[发明专利]用于调节蒸汽发生器中的烟道气体的冷凝的系统及方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及发电，并且更具体地涉及用于调节蒸汽发生器中的烟道气体的冷凝的系统及方法。

背景技术

许多发电设备使用蒸汽发生器来对涡轮供能，涡轮生成电力。此类设备通常使用锅炉和/或余热回收蒸汽发生器("HRSG")来生成蒸汽。锅炉通过经由燃烧燃料加热水来生成蒸汽，这继而产生烟道气体。HRSG通过经由从烟道气体回收的热能加热水来生成蒸汽。锅炉和HRSG两者通过将用于生成蒸汽的水容纳在暴露于烟道气体的导管中来加热它们。

蒸汽发生器的效率可由"接近点"部分地确定，如本文中所使用的，其是指在生成的蒸汽离开蒸汽发生器时的蒸汽的温度与在水进入蒸汽发生器时的水的温度之间的差异。接近点越大，生成的蒸汽可从烟道气体吸收/储存的热能就越多，且蒸汽发生器的效率越高。因此，一些蒸汽发生器通过允许水在低温下进入导管来增大接近点。

然而，在此蒸汽发生器中，烟道气体可包括酸形成复合物，其将在某一温度下或低于该温度从气体冷凝出，下文也称为烟道气体的"酸露点"。酸露点的值，即，对应于酸形成复合物的冷凝的温度，由烟道气体中的酸形成复合物的量/浓度部分地确定。例如，烟道气体中的酸形成复合物的量/浓度越高，对应于酸露点的温度就越低。

因此，如果进入导管中的水的温度足够低，则水可将导管冷却到低于烟道气体的酸露点以下的点，因此允许酸形成复合物从烟道气体冷凝出且形成酸。酸的形成可潜在地引起对蒸汽发生器的构件(包括导管)的腐蚀。

因此，许多蒸汽发生器构造成将进入导管中的水保持在一定温度下，下文称为"设置温度"，其足够高以防止导管冷却至或低于酸露点。设置温度与酸露点之间的差异称为"安全裕度"。然而，许多蒸汽发生器不能准确地测量烟道气体中的酸形成化合物的量/浓度。因此，许多蒸汽发生器不能准确地确定酸露点。此外，烟道气体中的酸形成化合物的量/浓度可在随时间过去而波动。结果，许多蒸汽发生器保持大/保守的安全裕度，这降低了蒸汽发生器的效率。

因此，所需的是一种用于调节蒸汽发生器中的烟道气体的冷凝来提高效率的系统及方法。

发明内容

在实施例中，提供了一种用于调节蒸汽发生器中的烟道气体的冷凝的系统。该系统包括温度控制器和烟道气体分析器。温度控制器配置成控制蒸汽发生器的构件的温度，构件与烟道气体加热接触。烟道气体分析器配置成与温度控制器通信，且获得烟道气体中的酸形成化合物的量的测量结果。温度控制器至少部分地基于测量结果来调整构件的温度，使得构件的温度在构件与烟道气体加热接触时高于烟道气体的酸露点。

在另一个实施例中，提供了一种用于调节蒸汽发生器中的烟道气体的冷凝的方法。该方法包括经由烟道气体分析器获得烟道气体中的酸形成化合物的量的测量结果，烟道气体与蒸汽发生器的一个或更多个构件加热接触。该方法还包括经由与烟道气体分析器通信的温度控制器且至少部分地基于测量结果控制一个或更多个构件的温度，使得一个或更多个构件的温度高于烟道气体的酸露点。

在又一个实施例中，提供了一种调节烟道气体的冷凝的联合循环发电设备。联合循环发电设备包括主发生器、余热回收蒸汽发生器、一个或更多个构件、温度控制器和烟道气体分析器。主发生器通过燃烧燃料来生成烟道气体。余热回收蒸汽发生器流体地连接到主发生器上，使得烟道气体从主发生器流至余热回收蒸汽发生器。一个或更多个构件设置在主发生器和余热回收蒸汽发生器中的至少一者中，且构造成与烟道气体加热接触。温度控制器配置成控制一个或更多个构件的温度。烟道气体分析器与温度控制器通信，且配置成获得烟道气体中的酸形成化合物的测量结果。温度控制器至少部分地基于测量结果来调整一个或更多个构件的温度，使得一个或更多个构件的温度在一个或更多个构件与烟道气体加热接触时高于烟道气体的酸露点。

实施方案1. 一种用于调节蒸汽发生器中的烟道气体的冷凝的系统，所述系统包括：

配置成控制所述蒸汽发生器的构件的温度的温度控制器，所述构件与所述烟道气体加热接触；

配置成与所述温度控制器通信且获得所述烟道气体中的酸形成化合物的量的测量结果的烟道气体分析器；以及

其中所述温度控制器至少部分地基于所述测量结果来调整所述构件的温度，使得所述构件的温度在所述构件与所述烟道气体加热接触时高于所述烟道气体的酸露点。

实施方案2. 根据实施方案1所述的系统，其特征在于，所述温度控制器进一步配置成保持所述构件的温度处于或接近至少部分地基于期望的安全裕度和所述酸露点的设置温度。