本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于發(fā)電裝置后端氣體溫度控制的水再循環(huán)系統(tǒng)。一種用于蒸汽發(fā)電裝置的水再循環(huán)系統(tǒng)，包括從下降管接收水的分支管線，以及從該分支管線接收水并且將水輸送至節(jié)熱器的節(jié)熱器連接部。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利說明】用于發(fā)電裝置后端氣體溫度控制的水再循環(huán)系統(tǒng)本申請是于2008年3月27日提交的已進入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請?zhí)枮?00880010995.2，國際申請?zhí)枮镻CT/US2008/058389，專利技術(shù)名稱“用于發(fā)電裝置后端氣體溫度控制的水再循環(huán)系統(tǒng)”)的分案申請。
本公開主要涉及一種水再循環(huán)系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于發(fā)電裝置后端氣體溫度控制的水再循環(huán)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
管理發(fā)電裝置排放的日益嚴格的規(guī)范將迫使發(fā)電裝置經(jīng)營者全年都要運行選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)以減少氮氧化物(NOx)的排放。目前，大多數(shù)發(fā)電裝置僅僅在“臭氧季”期間，即從五月到九月的必須特別小心控制臭氧排放的期間，使用其SCR系統(tǒng)。臭氧季對應(yīng)于發(fā)電裝置以最大生產(chǎn)能力運行的電力需求峰值期。因此，現(xiàn)有的SCR系統(tǒng)被設(shè)計成在窄的排氣溫度范圍內(nèi)運作，該排氣溫度對應(yīng)于以最大生產(chǎn)能力，也就是公知的最大連續(xù)出力(MCR)運作的發(fā)電裝置達到的排氣溫度。例如，SCR系統(tǒng)可具有滿負荷下的約700° F的最高運作溫度，以及用于催化運作的約620° F的最低運作溫度。最高和最低的SCR運作溫度的差值限定了發(fā)電裝置的SCR控制范圍。在低負荷下，發(fā)電裝置產(chǎn)生的廢氣溫度可能只有580° F，明顯處于SCR控制范圍之外。當發(fā)電裝置在低于其MCR下運作(例如，在低負荷下)時，其排氣溫度相應(yīng)降低。許多發(fā)電裝置一年中有6或7個月在低于MCR下運作。這就產(chǎn)生了一個問題，一年中的大多數(shù)時間里，發(fā)電裝置不會產(chǎn)生處于其現(xiàn)有SCR系統(tǒng)所需的相對狹窄的溫度范圍內(nèi)的排放氣體。為了符合更加嚴格的臭氧規(guī)范，一種方法是用被設(shè)計成在對應(yīng)于各發(fā)電裝置輸出水平的較寬溫度范圍內(nèi)運作的新系統(tǒng)代替現(xiàn)有的SCR系統(tǒng)。然而，安裝新系統(tǒng)將意味著大量的資金投入，新系統(tǒng)將遠遠大于現(xiàn)有系統(tǒng)(達到大于一個數(shù)量級)，并且將需要大規(guī)模的、通常難實行的改造設(shè)計修改。為了避免必須安裝新的SCR系統(tǒng)，提出了各種方法使發(fā)電裝置即使在負荷減小下運作時，排氣溫度也保持在現(xiàn)有SCR系統(tǒng)的范圍內(nèi)。這些方法包括節(jié)熱器(economizer)表面再處理、氣體旁通系統(tǒng)、以及分離式節(jié)熱器，上述所有方法都存在各自的實質(zhì)性設(shè)計限制和資金限制。日益嚴格的規(guī)范不斷給電力企業(yè)施加壓力以減少發(fā)電裝置排放。替換現(xiàn)有的具有受限運作條件的SCR系統(tǒng)，對于大多數(shù)發(fā)電裝置來說不具備經(jīng)濟可行性。此外，上文所述的對現(xiàn)有發(fā)電裝置的改造因為其空間需求和高的維護及安裝費用而經(jīng)常產(chǎn)生問題。因此，需要對現(xiàn)有發(fā)電裝置的改造更經(jīng)濟和更有空間效率的改進措施。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本文示出的方面，提供了一種用于蒸汽電廠的水再循環(huán)系統(tǒng)，包括:從下降管接收水的分支管線，以及從分支管線接收水并且把水輸送至節(jié)熱器的節(jié)熱器連接部。根據(jù)本文示出的其它方面，提供了一種蒸汽發(fā)電裝置，包括；具有多個水冷壁的爐；與該多個水冷壁流體連通的汽包；從汽包延伸的至少一個下降管；從該至少一個下降管接收水的分支管線；以及從該分支管線接收水并且把該水輸送至節(jié)熱器的節(jié)熱器連接部。根據(jù)本文示出的其它方面，提供了一種控制蒸汽發(fā)電裝置后端氣體溫度的方法，該方法包括；將水從下降管轉(zhuǎn)移到分支管線，并且將水從該分支管線輸送到節(jié)熱器。上文所述的特征和其它特征通過下文的附圖和詳細描述得以示例。【附圖說明】現(xiàn)在參照作為示例性實施例的附圖，附圖中同樣的元件標記相同: 圖1是包括了根據(jù)本專利技術(shù)的一個示例性實施例的適于使用的水再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)電裝置的示意圖； 圖2是根據(jù)一個示例性實施例所配置的、圖1示出的水再循環(huán)系統(tǒng)的放大圖； 圖3是圖1示出的水再循環(huán)系統(tǒng)的一個可替代實施例的放大圖；和圖4是圖1示出的水再循環(huán)系統(tǒng)的又一可替代實施例的放大圖。