CN105358804A - 具有多个液体流型的气-液换热*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于热回收蒸汽发生器(HRSG)或类似***的设计的***和方法，所述热回收蒸汽发生器(HRSG)或类似***被设计成从流过管道的热气提取热量，所述管道利用外部液-液换热器预热给水。所述***和方法会实现多个水流流型以对进入所述气体管道的所述给水的温度进行调整。
Description
相关申请案的交叉引用
本申请案为2013年3月13日提交的美国申请案序列号13/798462的继续申请，并且要求所述美国申请案序列号13/798462的优先权。以上申请案的整体公开内容以引用的方式并入本文。
发明领域
本发明大体上涉及气-液换热***，并且更具体地涉及允许多个液体路径提供进入***中的进料液体的不同温度的***。
背景技术
天然气在美国以及其他国家代表着电能的重要来源。天然气燃烧的排放物少，并在全世界大部分地区都可获得。天然气的价格近年来也显著降低，因为新型钻探技术(如水力压裂(或开裂))开发出了以前不可获得的沉积物。将天然气转换成电能的发电厂是有效的，并且与水电项目和燃煤工厂相比，建造起来相对容易和廉价。
在如图1所示典型工厂中，天然气在燃气涡轮机(11)中燃烧，引起涡轮机(11)的转子旋转并向连接有转子的发电机(13)提供动力。废气(基本上是二氧化碳、某些污染物及蒸汽)在约1200℉下离开燃气涡轮机。因此，这些气体中含有的热量可以代表着能量的另一重要来源。为了控制这种能量，典型联合循环天然气燃烧发电厂还包括了热回收蒸汽发生器(HRSG)(100)，热的废气通过热回收蒸汽发生器。HRSG(100)充当气-液换热器，从而允许废气中的热量被捕获并在蒸汽涡轮机(301)中再次使用。
HRSG(100)包括供燃气涡轮机燃烧产物进入(103)的进口管道(101)和出口排气端(105)。来自燃气涡轮机(11)的废气流入管道(101)的上游端(103)。随后，气体会与工作流体一起通过管束(200)的通道，所述工作流体包括蒸汽、蒸汽/水混合物以及水。废气加热工作流体，同时冷却自身。一旦气体脱离管束(200)，所述气体传出下游端(105)而进入将废气引导至大气的烟囱。图1的HRSG是双压力级HRSG。因此，如同大多数HRSG一样，所述HRSG的管束(200)大体上由管道(101)内的三个功能区段构成。第一个是过热器(201)，第二个是蒸发器并且第三个是省煤器(economizer)(也称为给水加热器)。作为双压力***，高压***使用过热器(201)、高压蒸发器(203)以及高压省煤器(207)。低压***使用低压蒸发器(206)和低压省煤器(205)。由于管束彼此连接，所以这些区段是功能上的区别，但功能部件基本上是以所述顺序从上游端(103)至下游端(105)加以布置。
管束中的液体(本文称为给水(407))作为液体进入低压省煤器(205)。低压省煤器(205)将给水(407)的温度升高。高温给水(407)随后流入低压蒸发器(206)，所述低压蒸发器将给水(407)的一部分转换成低压饱和蒸汽。给水的一部分还会去往高压省煤器(207)。随后，高压蒸发器(203)将进入的水转换成高压蒸汽。随后，蒸汽从高压蒸发器流向过热器(201)，所述过热器将饱和蒸汽转换成过热蒸汽。给水(407)的流动因此与管道(101)中气体的流动大致相反。
一旦已使给水(407)过热，过热蒸汽就会流向外部蒸汽涡轮机(301)，所述外部蒸汽涡轮机向另一个发电机(13)提供动力。在蒸汽涡轮机(301)之后，工作流体(407)将传入冷凝器(303)中，在所述冷凝器中，蒸汽在真空下冷凝回液体以供由***再使用。冷凝泵(305)将给水(407)递送回省煤器(205)。
由于天然气普遍都含有在燃烧之前不易除去的作为污染物的痕量硫，所以天然气在燃气涡轮机(11)中的燃烧通常引起硫与氧化合来产生硫氧化物。燃气涡轮机(11)的燃烧过程还涉及大量的只是存在于大气中的水。只要管道(101)中的废气保持高于气体的酸露点，硫氧化物就被传出HRSG并进入排气烟囱中，对于大多数天然气中预期的硫的浓度来说，行业中通常接受的关于硫酸的酸露点为约至少140℉。
