CN110056853A - 锅炉热力系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉热力系统及其控制方法，属于火力发电技术领域。本发明通过将锅炉过热器产生的部分过热蒸汽通过减温减压装置的减温减压作用后，分别有选择性地进入除氧器、第三高压加热器、第二高压加热器和第一高压加热器，通过提高锅炉的给水温度，实现了锅炉热量的回收利用，同时提升了SCR脱硝装置入口烟气温度，并可加快锅炉的冷态启动速率。

Description

锅炉热力系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉热力系统及其控制方法，属于火力发电技术领域。

背景技术

锅炉热力系统是用汽、水管道将锅炉、汽轮机、水泵、高压加热器等火电厂热力设备按一定顺序连接起来所组成的整体。

在现有的锅炉热力系统中，锅炉产生的过热蒸汽，分为两路，一路直接进入到汽轮机高压缸做功膨胀后，经过高排逆止门后进入锅炉的锅炉再热器中；另一路蒸汽可以进入机组的高压旁路中，减压后与高排逆止门后的蒸汽汇合后进入锅炉再热器再次加热。再次加热后的蒸汽再经过低压旁路系统的减温减压作用进入凝汽器或者空冷岛实现冷凝放热，冷却后的凝结水经过凝泵的提升压力进入除氧器。

超临界锅炉在冷态启动过程中，需要耗费较多的给水和热量，需要在汽轮机的各级抽汽口抽出部分蒸汽，为高压加热器和低压加热器提供加热蒸汽。当机组在较低负荷或者停止过程中，随着汽轮机入口蒸汽流量的降低，由于汽轮机各级抽汽口没有蒸汽或者压力、温度参数过低，无法为高压加热器和低压加热器提供加热蒸汽，无法对给水进行有效的加热，导致进入锅炉侧的给水温度较低，某种程度上影响了锅炉的快速启动。另一方面，也造成锅炉在低负荷下的SCR脱硝装置入口烟气温度不能满足SCR脱硝催化剂的要求，限制了SCR脱硝装置的正常投运，给机组污染物达标排放造成巨大压力。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种锅炉热力系统及其控制方法。

本发明提供的一种锅炉热力系统，包括锅炉、高压旁路、汽轮机和高排逆止门，所述汽轮机包括汽轮机高压缸，所述锅炉中设置有锅炉过热器和锅炉再热器，所述锅炉过热器产生的过热蒸汽进入所述汽轮机高压缸做功后经过高排逆止门进入所述锅炉再热器中；所述锅炉过热器产生的过热蒸汽还通过所述高压旁路进入所述锅炉再热器中,还包括减温减压装置、除氧器、给水泵和第一高压加热器；所述锅炉过热器产生的过热蒸汽还通过减温减压装置分别进入除氧器和第一高压加热器，所述除氧器的底部水侧连接给水泵，所述给水泵的出水端连接第一高压加热器，所述第一高压加热器的出水端连接所述锅炉省煤器的进水端；所述减温减压装置的排汽端依次连接有第一高加新增抽汽调整门、第一高加新增抽汽逆止门和第一高加新增抽汽节流缩孔，所述第一高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第一高压加热器；所述减温减压装置的排汽端还依次连接有除氧器新增抽汽调整门、除氧器新增抽汽逆止门和除氧器新增抽汽节流缩孔，所述除氧器新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有除氧器。

作为本发明可选的技术方案之一，所述锅炉热力系统还包括第二高压加热器和第三高压加热器；所述第三高压加热器的进水端连接给水泵，所述第三高压加热器的出水端与所述第二高压加热器的进水端连接，所述第二高压加热器的出水端与所述第一高压加热器的进水端连接；所述减温减压装置的排汽端还依次连接有第二高加新增抽汽调整门、第二高加新增抽汽逆止门和第二高加新增抽汽节流缩孔，所述第二高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第二高压加热器；所述减温减压装置的排汽端还依次连接有第三高加新增抽汽调整门、第三高加新增抽汽逆止门和第三高加新增抽汽节流缩孔，所述第三高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第三高压加热器。

作为本发明可选的技术方案之一，所述第一高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于所述第二高加新增抽汽节流缩孔的通流面积；所述第二高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于所述第三高加新增抽汽节流缩孔的通流面积；所述第三高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于所述除氧器新增抽汽节流缩孔的通流面积。

作为本发明可选的技术方案之一，所述锅炉热力系统还包括新增抽汽关断门、压力表和温度计；所述新增抽汽关断门连接于所述减温减压装置的进汽端与加热器的排汽端之间；所述减温减压装置的排汽端连接所述压力表的第一端，所述压力表的第二端连接所述温度计的第一端，所述温度计的第二端再分别连接除氧器新增抽汽调整门、第三高加新增抽汽调整门、第二高加新增抽汽调整门和第一高加新增抽汽调整门。

