專利名稱:直流式鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種直流式鍋爐,它有一個(gè)由互相氣密連接的管構(gòu)成的外壁圍繞的燃燒室,其中垂直延伸并在其內(nèi)側(cè)有表面結(jié)構(gòu)的管可被流動介質(zhì)從下向上流過。
由J.Franke、W.Koehler和E.Wittchow發(fā)表在VGB Kraftwerkstechnik73(1993)第4期352至360頁上的論文“Verdampferkonzepte fuer Benson-Dampferzeuger”已知此類鍋爐。在這樣一類直流式鍋爐中,構(gòu)成燃燒室的蒸發(fā)管的加熱,與自然循環(huán)鍋爐或強(qiáng)制循環(huán)鍋爐中參與循環(huán)的水/水蒸汽混合物只是部分蒸發(fā)正相反,它會導(dǎo)致流動介質(zhì)在蒸發(fā)管內(nèi)流動時(shí)完全蒸發(fā)。在自然循環(huán)鍋爐中蒸發(fā)管原則上垂直排列,而直流式鍋爐的蒸發(fā)管既可以垂直排列,也可以螺旋形并因而傾斜地排列。
其燃燒室壁由垂直排列的蒸發(fā)管構(gòu)成的直流式鍋爐,與具有螺旋形管系的直流式鍋爐相比生產(chǎn)成本低。此外,具有垂直管系的直流式鍋爐與傾斜或螺旋形上升地排列蒸發(fā)管的直流式鍋爐相比,水/蒸汽側(cè)的壓力損失較低。還有,與自然循環(huán)鍋爐相反,直流式鍋爐沒有壓力限制,所以新汽壓力可以遠(yuǎn)高于水的臨界壓力(P臨=221 bar),在臨界壓力時(shí)似液體介質(zhì)與似蒸汽介質(zhì)之間只有微小的密度差。要求有高的新汽壓力,以獲得高的熱效率并因而產(chǎn)生較低的CO2排放。
在這種情況下一個(gè)特殊的問題是,考慮到那里所產(chǎn)生的管壁溫度或材料溫度來設(shè)計(jì)直流式鍋爐的燃燒室壁或外壁。在約200 bar的亞臨界壓力范圍內(nèi),若能保證蒸發(fā)區(qū)內(nèi)加熱面潤濕,則燃燒室壁的溫度基本上由水的飽和溫度的大小決定。這例如通過使用有內(nèi)肋的管達(dá)到。這類管和它們在鍋爐中的應(yīng)用例如由歐洲專利申請0503116已知。這些所謂的肋管,亦即具有一種制有肋的內(nèi)表面的管,有從內(nèi)壁向流動介質(zhì)的非常好的熱傳導(dǎo)。
在約200至221 bar的壓力范圍內(nèi)從管內(nèi)壁向流動介質(zhì)的熱傳導(dǎo)大大降低,因而流動速度(作為流動速度的度量大多采用質(zhì)量流量密度)必須相應(yīng)地提高,以保證管的充分冷卻。因此,以約200 bar及200 bar以上的壓力運(yùn)行的直流式鍋爐的蒸發(fā)管內(nèi),質(zhì)量流量密度以及因此的摩擦壓力損失必須選得比用200 bar以下的壓力運(yùn)行的直流式鍋爐中的大。鑒于較高的摩擦壓力損失,尤其在管內(nèi)徑較小時(shí)會失去直立式管系的有利特性(即在各管更多加熱時(shí)它們的流量也增大)。然而由于要求有大于200 bar的高蒸汽壓力以便獲得高的熱效率并因而低的CO2排放量,所以有必要在此壓力范圍也能保證良好的熱傳導(dǎo)。因此,具有直立式管系的燃燒室壁的直流式鍋爐通常以在管內(nèi)較高的質(zhì)量流量密度運(yùn)行,以便能在約200至221 bar不利的壓力范圍內(nèi),始終獲得從管壁向流動介質(zhì)亦即向水/水蒸汽混合物足夠高的熱傳導(dǎo)。為此,在出版物“Thermal Engineering”I.E.Semenovker,41卷,8號,1994,655至661頁中說明了燃?xì)夂腿济旱腻仩t在100%負(fù)載時(shí)它們一致地均具有約2000kg/m2s的質(zhì)量流量密度。
