CN102374524A - 一种电站锅炉二次再热系统 - Google Patents

Abstract

电站锅炉二次再热系统，利用包墙过热器将锅炉尾部烟道分成三个通道，其中分别布置一次低温再热器、低温过热器、二次低温再热器。这样降低了系统的复杂性并实现了二次再热器温度的调节。一次再热器和过热器的气温调节均采用目前普遍的调温手段，即烟气挡板和喷水减温两种调节方式。二次再热系统温度由烟气挡板和表面式热交换器同时调节。经高压加热器之后的给水送入省煤器，在其管道上分一支路送入表面式减温热交换器进行热交换，通过调节支路的水量来调节二次再热气温，使二次再热器的出口蒸汽温度控制在规定值范围。经表面式热交换器热交换之后的水直接返回到省煤器出口管道进入到螺旋水冷壁中。

Description

一种电站锅炉二次再热系统

技术领域

本发明属于火力发电领域，尤其涉及一种采用二次再热系统的高参数大容量机组的电站锅炉二次再热系统。

背景技术

随着全球能源价格的不断上涨，国家对节能降耗的要求更加严格，如何深入挖掘节能的潜力，降低企业的生产运行成本，成为每个企业共同关心的重要问题。由卡诺循环可知提高热机效率，应尽可能提高高温热源的温度和降低低温热源的温度，超超临界机组的提出正是基于这样的道理。

当前超临界机组在国内外不断发展，美国和前苏联是全世界超临界机组最多的国家，丹麦、日本和德国超超临界机组已很成熟。我国1000MW及以上机组也在迅猛发展，截止2009年9月，我国已投运17台1000MW以上机组，其中外高桥电厂过热蒸汽压力为27MPa。随着高强度材料技术的不断发展，720℃高温和31MPa高压参数的机组已经成为现实。经估算当温度达到700℃以上，压力达到30MPa以上，燃煤机组采用二次再热的热效率提高到50％以上的计划可以实现。

一次再热机组是汽轮机高压缸做工后的蒸汽经再热后进入汽轮机低压缸做功，我国现有电厂几乎全部采用一次再热系统。为了获得更高的性价比，对超超临界机组采用二次再热系统，将汽轮机中压缸内膨胀做功后的蒸汽引入到锅炉的二次再热器中再次加热，然后回到汽轮机低压缸内继续作功。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在锅炉炉膛内布置二次再热蒸汽管道，对汽机中压缸排气进行二次利用，更大程度地提高机组热效率并降低CO₂的排放，同时采用二次再热能最大限度地满足机组低压缸最终排汽湿度要求的电站锅炉二次再热系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括安装有燃烧器的锅炉炉膛，按照锅炉前后方向依次设置在炉膛上部的屏式过热器、末级过热器、一次高温再热器和二次高温再热器，在锅炉平行烟道设置有将锅炉尾部烟道分成三个通道的包墙过热器，按照锅炉前后顺序在包墙过热器分成的三个通道内依次布置有一次低温再热器、低温过热器和二次低温再热器，在二次低温再热器和二次高温再热器之间安装表面式换热器，所述的表面式换热器经表面式换热器进水管道与省煤器给水管路相连；

其中汽轮机高压缸HP的蒸汽出口经一次低温再热器、一次高温再热器与汽轮机第一中压缸IP1的入口相连；

汽轮机第一中压缸IP1的蒸汽出口经二次低温再热器、表面式换热器、二次高温再热器与汽轮机第二中压缸IP2的相连；

所述的表面式换热器中蒸汽通过热交换后低温工质吸热后返回到省煤器出水管道中，与省煤器1出水混合后进入螺旋管水冷壁，再经混合集箱后输送到垂直管水冷壁中，继而进入汽水分离器中，经汽水分离后蒸汽进入顶棚过热器，再经过包墙过热器加热后依次由低温过热器、屏式过热器、末级过热器与汽轮机高压缸HP相连。

所述的表面式换热器进水管道与省煤器给水管路分别与高压加热器及循环泵相连。

所述的表面式换热器进水管道上还安装有流量调节阀。

所述的二次再热一部分蒸汽管道布置在水平烟道和平行烟道交叉处。

所述的二次高温再热器的受热面布置在折焰角的上部的水平烟道与平行烟道之间，其低温段布置在平行烟道中。

本发明采用二次再热后不仅提高了机组热效率，而且使低压缸最终排气湿度的要求得到极大改善，在机组低负荷或是启停时低温的再热蒸汽还可以向辅助蒸汽联想提供蒸汽。本发明充分利用锅炉炉膛空间，解决了二次再热受热面在炉膛内的布置，同时能够比较方便地调节二次再热蒸汽的温度，使蒸汽出口温度达到规定的要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括安装有燃烧器20的锅炉炉膛，按照锅炉前后方向依次设置在炉膛上部的屏式过热器11、末级过热器12、一次高温再热器13和二次高温再热器14，其中二次高温再热器14的受热面布置在折焰角7的上部的水平烟道与平行烟道之间，在锅炉平行烟道设置有将锅炉尾部烟道分成三个通道的包墙过热器18，按照锅炉前后顺序在包墙过热器18分成的三个通道内依次布置有一次低温再热器9、低温过热器8和二次低温再热器10，二次再热一部分蒸汽管道布置在水平烟道和平行烟道交叉处21充分地利用了现有电厂此处闲置的空间。在二次低温再热器10和二次高温再热器14之间安装表面式换热器2，所述的表面式换热器2经表面式换热器进水管道19与省煤器1给水管路相连，且在表面式换热器进水管道19上还安装有流量调节阀；表面式换热器进水管道19与省煤器1给水管路分别与高压加热器16及循环泵17相连；

