專利名稱：用于優(yōu)化空氣預(yù)熱器運(yùn)行的方法及空氣預(yù)熱器的制作方法
用于優(yōu)化空氣預(yù)熱器運(yùn)行的方法及空氣預(yù)熱器
再生式空氣預(yù)熱器是十多年來(lái)已知的且是經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明了的。尤
其有利的是帶有轉(zhuǎn)子的所謂的永司登式(Ljungstroem)空氣預(yù)熱器，該 轉(zhuǎn)子具有一層或多層的加熱片(Heizblechen)。通常，在空氣預(yù)熱器中， 待加熱空氣以與待冷卻煙氣呈逆流的形式在殼體中流過(guò)，該殼體具有 至少一個(gè)空氣入口，至少一個(gè)空氣出口，至少一個(gè)煙氣入口和至少一
個(gè)煙氣出口。從煙氣到空氣的熱傳導(dǎo)經(jīng)由轉(zhuǎn)子的加熱片而實(shí)現(xiàn)。本發(fā) 明并不限定于再生式空氣預(yù)熱器的特定結(jié)構(gòu)型式，而同樣可以應(yīng)用于 例如雙分倉(cāng)(Sektor)空氣預(yù)熱器、三分倉(cāng)空氣預(yù)熱器及集中式空氣預(yù)熱 器等中，這些空氣預(yù)熱器帶有若干個(gè)空氣入口和空氣出口以及若千個(gè) 煙氣入口和煙氣出口。
按自然的方式，在其它運(yùn)行條件相類似的情況下，隨著轉(zhuǎn)子的每 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，加熱片的溫度也會(huì)變動(dòng)。在該加熱片被熱的煙氣流經(jīng)的時(shí)候， 溫度上升。在此之后，加熱片被較冷的空氣流經(jīng)并將熱量交給空氣。 由此，加熱片的溫度又下降。
因此，該加熱片上某一個(gè)點(diǎn)的溫度變化過(guò)程類似于鋸齒形輪廓或 波狀線。該波狀線的頻率取決于該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。該波狀線的振幅 取決于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、煙氣的入口溫度和煙氣的質(zhì)量流量、以及空氣的入 口溫度和空氣的質(zhì)量流量。
顯然，加熱片的屬性，如導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量等，也會(huì)對(duì)溫度變動(dòng) 的振幅有影響。
在轉(zhuǎn)子內(nèi)的位置對(duì)該波浪狀的溫度變動(dòng)的位置和振幅有重要的 影響。最高的加熱片溫度位于轉(zhuǎn)子的一端、煙氣的入口或空氣的出口 處，也稱為高溫側(cè)。在另一個(gè)端部、煙氣的出口或空氣的入口處，也 稱為低溫側(cè)處，呈現(xiàn)最低的加熱片溫度。由于在低溫端部，在空氣和煙氣之間存在更大的溫度差，因此該處溫度振幅是最大的。
從圖4可以清楚看出該關(guān)系。
為了避免煙氣的組成部分在加熱片上冷凝或積聚，空氣預(yù)熱器應(yīng) 始終按如下方式運(yùn)行，即，不在轉(zhuǎn)子的任一個(gè)點(diǎn)上出現(xiàn)煙氣的冷凝。 這意味著，在任何時(shí)間點(diǎn)上以及在轉(zhuǎn)子的任何一個(gè)位置上，該加熱片 都不得低于下限溫度(Mindesttemratur)Tmin，該下限溫度T^此外還依 賴于該煙氣的含水量、S03含量和含塵量。
為確保這一點(diǎn)，今天，在空氣預(yù)熱器中，經(jīng)常借助于蒸汽空氣預(yù) 熱器或熱空氣再循環(huán)，來(lái)將空氣的入口溫度提高至高于所必須達(dá)到的 溫度，并且/或者保持在空氣預(yù)熱器中流過(guò)的空氣的質(zhì)量流量小于所必 需的質(zhì)量流量(通過(guò)空氣旁路)。由此，該空氣預(yù)熱器的生產(chǎn)能力沒(méi)有 被完全地利用，這對(duì)發(fā)電廠的總效率會(huì)有負(fù)面影響并因此而降低發(fā)電 廠的經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于空氣預(yù)熱器運(yùn)行的方法，在該 方法的幫助下， 一方面可以保證，在所有運(yùn)行狀態(tài)下以及在轉(zhuǎn)子的所 有位置上，都不會(huì)低于加熱片的下限溫度，且同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)從煙氣 到空氣的最大可能的熱傳遞。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用于運(yùn)行再生式空氣預(yù)熱器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該目 的，該再生式空氣預(yù)熱器帶有轉(zhuǎn)子，帶有至少一個(gè)煙氣入口，帶有至 少一個(gè)煙氣出口 ，帶有至少一個(gè)空氣入口并帶有至少一個(gè)空氣出口 ， 其中，
