[發(fā)明專利]循環(huán)流化床鍋爐裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380017178.0
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN104246152B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C.恩奧特;P.德雷斯勒;P.高維勒
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電器技術(shù)有限公司
• 主分類號: F01K7/24
• 分類號: F01K7/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐晶,石克虎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及循環(huán)流化床(CFB)鍋爐裝置，其包括固態(tài)粒子在其中流化且化學(xué)反應(yīng)和/或燃燒反應(yīng)可在其中發(fā)生的反應(yīng)器。循環(huán)流化狀況增強粒子的混合以及潛在的放熱或吸熱化學(xué)反應(yīng)。

背景技術(shù)

如果使用多個流化爐柵，則常規(guī)流化床鍋爐的爐子由四個外部側(cè)壁、底部和爐頂及潛在的內(nèi)壁限定，確保與外部的密封。所有這些壁構(gòu)成塵密外殼，包括燃料的固態(tài)粒子在其中流化。所述爐外殼通常用由薄壁管形成的氣密面板制成。將從燃料的燃燒釋放的熱傳遞到在這些管內(nèi)部流動的水或蒸汽以及讓這些管冷卻。

將空氣引入爐中以使固態(tài)粒子流化并且?guī)砣紵枰难鯕狻？墒褂脙蓚€空氣流。一次空氣主要用于使粒子流化，流經(jīng)構(gòu)成爐子的底部的流化爐柵。二次空氣為完全燃燒所需要的另外空氣且如果爐子的底部部分包括雙重流化爐柵且其形狀可描述為褲腿的話，二次空氣經(jīng)位于外部側(cè)壁和/或內(nèi)壁之上的多個開口引入。

另外的加熱表面位于爐子中和/或位于放置在爐子外部的外部裝置中。例如流化床換熱器(FBHE)的外部裝置供應(yīng)有熱循環(huán)固體，這些熱循環(huán)固體被旋風(fēng)分離器捕集并直接經(jīng)由多個管路或經(jīng)安裝換熱器的裝置返回爐子，這允許燃燒釋放的熱到達循環(huán)固體，以便傳遞到水或蒸汽系統(tǒng)。其他另外的換熱器位于煙氣路徑上并構(gòu)成余熱回收鍋爐。煙氣通常從在爐子出口處的溫度800-950℃冷卻到300-350℃，之后進入空氣預(yù)熱器。

當增加鍋爐的熱容量以便發(fā)電時，改變水和蒸汽循環(huán)以改善發(fā)電站的總熱效率。第一步驟將是研發(fā)單一再加熱系統(tǒng)。在高壓(HP)渦輪機排氣處的蒸汽經(jīng)過鍋爐的一個或多個換熱器以便再加熱到高溫，之后進料到中壓-低壓(MP-LP)渦輪機。該基本工藝流程圖在寬范圍的蒸汽參數(shù)，即操作壓力和蒸汽溫度下使用。現(xiàn)今，在鍋爐出口處高達600℃的蒸汽溫度以及300巴的操作壓力是最大發(fā)電站的標準參數(shù)。

不管蒸汽參數(shù)如何，兩個隨后的操作條件都對發(fā)電站的總熱效率具有一定的影響。用于控制在額定溫度下最終再熱蒸汽溫度的噴淋注水在噴淋水流增加1%的主蒸汽流時引起總工廠熱耗通常衰減0.2%。再加熱系統(tǒng)的從HP渦輪機排氣到MP渦輪機入口的壓降也影響著總工廠熱耗。該壓降通常接近HP渦輪機排氣處的蒸汽壓力的8-10%。當該壓降從8%增加到10%時，總工廠熱耗增加0.2%。

關(guān)注于這兩個驅(qū)動因素(driver)，鍋爐制造商已經(jīng)研發(fā)了許多配置來基于經(jīng)濟性盡可能地降低這兩個參數(shù)。研發(fā)了許多配置來實現(xiàn)不用噴淋水如分流旁通(split back-pass)、外部裝置如FBHE或蒸汽旁路。在第一構(gòu)造中，分流旁通裝備有用于平衡兩個單獨路徑之間的煙氣的控制擋板。隨后將煙氣在其中設(shè)有再熱換熱器的路徑中調(diào)整以實現(xiàn)零噴淋水流。該系統(tǒng)有時在商業(yè)上并不被消費者認可，因為存在高灰分煤高速磨損控制擋板系統(tǒng)的危險。

在外部裝置的情況下，將一個或多個再熱換熱器安裝到外部裝置中。熱敏傳感器且因此最終蒸汽溫度通過改變流經(jīng)外部裝置的固體流量來控制。固體流量的控制可用控制閥或任何其他系統(tǒng)完成。所有這些系統(tǒng)都需要適當?shù)恼羝麎航狄栽试S安全且成本有效的材料選擇。還使用蒸汽旁路，但是如果發(fā)生操作條件的一些偏差，可能導(dǎo)致高壓降。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個目的在于提供解決上述問題的循環(huán)流化床鍋爐裝置。

上述目的通過鍋爐裝置完成，所述鍋爐裝置包括：

- 循環(huán)流化床鍋爐，其中使用燃燒來生成蒸汽，

- 高壓渦輪機，在所述鍋爐中生成的蒸汽進入其中，

- 中壓渦輪機，來自所述高壓渦輪機的蒸汽供應(yīng)到其中。

根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括用于將來自在所述高壓渦輪機上游流動的蒸汽的熱傳遞到在所述高壓渦輪機和所述中壓渦輪機之間流動的蒸汽的換熱器。

因此，通過控制從所述高壓蒸汽傳遞到所述低壓蒸汽的熱量，可以在沒有任何注水的情況下且在所述HP渦輪機排氣和所述MP渦輪機入口之間的低壓降的情況下控制在所述中壓渦輪機的入口處蒸汽的溫度。

所述裝置可包括用于控制進入所述換熱器的蒸汽流量的控制設(shè)備。

所述控制設(shè)備可包括安裝在用于將在所述鍋爐中生成的蒸汽導(dǎo)引到所述換熱器中的管道上的閥門和安裝在用于將在所述鍋爐中生成的蒸汽導(dǎo)引到所述換熱器下游的管道上的閥門。

所述裝置可包括用于控制作為在所述換熱器中傳遞的熱的函數(shù)的在所述中壓渦輪機的入口處的蒸汽的溫度的溫度控制設(shè)備。

可將離開所述高壓渦輪機的蒸汽在至少一個再熱器中再加熱，之后將其供應(yīng)到所述中壓渦輪機。