CN103363512A - 一种提高锅炉启动进水温度的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高锅炉启动进水温度的系统，用于利用来自邻机的蒸汽来加热本机的锅炉启动进水。该系统包括：本机和邻机共用的母管；阀门组，阀门组设置在母管与发电机组之间的管路上或者设置在母管上，从而能够通过控制阀门组中各阀门来控制蒸汽从邻机的再热冷段管道或二段抽汽管道进入本机的高压加热器，或者控制蒸汽从本机的再热冷段管道或二段抽汽管道进入邻机的高压加热器，高压加热器用于加热锅炉启动进水。本发明的提高锅炉启动进水温度的系统可以降低热力管系的投资，并能够缩短锅炉启动时间，减少燃料消耗，提高金属受热面寿命，有利于锅炉的安全运行。

Description

一种提高锅炉启动进水温度的系统

技术领域

本发明涉及火力发电，具体涉及火力发电厂的提高锅炉启动进水温度的系统。

背景技术

火电机组是耗能大户，在火电厂设计、启动、运行的各个阶段，都可以深入探索节能挖潜的创新技术，来降低机组安装成本，节约能源，减少污染物排放，不仅具有经济效益，也有社会效益。

在火力发电机组启动阶段，锅炉需在冷炉冷风条件下，通过投油助燃，使各金属受热面和锅炉启动进水升温。目前，应用等离子点火或者其他无油、少油点火技术，可以减少锅炉启动初期的燃料消耗；在此过程中，受热面和给水吸收的热量来自燃料，但燃料的燃烧利用率极低，产生很大的浪费，并且这些技术对锅炉启动过程要求严苛，还会造成煤粉燃烧不充分，影响锅炉安全运行。

现有的使锅炉启动进水升温的系统中，还有一种是采用来自相邻机组的蒸汽来加热锅炉启动进水以提高进水温度的系统。具体地，火电厂一般至少建有两台机组，如图1所示，机组1、2分别设置一套邻机加热管系3、4，各套邻机加热管系的汽源来自相邻机组，阀门设置完全相同，管系间相互独立，无母管横向联系，即为非母管制邻机加热系统。

上述的利用相邻机组的蒸汽来加热锅炉启动进水的系统优点是一套邻机加热管系对应一台机组，归属清晰。但是也有诸多缺点，首先，邻机加热系统连接两台机组的低温再热管道或者二段抽汽管道，邻机加热管系距离约为一台机组汽机主厂房的长度，考虑到管道热膨胀的补偿要求，邻机加热管道还需要设置π弯，管道总长度较长。以两台1000MW超超临界机组的邻机加热管系为例，采用非母管制的邻机加热管系，需要管道约60吨，管道支吊架约8吨，保温油漆面积约520m²，设备成本和施工成本较高。

其次，由于邻机加热系统主要用于机组启动阶段，在机组启动完成后即处于停用状态，这时邻机加热管系在隔离阀前充满蒸汽，形成蒸汽死区，为将蒸汽凝结的水顺利排出，需设置经常疏水点，但这样就增加机组工质及热量损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装成本低、运行维护费用小、高效、灵活，适用于各种参数机组启动需求的火力发电邻机加热技术。该系统在火力发电机组启动阶段，可将锅炉启动进水温度提升到250～270℃，能够均匀预热锅炉各受热面，改善炉内燃烧环境，进而有效缩短锅炉启动时间，显著减少燃料消耗，达到节能减排的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高锅炉启动进水温度的系统，即是抽取相邻机组汽源（如低温再热蒸汽或二段抽汽），通过本机高压加热器加热给水，在常规辅汽加热给水的基础上，进一步提高本机锅炉启动进水温度，使之接近邻机汽源的饱和温度。在满足各金属受热面升温速率的前提下，温度较高的锅炉启动进水可以加热锅炉受热面，改善炉内燃烧环境，再与常规点火方式或其他新型点火方式配合，能够缩短锅炉启动时间，减少燃料消耗，提高金属受热面寿命，有利于锅炉的安全运行。