然而，除非预热给水(407)，否则进入管道(101)内的管束(200)的所述给水将通常仅处于约90℉至100℉，并且因此可能的是，朝向低压省煤器(205)的下游端(553)的管束(200)(普遍称为“冷排”)将处于低于废气的露点(如以上所指出，针对来自天然气的废气为约140℉)的温度下。如果这种情况将发生，那么硫酸会由烟道气中的硫氧化物冷凝在朝向下游端的管(200)上，并且联合用水一起形成硫酸。由于硫酸对管(200)的材料是高腐蚀性的，所以这种形成会造成对管(200)损坏，从而最终需要停机并且花费相关费用来维修HRSG(100)。
为了阻止硫酸的形成，HRSG(100)的制造商已尝试配置HRSG(100)以使得给水(407)在高于废气的酸露点的温度下进入管道(101)。确切来说，对于天然气操作来说，需要在水进入通道(200)之前将温度升高至约140℉。虽然存在进行这个操作的许多方式，包括使用再循环泵，但图1提供了更精细的配置，其中给水(407)在进入管道(101)内的管(200)之前被进料至管道(101)外部的液-液换热器(307)的冷输入端中。为了将热的液体提供至换热器(307)，已在管道(101)中被加热的给水(407)被选路传送出管道(101)而到达换热器(307)的热输入端。
部分加热的给水(407)的选路通过使用低压省煤器(205)来实现，所述低压省煤器包括如图2和图3所示的两个区段(205a)和(205b)。这些区段(205a)和(205b)允许低压省煤器(205)内的部分加热的水被送往外部换热器(307)，并且随后返回到低压省煤器(205)中。区段(205a)和(205b)可以各种不同配置位于管道(101)内，但总体来说，区段(205a)和(205b)消除了对预热给水(407)的再循环泵的需要，从而可简化操作并且少提供一个可能故障的机械零件。
图2提供省煤器(205)，其中区段(205a)和(205b)相对气流(591)串联(相继地)定位，而图3提供省煤器(205)，其中区段(205a)和(205b)相对气流(591)并联(彼此相邻)定位。在两个区段(205a)与(205b)之间，给水(407)流过在气流(591)外部的换热器(307)上的热输入端。给水(407)在进入省煤器(205)之前从冷凝器(303)直接流过换热器(307)的冷输入端。换热器(307)因而在水(407)进入省煤器区段(205a)的下游管排(553)之前，将来自冷凝器(303)的给水(407)的约90℉至约100℉的温度升高至至少140℉。这意味着所述区段(205a)的下游管排(553)上的酸冷凝通常不会发生。
图1至图3的***对于具有热回收蒸汽发生器***(HRSG)的天然气燃烧燃气体涡轮机来说工作极佳。然而，许多天然气燃烧发电厂被设计来具有应急能力，以便允许在天然气不可用时的操作。虽然天然气一直是优选的燃料，但有时在发电厂可利用的天然气根本不够。大多数能够应急生产的天然气燃烧发电厂被设计来在紧急情况下燃烧替代的石化制品。类似地，如果天然气的成本显著增加，那么这些发电厂也更具灵活性，因为所述发电厂可转换成全时燃烧替代的材料。替代的材料往往是#2燃油，所述#2燃油通常含有比天然气显著更高的硫含量。
当在图1至图3的发电厂的操作中燃烧#2燃油时，进入管道(101)的废气通常包括比使用天然气时更高的硫百分比。硫的这种百分比增加意味着：硫酸将在排气路径(200)中的管上冷凝的温度被增加到高于给水(407)进料至管束(200)所处的140℉温度。当使用再循环泵时，这通常不成问题。然而，对于如利用外部换热器的图2和图3的那些设计的设计来说，由于不同燃料的使用，***往往不能够将额外的热提供至给水(407)来将它大致上升高到高于140℉，并且因而，硫酸可在针对140℉输入给水(407)来设计的管束(200)的冷端管上冷凝，所述140℉输入给水将不再具有足够的温度来防止冷凝，并且将需要完全绕过省煤器(205)的所有区段来防止管束(200)腐蚀。
发明内容
由于本领域的上述问题，本文描述用于热回收蒸汽发生器(HRSG)或类似***的设计的***和方法，所述热回收蒸汽发生器(HRSG)或类似***被设计成从流过管道的热气提取热量，所述管道利用外部液-液换热器以用于预热给水。所述***和方法允许可变的水流型来提供处于各种不同温度下的预热水。
