專利名稱：用于運(yùn)行汽輪機(jī)發(fā)電廠的方法以及用于產(chǎn)生蒸汽的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行汽輪機(jī)發(fā)電廠的方法，該汽輪機(jī)發(fā)電廠包括至少一個(gè)燃 燒固體粒狀的燃料的蒸汽發(fā)生器，其中燃燒首先在流態(tài)床型干燥器中進(jìn)行間接干燥并且流 態(tài)床型干燥器至少部分用來自蒸汽發(fā)生器的水-蒸汽回路的蒸汽加熱。另外本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生蒸汽的裝置，包括至少一個(gè)用于干燥含礦井水份的 褐煤的干燥器、至少一個(gè)燃燒褐煤的蒸汽發(fā)生器以及至少一個(gè)設(shè)置在蒸汽發(fā)生器下游的帶 有發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)，其中干燥器具有至少一個(gè)用熱蒸汽加載的換熱器，該換熱器連接在蒸 汽發(fā)生器的水_蒸汽回路上。
背景技術(shù)：
由DE 195 18 644 Al例如已知一種用于產(chǎn)生過程蒸汽以驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的方法和裝 置。因此褐煤在燃燒粉末的鍋爐中燃燒。在這種方法中待干燥的褐煤連續(xù)在流體床型干燥 器中干燥并且在其他情況下褐煤用來自發(fā)電廠設(shè)備的水-蒸汽回路的抽汽間接加熱，以便 至少一部分水份作為余汽由褐煤去除。排出的余汽和干燥的煤由干燥器排出。為了能夠在 能量上盡可能有效地進(jìn)行干燥，在DE 195 18 644 Al中建議，封住余汽的至少一個(gè)分流并 且作為熱介質(zhì)輸送至換熱器，其中余汽至少部分冷凝。另外干燥器通過另一換熱器間接加 熱，過程蒸汽的一個(gè)分流在其至少部分釋壓之前或之后在至少部分形成冷凝水的情況下流 過該換熱器。原則上已知的是，如已經(jīng)在DE 195 18 644中實(shí)施的那樣，通過褐煤在發(fā)電廠的 蒸汽發(fā)生器中燃燒之前進(jìn)行干燥可得到效率的顯著提高。通過干燥，含水量可降低到約 10%至25%，該含水量在含礦井水份的褐煤中約為45%至65%。另外這導(dǎo)致，在蒸汽發(fā)生 器的燃燒室中蒸發(fā)這些水份不再必要，以能避免附加的排放和熱損耗。當(dāng)然上述內(nèi)容也對(duì)于其他濕潤的有機(jī)的燃料有效。原則上由極其不同的方法已知，至少一部分用于在干燥器中燃料的干燥過程的能 量直接由發(fā)電廠過程的水-蒸汽回路加熱。通常干燥器通過發(fā)電廠的主汽輪機(jī)的抽汽實(shí)現(xiàn) 加熱。這例如也在DE 103 19 477A1中描述的方法中設(shè)定，其中由于對(duì)燃料的干燥而產(chǎn)生 的余汽僅用于預(yù)熱鍋爐給水。在干燥器中待調(diào)節(jié)的溫度通常是燃料濕度的函數(shù)。通常流體床型干燥器調(diào)節(jié)到燃料的最大可能的含水量。但實(shí)際上燃料的含濕量遭受波動(dòng)。例如在采用褐煤作為燃料時(shí)含 濕量或含水量可在45與65重量百分比之間波動(dòng)。燃料的這種濕度波動(dòng)在過程控制中至今 僅被不充分地考慮。直到現(xiàn)在干燥器中的溫度僅通過節(jié)制熱蒸汽影響。如果需要較小的干 燥功率作為估算的并且從而需要較小的蒸汽壓力，那么相應(yīng)節(jié)制蒸汽壓力。按這樣的方式 方法調(diào)節(jié)干燥器溫度是相當(dāng)簡單的，但在能量上不是優(yōu)化的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明目的在于，鑒于總效率方面改善上述的方法和裝置。