1、 在空氣入口處獲取空氣的溫度，并
2、 在空氣入口處獲取空氣的質(zhì)量流量，并且
3、 在煙氣入口處獲取煙氣的溫度，并
4、 在煙氣入口處獲取煙氣的質(zhì)量流量，并且
5 、確定在這些參數(shù)下出現(xiàn)的加熱片的最低溫度 (Minimaltemperatur),并控制成4吏其不〗氐于給定的下限溫度。當(dāng)在例如雙分倉(cāng)空氣預(yù)熱器中存在一個(gè)空氣入口和一個(gè)煙氣入 口時(shí)，總共確定兩個(gè)入口溫度和兩個(gè)質(zhì)量流量就足夠了。
由此就存在以下可能， 一方面確定無(wú)疑地避免固態(tài)的煙氣成分在 加熱片上的沉積和液化的煙氣成分所引起的加熱片的腐蝕，并同時(shí)優(yōu) 化從煙氣到空氣的熱傳遞。
由于根據(jù)本發(fā)明的方法是依賴于最重要的參數(shù)來(lái)進(jìn)行工作的，因
保持該空氣預(yù)熱器始終在優(yōu)化的運(yùn)行點(diǎn)上。
由于根據(jù)本發(fā)明的方法僅要求溫度、質(zhì)量流量是已知的(通常這些 在發(fā)電廠控制中無(wú)論如何都是已知的)以及對(duì)通常已經(jīng)存在的閥門(mén)進(jìn) 行控制，因此用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的費(fèi)用是相對(duì)較低的，且可 以通過(guò)發(fā)電廠的燃料費(fèi)用的節(jié)省而在最短時(shí)間內(nèi)被攤銷。
此外還可能，將根據(jù)本發(fā)明的方法同樣應(yīng)用于現(xiàn)已運(yùn)行的空氣預(yù) 熱器，以使得在這些地方也可實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電廠的效率提升。
通過(guò)對(duì)煙氣出口處的煙氣的溫度以及空氣出口處空氣的溫度也 加以測(cè)量，并在確定加熱片的最低溫度的時(shí)候?qū)@些參數(shù)也加以考 慮，還可以進(jìn)一步地改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明而工作的空氣預(yù)熱器的運(yùn)行。
對(duì)于帶有多層加熱片的轉(zhuǎn)子而言，優(yōu)選地在每?jī)蓚€(gè)加熱片層之間 的過(guò)渡處確定加熱片的最低溫度，因?yàn)槟切┑胤揭部赡艹霈F(xiàn)加熱片溫 度的局部的最低值。
加熱片的最低溫度的確定可通過(guò)對(duì)運(yùn)行過(guò)程中在加熱片上實(shí)際 出現(xiàn)的溫度的測(cè)量而確定。在此尤其有利的是，通過(guò)在不同運(yùn)行條件 下的測(cè)量來(lái)確定這些溫度并將這些測(cè)量所得的溫度錄入在特性曲線 族中。在錄入特性曲線族中的、測(cè)量所得的溫度的基礎(chǔ)上，控制器可 以借助于煙氣溫度當(dāng)前值、煙氣質(zhì)量流量當(dāng)前值、空氣溫度當(dāng)前值和 空氣質(zhì)量流量當(dāng)前值，通過(guò)讀出錄入在特性曲線族中的溫度而確定該 加熱片的實(shí)際下限溫度并對(duì)該空氣預(yù)熱器的運(yùn)行進(jìn)行相應(yīng)的控制。由 此就存在以下可能， 一方面以實(shí)際測(cè)量得的值為基礎(chǔ)進(jìn)行空氣預(yù)熱器的控制。另一方面在空氣預(yù)熱器的運(yùn)行中無(wú)需在轉(zhuǎn)子上進(jìn)行測(cè)量。因 此，該方法非常安全、節(jié)省成本且仍然精確。
可選地還可以，借助于計(jì)算模塊，例如通過(guò)對(duì)空氣預(yù)熱器內(nèi)的溫 度、尤其是轉(zhuǎn)子的加熱片上的溫度進(jìn)行有限元計(jì)算，從而確定該加熱 片的下限溫度。在此同樣可以，在不同運(yùn)行條件下計(jì)算出這種借助于 計(jì)算模塊而算得的下限溫度并將以該種形式算得的溫度錄入在特性 曲線族中。如同已經(jīng)提到過(guò)的，這些保存在特性曲線族中的溫度可用 于空氣入口處空氣的溫度的控制和/或空氣入口處空氣的質(zhì)量流量的
