КОТЛОАГРЕГАТ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ И СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА ГАЗА ДЛЯ ГОРЕНИЯ В КОТЛОАГРЕГАТЕ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ Российский патент 2020 года по МПК F01K13/02 F01K17/06 F23C10/04 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее изобретение относится к котлоагрегату(котельной установке) с псевдоожиженным слоем и способу предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем в соответствии с ограничительными частями приложенных независимых пунктов формулы изобретения. Более конкретно, изобретение относится к котлоагрегату с псевдоожиженным слоем и способу предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем, которые обеспечивают возможность предпочтительной эксплуатации котлоагрегата при особенно низкой нагрузке.

[0003] В настоящее время часто требуется, чтобы котлы с псевдоожиженным слоем удовлетворяли требованиям, связанным с сильно изменяющейся нагрузкой, и поэтому существует потребность в эксплуатации котлов также при очень низких нагрузках. Обычные котлы с псевдоожиженным слоем, как правило, имеют минимальную нагрузку, составляющую приблизительно 40% от полной нагрузки, но в настоящее время часто желательна эксплуатация котла с псевдоожиженным слоем при еще более низкой нагрузке, составляющей, например, 30-20% от полной нагрузки. Эксплуатации обычного котла с псевдоожиженным слоем при очень низкой нагрузке обычно препятствует требование поддерживать температуру слоя в топке на уровне, достаточном для минимизации выбросов вредных веществ в окружающую среду и для поддержания температуры пара на уровне, необходимом для паровой турбины. Для поддержания требуемого минимального потока объема воздуха, проходящего через сопла для подачи ожижающего воздуха, котлы с псевдоожиженным слоем при низких нагрузках котлов часто эксплуатируются при коэффициенте воздуха, который выше, чем при полной нагрузке, что обуславливает тенденцию к дополнительному снижению температуры топки.

[0004] Традиционный способ поддержания температуры топки на приемлемом уровне при эксплуатации с низкой нагрузкой состоит в добавлении огнеупорного материала в топке, что, однако, приводит к повышению уровня температуры в топке также во время эксплуатации с полной нагрузкой. Для ограничения температуры топки до нормального уровня при эксплуатации с полной нагрузкой дымовой газ, подвергнутый рециркуляции, часто подают в топку вместе с воздухом для горения. Однако это приводит к увеличенным капитальным затратам на тракт рециркуляции газа и поверхностям нагрева, требующимся вследствие большего полного потока отработавшего газа, и увеличенному потреблению энергии на собственные нужды в вентиляторе для рециркуляции газа и вентиляторе для дымового газа.

[0005] Кпд обычного котлоагрегата с псевдоожиженным слоем обычно повышается за счет предварительного нагрева воздуха для горения до заданной температуры, такой как 250°, в воздухоподогревателе, обеспечивающем передачу тепла от дымового газа воздуху для горения. Поскольку низкотемпературный воздух, поступающий в воздухоподогреватель, может вызвать конденсацию на поверхностях нагрева и коррозию в воздухоподогревателе, особенно при низких нагрузках котла, известно, что поступающий воздух сначала нагревают посредством другого источника тепла, предусмотренного перед основным воздухоподогревателем. В патенте США № 3,835,650 предлагается устранение коррозии в основном воздухоподогревателе посредством парового воздухоподогревателя, который расположен в канале для воздуха для горения выше по потоку от основного воздухоподогревателя и в котором используется отходящий пар из турбинного привода питательного насоса. В патентном документе DE 3 111 011 показан предварительный нагрев воздуха для горения посредством потоков отбираемого пара, отводимого из паровой турбины перед регенеративным основным воздухоподогревателем. В патентных документах GB 747,055 и JP 62-175513 предлагается исходный предварительный нагрев воздуха для горения посредством котловой воды при температуре насыщенного пара, получаемой из барабана парового котла.

