專利名稱：具有前省煤器的效率提高的蒸汽循環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地涉及發(fā)電領域和工業(yè)鍋爐設計。具體地，本發(fā)明提供一種新的和有益的系統(tǒng)及方法，在紙漿廠機組其利用前省煤器以實現(xiàn)提高發(fā)電容量。
背景技術：
制漿造紙廠堅持不懈地尋找增加電力輸出和提高蒸汽發(fā)電機效率的方法。在2002 年TAPPI秋季會議&商品展銷會上，Raukola等在一篇標題為“利用黑液回收鍋爐增加發(fā)電 (Increasing Power Generation with Black Liquor Recovery Boiler)，，的禾斗技論文中敘述了若干方法。其包括增加所述黑液中干燥固體成分以增加鍋爐效率；用從汽輪機中抽出的蒸汽預熱空氣；為了從蒸汽抽出更多有用功，采用來自從汽輪機抽出的低壓吹灰蒸汽， 而不是來自于初級過熱器之后；在背壓蒸汽輪機裝置中，并不節(jié)流背壓蒸汽以提高給水溫度；使用利用從汽輪機抽汽的高壓給水預熱器；增加主蒸汽溫度和壓力(注然而，發(fā)生在爐壁和過熱器區(qū)域的腐蝕與此方法有很大關系)；提供再熱器裝置，其中在下一個汽輪機階段之前通過氣輪機膨脹之后的主蒸汽送回鍋爐被再次過熱；使用冷凝汽輪機替代背壓蒸汽輪機；和在靜電除塵器之后使用熱回收以替換通常用于預熱的背壓蒸汽和因此釋放蒸汽用以利用冷凝汽輪機發(fā)電。典型的情況是，紙漿廠用40psig到70psig的蒸汽來加熱脫氣器箱中的水。這樣加熱給水至四0° F到315° F的溫度。用于加熱脫氣器箱的蒸汽從汽輪機中抽取，通過去除汽輪機對于冷凝器可用的蒸汽而減少發(fā)電。因為紙漿廠有相當大量的補給用水，所以，這可能是一個相當大的蒸汽負荷。通過增加DA壓力或者通過增加給水加熱器來提高給水溫度，這會增加鍋爐的蒸汽生產，但是會伴隨著增加鍋爐排氣溫度同時減少鍋爐效率。增加給水加熱也會增加汽輪機抽汽和減少發(fā)電。如圖1所示，歷史上紙漿廠已經(jīng)接受由給水溫度決定的范圍在350° F到420° F 的排氣溫度。如圖2所示，建議的替代方案已經(jīng)實施，在輸送到所述DA箱之前補給水的給水已在前省煤器中加熱。然而，問題是由于水中依然有空氣和其它腐蝕性氣體以及揮發(fā)性化合物。同樣，因為所述DA箱會分離用于pH控制的揮發(fā)物，pH控制通常是在DA箱之后執(zhí)行的。 此外，在前省煤器中的管路由于所述補給水的低溫導致濕氣在其外表面冷凝而遭受腐蝕。 在Larson的2003年10月8日的論文“在造紙工業(yè)中生物質氣化發(fā)電的成本效益評估(A Cost benefit Assessment of Biomass Gasification Power generation in the Pulp & Paper hdustry) ”中上述布置已有所展示。然而，該論文沒有教導作者如何克服在所述DA箱之前的省煤器腐蝕問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種成本效益方法來增加可利用的低壓蒸汽。本發(fā)明的另一個目的是提供一種成本效益方法來增加發(fā)電量。本發(fā)明的具體實施方式
可以用作新鍋爐的一部分或作為對現(xiàn)有鍋爐的獨立升級。在附加的和作為本公開一部分的權利要求中指出表現(xiàn)本發(fā)明特色的各種新穎性特征。為了更好理解本發(fā)明，通過參照附圖和說明書來描述其使用時獲得的操作優(yōu)點和具體目標，其中描述了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。


在附圖中圖1是典型的現(xiàn)有技術裝置的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術裝置的示意圖，其中水在脫氣器箱之前被輸送到前省煤器；圖3是具有整體式前省煤器的本發(fā)明的具體實施方式
的示意圖；圖4是表示用給水加熱器通過脫氣器水預熱補給水的本發(fā)明的具體實施方式
的示意圖；圖5是表示具有獨立循環(huán)泵的前省煤器的本發(fā)明的具體實施方式
的示意圖；和圖6是表示在沒有給水加熱器的情況下通過脫氣器水預熱補給水的本發(fā)明的具體實施方式
的示意圖。
具體實施例方式參照附圖，其中貫穿幾個附圖相同的附圖標記表示相同或功能類似元件，和特別對于圖3，其表示本發(fā)明的第一實施例示意圖，包括用作蒸汽循環(huán)汽輪機裝置的一部分的前省煤器，通常用300示出。在該圖及以下各圖中，完全是為了方便讀者，所述“300”系列的附圖標記指圖3中的元件，而“400”系列的附圖標記指圖4中的元件。相似地，在各附圖標記的后兩個數(shù)字在貫穿幾幅圖中指相同或功能相似的元件；例如，310，410，510等指在圖3， 4和5等中的前省煤器。同樣，溫度(華氏度)，壓力(磅每平方英寸表壓或絕對地-psig， psia)和流速(千磅每小時-kpph)提供的僅僅用于說明的目的而不是意圖限制本發(fā)明的范圍。 脫氣器(DA)，在此通常表示為DA箱304，會在非常接近大氣壓下有效地去除空氣和其它腐蝕性氣體。降低DA箱304的壓力使之接近大氣壓將使給水溫度降低到220° F 到250° F之間。這可以通過減壓閥(PRV)336或通過在非常低的壓力下從汽輪機308抽汽而達到。隨即，給水320被送往位于鍋爐312中的前省煤器310。這會降低排氣溫度低至300° F。所述水在所述前省煤器310中被加熱之后，其從所述鍋爐312輸送出，然后用給水加熱器(FW加熱器)(FWH)(或多個加熱器)332加熱。所述水隨后被輸送至位于鍋爐 312內的省煤器314。這會增加鍋爐蒸發(fā)量同時保持鍋爐效率，同時減小用于DA和給水加熱的汽輪機抽汽量。 下表1表示在發(fā)電過程中，通過降低DA壓力、安裝根據(jù)本發(fā)明的前省煤器310和保持相同的給水溫度到省煤器而達到的改進效果。