控制?？蛇x地，當(dāng)然也可以在每次運(yùn)行條件變化時(shí)，重新的進(jìn)行FEM 計(jì)算并相應(yīng)于該計(jì)算結(jié)果來(lái)控制該空氣預(yù)熱器。
已證明有效及有利的是，在需要時(shí)，通過(guò)預(yù)熱來(lái)提高空氣的入口 溫度，該預(yù)熱是借助于蒸汽空氣預(yù)熱器或者借助于已預(yù)熱空氣從空氣 出口到空氣入口的反饋而實(shí)現(xiàn)的。此外有利的是，在需要時(shí)，將該待 預(yù)熱空氣的分流(Teilstrom)在旁路中繞過(guò)該空氣預(yù)熱器。這兩種做法 都導(dǎo)致，在運(yùn)行中在加熱片上出現(xiàn)的最低溫度有所上升并因此不會(huì)低 于該重要的下限溫度。此外，由于這些措施可以相當(dāng)簡(jiǎn)單地實(shí)施且執(zhí) 行這些措施所必需的設(shè)備的結(jié)構(gòu)是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，因此這些措施尤其適 用于對(duì)按照根據(jù)本發(fā)明所述的方法而運(yùn)行的空氣預(yù)熱器進(jìn)行控制。
通過(guò)用于控制空氣預(yù)熱器的、適合于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求中任 一項(xiàng)所述方法的控制器，同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。相應(yīng)地這同樣 適用于適于實(shí)施所述方法的電腦程序。
在帶有裝置以在空氣入口處獲取空氣的溫度及質(zhì)量流量以及在 煙氣入口處獲取煙氣的溫度及質(zhì)量流量的空氣預(yù)熱器上，通過(guò)使該空 氣預(yù)熱器具有按照根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述方法工作的控 制器，同樣可以達(dá)到開(kāi)頭所述的目的。
在根據(jù)本發(fā)明所述空氣預(yù)熱器的 一種改進(jìn)的變型中作以下設(shè)置， 即，其具有裝置，用以在空氣出口處進(jìn)行空氣溫度和/或空氣質(zhì)量流量 的獲取，并且/或者在煙氣出口處進(jìn)行獲取。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)及有利的實(shí)施例可從后續(xù)的附圖、附圖的描述 及權(quán)利要求中獲悉。所有在附圖、附圖的描述及權(quán)利要求中所提到及 所描述的本發(fā)明的基本特征，可單獨(dú)地或以任意的相互組合的形式來(lái) 實(shí)施。
其中


圖1顯示了再生式空氣預(yù)熱器的截面示意圖，
圖2顯示了再生式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子的平面圖，
圖3顯示了加熱片的溫度隨時(shí)間的變化過(guò)程，
圖4顯示了在空氣預(yù)熱器的運(yùn)行中所出現(xiàn)的最重要的溫度與轉(zhuǎn)子 加熱片高度的相互關(guān)系，而
圖5顯示了按照根據(jù)本發(fā)明所述方法工作的、帶有熱空氣反饋回 路和冷空氣旁路的兩個(gè)再生式空氣預(yù)熱器的線路圖。
實(shí)施例描述
圖1中顯示了再生式空氣預(yù)熱器的側(cè)視圖，其以截面形式顯示了 殼體l。轉(zhuǎn)子3可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在殼體1中?？赏ㄟ^(guò)未示出的驅(qū)動(dòng)裝置 使該轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖1中通過(guò)箭頭5表明該轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
煙氣(RG)沿箭頭的方向流過(guò)該殼體1的左邊半部。該煙氣在煙氣 入口 7處進(jìn)入該空氣預(yù)熱器而在煙氣出口 9處離開(kāi)該空氣預(yù)熱器。在 從煙氣入口 7到煙氣出口 9的路徑上，該煙氣流過(guò)轉(zhuǎn)子3位于該殼體 1的左邊部分內(nèi)的部分。
在圖l所示的實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子3具有兩層加熱片。在該轉(zhuǎn)子3 的上面部分中設(shè)置有所謂的高溫層11。在位于其下的部分中設(shè)置有所 謂的低溫層13。
