專(zhuān)利名稱(chēng)：運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器的方法和發(fā)電廠設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的方法，其中，礦物燃料在氣化裝置內(nèi)被氣化以及該氣化的礦物燃料作為合成氣供給為燃?xì)廨啓C(jī)配設(shè)的燃燒器用于燃燒。本發(fā)明還涉及一種尤其用于實(shí)施該方法的發(fā)電廠設(shè)備，它包括一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)，為它配設(shè)一個(gè)帶有至少一個(gè)燃燒器的燃燒室。在該燃燒室上游連接有一個(gè)燃料系統(tǒng)，它包括一個(gè)礦物燃料氣化裝置和一條從該氣化裝置分出并通入燃燒室的氣體管。
一個(gè)組合有礦物燃料氣化裝置的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備通常包括一個(gè)燃料的氣化器，它在出口側(cè)通過(guò)一些規(guī)定用于氣體凈化的部件與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室連接。在該燃?xì)廨啓C(jī)的煙氣側(cè)下游連接有一廢熱蒸汽發(fā)生器，其加熱面連接在一個(gè)汽輪機(jī)的水汽循環(huán)內(nèi)。例如由GB-A2234984或由US 4697415已知此類(lèi)裝置。
為了在燃燒氣化的礦物燃料或合成氣時(shí)降低有害物排放量，可在氣體管內(nèi)連接一飽和器，在所述設(shè)備運(yùn)行時(shí)合成氣在該飽和器內(nèi)被加入水蒸氣。為此，氣化的燃料相對(duì)于一股水流逆流地流過(guò)該飽和器，這股水流在一個(gè)稱(chēng)為飽和器回路的水循環(huán)內(nèi)導(dǎo)引。為了達(dá)到特別高的效率，在這里規(guī)定在飽和器回路內(nèi)耦合入來(lái)自燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備水汽循環(huán)的熱量。
通過(guò)在飽和器內(nèi)與在飽和器回路內(nèi)導(dǎo)引的加熱的水流接觸，氣化的燃料中水蒸氣飽和并在有限的范圍內(nèi)被加熱。在這里出自于熱技術(shù)以及運(yùn)行方面的原因，要求燃料在其輸入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室內(nèi)之前進(jìn)一步被加熱。
在DE 19 832 293 A1中介紹了一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備，它有一臺(tái)連接在燃?xì)廨啓C(jī)煙氣側(cè)下游的廢熱蒸汽發(fā)生器。該廢熱蒸汽發(fā)生器的加熱面連接在汽輪機(jī)的水汽循環(huán)中。為了組合用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的礦物燃料的氣化裝置，在燃燒室上游通過(guò)燃料管連接一個(gè)燃料的氣化裝置。為了達(dá)到特別高的效率，在該氣化裝置與飽和器之間的燃料管內(nèi)，除了一個(gè)用于摻合氮?dú)獾幕旌掀魍猓€連接一個(gè)換熱器的一次側(cè)，該換熱器的二次側(cè)在飽和器與燃燒室之間同樣連接在燃料管內(nèi)。
由WO 00/20728可知一種與在DE 19832293 A1中所介紹的類(lèi)似的燃?xì)夂驼魵廨啓C(jī)設(shè)備。在那里說(shuō)明的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備應(yīng)在使用油作為礦物燃料時(shí)也能有特別高的設(shè)備效率地運(yùn)行。
為此，在WO/20728中，在燃料管內(nèi)沿氣化燃料的流動(dòng)方向看，在一個(gè)將氮?dú)鈸饺霘饣剂系幕旌掀魃嫌?，連接一個(gè)換熱器的一次側(cè)，該換熱器的二次側(cè)設(shè)計(jì)為流動(dòng)介質(zhì)的汽化器。該換熱器的蒸汽側(cè)與燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室連接。
為了保證所述燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備特別可靠地運(yùn)行，應(yīng)隨時(shí)停止合成氣向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的輸入。為此，通常在燃燒室前的氣體管內(nèi)連接一快速鎖閉附件。該快速鎖閉附件在需要時(shí)在非常短的時(shí)間內(nèi)阻斷氣體管，從而沒(méi)有任何合成氣能進(jìn)入配屬于該燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室內(nèi)。
基于有關(guān)的安全技術(shù)方面的規(guī)程，所述燃料系統(tǒng)通常包括一氣體鎖。該氣體鎖有兩個(gè)附件，例如球形開(kāi)關(guān)，它們可打開(kāi)或關(guān)閉氣體流路。在這兩個(gè)附件之間連接一中間卸載裝置或壓力管。該中間卸載裝置可以連接在一火焰上，通過(guò)它可以將多余的氣體放出燒掉。作為中間卸載的替換方案可以連接壓力管，它保證沒(méi)有任何氣體能經(jīng)由該氣體鎖閉附件流入。因此，該氣體鎖將燃料系統(tǒng)氣密地分隔為第一區(qū)或在該氣體鎖上游的氣化系統(tǒng)以及第二區(qū)或在該氣體鎖下游的所謂燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)。
一個(gè)具有氣化裝置的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備不僅可以用例如由煤、工業(yè)殘?jiān)蚶a(chǎn)的合成氣運(yùn)行，而且可以用二次燃料，例如天然氣或油運(yùn)行。在從合成氣變換為二次燃料或相反時(shí)，出自于安全技術(shù)方面的原因，要求用一種惰性介質(zhì)如氮或蒸汽沖洗氣體鎖和燃燒室之間的區(qū)域，亦即沖洗燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)。
為了按選擇用來(lái)自氣化裝置的合成氣或一種二次燃料或替代燃料運(yùn)行一個(gè)燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備，在配屬于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒器必須設(shè)計(jì)為雙燃料或多燃料式燃料器，它可以按需要加入合成氣或二次燃料，例如天然氣或燃油。在這里各種燃料經(jīng)一個(gè)燃料通道供入燃燒區(qū)的燃燒器內(nèi)。