[0006] В патентной публикации WO 2011/076994 А1 содержится информация о непрямом предварительном нагреве воздуха в ситуациях запуска и эксплуатации с частичной нагрузкой посредством пара. В патентном документе JP S58-37422 показана система с воздухоподогревателем парового типа, которая выполнена с возможностью автоматического регулирования температуры воздуха для горения на основе изменения нагрузки котла. В документах WO 2011/076994 А1 и JP S58-37422 не определено происхождение пара, используемого для предварительного нагрева воздуха. В документе JP Н10-332106 содержится информация о повышении кпд установки при низких нагрузках посредством использования пара низкого давления, отбираемого из турбины, в качестве источника тепла в паровом воздухоподогревателе. В патентных документах ЕР 0 724 683 В1, WO 94/19645 и U.S. 4,796,107 содержится информация о предварительном нагреве воздуха для горения только посредством отбираемого пара, отбираемого из паровой турбины. В публикации заявки на патент США 2012/0129112 А1 содержится информации о предварительном нагреве окисляющего газа для котла, предназначенного для сжигания кислородно-топливной смеси для получения перегретого пара, посредством тепла от части перегретого пара.

[0007] Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить котлоагрегат с псевдоожиженным слоем и способ предварительного нагрева воздуха для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем, которые обеспечивают возможность эффективной и экономичной эксплуатации котлоагрегата при разных нагрузках котла, включая очень низкие нагрузки котла, при одновременной минимизации выбросов вредных веществ в окружающую среду и поддержании температуры пара на уровне, необходимом для паровой турбины.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен котлоагрегат (котельная установка) с псевдоожиженным слоем, содержащий топку и канал для газа для горения, предназначенные для сжигания топлива посредством газа для горения, подаваемого в топку по каналу для газа для горения, и пароводяной цикл, содержащий испарительную секцию, пароперегревательную секцию, соединенную по потоку с испарительной секцией и содержащую последний пароперегреватель, и паровую турбину, и тракт пароперегрева, предназначенный для перемещения пара из испарительной секции через пароперегревательную секцию к паровой турбине, и первый подогреватель газа для горения, расположенный в канале для газа для горения для передачи тепла газу для горения, при этом котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит второй подогреватель газа для горения, расположенный в канале для газа для горения, магистраль отбора пара, соединенную с обеспечением соединения по потоку со вторым подогревателем газа для горения и с трактом пароперегрева в месте, находящемся выше по потоку от последним пароперегревателем, для перемещения пара из тракта пароперегрева во второй подогреватель газа для горения для передачи тепла от пара газу для горения во втором подогревателе газа для горения.

[0009] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем, при этом котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит топку и канал для газа для горения, предназначенные для сжигания топлива посредством газа для горения, подаваемого в топку по каналу для газа для горения, и пароводяной цикл, содержащий испарительную секцию, пароперегревательную секцию, соединенную по потоку с испарительной секцией и содержащую последний пароперегреватель, паровую турбину и тракт пароперегрева, предназначенный для перемещения пара из испарительной секции через пароперегревательную секцию к паровой турбине, и первый подогреватель газа для горения, расположенный в канале для газа для горения, при этом котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит второй подогреватель газа для горения, расположенный в канале для газа для горения, и магистраль отбора пара, соединенную с обеспечением соединения по потоку с трактом пароперегрева в месте, находящемся выше по потоку от последним пароперегревателем, и со вторым подогревателем газа для горения, при этом способ предварительного нагрева газа для горения включает передачу тепла газу для горения в первом подогревателе газа для горения, перемещение пара из тракта пароперегрева из места, находящегося выше по потоку от последним пароперегревателем, посредством магистрали отбора пара ко второму подогревателю газа для горения и передачу тепла от пара газу для горения во втором подогревателе газа для горения.

[0010] Газ для горения, на практике воздух для горения или другую кислородсодержащую газовую смесь, для котла с псевдоожиженным слоем обычно предварительно нагревают в подогревателе газа для горения перед подачей в топку котла. Обычный подогреватель газа для горения, обычно регенеративный воздухоподогреватель или трубчатый воздухоподогреватель, расположен в канале для газа для горения или, более точно, соединен с каналом для газа для горения и каналом для дымового газа для передачи тепла от дымового газа, выходящего из топки, газу для горения. В некоторых случаях в качестве альтернативы подогреватель газа для горения может представлять собой подогреватель другого типа, такой как подогреватель, обеспечивающий передачу тепла от питательной воды газу для горения.