根据本发明的一方面，提供了一种提高锅炉启动进水温度的系统，用于利用来自邻机的蒸汽来加热本机的锅炉启动进水，其特征在于，所述系统包括：

所述本机和所述邻机共用的母管；

阀门组，所述阀门组设置在所述母管与发电机组之间的管路上或者设置在所述母管上，从而能够通过控制所述阀门组中各阀门来控制蒸汽从邻机的再热冷段管道或二段抽汽管道进入本机的高压加热器，或者控制蒸汽从本机的再热冷段管道或二段抽汽管道进入邻机的高压加热器，所述高压加热器用于加热锅炉启动进水。

本发明的一优选实施例中，所述系统还包括邻机进汽支管、邻机抽汽支管、本机进汽支管和本机抽汽支管；所述邻机抽汽支管一端连接于邻机的再热冷段管道，另一端连接于所述母管，所述邻机进汽支管一端连接于母管，另一端连接于邻机高压加热器；以及所述本机抽汽支管一端连接于本机的再热冷段管道，另一端连接于所述母管，所述本机进汽支管一端连接于母管，另一端连接于本机高压加热器。

上述优选实施例中，所述阀门组设置在所述母管与所述机组之间的管路上，所述邻机抽汽支管和所述本机抽汽支管的管路上均依次设有隔离阀、止回阀、调节阀和另一隔离阀，所述邻机进汽支管和所述本机进汽支管的管路上均依次设有隔离阀和止回阀，从而控制蒸汽流向和流量。

本发明的另一优选实施例中，所述阀门组设置在所述母管上，所述母管的一端经由隔离阀连接于邻机的二段抽汽管道，另一端经由另一隔离阀连接于本机的二段抽汽管道。

上述另一优选实施例中，优选地，两个隔离阀中间设有两个流向不同的调节阀，所述两个调节阀设旁路，通过设置在旁路上的隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

上述另一优选实施例中，优选地，所述阀门组包括调节阀和隔离阀，所述调节阀的两端通过由四个隔离阀和相应管道组成的回路连接至所述母管，通过所述四个隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

上述另一优选实施例中，优选地，所述阀门组包括调节阀和止回阀，所述调节阀的两端通过由四个止回阀和相应管道组成的回路连接至所述母管，通过所述四个止回阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

上述另一优选实施例中，优选地，两个隔离阀中间设两组互为旁路的阀门组，每组阀门组由一个隔离阀与一个调节阀组成，通过该阀门组中隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

上述另一优选实施例中，优选地，两个隔离阀中间设两组互为旁路的阀门组，每组阀门组由一个隔离阀、一个止回阀与一个调节阀组成，通过该阀门组中隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

优选地，所述隔离阀是电动隔离阀。

与现有技术相比，本发明的提高锅炉启动进水温度的系统可以降低热力管系的投资，便于施工，可应用于各种高参数火力发电工程，特别是对已投运机组的技改也有良好的适用性，并能够缩短锅炉启动时间，减少燃料消耗，提高金属受热面寿命，有利于锅炉的安全运行。

附图说明

图1为现有的火力发电厂的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图2为根据本发明的第一实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图3为根据本发明的第二实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图4为根据本发明的第三实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图5为根据本发明的第四实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图6为根据本发明的第五实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图7为根据本发明的第六实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

图8为根据本发明的第七实施例的提高锅炉启动进水温度的系统的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。附图中虚线表示机组原有管道，实线表示增设的邻机加热管道。

下面的详细说明以火力发电厂中，典型的“三高四低一除氧”（即三个高压加热器，四个低压加热器和一个除氧器）回热系统为例，应理解，本发明也可用于其他回热系统。

本文中，本机指需要加热锅炉启动进水温度的发电机组，邻机指为本机提供加热汽源的相邻发电机组。邻机和本机是个相对概念，同一机组既可以是邻机，又可以是本机，取决于其在本发明的系统中是提供汽源还是其锅炉启动进水需要被加热，即提供汽源的机组称为邻机，锅炉启动进水需要被加热的机组称为本机。

