DE1074053B

DE1074053B - Procedure for protecting superheater heating surfaces when starting up once-through boilers with reheating

Info

Publication number: DE1074053B
Application number: DENDAT1074053D
Authority: DE
Inventors: Erlangen Alter langen Dipl Phys Elmar Kefer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1960-01-28

Description

Verfahren zum Schutz von Uberhitzerheizflächen beim Anfahren von Zwangdurchlaufkesseln mit Zwischenüberhitzung Die Erfindung betr,ifft ein Verfahren zum Schutz von Überhitzerheizflächen beim Anfahren von Zwangdurchlaufkesseln mit Zwischenüberhitzung. Bei modernen Blockkraftwerken liegt der Zwischenüberhitzer oft in Gebieten hoher Rauchgastemperaturen, jedoch steht während der ersten Phase des Anfahrvorganges kein Dampf zu seiner Kühlung zur Verfügung. Bei einem neuzeitlichen Höchstdruckdampfkraftwerk beansprucht der Verdaxnpfer im allgemeinen nur noch einen kleinen Teil des Strahlungsteiles, so daß der Überhitzer teilweise in den scharf beheizten ersten Zug hineinreicht. Die Verdampferheizflächen sind häufig mit Stampfmasse verkleidet und daher beim Anfahren in der Wärmeaufnahme recht träge. Aus diesem Grund kann beim Anfahren außer dem ersten Dampfpfropfen im Verdampfer ein zweiter im über-Ilitzer entstehen. je nach Art und Reihenfolge der Dampfpfropfenbildung kann sich für das dazwischenliegende Gebiet des Überhitzers die Kühlung so weit verringern, daß die Rohre gefährdet werden.Procedure for the protection of superheater heating surfaces when starting up forced flow boilers with reheating The invention relates to a method for protecting superheater heating surfaces when starting up once-through boilers with reheating. With modern block power plants the reheater is often located in areas of high flue gas temperatures, however there is no steam to cool it during the first phase of the start-up process to disposal. In a modern high-pressure steam power plant, the Verdaxnpfer generally only a small part of the radiation part, so that the superheater extends partially into the sharply heated first train. the Evaporator heating surfaces are often clad with rammed earth and therefore when starting up quite sluggish in terms of heat absorption. For this reason, when starting up, the The first vapor plug in the evaporator creates a second one in the over-Ilitzer. depending on The type and sequence of vapor plug formation can vary for what is in between Reduce the cooling in the area of the superheater to such an extent that the pipes are at risk.

Ferner treten bei Zwangdurchlaufkesseln, die ohne Steigrohr-Fallrohr-Prinzip für die überhitzerheizflächen arbeiten, in Heizflächen mit abwärts gerichteter Strömung beim Anfahren Betriebszustände mit ungleichmäßiger Strömungsverteilung (Instabilität) auf.In addition, there are once-through boilers that do not have a riser-downpipe principle for the superheater heating surfaces work, in heating surfaces with downward flow when starting up, operating states with uneven flow distribution (instability) on.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Gefahr der Verbrennung #,on Rohren, die ihre Ursache in der Instabilität der Strömung und Bildung eines zweiten Darnpfpfropfens hat, zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird beim Anfahren eines Zwangdurch# laufkessels mit Zwischenüberhitzung der Kessel mit der Vollast-Frischluft-Menge angefahren, und der zur Verbrennung des Brennstoffes nicht benötigte Teil der Frischluftmenge wird hinter der Brennkammer zur Absenkung der Rauchgastemperatur eingeblasen.The invention has set itself the task of reducing the risk of burns #, on pipes that their cause in the instability of the flow and formation of a second plug. For this purpose, a Forced flow boiler with reheating of the boiler with the full load fresh air volume approached, and the part of the fresh air that is not required for the combustion of the fuel is blown in behind the combustion chamber to lower the flue gas temperature.

