CN108826347B - 一种二次再热锅炉的尾部烟道布置结构 - Google Patents

一种二次再热锅炉的尾部烟道布置结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,尾部烟道从前向后分隔为前烟道、中烟道和后烟道,尾部烟道中布置有省煤器以及位于前烟道中的第一低温再热器、位于中烟道中的第二低温再热器和位于后烟道中的低温过热器,省煤器包括顺次串联连接的入口集箱、一级省煤器、二级省煤器和出口集箱,一级省煤器包括并联连接的第一省煤器管组与第二省煤器管组,第一省煤器管组设置在第一低温再热器的下部,第二省煤器管组设置在第二低温再热器的下部,二级省煤器为设置在低温过热器下部的第三省煤器管组。本发明根据各省煤器管组所处烟道的烟温对其进行串并联的分级布置,消除了尾部各烟道内各省煤器管组之间的吸热偏差,扩大了省煤器内工质最小欠焓。

Description

一种二次再热锅炉的尾部烟道布置结构
技术领域
本发明涉及电站锅炉的技术领域,更具体地讲,涉及一种尾部三烟道锅炉的烟气调节挡板布置结构。
背景技术
常规二次再热锅炉的尾部三烟道锅炉布置结构如图1所示,通常1000MW、1300MW级锅炉宽度约为30m、38m,尾部烟道中设置的烟气调节挡板的连杆若采用从两侧抽出的形式则扭矩大、易变形,影响调温效果,因此一般采用从尾部竖井的前、后方向引出的形式,然而对于尾部三烟道锅炉来说,势必存在中间烟道的烟气调节挡板的连杆穿过烟道的问题,由此中间烟道的挡板连杆就面临高温(约450℃)受热易变形、相连的两个烟道膨胀差易卡塞、高含尘易磨损等问题,影响调温效果。
并且,尾部烟道内布置于三个烟道中的三组省煤器管组由同一个入口集箱和出口集箱连接,工质流量几乎均分,而尾部烟道中布置的一、二次低温再热器的出口烟温约为460℃、低温过热器的出口烟温约为540℃,低温再热器与低温过热器侧的出口烟温相差很大。按此布置会导致各烟道内的省煤器管组存在吸热偏差,即低温过热器下部的省煤器管组吸热最多。加之,为了降低汽机热耗以提高机组效率,汽机热力系统所提供的给水温度普遍提高(普遍达到约330℃),同时电厂对锅炉效率的要求更高(对于烟煤,普遍期望约95%),致使省煤器的总体吸热不降反增,导致省煤器出口工质温度进一步升高、欠焓急剧减少。而低温过热器下部的省煤器管组内工质欠焓极小,在负荷变动、煤质波动等工况下极易汽化,阻碍省煤器内工质流动,甚至影响水冷壁安全运行。低温过热器侧烟道内省煤器工质一旦汽化,势必导致其出口烟温进一步升高,锅炉排烟温度升高,锅炉效率有不达标的风险。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种优化和改进的二次再热锅炉尾部烟道布置结构,以至少确保锅炉安全、高效地运行、改善烟气挡板的调节效果。
本发明提供了一种二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,尾部烟道从前向后分隔为前烟道、中烟道和后烟道,所述尾部烟道中布置有省煤器以及位于前烟道中的第一低温再热器、位于中烟道中的第二低温再热器和位于后烟道中的低温过热器,所述省煤器包括顺次串联连接的入口集箱、一级省煤器、二级省煤器和出口集箱,其中,所述一级省煤器包括并联连接的第一省煤器管组与第二省煤器管组,第一省煤器管组设置在第一低温再热器的下部,第二省煤器管组设置在第二低温再热器的下部,所述二级省煤器为设置在低温过热器下部的第三省煤器管组。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述入口集箱通过给水管道与高压加热器连接,所述出口集箱通过出口管道与水冷壁连接。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述中烟道与后烟道之间由中间分隔板分隔形成中部空间,所述前烟道、中烟道和后烟道的出口分别设置有前烟气调节挡板、中烟气调节挡板和后烟气调节挡板,所述中烟气调节挡板的辅助控制机构布置在所述中部空间中。