本发明的提高锅炉启动进水温度的系统中，邻机加热汽源根据所需要的锅炉启动进水温升来选择，可以是相邻机组的低温再热蒸汽，或者是二级抽汽、三级抽汽。附图中，邻机加热汽源取自邻机再热冷段管道或二段抽汽管道。

本发明的提高锅炉启动进水温度的系统中，根据汽源参数的不同，本机选择对应的高压加热器来加热给水，可以是2号高压加热器，或者是3号高压加热器等。下面的各实施例以本机的加热器为2号高压加热器为例进行说明。

本发明的提高锅炉启动进水温度的系统中，高压加热器可以是单列高压加热器系统，也可以是双列高压加热器系统。

本发明的提高锅炉启动进水温度的系统中，两台（或更多台）机组间的邻机加热管系采用母管连接，故也称为母管制邻机加热系统，系统基本流程如下：本机锅炉启动上水时，凝结水首先在除氧器中被辅汽加热，经给水泵升压后，进入高压加热器；邻机加热蒸汽从相邻机组的二段抽汽管道引出后，依次经隔离阀、调节阀，进入邻机加热蒸汽母管，再从邻机加热蒸汽母管引出，经隔离阀进入本机2号高压加热器，加热给水，提高锅炉启动进水温度。根据具体情形，系统可具有不同的管道和阀门组布置形式。下面的各实施例中，以两台机组1、2为例，其中，机组1既是本机，又是机组2的邻机。同样，机组2既是本机，又是机组1的邻机。机组是本机还是邻机取决于该台机组是否为需要加热锅炉启动进水温度的机组。本文中，为便于描述，指定机组1为本机，而机组2为邻机。

图2为根据本发明的第一实施例的提高锅炉启动进水温度的系统100的流程图。如图2所示，提高锅炉启动进水温度的系统100由本机再热冷段管道5、本机2号高压加热器6、本机抽汽支管7、邻机进汽支管8、邻机再热冷段管道9、邻机2号高压加热器10、邻机抽汽支管11、本机进汽支管12、母管13，以及相应的阀门组构成。

邻机抽汽支管11一端连通至邻机再热冷段管道9，另一端连通母管13。邻机抽汽支管11从邻机再热冷段管道9引出后，在邻机抽汽支管11的管路上依次设有电动隔离阀111、止回阀112、气动调节阀113和另一电动隔离阀114，用于对低温再热蒸汽的流向、流量等进行控制。本机进汽支管12一端连通至母管13，另一端连通至本机2号高压加热器6。本机进汽支管12从母管13引出后，在本机进汽支管12的管路上依次设有电动隔离阀121和止回阀122。

本机抽汽支管7和邻机进汽支管8的布置分别与邻机抽汽支管11和本机进汽支管12的布置相同。具体地，本机抽汽支管7一端连通本机再热冷段管道5，另一端连通母管13。本机抽汽支管7从本机再热冷段管道5引出后，在本机抽汽支管7的管路上依次设有电动隔离阀71、止回阀72、气动调节阀73和另一电动隔离阀74，用于对低温再热蒸汽的流向、流量等进行控制。

邻机进汽支管8一端连通至母管13，另一端连通至邻机2号高压加热器10。邻机进汽支管8从母管13引出后，在邻机进汽支管8的管路上依次设有电动隔离阀81和止回阀82。母管13上不设阀门，且母管13两端封闭。

工作时，来自邻机2的低温再热蒸汽依次通过邻机抽汽支管11、母管13和本机进汽支管12，进入本机2号高压加热器6，由此对锅炉启动进水进行加热，提高锅炉启动进水温度。

本实施例尤其适用于多台机组间互相使用邻汽加热系统，如四台机组，只需要一根母管，优越性明显。

图3为根据本发明的第二实施例的提高锅炉启动进水温度的系统101的流程图。如图3所示，两台机组1、2直接用一根邻机加热母管17蒸汽连接，母管17的一端连通至本机1的二段抽汽管道15，母管的另一端连接至邻机的二段抽汽管道16。母管17上在其两端附近分别设有电动隔离阀19、20，电动隔离阀19、20中间设有两个流向不同的气动调节阀21、22，两个气动调节阀21、22设旁路，旁路上分别设有电动隔离阀23、24，通过旁路电动隔离阀23、24的开关控制，实现蒸汽在两台机组1、2间向不同方向流动。

