在纸浆制造厂中产生能量的设备和方法技术

一种纸浆和造纸工业中的废液回收锅炉，其包括：具有过热器的水／汽循环系统，所述循环系统被连接到具有高压部分的汽轮机，以及用于燃烧废液、产生烟气的炉膛，所述炉膛包括供烟气流过的上部，其中所述回收锅炉的水／汽循环系统具有用于对来自汽轮机高压部分的蒸汽进行再热的再热器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种废液回收锅炉，其包括具有过热器和再热器的水/ 汽循环系统，以及用于燃烧废液、以产生热烟气的炉膛，所述炉膛包 括供所述烟气流过的上部。这种水/汽循环系统连接到包含高压级和中压级的汽轮机。利用能减少腐蚀的布置，进行新蒸汽(live steam)的 过热和蒸汽的再热。
技术介绍
在化学纸浆制造厂中，通过在回收锅炉中单独燃烧废液，或是将 废液与其他"废物"流一起燃烧，而从废液(例如，牛皮纸浆(kmft) 制浆中的黑液)中回收蒸煮化学物。所述燃烧过程是放热过程，而且 所释放的能量被回收，用于对过热蒸汽进行加压。在汽轮机中，以电 能和用于工艺需要的不同压力的蒸汽的形式，回收蒸汽的能量。产生 黑液的牛皮纸浆制浆是一种主流的制浆方法，在这里用其来对本专利技术 进行描述。本专利技术也可应用于其他类型的化学纸浆制造厂和其他工艺。 虽然术语"黑液"通常出现在牛皮纸浆制浆中，但是在这里，其也被用于指代所有类型的废液。传统上，在纸浆厂中产生能量是通过在回收锅炉中燃烧黑液，以及通过在辅助锅炉中燃烧废木料和树皮来实现的。原木料上的树皮和 所产生黑液中的有机物质通常能满足纸浆厂的全部能量需求。如果纸浆厂中还需要更多的能量，则就要购买另外的燃料。另外的燃料和树 皮一起在辅助锅炉中燃烧。例如，石灰窑可以烧油或者烧天然气。如 今，通常按以下步骤来产生能量(i)回收锅炉和辅助锅炉产生过热 高压蒸汽，在纸浆厂中产生的树皮在其中燃烧；(ii)将所产生的高压 蒸汽供给一个或多个背压汽轮机，从汽轮机排出的蒸汽可以为纸浆厂提供热能；(iii)汽轮机与连接到它的发电机纸浆厂所需求的电力。通 常用具有一级或多级抽汽的背压汽轮机来发电。所述使用的背压在3-6 巴(abs.)之间，抽汽压力在8-16巴(abs.)之间。也可以用凝气汽轮 机或者在汽轮机中的背压级后面的冷凝级来发电。木料中含有少量的钾(K)和氯(Cl)。在进行蒸煮时，这些元素 仍然残留在黑液中。它们也可以通过补充化学原料或者纸浆厂内的内 部连接而掺入黑液中。在回收锅炉中，这些元素富积成为飞灰，并且 增加了烟气的腐蚀性，尤其是在过热器中。K和Cl的腐蚀性随温度升高而增大。K和Cl的腐蚀性给回收锅 炉中所产生的蒸汽的温度设定了上限。过热蒸汽的这个温度上限一般 是在40(TC-49(TC之间，其依据钾和氯的含量。在使用天然的或者经过 除飞灰倾卸处理的或者经过除钾氯处理的特殊材料或者具有低钾氯含 量的液体的情况下，使用了高达520。C的蒸汽温度。由于K和C1的腐 蚀性通常要求过热蒸汽的温度保持相对较低，所以蒸汽压力也较低。 这些温度限制导致回收锅炉中所产生的电力产量低于燃煤、天然气或 燃油为燃料的常规电力锅炉。在使用源于原木的树皮的情况下，把回收锅炉中的蒸汽温度限制 在40(TC-49(TC和52(TC下并不严格正确，而是在树皮锅炉中树皮的燃 烧所产生的飞灰也可能含有钾和氯。因为树皮中的硫含量极低，因此 树皮锅炉中的氯就会和金属发生反应，这就又会导致过热器被腐蚀。 树皮中的量热流也要比黑("废")液流中的低得多，这是因为质量 流要低得多。这取决于制浆中的纸浆产量，以及用于制浆的木料上的 树皮的量。WO 03/104547和对应的美国申请公开2005/0252458中披露了一 种用于提高在纸浆厂的回收锅炉设备中所产生的过热蒸汽的温度和压 力的系统，使得避免发生腐蚀，或者腐蚀率处在可接受的水平。WO03/104547和对应的美国申请公开US2005/0252458中所披露的回收锅 炉具有至少一个空腔，空腔的壁由连接到回收锅炉的水/汽循环系统的 水冷管形成。空腔的内部具有换热器，用于对回收锅炉中产生的蒸汽 进行末级过热，其中所述换热器连接到回收锅炉的过热器。所述空腔 通过燃烧燃料加热，保证过热器空腔中没有腐蚀性条件。所述燃料可 以是生物质气化所产生的气体。这个系统的基本特征是有至少一个燃烧空腔连接到回收锅炉，用作对回收锅炉中过热器部分中所产生的 蒸汽进行末级过热。