本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的方法，用這種方法可達(dá)到更好的合成氣運(yùn)行。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種尤其用于實(shí)施此方法的發(fā)電廠設(shè)備。
本發(fā)明的第一個(gè)目的通過(guò)一種運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，按此方法，一種礦物燃料被氣化以及該氣化的礦物燃料作為合成氣供給為燃?xì)廨啓C(jī)配設(shè)的燃燒器用于燃燒，其中，該合成氣分成第一分流和第二分流，以及這些分流分別獨(dú)立地供給燃料器用于燃燒。
按本發(fā)明也完全可以采用多于兩個(gè)的分流，它們分別獨(dú)立地供入燃燒器燃燒。
本發(fā)明以下列認(rèn)識(shí)為出發(fā)點(diǎn)在加入燃料以用于燃燒的燃燒器內(nèi)的燃料側(cè)的壓力損失越大，所述發(fā)電廠設(shè)備、例如具有組合在內(nèi)的礦物燃料氣化裝置的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備的總效率就會(huì)越低。在這里，壓力損失取決于燃燒器對(duì)于相應(yīng)燃料氣體的流動(dòng)阻力或?qū)Я髦怠?br> 當(dāng)燃料氣體流過(guò)一根管道時(shí)，在此過(guò)程中形成的壓差與氣體流量，例如與氣體質(zhì)量流量成比例。該比例系數(shù)稱(chēng)為流阻。該流阻的倒數(shù)值稱(chēng)為導(dǎo)流值。由上述有關(guān)發(fā)電廠設(shè)備效率的考慮，存在必要性將這種燃燒器壓力損失在設(shè)計(jì)狀態(tài)，亦即例如在額定負(fù)荷，保持得盡可能低。但由此造成在燃?xì)廨啓C(jī)功率很低時(shí)或在燃?xì)廨啓C(jī)空載時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)過(guò)低的燃燒器燃料側(cè)的壓力損失，以及面對(duì)火焰振蕩所形成的燃燒不再具有足夠的穩(wěn)定性。因此對(duì)于這樣設(shè)計(jì)的設(shè)備來(lái)說(shuō)，其按合成氣模式的負(fù)載運(yùn)行，只允許在燃?xì)廨啓C(jī)的基本負(fù)荷與取決于具體情況的最小部分負(fù)荷之間進(jìn)行。
現(xiàn)在，采用本發(fā)明意味著按一條完全新的途徑用合成氣運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器，其中，由礦物燃料氣化形成的、與天然氣相比含熱量低的燃燒氣體，分成至少兩個(gè)分流分別單獨(dú)地供給燃燒器用于燃燒。由此，顯著擴(kuò)大了燃料質(zhì)量流量在燃料側(cè)燃燒器壓力損失允許范圍內(nèi)可調(diào)整的帶寬，尤其與傳統(tǒng)的燃燒器運(yùn)行相比因而允許較低的燃料質(zhì)量流量。通過(guò)將合成氣分成第一分流和第二單獨(dú)的分流或按選擇分出更多的分流，燃料可在相應(yīng)地不同的空間位置輸入燃燒器燃燒。因此構(gòu)成兩個(gè)或多個(gè)燃燒區(qū)，它們配屬于各自的合成氣分流。
因此比較有利地避免了在合成氣運(yùn)行時(shí)基于過(guò)低的燃燒器燃料側(cè)壓力損失造成的燃燒不穩(wěn)定性。此外，以后為了與合成氣運(yùn)行適配，尤其為了避免燃燒器或燃燒室轟響而采取的可能的復(fù)雜結(jié)構(gòu)改造便可以省去。與只用一個(gè)合成氣通道運(yùn)行相比，分成至少兩個(gè)分流向燃燒器加入合成氣，通過(guò)調(diào)整和優(yōu)化燃燒器運(yùn)行方式，可以達(dá)到更好的可能性。在這里業(yè)已證實(shí)突出的優(yōu)點(diǎn)是，在燃燒器內(nèi)合成氣的燃燒，通過(guò)調(diào)整這些分流，可以非常有效和目標(biāo)準(zhǔn)確地調(diào)整和優(yōu)化為燃燒器期望的運(yùn)行模式，例如基本負(fù)荷或部分負(fù)荷或空載運(yùn)行模式。由于擴(kuò)大了運(yùn)行調(diào)整的可能性，所以系統(tǒng)易于與變化的燃料邊界條件相匹配。
通過(guò)這種新的運(yùn)行方式，可以實(shí)施一種分級(jí)的合成氣運(yùn)行。這一方面可以在所有分流尤其是第一和第二分流的質(zhì)量流量均相當(dāng)大時(shí)，在全負(fù)荷情況下使通過(guò)燃燒器只有足夠低的壓力損失產(chǎn)生，以及另一方面也允許在只有一個(gè)流量較可觀的合成氣分流時(shí)使配設(shè)該燃燒器的燃燒室實(shí)施最小負(fù)荷或空負(fù)荷運(yùn)行。在這里有利地第一分流或必要時(shí)另一些分流和第二分流，在分別流過(guò)燃燒器和流入各自的燃燒區(qū)時(shí)，有不同的導(dǎo)流值，因此在燃料質(zhì)量流量預(yù)定的變化范圍內(nèi)，在燃燒器內(nèi)達(dá)到一種與只有一個(gè)合成氣流相比小得多的壓力損失變化范圍。因此，在燃燒器有相同設(shè)計(jì)時(shí)，由此設(shè)計(jì)的燃?xì)廨啓C(jī)在基本負(fù)荷下的壓力損失與其在最小負(fù)荷下(例如空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí))的壓力損失的比值，要小于只有單個(gè)燃料氣體流道情況下的壓力損失比值。
按一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，第一分流和第二分流經(jīng)分別調(diào)整后輸入燃燒器。采用這種設(shè)計(jì)，分流可以彼此獨(dú)立調(diào)整，由此擴(kuò)大燃燒器運(yùn)行帶寬。例如可以選擇一種運(yùn)行方式，其中，合成氣的總氣體質(zhì)量流量保持常數(shù)，并且第一分流和第二分流鑒于要達(dá)到的燃燒功率和運(yùn)行穩(wěn)定性而彼此協(xié)調(diào)。
比較有利地是，往至少分流之一中摻入天然氣或蒸氣用于改變熱值。根據(jù)需要，一個(gè)分流的熱值可通過(guò)摻合天然氣或蒸汽提高或降低。有利地，兩個(gè)分流可彼此獨(dú)立地通過(guò)加入蒸汽或另一種惰性介質(zhì)，例如氮?dú)舛栊曰?。因此可針?duì)合成氣的兩個(gè)分流調(diào)整熱值，尤其可將分流的熱值調(diào)整為不同的，由此可在各自的燃燒區(qū)通過(guò)燃燒實(shí)現(xiàn)相應(yīng)地不同的熱量轉(zhuǎn)換。因此有利地提供了另一個(gè)自由度，亦即熱值，它對(duì)于合成氣的每一個(gè)分流可分別根據(jù)需要單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，這些分流根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)要產(chǎn)生的功率調(diào)整。在此用于用合成氣運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的方法中，業(yè)已證明特別有利的是，根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)要產(chǎn)生的功率來(lái)調(diào)整分流，亦即尤其是調(diào)整它們各自的氣體質(zhì)量流量的大小或它們各自的單位熱值。在這里，例如燃?xì)廨啓C(jī)的功率可以在對(duì)于所有燃料通道設(shè)有一個(gè)共同的額定流量值的基礎(chǔ)上預(yù)先予以確定，然后對(duì)于每個(gè)通道的燃料氣體流量獨(dú)立地在一個(gè)連接在下游的調(diào)整回路內(nèi)根據(jù)上面早已說(shuō)明的要求，例如在一閉合的調(diào)整回路內(nèi)，相應(yīng)于該額定值再調(diào)整。
