蒸发器(16)的循环蒸汽发生器，及具有至少一个包括一个高压节煤器(21)、一个高压蒸发器(22)和一个高压过热器(23)的强制连续蒸汽发生器，此高压过热器向一个后置的、具有一个冷凝器(13)的蒸汽透平设备(9；10；11)供给蒸汽，同时，通过高压供给泵(20)从循环蒸汽发生器的低压鼓(17)向高压燃料节省器(21)供给工作介质，工作介质从高压蒸发器(22)导入一个分离瓶(25)，分离瓶(25)通过一条可封闭的再循环管线(26)与蒸汽低压鼓(17)连通，其特征在于，在起动时、直至高压蒸发器(22)出口处达到过热条件时，高压饱和水经过循环蒸汽发生器的分离瓶(25)再循环到中循环蒸汽发生器的低压鼓(17)中去。
3.如权利要求2的方法，其特征在于，在分离瓶(25)的标准水位下和在分离瓶(25)和低压鼓(17)之间的压差足够时，高压饱和水通过分离瓶(25)只借助压差再循环到循环蒸汽发生器的低压鼓(17)中。
4.如权利要求2的方法，其特征在于，在为了冷起动，分离瓶(25)和低压鼓(17)之间的压差不足够时或/和在分离瓶(25)内的水位过高时，排出再循环水，直到具有足够的压差，或水位下降到标准值或满足高压蒸发器(22)排口处的过热条件。
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