循环式流化床蒸汽发生器中再加热器的保护制造技术

循环式流化床燃烧系统中位于分立的流化床热交换器中且在停电或透平跳闸之后受热而没有经过任何冷却的最后再热器，通过使来自过热器出口的一部分蒸汽流过一个常闭的高压降阀并进入最后再热器来进行冷却。最后再热器下游的一个阀门也打开让流体流过。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及循环式流化床燃烧系统在非正常条件下，即流到再加热器的流体中断时，保护该系统的再加热器表面的一种方法。流化床燃烧之所以有利，是有许多原因的。其突出的特点是无需使用烟道气洗涤塔就能在环境保护容许的条件下燃用高硫燃料。在流化床燃料烧过程中，燃料中所含的大部分硫为流化床中的吸附物质(通常是石灰石)所除去。在此过程中，由于燃烧反应的温度低，因而产生的氧化氮不多。流化床燃烧的其中一个类型是循环式流化床系统。在这种系统中，炉中的气流速度为一般鼓泡流化床系统的3至4倍。微小的固体粒子通过流化炉被带到上方，整个炉内到处都有密度较低的气态/固态混合物。由于固体通过炉子的速度比气体慢得多，因而固体在炉中的停留时间特别长。停留时间长，再加上粒度小，使燃烧效率和除硫量都高，同时减少吸附用的石灰石的进料量。在循环式流化床燃烧系统中，从炉中带出的固体由旋风分离器从气体中分离出来。从旋风分离器低部排出的固体通过密封罐或虹吸密封槽。在有些设计中，一部分固体可引到流化床热交换器，其余的固体回头再注入炉子中。从流化床热交换器的固体中抽取的热量可以用来进一步进行蒸发、过度加热和/或再加热。为防止在低压蒸汽透平各级形成过量的水分，通常的作法是中断膨胀过程，清除蒸汽，在恒压用于再加热，然后将其送回到低压透平各级。这叫做再热循环。在循环式流化床系统中，这个再热过程是在炉子的对流通道、在流化床热交换器中或两者结合起来使用的情况下进行的。使用热回收流化床系统进行再加热时，无论是单独使用再加热或与对流通道中的再加热结合使用，当出现失常情况，例如停电或透平跳闸时，就会出问题，这时流到再热器的流体中断，而再热器表面却继续暴露在热源之中。本专利技术的目的是在正常流体流中断时给循环式流化床和燃烧系统的流化床热交换器中的再热器提供流化流。更具体地说，本专利技术涉及在最后过热器之后、在停电或透平跳闸从而使再加热器的正常流化流中断时使来自的主管线的蒸汽流改向，给再热器提供流化流。附图示出了装有本专利技术的再加热器保护系统的整个循环式流化床燃烧系统。参看附图。图中示出了以流化床炉12为主的典型循环式流化床燃烧系统。煤和石灰石分别从料斗14和16加入炉子中。一次流化空气通入炉底18的充气室中，二次燃烧空气从20处通入。炉12底部铺有耐火砖，保护它免受侵蚀和腐蚀。炉12的上部分有能蒸发的水冷璧。水冷壁产生的蒸汽经管线22通入蒸汽罐24中，同时水经管线26供到水冷壁上。随同烟气从炉12一齐带走的固体在旋风分离器28中从烟气中分离出来。固体从旋风分离器底部排出，按本专利技术的办法处理，这稍后即将说明。烟气从旋风分离器28的顶部出来，进入沟道30，并通过对流部分32。接着，烟气一般是在集尘器中处理，并用于加热输进来的通入烟道之前的燃烧空气。饱和蒸汽离开罐24，进入汽冷沟道30和对流部分32中，并通入和通过第一对流管排34，然后进入第二对流管排35(在某些设计中，这是最后过热器)。接着，蒸汽进入流化床热交换器50中进行最后过热，然后通过管线51进入高压透平中。高压透平36的排出料38通到对流部分32中的初始再热部分40，在那里蒸汽经过部分再加热。蒸汽从再热部分40出来，送到流化床热交换器44中的最后再热部分42，这稍后即将说明。经再热过的蒸汽这时送到低压透平46中。低压透平46的排出料48通常通过废气预热部分(图中未示出)送回锅炉。旋风分离器28的底部有一个密封罐或虹吸密封槽52，这是个非机械阀，其作用是顶着炉压将旋风分离器中收集到的固体送回炉12中。固体向下流到入口侧，向上流到出口侧，然后在沟道54中返回炉中。该密封罐的底部部分通常处于流化状态，使密封罐中的物质按不同的层次在各边排列。层次的差别对应于密封罐两端的压力差。因而进入入口侧的固体取代在出口侧流出的固体。密封罐52的下部分有一个固体抽取管56，管上装有固体流调节阀58。这种阀在个别情况下叫做旋塞阀，用来调节固体的流量。