優(yōu)選地，在燃?xì)廨啓C(jī)最小負(fù)荷或無(wú)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，分流之一為零。因此這種運(yùn)行模式可以通過(guò)阻斷該合成氣的一個(gè)分流供給燃燒器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，有利地為燃?xì)廨啓C(jī)的最小負(fù)荷或無(wú)負(fù)荷運(yùn)行選出其中一個(gè)分流，這一分流可在考慮到一個(gè)為此所需的最小壓力損失的情況下達(dá)到一個(gè)在流過(guò)燃燒器去燃燒區(qū)時(shí)相應(yīng)的流動(dòng)阻力。在流動(dòng)阻力大時(shí)，即使選出的分流質(zhì)量流量小，也能避免例如由于通過(guò)燃燒器的壓力梯度過(guò)低造成燃燒的不穩(wěn)定。
本發(fā)明針對(duì)發(fā)電廠設(shè)備的目的通過(guò)一種尤其用于實(shí)施上述方法的發(fā)電廠設(shè)備達(dá)到，此設(shè)備包括一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)，為它配設(shè)一個(gè)具有至少一個(gè)燃燒器的燃燒室，該設(shè)備還包括一個(gè)連接在燃燒室上游的燃料系統(tǒng)，該燃料系統(tǒng)包括一個(gè)礦物燃料的氣化裝置和一條從氣化裝置分出并通入燃燒室的氣體管，其中，在燃燒室上游從該氣體管分出另一條氣體管，以及，前述第一條氣體管連接在燃燒室的第一燃料通道上，而另一條氣體管連接在燃燒器的一個(gè)在流動(dòng)技術(shù)上與第一燃料通道分開(kāi)的第二燃料通道上。
現(xiàn)在，可有利地利用一個(gè)在燃燒器上已存在的通常設(shè)計(jì)為具有典型地40000kJ/kg的高熱值天然氣的通道的第二燃料通道，附加地作為第二個(gè)在流動(dòng)技術(shù)上與第一燃料通道分開(kāi)設(shè)置的合成氣通道。因此，發(fā)電廠設(shè)備的燃燒器有兩個(gè)合成氣的燃料通道，該合成氣在氣化裝置中通過(guò)氣化礦物燃料制備，以及可通過(guò)這條氣體管和另一條氣體管分別供入各與之連接的燃料通道。第一燃料通道和第二燃料通道的合成氣導(dǎo)流值可以是不同的，因此通過(guò)有目的地將合成氣各個(gè)分流加入燃料通道，實(shí)現(xiàn)一種分級(jí)的，尤其是兩級(jí)的燃料供給。此發(fā)電廠設(shè)備以特殊的方式設(shè)計(jì)用于燃燒含熱量低的，例如來(lái)自作為礦物燃料的煤的氣化裝置的燃燒氣體。通過(guò)分級(jí)的合成氣供給，有利地?cái)U(kuò)大了在合成氣運(yùn)行時(shí)燃料質(zhì)量流量在燃料側(cè)燃燒器壓力損失允許范圍內(nèi)可調(diào)整的帶寬，并因而可以使燃燒器壓力損失在全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)最小化或至少大大減少。
按一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，在該第一氣體管和另一氣體管內(nèi)分別設(shè)一調(diào)節(jié)附件，通過(guò)它們可分別調(diào)整在所屬燃料通道內(nèi)的燃料流量。在這里，這些具有合成氣調(diào)節(jié)附件的氣體管相互并行，所以每個(gè)附件分別調(diào)整各個(gè)去往與之配屬的燃料通道的燃料氣體分流。
優(yōu)選地，在該第一氣體管內(nèi)連接一氣體鎖，它設(shè)在另一氣體管從第一氣體管分叉點(diǎn)的上游。
由此，一方面保證氣體鎖的功能，另一方面減少阻斷和調(diào)節(jié)附件的數(shù)量。在另一氣體管從該第一氣體管分叉點(diǎn)的上游，在第一氣體管內(nèi)有利地設(shè)一快速鎖閉附件或密封地關(guān)閉的附件。
所述具有氣化裝置的發(fā)電廠設(shè)備，不僅可以用例如由煤或殘油制成的合成氣運(yùn)行，而且可以用二次燃料，例如天然氣運(yùn)行。在從合成氣轉(zhuǎn)換成二次燃料或相反時(shí)，出自于安全技術(shù)方面的原因，要求用惰性介質(zhì)如氮?dú)饣蛘羝麤_洗氣體鎖與燃燒室之間的區(qū)域，亦即沖洗燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)。這一要求在發(fā)電廠設(shè)備中例如可采取這樣的措施達(dá)到，即，所述設(shè)在燃燒室上游連接在氣體管內(nèi)的氣體鎖包括一個(gè)快速鎖閉附件、一個(gè)卸壓或過(guò)壓系統(tǒng)、以及一個(gè)氣體鎖附件。由此，在要供入燃燒室燃燒器的氣體轉(zhuǎn)換時(shí)，以特別可靠的方式保證將合成氣或二次燃料以及必要時(shí)煙氣從燃料系統(tǒng)中排擠出，因?yàn)橛写龥_洗的體積比較小。此外，在有待沖洗小的體積時(shí)，業(yè)已證明僅沿一個(gè)方向通過(guò)兩個(gè)燃料通道沖洗便足夠了，由此可取消沖洗過(guò)程復(fù)雜的調(diào)整機(jī)構(gòu)。在轉(zhuǎn)換為二次燃料，例如天然氣時(shí)，另一氣體管和附屬的燃料通道的沖洗取消。只有在燃?xì)廨啓C(jī)快速鎖閉時(shí)才沖洗兩個(gè)燃料通道，也許沖洗多個(gè)燃料通道。
有利地，沖洗只沿前進(jìn)方向，亦即朝燃燒室或燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的方向進(jìn)行。沖洗過(guò)程可選擇用蒸汽或氮?dú)?，例如純氮?shí)施。用氮?dú)鉀_洗由于要沖洗的體積小所以特別經(jīng)濟(jì)。此外不必為了沖洗過(guò)程從設(shè)在發(fā)電廠設(shè)備中的汽輪機(jī)裝置抽取任何蒸汽，由此可以大大提高發(fā)電廠設(shè)備的總效率。附加地可以取消使用高合金鋼，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象或只出現(xiàn)輕度的腐蝕現(xiàn)象。在發(fā)電廠設(shè)備中使要沖洗體積小可通過(guò)部件的緊湊布置達(dá)到。若氣體鎖和快速鎖閉附件例如彼此并列，則快速鎖閉附件可以承擔(dān)設(shè)在氣體鎖內(nèi)的附件之一的功能，從而可以取消此附件，以及燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)要沖洗的體積特別小。此外，由于燃料系統(tǒng)比較小的體積，可以使在超速時(shí)的減負(fù)荷大大簡(jiǎn)化，這尤其是基于在導(dǎo)引氣體的部件內(nèi)較小的慣性效果。