其中汽轮机高压缸HP的蒸汽出口经一次低温再热器9、一次高温再热器13与汽轮机第一中压缸IP1的入口相连，汽轮机高压缸做功后的蒸汽全部引出，进入到一次低温再热器9中继续加热，经过一次高温再热器13后进入汽轮机第一中压缸IP1继续做功；

汽轮机第一中压缸IP1的蒸汽出口经二次低温再热器10、表面式换热器2、二次高温再热器14与汽轮机第二中压缸IP2的相连，经第一中压缸IP1做功后的蒸汽全部引出，进入到二次低温再热器10中继续加热，经过表面式换热器2后进入到二次高温再热器14中，达到规定温度后的再热蒸汽进入到汽轮机第二中压缸IP2中继续做功。

由循环给水泵17经过高温加热器16后输送给水到省煤器1，在其输送管道中分一支路即表面式换热器进水管道19把部分给水送到表面式换热器2中，并在此支路中安装调节阀，通过控制进入表面式换热器2中流量来调节二次再热蒸汽出口温度，使其达到额定值。在表面式换热器2中蒸汽通过热交换后进入二次高温再热器14，低温工质吸热后返回到省煤器出水管道15中，与省煤器出水混合后进入螺旋管水冷壁3，再经混合集箱4后输送到垂直管水冷壁5中，继而进入汽水分离器22中，经汽水分离后蒸汽进入顶棚过热器6，再经过包墙过热器18加热后依次由低温过热器8、屏式过热器11、末级过热器12与汽轮机高压缸HP相连。

温度调节方案

目前大多数火电厂过热蒸汽和再热蒸汽气温调节均采用烟气挡板和喷减温水两种主要手段，必要时配合燃烧调整共同来完成。由于采用二次再热后，锅炉系统中增加了一个控制因素，在对原系统不进行大量改动的情况下，如何方便地调节二次再热蒸汽温度达到要求值，成为了二次再热技术的一个难点，本发明二次再热蒸汽温度的调节通过两种手段：①将锅炉尾部烟道分成三个通道，通过尾部烟道中烟气挡板开度调节②在二次再热蒸汽管道低温部分和高温部分之间安装表面式热交换器进行温度调节。

Claims (5)

1.一种电站锅炉二次再热系统，其特征在于：包括安装有燃烧器(20)的锅炉炉膛，按照锅炉前后方向依次设置在炉膛上部的屏式过热器(11)、末级过热器(12)、一次高温再热器(13)和二次高温再热器(14)，在锅炉平行烟道设置有将锅炉尾部烟道分成三个通道的包墙过热器(18)，按照锅炉前后顺序在包墙过热器(18)分成的三个通道内依次布置有一次低温再热器(9)、低温过热器(8)和二次低温再热器(10)，在二次低温再热器(10)和二次高温再热器(14)之间安装表面式换热器(2)，所述的表面式换热器(2)经表面式换热器进水管道(19)与省煤器(1)给水管路相连；

其中汽轮机高压缸HP的蒸汽出口经一次低温再热器(9)、一次高温再热器(13)与汽轮机第一中压缸IP1的入口相连；

汽轮机第一中压缸IP1的蒸汽出口经二次低温再热器(10)、表面式换热器(2)、二次高温再热器(14)与汽轮机第二中压缸IP2的相连；

所述的表面式换热器(2)中蒸汽通过热交换后低温工质吸热后返回到省煤器出水管道(15)中，与省煤器(1)出水混合后进入螺旋管水冷壁(3)，再经混合集箱4后输送到垂直管水冷壁(5)中，继而进入汽水分离器(22)中，经汽水分离后蒸汽进入顶棚过热器(6)，再经过包墙过热器(18)加热后依次由低温过热器(8)、屏式过热器(11)、末级过热器(12)与汽轮机高压缸HP相连。

2.根据权利要求1所述的电站锅炉二次再热系统，其特征在于：所述的表面式换热器进水管道(19)与省煤器(1)给水管路分别与高压加热器(16)及循环泵(17)相连。

3.根据权利要求1所述的电站锅炉二次再热系统，其特征在于：所述的表面式换热器进水管道(19)上还安装有流量调节阀。

4.根据权利要求1所述的电站锅炉二次再热系统，其特征在于：所述的二次再热一部分蒸汽管道布置在水平烟道和平行烟道交叉处(21)。

5.根据权利要求1所述的电站锅炉二次再热系统，其特征在于：所述的二次高温再热器(14)的受热面布置在折焰角(7)的上部的水平烟道与平行烟道之间，其低温段布置在平行烟道中。