[0011] Основной признак настоящего изобретения заключается в том, что котлоагрегат с псевдоожиженным слоем помимо обычного подогревателя газа для горения, называемого в дальнейшем первым подогревателем газа для горения, также содержит второй подогреватель газа для горения. Первый подогреватель газа для горения предпочтительно представляет собой подогреватель с передачей тепла от дымового газа газу для горения, то есть подогреватель, обеспечивающий передачу тепла от дымового газа газу для горения, но в альтернативном варианте он может представлять собой, например, подогреватель с передачей тепла от питательной воды воздуху. Второй подогреватель газа для горения представляет собой подогреватель с передачей тепла от пара газу для горения, то есть подогреватель, обеспечивающий передачу тепла от потока пара газу для горения. Согласно настоящему изобретению теплопередающий пар отбирают из тракта пароперегрева посредством магистрали отбора пара, при этом указанная магистраль отбора пара соединена с трактом пароперегрева в месте, находящемся выше по потоку от последним пароперегревателем. Второй подогреватель газа для горения предпочтительно расположен в канале для газа для горения ниже по потоку от первого подогревателя газа. Посредством этого температура газа для горения может быть повышена во втором подогревателе газа для горения, например, от 250° до 300°.

[0012] Магистраль отбора пара предпочтительно содержит регулирующий клапан для регулирования потока пара в магистрали отбора пара. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительный предварительный нагрев воздуха, указанный выше, используется, в частности, во время эксплуатации с низкой нагрузкой. При этом используют второй подогреватель воздуха для горения, то есть регулирующий клапан открывают для отбора пара из тракта пароперегрева во второй подогреватель газа для горения, когда желательно обеспечить эксплуатацию котла с псевдоожиженным слоем при очень низкой нагрузке, составляющей, например, 30-20% от максимальной нагрузки.

[0013] В результате вышеуказанного дополнительного предварительного нагрева газа для горения больше тепла вводится в процесс горения посредством воздуха для горения, и достигается более высокая температура топки. Таким образом, можно избежать слишком низких температур слоя, то есть поддерживать температуру слоя в топке на уровне, желательном для сохранения низкого уровня выбросов вредных веществ в окружающую среду даже при очень низких нагрузках. Вследствие более высокой температуры воздуха для горения минимальная скорость в соплах для подачи газа для горения может быть достигнута при меньшем массовом расходе воздуха, что приводит к более низкому коэффициенту воздуха и, следовательно, более высокой температуре топки. Поскольку достаточная температура топки достигается при более низких нагрузках котла при отсутствии необходимости в увеличенной толщине огнеупорного материала в топке, температура может поддерживаться при высоких нагрузках котла на приемлемом уровне без рециркуляции или при уменьшенной рециркуляции дымового газа. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает возможность эксплуатации котла при очень низких нагрузках и уменьшение эксплуатационных и производственных затрат при эксплуатации с высокой нагрузкой.

[0014] В альтернативном варианте температура газа для горения также может быть увеличена с помощью средств, отличных от вышеуказанных, например, посредством передачи тепла от питательной воды, котловой воды или отбираемого пара, отбираемого из паровой турбины, газу для горения. Однако использование пара, отбираемого из тракта пароперегрева в месте, находящемся выше по потоку от последнего пароперегревателя, согласно настоящему изобретению обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что уменьшается поток пара в последнем пароперегревателе или во всех пароперегревателях в тракте пароперегрева, расположенных по потоку за местом отбора пара. Посредством этого пар подвергается перегреву в соответствующих пароперегревателях до более высокой температуры, чем температура без отбора пара. Таким образом, настоящее изобретение также обеспечивает возможность поддержания конечной температуры пара на уровне, необходимом для паровой турбины, даже при очень низких нагрузках.