所以在開頭所述方式的方法中按本發(fā)明建議，根據(jù)燃料的含濕量兩級(jí)地實(shí)現(xiàn)干燥 器中的溫度調(diào)節(jié)，其中首先流體床型干燥器的溫度通過熱蒸汽的蒸汽壓力調(diào)節(jié)，并且在該 調(diào)節(jié)之后根據(jù)熱蒸汽的額定壓力進(jìn)行熱蒸汽的過熱溫度的調(diào)節(jié)。按有利的方式方法按本發(fā)明的調(diào)節(jié)考慮在干燥器中的加熱面上的傳熱。僅在冷凝 熱蒸汽時(shí)有效利用加熱面。在冷凝熱蒸汽時(shí)利用釋放出的冷凝熱。在按本發(fā)明的方法中干燥器中的溫度在考慮在加熱面上的優(yōu)化的傳熱的情況下 保持恒定。如果干燥器用過熱約60K的蒸汽工作，那么傳熱條件惡化并且一部分加熱面僅 需用于在采用對(duì)于傳熱有效的蒸汽冷凝之前消除蒸汽過熱。結(jié)果惡化的傳熱或者要求較大 的換熱面或者要求較高的熱蒸汽壓力。通過按本發(fā)明彼此嵌套地調(diào)節(jié)壓力和過熱溫度，原 則上能以較小的壓力運(yùn)行干燥器，這由熱力學(xué)和發(fā)電廠過程的角度看是有利的。適宜地過熱溫度調(diào)節(jié)到約IK至5K。在按本發(fā)明方法的一種尤其有利的變型方案中，借助于至少一個(gè)除蒸汽發(fā)生器過 程的汽輪機(jī)之外的背壓式汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)用于干燥器的熱蒸汽的壓力調(diào)節(jié)。這具有如下優(yōu)點(diǎn)， 即不同的熱蒸汽壓力在干燥器滿載和部分載荷的情況下可轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。在發(fā)電廠的主汽輪 機(jī)上的抽汽壓力與實(shí)際上在干燥器上必需的壓力之間的壓力降有利地用于發(fā)電。
尤其有利地通過用水噴入冷卻實(shí)現(xiàn)過熱溫度的調(diào)節(jié)。適宜地在背壓式汽輪機(jī)之后進(jìn)行熱蒸汽的噴入式冷卻。通過相對(duì)于熱力學(xué)所需水量的水過量(例如以熱力學(xué)所需的水量的1 7倍)實(shí) 現(xiàn)噴入式冷卻，以便實(shí)現(xiàn)1 5K的低過熱。為了不負(fù)面地影響干燥器中的傳熱，過量水在 流入流體床型干燥器的換熱器之前分離。適宜地在背壓式汽輪機(jī)上的壓力降過小時(shí)跨接該背壓式汽輪機(jī)。這種跨接在背壓 式汽輪機(jī)失效的情況下是適宜的。在本方法的一種有利的變型方案中設(shè)定，在流體床型干燥器中產(chǎn)生的余汽用于預(yù) 熱鍋爐給水。按本發(fā)明用于產(chǎn)生蒸汽的裝置包括至少一個(gè)用于干燥含礦井水份的褐煤的干燥 器、至少一個(gè)燃燒褐煤的蒸汽發(fā)生器以及至少一個(gè)設(shè)置在蒸汽發(fā)生器下游的帶有發(fā)電機(jī) 的汽輪機(jī)，其中干燥器具有至少一個(gè)用熱蒸汽加載的換熱器，該換熱器連接在發(fā)電廠的 水-蒸汽回路上，其特征在于，在換熱器的上游設(shè)置至少一個(gè)另外的用于調(diào)節(jié)干燥器溫度 的汽輪機(jī)。適宜地設(shè)置在干燥器上游的汽輪機(jī)構(gòu)成為背壓式汽輪機(jī)，該背壓式汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)一 個(gè)發(fā)電機(jī)。在多個(gè)并聯(lián)的干燥器線路中，多個(gè)背壓式汽輪機(jī)可設(shè)置在一個(gè)軸上并且驅(qū)動(dòng)一個(gè) 共同的發(fā)電機(jī)，因此降低機(jī)械損耗和投資費(fèi)用。優(yōu)選地沿?zé)嵴羝牧鲃?dòng)方向在連接在干燥器上游的汽輪機(jī)之后設(shè)置噴入式冷卻 裝置用于調(diào)節(jié)蒸汽的過熱溫度。


下面借助于在流程圖中描述的蒸汽發(fā)生過程說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式在附圖中描述的發(fā)電廠過程包括蒸汽發(fā)生器1、第一汽輪機(jī)2和第一發(fā)電機(jī)3，它 們是水_蒸汽回路4中的主要部件。蒸汽發(fā)生器1例如構(gòu)成為燃燒粉末的鍋爐，其中燃燒作為燃料的褐煤。褐煤在用5 表示的干燥器中預(yù)干燥。干燥器5按已知的方式方法構(gòu)成為流態(tài)床型干燥器，在該干燥器 中流化的煤直接通過換熱器6加熱。例如具有60重量％的含濕量或含水量的褐煤，在輸送 至蒸汽發(fā)生器1被燃燒之前，在干燥器中在溫度約110°C時(shí)干燥到12重量％的殘余濕度。 為此必需的能量主要以抽汽的形式由發(fā)電廠的第一汽輪機(jī)2耦入到干燥器5內(nèi)。具有6巴 的熱蒸汽由第一汽輪機(jī)2的低壓部分如下面還說明的那樣流過干燥器5的換熱器6。