專利名稱：在紙漿制造廠中產(chǎn)生能量的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢液回收鍋爐，其包括具有過熱器和再熱器的水/ 汽循環(huán)系統(tǒng)，以及用于燃燒廢液、以產(chǎn)生熱煙氣的爐膛，所述爐膛包 括供所述煙氣流過的上部。這種水/汽循環(huán)系統(tǒng)連接到包含高壓級和中壓級的汽輪機。利用能減少腐蝕的布置，進行新蒸汽(live steam)的 過熱和蒸汽的再熱。
背景技術：
在化學紙漿制造廠中，通過在回收鍋爐中單獨燃燒廢液，或是將 廢液與其他"廢物"流一起燃燒，而從廢液(例如，牛皮紙漿(kmft) 制漿中的黑液)中回收蒸煮化學物。所述燃燒過程是放熱過程，而且 所釋放的能量被回收，用于對過熱蒸汽進行加壓。在汽輪機中，以電 能和用于工藝需要的不同壓力的蒸汽的形式，回收蒸汽的能量。產(chǎn)生 黑液的牛皮紙漿制漿是一種主流的制漿方法，在這里用其來對本發(fā)明 進行描述。本發(fā)明也可應用于其他類型的化學紙漿制造廠和其他工藝。 雖然術語"黑液"通常出現(xiàn)在牛皮紙漿制漿中，但是在這里，其也被用于指代所有類型的廢液。傳統(tǒng)上，在紙漿廠中產(chǎn)生能量是通過在回收鍋爐中燃燒黑液，以及通過在輔助鍋爐中燃燒廢木料和樹皮來實現(xiàn)的。原木料上的樹皮和 所產(chǎn)生黑液中的有機物質通常能滿足紙漿廠的全部能量需求。如果紙漿廠中還需要更多的能量，則就要購買另外的燃料。另外的燃料和樹 皮一起在輔助鍋爐中燃燒。例如，石灰窯可以燒油或者燒天然氣。如 今，通常按以下步驟來產(chǎn)生能量(i)回收鍋爐和輔助鍋爐產(chǎn)生過熱 高壓蒸汽，在紙漿廠中產(chǎn)生的樹皮在其中燃燒；(ii)將所產(chǎn)生的高壓 蒸汽供給一個或多個背壓汽輪機，從汽輪機排出的蒸汽可以為紙漿廠
提供熱能；(iii)汽輪機與連接到它的發(fā)電機紙漿廠所需求的電力。通 常用具有一級或多級抽汽的背壓汽輪機來發(fā)電。所述使用的背壓在3-6 巴(abs.)之間，抽汽壓力在8-16巴(abs.)之間。也可以用凝氣汽輪 機或者在汽輪機中的背壓級后面的冷凝級來發(fā)電。木料中含有少量的鉀(K)和氯(Cl)。在進行蒸煮時，這些元素 仍然殘留在黑液中。它們也可以通過補充化學原料或者紙漿廠內(nèi)的內(nèi) 部連接而摻入黑液中。在回收鍋爐中，這些元素富積成為飛灰，并且 增加了煙氣的腐蝕性，尤其是在過熱器中。K和Cl的腐蝕性隨溫度升高而增大。K和Cl的腐蝕性給回收鍋 爐中所產(chǎn)生的蒸汽的溫度設定了上限。過熱蒸汽的這個溫度上限一般 是在40(TC-49(TC之間，其依據(jù)鉀和氯的含量。在使用天然的或者經(jīng)過 除飛灰傾卸處理的或者經(jīng)過除鉀氯處理的特殊材料或者具有低鉀氯含 量的液體的情況下，使用了高達520。C的蒸汽溫度。由于K和C1的腐 蝕性通常要求過熱蒸汽的溫度保持相對較低，所以蒸汽壓力也較低。 這些溫度限制導致回收鍋爐中所產(chǎn)生的電力產(chǎn)量低于燃煤、天然氣或 燃油為燃料的常規(guī)電力鍋爐。在使用源于原木的樹皮的情況下，把回收鍋爐中的蒸汽溫度限制 在40(TC-49(TC和52(TC下并不嚴格正確，而是在樹皮鍋爐中樹皮的燃 燒所產(chǎn)生的飛灰也可能含有鉀和氯。因為樹皮中的硫含量極低，因此 樹皮鍋爐中的氯就會和金屬發(fā)生反應，這就又會導致過熱器被腐蝕。 樹皮中的量熱流也要比黑("廢")液流中的低得多，這是因為質量 流要低得多。這取決于制漿中的紙漿產(chǎn)量，以及用于制漿的木料上的 樹皮的量。WO 03/104547和對應的美國申請公開2005/0252458中披露了一 種用于提高在紙漿廠的回收鍋爐設備中所產(chǎn)生的過熱蒸汽的溫度和壓 力的系統(tǒng)，使得避免發(fā)生腐蝕，或者腐蝕率處在可接受的水平。WO