作为本发明可选的技术方案之一，所述汽轮机上还设置有第一汽轮机抽汽口，所述第一汽轮机抽汽口依次通过除氧器抽汽快关门和除氧器抽汽逆止门与除氧器连接；所述汽轮机上还设置有第二汽轮机抽汽口，所述第二汽轮机抽汽口依次通过第一高加抽汽快关门和第一高加抽汽逆止门与第一高压加热器连接；所述汽轮机上还设置有第三汽轮机抽汽口，所述第三汽轮机抽汽口依次通过第二高加抽汽快关门和第二高加抽汽逆止门与第二高压加热器连接；所述汽轮机上还设置有第四汽轮机抽汽口，所述第四汽轮机抽汽口依次通过第三高加抽汽快关门和第三高加抽汽逆止门与第三高压加热器连接。

作为本发明可选的技术方案之一，所述减温减压装置上还设置有减温水入口，所述减温水入口至少与所述锅炉、给水泵、第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器中的一个进行连接。

此外，本发明还提供了一种用于上述的锅炉热力系统的控制方法：当锅炉的过热蒸汽压力大于第一阈值时，打开新增抽汽关断门，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第一设定值，同时打开除氧器新增抽汽调整门和除氧器新增抽汽逆止门，使除氧器工作；当锅炉的过热蒸汽压力大于第二阈值时，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第二设定值，同时打开第三高加新增抽汽调整门和第三高加新增抽汽逆止门，使第三高压加热器工作；当锅炉的过热蒸汽压力大于第三阈值时，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第三设定值，同时打开第二高加新增抽汽调整门和第二高加新增抽汽逆止门，使第二高压加热器工作；当锅炉的过热蒸汽压力大于第四阈值时，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第四设定值，同时打开第一高加新增抽汽调整门和第一高加新增抽汽逆止门，使第一高压加热器工作。

本发明通过将锅炉过热器产生的部分过热蒸汽通过减温减压装置的减温减压作用后，分别有选择性地进入除氧器、第三高压加热器、第二高压加热器和第一高压加热器，通过提高锅炉的给水温度，实现了锅炉热量的回收利用，同时提升了SCR脱硝装置入口烟气温度，并可加快锅炉的冷态启动速率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，给出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本实施例提供的锅炉热力系统的连接示意图。

附图标记说明：1-除氧器；2-第三高压加热器；3-第二高压加热器；4-第一高压加热器；5-给水泵；6-锅炉；7-高压旁路；8-汽轮机高压缸；9-高排逆止门；10-新增抽汽关断门；11-减温减压装置；12-减温水入口；13-压力表；14-温度计；15-除氧器新增抽汽调整门；16-第三高加新增抽汽调整门；17-第二高加新增抽汽调整门；18-第一高加新增抽汽调整门；19-除氧器新增抽汽逆止门；20-第三高加新增抽汽逆止门；21-第二高加新增抽汽逆止门；22-第一高加新增抽汽逆止门；23-除氧器新增抽汽节流缩孔；24-第三高加新增抽汽节流缩孔；25-第二高加新增抽汽节流缩孔；26-第一高加新增抽汽节流缩孔；27-除氧器抽汽快关门；28-除氧器抽汽逆止门；29-第三高加抽汽快关门；30-第三高加抽汽逆止门；31-第二高加抽汽快关门；32-第二高加抽汽逆止门；33-第一高加抽汽快关门；34-第一高加抽汽逆止门。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“上”、“下”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，应当对“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

锅炉在启动过程中，由于火电机组的受热面是冷态的，需要缓慢地投入燃料，通过燃烧，逐步释放热量，提升炉膛温度，加热给水，按照锅炉厂的升温升压要求提升蒸汽参数，在此过程中，由于锅炉在较少的燃料投入量的情况下，进入炉膛内的煤粉难于着火和燃尽，需要投入助燃燃料，比如天然气、轻质柴油、等离子体、小油枪装置、微油装置等，形成稳定的点火源，对煤粉进行助燃，但是由于炉膛平均温度低，热负荷强度低，通过燃烧器进入炉膛的煤粉难于燃尽，必然存在大量未燃尽的煤粉颗粒。

另外，助燃燃料，比如轻质柴油或者重油等燃烧过程中，由于配风不良，或者雾化不好，造成部分燃油颗粒不能实现完全燃烧，进入锅炉尾部烟道中，玷污脱硝催化剂和空气预热器扇形板，当锅炉在较低负荷下长时间运行时，容易引发二次燃烧和着火事故，危及设备安全运行。另外，当煤粉与燃油混合燃烧时，对环保设施的投入运行影响较大，制约SCR脱硝、除尘器和脱硫设备投运，无法确保环保实施的100%投运。

