[發明專利]一體化分流水盤管空氣加熱器和省煤器(IWE)

有效

• 申請號: 201010176763.3
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN101832546A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: B·J·瑟尼;W·R·斯特戈沃特;M·J·阿爾布雷克特;G·B·布瑞楚;K·R·托馬斯;J·E·摩納希利
• 申請（專利權）人: 巴布科克和威爾科克斯能量產生集團公司
• 主分類號: F22D1/38
• 分類號: F22D1/38
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

相關申請的交叉引用

本申請要求美國序列號為No.61/158,774、標題為“IWE”，申請日為2009年3月10日的臨時申請的優先權，該文獻所披露的內容在此通過引用與本文完整闡述的內容作為參考。

技術領域

本發明總的來說涉及鍋爐和蒸汽發生器領域，特別地，涉及用于加熱燃燒空氣的空氣加熱器。

背景技術

管狀空氣加熱器是主要的空氣加熱機構，具有水盤管空氣加熱器(WCAH)作為普遍使用的備選方案。管狀空氣加熱器或者WCAH現在被用于將燃燒空氣加熱到特定的操作溫度。當使用WCAH作為熱源的時候，鍋爐給水的全部水流被用作熱交換媒介。隨著空氣被加熱，給水的溫度降低。離開WCAH的給水于是被送到省煤器，在那里它被用來降低鍋爐煙氣的溫度。在特定情況下，管狀空氣加熱器(TAH)與WCAH聯合使用獲得一個更低的最終排氣溫度。隨著煙道氣體溫度的降低，TAH和WCAH的尺寸增加。空氣加熱器的尺寸隨著氣體溫度降低到325℉以下會顯著增加。現有技術受到給水溫度、煙道氣體溫度和所需的燃燒空氣溫度的限制。

授予小Clayton等人的美國專利3,818,872披露了一種裝置，該裝置通過為圍繞該裝置的省煤器的引入給水水流中的一些設置旁路，而在低負荷情況下保護具有再流通回路的直流蒸汽發生器的爐膛壁。

授予Hamabe的美國專利4,160,009披露了一種包含除氮器的鍋爐裝置，該除氮器使用催化劑，而且被安置在用于除氮器的催化劑的最佳反應溫度區域中。為了控制該最佳反應溫度區域中的燃燒氣體的溫度，該區域適應于通過控制閥與高溫氣源或者低溫氣源相連通。

授予Wiechard等人的美國專利5,555,849披露了一種用于氮氧化排放物的催化還原的氣體控制系統，在低負荷操作期間，為了維持煙氣的溫度達到NOx催化還原所需要的溫度，通過將部分流體供給到旁通線路而使這些給水旁通過系統的省煤器，以維持一個期望的煙氣溫度到催化反應器。

授予Albrecht等人的公開專利申請US?2007/0261646和US?2007/0261647(其中披露的內容在此通過引用與本文完整闡述的內容作為參考)披露了一種多通路的省煤器和用于SCR溫度控制的方法，其中維持期望的省煤器出口氣體溫度，橫跨包含多個具有與煙氣接觸的表面的管狀結構的鍋爐負荷范圍。每個管狀結構可以包括多個往復地水平或者垂直布置在省煤器內的蛇形管或線狀管，而且每個管狀結構具有一個獨立的給水入口。

現有技術典型的是在鍋爐系統的煙道處或附近提供煙氣，最好在300℉以上。如果所披露的系統能夠經濟地降低該煙氣的排出溫度將是有益的。

發明內容

本發明的一個目的是獲得一個比現有技術盡可能經濟的更低的鍋爐用最終出口氣體溫度。本發明提高了給水和煙氣之間的驅動力。這種提高了的驅動力改善水和煙氣之間的傳熱，致使與使用傳統裝置相比所需的熱交換面積更小。

為了提高省煤器內的驅動力，在水和煙氣之間的對數平均溫差(LMTD)被提高到現有技術可達到的數值之上。使用現有技術，在一定條件下，LMTD不能提高到足以允許熱交換發生。本發明通過提高經過省煤器的水流的僅僅一部分的LMTD，同時最小化為維持水流通過省煤器發生的熱交換以解決這個問題。

根據本發明，一體化水盤管空氣加熱器(WCAH)和省煤器(此后一起被提到或稱為IWE)在WCAH和省煤器內提供多個水流途徑。給水的全部流動作為一個單獨的水流或多個水流進入IWE。無論是在WCAH的外部或者曾經在IWE的WCAH部分的內部，給水水流被分成兩股或者更多股水流(分流WCAH)。基于期望的操作條件，分流之間的水流存在偏差。

表現本發明特性的各種新穎性特征通過隨后的權利要求的特性所指出，而且形成本公開的一部分。為了更好的理解本發明，操作優點和詳細的有益效果通過其使用獲得，參考隨后的說明本發明優選實施例的附圖和文字描述。

附圖說明

在附圖中：

圖1是本發明的IWE的一個實施例的示意圖；

圖2是本發明的IWE的另一個實施例的示意圖；

圖3是本發明的具有多個獨立的省煤器預熱管(bank)的IWE的又一個實施例的方塊圖；

圖4是本發明的IWE的又一個實施例的示意圖；

圖5是包含根據附圖1的本發明的IWE的鍋爐爐膛部分的示意圖；

圖6是與圖5相似、但包含本發明的又一個實施例的IWE的鍋爐爐膛部分的示意圖；

圖7是與圖5相似、但包含本發明的再一個實施例的IWE的鍋爐爐膛部分的示意圖。

具體實施方式