03/104547和對應的美國申請公開US2005/0252458中所披露的回收鍋 爐具有至少一個空腔，空腔的壁由連接到回收鍋爐的水/汽循環(huán)系統(tǒng)的 水冷管形成?？涨坏膬?nèi)部具有換熱器，用于對回收鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽 進行末級過熱，其中所述換熱器連接到回收鍋爐的過熱器。所述空腔 通過燃燒燃料加熱，保證過熱器空腔中沒有腐蝕性條件。所述燃料可 以是生物質氣化所產(chǎn)生的氣體。這個系統(tǒng)的基本特征是有至少一個燃燒空腔連接到回收鍋爐，用作對回收鍋爐中過熱器部分中所產(chǎn)生的 蒸汽進行末級過熱。發(fā)明內(nèi)容這里披露了一種用于提高紙漿廠中發(fā)電的電力產(chǎn)量的系統(tǒng)，其能 使腐蝕問題最小化。所述公開系統(tǒng)能提高產(chǎn)量，例如回收鍋爐和汽輪 機設備的總發(fā)電效率。所公開系統(tǒng)的一個特征是回收鍋爐的水/汽循環(huán)系統(tǒng)具有再熱器， 用于對來自汽輪機高壓部分的蒸汽進行再熱。再熱器包括第一部分和第二部分，其中第一部分位于回收鍋爐的 爐膛中所產(chǎn)生的煙氣流上，且所述第一部分連接到汽輪機高壓部分的 蒸汽出口。所述回收鍋爐優(yōu)選地具有至少一個空腔，如在同一發(fā)明人前述WO公開03/104547中所披露的一樣，此處通過參考將該文獻引入本文。 空腔的數(shù)量可以多于一個，比如兩個。所述再熱器的第二部分位于所 述空腔的內(nèi)部。再熱器的第二部分連接到所述再熱器的第一級和汽輪 機，優(yōu)選地連接到汽輪機的中壓部分的蒸汽入口。所述空腔包括燃燒 燃料的裝置，和至少一個用于向回收鍋爐排出煙氣的出口。來自空腔 的煙氣可以和來自主爐膛的高溫煙氣混合，或者空腔煙氣可以有自己 的通往大氣的流路。如果所述流路獨立于主煙氣的流路，那么空腔煙 氣可以在凈化后再利用，例如用作干燥紙漿等等，基本上與燃燒天然
氣得到的氣體具有相同的用途。所述空腔的內(nèi)部還可以具有過熱器，用于給回收鍋爐中產(chǎn)生的蒸 汽進行末級過熱。根據(jù)另一個實施方式，末級過熱和再熱在不同的空 腔中進行。為了便于展示，下文中只描述了一個空腔，但是空腔可以 是多個空腔。根據(jù)這里所披露的系統(tǒng)，有用于對來自汽輪機的蒸汽進行再熱的 再熱器連接到回收鍋爐。回收鍋爐的過熱器部分中產(chǎn)生新蒸汽，然后新蒸汽在汽輪機的高壓級(HPT)中膨脹到250-40(TC。蒸汽從汽輪機 的高壓級排出，并又回到鍋爐中，在鍋爐中，蒸汽的溫度在再熱器中 被提高到450-600°C，優(yōu)選是520-560°C。優(yōu)選地，蒸汽在兩級中再熱。 再熱器的第一級是在回收鍋爐的傳統(tǒng)過熱器部分中。在該第一級中， 在汽輪機中膨脹后的蒸汽被回收鍋爐的爐膛中產(chǎn)生的煙氣再熱，通常 是加熱到450-540°C，優(yōu)選是450-500°C。被部分再熱的蒸汽導入再熱 器的第二級中進行再熱，最終蒸汽被加熱到480-600°C，優(yōu)選是490-560 °C。所述系統(tǒng)也可以是將來自低壓輔助鍋爐或者來自熱回收的新蒸 汽供入汽輪機的、位于新蒸汽入口和汽輪機的出口之間的高壓級，或 者在來自高壓級的蒸汽進入再熱器之前，與其混合。