作為尤其設(shè)在另一氣體管從原始?xì)怏w管分叉點(diǎn)的上游并連接在該原始?xì)怏w管內(nèi)的氣體鎖的附件，通常使用球形開(kāi)關(guān)或球閥?？焖冁i閉附件可例如設(shè)計(jì)為快速鎖閉活門(mén)。但在這里取決于附件的結(jié)構(gòu)尺寸可以使用任何一種快速關(guān)閉的附件，如適用的快速鎖閉閥。由此，具有氣化裝置的發(fā)電廠設(shè)備在合成氣運(yùn)行時(shí)或在燃料轉(zhuǎn)換為二次燃料時(shí)能特別可靠地工作。
按發(fā)電廠設(shè)備的一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)，可向另一氣體管通過(guò)一個(gè)輸送裝置供入天然氣或蒸汽。此另一條連接在燃燒器第二燃料通道上的氣體管，可通過(guò)向該合成氣內(nèi)摻入天然氣或蒸汽，調(diào)整用于第二燃料通道工作的熱值。通過(guò)向合成氣摻入天然氣可提高熱值。與之相反，通過(guò)向合成氣摻入蒸汽則會(huì)降低熱值。借助該輸入裝置，通過(guò)有目的地?fù)饺胩烊粴饣蛘羝?，可以使熱值非常?zhǔn)確地與燃燒器期望的運(yùn)行模式相匹配。
優(yōu)選地，可向另一氣體管輸入合成氣，該合成氣尤其在氣化裝置內(nèi)通過(guò)礦物燃料的氣化形成。因此，另一氣體管按需要可有目的地供入合成氣、天然氣、蒸汽或由不同燃料組成的混合氣。
優(yōu)選地，發(fā)電廠設(shè)備設(shè)計(jì)為燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備，它包括一個(gè)連接在燃?xì)廨啓C(jī)煙氣側(cè)下游的廢熱蒸汽發(fā)生器，它的加熱面連接在一個(gè)汽輪機(jī)的水汽循環(huán)中。
發(fā)電廠設(shè)備的其他優(yōu)點(diǎn)以與上述用于運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的方法的優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似的方式得出。
下面借助附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。附圖局部示意和未按尺寸比例地表示

圖1表示發(fā)電廠設(shè)備，其中在燃?xì)廨啓C(jī)上游連接有一個(gè)具有氣化裝置的燃料系統(tǒng)；以及圖2表示圖1的局部，它包括所屬的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
按圖1的發(fā)電廠設(shè)備3設(shè)計(jì)為燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1，其包括一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a和一個(gè)蒸汽輪機(jī)裝置1b。該燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a包括一個(gè)燃?xì)鉁u輪2和連接的壓氣機(jī)4以及連接在燃?xì)鉁u輪2上游的燃燒室6，燃燒室與壓氣機(jī)4的壓縮空氣管8相連。燃燒室6有一燃燒器7。燃?xì)鉁u輪2和壓氣機(jī)4以及發(fā)電機(jī)10裝在一公共的軸12上。
汽輪機(jī)裝置1b包括汽輪機(jī)20和與之連接的發(fā)電機(jī)22，以及在水汽循環(huán)24內(nèi)包括連接在汽輪20下游的凝汽器26和廢熱蒸汽發(fā)生器30。汽輪機(jī)20由第一壓力級(jí)或高壓部分20a和第二壓力級(jí)或中壓部分20b組成。此外設(shè)第三壓力級(jí)或汽輪機(jī)20的低壓部分20c，這些壓力級(jí)20a、20b、20c通過(guò)一公共的軸32驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)22。
為了將在燃?xì)鉁u輪2內(nèi)膨脹后的工質(zhì)AM或煙氣輸入廢熱蒸汽發(fā)生器30，在廢熱蒸汽發(fā)生器30的進(jìn)口30a連接廢氣管34。來(lái)自燃?xì)鉁u輪2經(jīng)膨脹的工質(zhì)AM，經(jīng)由廢熱蒸汽發(fā)生器30的出口30b，朝圖中未進(jìn)一步表示的煙囪的方向離開(kāi)廢熱蒸汽發(fā)生器30。
廢熱蒸汽發(fā)生器30包括一個(gè)冷凝水預(yù)熱器40，它的進(jìn)口側(cè)通過(guò)冷凝水管42連接在一個(gè)冷凝水泵裝置44內(nèi)，可供給來(lái)自凝汽器26的冷凝水K。冷凝水預(yù)熱器40在出口側(cè)通過(guò)一管道45與給水箱46連接。此外，為了按需要迂回繞過(guò)冷凝水預(yù)熱器40，冷凝水管42可經(jīng)一條圖中未表示的旁路管直接與給水箱46連接。該給水箱46通過(guò)一管道47連接在一臺(tái)有中壓抽汽點(diǎn)的高壓給水泵48上。
高壓給水泵48將從給水箱46流出的給水S置于一個(gè)適用于水汽循環(huán)24內(nèi)為汽輪機(jī)20高壓部分20a配設(shè)的高壓級(jí)50的壓力水平。處于高壓下的給水S可通過(guò)給水預(yù)熱器52供給高壓級(jí)50，給水預(yù)熱器52出口側(cè)通過(guò)一條可用閥54截止的給水管56連接在高壓汽包58上。高壓汽包58與設(shè)在廢熱蒸汽發(fā)生器30內(nèi)的高壓汽化器60連接以構(gòu)成水汽循環(huán)62。為了排出新蒸汽F，高壓汽包58連接在一個(gè)設(shè)在廢熱蒸汽發(fā)生器30中的高壓過(guò)熱器64上，后者的出口側(cè)與汽輪機(jī)20高壓部分20a的蒸汽進(jìn)口66連接。
汽輪機(jī)20高壓部分20a的蒸汽出口68，通過(guò)一個(gè)中間過(guò)熱器70連接在汽輪機(jī)20中壓部分20b的蒸汽進(jìn)口72上。中壓部分20b的蒸汽出口74，通過(guò)一聯(lián)通管76與汽輪機(jī)20低壓部分20c的蒸汽進(jìn)口78連接。汽輪機(jī)20低壓部分20c的蒸汽出口80，通過(guò)一根蒸汽管82與凝汽器26連接，由此形成一個(gè)閉合的水汽循環(huán)24。
此外，從高壓給水泵48在一個(gè)冷凝水K已達(dá)到中間壓力的抽汽點(diǎn)分出一條支管84。此支管通過(guò)另一個(gè)給水預(yù)熱器86或中壓省煤器與水汽循環(huán)中為汽輪機(jī)20中壓部分20b配設(shè)的中壓級(jí)90連接。為此，第二給水預(yù)熱器86在出口側(cè)通過(guò)一條可用閥92截止的給水管94連接在中壓級(jí)90的中壓汽包96上。中壓汽包96與一個(gè)設(shè)在廢熱蒸汽發(fā)生器30內(nèi)設(shè)計(jì)為中壓汽化器的加熱面98連接以形成水汽循環(huán)100。為了排出中壓新蒸汽F′，中壓汽包96通過(guò)蒸汽管102連接在中間過(guò)熱器70上，并因而與汽輪機(jī)20中壓部分20b的蒸汽進(jìn)口72連接。