高溫層11和低溫層13的區(qū)別在于在它們的材料、表面涂層和幾 何特征等方面，且根據(jù)它們分別所處的條件進(jìn)行了最佳的匹配。
在圖1中空氣預(yù)熱器的右側(cè)設(shè)置有空氣入口 15和空氣出口 17。從空氣入口 15進(jìn)入空氣預(yù)熱器而從空氣出口 17離開(kāi)空氣預(yù)熱器的空 氣的伊u動(dòng)方向與該煙氣的流動(dòng)方向相反。
當(dāng)該煙氣流過(guò)轉(zhuǎn)子3的位于圖l左邊部分的部分時(shí)，該煙氣將熱 量交給轉(zhuǎn)子3的加熱片并對(duì)熱量的高溫層11和低溫層13進(jìn)行加熱。 同時(shí)，煙氣變冷。這意味著，在煙氣入口 7處的煙氣的入口溫度TRG，c
高于在煙氣出口 9處的煙氣的出口溫度丁RG，a。
當(dāng)以這種形式被加熱的加熱片通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)從圖1中空氣預(yù)熱 器的左邊部分運(yùn)動(dòng)到空氣預(yù)熱器的右邊部分時(shí)，這些加熱片對(duì)低溫的 空氣進(jìn)行加熱而自身被冷卻。這意味著，在空氣入口 15處的空氣的 入口溫度TL,e低于在空氣出口 17處的空氣的出口溫度TL,a。
結(jié)果，在空氣預(yù)熱器的幫助下，位于煙氣中的、可察覺(jué)的一部分 熱量被傳遞到空氣中。
為避免煙氣和空氣的摻雜，在該殼體1的左邊部分和該殼體1的 右邊部分之間設(shè)計(jì)有軸向密封片和徑向密封片19。
圖2中顯示了圖1所示轉(zhuǎn)子3的平面圖并示意性地顯示了該徑向 密封片19。從該平面圖可以看出，該轉(zhuǎn)子3由帶有分離壁(相切壁)的 不同分倉(cāng)所組成(無(wú)參考標(biāo)號(hào))。在這些分倉(cāng)內(nèi)，加熱片被封裝入容器 中(未示出)。舉例而言，如果現(xiàn)在該作有標(biāo)記"X"的加熱片從該徑向密 封片后面開(kāi)始，轉(zhuǎn)入該空氣預(yù)熱器的左邊部分，則該加熱片被存在于 該處的煙氣所流經(jīng)并加熱。該過(guò)程一直進(jìn)行直至煙氣區(qū)域的端部為 止。然后，該分段X離開(kāi)空氣預(yù)熱器的左邊部分，從該密封件19的 下方轉(zhuǎn)動(dòng)穿過(guò)并進(jìn)入該空氣預(yù)熱器的右邊部分。在那里，現(xiàn)已被加熱 的加熱片被冷的空氣流經(jīng)并將在此將熱量交給空氣。該過(guò)程一直持 續(xù)，直至到達(dá)該空氣區(qū)域的端部為止。
圖3中以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角為變量定性地畫(huà)出了加熱片的一個(gè)點(diǎn)上的溫 度變化過(guò)程。在約為180。的轉(zhuǎn)角處，該加熱片離開(kāi)空氣預(yù)熱器中被煙 氣所流過(guò)的部分而進(jìn)入空氣預(yù)熱器中被冷的空氣所流過(guò)的部分。
在圖3中用Tm表示加熱片的溫度。如同從圖3中可看出的，加熱片的溫度THe在兩個(gè)邊界溫度，即最高溫度The，，和最低溫度The,^
之間，往復(fù)地變化。加熱片溫度THE在時(shí)間上的平均值在圖3中用THE,m 表示。
加熱片在約為180。的轉(zhuǎn)角處達(dá)到該最高溫度THE,max，而在約為0°
或者說(shuō)360°的轉(zhuǎn)角處達(dá)到其最低溫度。
顯然，該最高溫度THE，max的實(shí)際值和最低溫度THE,min的實(shí)際值此 外還依賴于該空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)及工作點(diǎn)。舉例而言，下列參數(shù)對(duì)加
熱片的溫度THE具有重要意義在煙氣入口 7處煙氣的質(zhì)量流量；G和
煙氣的溫度TRG，e，以及在空氣入口 15處空氣的質(zhì)量流量；"/,和空氣 的入口溫度TY,e。尤其地可以通過(guò)該所述參量的改變，例如通過(guò)提高 空氣入口溫度TUe，來(lái)提高加熱元件的最低溫度THE，min。
為避免該空氣預(yù)熱器被弄臟及由此而產(chǎn)生的壓力損失以及由此 而產(chǎn)生的發(fā)電廠設(shè)備的失效，則空氣預(yù)熱器必須以如下方式運(yùn)行，即， 在煙氣一側(cè)，尤其是在該加熱片的低溫層處，不得較長(zhǎng)時(shí)間地低于該 熱元件的下限溫度Tmin。
此外，還通過(guò)煙氣成分來(lái)確定該下限溫度Tmin。在此，尤其是含 水量、S03含量和含塵量以及灰燼組分、在此尤其是Ca含量和Mg含