對于這部分蒸汽 而言，再熱器就是末級過熱級。如果所要混合的蒸汽具有相近溫度的 話，混合也可以在再熱器中進行。再熱后的蒸汽從再熱器的第二級導入汽輪機的中壓級(MPT)， 在中壓級中，蒸汽膨脹到背壓。如果汽輪機還具有冷凝級，那么所述 蒸汽將部分地或整個地膨脹到冷凝壓力。根據(jù)這里所披露的系統(tǒng)的一個實施方式，所述回收鍋爐具有兩個 再熱器， 一個用于再熱來自汽輪機高壓部分的蒸汽，另一個用于再熱 來自汽輪機第一中間部分的蒸汽。所以，蒸汽循環(huán)必須包括兩個再熱 器。這要求高蒸汽壓力，如同在公共設施的蒸汽循環(huán)中的一樣。回收 鍋爐不同于公共設施的鍋爐的地方是在布置上需要防止過熱器和再 熱器的高溫部分發(fā)生腐蝕。如果蒸汽循環(huán)中存在兩個再熱器，那么每 個再熱器優(yōu)選地都具有上述的兩個再熱級。而且這里，來自輔助鍋爐 或者來自熱回收的蒸汽可以混入進入再熱器的冷蒸汽。所述系統(tǒng)允許從汽輪機高壓級中抽出的蒸汽首先在位于回收鍋爐 的傳統(tǒng)過熱器部分中的再熱器部分中被加熱到基本上不會發(fā)生高溫腐 蝕的一個溫度，即50(TC以下，之后，蒸汽在燃燒空腔中被最終加熱到480-60(TC，最優(yōu)選被加熱到490-560。C，燃燒空腔充當末級再熱器。末 級再熱器燃燒所用的燃料是不會導致高溫腐蝕的燃料。用于對高壓的汽輪機排汽進行末級再熱的過熱器空腔優(yōu)選地通過 燃燒燃料來加熱，保證過熱器空腔中不具有腐蝕性條件。所述燃料可 以是生物質氣化得到的氣體。可以通過另外燃燒含硫燃料來避免加熱 表面的腐蝕。而且，在過熱器空腔中的燃燒之前對所述氣體進行凈化 保證高溫下的非腐蝕條件?？梢允褂闷渌剂希缣烊粴?、LPG、液化 生物質、甲醇等等，來替代所述生物質所得到的氣體。燃料的選擇標 準是在所述空腔環(huán)境下沒有腐蝕的性質?？涨恢腥剂系娜紵ǔＪ前凑兆顑?yōu)的過剩空氣量完成的，但是如 果優(yōu)選的話，也可以按照化學計量或者還原條件來完成。 一個優(yōu)選實 施方式是按照較高過?？諝饬縼砣紵剂?，以產(chǎn)生用于主爐膛的高溫 燃燒空氣。燃燒本身是可分級的，但是空腔中產(chǎn)生的煙氣流具有較高 過剩空氣因子。在這種選擇下，所述煙氣流通過可位于不同高度上的 若干端口而導入主爐膛。過熱器空腔的壁被設計為水冷傳熱表面，其通過用于水/汽-水混合 物進出的連接管而連接到回收鍋爐的主水/汽循環(huán)系統(tǒng)。所以，所述加
熱表面形成了回收鍋爐的主要水系統(tǒng)的一部分。所述主要水系統(tǒng)和過 熱器空腔的水系統(tǒng)可以是自然循環(huán)式的，或者是強制循環(huán)式的，或者 是所謂的"一次通過"式的，最后所述一種通常用于最高的汽/水壓力。 自然循環(huán)式鍋爐是指冷卻水通過下降管而從汽包供入到給空腔壁供水的聯(lián)箱(header)，然后從所述壁中收集水-汽混合物，并將其供到汽 包。所述空腔可具有自己的獨立的壁，但是所述空腔的壁的一部分可 以是和回收鍋爐的"常規(guī)"部分共同的。根據(jù)這里所披露的系統(tǒng)的一個實施方式，所述空腔的內(nèi)部還具有 用于將空腔中所產(chǎn)生的煙氣中的熱量傳遞給換熱器裝置中流動的蒸汽 的傳熱裝置。所述換熱器裝置作為用于回收鍋爐過熱器部分中所產(chǎn)生 的蒸汽的末級過熱器。末級過熱后的蒸汽被供給汽輪機。所述系統(tǒng)允許回收鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽在常規(guī)傳熱部分，例如回收 鍋爐的省煤器、鍋爐管束和過熱器中被加熱到基本上不會發(fā)生高溫腐 蝕的溫度，也就是540。