本文尤其描述了用于将热从废气流转移至给水的管道***，所述管道***包括：省煤器，所述省煤器包括：第一区段；第二区段；第三区段；以及第四区段；其中第一区段、第二区段、第三区段以及第四区段在气流内；换热器，所述换热器不在废气流内且具有冷输入端和热输入端；以及多个阀；其中所述阀可以第一配置布置，使得给水按照以下顺序通过***：
a)换热器的冷输入端；
b)省煤器的第一区段；
c)换热器的热输入端；
d)省煤器的第二区段；以及
e)以任何顺序通过省煤器的第三区段和第四区段；并且
其中所述阀可以第二配置布置，使得给水按照以下顺序通过***：
a)换热器的冷输入端；
b)省煤器的第一区段；
c)省煤器的第三区段；
d)换热器的热输入端；
e)省煤器的第二区段；以及
f)省煤器的第四区段。
在所述***的实施方式中，废气流选自由以下各项组成的组：来自天然气燃烧的废气和来自#2燃油燃烧的废气。
在所述***的实施方式中，其中当废气具有相对较低的硫含量时，阀以第一配置布置，并且当废气具有相对较高的硫含量时，阀以第二配置布置。
在所述***的实施方式中，省煤器的第一区段和省煤器的第二区段相对于废气流并联布置。
在所述***的实施方式中，省煤器的第一区段和省煤器的第二区段相对于废气流串联布置。
在所述***的实施方式中，省煤器的第三区段和省煤器的第四区段相对于废气流并联布置。
在所述***的实施方式中，省煤器的第三区段和省煤器的第四区段相对于废气流串联布置。
在所述***的实施方式中，多个阀包括：第一三通阀，所述第一三通阀被定位在省煤器的第一区段的上游面、省煤器的第三区段的上游面与换热器的热输入端之间；第二三通阀，所述第二三通被阀定位在省煤器的第一区段的上游面、省煤器的第二区段的上游面与省煤器的第三区段的下游面之间；以及第一二通阀，所述第一二通阀被定位在省煤器的第三区段的上游面与省煤器的第四区段的上游面之间。
在所述***的实施方式中，多个阀进一步包括旁通阀，所述旁通阀允许给水：进入换热器的冷输入端；或者绕过省煤器。
在所述***的实施方式中，进入冷输入端的给水在约90℉与约100℉之间。
在所述***的实施方式中，当阀呈第一配置时，进入省煤器的第一区段的给水高于140℉。
在所述***的实施方式中，***为热回收蒸汽发生器(HRSG)的部分。
在所述***的实施方式中，在给水已通过第一配置或第二配置后，给水被传送至低压蒸发器。
本文还描述了用于控制液体穿过用于在气体与液体之间换热的装置的流动的方法，所述方法包括：提供用于在气体与液体之间换热的装置，所述装置包括：省煤器，所述省煤器包括：第一区段；第二区段；第三区段；以及第四区段；其中第一区段、第二区段、第三区段以及第四区段在气流内；换热器，所述换热器不在废气流内并且具有冷输入端和热输入端；使用呈第一配置的所述装置，其中在第一废气形成废气流时，液体按照以下顺序通过所述装置的部件：
a)换热器的冷输入端；
b)省煤器的第一区段；
c)换热器的热输入端；
d)省煤器的第二区段；以及
e)以任何顺序通过省煤器的第三区段和第四区段；
并且，使用呈第二配置的所述装置，其中在不同于第一废气的第二废气形成废气流时，液体按照以下顺序通过所述装置的部件：
a)换热器的冷输入端；
b)省煤器的第一区段；
c)省煤器的第三区段；
d)换热器的热输入端；
e)省煤器的第二区段；以及
f)省煤器的第四区段。
在所述方法的实施方式中，第一废气为来自天然气燃烧的废气，并且第二废气为来自#2燃油燃烧的废气。
在所述方法的实施方式中，第一废气具有比第二废气相对低的硫含量。
在所述方法的实施方式中，省煤器的第一区段和省煤器的第二区段相对于废气流并联布置。
在所述方法的实施方式中，省煤器的第一区段和省煤器的第二区段相对于废气流串联布置。
在所述方法的实施方式中，省煤器的第三区段和省煤器的第四区段相对于废气流并联布置。
在所述方法的实施方式中，省煤器的第三区段和省煤器的第四区段相对于废气流串联布置。
在所述方法的实施方式中，进入冷输入端的液体在约90℉与约100℉之间。
在所述方法的实施方式中，在第一配置中，进入省煤器的第一区段的液体高于140℉。
在所述方法的实施方式中，在第二配置中，进入省煤器的第一区段的液体高于230℉
在所述方法的实施方式中，所述方法是在热回收蒸汽发生器(HRSG)中执行。
附图说明
图1提供包括现有技术的热回收蒸汽发生器(HRSG)的发电厂的混合框图。