火电机组锅炉点火启动过程产生的蒸汽，一般地通过高压旁路系统，将主蒸汽减温减压后送入到锅炉再热器，防止锅炉再热器干烧，损伤受热面，经过再热器加热后的再热蒸汽再经过低压旁路系统的减温减压作用，变成低参数的蒸汽后进入凝汽器或者空冷装置实现凝结放热，冷却后的凝结水经过凝泵提升压力进入除氧器，由于汽轮机各级抽汽口没有蒸汽或者参数过低，无法为高压加热器和低压加热器提供加热蒸汽，因此整个回热系统中仅仅靠除氧器的外部热源进行加热，受制于相互机组的外部汽源参数和管道系统限制，造成除氧器的加热能力受限，特别是对于整个汽水系统水质不合格的工况下，需要在锅炉侧和汽机侧进行汽水工质的对外冲洗排放，该工况下需要补充大量的低温凝补水，造成给水温度较低，通常在冷态启动时，锅炉的给水温度低于100℃。

较低温度的给水进入到锅炉省煤器后，降低了烟气温度，使得锅炉在启动过程中和低负荷运行负荷下，SCR入口烟气温度不能满足要求，限制SCR设备的正常投运，给机组污染物达标排放造成巨大压力。

另外，常规的启动方式下，将锅炉侧产生的蒸汽旁通进入凝汽器或者空冷岛，浪费了大量的热量，不利于锅炉的快速启动，尤其是超临界机组，其锅炉没有汽包，启动过程中为了确保水冷壁中有足够的冷却流量，一般要求设置最低给水流量保护，对于设置炉水循环泵启动系统的超临界锅炉而言，当完成冷态冲洗后，锅炉给水流量在炉水循环泵的作用下，保持不低于最低给水流量运行，锅炉开始点火启动，此时锅炉开始热态冲洗；对于配置大气扩容器式启动系统的超临界锅炉，需要维持最低的给水流量，无论冷态冲洗，还是热态冲洗，均需要保持不低于最低给水流量运行，因此，超临界锅炉在冷态启动过程中，需要耗费较多的给水和热量，相对于亚临界锅炉，较大流量的给水需要除氧器投入更多的辅助蒸汽，电厂由于辅助蒸汽流量不足、除氧器加热能力跟不上等原因，进入超临界锅炉的给水温度往往较低，某种程度上影响了锅炉的快速启动，对水冷壁的水动力安全产生不利影响。超临界锅炉由于没有汽包，运行中无法排放，对水质要求较高，并且在启动过程中需要进行冷态冲洗和热态冲洗，该过程将会耗费较长时间，加长了机组的启动时间，并且影响了汽轮发电机组并网时间，对于火电厂适应电网的快速启动和灵活性调节是非常不利的。

对于亚临界锅炉，也存在着热态冲洗、冷态启动和低负荷阶段的水动力的安全性问题，仅仅依靠锅炉燃烧产生的热量加热工质，在回热抽汽系统没有投入运行时，给水温度较低，造成排烟温度低，给尾部受热面和烟道带来了严重低温腐蚀，特别是回转式空气预热器，低负荷下容易发生着火和粘结堵塞问题，因此提升锅炉在冷态启动速率显得极为重要。

本实施例的目的在于提供一种锅炉热力系统及其控制方法，以解决锅炉冷态、温态启动时给水温度低，锅炉需要长时间投入优质燃料运行，选择性催化还原脱硝（SCR）装置入口烟气温度低无法投入的技术问题。当机组在启动阶段或者低负荷阶段，通过切换高压加热器及除氧器加热汽源，提升给水温度，从而提升锅炉SCR入口烟气温度的热力系统和技术方法。

为实现上述目的，提供了一种锅炉热力系统及其控制方法，系统是通过锅炉旁路系统对外抽汽，向三个高压加热器和除氧器提供高参数热源，当机组启动或者低负荷时，利用锅炉侧的抽汽实现对给水加热，从而提升给水温度，达到提高锅炉SCR脱硝装置入口烟气温度的目的。

