專利名稱：鍋爐及鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)成為對由燃燒器的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體通過過熱器的上部側(cè) 的量進行調(diào)整的鍋爐及鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
圖6示出具備以往采用的過熱器的船用鍋爐的結(jié)構(gòu)的一例。如圖6所示，現(xiàn)有的鍋 爐100包括燃燒器101、爐膛102、前柵管103、過熱器(Superifeater :SH) 104以及蒸發(fā)管組 (后柵管)105。由燃燒器101的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體120從爐膛102 —邊與前柵管103、過 熱器104、蒸發(fā)管組105進行熱交換一邊流動，并經(jīng)由出口側(cè)氣體通道106從氣體出口 107 流出。此時，將由蒸氣鍋筒108收集的蒸氣作為驅(qū)動源向未圖示的所需設(shè)備供給(專利文 獻1) O圖6中，109表示水鍋筒，110、111表示頭部，112表示壁管。另外，在現(xiàn)有的鍋爐100中，為了控制在過熱器104中生成的蒸氣的蒸氣溫度， 在過熱器104的中途抽出蒸氣的一部分，抽出的蒸氣由水鍋筒109降溫后，再次與過熱器 104進行熱交換，由此來調(diào)整在過熱器104中生成的蒸氣的出口溫度。此種方法稱為所謂 CDSII (control desuper heater)。為了使鍋爐100高效運轉(zhuǎn)，需要使燃燒氣體120在由過熱器104和蒸發(fā)管組105 構(gòu)成的熱交換管組整體中均勻地流動，在現(xiàn)有的鍋爐100中，對蒸氣溫度進行控制，使鍋爐 100高效地運轉(zhuǎn)。專利文獻1 日本特開2002-243106號公報然而，由于過熱器104為二字型的結(jié)構(gòu)，因此如圖7所示，當(dāng)燃燒氣體120不通過 過熱器104而作為旁路氣體113旁路通過過熱器104的上部側(cè)的上部空間A時，在該上部 空間A中流動的燃燒氣體120對過熱器104的吸熱沒有貢獻，因此存在如下問題不進行與 由過熱器104和蒸發(fā)管組105構(gòu)成的熱交換管組之間的熱交換，而成為過熱器104中的熱 交換率降低且蒸氣溫度不足的原因。另外，存在如下這樣的問題存在蒸氣溫度在⑶SH的調(diào)整范圍以上變動、即例如 變高到560°C以上的情況，或存在例如515°C以下、溫度不足，無法進行額定運轉(zhuǎn)的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其課題在于，提供一種能夠調(diào)整由燃燒器的燃燒產(chǎn)生的燃 燒氣體的流動的模式，控制在過熱器中生成的蒸氣的蒸氣溫度，進行高效地運轉(zhuǎn)的鍋爐及 鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法。用于解決上述課題的本發(fā)明的第一方面是一種鍋爐，構(gòu)成為使由燃燒器的燃燒產(chǎn) 生的燃燒氣體從爐膛通過過熱器、蒸發(fā)管組而流動，其特征在于，在所述過熱器上部流動的 所述燃燒氣體的上游側(cè)、下游側(cè)中的任一方或兩方設(shè)置有沿所述過熱器的上下方向滑動自 如或以一端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如的遮蔽板，對進入所述過熱器的上部空間的所述燃燒氣體的流量進行調(diào)整。本發(fā)明的第二方面以第一方面所述的鍋爐為基礎(chǔ)，其特征在于，在所述過熱器的 中途抽出的蒸氣的一部分由水鍋筒降溫后，被再次送給所述過熱器，來調(diào)整所述過熱器的