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述中烟气调节挡板的辅助控制机构包括第二执行机构和与中烟气调节挡板相连的第二连杆,其中,所述第二连杆穿过中烟道护板与布置在中部空间中的第二执行机构相连。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述前烟气调节挡板的辅助控制机构包括第一执行机构和与前烟气调节挡板相连的第一连杆,其中,所述第一连杆穿过前烟道护板与布置在尾部烟道外的第一执行机构相连;后烟气调节挡板的辅助控制机构包括第三执行机构和与后烟气调节挡板相连的第三连杆,其中,所述第三连杆穿过后烟道护板与布置在尾部烟道外的第三执行机构相连。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述前烟气调节挡板的辅助控制机构包括第一执行机构和与前烟气调节挡板相连的第一连杆,其中,所述第一连杆穿过前烟道护板与布置在尾部烟道外的第一执行机构相连;后烟气调节挡板的辅助控制机构也布置在所述中部空间中,后烟气调节挡板的辅助控制机构包括第三执行机构和与后烟气调节挡板相连的第三连杆,其中,所述第三连杆穿过中间分隔板与布置在中部空间中的第三执行机构相连。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述后烟道下部设置有若干个通风口。
根据本发明二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的一个实施例,所述第一低温再热器为一次低温再热器或二次低温再热器,所述第二低温再热器相应地为二次低温再热器或一次低温再热器。
与现有技术相比,本发明根据各省煤器管组所处烟道的烟温对其进行串并联的分级布置,在省煤器吸热相同的情况下,有效地消除了尾部各烟道内各省煤器管组之间的吸热偏差,扩大了省煤器内工质最小欠焓,更有利于锅炉高效率的运行;此外,通过在尾部烟道中烟道与后烟道之间设置一个中部空间,至少使中烟道的烟气调节挡板连杆从中烟道护板穿出与布置在该中部空间中的对应执行机构相连,有效地解决了连杆面临高温受热易变形、相连的两个烟道膨胀差易卡塞、高含尘易磨损等问题,确保了烟气挡板的调节效果。
附图说明
图1示出了现有技术中二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的结构示意图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的结构示意图。
图3示出了图2中的A向视图。
附图标记说明:
1-前烟道、2-中烟道、3-后烟道、4-第一低温再热器、5-第二低温再热器、6-低温过热器、7-第一省煤器管组、8-第二省煤器管组、9-第三省煤器管组、10-前烟气调节挡板、11-中烟气调节挡板、12-后烟气调节挡板、13-中部空间、14-通风口、15-前烟道护板、16-中烟道护板、17-中间分隔板、18-后烟道护板、19-炉膛、20-水平烟道、21-去脱硝装置烟道、22-入口集箱、23-出口集箱。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
图2示出了根据本发明示例性实施例的二次再热锅炉的尾部烟道布置结构的结构示意图。
如图2所示,根据本发明的示例性实施例,尾部烟道从前向后分隔为前烟道1、中烟道2和后烟道3,尾部烟道中布置有省煤器以及位于前烟道1中的第一低温再热器4、位于中烟道2中的第二低温再热器5和位于后烟道3中的低温过热器6。其中,省煤器包括顺次串联连接的入口集箱22、一级省煤器、二级省煤器和出口集箱22,一级省煤器包括并联连接的第一省煤器管组7与第二省煤器管组8,第一省煤器管组7设置在第一低温再热器4的下部,第二省煤器管组8设置在第二低温再热器5的下部,二级省煤器为设置在低温过热器6下部的第三省煤器管组9。
其中,尾部烟道通过水平烟道20与炉膛19连接,并且通过去脱硝装置烟道21与脱硝装置连接。在分隔时,具体通过包墙实现分隔。