【具體實施方式】本文公開了水再循環(huán)系統(tǒng)的示例性實施例，該水再循環(huán)系統(tǒng)使亞臨界壓力自然循環(huán)式鍋爐(natural and subcritical pressure boilers)的操作者能控制排氣溫度，尤其是在負荷小于最大連續(xù)出力(MCR)時，從而使后端設(shè)備可以運作在使性能最優(yōu)化的合適的氣體溫度范圍內(nèi)。參照圖1，其圖示了包括根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的適于使用的水再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)電裝置的示意圖。特別的，發(fā)電裝置包括燃燒燃料從而產(chǎn)生被加熱的廢氣的爐100。爐100包括多個沿著其內(nèi)部延伸的水冷壁(未顯示)。爐100將來自燃料燃燒和廢氣中的熱傳遞給流過水冷壁的水。然后被加熱的水流向汽包110，蒸汽在那里被分離。該蒸汽被輸送至發(fā)電設(shè)備(未顯示)或進一步加熱設(shè)備，例如過熱器(未顯示)。余下的被加熱的水向下流入下降管120并且返回到多個水冷壁。在一個示例性實施例中，水被鍋爐循環(huán)泵130向下泵送至下降管120。可替代的示例性實施例，例如當鍋爐是自然循環(huán)鍋爐時，包括省去鍋爐再循環(huán)泵130的配置。下降管120可以是將水從汽包110輸送至爐100以完成到爐100的循環(huán)的任意管道或管子。被加熱的廢氣從爐100流到對流通道140。然后廢氣將能量傳遞至設(shè)置在對流通道140中的節(jié)熱器150。傳遞至節(jié)熱器150的能量多少取決于若干因素，這些因素包括，例如，節(jié)熱器150的表面積和流經(jīng)節(jié)熱器150的流體溫度。節(jié)熱器150的主要作用是在將從發(fā)電設(shè)備返回的水送入汽包110之前加熱該水。從發(fā)電設(shè)備返回的水被稱為節(jié)熱器給水。廢氣通過向節(jié)熱器150傳遞能量而被冷卻。為了便于維護或其它目的，節(jié)熱器150還包括給能夠控制流到節(jié)熱器150的水流的給水截止閥160。節(jié)熱器150可以是任意的熱交換裝置，用于在將從發(fā)電設(shè)備回來的水送回爐100之前加熱該水。在一個示例性實施例中，節(jié)熱器150是沿著對流通道140的邊緣設(shè)置的緊密纏繞的管束。被冷卻的廢氣接著流入后端設(shè)備，例如選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)170，在那里除去氮氧化物(NOx)。如上所述，安裝在大多數(shù)現(xiàn)有發(fā)電裝置中的SCR系統(tǒng)170被設(shè)計成僅僅在對應(yīng)于爐100在最大連續(xù)出力或者接近最大連續(xù)出力(MCR)下運作時的對流通道140的排氣溫度的溫度范圍內(nèi)運作。這就產(chǎn)生了一個問題，S卩，當爐100在遠低于MCR的負荷下運行時也必須除去氮氧化物。因此，圖1中的發(fā)電裝置可以被改造為包括如下所述的水再循環(huán)系統(tǒng)200。然而，包含水再循環(huán)水系統(tǒng)200不局限于改造發(fā)電裝置；新發(fā)電裝置也可以將水再循環(huán)系統(tǒng)200作為其原始設(shè)計的一部分進行建造。現(xiàn)在參照圖1和圖2，再循環(huán)水系統(tǒng)200的示例性實施例包括，把水從下降管120轉(zhuǎn)移至收集歧管220的分支管線210。來自下降管的水處于飽和溫度或略低于飽和溫度(例如，壓力約2850 psig時溫度為688° F)。再循環(huán)泵230將水從分支管線210通過節(jié)熱器連接部240泵送至節(jié)熱器150的入口 180。為了便于維護，再循環(huán)泵230可以被一對截止閥250隔離。這使得即使移走再循環(huán)泵230，發(fā)電裝置也能夠運作。在一個示例性實施例中，節(jié)熱器連接部240可以用與下降管120和分支管線210基本一樣的材料制成。來自節(jié)熱器連接部240的處于飽和溫度或接近于飽和溫度的水，與從發(fā)電設(shè)備返回的較冷的節(jié)熱器給水在進入節(jié)熱器150的入口 180時進行混合。可替換的示例性實施例包括這樣的結(jié)構(gòu)，即，該混合發(fā)生在節(jié)熱器150本體內(nèi)，或者發(fā)生在沿著包含節(jié)熱器給水的管道的任意處。通過混合這兩種流體，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于蒸汽發(fā)電裝置的水再循環(huán)系統(tǒng)，所述蒸汽發(fā)電裝置產(chǎn)生燃燒廢氣，所述蒸汽發(fā)電裝置還采用布置在所述燃燒廢氣內(nèi)的節(jié)熱器，所述水再循環(huán)系統(tǒng)包括：分支管線，其從下降管接收被加熱的水；以及節(jié)熱器連接部，其當需要時從所述分支管線接收被加熱的水，并且將所述被加熱的水僅僅輸送至節(jié)熱器入口，在所述節(jié)熱器入口處，所述被加熱的水與冷的節(jié)熱器給水混合；連接至所述節(jié)熱器連接部的再循環(huán)泵，其適于當需要增加所述燃燒廢氣的溫度時泵送所述被加熱的水通過所述節(jié)熱器連接部至所述節(jié)熱器；其中，當不需要增加所述燃燒廢氣的溫度時，所述再循環(huán)系統(tǒng)被關(guān)閉以停止所述被加熱的水流動通過所述節(jié)熱器連接部。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D·E·格爾巴，
申請(專利權(quán))人：阿爾斯托姆科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：瑞士;CH
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