權利要求
1.一種用于改進的紙漿廠蒸汽循環(huán)運行的系統(tǒng)，包括 用于接收供給水的脫氣器箱，所述脫氣器箱在一壓力下運行；流體地連接到所述脫氣器箱的前省煤器，所述前省煤器位于鍋爐裝置內和適于從所述脫氣器箱接收所述供給水，所述前省煤器也適于加熱所述供給水；流體地連接到所述前省煤器給水加熱器，所述給水加熱器用于從所述前省煤器接收所述供給水和用于加熱所述供給水；和流體地連接到所述給水加熱器的省煤器，所述省煤器適于從所述給水加熱器接收所述供給水。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括用于降低脫氣器箱壓力至第二壓力的減壓閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二壓力是大約等于或高于大氣壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括用于降低所述脫氣器箱壓力至第二壓力的汽輪機。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二壓力是大約等于或高于大氣壓。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括連通地連接到所述脫氣器箱的熱交換器，所述熱交換器適于從所述供給水增加散熱。
7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括流體地連接到供給補給水的第二熱交換器，所述第二熱交換器用于向所述供給補給水增加熱量。
8.一種用于提高紙漿廠蒸汽循環(huán)效率的方法，包括 提供至少一個具有第一壓力的脫氣器箱；降低所述脫氣器箱的壓力至第二壓力； 提供供給給水；輸送所述供給給水至前省煤器，所述前省煤器位于鍋爐裝置內； 在所述前省煤器中加熱所述供給水；輸送所述供給水離開所述鍋爐裝置到至少一個給水加熱器，所述給水加熱器流體地連接到所述鍋爐裝置；通過所述至少一個給水加熱器加熱所述供給水；和輸送所述供給水至位于所述鍋爐內的省煤器；從而鍋爐蒸發(fā)量得以提高，同時保持鍋爐效率且使用于脫氣器和給水加熱的汽輪機抽汽量最小化。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述脫氣器箱的壓力通過使用減壓閥降低。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二壓力是大約等于或高于大氣壓。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述脫氣器箱的壓力通過在比所述第一壓力低的壓力從汽輪機中抽汽而降低。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，其中所述第二壓力是大約等于或高于大氣壓力。
13.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，進一步包括提供連通地連接到所述脫氣器箱的熱交換器，所述熱交換器適于向所述給水增加熱量和從所述脫氣器箱中去除熱量。
14.一種用于提高紙漿廠蒸汽循環(huán)效率的方法，包括 提供至少一個具有第一壓力的脫氣器箱；降低所述脫氣器箱的壓力至第二壓力； 提供供給水；輸送所述水至所述脫氣器；通過泵機構從所述脫氣器輸送所述水至前省煤器在前省煤器中加熱所述水；輸送所述水至所述脫氣器；用給水加熱器加熱所述水；和輸送所述水至省煤器。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述脫氣器溫度的減小通過減壓閥減
16.根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二壓力基本上為大氣壓。
17.一種用于提高紙漿廠蒸汽循環(huán)效率的方法，包括 提供供給水；輸送所述供給水到熱交換器；輸送所述供給水到連通地連接到所述熱交換器的脫氣器箱；輸送所述供給水回到所述熱交換器；輸送所述供給水到前省煤器；在所述前省煤器中加熱所述供給水；輸送所述供給水到所述脫氣器；和輸送所述供給水到省煤器。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其特征在于，用泵實現(xiàn)輸送所述供給水回到所述熱交換器的所述步驟。
19.一種用于提高紙漿廠蒸汽循環(huán)效率的方法，包括 提供至少一個脫氣器箱；提供供給給水；輸送所述供給給水到連通地連接到所述脫氣器箱的熱交換器； 輸送所述供給給水到前省煤器；所述前省煤器位于鍋爐裝置內； 在所述前省煤器中加熱所述供給給水；輸送所述供給給水從所述鍋爐裝置到至少一個給水加熱器，所述給水加熱器流體地連接到所述鍋爐裝置；通過所述至少一個給水加熱器加熱所述供給給水；和輸送所述供給給水到位于所述鍋爐內的省煤器；從而鍋爐蒸發(fā)量得以提高，同時保持了鍋爐效率。
全文摘要
一種用于提高紙漿廠蒸汽循環(huán)效率的方法，包括提供至少一個具有第一壓力的脫氣器箱的步驟和降低所述脫氣器箱的壓力至第二壓力。給水被供給到前省煤器，在其中被加熱。所述水然后被輸送到至少一個給水加熱器，在其中被加熱。所述水然后被輸送到省煤器。通過此方法，鍋爐蒸發(fā)量得以提高，同時保持了鍋爐效率和使用于脫氣器以及給水加熱的汽輪機抽汽量最小化。
文檔編號F22D1/32GK102434873SQ201110324898
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2010年9月1日
發(fā)明者J·E·莫那賽力, T·E·西克斯 申請人:巴布科克和威爾科克斯能量產生集團公司