图2提供具有外部换热器的现有技术省煤器的框图，该外部换热器具有被串联布置的两个区段，以供HRSG(如图1的HRSG)使用。
图3提供具有外部换热器的现有技术省煤器的框图，该外部换热器具有被并联布置的两个区段，以供HRSG(如图1的HRSG)使用。
图4提供包括用于HRSG(如图1的HRSG)的省煤器布置的框图，该省煤器布置包括用于可切换的操作的阀***。
图5示出图4与布置用于天然气操作的阀的组合。
图6示出图4与布置用于石油操作的阀的组合。
具体实施方式
本公开案将讨论用于热回收蒸汽发生器(HRSG)(100)的设计的***和方法，所述热回收蒸汽发生器利用外部液-液换热器(307)以用于将冷凝液(407)预热，并且允许可变的水流型以便基于气体组成而改变冷凝液(407)进入管道(101)内的管束(200)的温度，所述HRSG(100)从所述气体回收热。因此，冷凝液(407)的输入温度是可变的，并且可通过改变所选路径来选择温度。
应认识到，虽然本公开案将会确切描述省煤器(205)结合主要设计用于从天然气排气(591a)捕获热的HRSG(100)的管道布置(500)，但管道布置(500)和方法同样适于其他主要形式的气-液换热的其他HRSG(100)以及用于从加热气中捕获热量的其他***。这包括但不限于主要用来从化石燃料(如煤和石油)燃烧、废物焚化或从生成热量的其他***捕获热量的***。另外，由于术语“省煤器”实际上是功能定义，所以本文中称为区段的一部分的部件不意图是限制性的，并且可能的是，在不同实施方式中，省煤器(205)功能可由其他部件执行。类似地，由于部分(例如(205a)和(205c))与换热器(307)相比的相对位置通常比部分(例如(205a)和(205c))相对于彼此之间的位置更为重要，所以其他功能位置也可变化。
图4提供***(50)的实施方式，所述***包括穿过HRSG(100)的管道布置(500)，所述管道布置基于气流(591)的组成来允许可替换的路径。图4中示出的HRSG(100)部件从图1所示的那些部件有所精简，以便说明流体穿过省煤器(205)的特定路径。剩余部件将大体上以与普通技术人员所理解的常规方式加以布置。在图4中，省煤器(205)被布置成具有两个区段(205a)和(205b)，所述区段被示出为并联布置，如以上结合图3所讨论的。然而，如普通技术人员将理解，这种布置绝不是必需的，并仅用于说明目的。在替代实施方式中，省煤器(205)可布置成使区段呈串联形式，如结合图2所讨论的。
管道布置(500)通常包括至少三个并且通常包括四个阀(501)、(503)、(505)以及(507)。然而，根据所需不同流的优选组织和灵活性而可使用其他数目的阀。阀(501)为三通旁通阀，如果管道布置(500)出现超过管道布置(500)的容量的问题(如管道布置需要维护的情况)，，或是出于任何其他原因，所述阀将用来避免将水送入管道布置(500)。阀(503)、(505)以及(507)被设计来允许穿过管道布置(500)的水流根据用来将管道布置(500)中的水加热的气流(591)类型而行进穿过两个不同路径。阀(503)和(505)通常为三通阀，而阀(507)可以是二通阀。
在图4的实施方式中，第一三通阀(503)定位在省煤器(205)的第一区段(205a)的上游面(551)、省煤器(205)的第三区段(205c)的上游面(531)与换热器(307)的热输入端(703)之间。注意，这里提到的“上游”和“下游”位置是针对气流而言，而非针对给水(407)。第二三通阀(505)定位在省煤器(205)的第一区段(205a)的上游面(551)、省煤器(205)的第二区段(205b)的上游面(551)与省煤器(205)的第三区段(205c)的下游面(533)之间。二通阀(507)也定位在省煤器(205)的第三区段(205c)的上游面(531)与省煤器(205)的第四区段(205d)的上游面(531)之间。
这种布置提供如图5和图6所示至少两个不同的阀配置。通常，***(50)的阀(503)、(505)以及(507)将大体上同时调节，使得***(50)以图5的配置或图6的配置操作，并且不以任何其他配置操作。然而，本领域的普通技术人员将会理解，在一些情况下，替代布置可以是有益的，并且图5和图6的配置不应视为限制，因为可以使用其他替代配置。