根据上述结构可知,本发明将所处烟温偏差小的第一低温再热器4和第二低温再热器5下部的省煤器管组由同一个入口集箱引入,作为一级省煤器;并将所处烟温较高的低温过热器6下部的省煤器管组作为二级省煤器,一级省煤器管组直接与二级省煤器管组相连,二级省煤器的出口集箱与省煤器的出口管道相连。由此,一级省煤器的两个省煤器管组分别流经50%的工质流量,吸热后再全流量流经二级省煤器,能够有效消除尾部各烟道内省煤器管组的吸热偏差,确保锅炉安全、高效率运行。
优选地,入口集箱22通过给水管道与高压加热器连接,出口集箱23通过出口管道与水冷壁连接。并且,第一低温再热器4为一次低温再热器或二次低温再热器,第二低温再热器5相应地为二次低温再热器或一次低温再热器。
上述结构的具体工质流程为:来自高压加热器的工质经给水管道进入省煤器的入口集箱22并进入一级省煤器,各约50%的流量工质流经布置于前烟道1中第一低温再热器4下部的第一省煤器管组7和布置于中烟道2中第二低温再热器下部的第二省煤器管组8,而后全流量流经布置于后烟道中低温过热器6下部的二级省煤器,即第三省煤器管组9,再进入省煤器的出口集箱23,最终通过省煤器的出口管道进入水冷壁。
采用上述结构之后,第一省煤器管组7和第二省煤器管组8两者的出口工质温度偏差极小(<3℃)且欠焓足够,第三省煤器管组9的出口工质欠焓即为整个省煤器的出口工质欠焓。在省煤器吸热相同的情况下,省煤器内工质整体欠焓即为省煤器最小欠焓,消除了尾部各烟道内各省煤器管组的吸热偏差,确保了锅炉高效率、安全运行。
同时,为了调节再热气温并优化调温效果,在中烟道2与后烟道3之间由中间分隔板16分隔形成中部空间13,并且在前烟道1、中烟道2和后烟道3的出口分别设置有前烟气调节挡板10、中烟气调节挡板11和后烟气调节挡板12,中烟气调节挡板11的辅助控制机构布置在中部空间13中。其中,各烟道中的各挡板用于调节各烟道内的烟气量,进而调节再热汽温。
本发明在中烟道2与后烟道3之间设置一个中部空间13,将其至少用于容纳辅助控制机构,通过引出中烟道2的烟气调节挡板的连杆并容纳执行机构,由此连杆能够与置于该中部空间13中的执行机构相连,从而克服现有调温缺陷。
具体地,中烟气调节挡板11的辅助控制机构包括第二执行机构和与中烟气调节挡板11相连的第二连杆,其中,第二连杆穿过中烟道护板16与布置在中部空间13中的第二执行机构相连。通过第二执行机构对连杆的控制作用,实现对中烟气调节挡板11开度控制,从而实现烟气量的调节。
类似地,前烟气调节挡板10的辅助控制机构包括第一执行机构和与前烟气调节挡板10相连的第一连杆,其中,第一连杆穿过前烟道护板15与布置在尾部烟道外的第一执行机构相连;后烟气调节挡板12的辅助控制机构包括第三执行机构和与后烟气调节挡板12相连的第三连杆,其中,第三连杆穿过后烟道护板18与布置在尾部烟道外的第三执行机构相连。
根据本发明的另一优选实施例,后烟气调节挡板12的辅助控制机构也布置在中部空间13中,则后烟气调节挡板的第三连杆穿过中间分隔板17与布置在中部空间13中的第三执行机构相连。对于后烟气调节挡板12的辅助控制机构设置位置,具体可以根据实际工况安排。
图3示出了图2中的A向视图。如图3所示,为了防止中部空间13的内部温度过高,本发明在后烟道3下部设置有若干个通风口14。
由此,本发明还通过在尾部三烟道锅炉的中烟道与相邻烟道之间设置一个中部空间,中烟道烟气调节挡板连杆从中烟道护板穿出与布置在此空间内的对应执行机构相连,有效解决了连杆面临约高温受热易变形、相连的两个烟道膨胀差易卡塞、高含尘易磨损等问题,确保了烟气挡板的调节效果。
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
以某1000MW项目为例,锅炉宽度为32m,尾部烟道中前烟道、中烟道、后烟道的对应深度分别为5.5m、5.5m、4.5m。尾部烟道中布置有省煤器以及位于前烟道中的第一低温再热器、位于中烟道中的第二低温再热器和位于后烟道中的低温过热器,省煤器包括顺次串联连接的入口集箱、一级省煤器、二级省煤器和出口集箱,一级省煤器包括并联连接的第一省煤器管组与第二省煤器管组,第一省煤器管组设置在第一低温再热器的下部,第二省煤器管组设置在第二低温再热器的下部,二级省煤器为设置在低温过热器下部的第三省煤器管组。入口集箱通过给水管道与高压加热器连接,出口集箱通过出口管道与水冷壁连接。