蒸氣溫度。本發(fā)明的第三方面是一種鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法，該鍋爐構(gòu)成為使由燃燒器的 燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體從爐膛通過過熱器、蒸發(fā)管組而流動，所述鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法 的特征在于，在所述過熱器上部的所述燃燒氣體的下游側(cè)、上游側(cè)中的任一方或兩方設(shè)置 滑動自如或以一端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如的遮蔽板，使所述遮蔽板沿所述過熱器的上下 方向滑動或?qū)λ稣诒伟暹M行開度調(diào)整，來調(diào)整進入所述過熱器上部空間的所述燃燒氣體 的流量。本發(fā)明的第四方面以第三方面所述的鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法為基礎(chǔ)，其特征在 于，在所述過熱器的中途抽出蒸氣的一部分，使抽出的蒸氣由水鍋筒降溫后，再次送給所述 過熱器，來調(diào)整所述過熱器的蒸氣溫度。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過在過熱器上部的燃燒氣體的上游側(cè)、下游側(cè)中的任一方或兩方 設(shè)置沿所述過熱器的上下方向滑動自如或以一端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如的遮蔽板，能夠 調(diào)整由燃燒器的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體的流動的模式，由此能夠改變有助于所述過熱器的吸 熱的燃燒氣體量，控制在所述過熱器中生成的蒸氣的蒸氣溫度，并且擴大可控溫度范圍，從 而能夠進行鍋爐的高效的運轉(zhuǎn)。另外，將在所述過熱器的中途抽出的蒸氣的一部分由水鍋筒降溫后，再次送給所 述過熱器，來調(diào)整所述過熱器的蒸氣溫度，由此能夠進一步控制在所述過熱器中生成的蒸 氣的蒸氣溫度。




圖1是示出本發(fā)明的實施例1的鍋爐的結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖2是示出過熱器中的旁路氣體和主流氣體的氣體流動的說明圖。
圖3-1是在已設(shè)的鍋爐上設(shè)置下游部遮蔽板的情況的說明圖。
圖3-2是在新設(shè)的鍋爐上設(shè)置下游部遮蔽板的情況的說明圖。
圖4是示出本發(fā)明的實施例2的鍋爐的結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖5-1是示出本發(fā)明的實施例1的鍋爐中的燃燒氣體的流動的說明圖。
圖5-2是示出本發(fā)明的實施例2的鍋爐中的燃燒氣體的流動的說明圖。
圖6是示出現(xiàn)有的具備過熱器的鍋爐的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖7是示出現(xiàn)有的鍋爐中的燃燒氣體的流動的圖。
符號說明
10A、10B 鍋爐
11A、11C下游部遮蔽板
11B上游部遮蔽板
12旁路氣體
13主流氣體
4
101燃燒器102 爐膛103前柵管104 過熱器(SH)105蒸發(fā)管組(后柵管)106出口側(cè)氣體通道107 氣體出 口108蒸氣鍋筒(蒸気K，么)109水鍋筒(水K，么)110、111 頭部112 壁管120燃燒氣體A上部空間H0將過熱器的高度和上部空間加在一起的整體的高度&、H2過熱器的高度、、、上部空間A的高度
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。此外，本發(fā)明并不被該實施例所限定。并且，下 述實施例的構(gòu)成要素中包含本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易設(shè)想的要素或?qū)嶋H上相同的要素。實施例1參照附圖，對本發(fā)明的實施例1的鍋爐進行說明。本實施例的鍋爐與圖6所示的現(xiàn)有的鍋爐的結(jié)構(gòu)相同，因此對同一部件附加同一 標(biāo)號，并省略重復(fù)說明。圖1是示出本發(fā)明的實施例1的鍋爐的結(jié)構(gòu)的簡圖。如圖1所示，本實施例的鍋爐10A構(gòu)成為使由燃燒器101的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體 從爐膛102通過過熱器(SH) 104、蒸發(fā)管組105而流動，其中，在過熱器104上部的所述燃燒 氣體的下游側(cè)(後流側(cè))設(shè)置沿過熱器104的上下方向能夠滑動的下游部遮蔽板11A，對進 入過熱器104的上部空間A的燃燒氣體的流量進行調(diào)整。