技术实现思路
这里披露了一种用于提高纸浆厂中发电的电力产量的系统，其能 使腐蚀问题最小化。所述公开系统能提高产量，例如回收锅炉和汽轮 机设备的总发电效率。所公开系统的一个特征是回收锅炉的水/汽循环系统具有再热器， 用于对来自汽轮机高压部分的蒸汽进行再热。再热器包括第一部分和第二部分，其中第一部分位于回收锅炉的 炉膛中所产生的烟气流上，且所述第一部分连接到汽轮机高压部分的 蒸汽出口。所述回收锅炉优选地具有至少一个空腔，如在同一专利技术人前述WO公开03/104547中所披露的一样，此处通过参考将该文献引入本文。 空腔的数量可以多于一个，比如两个。所述再热器的第二部分位于所 述空腔的内部。再热器的第二部分连接到所述再热器的第一级和汽轮 机，优选地连接到汽轮机的中压部分的蒸汽入口。所述空腔包括燃烧 燃料的装置，和至少一个用于向回收锅炉排出烟气的出口。来自空腔 的烟气可以和来自主炉膛的高温烟气混合，或者空腔烟气可以有自己 的通往大气的流路。如果所述流路独立于主烟气的流路，那么空腔烟 气可以在净化后再利用，例如用作干燥纸浆等等，基本上与燃烧天然气得到的气体具有相同的用途。所述空腔的内部还可以具有过热器，用于给回收锅炉中产生的蒸 汽进行末级过热。根据另一个实施方式，末级过热和再热在不同的空 腔中进行。为了便于展示，下文中只描述了一个空腔，但是空腔可以 是多个空腔。根据这里所披露的系统，有用于对来自汽轮机的蒸汽进行再热的 再热器连接到回收锅炉。回收锅炉的过热器部分中产生新蒸汽，然后新蒸汽在汽轮机的高压级(HPT)中膨胀到250-40(TC。蒸汽从汽轮机 的高压级排出，并又回到锅炉中，在锅炉中，蒸汽的温度在再热器中 被提高到450-600°C，优选是520-560°C。优选地，蒸汽在两级中再热。 再热器的第一级是在回收锅炉的传统过热器部分中。在该第一级中， 在汽轮机中膨胀后的蒸汽被回收锅炉的炉膛中产生的烟气再热，通常 是加热到450-540°C，优选是450-500°C。被部分再热的蒸汽导入再热 器的第二级中进行再热，最终蒸汽被加热到480-600°C，优选是490-560 °C。所述系统也可以是将来自低压辅助锅炉或者来自热回收的新蒸 汽供入汽轮机的、位于新蒸汽入口和汽轮机的出口之间的高压级，或 者在来自高压级的蒸汽进入再热器之前，与其混合。对于这部分蒸汽 而言，再热器就是末级过热级。如果所要混合的蒸汽具有相近温度的 话，混合也可以在再热器中进行。再热后的蒸汽从再热器的第二级导入汽轮机的中压级(MPT)， 在中压级中，蒸汽膨胀到背压。如果汽轮机还具有冷凝级，那么所述 蒸汽将部分地或整个地膨胀到冷凝压力。根据这里所披露的系统的一个实施方式，所述回收锅炉具有两个 再热器， 一个用于再热来自汽轮机高压部分的蒸汽，另一个用于再热 来自汽轮机第一中间部分的蒸汽。所以，蒸汽循环必须包括两个再热 器。这要求高蒸汽压力，如同在公共设施的蒸汽循环中的一样。回收 锅炉不同于公共设施的锅炉的地方是在布置上需要防止过热器和再 热器的高温部分发生腐蚀。如果蒸汽循环中存在两个再热器，那么每 个再热器优选地都具有上述的两个再热级。而且这里，来自辅助锅炉 或者来自热回收的蒸汽可以混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸浆和造纸工业中的废液回收锅炉，其包括：具有过热器的水／汽循环系统，所述循环系统被连接到具有高压级的汽轮机，以及用于燃烧废液、产生烟气的炉膛，所述炉膛包括供烟气流过的上部，其中所述水／汽循环系统具有用于对来自所述汽轮机的高压级的蒸汽进行再热的再热器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡里萨维哈留，约尔马西莫宁，奥利阿尔帕拉赫蒂，拉塞科伊维斯托，
申请(专利权)人：安德里兹公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]