本發(fā)明的目的是,對于直流式鍋爐外壁的管提出一種特別有利于管內(nèi)質(zhì)量流量密度的合適的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的,即鍋爐按這樣的方式設(shè)計(jì),在管內(nèi)處于臨界壓力P臨時(shí)的這種負(fù)載狀態(tài)下,管內(nèi)的質(zhì)量流量密度
按下式
式中qi(kW/m2)是管內(nèi)側(cè)的熱流密度,Tmax(℃)是管最大允許的材料溫度,T臨(℃)是在臨界壓力P臨時(shí)流動介質(zhì)的溫度,ΔTw(K)是管外壁與內(nèi)壁之間的溫度差,以及C≥7.3·10-3kWs/kgK是一個(gè)常數(shù)。
本發(fā)明以下列考慮為出發(fā)點(diǎn),即對于內(nèi)部制有助的管在有關(guān)于質(zhì)量流量密度的流動技術(shù)方面的設(shè)計(jì)必須滿足兩個(gè)原則上自相矛盾的條件。一方面管內(nèi)的平均質(zhì)量流量密度應(yīng)選得盡可能低。由此應(yīng)能保證,由于不可避免的加熱差別而比其他管供入更多熱量的個(gè)別管,比一般加熱的管有更多的質(zhì)量流量流過。這種由轉(zhuǎn)鼓式鍋爐已知的自然循環(huán)特性,在鍋爐加熱面出口造成均衡的蒸汽溫度并因而均衡的管壁溫度。
另一方面管內(nèi)的質(zhì)量流量密度應(yīng)選得這么高,使得能保證管壁可靠冷卻和不會超過許用的材料溫度。以此方式避免管材料高的局部過熱并因而避免與之相關(guān)連的損壞(管斷裂)。影響材料溫度的重要參數(shù),除流動介質(zhì)的溫度外,還有對管壁外部的加熱和從管內(nèi)壁向流動介質(zhì)(流體)的熱傳導(dǎo)。因此,在受質(zhì)量流量密度影響的內(nèi)部熱傳導(dǎo)與管壁外部加熱之間存在著一種關(guān)系。
現(xiàn)在,本發(fā)明以下列認(rèn)識為出發(fā)點(diǎn),即,在內(nèi)部最小傳熱系數(shù)αmin與質(zhì)量流量密度
之間的關(guān)系,可以按允許的簡化形式用下式描述αmin=C·m·------(1)]]>式中αmin(kW/m2K)是傳熱系數(shù),
(kg/m2s)是有肋管內(nèi)的質(zhì)量流量密度,以及C是一常數(shù),對于商業(yè)上慣用的管其平均值C=7.3·10-3kWs/kgK。根據(jù)管內(nèi)表面的結(jié)構(gòu),此常數(shù)C也可以在7.3·10-3kWs/kgK與12·10-3kWs/kgK之間的范圍內(nèi)選擇。
采用所述的關(guān)系式給出了管內(nèi)的最佳質(zhì)量流量密度,它既造成有利的流量特性曲線(自然循環(huán)特性曲線),同時(shí)保證管壁可靠冷卻并因而保證遵守許用的材料溫度。
推導(dǎo)上述管內(nèi)質(zhì)量流量密度關(guān)系式時(shí)的基本考慮在于,當(dāng)對管壁的外部進(jìn)行預(yù)定加熱時(shí)(下面對此采用所謂熱流密度(kW/m2),亦即每單位面積的加熱量),管壁的材料溫度僅略低于但肯定低于許用值。在這種情況下可以觀察到這種物理現(xiàn)象,即,在從約200至221 bar的臨界壓力區(qū)內(nèi),從內(nèi)管壁向流動介質(zhì)的熱傳導(dǎo)最為不利。
大量試驗(yàn)表明,當(dāng)蒸發(fā)區(qū)內(nèi)在約200至221 bar的情況下較低的質(zhì)量流量密度與發(fā)生的最大熱流密度相結(jié)合時(shí)達(dá)到最大的材料應(yīng)力。這例如在燃燒室安裝燃燒器的區(qū)域內(nèi)便是這種情況。之后當(dāng)蒸發(fā)結(jié)束和蒸汽過熱開始時(shí),燃燒室壁的管的材料應(yīng)力重新降低。其原因在于,按一般的燃燒器布局和在一般的燃燒過程中熱流密度也下降。