[0015] Для избежания дополнительной потери давления в канале для газа для горения второй подогреватель газа для горения может предпочтительно иметь байпасный канал, по которому направляется газ для горения, когда второй подогреватель газа для горения не используется. При этом байпасный канал и/или ответвление канала, ведущее ко второму подогревателю газа для горения, предпочтительно содержит демпфер для регулирования потока газа для горения в соответствующей части канала.

[0016] Котлоагрегат может содержать множество паровых турбин, таких как паровая турбина высокого давления и паровая турбина низкого давления, при этом тракт пароперегрева также содержит один или более промежуточных пароперегревателей. В этом случае последний пароперегреватель представляет собой последний промежуточный пароперегреватель, и магистраль отбора пара соединена с местом в тракте пароперегрева, находящимся выше по потоку от последним промежуточным пароперегревателем. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения тракт пароперегрева содержит множество пароперегревателей и множество промежуточных пароперегревателей, и магистраль отбора пара содержит, по меньшей мере, одно ответвление, соединенное с местом, находящимся выше по потоку от последним пароперегревателем, и, по меньшей мере, одно ответвление, соединенное с местом, находящимся выше по потоку от последним промежуточным пароперегревателем. Особенно предпочтительно, если магистраль отбора пара содержит, по меньшей мере, одно ответвление, соединенное с местом, находящимся между двумя пароперегревателями, и, по меньшей мере, одно ответвление, соединенное с местом, находящимся между двумя промежуточными пароперегревателями. В случае, если тракт пароперегрева содержит, например, три последовательно соединенных пароперегревателя, магистраль отбора пара предпочтительно содержит одно ответвление, соединенное с местом, находящимся между последними двумя пароперегревателями, и второе ответвление, соединенное с местом, находящимся между первыми двумя промежуточными пароперегревателями.

[0017] Настоящее изобретение описано выше применительно к одному каналу для газа для горения, но следует понимать, что изобретение также может быть применено в случае множества каналов для газа для горения. Такое множество каналов для газа для горения может содержать, например, канал для первичного газа для горения и канал для вторичного газа для горения, которые оба содержат устройство для предварительного нагрева газа для горения согласно настоящему изобретению, описанному выше.

[0018] Благодаря увеличенному подводу тепла в топку при низкой нагрузке не требуется никакой дополнительный огнеупорный материал в топке для поддержания уровня температуры. Следовательно, требуется меньшее количество газа, подвергнутого рециркуляции, при полной нагрузке, что приводит к меньшему расходу энергии на собственные нужды в вентиляторе для рециркуляции газа и вентиляторе для дымового газа. Вследствие меньшего суммарного потока отработавшего газа, то есть потока дымового газа и потока газа, подвергнутого рециркуляции, требуется меньшая поверхность нагрева для достижения соответствующей конечной температуры дымового газа, что приводит к более низким капитальным затратам.

[0019] Вышеприведенное краткое описание, а также дополнительные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут поняты с большей полнотой при ссылке на нижеприведенное подробное описание предпочтительных в настоящее время, но, тем не менее, иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, рассматриваемое вместе с сопровождающими чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Фиг. 1 схематически иллюстрирует котлоагрегат с псевдоожиженным слоем согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0021] Фиг. 2 схематически иллюстрирует котлоагрегат с псевдоожиженным слоем согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] Схема по фиг. 1 схематически иллюстрирует котлоагрегат(котельную установку) 10 с псевдоожиженным слоем согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, при этом котлоагрегат содержит топку 12, циклонный сепаратор 14 со стояком 16 для возврата и канал 18 для дымового газа с зоной 20 рекуперации тепла. С нижней частью топки соединены питатель 22 для подачи топлива в топку и канал 24 для газа горения, предназначенный для подачи газа для горения, такого как воздух или другой кислородсодержащий газ, для сжигания топлива и получения частиц псевдоожиженного слоя в топке. Топка и котлоагрегат также содержат много других обычных элементов, таких как средства для подачи вещества для связывания серы или инертных частиц слоя в топку, вентиляторы для перемещения дымового газа и газа для горения и оборудование для очистки дымового газа, которые, тем не менее, не показаны на фиг. 1, поскольку они не относятся к настоящему изобретению.

