加热流化床锅炉中的热交换介质的方法、流化床锅炉及环路密封热交换器技术

用于加热流化床锅炉(100)中的热交换介质的方法，该方法包括：在流化床锅炉(100)的第一炉膛(162)中燃烧第一燃料(165)以产生第一烟气(163)；使用第一热交换器(310)将热从第一烟气(163)回收至热交换介质；将热交换介质从第一热交换器(310)输送至第二热交换器(320)，第二热交换器的至少一部分被设置成与流化床锅炉(100)的流化床接触；在流化床锅炉(100)的第二炉膛(172)中燃烧第二燃料(175)以产生第二烟气(173)；将热交换介质从第二热交换器(320)输送至第三热交换器(330)；以及使用第三热交换器(330)将热从第二烟气(173)回收至热交换介质。用于执行该方法的流化床锅炉(100)。环路密封热交换器(400)，当被安装在循环式流化床锅炉的环路密封部中时，被配置成在环路密封热交换器(400)的第二炉膛(172)中燃烧第二燃料(175)以产生第二烟气(173)；将热交换介质从第二热交换器(320)输送至第三热交换器(330)；以及使用第三热交换器(330)将热从第二烟气(173)回收至热交换介质。(173)回收至热交换介质。(173)回收至热交换介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热流化床锅炉中的热交换介质的方法、流化床锅炉及环路密封热交换器


[0001]本专利技术涉及流化床锅炉(fluidized bed boiler)。本专利技术涉及循环床类型的流化床锅炉。本专利技术涉及用于循环式流化床锅炉的环路密封(loopseal)热交换器。本专利技术涉及通过使水沸腾来产生蒸汽。本专利技术涉及生产足够热的蒸汽以在蒸汽涡轮机中用来发电。本专利技术涉及减少传热表面腐蚀的方法。本专利技术涉及燃烧低品质燃料以产生蒸汽。本专利技术涉及在低负荷下运行流化床锅炉。

技术介绍

[0002]为了有效地由热产生机械能，例如为了产生电力，需要过热蒸汽。饱和蒸汽可通过使水沸腾来产生，且蒸汽可在从烟气回收热的过热器(即，第一热交换器)中被进一步加热(即，过热)。然而，当燃烧低品质燃料时，烟气(flue gas)包含大量的碱金属和/或卤素，而例如当气态碱金属卤化物冷凝在比烟气冷的传热表面上时，碱金属和/或卤素在某些温度下会腐蚀这些传热表面。因此，这对过热蒸汽的温度提出了上限。但出于效率的原因，需要更热的蒸汽。
[0003]在流化床锅炉中，可通过在第一热交换器的下游应用另一过热器(即，第二热交换器)来超越这种限制，该另一过热器被设置在固体颗粒床材料构成的流化床的内部。在流化床内，烟气的腐蚀性成分的含量少得多，且从流化床到第二热交换器的传热好得多。因此，冷凝在传热表面上的化合物较少，且传热表面上的表面温度也较高，从而腐蚀得以减少。当以这种方式设计时，在正常操作条件下，可通过随后在第一热交换器和第二热交换器中加热传热介质来产生高温蒸汽。
[0004]然而，当流化锅炉的负荷降低时，较少的燃料被燃烧。结果，床材料的温度和/或循环后床材料的量可能变得很低，以致于对于蒸汽涡轮机的目的而言，第二热交换器不能充分地使蒸汽过热。在此情况下，蒸汽涡轮机需被关闭以防止涡轮机故障。因此便不能产生电力，即使这原本是包括流化床锅炉的发电设备的目的。在低负荷下以过量燃料来运行锅炉即使可行，也会显著地降低效率。