如图1所示，本实施例提供的一种锅炉热力系统，包括锅炉6、高压旁路7、汽轮机和高排逆止门9，汽轮机包括汽轮机高压缸8，锅炉6中设置有锅炉过热器和锅炉再热器，锅炉过热器产生的过热蒸汽进入汽轮机高压缸8做功后经过高排逆止门9进入锅炉再热器中；锅炉过热器产生的过热蒸汽还通过高压旁路7进入锅炉再热器中,还包括减温减压装置11、除氧器1、给水泵5和第一高压加热器4；锅炉过热器产生的过热蒸汽还通过减温减压装置11分别进入除氧器1和第一高压加热器4，除氧器1的底部水侧连接给水泵5，给水泵5的出水端连接第一高压加热器4，第一高压加热器4的出水端连接锅炉省煤器的进水端；减温减压装置11的排汽端依次连接有第一高加新增抽汽调整门18、第一高加新增抽汽逆止门22和第一高加新增抽汽节流缩孔26，第一高加新增抽汽节流缩孔26的排汽端连接有第一高压加热器4；减温减压装置11的排汽端还依次连接有除氧器新增抽汽调整门15、除氧器新增抽汽逆止门19和除氧器新增抽汽节流缩孔23，除氧器新增抽汽节流缩孔23的排汽端连接有除氧器1。

作为示例性的说明，为了实现上述说明的锅炉热力系统的功能，本实施例中的锅炉热力系统应当至少有一个第一高压加热器4。高压旁路7系统为机组原旁路系统，或者为投产后技术改造中新增高压旁路7系统，作为本热力系统的蒸汽分流位置。蒸汽分流位置为原高压旁路7系统前管路上，或者新增高压旁路7系统前管路上，或者直接从锅炉6的主蒸汽管路上。

经过减温减压后的过热蒸汽，分为四个分支管路，第一分支管路上依次设置第一高加新增抽汽调整门18、第一高加新增抽汽逆止门22、第一高加新增抽汽节流缩孔26，然后新增抽汽管路接至第一高加抽汽逆止门34后管路上，为第一高压加热器4提供加热汽源。

第一高加抽汽逆止门34布置在第一高加抽汽快关门33后，通过第一高加抽汽快关门33和第一高加抽汽逆止门34的同时开关动作实现原机组回热抽汽系统的投入或者退出，确保新增抽汽系统和原回热一段抽汽系统之间的切换，同时确保两个抽汽系统中的蒸汽不发生逆向泄露和流动，影响机组安全。

第一高加新增抽汽调整门18用于调整进入第一高压加热器4的过热蒸汽压力和流量。

第一高加新增抽汽节流缩孔26，用于对新增抽汽管路系统中的蒸汽压力进行调整，相当于增加一个固定的局部阻力ΔP1，从而实现四个并联支路之间的流量和压力平衡。

为了回收机组启动过程中的能量，采用本发明的热力系统，其主要方法如下：当锅炉6点火启动后，锅炉过热器产生蒸汽流动，并具有一定的过热度时，可以打开新增抽汽关断门10，在减温减压装置11的作用下，将锅炉6产生的过热蒸汽减温减压后，经过四个蒸汽管路上的阀门组件，将部分锅炉6侧过热蒸汽引入到三个高压加热器和除氧器1中，也可以部分地、有选择地投入1-4个分支中新增抽汽系统，通过减温减压装置11和新增抽汽调节门的压力和流量调节作用，实现高压加热器和除氧器1加热汽源的分配，与锅炉6的给水流量相互匹配，从而实现当机组启动过程中，原回热抽汽系统没有蒸汽，无法通过抽取汽轮机蒸汽加热而采用锅炉6侧蒸汽加热给水，提升进入锅炉6的给水温度，从而实现锅炉6热量的回收利用，提升SCR脱硝装置入口烟气温度，加快锅炉6的冷态启动速率。

当机组在较低负荷或者停止过程中，由于原回热抽汽的一段、二段、三段和四段抽汽参数随着汽轮机入口蒸汽流量的降低而降低，高压加热器和除氧器1的抽汽量很少或者抽不出来，无法对给水进行有效的加热，导致进入锅炉6侧的给水温度较低，造成锅炉6在低负荷下的SCR入口烟气温度不能满足SCR脱硝催化剂的要求，因此，在该工况下，可以通过本发明热力系统和方法，将锅炉6侧的部分过热蒸汽分流，经过减温减压和调节阀门作用，进入三个高压加热器和除氧器1，提升该工况的锅炉6给水温度。

上述的锅炉6冷态启动、停止或者低负荷运行工况下，采用本发明热力系统和方法，对于热电联产机组十分有利，特别是汽机侧对外抽汽流量较大时，给水温度偏离设计工况较多，采用锅炉6侧蒸汽加热高压加热器和除氧器1，提升给水温度，提升机组的负荷调节灵活性和增大对外供热能力。