[0023] Пар генерируется в установке 10 с прямоточным котлом в пароводяном цикле, содержащей испарительную секцию 26, размещенную в ограждающих стенках топки, пароперегревательную секцию, соединенную по потоку с испарительной секцией и содержащую множество последовательно соединенных пароперегревателей 30, 30', 30'' и промежуточных пароперегревателей 32, 32'. Первый и второй из пароперегревателей 30, 30' и промежуточные пароперегреватели 32, 32' расположены в зоне 20 рекуперации тепла, и последний пароперегреватель 30'' расположен в стояке 16 для возврата. Однако, как хорошо известно специалистам в данной области техники, число и местоположение пароперегревателей и промежуточных пароперегревателей в котлоагрегате также может быть другим. Пар перемещается из испарительной секции 26 через пароперегреватели 30, 30', 30'' к паровой турбине 34 высокого давления и из паровой турбины 34 высокого давления через промежуточные пароперегреватели 32 и 32' к паровой турбине 36 низкого давления. В дальнейшем паровой тракт от испарительной секции 26 до последней паровой турбины назван трактом пароперегрева.

[0024] Зона 20 рекуперации тепла, предусмотренная в канале 18 для дымового газа, также содержит обычный первый подогреватель 38 газа для горения, предназначенный для передачи тепла от дымового газа потоку газа для горения в канале 24 для газа для горения. Первый подогреватель 38 газа для горения показан на фиг. 1 как трубчатый воздухоподогреватель, но он также может представлять собой, например, регенеративный воздухоподогреватель. В некоторых вариантах осуществления также существует возможность того, что первый подогреватель газа для горения будет передавать тепло газу для горения не от дымового газа, а от другого источника тепла, такого как питательная вода в пароводяном цикле.

[0025] Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем, показанный на фиг. 1, также содержит второй подогреватель 40 газа для горения, расположенный в канале 24 для газа для горения. Канал 24 для газа для горения содержит байпасный канал 24' для обхода второго подогревателя 40 газа для горения. Ответвление канала для газа для горения, проходящее через второй подогреватель 40 газа для горения, а также байпасный канал 24' содержат соответствующий регулирующий клапан 42, 42' для регулирования соотношения потоков газа для горения, проходящих соответственно через второй подогреватель 40 газа для горения и по байпасному каналу 24'.

[0026] Согласно настоящему изобретению предварительный нагрев газа для горения осуществляется во втором подогревателе 40 газа для горения посредством пара, отведенного по магистрали 44 отбора пара из тракта пароперегрева, по меньшей мере, в одном месте, находящемся выше по потоку от, по меньшей мере, одним пароперегревателем. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, магистраль отбора пара содержит первое ответвление 46, соединенное с трактом пароперегрева между первым и вторым пароперегревателями 30, 30', второе ответвление 46', соединенное с трактом пароперегрева между вторым и последним пароперегревателями 30', 30'', и третье ответвление 46'', соединенное с трактом пароперегрева между первым и вторым промежуточными пароперегревателями 32, 32'. Каждое из первого, второго и третьего ответвлений 46, 46', 46” магистрали отбора пара содержит соответствующий клапан 48, 48' и 48” регулирования потока. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, пар, отобранный из тракта пароперегрева и охлажденный во втором подогревателе 40 газа для горения, направляется к баку 50 запаса питательной воды в пароводяном цикле.

[0027] Второй подогреватель 40 газа для горения используется, в частности, когда существует потребность в эксплуатации котлоагрегата при очень низкой нагрузке. В этом случае клапан 42' регулирования потока в байпасной магистрали 24' закрывают, и клапан 42 регулирования потока открывают для обеспечения возможности прохождения газа для горения, нагретого в первом подогревателе 38 газа для горения, через второй подогреватель 40 газа для горения. Одновременно открывают, по меньшей мере, один из клапанов 48, 48' и 48'' регулирования потока для обеспечения возможности прохождения пара, отобранного из тракта пароперегрева, ко второму подогревателю 40 газа для горения и увеличения температуры газа для горения посредством этого.