C以下，最優(yōu)選為480-520°C，之后，蒸汽在燃 燒空腔內(nèi)被最終過熱到500-600°C，優(yōu)選為520-560°C，其中燃燒空腔 充當末級過熱器。所述回收鍋爐可具有一個或者多個末級過熱器(空 腔)。在回收鍋爐中燃燒的液流可源于采用各種纖維原材料的所有類型 的紙漿工藝。無硫廢液，或者氯鉀含量幾乎為零的廢液特別有優(yōu)勢， 這是因為它將允許在爐膛的水冷系統(tǒng)中采用高壓，和允許利用在主煙 氣流中的新蒸汽和再熱蒸汽的高溫。舉例來說，當燃燒無硫廢液時， 主煙氣流中可具有最高的蒸汽溫度。無硫廢液在純堿法制漿工藝和純 堿-亞硫酸鈉(soda-antraquinone)法制漿工藝中形成。所述空腔的優(yōu)選的位置前壁，在"牛鼻"(bullnose)壁的對面， 但是所述空腔也可以構造在側壁上，可以是一個空腔或者多個空腔。 所述空腔的位置相對于鍋爐常規(guī)部分可以位于沿垂直方向的任何地
方，空腔的位置僅僅受到冷卻水循環(huán)的限制。用于回收鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽的末級過熱的過熱器空腔通過燃燒燃 料來加熱。燃料的燃燒器位于空腔的頂端、位于空腔的底部，或者位 于空腔的壁上。所述空腔也可以位于水平位置，此時所述燃燒器的最 佳位置是在所述空腔的端壁上。所述過熱器空腔的燃燒空氣系統(tǒng)是回收鍋爐的燃燒空氣系統(tǒng)的一 部分。它也可以具有自帶風扇的獨立的空氣系統(tǒng)、風扇和燃燒器(多 個)之間的連接管道和用于控制燃燒空氣的任何必要設備。來自過熱器空腔的煙氣被導入回收鍋爐，優(yōu)選地導入主過熱器的 入口，在該入口處，其與來自爐膛的主煙氣流混合。用于氣體連接的 其他位置也是可以的，例如在從爐膛下部到省煤器入口的整個區(qū)域。 穿過鍋爐壁的廢氣連接優(yōu)選地包括多于一個的開口，以及一個可能性 是設計所述空腔的燃燒系統(tǒng)，使得過剩燃燒空氣被供給空腔。所述空 氣在空腔中加熱，然后和空腔中的煙氣一起流入主爐膛，用于主爐膛 的燃燒系統(tǒng)中。在這種選擇下，優(yōu)選方案要求有兩個空腔在相對的壁 上，優(yōu)選是在前壁和后壁上。然后，所述第一過熱器和末級再熱器可 以位于分開的空腔中。從空腔中的氣體流動可以通過布置在不同高度 上的若干個端口進行。所述端口可具有控制煙氣/空氣混合物外流的位 置的控制裝置，該裝置能控制空腔的煙氣是用于加熱新蒸汽還是加熱 再熱器的蒸汽。如果末級過熱器和末級再熱器位于同一個空腔中，那 么所述控制系統(tǒng)就整個或者部分地用于控制蒸汽的溫度。通過已披露的系統(tǒng)，汽輪機高壓部分抽取的蒸汽的壓力和工作溫 度可以通過兩級再熱器提高，這樣再熱后的蒸汽在汽輪機的中壓部分 中膨脹，從而產(chǎn)生更多的電力，也就是說通過蒸汽中所回收的熱量， 產(chǎn)生更多的電力。


下面將參考附圖對本發(fā)明作更詳細的描述，圖中示出了本發(fā)明的 一個實施方式圖1是牛皮紙漿化學紙漿廠中的回收鍋爐的示意圖。附圖標記編號說明1回收鍋爐2空腔3回收鍋爐的爐膛4燃燒空氣5廢液供給管線6水冷爐膛壁7牛鼻8過熱器9鍋爐管束10省煤器11煙氣排放12給水管線13過熱器14汽輪機15高壓汽輪機16中壓汽輪機17發(fā)電機18蒸汽管道19蒸汽管道20再熱器第一部分21再熱器第二部分22蒸汽管道23蒸汽管道24蒸汽管道12