作为本实施例可选的实施方式之一，锅炉热力系统还包括第二高压加热器3和第三高压加热器2；第三高压加热器2的进水端连接给水泵5，第三高压加热器2的出水端与第二高压加热器3的进水端连接，第二高压加热器3的出水端与第一高压加热器4的进水端连接；减温减压装置11的排汽端还依次连接有第三高加新增抽汽调整门17、第二高加新增抽汽逆止门21和第二高加新增抽汽节流缩孔25，第二高加新增抽汽节流缩孔25的排汽端连接有第二高压加热器3；减温减压装置11的排汽端还依次连接有第三高加新增抽汽调整门16、第三高加新增抽汽逆止门20和第三高加新增抽汽节流缩孔，第三高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第三高压加热器2。

作为示例性的说明，第二分支管路上依次设置第三高加新增抽汽调整门17、第二高加新增抽汽逆止门21、第二高加新增抽汽节流缩孔25，然后新增抽汽管路接至第二高加抽汽逆止门32后管路上，为第二高压加热器3提供加热汽源。

第二高加抽汽逆止门32布置在第二高加抽汽快关门31后，通过第二高加抽汽快关门31和第二高加抽汽逆止门32的同时开关动作实现原机组回热抽汽系统的投入或者退出，确保新增抽汽系统和原回热二段抽汽系统之间的切换，同时确保两个抽汽系统中的蒸汽不发生逆向泄露和流动，影响机组安全。

第三高加新增抽汽调整门17用于调整进入第二高压加热器3的过热蒸汽压力和流量。第二高加新增抽汽节流缩孔25，用于对新增抽汽管路系统中的蒸汽压力进行调整，相当于增加一个固定的局部阻力ΔP2，从而实现四个并联支路之间的流量和压力平衡。

第三分支管路上依次设置第三高加新增抽汽调整门16、第三高加新增抽汽逆止门20、第三高加新增抽汽节流缩孔，然后新增抽汽管路接至第三高加抽汽逆止门30后管路上，为第三高压加热器2提供加热汽源。

第三高加抽汽逆止门30布置在第三高加抽汽快关门29后，通过第三高加抽汽快关门29和第三高加抽汽逆止门30的同时开关动作实现原机组回热抽汽系统的投入或者退出，确保新增抽汽系统和原回热三段抽汽系统之间的切换，同时确保两个抽汽系统中的蒸汽不发生逆向泄露和流动，影响机组安全。

第三高加新增抽汽调整门16用于调整进入第三高压加热器2的过热蒸汽压力和流量。第三高加新增抽汽节流缩孔，用于对新增抽汽管路系统中的蒸汽压力进行调整，相当于增加一个固定的局部阻力ΔP3，从而实现四个并联支路之间的流量和压力平衡。

第四分支管路上依次设置除氧器新增抽汽调整门15、除氧器新增抽汽逆止门19、除氧器新增抽汽节流缩孔23，然后新增抽汽管路接至除氧器抽汽逆止门后管路上，为除氧器1提供加热汽源。

除氧器抽汽逆止门布置在除氧器抽汽快关门27后，通过除氧器抽汽快关门27和除氧器抽汽逆止门的同时开关动作实现原机组回热抽汽系统的投入或者退出，确保新增抽汽系统和原回热四段抽汽系统之间的切换，同时确保两个抽汽系统中的蒸汽不发生逆向泄露和流动，影响机组安全。

除氧器新增抽汽调整门15用于调整进入除氧器1的过热蒸汽压力和流量。除氧器新增抽汽节流缩孔23，用于对新增抽汽管路系统中的蒸汽压力进行调整，相当于增加一个固定的局部阻力ΔP4，从而实现四个并联支路之间的流量和压力平衡。

作为本实施例可选的实施方式之一，第一高加新增抽汽节流缩孔26的通流面积大于第二高加新增抽汽节流缩孔25的通流面积；第二高加新增抽汽节流缩孔25的通流面积大于第三高加新增抽汽节流缩孔的通流面积；第三高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于除氧器新增抽汽节流缩孔23的通流面积。

作为示例性的说明，四个新增抽汽节流缩孔，其通流面积对比关系为：第一高加新增抽汽节流缩孔26>第二高加新增抽汽节流缩孔25>第三高加新增抽汽节流缩孔24>除氧器新增抽汽节流缩孔23。四个支路上的固定的局部阻力大小关系为：ΔP1<P2<ΔP3<ΔP4，确保进入第一高压加热器4中过热蒸汽压力高于第二高压加热器3，第二高压加热器3蒸汽压力高于第三高压加热器2，第三高压加热器2的蒸汽压力高于除氧器1。

作为本实施例可选的实施方式之一，锅炉热力系统还包括新增抽汽关断门10、压力表13和温度计14；新增抽汽关断门10连接于减温减压装置11的进汽端与加热器的排汽端之间；减温减压装置11的排汽端连接压力表13的第一端，压力表13的第二端连接温度计14的第一端，温度计14的第二端再分别连接除氧器新增抽汽调整门15、第三高加新增抽汽调整门16、第三高加新增抽汽调整门17和第一高加新增抽汽调整门18。