從管道47分出另一條設(shè)有低壓給水泵107和可用閥108截止的管道110，它連接在水汽循環(huán)24中為汽輪機(jī)20低壓部分20c配設(shè)的低壓級(jí)120上。該低壓級(jí)120包括一低壓汽包122，它與一個(gè)設(shè)在廢熱蒸汽發(fā)生器30內(nèi)設(shè)計(jì)為低壓汽化器的加熱面124連接以構(gòu)成水汽循環(huán)126。為了排出低壓新蒸汽F″，低壓汽包122通過(guò)其中連接一低壓過(guò)熱器128的蒸汽管127連接在聯(lián)通管76上。因此燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1的水汽循環(huán)24在本實(shí)施例中包括三個(gè)壓力級(jí)50、90、120。但作為替換方案也可以設(shè)較少的尤其兩個(gè)壓力級(jí)。
燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a針對(duì)用原煤氣或通過(guò)氣化礦物燃料產(chǎn)生的氣化的合成氣SG運(yùn)行設(shè)計(jì)。作為合成氣SG可例如采用氣化的煤或氣化的油。為此，燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a包括一個(gè)燃料系統(tǒng)129，通過(guò)它可向在為燃?xì)鉁u輪2配設(shè)的燃燒室6內(nèi)的燃燒器7供入合成氣SG。燃料系統(tǒng)129包括一氣體管130，它將氣化裝置132與燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室6連接起來(lái)。該氣化裝置132可通過(guò)一個(gè)加料系統(tǒng)134供入煤、天然氣或油作為礦物燃料B。此外，汽化系統(tǒng)129還包括一些部件，它們?cè)跉饣b置132與燃?xì)廨啓C(jī)2的燃燒室6之間連接在氣體管130內(nèi)。
在燃燒室6的上游，從氣體管130分出另一氣體管131，此氣體管130與另一氣體管13 1分別連接在燃燒室6的燃燒器7上。合成氣SG可通過(guò)氣體管130和另一氣體管131分成第一分流SG1和第二分流SG2。合成氣SG的分流SG1、SG2因而可分別供給燃燒器7用于燃燒。其中第一分流SG1可通過(guò)氣體管130供入，而第二分流SG2通過(guò)另一氣體管131供入。在這里，另一氣體管131在一個(gè)圖2中詳細(xì)表示的區(qū)域236內(nèi)從氣體管130分出。在此區(qū)域236的下游，氣體管130和另一氣體管131按流動(dòng)技術(shù)基本上并聯(lián)并連接在燃燒器7上不同的連接位置上，所以分流SG1、SG2在流動(dòng)技術(shù)上彼此分開(kāi)以及可彼此獨(dú)立地供入燃燒器7。
為了制備礦物燃料B氣化所需的氧O2，在氣化裝置132上游通過(guò)氧氣管136連接一個(gè)屬于燃料系統(tǒng)129的空氣分解裝置138。該空氣分解裝置138在進(jìn)口側(cè)可加入空氣流L，它由第一空氣分流L1和第二空氣分流L2組成。第一空氣分流L1可以從壓氣機(jī)4內(nèi)經(jīng)壓縮的空氣中抽取。為此，空氣分解裝置138在進(jìn)口側(cè)連接在抽氣管140上，抽氣管140在分叉點(diǎn)142從壓縮空氣管8分出。此外在抽氣管140中匯入另一空氣管143，其中連接一附加的空氣壓縮機(jī)144以及通過(guò)空氣管143可將第二空氣分流L2供入空氣分解裝置138。因此在本實(shí)施例中，流入空氣分解裝置138的總空氣流L由從壓縮空氣管A分出的空氣分流L2和由附加的空氣壓縮機(jī)144輸送的空氣分流L2組成。這樣一種線路方案也稱(chēng)為部分組合式設(shè)備結(jié)構(gòu)方案(teilintegriertes Anlagenkonzept)。按一種作為其替換形式的設(shè)計(jì)，亦即所謂的全組合式設(shè)備結(jié)構(gòu)方案(vollintegrierten Anlagenkonzept)，可以取消另一空氣管143連同附加的空氣壓縮機(jī)144，所以空氣分解裝置138的供氣完全通過(guò)從壓縮空氣管8抽取的空氣分流L1進(jìn)行。
在空氣分解裝置138內(nèi)，在空氣流L分解時(shí)除氧氣O2外獲得的氮?dú)釴2，通過(guò)連接在空氣分解裝置138上的氮輸送管230輸入混合器146，以及在那里與合成氣SG摻合。在這里，混合器146設(shè)計(jì)用于氮N2與合成氣特別均勻并因此無(wú)縷束地混合?；旌掀?46按選擇和在氮內(nèi)有較低氧含量時(shí)的其他設(shè)計(jì)方案中，必要時(shí)也可以取消。
從氣化裝置132流出的合成氣SG通過(guò)氣體管130首先進(jìn)入合成氣廢熱蒸汽發(fā)生器147，在那里通過(guò)與一種流動(dòng)介質(zhì)熱交換進(jìn)行合成氣SG的冷卻。在此熱交換時(shí)產(chǎn)生的高壓蒸汽以圖中未進(jìn)一步表示的方式供入水汽循環(huán)24的高壓級(jí)50內(nèi)。
沿合成氣SG的流動(dòng)方向看，在合成氣廢熱蒸汽發(fā)生器147下游和混合器146上游，氣體管130連接一合成氣SG除塵裝置148和一除硫裝置149。在另一種設(shè)計(jì)中，尤其在氣化的油作為燃料的情況下，也可設(shè)一煤煙清洗裝置取代除塵裝置148。
為了在設(shè)在燃燒室6內(nèi)的燃燒器7中燃燒氣化的燃料B時(shí)有害物排放量特別小，規(guī)定在進(jìn)入燃燒室之前在氣化的燃料B中加入水蒸汽。這可按熱技術(shù)方面特別有利的方式在一飽和器系統(tǒng)中進(jìn)行。為此，在氣體管130內(nèi)連接一飽和器150，要?dú)饣珊铣蓺釹G的燃料B在其中與要加熱的飽和器水W逆流導(dǎo)引。飽和器水W在一個(gè)連接在飽和器150上的飽和器循環(huán)152內(nèi)循環(huán)，在此飽和器循環(huán)152內(nèi)連接一循環(huán)泵154以及一個(gè)換熱器156用于預(yù)熱給水W。換熱器156在一次側(cè)加入在水汽循環(huán)24中壓級(jí)90經(jīng)預(yù)熱的給水。為了補(bǔ)償在氣化的燃料飽和時(shí)產(chǎn)生的飽和器水W的損失，在飽和器循環(huán)152上連接一輸入管158。
沿合成氣SG流動(dòng)方向看在飽和器150下游，在氣體管130內(nèi)連接一個(gè)起合成氣-混合氣換熱器作用的換熱器159二次側(cè)。換熱器159一次側(cè)在除塵裝置148前的一個(gè)地點(diǎn)同樣連接在氣體管130內(nèi)，所以流入除塵裝置148的合成氣SG將其一部分熱量傳遞給從飽和器150流出的合成氣SG。合成氣SG在進(jìn)入除硫裝置149前通過(guò)換熱器159的這種導(dǎo)引，即使另一些部件在線路設(shè)計(jì)方面改變時(shí)也能采用。尤其在接入一個(gè)煤煙清洗裝置時(shí)，換熱器159優(yōu)選地可在合成氣側(cè)設(shè)在煤煙清洗裝置的下游。