此外已經(jīng)確認(rèn),當(dāng)采用有肋的管壓力在上述從200至221 bar范圍內(nèi)并保證管壁有充分的冷卻時(shí),在其他的壓力區(qū)同樣不產(chǎn)生熱傳導(dǎo)的問題。所以在壓力較低時(shí),也就是低于約200 bar,由于管的內(nèi)部肋促使沸騰循環(huán)在蒸發(fā)區(qū)末端亦即在具有最小熱流密度的區(qū)域內(nèi)才開始。在超臨界壓力范圍內(nèi)不再出現(xiàn)沸騰循環(huán)。現(xiàn)在熱傳導(dǎo)是如此強(qiáng)烈,從而保證了管壁的充分冷卻。
為了確定在管墻的管內(nèi)既保證最佳的流量特性曲線又保證管壁可靠冷卻的最佳質(zhì)量流量密度
,可按以下步驟進(jìn)行步驟1以熱工學(xué)的計(jì)算為基礎(chǔ),在管墻的管內(nèi)處于210 bar壓力時(shí)的這種負(fù)載狀態(tài)下確定管外側(cè)處的熱流密度qa。如此確定的熱流密度應(yīng)提高1.1至1.5倍,以便考慮到熱傳導(dǎo)方面的局部不均勻性。
步驟2計(jì)算管壁加熱側(cè)管頂處最大許用的材料溫度Tmax。若以外壁或燃燒室壁有等于Tmax和T臨的平均值的平均溫度為出發(fā)點(diǎn),則可以計(jì)算最大熱應(yīng)力為
式中σmax最大熱應(yīng)力(N/mm2)Tmax最大材料溫度(℃)T臨臨界點(diǎn)的流體溫度(℃)β 熱膨脹系數(shù)(1/K)E彈性模量(N/mm2)因?yàn)樵诖颂幗o出的應(yīng)力涉及的是熱應(yīng)力,所以按照ASME規(guī)則作為二次應(yīng)力它們可以用許用應(yīng)力σ許的三倍值保險(xiǎn)。由此得出溫度Tmax為
許用應(yīng)力可取自管子生產(chǎn)廠的數(shù)據(jù)資料。
步驟3將預(yù)定的(涉及管壁外側(cè))的熱流密度qa換算為涉及管內(nèi)壁的熱流密度qiqi=K·dadiqa(kW/m2)---(4)]]>熱量分配系數(shù)K的確定以溫度場計(jì)算為基礎(chǔ)并可以具有足夠精度地按下式計(jì)算K=A(da2·qa)+B(5)其中對于(da2·qa)≤0.5kW,A=0.45和B=0.625;對于0.5<(da2·qa)≤1.1kW,A=0.25和B=0.725;對于(da2·qa)>1.1kW,A=0和B=1;式中da=管外徑(m)
di=管內(nèi)徑(m)qa=外側(cè)處的熱流密度(kW/m2)qi=內(nèi)側(cè)處的熱流密度(kW/m2)步驟4確定管外壁與管內(nèi)壁之間的溫度差ΔTw。溫度差ΔTw借助于導(dǎo)熱公式確定ΔTw=[1+K2]qa·da2λ·lndadi(K)---(6)]]>式中λ=管材料的熱導(dǎo)率(kW/mK)。
步驟5按下式確定所要求的質(zhì)量流量密度
下面借助于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例,附圖中
圖1為具有垂直排列的蒸發(fā)管的直流式鍋爐簡化圖;圖2所示為單根蒸發(fā)管橫截面;圖3為在圖表中表示用材料13CrMo44制的不同幾何尺寸的蒸發(fā)管內(nèi)的質(zhì)量流量密度曲線E、F、G和H;圖4為在圖表中圖解表示13CrMo44最大許用的材料溫度與許用應(yīng)力(N/mm2)的關(guān)系。
在所有的圖中彼此對應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記來表示。
圖1借助于垂直截面示意表示直流式鍋爐2,它的直立煙道由外壁4構(gòu)成,外壁下端過渡成漏斗形的底部6。底部6包括一個(gè)圖中沒有進(jìn)一步表示的排灰口8。
在煙道下部區(qū)A內(nèi),在由垂直排列的蒸發(fā)管12構(gòu)成的外壁或燃燒室4中裝有一定數(shù)量的用于礦物燃料的燃燒器,圖中只能看到其中之一。垂直延伸地排列的蒸發(fā)管12在該區(qū)域A內(nèi)通過管排或管的接片14互相氣密地焊接成燃燒室壁或外壁。在直流式鍋爐2運(yùn)行時(shí),被從下向上流過的蒸發(fā)管12在該區(qū)域A內(nèi)形成蒸發(fā)加熱面16。