作为示例性的说明，新增抽汽关断门10，作为本发明中热力系统投运或者退出的切换阀门，其严密性至关重要，确保系统退出运行中，能够严格切断该热力系统中的蒸汽流动。

减温减压装置11实现对抽取的过热蒸汽进行减温减压，满足后续除氧器1和第一高压加热器4、第二高压加热器3和第三高压加热器2的蒸汽参数要求，减温后的温度不高于第一高压加热器4壳侧设计温度，减压后的蒸汽压力不高于第二高压加热器3壳侧设计压力。

减温减压装置11，其减温水来自于锅炉6给水，既可以取自经过高压加热器加热后的给水，也可以取自给水泵5出口未经过加热的给水。

压力表13，用于检测经过减温减压装置11后的蒸汽压力，确保蒸汽压力满足三个高压加热器和除氧器1的要求，并能实现变工况调节和控制。

温度计14，用于检测经过减温减压装置11后的蒸汽温度，确保蒸汽温度满足三个高压加热器和除氧器1的要求，并能实现变工况调节和控制。

作为本实施例可选的实施方式之一，汽轮机上还设置有第一汽轮机抽汽口，第一汽轮机抽汽口依次通过除氧器抽汽快关门27和除氧器抽汽逆止门与除氧器1连接；汽轮机上还设置有第二汽轮机抽汽口，第二汽轮机抽汽口依次通过第一高加抽汽快关门33和第一高加抽汽逆止门34与第一高压加热器4连接；汽轮机上还设置有第三汽轮机抽汽口，第三汽轮机抽汽口依次通过第二高加抽汽快关门31和第二高加抽汽逆止门32与第二高压加热器3连接；汽轮机上还设置有第四汽轮机抽汽口，第四汽轮机抽汽口依次通过第三高加抽汽快关门29和第三高加抽汽逆止门30与第三高压加热器2连接。

作为本实施例可选的实施方式之一，减温减压装置11上还设置有减温水入口12，减温水入口12至少与锅炉6、给水泵5、第一高压加热器4、第二高压加热器3和第三高压加热器2中的一个进行连接。

此外，本实施例还提供了一种用于上的锅炉热力系统的控制方法：当锅炉6的过热蒸汽压力大于第一阈值时，打开新增抽汽关断门10，通过减温减压装置11控制过热蒸汽参数小于第一设定值，同时打开除氧器1新增抽汽调整门和除氧器1新增抽汽逆止门，使除氧器1工作；当锅炉6的过热蒸汽压力大于第二阈值时，通过减温减压装置11控制过热蒸汽参数小于第二设定值，同时打开第三高加新增抽汽调整门和第三高加新增抽汽逆止门，使第三高压加热器2工作；当锅炉6的过热蒸汽压力大于第三阈值时，通过减温减压装置11控制过热蒸汽参数小于第三设定值，同时打开第二高加新增抽汽调整门和第二高加新增抽汽逆止门，使第二高压加热器3工作；当锅炉6的过热蒸汽压力大于第四阈值时，通过减温减压装置11控制过热蒸汽参数小于第四设定值，同时打开第一高加新增抽汽调整门和第一高加新增抽汽逆止门，使第一高压加热器4工作。

作为示例性的说明，锅炉6产生的过热蒸汽，分为两路，一路直接进入到汽轮机高压缸8做功膨胀后，经过高排逆止门9后进入锅炉6的再热器中；另一路蒸汽进入机组的高压旁路7中，减压减压后与高排逆止门9后的蒸汽汇合后进入锅炉6再次加热。

在锅炉过热器管路与高压旁路7之间接出一部分过热蒸汽，经过新增抽汽关断门10后，进入减温减压装置11中，经过减温减压后，变成满足高压加热器2-4和除氧器1运行要求的加热汽源。

在减温减压装置11后依次设置压力表13和温度计14，用于检测经过减温减压装置11后的蒸汽压力和温度。

经过减温减压装置11后的过热蒸汽管路分为四个分支，第一分支接至第一高压加热器4，第二分支接至第二高压加热器3，第三分支接至第三高压加热器，第四分支接至除氧器。

在第一分支管路上，依次设置第一高加新增抽汽调整门18、第一高加新增抽汽逆止门22、第一高加新增抽汽节流缩孔26；在第二分支管路上，依次设置第二高加新增抽汽调整门17、第二高加新增抽汽逆止门21、第二高加新增抽汽节流缩孔25；在第三分支管路上，依次设置第三高加新增抽汽调整门16、第三高加新增抽汽逆止门20、第三高加新增抽汽节流缩孔24；在第四分支管路上，依次设置除氧器新增抽汽调整门15、除氧器新增抽汽逆止门19、除氧器新增抽汽节流缩孔23。

