[发明专利]直流式锅炉的运行方法及强制式直流锅炉

说明书

本发明涉及一种带有蒸发加热面的直流式锅炉的运行方法，其中，将给水质量流量额定值供给一个调整给水质量流量的装置。此外，本发明还涉及一种实施此方法的强制式直流锅炉。

在直流式锅炉中，对于组合为一个蒸发加热面的一些锅炉管的加热，导致流动介质在锅炉管内一次通过时完全蒸发。在这里，通常为水的流动介质一般在其蒸发前供给一个就流动介质而言连接在蒸发加热面上游通常也称省煤器的预热器，并在那里预热。

根据直流式锅炉的运行状态并因而与当前的锅炉功率有关，调整蒸发加热面内的给水质量流量。当负荷变化时，蒸发器流量应尽可能与蒸发加热面内的加热量同步改变，因为要不然便不能可靠地避免在蒸发加热面出口处流动介质的比焓偏离额定值。比焓这种不希望的偏离，增加从锅炉排出的新蒸汽温度的调节难度，而且除此之外还导致高的材料荷载并因而缩短锅炉使用寿命。

为了在锅炉的所有运行状态，亦即尤其在过渡状态或在负荷变换时，使比焓偏离额定值并由此引起的不希望的大量温度波动保持为尽可能小，给水流量调整装置按所谓可预言或预见的设计方式设计。在这里尤其在负荷变换时，还应根据当前的运行状态或下一步预期的运行状态，提供必要的给水额定值。

由EP0639253已知一种直流式锅炉，其中，给水流量通过预先计算所需的给水量进行调整。在这里，蒸发加热面的热流平衡用作计算方法的基础，尤其应包括在蒸发加热面进口处的给水质量流量。给水质量流量的额定值，在这里，根据一方面当前在蒸发加热面内从燃气传给流动介质的热流与另一方面在蒸发加热面内流动介质有鉴于期望的新汽状态所给定的额定焓增之比来规定。

然而在实际工作中表明，直接在蒸发加热面进口处测量给水质量流量技术上复杂，而且并不是在任何运行状态均能可靠地实施。取代这种做法，改为测量预热器进口处的给水质量流量并纳入给水量的计算中，但是这一给水质量流量并非在任何情况下均与蒸发加热面进口处的给水质量流量相同。

为了排除由此引起的尤其在负荷变换时给定特别符合需要的给水质量流量额定值时的不准确性，按另一种如由WO2006/005708A1已知的可预言式质量流量调整装置的设计方案规定，作为用于给水流量调整装置的输入参数之一，考虑预热器进口处的给水密度。

列举的这两种可预言式质量流量调整装置的设计方案，作为重要的输入参数以锅炉功率的额定值为基础，根据此额定值，借助储存的相关性和尤其依靠原先获得的校准测量或基准测量，计算出要用于确定真正的额定值的特征值。不过这样做的先决条件是有足够稳定和可归因于燃烧功率唯一性的系统特征，如它们通常在燃烧式锅炉中存在的那样。但是在另一些系统中，例如在直流式锅炉设计为从连接在上游的燃气轮机的废气中回收热量的废热锅炉中，则不存在这些状况。此外，在这些设计为废热锅炉的系统中，燃烧功率不能如在直接燃烧式锅炉中那样同样地用作自由参数，因为在设计为废热锅炉时，通常认为燃气轮机的运行是控制整个设备的第一准则，其他部件应适应于燃气轮机的系统状态。

因此，本发明的目的是，提供一种上述类型锅炉的运行方法，它在保持较低成本的同时，即使在运行作为废热锅炉的锅炉时，仍能特别好地与当前或预期的在蒸发加热面内的加热量相适应地，调整通过蒸发加热面的给水质量流量。此外还应提供一种特别适用于实施本方法的强制式直流锅炉。

按本发明为达到有关方法方面的目的采取的措施是，从燃气传给流动介质的热流，在考虑表征蒸发器进口处燃气当前温度的温度特征值以及表征燃气当前质量流量的质量流量特征值的情况下予以确定。

本发明考虑问题的出发点在于，一个也可以对设计为废热锅炉的锅炉能足够可靠预言的质量流量调整装置，应在很大程度上适应于废热锅炉的特殊性。在这方面尤其应考虑，与燃烧式锅炉不同，在这种情况下燃烧功率并非允许足够可靠地推断出作为基础的热流平衡的适用参数。在这里尤其应当考虑到，针对废热锅炉的等效参数，亦即当前的燃气轮机功率或与之相关联的参数，还外加另一些在燃气轮机内部的参数，借助这些参数不可能推导出任何可接受的、关于燃气在进入锅炉废气通道中时的焓状况的结论。因此，在作为确定所需给水量基础的热流平衡中，应当使用其他特别适合的参数。为此，本发明采用燃气进入蒸发器内时的温度以及燃气质量流量。