在飽和器150與換熱器159之間，在氣體管130內(nèi)連接另一換熱器160的二次側(cè)，它的一次側(cè)可給水加熱或蒸汽加熱。通過(guò)設(shè)計(jì)為合成氣-純?nèi)細(xì)鈸Q熱器的換熱器159和換熱器160，即使在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1不同的運(yùn)行狀態(tài)下，也能保證流入燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒室6燃燒器7內(nèi)的合成氣特別可靠地預(yù)熱。為了冷卻壓縮空氣供入空氣分解裝置138內(nèi)也稱(chēng)為抽氣的分流L1，在抽氣管140內(nèi)連接換熱器162一次側(cè)，它的二次側(cè)設(shè)計(jì)為流動(dòng)介質(zhì)S′的中壓汽化器。換熱器162為構(gòu)成汽化器循環(huán)163與設(shè)計(jì)為中壓汽包的水汽汽包146連接。此水汽汽包164通過(guò)管道166、168與配屬于水汽循環(huán)100的中壓汽包96連接。作為替換方式，換熱器162二次側(cè)也可以直接連接在中壓汽包96上。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，水汽汽包1 64間接地與設(shè)計(jì)為中壓汽化器的加熱面98連接。為了補(bǔ)給已汽化的流動(dòng)介質(zhì)S′，在水汽汽包164上還連接一給水管170。
沿壓縮空氣分流L1流動(dòng)方向看在換熱器162下游在抽氣管140內(nèi)連接另一個(gè)換熱器172，它的二次側(cè)設(shè)計(jì)為流動(dòng)介質(zhì)S″的低壓汽化器。在這里為構(gòu)成汽化器循環(huán)174，換熱器172連接在設(shè)計(jì)為低壓汽包的水汽汽包176上。在本實(shí)施例中，水汽汽包176通過(guò)管道178、180連接在為水汽循環(huán)126配設(shè)的低壓汽包122上，并因而間接地與設(shè)計(jì)為低壓汽化器的加熱面124連接。作為替換方式，水汽汽包176也可以按其他恰當(dāng)?shù)姆绞竭B接，此時(shí)，從水汽汽包176提取的蒸汽可作為工業(yè)用汽和/或作為加熱用蒸汽供給輔助消耗器。按再一種作為替換方式的設(shè)計(jì)，換熱器172也可以在二次側(cè)直接連接在低壓汽包122上。此外，水汽汽包176連接一給水管182。
汽化器循環(huán)163、174可分別設(shè)計(jì)為強(qiáng)制循環(huán)，其中，流動(dòng)介質(zhì)S′或S″的循環(huán)通過(guò)循環(huán)泵保證，以及流動(dòng)介質(zhì)S′、S″在設(shè)計(jì)為汽化器的換熱器162或172中至少部分汽化。但在本實(shí)施例中不僅汽化器循環(huán)163而且汽化器循環(huán)174均分別設(shè)計(jì)為自然循環(huán)，在這種情況下流動(dòng)介質(zhì)S′或S″的循環(huán)通過(guò)在氣化過(guò)程中形成的壓差和/或通過(guò)各自換熱器162或172及各自水汽汽包164或176的地理學(xué)配置保證。在此設(shè)計(jì)中，在汽化器循環(huán)163或在汽化器循環(huán)174內(nèi)，分別僅連接一臺(tái)未在圖中進(jìn)一步表示的尺寸比較小的循環(huán)泵用于系統(tǒng)的起動(dòng)。
為了在飽和器循環(huán)152內(nèi)耦合入熱量，除了可加入在給水預(yù)熱器86下游分出的已加熱的給水S的換熱器156外還設(shè)一飽和器水換熱器184，它的一次側(cè)可加入來(lái)自給水箱46的給水S。為此，飽和器水換熱器184一次側(cè)在進(jìn)口端通過(guò)管道186與支管84連接，以及在出口端通過(guò)管道88與給水箱46連接。為了重新加熱從給水換熱器184流出的已冷卻的給水S，在管道188內(nèi)連接一附加的換熱器190，它的一次側(cè)在抽氣管140內(nèi)連接在換熱器172下游。通過(guò)這樣的布局，可達(dá)到從抽氣中回收特別大的熱量并因而可達(dá)到燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1特別高的效率。沿空氣分流L1的流動(dòng)方向看，在換熱器172與換熱器190之間從抽氣管140分出一條冷卻空氣管192，通過(guò)它可向燃?xì)廨啓C(jī)2供入經(jīng)冷卻的分流L的一個(gè)分量L′，作為冷卻空氣用于葉片冷卻。這一實(shí)施形式偶然見(jiàn)到使用。
在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1運(yùn)行時(shí)向燃?xì)廨啓C(jī)2的燃燒器7供入合成氣SG，它通過(guò)在氣化裝置132內(nèi)氣化礦物燃料B獲得。在這里，合成氣SG在區(qū)域236內(nèi)分成第一分流SG1和第二分流SG2，以及分流SG1、SG2分別供入燃燒器7用于燃燒。第一分流SG和第二分流SG2可分別經(jīng)調(diào)整供給燃燒器7。
在圖2中詳細(xì)表示了以燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒器7的合成氣運(yùn)行為基礎(chǔ)的線路方案。圖2主要表示按圖1的區(qū)域236的放大圖和與放大表示的燃燒器7相應(yīng)的連接。燃燒器7設(shè)在燃燒室6內(nèi)，燃燒室6配屬于燃?xì)廨啓C(jī)2(見(jiàn)圖1)。在區(qū)域236內(nèi)，在分叉點(diǎn)242從氣體管130分出另一氣體管131。燃燒器7有一燃燒器軸線252，沿此軸線延伸第一燃料通道238和在流動(dòng)技術(shù)上與第一燃料通道238分開(kāi)的第二燃料通道240。此外，燃燒器有一燃燒腔246，在其中形成第一燃燒區(qū)248a和第二燃燒區(qū)248b。第一燃燒區(qū)248a配屬于第一燃料通道238，以及第二燃燒區(qū)248b配屬于第二燃料通道240。在這里，這些燃燒區(qū)248a、248b在空間上可以至少部分重疊。燃料通道238、240沿徑向彼此隔開(kāi)間距地繞燃燒器7的燃燒器軸線252布置，其中，燃燒通道238、240分別構(gòu)成一圓柱形環(huán)腔。在燃燒器7運(yùn)行時(shí)給它加入燃燒空氣Lv，它通過(guò)壓縮空氣管8從壓氣機(jī)4提取(見(jiàn)圖1)。此外，氣體管130與第一燃料通道238連接，以及另一氣體管131連接在第二燃料通道240上，所以合成氣SG的第一分流SG1供入第一燃料通道238，而合成氣SG的第二分流SG2供入第二燃料通道240用于燃燒。其中，在第一燃燒區(qū)248a內(nèi)的第一分流SG1和在第二燃燒區(qū)248b內(nèi)的第二分流SG2中加入燃燒用空氣L并燃燒，在此過(guò)程中形成熱燃?xì)猓瑢崛細(xì)廨斎肴細(xì)鉁u輪2。