应认识到，虽然图4的实施方式示出针对省煤器(205)的四个区段，但是可取决于***(50)的尺寸和所需的灵活性而使用更多区段。确切来说，在较大***(50)中，省煤器(205)可布置有任何数目附加区段，所述附加区段根据下文结合图5和图6讨论的区段的原理操作。另外，作为部件，低压省煤器(205)更多地由功能而非其他方面定义，并且在不同实施方式中，区段(205a)、(205b)、(205c)以及(205d)还可考虑用于任何其他部分(例如高压省煤器(207)、低压蒸发器(203)、高压蒸发器(206)或过热器(201))使用。通常，将会针对省煤器(205)提供偶数个区段，使得每对都以所讨论的方式操作，但同样地，这也不是必需的。
图5示出将在需要更少地预热给水(407)的情况下使用的阀布置。这是一般用于气流(591a)的布置，所述气流来自天然气或相对低硫量的另一种进料材料的燃烧。因此，与图6的气流(591b)相比，气流(591a)将通常含有相对较小量的硫。那意味着当所需给水(407)进入管道(101)(即离开换热器(307)并且进入区段(205a)或(205b))时，所述给水温度将通常为约140℉。
在图5中，液体流将大体上由管道(500)上的箭头指示。另外，“涂黑的(blacked-out)”阀部分是关闭的，从而防止水从其中流过。在旁通阀(501)未设定成绕过***(50)的情况下，给水(407)来自冷凝器(303)并且穿过旁通阀(501)。因此，给水(407)将会流入换热器(307)的冷输入端(701)，在所述冷输入端处，给水将由换热器(307)预热。一旦给水(407)被预热，所述给水就将进入管道(101)并且流入省煤器(205)的第一区段(205a)的下游面(553)。给水(407)在第一区段(205a)中受热并且随后退出上游面(551)，在所述上游面处，所述给水通过阀(503)并且进入换热器(307)的热输入端(703)。
热量将在冷输入端处与进入给水(407)交换，并且给水(407)将会流入省煤器(205)的第二区段(205b)的下游面(553)。通常，流入第一区段(205a)和第二区段(205b)的下游面(553)的给水将会高于并相对地接近140℉。随后，给水(407)将从省煤器(205)的第二区段(205b)的上游面(551)流过区段(205c)和(205d)，并到达蒸发器。
如应从以上描述中显而易见，直到这个点为止的给水路径与图2和图3的省煤器(205)的路径匹配，其中给水(407)流过换热器(703)的冷输入端(701)，流过省煤器(205)的一个区段(205a)，流入换热器(307)的热输入端(703)，并且流过省煤器(205)的另一区段(205b)。因此，这是与针对那些装置所讨论的布置相同的一般布置，从而表明这种阀布置将大体足以将冷凝器(303)处约90℉至约100℉的给水转换成至少约140℉，这适合于在较低硫(例如天然气燃烧产物)排气流(591a)中管道布置(500)的操作。
一旦给水(407)穿过省煤器区段(205a)和(205b)，所述给水就将由阀(505)分流至两个路径中，从而独立地流入省煤器的后两个区段(205c)和(205d)的下游面(533)并且流出所述区段的上游面(531)。通常，约一半给水(407)流将穿过每个区段(205c)和(205d)。给水(407)流可由阀(507)重组并送出至蒸发器(206)，从而以普通技术人员所知的任何常规方式蒸发。
如应从以上描述中显而易见，图5的布局基本上和图2或图3的布置等同，不同之处在于，如与单个区段相反，图5的布局利用省煤器(205)的两个区段(205c)和(205d)，其中流在所述两个区段之间均匀分流。这两个区段(205c)和(205d)将通常被并联布置，以完全地复制传统单区段省煤器(205)的功能，但这绝不是必需的，并且彼此偏移或串联布置的区段(205c)和(205d)替代设计可在需要时用于替代实施方式中。
虽然图5的布置足以使用用于相对低硫的气流(591a)的换热器(307)来将给水(407)预热，但如果气流(591b)具有较高的硫，那么所述布置通常将是不足的。在实施方式中，这将在以下情况中发生：主要的燃烧天然气发电厂在紧急情况下或为了应对天然气价格增加而切换到如但不限于燃油(包括但不限于#2燃油或#6燃油)的替代燃料。在另一实施方式中，这将在以下情况中发生：由主要的有机城市废弃物的燃烧所生成的相对低硫的废气(591a)转变成如来自煤燃烧的较高硫的废气(591b)。在另一实施方式中，低硫的废气(591a)可来自相对低硫的煤进料，而较高硫的废气(591b)来自较高硫(较低品质)的煤进料。