量等，具有重要意義。利用煙氣組分的知識(shí)可以計(jì)算該下限溫度T柚。
為了在盡管可能出現(xiàn)影響參量的變動(dòng)——例如煙氣入口溫度
Trcj，e、煙氣質(zhì)量流量 m及g 、 S 氣入口溫度TL,e以及空氣質(zhì)量流量am"/,的 變動(dòng)——的情況下，仍然能夠確?？諝忸A(yù)熱器的安全運(yùn)行，則通常會(huì)
使該空氣預(yù)熱器按如下方式運(yùn)行，即，該加熱片的最低溫度T冊(cè),min顯 著高于上面所述的下限溫度一一在該下限溫度下，煙氣會(huì)液化或者煙 氣的固態(tài)組成部分會(huì)附著在加熱片上。
實(shí)際地出現(xiàn)在加熱片上的最低溫度THE,mi 和該下限溫度Tmin之間 的"安全距離"越大，煙氣中未被利用而損失的熱量就越多。結(jié)果，這 導(dǎo)致了發(fā)電廠設(shè)備的效率的降低并由此導(dǎo)致較高的排放和較高的燃 料費(fèi)用。在圖4中以加熱片高度H為變量畫(huà)出了在空氣預(yù)熱器的運(yùn)行中所 出現(xiàn)的、重要且典型的溫度。
在圖1中同樣也畫(huà)出了該加熱片高度H。其坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始于轉(zhuǎn)子 3的上邊緣，該上邊緣是熱的煙氣在轉(zhuǎn)子3上第一次出現(xiàn)的地方。
在圖4中該加熱片高度畫(huà)在X軸上，且如同在圖l所示的轉(zhuǎn)子上 一樣，劃分為高溫層11和低溫層13。在根據(jù)圖4的圖表中，最高的 曲殘是煙氣溫度Trg，而最低的溫度是空氣的溫度TLuft。顯然，在流
過(guò)轉(zhuǎn)子3的時(shí)候，煙氣溫度丁rg和空氣溫度TLuft都會(huì)變化。加熱片的 溫度位于該上邊界TRG和該下邊界TLuft之間。根據(jù)圖4中的平均加熱
片溫度可以很容易地看出這一 點(diǎn)。
在圖4中還畫(huà)出了加熱片的最高溫度THE，max和加熱片的最低溫度 THE,min。在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子3的加熱片的實(shí)際溫度在這些溫度之間往復(fù) 變動(dòng)。
在圖4中畫(huà)出了下限溫度Tmin,該下限溫度Tmin位于例如略孩"氐 于約100°C的地方。轉(zhuǎn)子3的任何部分在任何時(shí)間點(diǎn)上都不得低于該 溫度。更高的溫度是無(wú)關(guān)緊要的并因此不需要特別的注意。
加熱片的最低溫度THE,min的變化過(guò)程對(duì)于空氣預(yù)熱器的無(wú)故障運(yùn)
行而言尤其重要。開(kāi)始于加熱片高度1^0mm處，該溫度THE,min位于
將近300攝氏度處因而顯著地高于該下限溫度Tmin。
該溫度THE,n^隨著增加的加熱片高度H而降低。在從高溫層11
到低溫層13的過(guò)渡處存在不連續(xù)，這可以用層11和層13的不同的
熱傳遞特性來(lái)解釋。
由于低溫層13的熱容量高于高溫層11的熱容量，因此，在從高
溫層11到低溫層13的過(guò)渡處，該下限溫度T^再次上升，然后重新
下降。在H-1250mm處，即，在圖1所示轉(zhuǎn)子3的下端部處，溫度
丁HE,min和溫度Tmin相交。這意味著，該空氣預(yù)熱器以最優(yōu)化的方式運(yùn) 行。即， 一方面盡可能多的熱量被從煙氣上傳遞到空氣上，且同時(shí)， 在任何位置、任何時(shí)間點(diǎn)上，該加熱片都不會(huì)低于該下限溫度Tmin。不僅是溫度THE，max的變化過(guò)程、溫度THE,m的變化過(guò)程和溫度 TpiE，油的變化過(guò)程，還包括該最低溫度Tmin，都與該空氣預(yù)熱器的運(yùn) 行條件有關(guān)。
對(duì)在加熱片上實(shí)際出現(xiàn)的溫度——尤其是與位置及TRG、 ；wg、
TLuft和"U"/' 等運(yùn)行參量有關(guān)的最低溫度THE,min——的確定，可通過(guò)加 熱片溫度的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種加熱片溫度的測(cè)量在最大加熱片高度H 的范圍內(nèi)以及在從一個(gè)層11到另一個(gè)層13的每個(gè)過(guò)渡的范圍內(nèi)進(jìn) 行。然而，對(duì)連續(xù)運(yùn)行而言，該方法并不適用，因?yàn)樵撎幩霈F(xiàn)的高 溫、煙氣的灰分含量及其腐蝕性成分會(huì)嚴(yán)重地限制該種測(cè)量技術(shù)的使 用壽命。