25燃燒器26煙氣27附加煙氣28燃燒空氣29氣化器30供氣管道31分配氣體32氣體處理33靜電除塵器34預熱35、 36給水加熱器37給水箱38、 39、 40排出的蒸汽41背壓蒸汽42中壓蒸汽43排放物處理44煙囪114燃燒空氣源116低壓汽輪機具體實施方式
圖1示出了典型回收鍋爐1 (比如用于燃燒黑液的牛皮紙漿回收鍋爐)的爐膛3，它具有由水冷管壁6形成的結構。以這種方式產(chǎn)生的 水-汽混合物被部分地位于爐膛上方的"鼻"罩中的常規(guī)過熱器8過熱。 在黑液燃燒期間所產(chǎn)生的煙氣26的熱量在過熱器8中被回收。典型地， 鍋爐管束9和省煤器IO作為鍋爐中的后加熱表面。在過熱器之后，煙 氣被導入鍋爐管束9和省煤器10?；厥斟仩t1包括可布置靠近鍋爐壁上部分的空腔2?；厥斟仩t的 爐膛3產(chǎn)生的煙氣26，煙氣26從空腔2向上流動并且經(jīng)過流入口。燃 燒空氣4被供入爐膛，以促進燃燒，通常是在若干個高度上供入，圖 中僅示出了一個。廢液供給管5將黑液供入爐膛，優(yōu)選是在爐膛中的主燃燒區(qū)以上的高度上。爐膛壁6優(yōu)選是水冷的。鍋爐里的牛鼻7通 常限定出燃燒區(qū)的上部區(qū)域和從爐膛到過熱器8的過渡區(qū)。所述空腔2 通常和牛鼻處于同一高度，且位于它的對面。在過熱器的下游，煙氣 流過鍋爐管束9和省煤器10，所有三個都回收煙氣中的熱量。排氣管 道11允許煙氣離開鍋爐。流體管12用于給鍋爐供水，例如給鍋爐管束9和省煤器10供水?？涨?包括單腔室或者并聯(lián)和/和串行布置的多個空腔?？涨豢梢?和爐膛共享壁，且空腔的壁可以是水冷的。空腔2中產(chǎn)生的燃燒氣體 作為另外的煙氣27流入爐膛?？涨豢砂ㄟ^熱器13。過熱后的蒸汽通 過蒸汽管道23而從鍋爐中的常規(guī)過熱器8流到(多個)空腔中的(多 個)過熱器13。來自空腔過熱器13的過熱后的蒸汽通過蒸汽管道18而流入可包 括高壓級15、中壓級16和低壓級116的汽輪機14。汽輪機14可以是 高壓汽輪機(HPT) 15和與之分開的、具有中壓汽輪機級(MPT) 16 和低壓汽輪機級(LPT) 116的兩級汽輪機。汽輪機14驅動能產(chǎn)生廠 用的電力和/或機械動力的發(fā)電機17。過熱器13通過管道18輸出蒸汽， 驅動高壓汽輪機15。來自高壓汽輪機的蒸汽通過管道19而流到再熱器20的第一部分， 再熱器20的第一部分位于煙氣的蒸汽中并且位于過熱器8和鍋爐管束 9之間。再熱器21的第二部分通過蒸汽管道22接收來自再熱器20第 一部分的蒸汽。第二再熱器部分21位于空腔2中。優(yōu)選地，所述第二 再熱器在過熱器13之下并且位于流過空腔的煙氣27的流路的下游。 來自第二再熱器部分21的蒸汽通過管道24而流到中壓級汽輪機16。
空腔2可以包括一個和多個燃燒器25?？涨恢行纬傻臒煔?其可 含有熱燃燒空氣)27進入爐膛，并和回收鍋爐爐膛中的煙氣26混合。 燃燒空氣28被噴入空腔2中，以促進燃燒器25中的燃燒。燃燒器25 通常燃燒氣化器29中產(chǎn)生的并通過供氣管到30而流入的氣體燃料。 氣化器29所產(chǎn)生的氣體除了給空腔燃燒器25提供燃料以外，還可以 根據(jù)其他目的分配31。來自氣化器的氣體在流入燃燒器之前可以在氣 體處理器32中進行凈化，或進行其他處理。鍋爐排氣管道11允許煙氣離開鍋爐并進入靜電除塵器33，然后 進入排放物NOx處理器43，例如，選擇催化劑，用以還原和/或氧化 氮氧化物(去NOx處理)。排放的煙氣也可以流過預熱器34，其與蒸 汽或者煙氣一起加熱燃燒空氣114 (在這里顯示了這個選擇)。從預熱 器34處，所述煙氣可以排入煙囪44。