在按圖1A的燃料系統(tǒng)129起動(dòng)時(shí)需要沖洗。這按下列方式進(jìn)行在一個(gè)或多個(gè)步驟中，燃料-氣化系統(tǒng)129的第一和第二區(qū)分別用氮?dú)釴2沖洗。氣化系統(tǒng)或第一區(qū)及燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)或第二區(qū)，在這里通過(guò)圖2中表示的在區(qū)域236中的氣體鎖200彼此分開(kāi)。氣體鎖200連接在氣體管130中，其中此氣體鎖200設(shè)在另一氣體管131從氣體管130分叉點(diǎn)242的上游。氣化系統(tǒng)本身包括氣化裝置132直至氣體鎖200，以及燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)包括氣體鎖200和連接在下游的部件直至燃?xì)廨啓C(jī)2具有燃燒器7的燃燒室6。
氣體鎖200包括一個(gè)設(shè)在氣體管130內(nèi)的快速鎖閉附件202，在它下游直接連接設(shè)計(jì)為球形開(kāi)關(guān)的氣體鎖閉附件204。通過(guò)廢氣管207將關(guān)閉氣化裝置132后沖洗時(shí)的余氣或在沖洗飽和器150和連接在下游的換熱器時(shí)的余氣向一個(gè)火焰排出。有附屬的附件的廢氣管207起氣體鎖200的卸壓系統(tǒng)206的作用。氣體管130可借助氣體鎖200氣密地截止，并在需要時(shí)可借助快速鎖閉附件202在特別短的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉。
在氣體鎖200下游直接連接一個(gè)連接在氣體管130內(nèi)的調(diào)節(jié)附件208a，通過(guò)它可調(diào)整合成氣SG去燃燒器7的第一分流SG1。另一個(gè)調(diào)節(jié)附件208b連接在從氣體管130分出的另一氣體管131內(nèi)。通過(guò)調(diào)節(jié)附件208b可調(diào)整合成氣SG去燃燒器7的第二分流SG2。
為了用氮?dú)釴2沖洗氣化系統(tǒng)或燃料系統(tǒng)第一區(qū)，亦即從氣化裝置132至氣體鎖200，采用來(lái)自空氣分解裝置138的純氮?dú)釸-N2。為此，在空氣分解裝置138內(nèi)在分解空氣流L時(shí)除了氧O2以外產(chǎn)生的氮，作為純氮?dú)釸-N2通過(guò)輸入管210從空氣分解裝置138排出。從第一輸入管210分出一條可用閥212截止的支管214，它為了沖洗燃料系統(tǒng)129的第一區(qū)匯入礦物燃料的氣化裝置132。
為了用氮?dú)釴2作為沖洗劑沖洗燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)第二區(qū)，同樣采用純氮?dú)釸-N2。為此，輸入管210匯入氮貯罐220。除此之外還在輸入管210內(nèi)匯入一條可用閥222截止的備用管224，它的進(jìn)口端與一個(gè)純氮?dú)釸-N2的應(yīng)急充填系統(tǒng)226連接。通過(guò)使氮貯罐220不僅與空氣分解裝置138而且與應(yīng)急充填系統(tǒng)226連接，使它既可裝填來(lái)自空氣分解裝置的純氮R-N2，也可裝填來(lái)自應(yīng)急充填系統(tǒng)226的純氮R-N2。因此，即使在空氣分解裝置138故障時(shí)，仍能特別可靠地保證沖洗氣化系統(tǒng)129。在這里應(yīng)如此確定氮貯罐226的尺寸它能滿(mǎn)足沖洗過(guò)程對(duì)純氮R-N2的要求和包括足夠大的備用容積。氮貯罐226出口側(cè)通過(guò)沖洗管228與氣體管130連接。沖洗管228在氣體管130內(nèi)的入口設(shè)在合成氣SG下游直接在氣體鎖200后面，亦即在氣體鎖附件204后面的區(qū)域內(nèi)。
為了輸入在空氣分解裝置138內(nèi)產(chǎn)生的不純的氮?dú)釻-N2，從空氣分解裝置138(圖1)分出第二輸入管230，它匯入混合器146內(nèi)。為了降低燃?xì)廨啓C(jī)NOx排放，在混合器146中在合成氣SG內(nèi)摻入不純的氮?dú)釻-N2。在這里，混合器146設(shè)計(jì)用于氮?dú)釴2與合成氣SG特別均勻和無(wú)縷束地混合。
在燃?xì)廨啓C(jī)2每一次從合成氣SG轉(zhuǎn)換為二次燃料時(shí)，這相應(yīng)于輸入燃燒室6燃燒器7的燃燒氣體的一次轉(zhuǎn)換，規(guī)定用氮?dú)鉀_洗燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)129。通過(guò)此沖洗過(guò)程，出自于安全技術(shù)方面的原因，必須將處于燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)129內(nèi)的合成氣SG基本上完全排擠掉。
在合成氣運(yùn)行時(shí)，亦即在燃燒合成氣SG時(shí)，合成氣按分流SG1和SG2輸入圖2中表示的配屬的燃料通道240、238用于燃燒，此時(shí)可在第二分流SG2中摻入天然氣EG或蒸汽D。由此可按照要求提高或降低用于運(yùn)行第二燃料通道240的第一分流SG1的熱值。為此設(shè)一輸入裝置244，它包括天然氣輸入系統(tǒng)244a和另一個(gè)用于蒸汽D或純氮R-N2的輸入系統(tǒng)244b。輸入裝置244在區(qū)域236內(nèi)的連接點(diǎn)250處連接在另一氣體管131上，所以可以按需要通過(guò)輸入裝置244在另一氣體管131內(nèi)并向第二燃料通道240加入一種相應(yīng)的流體。在這里有利的是第二燃料通道240獨(dú)立于第一燃料通道238供給合成氣SG。此外，分流SG1、SG2可通過(guò)沖洗管228或輸入裝置244的另一個(gè)輸入系統(tǒng)244b彼此獨(dú)立地加入純氮R-N2或蒸汽D并因而可沖洗。因此兩個(gè)合成氣分流SG1、SG2可以具有可調(diào)整的不同的熱值地運(yùn)行。為第二燃料通道240配設(shè)的輸入系統(tǒng)244在這里完成兩個(gè)任務(wù)，亦即，在天然氣運(yùn)行時(shí)降低NOx以及在合成氣運(yùn)行時(shí)有目的地調(diào)整熱值并在工作中控制燃燒。
采用這種用于運(yùn)行燃燒器7的新方法和所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)施用合成氣SG分級(jí)式運(yùn)行一個(gè)發(fā)電廠設(shè)備3。這種合成氣運(yùn)行的特點(diǎn)一方面在于在滿(mǎn)負(fù)荷情況下，當(dāng)兩個(gè)燃料通道238、240各自流過(guò)分流SG1、SG2時(shí)足夠低的壓力損失。另一方面在于，即使燃?xì)廨啓C(jī)2用合成氣SG在最小負(fù)荷或空負(fù)荷下運(yùn)行，所要求的最低壓力損失仍能通過(guò)在需要時(shí)僅僅利用例如第二燃料通道240保證。為此，通過(guò)第二燃料通道240相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和確定尺寸，第二燃料通道240有比第一燃料通道238更大的流動(dòng)阻力?？梢杂胁煌髯璧膬蓚€(gè)燃料通道238、240的同時(shí)利用，可以在輸入燃燒器7的整個(gè)燃料質(zhì)量流量預(yù)定的變化范圍內(nèi)，使壓力損失有一個(gè)與迄今已知的系統(tǒng)相比小得多的變化范圍。因此，與單燃料通道設(shè)計(jì)方案的情況相比，燃?xì)廨啓C(jī)2在其基本負(fù)荷時(shí)的壓力損失與其最小負(fù)荷例如空負(fù)荷時(shí)的壓力損失的比值更小，在單通道方案中只有一個(gè)合成氣流輸入燃燒器7用于燃燒。