[0028] Повышенная температура газа для горения, поданного в топку 12, обеспечивает возможность поддержания достаточной температуры слоя в топке и сохранения выбросов вредных веществ в окружающую среду на низком уровне даже при очень низких нагрузках, то есть тогда, когда интенсивность подачи топлива через питатель 22 топлива и интенсивность подачи газа для горения по каналу 24 для газа для горения находятся на низком уровне. Особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что, поскольку газ для горения нагревается паром, отобранным из тракта пароперегрева соответственно перед последним пароперегревателем 30'' и выше по потоку от последнего промежуточного пароперегревателя 32' по ходу потока, пар подвергается перегреву и промежуточному перегреву до повышенных температур, что делает возможным поддержание температуры пара, поступающего соответственно в паровую турбину 34 высокого давления и паровую турбину 36 низкого давления, на достаточно высоком уровне.

[0029] Преимущество, упомянутое последним, которое имеет особенно важное значение для обеспечения возможности предпочтительной эксплуатации котлоагрегата при очень низкой нагрузке, является неожиданным и находится в противоречии с распространенным мнением в отношении неиспользования сильного нагрева при более низком уровне температур. Однако авторы настоящего изобретения заметили, что вследствие вышеупомянутого двойного преимущества, полученного посредством настоящего изобретения, в некоторых случаях, то есть тогда, когда существует потребность в эксплуатации котла при сильно изменяющихся нагрузках, предпочтительно использовать перегретый пар для предварительного нагрева газа для горения.

[0030] Схема по фиг. 2 схематически иллюстрирует другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Аналогичные элементы на фиг. 1 и 2 обозначены теми же ссылочными позициями, которые разъяснены в связи с фиг. 1.

[0031] Вариант осуществления по фиг. 2 отличается от варианта осуществления по фиг. 1 тем, что котел вместо прямоточного котла представляет собой барабанный котел, в котором пароводяной цикл содержит верхний барабан 28 между испарительной секцией 26 и пароперегревательной секцией. Кроме того, имеется только одна паровая турбина 34, и при этом тракт пароперегрева содержит только два пароперегревателя 30, 30', расположенных в зоне 20 рекуперации тепла. В варианте осуществления по фиг. 2 помимо канала 24 для газа для горения, предназначенного для подачи первичного воздуха в нижнюю часть топки, также показан другой канал 24b для газа для горения, предназначенный для подачи вторичного воздуха в зону в топке 12, находящуюся на большей высоте. Оба канала 24 и 24b для газа для горения содержат соответственно первый подогреватель 38 и 38b газа для горения, расположенный в зоне 20 рекуперации тепла.

[0032] Каждый из каналов 24, 24b для газа для горения также содержит соответственно второй подогреватель 40 и 40b газа для горения. Байпасная магистраль 24', 24b' с клапаном 42', 42b' регулирования потока расположена параллельно каждому из вторых подогревателей 40, 40b газа для горения. Тепло для каждого из вторых подогревателей 40, 40b газа для горения обеспечивается посредством перегретого пара, отобранного из тракта пароперегрева посредством соответствующей магистрали 46 и 46b отбора пара, при этом обе магистрали отбора пара соединены с трактом пароперегрева в месте, находящемся между первым и последним пароперегревателями 30 и 30'. Как и в варианте осуществления по фиг. 1, каждая из магистралей 46, 46b отбора пара имеет клапан 48, 48b регулирования потока. Охлажденный пар перемещается из вторых подогревателей 40, 40b газа для горения посредством линии 52 возврата обратно в верхний барабан 28.

[0033] Фиг. 1 и 2 показывают два предпочтительных варианта осуществления настоящего изобретения, но, как очевидно для специалиста в данной области техники, изобретение охватывает также другие варианты осуществления. Например, число пароперегревателей и промежуточных пароперегревателей может быть больше или меньше, чем в данных вариантах осуществления, число паровых турбин может быть даже больше двух, и число разных каналов для газа для горения, которые все могут содержать подогреватели газа для горения согласно настоящему изобретению, может быть больше двух. Кроме того, отдельные признаки варианта осуществления по фиг. 1 также могут быть использованы в варианте осуществления по фиг. 2 и наоборот, так, как целесообразно.