不管排气流(591)的硫增加的原因为何，当操作员意识到排气流(591)的硫含量将充分增加时，图4的***(50)将从图5的布置转变成图6的布置。如果当***(50)以图5的配置来操作时，进入一个或两个区段(205a)和(205b)的下游面(553)的给水(407)的温度低于废气(591)的露点，那么所述增加通常将被认为是足以进行切换的。再次，在图6中，管道布置(500)上的箭头指示给水(407)的流动并且阀(501)、(503)、(505)以及(507)上的涂黑指示物指示穿过阀的那个臂的流动被阻止。
在图6的操作中，给水(407)再次来自冷凝器(303)并且通过旁通阀(501)并且进入***(50)。如将显而易见的，由于旁通阀(501)不用来改变穿过省煤器(205)的流型，而是用来完全避免所述流型，所以在图5和图6的布置中，旁通阀(501)处于相同位置。由于旁通操作(其中，给水(407)将从冷凝器(303)流过阀(501)并且直接到达蒸发器(206)(或更准确地说，到达另一个旁通阀))是常规的，所以这里不做进一步的讨论。
给水(407)再次传送至换热器(307)的冷输入端(701)中，并且传入省煤器(205)的第一区段(205a)的下游面(553)中。给水(407)传出区段(205a)的上游面(551)，但现在由阀(503)的关闭部分阻断，不能返回至换热器(307)。替代地，给水(407)现在进入省煤器区段(205c)的下游面(533)。所述给水随后传出区段(205c)的上游面(531)并且关闭的阀(507)将所述给水向上运送，穿过阀(503)的打开部分并且进入换热器(307)的热输入端(703)，在所述热输入端处，所述给水与进入的冷水换热。
应当显而易见，图6中进入换热器(307)的热输入端(703)的给水(407)比图5中进入换热器(307)的热输入端(703)的给水(407)明显更热，因为与仅穿过区段(205a)相对比，给水(407)将已通过两个区段(205a)和区段(205c)。因此，在将给水(407)供给至省煤器区段(205a)之前，图6中进入换热器(307)的冷输入端(701)的给水(407)将加热至比在图5中的情况显著更高的温度。类似地，因为图6中在换热器(307)的热输入端(703)的给水(407)比图5中的情况更热，所以图6中离开换热器(307)到达省煤器区段(205b)的给水(407)与图5相比也更热。
根据实施方式和所需输入温度，图6中离开换热器(307)的给水(407)可以高达230℉、240℉、280℉或更大。如果废气(591b)来自#2燃油，那么这些温度可尤其是有价值的。在另一实施方式中，离开换热器(307)的给水(407)可以仅为160℉或更大，如果正在使用其他进料，这个温度可以是适合的，但通常比其他情况下天然气所需的更热。应当显而易见，离开换热器(307)的给水(407)的特定温度可以基于部分(205c)和(205a)的尺寸和定位而在较低温度布置和较高温度布置中选择。因此，虽然图6中离开换热器(307)的给水(407)的温度将始终比图5中的温度热，但取决于废气(591a)和(591b)的预期组成或为普通技术人员所知的其他因素，确切量或量之间的差异可以是可变的。
一旦给水(407)已通过换热器(307)的热输入端(703)，所述给水就将进入省煤器(205)的第二区段(205b)，从下游面(553)传至上游面(551)，并且随后由于关闭的阀(505)，给水(407)将传入省煤器(205)的第四区段(205d)的下游面(533)。给水(407)将随后传出区段(205d)的上游面(531)并且由关闭的阀(507)引导至蒸发器(206)。因此，与图5中的给水(407)大体同时通过两个区段(205c)和(205d)相反，图6中的给水(407)在不同时间上通过所述两个区段。