技术实现思路

[0005]已经发现，来自第二过热器(即，来自第二热交换器)的蒸汽会在第三热交换器中被进一步加热。第三热交换器所需的热可通过燃烧第二燃料来提供。优选地，第二燃料是高品质燃料，以避免第一热交换器出现
技术介绍
中所详述的腐蚀问题。该方法更具体地公开于权利要求1中。该流化床锅炉更具体地公开于权利要求11中。该流化床锅炉可以是权利要求15所公开的发电设备的一部分。第二燃料可在环路密封热交换器中燃烧。该环路密封热交换器更具体地公开于权利要求16中。该环路密封热交换器适合用在循环式流化床锅炉中。各从属权利要求具体公开了一些优选实施例。说明书和附图公开了这些实施例和其它实施例。
附图说明
[0006]图1a示出用于执行在流化床锅炉中加热热交换介质的方法的循环式流化床锅炉；
[0007]图1b示出用于执行在流化床锅炉中加热热交换介质的方法的气泡式流化床锅炉(bubbling fluidized bed boiler，冒泡式流化床锅炉)；
[0008]图2a示出在低负荷下运行流化床锅炉；
[0009]图2b示出在高负荷下运行流化床锅炉；
[0010]图2c示出运行一挡板(damper，缓冲器)；
[0011]图3示出环路密封热交换器沿图1a中示出的Ill
‑
Ill截取的横截面图；
[0012]图4示出环路密封热交换器沿图3中示出的IV
‑
IV截取的横截面图；
[0013]图5示出环路密封热交换器沿图3中示出的V
‑
V截取的横截面图；
[0014]图6示出环路密封热交换器沿图3中示出的VI
‑
VI截取的横截面图；
[0015]图7示出环路密封热交换器沿图3中示出的VII
‑
VII截取的横截面图；
[0016]图8a示出用于使用作流化气体的第二烟气循环的方式；
[0017]图8b示出用于使用作流化气体的第二烟气循环的方式；
[0018]图9a示出环路密封热交换器的横截面图；
[0019]图9b示出环路密封热交换器沿图9a中示出的IXb
‑
IXb截取的横截面图；
[0020]图10a示出环路密封热交换器的横截面图；
[0021]图10b示出环路密封热交换器沿图10b中示出Xb
‑
Xb截取的横截面图；
[0022]图10c示出图10b的环路密封热交换器的横截面图，其中一些壁由挡板形成；且挡板处于第一位置；
[0023]图10d示出图10c的环路密封热交换器的横截面图，其中挡板处于第二位置；
[0024]图10e示出从过量的第二烟气中回收热以加热用于具有第二热交换器的腔室的流化气体；
[0025]图10f示出在第一炉膛中使用过量的第二烟气作为流化气体；
[0026]图11示出一环路密封热交换器的水平横截面图，该环路密封热交换器具有比图3的环路密封热交换器少的腔室；
[0027]图12示出一环路密封热交换器的竖直横截面图，该环路密封热交换器具有比图9b的环路密封热交换器少的腔室；
[0028]图13示出一环路密封热交换器的竖直横截面图，该环路密封热交换器具有比图10b的环路密封热交换器腔室少的腔室；
[0029]图14示出一环路密封热交换器的横截面图；以及
[0030]图15示出第二和第三热交换器的集成式集管(header)。
[0031]在附图中，Sx、Sy和Sz表示根据右手定则被定向的三个相互垂直的方向，即，依此次序，Sx与Sy的向量积(即，矢量积，叉积)等于Sz。在使用中，方向Sz是竖直向上的，即，与重力相反。
具体实施方式
[0032]图1a和图1b示出流化床锅炉100的实施例。图1a的流化床锅炉是循环式流化床锅炉100。图1b中的流化床锅炉是气泡式流化床锅炉100。
[0033]参考图1a和图1b，流化床锅炉100包括第一炉膛162，第一炉膛用于燃烧第一燃料165以产生第一烟气163。第一燃料可以是低品质的(low
‑
quality，低质量的)。典型地，第一燃料165包括固体材料，例如生物物质和/或残渣衍生燃料。为了从第一烟气163中回收热，流化床锅炉100包括第一热交换器310，第一热交换器用于将热从第一烟气163回收至热交换介质。第一热交换器310可以是过热器，即，被配置成接收和加热蒸汽的热交换器。热交换介质包括水和蒸汽中的至少一种。例如，饱和蒸汽包括气态和液态(即，蒸汽和水)这两种形态的H2O。然而，过热蒸汽不含液态水。如
技术介绍
中所详述的，流化床锅炉的目的是由水来产生过热蒸汽。
[0034]出于
技术介绍
中所指出的原因，来自第一热交换器310的蒸汽需被进一步加热。因此，流化床锅炉100包括第二热交换器320和用于将热交换介质从第一热交换器310输送至第二热交换器320的第一管线312。优选地，第一管线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于加热流化床锅炉(100)中的热交换介质的方法，所述方法在第一时间段包括：
‑
在所述流化床锅炉(100)的第一炉膛(162)中燃烧第一燃料(165)，以产生第一烟气(163)；
‑
使用第一热交换器(310)将热从所述第一烟气(163)回收至热交换介质；