当机组1作为本机，而机组2作为邻机时，蒸汽从二段抽汽管道16出来，依次经过电动隔离阀20、电动隔离阀24、气动调节阀21、电动隔离阀19，进入机组1的2号高压加热器，加热锅炉启动进水。

相反，当机组2作为本机，而机组1作为邻机时，蒸汽从二段抽汽管道15出来，依次经过电动隔离阀19、电动隔离阀23、气动调节阀22、电动隔离阀20，进入机组2的2号高压加热器，加热锅炉启动进水。

图4为根据本发明的第三实施例的提高锅炉启动进水温度的系统102的流程图。如图4所示，两台机组1、2直接用一根邻机加热母管25蒸汽连接，母管25的一端连通至本机1的二段抽汽管道15，母管的另一端连接至邻机的二段抽汽管道16。母管17上在其两端附近分别设有电动隔离阀19、20，电动隔离阀19、20中间设有一个气动调节阀27，气动调节阀27两端通过由四个电动隔离阀26、28、29、30和相应管道组成的回路连接到母管25，通过四个电动隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

当机组1作为本机，而机组2作为邻机时，蒸汽从二段抽汽管道16出来，依次经过电动隔离阀20、电动隔离阀26、气动调节阀27、电动隔离阀28、电动隔离阀19，进入机组1的2号高压加热器，加热锅炉启动进水。

相反，当机组2作为本机，而机组1作为邻机时，蒸汽从二段抽汽管道15出来，依次经过电动隔离阀19、电动隔离阀30、气动调节阀27、电动隔离阀29、电动隔离阀20，进入机组2的2号高压加热器，加热锅炉启动进水。

图5为根据本发明的第四实施例的提高锅炉启动进水温度的系统103的流程图。本实施例与图4所示的第三实施例相似，不同点在于回路中分别用四个止回阀26’、28’、29’、30’代替四个隔离阀26、28、29、30，实现蒸汽流向的控制。其工作原理和工作过程与图4所示的第三实施例相似，在此不再详述。

图6为根据本发明的第五实施例的提高锅炉启动进水温度的系统104的流程图。如图6所示，两台机组1、2直接用一根邻机加热母管31蒸汽连接，邻机加热母管31设有两个电动隔离阀19、20，通过开关两个电动隔离阀19、20来实现各机组的锅炉启动进水的加热。

图7为根据本发明的第六实施例的提高锅炉启动进水温度的系统105的流程图。如图7所示，两台机组1、2直接用用一根邻机加热母管32蒸汽连接，母管两端分别设电动隔离阀19、20，两隔离阀19、20中间设两组互为旁路的阀门组，每组阀门组由一个隔离阀33与一个调节阀34组成。通过隔离阀33的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

工作时，蒸汽从二段抽汽管道15（或16）出来，依次经过电动隔离阀19（或电动隔离阀20）、电动隔离阀33、气动调节阀34、电动隔离阀20（或电动隔离阀19），进入机组2（或机组1）的2号高压加热器，加热锅炉启动进水。

图8为根据本发明的第七实施例的提高锅炉启动进水温度的系统106的流程图。图8所示实施例与图7所示的实施例不同之处仅在于在阀门组中加设一个止回阀35，由此使得该系统更可靠。

本发明的提高锅炉启动进水温度的邻机加热系统基于火电厂热力系统基本原理，通过相邻机组蒸汽加热本机锅炉给水，提高本机锅炉启动进水温度，能够缩短锅炉启动时间，减少燃料消耗，减少污染物排放，有利于锅炉安全经济运行，具有良好的经济效益和社会效益。具体地，本发明的系统具有如下优点：