給水加熱器35， 36接收來自給水箱37的給水。來自高壓汽輪機 (HPT)的排汽為給水加熱器36提供熱能，給水加熱器36為鍋爐供水。 來自中壓汽輪機(MPT)的排汽38， 39和來自低壓汽輪機(LPT)的 排汽40為加熱器35的連續(xù)級提供熱能。從汽輪機14排出的背壓蒸汽41，例如低壓蒸汽可以用于紙漿廠 和蒸汽循環(huán)。相似地，抽汽42，例如中壓蒸汽可以從汽輪機排出，以 用于紙漿廠。在所述的回收鍋爐1中，蒸汽壓力使得不會在爐膛的水冷管壁上 發(fā)生過多腐蝕。水-蒸汽乳液的飽和溫度加上由于從管表面進入水的引 入熱量流所導致的溫差小于400-50(TC，通常是小于400'C，也就是管 表面的溫度。通過在常規(guī)回收鍋爐1中集成專門燃燒室或空腔2，所述 蒸汽溫度可以增加到超過典型數(shù)值的程度。所述蒸汽在常規(guī)過熱器8 中被過熱到高溫腐蝕不會發(fā)生的程度，例如480-540°C，最佳是480-520 °C。之后，來自過熱器8的所述蒸汽23被導入位于專門燃燒空腔2的
過熱器13中，所述空腔2被集成在回收鍋爐中，而其余高達500-600 。C，最佳是520-56(TC的過熱發(fā)生在所述空腔中。所述空腔的數(shù)量可以 多于一個。所產(chǎn)生的高壓蒸汽18通常還被引入汽輪機14的高壓級15， 以便發(fā)電以及作為紙漿廠的廠用蒸汽。所述汽輪機具有高壓部分15和 中/低壓部分16。在空腔2中，燃燒燃料，以產(chǎn)生用于過熱蒸汽的熱量。在所述燃 燒器25中燃燒的具有火焰的燃料是十分清潔或者含有這樣的成分，以 致于不會產(chǎn)生高溫腐蝕。來自空腔2的煙氣和過剩燃燒空氣27被導入 回收鍋爐的煙氣流26。優(yōu)選地，來自空腔的煙氣被引導通過回收鍋爐 壁上的若干個開口，這些開口可以位于幾個高度上，而且在寬度方向 上處于不同的位置。所述空腔2被包括作為常規(guī)回收鍋爐的一部分，因此空腔壁是水 冷的，如同爐膛的常規(guī)部分、鍋爐管束和其他熱區(qū)域一樣，在自然循 環(huán)的情況下，所述冷卻被集成于常規(guī)鍋爐的汽包中。在一次流過式鍋 爐中，所述集成是指空腔壁被一次流過系統(tǒng)的水或者蒸汽流冷卻。如 果采用這種布置，則與循環(huán)水的、同類型的并入對于強制循環(huán)式回收 鍋爐也有效。主要的優(yōu)點是將來自空腔冷卻的熱量引入相同承壓的 水或者蒸汽流中，與回收鍋爐"常規(guī)"部分的主流中的一樣。用于燃 燒的空氣28可以取自回收鍋爐的"常規(guī)"部分，或空腔可以配備有自 己的風扇或壓縮機。優(yōu)選地，用于空腔的燃燒氣體30在氣化器29中通過氣化生物原 料28來生產(chǎn)。優(yōu)選地，所述燃料是固態(tài)木質燃料，如木材、木屑、樹 皮屑、碎木材、刨花、鋸末、木質森林的殘留物。采用生物質作燃料 時，如果燃料相當干燥的話，則可以明顯改善工藝。如果利用來自回 收鍋爐的煙氣中的、冶煉生產(chǎn)過程中的或者回收鍋爐的對流損失或輻 射損失中的熱量來進行干燥的話，則能量產(chǎn)生的總效率能夠得到提高。 利用前面提到過的熱源對所需的燃燒空氣進行加熱時，也可以提高效率。氣化所產(chǎn)生的氣體的一部分在空腔2中被用作燃燒器25中的清潔 燃料30，用來在過熱器13中過熱蒸汽，并且也用于再熱器21中進行 再熱。所述氣體的一部分31可以用于紙漿廠的其他目的，例如用于石 灰窯中。如果這類燃料是不可利用的，則可以使用其他的燃料，如天 然氣、LPG、燃油、甲醇、液化生物質等等。選擇燃料的標準是在空 腔的環(huán)境下不具有腐蝕性。