Bei einem bekannten Schiffswasserrohrkessel mit Unterwindfeuerung und einem Luftvorwärmer, der zusammen mit einem Überhitzer hinter der Verdampfungsheizfläche des Kessels in einem von den Rauchgasen beheizten und neben der Brennkammer aufsteigenden, durch Mauerwerk ausgekleideten Rauchgaszug angeordnet ist, führt eine absperrbare und regelbare Zweigleitung von dem Luftvorwärmer nach dem Einlaßende des die Überhitzerheizfläche aufnehmenden Rauchgaszuges. Diese Zweigleitung soll dazu dienen, bei unterbrochener Dampfentnahnie die Überhitzerheizflächen vor der vom Mauerwerk des Rauchgaszuges zurückstrahlenden Wärme zu schützen und die Dampftemperatur im Überhitzer zu regeln.In a known ship's water tube boiler with underwind firing and an air preheater, which together with a superheater behind the evaporation heating surface of the boiler in a heated by the flue gases and rising next to the combustion chamber, is arranged by masonry-lined flue gas duct, leads a lockable and controllable branch conduit from the air preheater to the inlet end of the superheater heating surface receiving flue gas. This branch line is intended to be used in the event of an interruption Dampfentnahnie the superheater heating surfaces in front of the masonry of the flue gas duct to protect reflected heat and to regulate the steam temperature in the superheater.

Bei dieser bekannten Anlage handelt es sich um einen Naturumlaufkessel, d er üblicherweise mit trockenem Überhitzer und Zwischenüberhitzer angefahren wird. Dazu wird die Feuerleistung klein gehalten. Da beim Anfahren jegliche Kühlung fehlt, können im Cberhitzer keine Instabilitäten auftreten.This known system is a natural circulation boiler, which is usually started up with a dry superheater and reheater. In addition, the fire output is kept small. Since there is no cooling whatsoever when starting up, no instabilities can occur in the superheater.

Bei Zwarigdurchlaufkesseln dagegen liegen die Verhältnisse wesentlich anders. Da bei Zwangdurchlaufkesseln auch der Überhitzer beim Anfahrvorgang durch das Arbeitsmittel gekühlt wird, kann man eine große Feuerungsleistung wählen. Das bedeutet aber, daß der im allgemeinen beim Anfahren nicht in den Arbeitsmittelstrom eingeschaltete Zwischenüberhitzer Gefahr läuft zu verbrennen. Außerdem kann sich bei der auf diese Weise vorgenommenen Kühlung des Überhitzers in den Fallrohren eine instabile Strömung einstellen, so daß die betreffenden Teile des Überhitzers verbrennen können.In the case of flow boilers, on the other hand, the ratios are substantial different. Because with once-through boilers, the superheater also through the start-up process the working fluid is cooled, you can choose a large combustion output. That but means that it is generally not in the working medium flow when starting up If the reheater is switched on, there is a risk of burns. Also can with the cooling of the superheater in the downpipes carried out in this way adjust an unstable flow, so that the affected parts of the superheater can burn.

Diese Gefahr besteht bei Naturumlaufkesseln nicht. Die der bekannten Anlage zu entnehmende Lehre, bei unterbrochener Dampfentnahme einen Teil der Verbrennungsluft vor den -C-,berhitzerheizflächen einzublasen, gibt keinen. Hin-%,veis darauf, wie die bei Zwangdurchlaufkesseln auftretende Instabilität, die zweite Dampfpfropfenbildurig und die daraus entstehende Gefahr des Auftretens von Rohrreißern beseitigt werden kann.This risk does not exist with natural circulation boilers. The well-known Gauging to be taken from the system, part of the combustion air in the event of steam extraction being interrupted There is no such thing as blowing in front of the -C- superheater heating surfaces. Hin -%, point out how the instability that occurs with once-through boilers, the second vapor plug pattern and the resulting risk of pipe ruptures being eliminated can.

Bei einem Zwangdurchlaufkessel mit Zwischenüberhitzung ist es bekannt, den Haupt- und Zwischenüberhitzer durch ein- und ausschaltbare Nebenleittingen miteinander zu verbinden und an den Wasserraum des Kessels anzuschließen. Dadurch wird während des Anheizens ein Kreislauf des Arbeitsmittels im Überhitzer und Zwischenüberhitzer züm Schutz gegen Verbrennen unterhalten. Durch diese Maßnahme werden aber weder die Instabilitätserscheinungen noch die Bildung eines zweiten Dampfpfropfens im überhitzer beim Anfahren unterbunden.In the case of a once-through boiler with reheating, it is known the main and reheater with each other through secondary lines that can be switched on and off to connect and to connect to the water space of the boiler. This will during of heating up a circuit of the working medium in the superheater and reheater for protection against burning to chat. Through this measure will be but neither the instability phenomena nor the formation of a second vapor plug prevented in the superheater when starting up.