另外，在本實施例的燃燒氣體中，進入過熱器104的上部空間A的燃燒氣體為旁路 氣體12，通過過熱器104的燃燒氣體為主流氣體13。在本實施例的鍋爐10A中，在相對于燃燒氣體的流動方向正交的方向上設(shè)置下游 部遮蔽板11A。使在過熱器104上部的所述燃燒氣體的下游側(cè)設(shè)置的下游部遮蔽板11A沿 上下方向能夠滑動，通過下游部遮蔽板11A來調(diào)整進入過熱器104的上部空間A的旁路氣 體12的流量，由此來調(diào)整通過過熱器104的主流氣體13的流量。圖2是示出過熱器中的旁路氣體和主流氣體的氣體流動的說明圖。如圖2所示， 通過使下游部遮蔽板11A沿上下方向滑動來調(diào)整旁路氣體12的流量，從而能夠調(diào)整主流氣 體13的流量。S卩，在現(xiàn)有的鍋爐100中，使用整流板等調(diào)整燃燒氣體的流動，使燃燒氣體在過熱器104和蒸發(fā)管組105中均勻流動，與此相對，本實施例的鍋爐10A使用能夠滑動的下游部 遮蔽板11A并使其沿上下方向滑動，來直接調(diào)整進入過熱器104的上部空間A的旁路氣體 12的流量，由此來調(diào)整通過過熱器104的主流氣體13的流量，從而能夠控制在過熱器104 中生成的蒸氣的蒸氣溫度。由此，使下游部遮蔽板11A沿上下方向滑動，調(diào)整進入過熱器104的上部空間A的 旁路氣體12的流量，從而調(diào)整主流氣體13的流量，由此能夠改變有助于過熱器104的吸熱 的燃燒氣體量，因此能夠控制過熱器104的蒸氣溫度。另外，優(yōu)選下游部遮蔽板11A與過熱器104的上部空間A為相同高度或下游部遮 蔽板11A的高度在過熱器104的上部空間A的高度以上。這是為了能夠通過下游部遮蔽板 11A控制流入上部空間A的旁路氣體12。另外，在本實施例的鍋爐10A中，優(yōu)選下游部遮蔽板11A的高度在將過熱器104和 上部空間A加在一起的整體的高度的10 15%的范圍內(nèi)。具體來說，在上部空間A的高 度為將過熱器104和上部空間A加在一起的整體的高度的15%左右時，通過下游部遮蔽板 11A隔斷上部空間A，在過熱器104中生成的蒸氣的蒸氣溫度與未通過下游部遮蔽板11A隔 斷上部空間A的情況相比，能夠約25%左右，進而30%左右控制在過熱器104中生成的蒸 氣的溫度。另外，在本實施例的鍋爐10A中，可以將下游部遮蔽板11A設(shè)置在已設(shè)的鍋爐上， 也可以設(shè)置在新制造的鍋爐上。此時，在將下游部遮蔽板11A設(shè)置在以往設(shè)置的已設(shè)的鍋爐上時，如圖3-1所示， 相對于將過熱器104的高度&和上部空間A加在一起的整體的高度氏，能夠以上部空間A 的高度h的量由下游部遮蔽板11A對旁路氣體12的流量進行調(diào)整，從而能夠調(diào)整主流氣 體13的流量。與此相對，在將下游部遮蔽板11A設(shè)置在新制造的新設(shè)的鍋爐上時，如圖3-2所 示，能夠使過熱器104的高度H2低于已設(shè)的鍋爐的過熱器104的高度&且提高上部空間A 的高度h2。由此，能夠使可由下游部遮蔽板11A調(diào)整的旁路氣體12的流量增大，增大的量 是比已設(shè)的鍋爐高的上部空間A的高度h2的量，從而能夠增大主流氣體13的流量的調(diào)整 量，由此，能夠增多有助于過熱器104的吸熱的燃燒氣體量的變化量，增大能夠控制過熱器 104的蒸氣溫度的幅度。另外，在本實施例的鍋爐10A中，為了增大在過熱器104中生成的蒸氣的蒸氣溫度 的可控溫度范圍，可以增加過熱器104的上部空間A的高度。通過增加過熱器104的上部 空間A的高度并增大下游部遮蔽板11A向上下方向能夠滑動的幅度，能夠調(diào)整主流氣體13 的流量，從而能夠增大在過熱器104中生成的蒸氣的蒸氣溫度的可控溫度范圍。另外，在本實施例的鍋爐10A中，也可以并用所謂CDSH，即，如現(xiàn)有的鍋爐100中使 用的蒸氣溫度控制方法那樣，在過熱器104的中途抽出蒸氣的一部分，抽出的蒸氣由水鍋 筒109降溫后，再次與過熱器104進行熱交換，來調(diào)整在過熱器104中生成的蒸氣的出口溫 度。通過本實施例的鍋爐10A中使用的下游部遮蔽板11A控制燃燒氣體的流動、控制蒸氣 溫度并控制通過所謂CDSH生成的蒸氣，由此能夠進一步增大在過熱器104中生成的蒸氣的 蒸氣溫度的可控溫度范圍。