因此 在干燥器5中流化的即處于流化床中的煤間接進(jìn)行加熱。由干燥器5抽出的余汽在電過濾 器7中進(jìn)行除塵并且緊接著在余汽冷凝器8中再冷凝。由干燥器5抽出的余汽的一部分可 以用于間接加熱在另一換熱器中的干燥器5 (該變型方案在附圖中未描述)。同樣余汽的分 流可用于流化在干燥器中的煤。在余汽冷凝器8中產(chǎn)生的冷凝熱例如可用于預(yù)加熱鍋爐給 水。如開頭已經(jīng)提到的那樣，抽汽由第一汽輪機(jī)2以約6巴的壓力產(chǎn)生并且是相對(duì)強(qiáng) 烈地過熱的。該抽汽例如還具有約280°C的溫度。按本發(fā)明例如110°C的在干燥器5中要調(diào)節(jié)的溫度通過熱蒸汽的壓力借助于第二 汽輪機(jī)9調(diào)節(jié)，該第二汽輪機(jī)構(gòu)成為背壓式汽輪機(jī)。在干燥器5中的溫度通過包括壓力和 溫度調(diào)節(jié)的級(jí)聯(lián)式調(diào)節(jié)保持恒定。為此第二汽輪機(jī)9的汽輪機(jī)壓力通過溫度和壓力調(diào)節(jié)裝 置10調(diào)節(jié)，在此用于調(diào)節(jié)汽輪機(jī)壓力的主導(dǎo)參數(shù)是在干燥器中的溫度。這通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī) 9的導(dǎo)流葉片實(shí)現(xiàn)。例如110°C的干燥器溫度是期望的含水量的函數(shù)。在當(dāng)前情況下這例 如由干燥的褐煤的約12重量％的含濕量得到。在第二汽輪機(jī)9之后產(chǎn)生的熱蒸汽例如以約60K的溫度過熱，這在必需的例如3. 5 巴的熱蒸汽壓力(冷凝溫度=130°C )的情況中過多，以產(chǎn)生在干燥器中立刻的冷凝，該冷 凝對(duì)于優(yōu)化熱傳遞并且對(duì)于利用冷凝熱是必需的。按本發(fā)明由此除了溫度和壓力調(diào)節(jié)裝置 10之外還設(shè)置另一溫度調(diào)節(jié)裝置11用于調(diào)節(jié)熱蒸汽的過熱溫度。溫度調(diào)節(jié)裝置11與噴入式冷卻器12耦聯(lián)，通過該噴入式冷卻器過熱溫度可通過 將冷水噴入熱蒸汽中進(jìn)行控制。溫度調(diào)節(jié)裝置11根據(jù)在干燥器的換熱器中的熱蒸汽壓力 調(diào)節(jié)熱蒸汽的過熱溫度。調(diào)節(jié)的目的是，在第二汽輪機(jī)9之后將蒸汽冷卻到僅IK至5K的過 熱溫度。因此噴入水以約1至7倍熱力學(xué)必需的量的過量噴入到噴入式冷卻器12中。過 量水在設(shè)置在下游的水分離器13中抽出。第二汽輪機(jī)9并且在多個(gè)干燥路線中其他的汽輪機(jī)9b、9c、9d等等驅(qū)動(dòng)一個(gè)共同 的第二發(fā)電機(jī)14，該發(fā)電機(jī)的電能同第一發(fā)電機(jī)3的電能一樣供給到電網(wǎng)中。按這樣的方 式方法發(fā)電廠過程的總效率可上升0. 2至0. 4個(gè)百分點(diǎn)，這是可觀的。附圖標(biāo)記列表1 蒸汽發(fā)生器8 余汽冷凝器2 第一汽輪機(jī)9 第二汽輪機(jī)3 第一發(fā)電機(jī)10 溫度和壓力調(diào)節(jié)裝置4 水-蒸汽回路11 溫度調(diào)節(jié)裝置
5 干燥器12 噴入式冷卻器
6 換熱器13 水分離器7 電過濾器14 發(fā)電機(jī)
權(quán)利要求
用于運(yùn)行汽輪機(jī)發(fā)電廠的方法，該汽輪機(jī)發(fā)電廠包括至少一個(gè)燃燒固體粒狀的燃料的蒸汽發(fā)生器，其中燃料首先在干燥器中進(jìn)行間接干燥并且干燥器至少部分用來自蒸汽發(fā)生器的水-蒸汽回路的蒸汽進(jìn)行加熱，其特征在于在干燥器中的溫度調(diào)節(jié)根據(jù)燃料的含濕量兩級(jí)地實(shí)現(xiàn)，首先干燥器的溫度通過熱蒸汽的蒸汽壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且在該調(diào)節(jié)之后進(jìn)行熱蒸汽的過熱溫度根據(jù)熱蒸汽的額定壓力的調(diào)節(jié)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述過熱溫度調(diào)節(jié)到IK至5K之間的值。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于熱蒸汽的壓力調(diào)節(jié)借助于至少一個(gè)背 壓式汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)。