這種無腐蝕性可以通過在處理工序32中凈 化氣體而在來自氣化工序29的氣體中實現(xiàn)。所述處理工序包括專門過 濾、催化工序、氣體冷卻等等。來自空腔2的新蒸汽18在汽輪機的高壓部分中膨脹到250-400°C 。 回收鍋爐1具有再熱器20， 21，用來再熱汽輪機中膨脹后的蒸汽。優(yōu) 選地，所述再熱器具有兩級或兩個部分。第一級20位于回收鍋爐的常 規(guī)過熱器部分上，在那里它被回收鍋爐的爐膛中所產(chǎn)生的煙氣加熱。 通常的，所述第一級位于過熱器8和鍋爐管束9之間。在第一級中， 蒸汽通常被再熱到450-540。C ，優(yōu)選是450-50CTC 。再熱器的第二級由位于空腔2中的換熱器構成。在第一級20中再 熱過的蒸汽通過管道22而被導入空腔中的第二級21。蒸汽被進一步再 熱到480-600。C的溫度，優(yōu)選是490-560。C 。從再熱器來的蒸汽從空腔 排出，進入汽輪機14的中壓部分16，在中壓部分16中，蒸汽膨脹到 背壓。如果汽輪機14具有冷凝部分的話，則上述蒸汽將被部分地或全 部地膨脹到冷凝壓力。空腔的數(shù)量可以是一個或者更多個。根據(jù)一個 實施方式，如果需要在分開的地方進行新蒸汽的末級過熱和再熱的話， 則至少需要兩個獨立的空腔。不同壓力的蒸汽可以通過管線38-42而從汽輪機14中抽取出，并 被用于滿足紙漿廠的需求以及用于蒸汽循環(huán)的不同目的，例如用于加 熱器35-36中的預熱鍋爐給水。 這里所披露的方法或者所述系統(tǒng)的用途并不限于某種廢液的燃 燒，而是可以用于多種廢液，例如牛皮紙漿制漿工藝中的廢液或者純 堿法制漿工藝中的廢液。所述回收鍋爐的外形并不一定要與圖1中所 示的那樣一致。例如，回收鍋爐主要部分中的傳熱面所在的管道的數(shù) 目可以從一個到若干個?？涨坏耐庑我彩强梢愿淖兊摹Ａ硗?，圖中所 示的用于給水預熱和燃燒空氣預熱的布置也是可以被修改和改變的。本發(fā)明并不意圖被限制于上述的實施方式和描述內(nèi)容，而是可以 在本發(fā)明所附權利要求所限定的精神和范圍之內(nèi)被修改和改變。
權利要求
1.一種紙漿和造紙工業(yè)中的廢液回收鍋爐，其包括具有過熱器的水/汽循環(huán)系統(tǒng)，所述循環(huán)系統(tǒng)被連接到具有高壓級的汽輪機，以及用于燃燒廢液、產(chǎn)生煙氣的爐膛，所述爐膛包括供煙氣流過的上部，其中所述水/汽循環(huán)系統(tǒng)具有用于對來自所述汽輪機的高壓級的蒸汽進行再熱的再熱器。
2. 如權利要求l所述的廢液回收鍋爐，其中所述再熱器還包括第 一部分和第二部分，其中所述第一部分位于爐膛中產(chǎn)生的煙氣流中， 且所述第一部分連接到所述汽輪機的高壓級的蒸汽出口。
3. 如權利要求2所述的廢液回收鍋爐，其中所述回收鍋爐具有至 少一個空腔，所述至少一個空腔具有由水冷管構成的壁，所述至少一 個空腔包括在空腔中產(chǎn)生煙氣的燃燒器，其中所述再熱器的第二部分 位于空腔中并且連接到所述再熱器的第一部分。
4. 如權利要求3所述的廢液回收鍋爐，其中所述汽輪機具有中壓 級，且所述再熱器的第二部分連接到所述汽輪機的中壓級的蒸汽入口。
5. 如權利要求3所述的廢液回收鍋爐，其中所述至少一個空腔的 內(nèi)部具有末級過熱器，用于對鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽進行末級過熱，其中所述末級過熱器和末級再熱器都位于所述空腔中。
6. 如權利要求2所述的廢液回收鍋爐，其中所述回收鍋爐具有至 少兩個空腔，第一空腔和第二空腔，每個空腔都具有由水冷管構成的 壁，并且包括燃燒器，用以燃燒燃料，從而在空腔中產(chǎn)生煙氣，其中 所述再熱器的第二部分位于第一空腔的內(nèi)部并且連接到所述再熱器的第一部分。