因此，根據(jù)本實施例的鍋爐10A，通過下游部遮蔽板11A調(diào)整進入過熱器104的上部空間A的旁路氣體12的流量，由此能夠調(diào)整通過過熱器104的主流氣體13的流量，因此 能夠改變有助于過熱器104的吸熱的燃燒氣體量，能夠控制在過熱器104中生成的蒸氣的蒸氣溫度。另外，通過增加上部空間A的高度，能夠增大可通過下游部遮蔽板IlA調(diào)整的旁路 氣體12的流量，從而增大主流氣體13的流量的調(diào)整量，因此能夠增大能夠控制過熱器104 的蒸氣溫度的幅度。實施例2參照圖4，對本發(fā)明的實施例2的鍋爐進行說明。圖4是示出本實施例的鍋爐的結(jié)構(gòu)的簡圖。由于本實施例的鍋爐與實施例1的鍋爐的結(jié)構(gòu)相同，因此對同一部件附加同一標(biāo) 號，并省略重復(fù)說明。如圖4所示，本實施例的鍋爐IOB中，在圖1所示的鍋爐IOA的過熱器104上部流 動的燃燒氣體的上游側(cè)設(shè)置上游部遮蔽板11B，取代在過熱器104上部流動的燃燒氣體的 下游側(cè)設(shè)置的下游部遮蔽板IlA而設(shè)置以一端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如的下游部遮蔽板 11C。另外，下游部遮蔽板IlC以上端側(cè)或下端側(cè)中任一側(cè)為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如， 在圖4中，下游部遮蔽板IlC以下端側(cè)為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如。通過使在過熱器104上部的所述燃燒氣體的上游側(cè)設(shè)置的上游部遮蔽板IlB沿 上下方向能夠滑動，并使在過熱器104的上部側(cè)的燃燒氣體的下游側(cè)設(shè)置的下游部遮蔽板 IlC以下端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如，來調(diào)整通過過熱器104的主流氣體13的流量。圖5-1是示出本發(fā)明的實施例1的鍋爐中的燃燒氣體的流動的說明圖，圖5-2是 示出本發(fā)明的實施例2的鍋爐中的燃燒氣體的流動的說明圖。此外，在圖5-2中，下游部遮 蔽板IlC以上端側(cè)為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如。如圖5-1所示，本發(fā)明的實施例1的鍋爐IOA的燃燒氣體中，由于旁路氣體12被 下游部遮蔽板IlA控制為在過熱器104的下游側(cè)在過熱器104內(nèi)流動，因此在過熱器104 的上游側(cè)對吸熱沒有貢獻。與此相對，如圖5-2所示，在本發(fā)明的實施例2的鍋爐IOB中， 通過使上游部遮蔽板IlB在上側(cè)滑動，能夠使旁路氣體12與主流氣體13合流。另外，通過關(guān)閉下游部遮蔽板11C，能夠利用下游部遮蔽板IlC隔斷旁路氣體12 或上升到過熱器104的上部空間A的主流氣體13，以防止其從過熱器104的上部空間A漏 掉。由此，能夠增多主流氣體13的流量的比例。因此，通過在過熱器104的上游側(cè)、下游側(cè) 這兩方控制為在過熱器104內(nèi)流動，能夠在過熱器104的上游側(cè)、下游側(cè)這兩方使旁路氣體 12和主流氣體13有助于過熱器104的吸熱。由此，若使用本發(fā)明的實施例2的鍋爐10B，則能夠進一步增大能夠控制在過熱器 104中生成的蒸氣的蒸氣溫度的溫度幅度。因此，通過利用上游部遮蔽板IlB及下游部遮蔽板IlC來調(diào)整進入過熱器104的 上部空間A的旁路氣體12的流量，能夠調(diào)整通過過熱器104的主流氣體13的流量。由此， 能夠改變有助于過熱器104的吸熱的燃燒氣體量，從而能夠控制過熱器104的蒸氣溫度。由此，根據(jù)本實施例的鍋爐10B，通過利用上游部遮蔽板IlB及下游部遮蔽板IlC 來調(diào)整進入過熱器104的上部空間A的旁路氣體12的流量，能夠調(diào)整通過過熱器104的主流氣體13的流量，因此，能夠改變有助于過熱器104的吸熱的燃燒氣體量，從而能夠控制過 熱器104的蒸氣溫度。另外，在本實施例的鍋爐IOB中，雖然在過熱器104上部設(shè)置上游部遮蔽板IlB和 下游部遮蔽板lie，但是本發(fā)明并不局限于此，也可以在過熱器104上部僅設(shè)置上游部遮蔽 板11B、下游部遮蔽板IlC中的任一方。并且，在過熱器104上部，也可以取代下游部遮蔽板 IlC而設(shè)置圖1所示的實施例1的鍋爐IOA的下游部遮蔽板11A，并與上游部遮蔽板IlB — 同設(shè)置。