通過(guò)借助為第二燃料通道240配設(shè)的輸入裝置244調(diào)整合成氣SG的稀釋比，可以使第一燃料通道238穩(wěn)定化，第一燃料通道可以起合成氣SG主通道的作用。在合成氣SG的第二分流SG2通過(guò)第二燃料通道240較少稀釋時(shí)，第二燃燒通道240可起必要時(shí)大大稀釋的第一燃料通道238的先導(dǎo)火焰的作用。此外，通過(guò)有目的地對(duì)稀釋比施加影響存在著這樣的可能性在不復(fù)雜地改變?nèi)紵?幾何結(jié)構(gòu)的情況僅通過(guò)分流SG1、SG2的輪流調(diào)整非常有效地影響火焰振蕩。采用按本發(fā)明的方法運(yùn)行的燃燒器7的雙流道設(shè)計(jì)方案，可以特別有利的方式調(diào)整燃燒特性。因此在燃燒振蕩和燃燒器溫度方面優(yōu)化燃燒特性的可能性，可通過(guò)適應(yīng)相關(guān)的運(yùn)行調(diào)整顯著改善。本發(fā)明的特點(diǎn)尤其在于，燃燒器7的至少一個(gè)燃料通道，例如第二燃料通道240，可按雙重功能利用，亦即在合成氣運(yùn)行時(shí)作為合成氣通道或在以另一種氣態(tài)燃料B例如天然氣運(yùn)行時(shí)作為該另一種氣態(tài)燃料，例如天然氣的燃料通道。也可以向燃料通道輸入由合成氣和天然氣以及必要時(shí)添加蒸汽組成的混合氣，以實(shí)現(xiàn)一種新型的混合運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)(2)燃燒器(7)的方法，其中，礦物燃料(B)被氣化以及該氣化的礦物燃料(B)作為合成氣(SG)供給為燃?xì)廨啓C(jī)(2)配設(shè)的燃燒器(7)用于燃燒，其特征在于該合成氣(SG)分成第一分流(SG1)和第二分流(SG2)，以及這些分流(SG1、SG2)分別獨(dú)立地供給該燃燒器(7)用于燃燒。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一分流(SG1)和第二分流(SG2)經(jīng)分別調(diào)整后輸入所述燃燒器(7)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在至少分流(SG1、SG2)之一中摻入天然氣(EG)或蒸汽(D)用于改變熱值。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所述分流(SG1、SG2)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)(2)要產(chǎn)生的功率調(diào)整。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于在燃?xì)廨啓C(jī)(2)最小負(fù)荷或無(wú)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，所述分流(SG1、SG2)之一為零。
6.一種尤其用于實(shí)施按照權(quán)利要求1至5之一所述方法的發(fā)電廠設(shè)備(3)，其包括一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)(2)，為它配設(shè)一個(gè)帶有至少一個(gè)燃燒器(7)的燃燒室(6)，以及一個(gè)連接在燃燒室(6)上游的燃料系統(tǒng)(129)，該燃料系統(tǒng)包括一個(gè)礦物燃料(B)的氣化裝置(132)和一條從該氣化裝置(132)分出并通入燃燒室(6)的氣體管(130)，其特征在于在該燃燒室(6)上游從該氣體管(130)分出另一條氣體管(131)，其中，所述氣體管(130)連接在燃燒器(7)的第一燃料通道(238)上，以及另一氣體管(131)連接在燃燒器(7)的一個(gè)在流動(dòng)技術(shù)上與第一燃料通道(238)分開(kāi)的第二燃料通道(240)上。
7.按照權(quán)利要求6所述的發(fā)電廠設(shè)備(3)，其特征在于在所述氣體管(130)和另一氣體管(131)內(nèi)分別設(shè)一調(diào)節(jié)附件(208a、208b)，通過(guò)它們可分別調(diào)整在所屬燃料通道(238、240)內(nèi)的燃料流量。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的發(fā)電廠設(shè)備(3)，其特征在于在所述氣體管(130)內(nèi)連接一氣體鎖(200)，它設(shè)在另一氣體管(131)從該氣體管(130)分叉點(diǎn)(242)的上游。
9.按照權(quán)利要求6、7或8所述的發(fā)電廠設(shè)備(3)，其特征在于可通過(guò)一個(gè)輸入裝置(244)向另一氣體管(131)供入天然氣(EG)或蒸汽(D)。
10.按照權(quán)利要求6至9之一所述的發(fā)電廠設(shè)備(3)，其特征在于可向另一氣體管(131)輸入在所述氣化裝置(32)中產(chǎn)生的合成氣(SG)。
11.按照權(quán)利要求6至10之一所述的發(fā)電廠設(shè)備(3)，其特征在于，該發(fā)電廠設(shè)備被設(shè)計(jì)為燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備(1)，其包括一個(gè)連接在燃?xì)廨啓C(jī)(2)煙氣側(cè)下游的廢熱蒸汽發(fā)生器(30)，該廢熱蒸汽發(fā)生器的加熱面連接在一個(gè)汽輪機(jī)(20)的水汽循環(huán)(24)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)(2)燃燒器(7)的方法，在此方法中，一種礦物燃料(B)被氣化以及該氣化的礦物燃料(B)作為合成氣(SG)供給為燃?xì)廨啓C(jī)(2)配設(shè)的燃燒器(7)用于燃燒。在這里該合成氣(SG)分成第一分流(SG1)和第二分流(SG2)，這些分流(SG1、SG2)分別供給燃燒器(7)燃燒。本發(fā)明還涉及一種發(fā)電廠設(shè)備(3)，尤其是燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備(1)，它包括礦物燃料(B)的氣化裝置(132)。
文檔編號(hào)F23L7/00GK1526050SQ02813871
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月19日
發(fā)明者弗蘭克·漢尼曼, 安德烈亞斯·海洛斯, 邁克爾·胡思, 伯索爾德·科斯特林, 胡思, 亞斯 海洛斯, 弗蘭克 漢尼曼, 德 科斯特林 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司