Es besteht nun an sich die Möglichkeit, beim Anfahren, bei dem der Kessel nur ungefähr 50%, der Vollast-Kohlen-Menge benötigt und dementsprechend auch nur 50% der -\Tollast-Frischluft-Menge, den Luftüberschuß in der Brennkammer zu erhöhen. jedoch würde dann die Rauchgastemperatur und damit die Wärmeaufnahme des Verdampferteiles geringer werden. Dies hätte aber für das Anfahren Nachteile. Deshalb soll gemäß der Erfindung die zur Verbrennung der Kohle nicht benötigte Frischluftmenge hinter der Brennkammer in den Rauchgasstrom eingeblasen werden, so daß je nach der eingeblasenen Menge die Rauchgastemperaturen bis zu etwa 500/a gesenkt werden können. Dadurch bleiben die Rauchgastemperaturen und die Wärmeaufnahme des Verdampferteiles erhalten, während die Wärmeaufnahme im Überhitzerteil zurückgeht. Damit wird die zweimalige Dampfpfropfenbildung beseitigt. Der Zwischenüberhitzer und die Heizflächen mit instabiler Strömung werden beim Anfahren nicht unzulässig hoch erhitzt, da die Rauchgastemperaturen wegen der Durchmischung mit der Kühlluft so stark absinken, daß Rohrverbrennungen ausgeschlossen sind. Der Ort und die Art der Anbringung sowie die Form der Düsen, durch welche die Kühlluft eingeblasen wird, hängt von der Kesselkonstruktion ab. Es besteht weiter die Möglichkeit, durch Bildung einer Kühlluftschicht besonders gefährdete Heizflächen zu schützen, bevor eine intensive Verinischung der Kühlluft mit den Rauchgasen eintritt.There is now the possibility of increasing the excess air in the combustion chamber when starting up, when the boiler only needs about 50% of the full load coal amount and, accordingly, only 50% of the - \ Tollast fresh air amount. however, the flue gas temperature and thus the heat absorption of the evaporator part would then be lower. However, this would have disadvantages for starting up. Therefore, according to the invention, the amount of fresh air not required for burning the coal should be blown into the flue gas flow behind the combustion chamber, so that the flue gas temperatures can be reduced up to about 500 / a depending on the amount blown in. As a result, the flue gas temperatures and the heat absorption of the evaporator part are maintained, while the heat absorption in the superheater part decreases. This eliminates the double formation of steam plugs. The reheater and the heating surfaces with unstable flow are not heated to an unacceptably high level when starting up, since the flue gas temperatures drop so sharply because of the mixing with the cooling air that pipe burns are excluded. The location and type of attachment as well as the shape of the nozzles through which the cooling air is blown depends on the boiler design. There is also the possibility of protecting heating surfaces that are particularly vulnerable by forming a layer of cooling air before the cooling air is intensively mixed with the flue gases.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. In die Brennkammer 1 eines Zwangdurchlaufkessels wird durch die Düsen 2 die Verbrennungsluft eingeblasen. In den ersten Zug 3 ragen der Strahlungsüberhitzer 4 und der Zwischenüberhitzer 5 hinein. Durch die an dem oberen Ende der Brennkammer angebrachten Kühlluftdüsen 6 wird beim Anfahren die zur Verbrennung nicht benötigte Frischluft eingeblasen.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. The combustion air is blown into the combustion chamber 1 of a once-through boiler through the nozzles 2. The radiation superheater 4 and the reheater 5 protrude into the first pass 3 . When starting up, the fresh air not required for combustion is blown in through the cooling air nozzles 6 attached to the upper end of the combustion chamber.

Claims

PATENT CLAIM: Process for protecting superheater heating flkhen when starting up flow-through boilers with reheating, characterized in that the boiler is started with full-load fresh air: quantity and the part of the fresh air quantity behind the combustion chamber (1) behind the combustion chamber (1) that is not required for burning the fuel to lower the smoke gas temperature is injected. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 701 324, 711295; French patent specification No. 955 787.