‑
将所述热交换介质从所述第一热交换器(310)输送至第二热交换器(320)，所述第二热交换器(320)的至少一部分被设置成与所述流化床锅炉(100)的流化床接触；
‑
在所述流化床锅炉(100)的第二炉膛(172)中燃烧第二燃料(175)，以产生第二烟气(173)；
‑
将所述热交换介质从所述第二热交换器(320)输送至第三热交换器(330)；以及
‑
使用所述第三热交换器(330)将热从所述第二烟气(173)回收至所述热交换介质。2.根据权利要求1所述的方法，其中：
‑
所述第三热交换器(330)不与所述第一烟气(163)接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
‑
所述第三热交换器(330)不与所述流化床锅炉(100)的流化床接触。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，在第二时间段包括：
‑
使用所述第二热交换器(320)将热从所述流化床锅炉(100)的流化床回收至所述热交换介质，以及
‑
将所述热交换介质从所述第二热交换器(320)输送至所述第三热交换器(330)，并且[A]：
‑
在所述第二时间段期间，在所述第二炉膛(172)中不燃烧所述第二燃料(175)；或[B]
‑
在所述第二时间段期间，在所述第二炉膛(172)中燃烧与所述第一时间段期间相比更少的第二燃料(175)；优选地，所述方法在所述第二时间段包括：
‑
通过所述第三热交换器(330)输送所述热交换介质。5.根据权利要求4所述的方法，其中：
‑
所述流化锅炉(100)在所述第二时间段期间的负荷大于所述流化床锅炉(100)在所述第一时间段期间的负荷；例如：
‑
所述流化锅炉(100)在所述第一时间段期间的负荷小于一阈值，且
‑
所述流化锅炉(100)在所述第二时间段期间的负荷至少等于所述阈值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中：
‑
所述第二烟气(173)包含比所述第一烟气(163)少的碱金属和卤素；和/或
‑
所述第二燃料(175)包含比所述第一燃料(165)少的碱金属和卤素。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中：
‑
所述第二燃料(175)是液体或气体，诸如包括天然气的气体或包括油的液体；和/或
‑
所述第一燃料(165)包括固体材料，诸如生物物质和/或残渣衍生燃料。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括：
‑
将床材料从所述第一炉膛(162)循环至旋流分离器(132)，从所述旋流分离器(132)循
环至环路密封部(140)，以及从所述环路密封部(140)循环至所述第一炉膛(162)，其中：
‑
所述第二热交换器(320)被设置在所述流化床锅炉(100)的环路密封部(140)中。9.根据权利要求8所述的方法，其中：
‑
环路密封热交换器(400)的壁(441、443、443)的第一侧限定第一腔室(412)，
‑
所述环路密封热交换器(400)的壁(441、443、445)的第一侧或相对的第二侧限定第二腔室(422)，
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所述第二热交换器(320)被设置在所述第一腔室(412)中或被设置在限定所述第一腔室(412)的壁中，
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所述第三热交换器(330)被设置在所述第二腔室(422)中或被设置在限定所述第二腔室(422)的壁中。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，包括：
‑
使用包含至少一些所述第二烟气(173)的流化气体来流化所述流化床锅炉(100)内的流化床。11.一种流化床锅炉(100)，包括：
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第一炉膛(162)，用于燃烧第一燃料(165)以产生第一烟气(163)；
‑
第一热交换器(310)，用于将热从所述第一烟气(163)回收至热交换介质；
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第二热交换器(320)，被设置在所述流化床锅炉(100)的一位置中，使得在使用中包含床材料的流化床被配置成接触所述第二热交换器(320)；
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第一管线(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：维美德技术有限公司，
类型：发明
国别省市：