并且,分别设置在前烟道、中烟道、后烟道中的前烟气调节挡板、中烟气调节挡板和后烟气调节挡板沿宽度方向各设置6个独立的控制区域,每个控制区域宽约5.3m。在中烟道和后烟道之间用中间分隔板隔出一个中间空间。
其中,前烟道出口的前烟气调节挡板的连杆从前烟道护板穿出与对应6个执行机构相连,布置于尾部烟道前部空间;中烟道出口的烟气调节挡板的连杆从中烟道护板穿出与对应6个执行机构相连,布置于中部空间中;后烟道出口的烟气调节挡板的连杆从后烟道护板穿出与对应的6个执行机构相连,布置于尾部烟道后部空间。后烟道下部沿宽度方向均匀设置有4个通风口,防止中部空间内部超温。
表1和表2列出了对采用常规尾部烟道布置结构和采用本发明的尾部烟道布置结构进行的生产情况列表,由表1、表2对比可知,在达到同样省煤器出口烟温(对应同样排烟温度、锅炉效率)条件下,采用本发明的布置结构时省煤器出口欠焓明显大于常规的布置结构,更加有利于应对负荷变动、煤质波动等工况,有效避免省煤器内工质汽化,确保锅炉安全、高效率运行。
表1常规尾部烟道布置结构的生产情况
表2本发明尾部烟道布置结构的生产情况
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,尾部烟道从前向后分隔为前烟道、中烟道和后烟道,其特征在于,所述尾部烟道中布置有省煤器以及位于前烟道中的第一低温再热器、位于中烟道中的第二低温再热器和位于后烟道中的低温过热器,所述省煤器包括顺次串联连接的入口集箱、一级省煤器、二级省煤器和出口集箱,所述入口集箱通过给水管道与高压加热器连接,所述出口集箱通过出口管道与水冷壁连接,其中,所述一级省煤器包括并联连接的第一省煤器管组与第二省煤器管组,第一省煤器管组设置在第一低温再热器的下部,第二省煤器管组设置在第二低温再热器的下部,所述二级省煤器为设置在低温过热器下部的第三省煤器管组。
2.根据权利要求1所述二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,其特征在于,所述中烟道与后烟道之间由中间分隔板分隔形成中部空间,所述前烟道、中烟道和后烟道的出口分别设置有前烟气调节挡板、中烟气调节挡板和后烟气调节挡板,所述中烟气调节挡板的辅助控制机构布置在所述中部空间中。
3.根据权利要求2所述二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,其特征在于,所述中烟气调节挡板的辅助控制机构包括第二执行机构和与中烟气调节挡板相连的第二连杆,其中,所述第二连杆穿过中烟道护板与布置在中部空间中的第二执行机构相连。
4.根据权利要求3所述二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,其特征在于,所述前烟气调节挡板的辅助控制机构包括第一执行机构和与前烟气调节挡板相连的第一连杆,其中,所述第一连杆穿过前烟道护板与布置在尾部烟道外的第一执行机构相连;后烟气调节挡板的辅助控制机构包括第三执行机构和与后烟气调节挡板相连的第三连杆,其中,所述第三连杆穿过后烟道护板与布置在尾部烟道外的第三执行机构相连。
5.根据权利要求3所述二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,其特征在于,所述前烟气调节挡板的辅助控制机构包括第一执行机构和与前烟气调节挡板相连的第一连杆,其中,所述第一连杆穿过前烟道护板与布置在尾部烟道外的第一执行机构相连;后烟气调节挡板的辅助控制机构也布置在所述中部空间中,后烟气调节挡板的辅助控制机构包括第三执行机构和与后烟气调节挡板相连的第三连杆,其中,所述第三连杆穿过中间分隔板与布置在中部空间中的第三执行机构相连。
6.根据权利要求2所述二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,其特征在于,所述后烟道下部设置有若干个通风口。
7.根据权利要求1所述二次再热锅炉的尾部烟道布置结构,其特征在于,所述第一低温再热器为一次低温再热器或二次低温再热器,所述第二低温再热器相应地为二次低温再热器或一次低温再热器。
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