应当显而易见，在图4的布置中，省煤器的两个部分(205a)和(205b)并联并且省煤器区段(205c)和(205d)并联，在这种情况下，省煤器(205)的哪个区段(205c)或(205d)和省煤器(205)的哪个区段(205a)和(205b)可在给水(407)通路的哪个支路上使用通常是可互换的。在省煤器(205)的区段串联布置的布置中，通常将进行阀布置，使得在两种布置中，给水(407)将通过上游区段(205d)以及(205b)。这与本文在图2与图4中使用的参考数字一致。因此，区段(205d)和(205b)将通常以非并联的布置处于相关区段(205c)和(205a)的上游。
如应从以上描述中显而易见，当***(50)以图6的布置来放置时，来自冷凝器(303)的给水(407)被预热至比在图5的布置显著更高的温度。因此，在省煤器(205)的各种区段的下游管(553)上形成硫酸冷凝的可能性减小，甚至在存在较高硫的废气(591b)或在有另一个原因使得废气(591b)的露点比废气(591a)的露点更高的情况下也是如此。因此，当使用具有更大硫含量的进料时，如与天然气相对比，当发电厂以#2燃油运行时，***(50)可从图5的布置切换至图6的布置。
虽然已经结合某些优选实施方式来公开本发明，但这不应视为对所有所提供的细节的限制。在不脱离本发明精神和范围的情况下，可对所描述的实施方式做出修改和变化，并且其他实施方式应理解为涵盖在本领域的普通技术人员所理解的本公开案中。
将进一步理解，针对本发明的任何单个部件而给出的任何范围、值或特征可与针对本发明的任何其他部件而给出的任何范围、值或特征可互换地使用，从而形成具有针对部件中的每一个的限定值的实施方式，如本文通篇所给出的那样。
Claims (24)
1.一种用于将热量从废气气流传递至给水的管道***，所述管道***包括：
省煤器，所述省煤器包括：
第一区段；
第二区段；
第三区段；以及
第四区段；
其中所述第一区段、所述第二区段、所述第三区段以及所述第四区段在所述气流内；
换热器，所述换热器不在所述废气流内且具有冷输入端和热输入端；以及
多个阀；
其中所述阀可以第一配置布置，使得给水按照以下顺序通过所述***：
a)所述换热器的所述冷输入端；
b)所述省煤器的所述第一区段；
c)所述换热器的所述热输入端；
d)所述省煤器的所述第二区段；以及
e)以任何顺序通过所述省煤器的所述第三区段和所述第四区段；
并且
其中所述阀可以第二配置布置，使得给水按照以下顺序通过所述***：
a)所述换热器的所述冷输入端；
b)所述省煤器的所述第一区段；
c)所述省煤器的所述第三区段；
d)所述换热器的所述热输入端；
e)所述省煤器的所述第二区段；以及
f)所述省煤器的所述第四区段。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述废气流选自由以下各项组成的组：来自天然气的燃烧的废气和来自#2燃油燃烧的废气。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，当所述废气具有相对较低的硫含量时，所述阀以所述第一配置布置，并且当所述废气具有相对高的硫含量时，所述阀以所述第二配置布置。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述省煤器的所述第一区段和所述省煤器的所述第二区段相对于所述废气流并联布置。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述省煤器的所述第一区段和所述省煤器的所述第二区段相对于所述废气流串联布置。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述省煤器的所述第三区段和所述省煤器的所述第四区段相对于所述废气流并联布置。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述省煤器的所述第三区段和所述省煤器的所述第四区段相对于所述废气流串联布置。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述多个阀包括：
第一三通阀，所述第一三通阀被定位在所述省煤器的所述第一区段的上游面、所述省煤器的所述第三区段的上游面与所述换热器的所述热输入端之间；
第二三通阀，所述第二三通阀被定位在所述省煤器的所述第一区段的上游面、所述省煤器的所述第二区段的上游面与所述省煤器的所述第三区段的下游面之间；以及