4.按權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述過熱溫度的調(diào)節(jié)通過對(duì)熱 蒸汽用水噴入冷卻實(shí)現(xiàn)。
5.按權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于設(shè)有熱蒸汽的噴入式冷卻。
6.按權(quán)利要求3至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于通過相對(duì)于熱力學(xué)所需水量的 水過量實(shí)現(xiàn)噴入式冷卻。
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于過量水在進(jìn)入到干燥器的換熱器之前進(jìn)行 分離。
8.按權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于當(dāng)在背壓式汽輪機(jī)上的壓降過 小時(shí)，跨接該背壓式汽輪機(jī)。
9.按權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于干燥器的余汽用于預(yù)熱鍋爐給水。
10.用于產(chǎn)生蒸汽的裝置，包括至少一個(gè)用于干燥含礦井水份的褐煤的干燥器(5)、至 少一個(gè)燃燒褐煤的蒸汽發(fā)生器(1)以及至少一個(gè)設(shè)置在蒸汽發(fā)生器下游的帶有發(fā)電機(jī)的 汽輪機(jī)，其中干燥器(5)具有至少一個(gè)用熱蒸汽加載的換熱器(6)，該換熱器連接到蒸汽發(fā) 生器(1)的水-蒸汽回路(4)上，其特征在于在換熱器(6)的上游設(shè)置至少一個(gè)另外的汽 輪機(jī)(9)用于調(diào)節(jié)干燥器溫度。
11.按權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于設(shè)置在干燥器(5)的上游的汽輪機(jī)(9)構(gòu) 成為背壓式汽輪機(jī)，該背壓式汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)(14)。
12.按權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于沿?zé)嵴羝牧鲃?dòng)方向在設(shè)置在干燥器(5) 上游的汽輪機(jī)(9)之后設(shè)置噴入式冷卻器(12)用于調(diào)節(jié)熱蒸汽的過熱溫度。
全文摘要
一種用于運(yùn)行汽輪機(jī)發(fā)電廠的方法，包括至少一個(gè)燃燒固體粒狀的燃料例如褐煤的蒸汽發(fā)生器(1)，其中燃料首先在流態(tài)床型干燥器(5)中進(jìn)行間接干燥并且流態(tài)床型干燥器(5)至少部分用來自蒸汽發(fā)生器(1)的水-蒸汽回路的蒸汽進(jìn)行加熱。該方法的特征在于在干燥器(5)中的溫度調(diào)節(jié)根據(jù)燃料的含濕量兩級(jí)地實(shí)現(xiàn)，首先流態(tài)床型干燥器(5)的溫度通過熱蒸汽的蒸汽壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且在該調(diào)節(jié)之后跟隨熱蒸汽的過熱溫度根據(jù)熱蒸汽的額定壓力的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)F01K17/06GK101821483SQ200880021395
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2008年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者D·布洛克, H-J·克盧茨 申請(qǐng)人:Rwe動(dòng)力股份公司