進而，也可以與下游部遮蔽板IlC同樣，將上游部遮蔽板IlB形成為以一端為旋轉(zhuǎn) 軸而開度調(diào)整自如的遮蔽板，將過熱器104上部的上游側(cè)、下游側(cè)這兩方形成為開度調(diào)整 自如的遮蔽板。另外，本發(fā)明的鍋爐10AU0B通過改變?nèi)紵龤怏w的流動模式，調(diào)整通過過熱器104 的燃燒氣體的流量，而改變有助于過熱器104的吸熱的燃燒氣體量，由此能夠控制過熱器 104的蒸氣溫度，從而能夠作為船用鍋爐使用，但是本發(fā)明并不局限于此。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明的鍋爐及鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法通過遮蔽板調(diào)整進入過熱器 的上部空間的燃燒氣體的流量，改變?nèi)紵龤怏w的流動模式，調(diào)整通過所述過熱器的燃燒氣 體的流量，由此能夠改變有助于所述過熱器的吸熱的燃 燒氣體量，因此，適用于能夠控制所 述過熱器的蒸氣溫度的鍋爐及鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法。
權(quán)利要求
一種鍋爐，其構(gòu)成為使由燃燒器的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體從爐膛通過過熱器、蒸發(fā)管組而流動，其特征在于，在所述過熱器上部流動的所述燃燒氣體的上游側(cè)、下游側(cè)中的任一方或兩方設(shè)置有沿所述過熱器的上下方向滑動自如或以一端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如的遮蔽板，對進入所述過熱器的上部空間的所述燃燒氣體的流量進行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐，其特征在于，在所述過熱器的中途抽出的蒸氣的一部分由水鍋筒降溫后，被再次送給所述過熱器， 來調(diào)整所述過熱器的蒸氣溫度。
3.一種鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法，該鍋爐構(gòu)成為使由燃燒器的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體從 爐膛通過過熱器、蒸發(fā)管組而流動，所述鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法的特征在于，在所述過熱器上部的所述燃燒氣體的下游側(cè)、上游側(cè)中的任一方或兩方設(shè)置滑動自如 或以一端為旋轉(zhuǎn)軸而開度調(diào)整自如的遮蔽板，使所述遮蔽板沿所述過熱器的上下方向滑動 或?qū)λ稣诒伟暹M行開度調(diào)整，來調(diào)整進入所述過熱器上部空間的所述燃燒氣體的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍋爐的蒸氣溫度調(diào)整方法，其特征在于，在所述過熱器的中途抽出蒸氣的一部分，使抽出的蒸氣由水鍋筒降溫后，再次送給所 述過熱器，來調(diào)整所述過熱器的蒸氣溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鍋爐，構(gòu)成為使由燃燒器(101)的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體從爐膛(102)通過過熱器(SH)(104)、蒸發(fā)管組(105)而流動，其中，在過熱器(104)上部的所述燃燒氣體的下游側(cè)設(shè)置沿過熱器(104)的上下方向能夠滑動的下游部遮蔽板(11A)，對進入過熱器(104)的上部空間(A)的燃燒氣體的流量進行調(diào)整。通過下游部遮蔽板(11A)調(diào)整旁路氣體(12)的流量，從而調(diào)整主流氣體(13)的流量，由此，控制過熱器(104)的蒸氣溫度。
文檔編號F22G5/04GK101821551SQ200880111208
公開日2010年9月1日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者今田潤司, 永野英文 申請人:三菱重工業(yè)株式會社