（1）.本发明母管制邻机加热系统，比非母管制邻机加热系统的管道长度减少约一半，由此可节省大量的管道、支吊架、保温油漆材料，节省管道支吊点，可以减少安装成本，降低邻机加热管系投资。具体地，以两台1000MW超超临界机组的邻机加热管系为例，采用非母管制的邻机加热管系，需要管道约60t，管道支吊架约8t，保温油漆面积约520m²；而采用母管制的邻机加热管系，需要管道约26.5t，管道支吊架约3t，保温油漆面积约270m²。采用本发明母管制邻机加热系统可节约材料费用约60万，节省安装费和人工费约15万。

（2）.本发明母管制邻机加热系统，在机组正常运行阶段，邻机加热管道蒸汽死区较少，机组工质损失和热力损失较小，可以减少甚至避免经常疏水点的设置。由此可节省初投资，提高运行经济性。

（3）.本发明母管制邻机加热系统，只有一根横跨两台机组间的蒸汽母管，所需布置空间更小，有利于管道布置；尤其对于已投运机组的改造，更有优越性。

（4）.本发明母管制邻机加热系统，管系较短，阀门较少，有利于日常运行维护。

（5）.本发明与现有技术相比，在达到改善锅炉可靠性、节约燃油的同时，热力管系投资相对较低，且便于施工，将增加电厂综合收益。

（6）.本发明可应用于新建高参数大容量机组，也可应用于已投运机组的节能技术改造，利用机组大修间隙即可完成，方便灵活。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种变型或修改，例如，对于一组“隔离阀+止回阀”的形式，还可以使用一个截止止回阀来代替，截止止回阀既有关断功能，又能起到逆止作用。对于隔离阀和调节阀的类型，除了电动隔离阀和气动调节阀之外，还可以采用其它形式的阀门，只要它们能够起到截止和调节的功能即可。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种提高锅炉启动进水温度的系统，用于利用来自邻机的蒸汽来加热本机的锅炉启动进水，其特征在于，所述系统包括：

所述本机和所述邻机共用的母管；

阀门组，所述阀门组设置在所述母管与发电机组之间的管路上或者设置在所述母管上，从而能够通过控制所述阀门组中各阀门来控制蒸汽从邻机经由所述母管进入本机的高压加热器，或者控制蒸汽从本机经由所述母管进入邻机的高压加热器，所述高压加热器用于加热锅炉启动进水。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括邻机进汽支管、邻机抽汽支管、本机进汽支管和本机抽汽支管；所述邻机抽汽支管一端连接于邻机的再热冷段管道，另一端连接于所述母管，所述邻机进汽支管一端连接于母管，另一端连接于邻机高压加热器；以及所述本机抽汽支管一端连接于本机的再热冷段管道，另一端连接于所述母管，所述本机进汽支管一端连接于母管，另一端连接于本机高压加热器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述阀门组设置在所述母管与所述机组之间的管路上，所述邻机抽汽支管和所述本机抽汽支管的管路上均依次设有隔离阀、止回阀、调节阀和另一隔离阀，所述邻机进汽支管和所述本机进汽支管的管路上均依次设有隔离阀和止回阀，从而控制蒸汽流向和流量。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阀门组设置在所述母管上，所述母管的一端经由隔离阀连接于邻机的二段抽汽管道，另一端经由另一隔离阀连接于本机的二段抽汽管道。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，两个隔离阀中间设有两个流向不同的调节阀，所述两个调节阀设旁路，通过设置在旁路上的隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阀门组包括调节阀和隔离阀，所述调节阀的两端通过由四个隔离阀和相应管道组成的回路连接至所述母管，通过所述四个隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阀门组包括调节阀和止回阀，所述调节阀的两端通过由四个止回阀和相应管道组成的回路连接至所述母管，通过所述四个止回阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，两个隔离阀中间设两组互为旁路的阀门组，每组阀门组由一个隔离阀与一个调节阀组成，通过该阀门组中隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，两个隔离阀中间设两组互为旁路的阀门组，每组阀门组由一个隔离阀、一个止回阀与一个调节阀组成，通过该阀门组中隔离阀的开关控制，实现蒸汽在两台机组间向不同方向流动。

10.根据权利要求3-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述隔离阀是电动隔离阀。

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