在直流式鍋爐2運(yùn)行時(shí),在燃燒室4內(nèi)存在礦物燃料燃燒時(shí)形成的火焰體17,所以直流式鍋爐2這一區(qū)域A的特征在于極高的熱流密度。火焰體17具有一種溫度剖面,它大體從燃燒室4的中心出發(fā),既沿垂直方向向上和向下也沿水平方向朝側(cè)向亦即朝燃燒室4角的方向下降。在煙道下部區(qū)A的上方存在第二火焰外區(qū)域B,在此區(qū)域上方設(shè)煙道的第三上部區(qū)C。在煙道的區(qū)域B和C中設(shè)有對流加熱面18、20和22。在煙道的區(qū)域C上方有一煙氣排出通道24,通過燃燒礦物燃料產(chǎn)生的煙氣RG經(jīng)排出通道離開此直立的煙道。
圖2表示了內(nèi)側(cè)制有肋26的蒸發(fā)管12,在直流式鍋爐2運(yùn)行期間管12在燃燒室4內(nèi)部的外側(cè)受熱流密度qa的加熱,內(nèi)部則被流動介質(zhì)S流過。在臨界點(diǎn),亦即在臨界壓力P臨為221 bar時(shí),管12內(nèi)流動介質(zhì)或流體的溫度表示為T臨。為了計(jì)算最大熱應(yīng)力σmax,采用在管壁加熱側(cè)管頂28處的最大許用材料溫度Tmax。蒸發(fā)管12的內(nèi)徑和外徑用di和da表示。對內(nèi)部有肋的管采用等效內(nèi)徑,它考慮了肋高與肋谷的影響。管的壁厚用dr表示。
圖3在坐標(biāo)系中表示了針對不同外徑da(mm)和管的壁厚dr(mm)的四條曲線E、F、G和H。此外,橫坐標(biāo)表示管外側(cè)處的熱流密度qa(kW/m2),縱坐標(biāo)表示優(yōu)選的或最佳的質(zhì)量流量密度
(kg/m2s)。曲線E表示管子壁厚dr為7mm管外徑da為30mm時(shí)的優(yōu)選質(zhì)量流量密度
的變化過程。曲線F描述了管子壁厚dr仍為7mm而管外徑da為40mm時(shí)的優(yōu)選質(zhì)量流量密度
的變化過程。曲線G表示針對外徑da為30mm和管壁厚dr為6mm的管12的質(zhì)量流量密度
隨熱流密度qa的變化曲線。曲線H表示外徑da為40mm和管的壁厚dr為6mm的管12的質(zhì)量流量密度
隨熱流密度qa的變化曲線。計(jì)算了材料為13CrMo44的管在流動介質(zhì)S臨界壓力P臨時(shí)熱流密度qa為250、300、350和400kW/m2的質(zhì)量流量密度
。
下面給出確定最佳質(zhì)量流量密度
的舉例。在這里以下列條件為前提qa=250kW/m2,在壓力為210 bar時(shí)管外側(cè)處的熱流密度。
放大系數(shù)1.4,用于考慮管12上熱傳導(dǎo)方面的局部不均勻度。
管外徑da=40mm;管的壁厚dr=7mm;以及管材料為13CrMo44。
由da和dr可得管內(nèi)徑di=26mm。
第1步計(jì)算熱流密度以熱工學(xué)計(jì)算為基礎(chǔ)的熱流密度用放大系數(shù)倍乘。由此得出qa=350kW/m2
第2步確定最大許用的材料溫度按等式(3),用T臨=374℃(在臨界壓力P臨時(shí)的流體溫度),β=16.3·10-6(1/K)(13CrMo44的熱膨脹系數(shù)),E=178·103(N/mm2)(13CrMo44的彈性模量)和σ許=68.5(N/mm2)(13CrMo44在最大許用材料溫度時(shí)的許用應(yīng)力)計(jì)算此溫度得出Tmax=515℃需要通過迭代確定Tmax表明許用應(yīng)力σ許與材料溫度的依賴關(guān)系。圖4圖解表示了對于材料13CrMo44的許用應(yīng)力σ許與最大材料溫度Tmax的這種關(guān)系。