第一二通阀，所述第一二通阀被定位在所述省煤器的所述第三区段的上游面与所述省煤器的所述第四区段的上游面之间。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述多个阀进一步包括旁通阀，所述旁通阀允许所述给水：
进入所述换热器的所述冷输入端；或者
绕过所述省煤器。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，进入所述冷输入端的所述给水在约90℉与约100℉之间。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，当所述阀呈所述第一配置时，进入所述省煤器的所述第一区段的所述给水高于140℉。
12.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***为热回收蒸汽发生器(HRSG)的部分。
13.根据权利要求1所述的***，其特征在于，在所述给水已通过所述第一配置或所述第二配置后，所述给水被传送至低压蒸发器。
14.一种用于控制液体流过用于在气体与液体之间换热的装置的方法，所述方法包括：
提供用于在气体与液体之间换热的装置，所述装置包括：
省煤器，所述省煤器包括：
第一区段；
第二区段；
第三区段；以及
第四区段；
其中所述第一区段、所述第二区段、所述第三区段以及所述第四区段在所述气流内；
换热器，所述换热器不在所述废气流内且具有冷输入端和热输入端；
使用呈第一配置的所述装置，其中在第一废气形成所述废气流时，液体按照以下顺序通过所述装置的部件：
a)所述换热器的所述冷输入端；
b)所述省煤器的所述第一区段；
c)所述换热器的所述热输入端；
d)所述省煤器的所述第二区段；以及
e)以任何顺序通过所述省煤器的所述第三区段和所述第四区段；以及
使用呈第二配置的所述装置，其中在不同于所述第一废气的第二废气形成所述废气流时，液体按照以下顺序通过述装置的所述部件：
a)所述换热器的所述冷输入端；
b)所述省煤器的所述第一区段；
c)所述省煤器的所述第三区段；
d)所述换热器的所述热输入端；
e)所述省煤器的所述第二区段；以及
f)所述省煤器的所述第四区段。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一废气是来自天然气燃烧的废气，并且所述第二废气是来自#2燃油燃烧的废气。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一废气具有比所述第二废气相对较低的硫含量。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述省煤器的所述第一区段和所述省煤器的所述第二区段相对于所述废气流并联布置。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述省煤器的所述第一区段和所述省煤器的所述第二区段相对于所述废气流串联布置。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述省煤器的所述第三区段和所述省煤器的所述第四区段相对于所述废气流并联布置。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述省煤器的所述第三区段和所述省煤器的所述第四区段相对于所述废气流串联布置。
21.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进入所述冷输入端的所述液体在约90℉与约100℉之间。
22.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述第一配置中，进入所述省煤器的所述第一区段的所述液体高于140℉。
23.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述第二配置中，进入所述省煤器的所述第一区段的所述液体高于230℉
24.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法在热回收蒸汽发生器(HRSG)中执行。
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