第一分支管路接至第一高加抽汽逆止门34后的蒸汽管路上；第二分支管路接至第二高加抽汽逆止门32后的蒸汽管路上；第三分支管路接至第三高加抽汽逆止门30后的蒸汽管路上；第四分支管路接至除氧器抽汽逆止门28后的蒸汽管路上。

在每个分支管上设置的新增抽汽节流缩孔23-26，用于对进入高压加热器2-4和除氧器1中的蒸汽进行节流，实现四个并联支路内的压力不平衡，确保第一高压加热器4中的蒸汽压力大于第二高压加热器3，第二高压加热器3中的蒸汽压力大于第三高压加热器2，第三高压加热器2中的蒸汽压力大于除氧器1。

当锅炉启动阶段或者机组低负荷运行工况下，关闭对应高压加热器2-4和除氧器1的抽汽关断门27、29、31、33和抽汽逆止门28、30、32、34，然后打开对应高压加热器2-4和除氧器1的新增抽汽调整门15-18和新增抽汽逆止门19-23，通过调整减温减压装置11和对应的新增抽汽调整门15-18，实现对进入加热器中的蒸汽流量和压力的调节。

对于660MW等级超超临界机组，当锅炉冷态启动时，当锅炉主蒸汽压力大于0.5-1.5MPa时，打开新增抽汽关断门10，经过减温减压装置12后控制过热蒸汽参数不高于1MPa、350℃，首先投入除氧器加热汽源，即投入第四分支管路，打开除氧器新增抽汽调整门15、除氧器新增抽汽逆止门19，利用锅炉侧产生的蒸汽加热给水，提升低负荷下的锅炉给水温度。

随着锅炉压力的上升，当主蒸汽压力在1.5-3MPa时，控制减温减压装置12后的过热蒸汽参数不高于2MPa，400℃，投入第三高压加热器2的加热汽源，即投入第三分支管路，打开第三高加新增抽汽调整门16和第三高加新增抽汽逆止门20。

当主蒸汽压力在3-4.5MPa时，控制减温减压装置12后的过热蒸汽参数不高于3MPa，400℃，投入第二高压加热器3的加热汽源，即投入第二分支管路，打开第二高加新增抽汽调整门17和第二高加新增抽汽逆止门21。

当主蒸汽压力在4.5-6MPa时，控制减温减压装置12后的过热蒸汽参数不高于4MPa，450℃，投入第一高压加热器4的加热汽源，即投入第一分支管路，打开第一高加新增抽汽调整门18和第一高加新增抽汽逆止门22。

通过上述的参数控制和热力系统投入，即可实现锅炉在启动过程中，通过回收部分锅炉产生的蒸汽，用来加热给水，回收热量，提升锅炉的启动速率，给水温度提升后，可以提高锅炉侧SCR脱硝装置入口烟气温度。

当锅炉主蒸汽为5.5MPa，500℃以上时，即锅炉参数满足汽轮机冲转参数时，采用本发明的热力系统和方法，可以将给水温度从50~90℃提升到180~200℃，从而提升SCR入口烟气温度50~100℃，可以在锅炉启动中尽早投入SCR脱硝装置，并且可以实现机组并网前的全负荷脱硝投入运行。

本实施例所采用的技术方案具有以下六个方面优点：1）利用锅炉启动过程中的蒸汽直接加热给水，回收热量和工质，加快锅炉冷态启动速率，节省机组启动过程中的能量损失；2）机组启动阶段利用锅炉侧产生的蒸汽作为高压加热器和除氧器的加热汽源，提高省煤器入口水温，提升SCR脱硝装置入口烟气温度，有利于尽早投入SCR脱硝装置，实现全负荷脱硝；3）通过管路和阀门切换，实现机组在较低负荷和启停过程中投入锅炉自身产生的蒸汽，改变原回热循环系统，有利于热量和工质的回收；4）无论亚临界汽包锅炉还是超临界直流锅炉，该发明均可以提升给水温度，有利于锅炉启动过程的冲洗和SCR脱硝环保设施投入；5）有利于解决热电联产机组在供热工况下给水温度低于设计值的技术难题；6）该发明属于火电机组灵活性改造的技术范畴，对提升机组的低负荷和启停过程的运行灵活性、节能环保、增大对外供热能力十分有利。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种锅炉热力系统，包括锅炉、高压旁路、汽轮机和高排逆止门，所述汽轮机包括汽轮机高压缸，所述锅炉中设置有锅炉过热器和锅炉再热器，所述锅炉过热器产生的过热蒸汽进入所述汽轮机高压缸做功后经过高排逆止门进入所述锅炉再热器中；所述锅炉过热器产生的过热蒸汽还通过所述高压旁路进入所述锅炉再热器中,其特征在于：