因此，根據(jù)本發(fā)明作如下設(shè)置，即，借助于該空氣預(yù)熱器的計(jì)算 模塊，在時(shí)間上和位置上分散地確定該加熱片的溫度。通常測(cè)量得的
過(guò)程參數(shù) Tuft,e等，被用作該計(jì)算模塊的輸入?yún)⒘俊?br> 根據(jù)該計(jì)算模塊的結(jié)果，按照如下方式運(yùn)行該空氣預(yù)熱器，即， 加熱片的溫度THE總是位于下限溫度Tmin的上方。舉例而言，可按如 下方式運(yùn)行該空氣預(yù)熱器，即，保持與該下限溫度Tm化的、例如為5 開(kāi)爾文的恒定距離。
可以使用下列參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)，以進(jìn)行該空氣預(yù)熱器的控 制可以改變所吸入的內(nèi)部空氣的比例和所吸入的外部空氣的比例。 通過(guò)提高該內(nèi)部空氣的比例，空氣入口 15的溫度TLuft,e會(huì)上升。
此外還可能，通過(guò)為該空氣預(yù)熱器串聯(lián)一個(gè)用蒸汽供熱的蒸汽空 氣預(yù)熱器來(lái)提高該空氣入口溫度。
此外，通過(guò)將已預(yù)熱空氣的一部分從空氣出口 17重新引回至空 氣入口 15處(所謂的熱空氣反饋),可提高空氣入口 15處的溫度TLuft,e。
此外，可將空氣入口處空氣的 一部分進(jìn)行分流并在旁路中繞過(guò)該 空氣預(yù)熱器(所謂的空氣旁路)。
在圖5中顯示了按照根據(jù)本發(fā)明所述方法工作的兩個(gè)空氣預(yù)熱器 21的方框線路圖。由于在該方框線路圖中使用了用于發(fā)電廠部件的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，因此不對(duì)所有的符號(hào)和部件進(jìn)行詳細(xì)的描述。下面僅對(duì)最重 要的、對(duì)本發(fā)明而言具有特殊重要性的組件和連線進(jìn)行解釋。
通過(guò)未示出的鍋爐向空氣預(yù)熱器21提供煙氣RG。離開(kāi)空氣預(yù)熱 器21以后，煙氣RG到達(dá)煙氣凈化設(shè)備(未示出)。
空氣以與煙氣RG相逆流的形式流過(guò)該空氣預(yù)熱器21。然后，經(jīng) 空氣預(yù)熱器21預(yù)熱過(guò)的空氣被引向未示出的鍋爐或被用于烘干煤炭。
被引向空氣預(yù)熱器21的空氣可以來(lái)自外部空氣吸入口 23或者內(nèi) 部空氣吸入口 25,通過(guò)該內(nèi)部空氣吸入口 25吸入來(lái)自于鍋爐房的空 氣。
由于該外部空氣和該內(nèi)部空氣具有不同的溫度，因此可以通過(guò)內(nèi) 部空氣和外部空氣之間的混合比的選擇而將空氣預(yù)熱器21的入口處 空氣的溫度控制在邊界范圍內(nèi)。
另一種提高空氣預(yù)熱器21的空氣入口處的空氣溫度的可能性在 于，在空氣出口 17處將已預(yù)熱空氣的一部分進(jìn)行分流并引回至空氣 入口 15處。為此而所需的連線表示成熱空氣反饋27。另一種影響該 空氣預(yù)熱器21的運(yùn)行參數(shù)的可能性在于，在空氣入口 15前將空氣的 一部分進(jìn)行分流并在旁路中繞過(guò)該空氣預(yù)熱器21。該旁路在圖5中配 以參考標(biāo)號(hào)29。
從圖5中所顯示的方框線路圖中可以看出，存在著多種用于提高
空氣入口溫度Tuft,e和減少通過(guò)空氣預(yù)熱器21的質(zhì)量流量；^的可能
性。因此，在根據(jù)本發(fā)明所述方法的幫助下，始終都可以按如下方式 運(yùn)行該空氣預(yù)熱器21，即， 一方面實(shí)現(xiàn)最大的熱傳遞而另一方面加熱 片的溫度THE不會(huì)低于下限溫度Tmin。
用于確定空氣預(yù)熱器低溫側(cè)的平均加熱片溫度THB.KSm的近似公 式為
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中，
<formula>formula see original document page 15</formula>TRG，aus= 184。C f=fa* fg，其中
f:用于該空氣預(yù)熱器的煙氣側(cè)和空氣側(cè)的熱傳遞和分配的系數(shù)，
紗德'
若以下列值為基礎(chǔ)
ATLe = 8K，
fa = 1.37,
fg= 1.44，
f= 1.97，
則可算得低溫側(cè)的最低加熱片溫度為 THB.KSm = (TLuft，e+1.97*(TRG,e+ 8K)) /(2.97) =140oC