该阀58用来控制从密封罐52提取、引入外流化床热交换器44的热量，从而调节再热蒸汽的温度。流化床热交换器44是鼓泡式流化床热交换器，由若干用堰板分隔开的小室组成，各小室中装有过去叫做最后再热部分42的浸渍管束和最后过热器50。热固体通过沟道56进入热回收流化床系统44，在沟道56中流化，并将热量传统热交通器表面42和50。固体起初进入固体分配室64，然后缓缓从一个小室通到另一个小室，再通过出口管66返回炉12中。热回收流化床系统用的流化空气通过管线68提供，并通入各小室中。停电或透平跳闸时，通入炉12的燃料、石灰石和空气等物料流中断。供水的水流可能持续下去也可能中断，而通过水冷壁流通，过热器则在减压的情况下继续运行。虽然通过主回路(水冷壁、过热器等)的流化流持续着，但再也没有流化流从高压透平并通过再热器部分40和最后再热器42流出。由于处于非流化状态的固体没有覆盖住流化床热交换器中再热器的整个表面，因而埋置在固体中的管道和不埋置的管道其交热和膨胀的速度不同。本专利技术在正常的再热器回路的料流中断时通过最后再热器42提供流化流，防止再热器金属不均匀受热。由于跳闸或停电之后仍然有流化流流过主回路，因而最后过热器50的出口处继续有流体源(蒸汽或水)。因此，带阀门72的管线70将最后过热器50的出口管线51与最后再热器42的入口连起来。阀门72是电动阀门，在正常情况下关闭，且设计得使其在停电时打开。该阀门具有很高的压力降，因此它打开时，来自过热器约2270磅/平方英寸表压和1005°F的高压蒸汽降到大约700磅/平方英寸表压和930°F。这些温度和压力仅仅是举例而已，而不是对本专利技术的限制。管线70和阀门72系设计得使其将过热器的一小部分足以冷却再热器的蒸汽提供给再热器。例如从过热器流出的蒸汽，大约7％至10％就足以解决问题，但这视乎各流化床装置的具体设计而定。为了使该通过最后再热器改向的蒸汽具有合适的流量，在最后再热器42下游配置了一个排气管或排料管线74和阀门76。阀门76和阀门72一样，设计得使其在正常情况下关闭，并在停电或透平跳闸时与阀门72一齐打开。阀门76一打开，蒸汽就可以通过最后再热器自由流通。蒸汽会清除最后再热器的热量，并协助维持管线热胀均匀和在容许范围内，而且还使锅炉无需电力就可以安全降压。权利要求1.循环式流化床燃烧系统的一种操作方法，该系统有一个过热器回路和一个再热器回路，其中来自流化床炉的流化固体从烟气中分离出来之后，起码一部分经分离的固体送入包含有所述再热器回路的起码一部分的外流化床热交换器，所述操作方法的特征在于，它包括下列步骤a.确定使流过所述再热器回路所述部分的正常再热器流体流终止的条件；b.根据所述确定条件打开一个阀门，并将来自所述过热器回路的流体送进所述再热器回路的所述部分；c.打开所述再热器回路所述部分下游的一个排气阀，使流体流可通过并冷却所述再热器回路的所述部分。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体是蒸汽。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过热器回路的所述蒸汽在进入所述再热器回路的所述部分之前先降压。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述压力在所述阀门中减压。全文摘要循环式流化床燃烧系统中位于分立的流化床热交换器中且在停电或透平跳闸之本文档来自技高网...

【技术保护点】
循环式流化床燃烧系统的一种操作方法，该系统有一个过热器回路和一个再热器回路，其中来自流化床炉的流化固体从烟气中分离出来之后，起码一部分经分离的固体送入包含有所述再热器回路的起码一部分的外流化床热交换器，所述操作方法的特征在于，它包括下列步骤：ａ．确定使流过所述再热器回路所述部分的正常再热器流体流终止的条件；ｂ．根据所述确定条件打开一个阀门，并将来自所述过热器回路的流体送进所述再热器回路的所述部分；ｃ．打开所述再热器回路所述部分下游的一个排气阀，使流体流可通过并冷却 所述再热器回路的所述部分。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：BW威廉，
申请(专利权)人：阿尔斯托姆电力公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]