还包括减温减压装置、除氧器、给水泵、第一高压加热器；所述锅炉过热器产生的过热蒸汽还通过减温减压装置分别进入除氧器和第一高压加热器，所述除氧器的底部水侧连接给水泵，所述给水泵的出水端连接第一高压加热器，所述第一高压加热器的出水端连接所述锅炉省煤器的进水端；

所述减温减压装置的排汽端依次连接有第一高加新增抽汽调整门、第一高加新增抽汽逆止门和第一高加新增抽汽节流缩孔，所述第一高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第一高压加热器；

所述减温减压装置的排汽端还依次连接有除氧器新增抽汽调整门、除氧器新增抽汽逆止门和除氧器新增抽汽节流缩孔，所述除氧器新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有除氧器。

2.根据权利要求1所述的锅炉热力系统，其特征在于：

还包括第二高压加热器和第三高压加热器；

所述第三高压加热器的进水端连接给水泵，所述第三高压加热器的出水端与所述第二高压加热器的进水端连接，所述第二高压加热器的出水端与所述第一高压加热器的进水端连接；

所述减温减压装置的排汽端还依次连接有第二高加新增抽汽调整门、第二高加新增抽汽逆止门和第二高加新增抽汽节流缩孔，所述第二高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第二高压加热器；

所述减温减压装置的排汽端还依次连接有第三高加新增抽汽调整门、第三高加新增抽汽逆止门和第三高加新增抽汽节流缩孔，所述第三高加新增抽汽节流缩孔的排汽端连接有第三高压加热器。

3.根据权利要求2所述的锅炉热力系统，其特征在于：

所述第一高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于所述第二高加新增抽汽节流缩孔的通流面积；

所述第二高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于所述第三高加新增抽汽节流缩孔的通流面积；

所述第三高加新增抽汽节流缩孔的通流面积大于所述除氧器新增抽汽节流缩孔的通流面积。

4.根据权利要求2所述的锅炉热力系统，其特征在于：

还包括新增抽汽关断门、压力表和温度计；

所述新增抽汽关断门连接于所述减温减压装置的进汽端与锅炉过热器的排汽端之间；

所述减温减压装置的排汽端连接所述压力表的第一端，所述压力表的第二端连接所述温度计的第一端，所述温度计的第二端再分别连接除氧器新增抽汽调整门、第三高加新增抽汽调整门、第二高加新增抽汽调整门和第一高加新增抽汽调整门。

5.根据权利要求2所述的锅炉热力系统，其特征在于：

所述汽轮机上还设置有第一汽轮机抽汽口，所述第一汽轮机抽汽口依次通过除氧器抽汽快关门和除氧器抽汽逆止门与除氧器连接；

所述汽轮机上还设置有第二汽轮机抽汽口，所述第二汽轮机抽汽口依次通过第一高加抽汽快关门和第一高加抽汽逆止门与第一高压加热器连接；

所述汽轮机上还设置有第三汽轮机抽汽口，所述第三汽轮机抽汽口依次通过第二高加抽汽快关门和第二高加抽汽逆止门与第二高压加热器连接；

所述汽轮机上还设置有第四汽轮机抽汽口，所述第四汽轮机抽汽口依次通过第三高加抽汽快关门和第三高加抽汽逆止门与第三高压加热器连接。

6.根据权利要求2所述的锅炉热力系统，其特征在于：

所述减温减压装置上还设置有减温水入口，所述减温水入口至少与所述锅炉、给水泵、第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器水侧中的一个进行连接。

7.一种用于权利要求2~6中任一项所述的锅炉热力系统的控制方法，其特征在于：

当锅炉的过热蒸汽压力大于第一阈值时，打开新增抽汽关断门，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第一设定值，同时打开除氧器新增抽汽调整门和除氧器新增抽汽逆止门，使除氧器工作；

当锅炉的过热蒸汽压力大于第二阈值时，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第二设定值，同时打开第三高加新增抽汽调整门和第三高加新增抽汽逆止门，使第三高压加热器工作；

当锅炉的过热蒸汽压力大于第三阈值时，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第三设定值，同时打开第二高加新增抽汽调整门和第二高加新增抽汽逆止门，使第二高压加热器工作；

当锅炉的过热蒸汽压力大于第四阈值时，通过减温减压装置控制过热蒸汽参数小于第四设定值，同时打开第一高加新增抽汽调整门和第一高加新增抽汽逆止门，使第一高压加热器工作。