第3步管內(nèi)側(cè)的熱流密度借助于等式(4)和(5),對于A=0.25和B=0.725得出管12內(nèi)側(cè)處的熱流密度qi為qi=466kW/m2第4步確定管外壁與管內(nèi)壁之間的溫度差ΔTw按照等式(6)采用13CrMo44的熱導(dǎo)率為λ=38.5·10-3kW/mK得出ΔTw=73K。
第5步確定要求的質(zhì)量流量密度按照等式(7)采用C=7.3·10-3kWs/kgK得出m·=939kg/m2s]]>。
因此借助于所提供的管外側(cè)熱流密度qa和最大許用的材料溫度值Tmax,可以確定最佳的質(zhì)量流量密度
。對于所給定的條件在圖3中此值用虛線表示??梢钥闯?,當(dāng)管12外徑da在30與40mm之間和壁厚dr在6與7mm之間,假定管外側(cè)熱流密度qa為350kW/m2時(shí),得出最佳質(zhì)量流量密度
在740與1060kg/m2s之間。
對于管墻或外壁4的管12的流體力學(xué)設(shè)計(jì),可以將如此確定的質(zhì)量流量密度
再換算到在100%負(fù)載時(shí)的狀況。為此,在管12進(jìn)口處的工作壓力按100%計(jì)算。接著,上述質(zhì)量流量密度
按在100%負(fù)載時(shí)的工作壓力的比例換算。當(dāng)例如在100%負(fù)載時(shí)的工作壓力PB=270 bar時(shí),質(zhì)量流量密度
從740提高到951kg/m2s或從1060提高到1363kg/m2s。
相宜地可以通過將質(zhì)量流量密度
相對于計(jì)算值提高+15%至+20%來考慮在確定熱流密度qa時(shí)的不可靠性。
權(quán)利要求
1.一種直流式鍋爐,其具有一個(gè)由互相氣密連接的管(12)構(gòu)成的外壁圍繞的燃燒室(4),其中垂直延伸并在其內(nèi)側(cè)具有表面結(jié)構(gòu)(26)的管(12)可被流動介質(zhì)(s)從下向上流過,其特征在于在管(12)內(nèi)處于臨界壓力P臨時(shí)的這種負(fù)載狀態(tài)下,管(12)內(nèi)的質(zhì)量流量密度
按下式求得
式中qi(kW/m2)是管(12)內(nèi)側(cè)的熱流密度,Tmax(℃)是管(12)最大允許的材料溫度,T臨(℃)是在臨界壓力(P臨)時(shí)流動介質(zhì)(S)的溫度,ΔTw(K)是管(12)外壁與內(nèi)壁之間的溫度差,以及C≥7.3·10-3kWs/kgK是一個(gè)常數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的直流式鍋爐,其特征在于涉及內(nèi)壁處的熱流密度qi按下式求得qi=K·dadiqa(kW/m2)]]>和K=A(da2·qa)+B其中對于(da2·qa)≤0.5kW,A=0.45和B=0.625;對于0.5<(da2·qa)≤1.1kW,A=0.25和B=0.725;對于(da2·qa)>1.1kW,A=0和B=1;式中qa是管外側(cè)處的熱流密度(kW/m2),da是管的外徑(m)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的直流式鍋爐,其特征在于最大允許的材料溫度Tmax按下式求得
式中σ許是管材料的許用熱應(yīng)力(N/mm2),β是管材料的熱膨脹系數(shù)(1/K)和E是管材料的彈性模量(N/mm2)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的直流式鍋爐,其特征在于管外壁與管內(nèi)壁之間的溫度差ΔTw按下式ΔTw=(1+K2)qada2λ·lndadi(K)]]>和K=A(da2·qa)+B,其中對于(da2·qa)≤0.5kW,A=0.45和B=0.625;對于0.5<(da2·qa)≤1.1kW,A=0.25和B=0.725;對于(da2·qa)>1.1kW,A=0和B=1;式中qa是管外側(cè)處的熱流密度(kW/m2),da是管的外徑(m),di是管的內(nèi)徑(m)和λ是管材料的熱導(dǎo)率(kW/mK)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的直流式鍋爐,其特征在于對于用材料13CrMo44制的管(12),由熱流密度