權(quán)利要求
1. 一種用于運(yùn)行再生式空氣預(yù)熱器(21)的方法，該再生式空氣預(yù)熱器(21)帶有轉(zhuǎn)子、至少一個(gè)煙氣入口(7)、至少一個(gè)煙氣出口(9)、至少一個(gè)空氣入口(15)以及至少一個(gè)空氣出口(17)，其特征在于下列方法步驟在該一個(gè)或多個(gè)空氣入口(15)處獲取空氣溫度(TLuft，e)，在該一個(gè)或多個(gè)煙氣入口(7)處獲取煙氣溫度(TRG，c)，在該一個(gè)或多個(gè)煙氣入口(7)處獲取煙氣質(zhì)量流量和/或在該一個(gè)或多個(gè)空氣入口(15)處獲取空氣質(zhì)量流量根據(jù)在該一個(gè)或多個(gè)空氣入口處的空氣的和/或在該一個(gè)或多個(gè)煙氣入口處的煙氣的溫度(TLuft，e，TRG，e)和質(zhì)量流量確定該加熱片的最低溫度(THE，min)，并對(duì)該一個(gè)或多個(gè)空氣入口(15)處的空氣溫度(TLuft，e)和/或空氣質(zhì)量流量和/或在該一個(gè)或多個(gè)煙氣入口(7)處的煙氣溫度(TRG，e)和/或煙氣質(zhì)量流量進(jìn)行控制，以使得該加熱片的最低溫度(THE，min)不低于給定的下限溫度(Tmin)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取所述一個(gè)或多個(gè)煙氣出口 (9)處的煙氣溫度(丁rg.a)和煙氣質(zhì)量流量(7^g )，且所述加 熱片(HE)的最低溫度(THe,min)的確定與所述一 個(gè)或多個(gè)煙氣出口 (9)處 煙氣溫度(Trg》和/或所述一個(gè)或多個(gè)煙氣出口 (9)處的煙氣質(zhì)量流量沐關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述一個(gè)或多個(gè)空氣出口(17)處獲取空氣溫度(TLuft,a)和空氣質(zhì)量流量(；,"，且所述加熱片(HE)的最低溫度(THe,min)的確定與所述一個(gè)或多個(gè)空氣出口 ( 1 7)處的空氣溫度(TYuft，a)和/或空氣質(zhì)量流量(； 力)有關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定該加熱片(HE) 的最低溫度(The一)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在兩個(gè)加熱片層(l 1,13)之間的每個(gè)過(guò)渡處確定該加熱片(HE)的最低溫度(丁HE,min)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò) 對(duì)加熱片(HE)上實(shí)際出現(xiàn)的溫度(THE)的測(cè)量來(lái)確定該加熱片(HE)的最低溫度(T服，min)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)在不同運(yùn)行 條件下對(duì)在所述加熱片(HE)上實(shí)際出現(xiàn)的溫度(THE)所進(jìn)行的測(cè)量來(lái)確定該加熱片(HE)的最低溫度(THE，min),且測(cè)量所得的溫度錄入在特性曲線族中。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在計(jì) 算模塊的幫助下，通過(guò)對(duì)在所述加熱片(HE)上實(shí)際出現(xiàn)的溫度(The)的計(jì)算來(lái)確定所述加熱片(HE)的最低溫度OVmin)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，利用下列近似方程的幫助來(lái)計(jì)算所述加熱片(HE)的最低溫度(THE,min): 了HB-KSn尸
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)在不 同運(yùn)行條件下在所述加熱片(HE)上出現(xiàn)的溫度(THE)所進(jìn)行的計(jì)算來(lái)計(jì)算所述加熱片(HE)的最低溫度(THE，min),且該溫度錄入在特性曲線族 中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7或10所述的方法，其特征在于，保存在特 性曲線族中的所述加熱片的溫度(The)被用于控制所述一個(gè)或多個(gè)空氣入口 ( 1 5)處的空氣溫度(Tuft，e)和/或所述一個(gè)或多個(gè)空氣入口 (15)處的空氣質(zhì)量流量(二"/,)和/或所述一個(gè)或多個(gè)煙氣入口 (7)處的煙氣溫度 OW0和/或所述一個(gè)或多個(gè)煙氣入口(7)處的煙氣質(zhì)量流量(/^c)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述加熱片(HE)上的最低溫度(THE，min)根據(jù)煙氣組分，尤其是含水量、含塵 量和/或S03濃度和/或所述煙氣中所含灰分的組分而確定。