[0034] Несмотря на то, что изобретение было описано в данном документе посредством примеров в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а предназначено для охвата различных комбинаций или модификаций его признаков и ряда других применений, включенных в объем изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.

Предложены котлоагрегат (10) с псевдоожиженным слоем и способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем, при этом котлоагрегат содержит топку (12) и канал (24, 24b) для газа для горения и пароводяной цикл, содержащий испарительную секцию (26), пароперегревательную секцию, содержащую последний пароперегреватель (30’), и паровую турбину (34) и тракт пароперегрева, предназначенный для перемещения пара из испарительной секции (26) через пароперегревательную секцию к паровой турбине, и первый подогреватель (38, 38b) газа для горения, при этом котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит второй подогреватель (40, 40b) газа для горения, магистраль (46, 46b) отбора пара, соединенную с обеспечением соединения по потоку со вторым подогревателем газа для горения и с трактом пароперегрева в месте, находящемся выше по потоку от последнего пароперегревателя (30’), для перемещения пара из тракта пароперегрева ко второму подогревателю (40, 40b) газа для горения, при этом способ предварительного нагрева газа для горения включает перемещение пара из тракта пароперегрева из места, находящегося выше по потоку от последнего пароперегревателя, посредством магистрали (46, 46b) отбора пара ко второму подогревателю (40, 40b) газа для горения и передачу тепла от пара газу для горения во втором подогревателе газа для горения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Котлоагрегат (10) с псевдоожиженным слоем, содержащий топку (12) и канал (24, 24b) для газа для горения, предназначенные для сжигания топлива посредством газа для горения, подаваемого в топку по каналу для газа для горения, и пароводяной цикл, содержащий испарительную секцию (26), пароперегревательную секцию, соединенную по потоку с испарительной секцией и содержащую последний пароперегреватель (30', 30'', 32'), и паровую турбину (34, 36), и тракт пароперегрева, предназначенный для перемещения пара из испарительной секции (26) через пароперегревательную секцию к паровой турбине, и первый подогреватель (38, 38b) газа для горения, расположенный в канале для газа для горения для передачи тепла газу для горения, отличающийся тем, что котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит второй подогреватель (40, 40b) газа для горения, расположенный в канале для газа для горения, трубопровод (44, 46, 46', 46'', 46b) отбора пара, соединенный по потоку со вторым подогревателем газа для горения и с трактом пароперегрева в месте выше по потоку от последнего пароперегревателя для перемещения пара из тракта пароперегрева во второй подогреватель газа для горения для передачи тепла от пара газу для горения во втором подогревателе газа для горения.

2. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по п. 1, отличающийся тем, что второй подогреватель (40, 40b) газа для горения расположен в канале для газа для горения ниже по потоку от первого подогревателя (38, 38b) газа для горения.

3. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по п. 1, отличающийся тем, что канал для газа для горения содержит байпасный канал (24', 24b') второго подогревателя газа для горения, параллельный части канала для газа для горения, проходящей через второй подогреватель газа для горения, при этом по меньшей мере один из: байпасного канала и части канала для газа для горения, проходящей через второй подогреватель газа для горения, содержит регулирующий клапан (42, 42', 42b') для регулирования соотношения потоков газа для горения в байпасном канале и в части канала для газа для горения, проходящей через второй подогреватель газа для горения.

4. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что магистраль отбора пара содержит регулирующий клапан (48, 48', 48'', 48b) для регулирования потока пара в магистрали отбора пара.

5. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по п. 1, отличающийся тем, что тракт пароперегрева содержит первый пароперегреватель (30) и магистраль (44, 46, 46', 46'', 46b) отбора пара соединена по потоку с трактом пароперегрева в месте, находящемся между первым пароперегревателем и последним пароперегревателем.

6. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по п. 5, отличающийся тем, что тракт пароперегрева содержит центральный пароперегреватель (30') между первым пароперегревателем (30) и последним пароперегревателем (30'') и магистраль отбора пара содержит первое ответвление (46), соединенное по потоку с трактом пароперегрева в месте, находящемся между первым пароперегревателем и центральным пароперегревателем, и второе ответвление (46'), соединенное по потоку с трактом пароперегрева в месте, находящемся между центральным пароперегревателем и последним пароперегревателем.

7. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по п. 6, отличающийся тем, что каждое из первого ответвления магистрали отбора пара и второго ответвления магистрали отбора пара содержит регулирующий клапан (48, 48') для регулирования потока пара в соответствующем ответвлении магистрали отбора пара.

8. Котлоагрегат с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что котлоагрегат содержит канал (24) для первичного газа для горения и канал (24b) для вторичного газа для горения, при этом каждый из каналов для первичного и вторичного газов для горения содержит второй подогреватель (40, 40b) газа для горения.

9. Способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате (10) с псевдоожиженным слоем, при этом котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит топку (12) и канал (24, 24b) для газа для горения, предназначенные для сжигания топлива посредством газа для горения, подаваемого в топку по каналу для газа для горения, и пароводяной цикл, содержащий испарительную секцию (26), пароперегревательную секцию, соединенную по потоку с испарительной секцией и содержащую последний пароперегреватель (30', 30'', 32'), паровую турбину (34, 36) и тракт пароперегрева для перемещения пара из испарительной секции (26) через пароперегревательную секцию к турбине, и первый подогреватель (38, 38b) газа для горения, расположенный в канале для газа для горения, отличающийся тем, что котлоагрегат с псевдоожиженным слоем содержит второй подогреватель (40, 40b) газа для горения, расположенный в канале для газа для горения, и магистраль (44, 46, 46', 46'', 46b) отбора пара, соединенную по потоку со вторым подогревателем газа для горения и с трактом пароперегрева в месте выше по потоку от последнего пароперегревателя, при этом способ предварительного нагрева газа для горения включает передачу тепла газу для горения в первом подогревателе газа для горения, перемещение пара из тракта пароперегрева из места, находящегося выше по потоку от последнего пароперегревателя, посредством магистрали отбора пара ко второму подогревателю газа для горения и передачу тепла от пара газу для горения во втором подогревателе газа для горения.

10. Способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем по п. 9, отличающийся тем, что передача тепла газу для горения выполняется сначала в первом подогревателе (38, 38b) газа для горения и затем во втором подогревателе (40, 40b) газа для горения.

11. Способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем по п. 9, отличающийся тем, что дополнительный предварительный нагрев газа для горения выполняется посредством отвода перегретого пара посредством магистрали отбора пара во второй подогреватель газа для горения во время эксплуатации котлоагрегата с псевдоожиженным слоем при низкой нагрузке.

12. Способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем по п. 11, отличающийся тем, что канал для газа для горения содержит байпасный канал (24, 24b) второго подогревателя газа для горения, параллельный части канала для газа для горения, проходящей через второй подогреватель газа для горения, и по меньшей мере одно из: байпасного канала и части канала для газа для горения, проходящую через второй подогреватель газа для горения, содержит регулирующий клапан (42, 42', 42b') для регулирования соотношения потоков газа для горения в байпасном канале и в части канала для газа для горения, проходящей через второй подогреватель газа для горения, и при эксплуатации при низкой нагрузке управление регулирующим клапаном осуществляют так, чтобы обеспечить перемещение газа для горения через второй подогреватель газа для горения.

13. Способ предварительного нагрева газа для горения в котлоагрегате с псевдоожиженным слоем по п. 11, отличающийся тем, что магистраль отбора пара содержит регулирующий клапан (48, 48', 48'', 48b) для регулирования потока пара в магистрали отбора пара и при эксплуатации при низкой нагрузке управление регулирующим клапаном осуществляют так, чтобы обеспечить перемещение пара по магистрали отбора пара ко второму подогревателю газа для горения.