7. 如權利要求6所述的廢液回收鍋爐，其中所述第二空腔的內(nèi)部 具有用于對鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽進行末級過熱的過熱器。
8. 如權利要求6所述的廢液余熱鍋爐，其中所述第一空腔和第二 空腔位于回收鍋爐的相對壁上。
9. 一種在紙漿制造廠生產(chǎn)能量的方法，所述紙漿制造廠具有回收鍋爐和帶有高壓部分的汽輪機，所述方法包括以下步驟a) 在回收鍋爐的爐膛中燃燒來自紙漿制造工序中的廢液，以產(chǎn)生 煙氣；b) 從所述煙氣中回收熱量，以在回收鍋爐中產(chǎn)生蒸汽； C)使從步驟b)中產(chǎn)生的蒸汽過熱；d)在汽輪機的高壓部分中，使從步驟c)產(chǎn)生的蒸汽膨脹到250-400 "C的溫度，其中所述回收鍋爐具有再熱器，從步驟d)來的蒸汽在所述再熱 器中被再熱到450-60(TC的溫度。
10. 根據(jù)權利要求9的方法，其中膨脹后的蒸汽通過兩級被再熱， 第一級是由從步驟a)產(chǎn)生的煙氣，第二級是由燃燒燃料所產(chǎn)生的熱量。
11. 根據(jù)權利要求10的方法，其中所述回收鍋爐具有至少一個空 腔，在所述空腔中，燃料被燃燒，以產(chǎn)生熱量和煙氣，且第二級在空 腔中進行。
12. 根據(jù)權利要求10的方法，其中蒸汽在第二級中被再熱到 480-60(TC的溫度。
13. 根據(jù)權利要求10的方法，其中蒸汽在第二級中被再熱到 490-560。C的溫度。
14. 根據(jù)權利要求12的方法，其中再熱后的蒸汽被導入所述汽輪 機的中壓部分，在其中，所述蒸汽膨脹到背壓。
15. 根據(jù)權利要求12的方法，其中再熱后的蒸汽被導入所述汽輪 機的冷凝部分，在其中，所述蒸汽膨脹到冷凝壓力。
16. 根據(jù)權利要求ll的方法，其中木料和其他生物質的燃料被氣 化，生產(chǎn)出可燃氣體，該可燃氣體被凈化并用作所述空腔中的燃料， 在空腔中，凈化后的氣體被燃燒，以產(chǎn)生熱量和煙氣。
17. 根據(jù)權利要求ll的方法，其中過量燃燒空氣被供入所述空腔 中，并且空腔中的燃燒形成了熱空氣和煙氣的混合物。
18. 根據(jù)權利要求17的方法，其中所述熱空氣和煙氣的混合物被 導入回收鍋爐的爐膛，以用于步驟a)中。
19. 根據(jù)權利要求ll的方法，其中所述空腔中產(chǎn)生的煙氣和來自 步驟a)中的氣體被混合在一起。
20. 根據(jù)權利要求11的方法，其中步驟c)部分地在所述空腔中 進行。
21. 根據(jù)權利要求9的方法，其中從步驟d)得到的蒸汽被再熱到 520-560。C的溫度。
全文摘要
一種紙漿和造紙工業(yè)中的廢液回收鍋爐，其包括具有過熱器的水/汽循環(huán)系統(tǒng)，所述循環(huán)系統(tǒng)被連接到具有高壓部分的汽輪機，以及用于燃燒廢液、產(chǎn)生煙氣的爐膛，所述爐膛包括供煙氣流過的上部，其中所述回收鍋爐的水/汽循環(huán)系統(tǒng)具有用于對來自汽輪機高壓部分的蒸汽進行再熱的再熱器。
文檔編號D21C11/06GK101163833SQ200680013552
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權日2005年4月22日
發(fā)明者卡里·薩維哈留, 奧利·阿爾帕拉赫蒂, 拉塞·科伊維斯托, 約爾馬·西莫寧 申請人:安德里茲公司