13. 根據(jù)前迷權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)已預(yù)熱空氣從所述空氣出口(17)到所述空氣入口(15)的反饋(27)來(lái)提高空氣的入口溫度(TLuft，e)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò) 使空氣的一部分在旁路(29)中繞過(guò)所述空氣預(yù)熱器(21),從而減少空氣的質(zhì)量流量(;w)。
15. —種用于控制再生式空氣預(yù)熱器(21)的控制器，該再生式空 氣預(yù)熱器(21)帶有轉(zhuǎn)子(3)、至少一個(gè)煙氣入口(7)、至少一個(gè)煙氣出口 (9)、至少一個(gè)空氣入口(15)以及至少一個(gè)空氣出口(17)，其特征在于， 該控制器適合于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法。
16. —種電腦程序，其特征在于，所述電腦程序適合于實(shí)施^4居 權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法。
17. —種存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)適合于存儲(chǔ)根據(jù) 權(quán)利要求16所述的電腦程序。
18. —種空氣預(yù)熱器，帶有轉(zhuǎn)子(3)、至少一個(gè)煙氣入口(7)、至少 一個(gè)煙氣出口(9)、至少一個(gè)空氣入口(15)以及至少一個(gè)空氣出口(17)，并帶有裝置用以在該一個(gè)或多個(gè)空氣入口(I5)處獲取空氣溫度0Yuft,e)及空氣質(zhì)量流量(；"力)以及在該一個(gè)或多個(gè)煙氣入口(7)處獲取煙氣溫度(T肌，e)及煙氣質(zhì)量流量("c),其特征在于，所述空氣預(yù)熱器(21)具 有控制器，且所述控制器按照根據(jù)權(quán)利要求1至11中所述方法中任 一項(xiàng)進(jìn)行工作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述空 氣預(yù)熱器具有裝置，用以在所述一個(gè)或多個(gè)空氣出口(17)處獲取空氣溫度OY,uft，a)及空氣質(zhì)量流量(/^"力)以及在所述一個(gè)或多個(gè)煙氣出口(9)處獲取煙氣溫度(TRG,a)及煙氣質(zhì)量流量(；《7 )。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述空氣預(yù)熱器具有熱空氣反饋(27),且所述熱空氣反饋(27)可將已預(yù)熱 空氣的一部分從所述空氣出口(17)處反饋到所述空氣入口(15)處。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的空氣預(yù)熱器，其特征 在于，所述空氣預(yù)熱器具有冷空氣環(huán)路(29)，且通過(guò)所述冷空氣環(huán)路 (29)可將尚未預(yù)熱空氣的一部分在旁路中繞過(guò)所述空氣預(yù)熱器(21)、從 所述空氣入口(15)處引導(dǎo)至所述空氣出口(17)處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行空氣預(yù)熱器(21)的方法，通過(guò)該方法的幫助可提高熱傳遞效率，而無(wú)需擔(dān)心轉(zhuǎn)子低溫側(cè)上的冷凝現(xiàn)象或加熱片處的灰塵沉積。
文檔編號(hào)F28D19/04GK101416015SQ200780006605
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月25日
發(fā)明者B·法勒, M·吉茨, V·舒爾 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆科技有限公司