(kg/m2s)的數(shù)值對確定的點(diǎn)在坐標(biāo)系內(nèi)的一條曲線E上,這條曲線是針對管外徑da為30mm和管壁厚dr為7mm的管,通過由下列數(shù)值對qa=250 kW/m2,m·=526kg/m2s,]]>qa=300 kW/m2,m·=750kg/m2s,]]>qa=350 kW/m2,m·=1063kg/m2s,]]>和qa=400 kW/m2,m·=1526kg/m2s,]]>確定的點(diǎn)決定的。
6.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的直流式鍋爐,其特征在于對于用材料13CrMo44制的管(12)由熱流密度
(kg/m2s)的數(shù)值對確定的點(diǎn)在坐標(biāo)系內(nèi)的曲線F上,這條曲線是針對管外徑da為40mm和管的壁厚dr為7mm的管,通過由下列數(shù)值對qa=250 kW/m2,m·=471kg/m2s,]]>qa=300 kW/m2,m·=670kg/m2s,]]>qa=350 kW/m2,m·=940kg/m2s,]]>和qa=400 kW/m2,m·=1322kg/m2s,]]>確定的點(diǎn)決定的。
7.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的直流式鍋爐,其特征在于對于用材料13CrMo44制的管(12)由熱流密度
(kg/m2s)的數(shù)值對確定的點(diǎn)在坐標(biāo)系內(nèi)的曲線G上,這條曲線是針對管外徑da為30mm和管的壁厚dr為6mm的管,通過下列數(shù)值對qa=250 kW/m2,m·=420kg/m2s,]]>qa=300 kW/m2,m·=576kg/m2s,]]>qa=350 kW/m2,m·=775kg/m2s,]]>和qa=400 kW/m2,m·=1037kg/m2s,]]>確定的點(diǎn)決定的。
8.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的直流式鍋爐,其特征在于,對于用材料13CrMo44制的管(12)由熱流密度
(kg/m2s)的數(shù)值對確定的點(diǎn)在坐標(biāo)系內(nèi)的曲線H上,這條曲線是針對管外徑da為40mm和管的壁厚dr為6mm的管,通過下列數(shù)值對qa=250 kW/m2,m·=399kg/m2s,]]>qa=300 kW/m2,m·=549kg/m2s,]]>qa=350 kW/m2,m·=737kg/m2s,]]>和qa=400 kW/m2,m·=977kg/m2s,]]>確定的點(diǎn)決定的。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的直流式鍋爐,其特征在于質(zhì)量流量密度≤1.2·
是允許的。
全文摘要
一種直流式鍋爐(2),它有一個(gè)燃燒室(4),燃燒室垂直延伸的并在其內(nèi)側(cè)有一種表面結(jié)構(gòu)(26)的管(12)可被一種流動介質(zhì)(S)從下向上流過,按本發(fā)明在管(12)內(nèi)處于臨界壓力(P
文檔編號F22B29/00GK1209868SQ97191903
公開日1999年3月3日 申請日期1997年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月25日
發(fā)明者沃爾夫?qū)たㄋ固丶{, 沃爾夫?qū)P勒, 埃伯哈德·威特喬 申請人:西門子公司