CN112283690A - 防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统及方法 - Google Patents

防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统及方法 Download PDF

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王桂芳
杨忠灿
张喜来
姚伟
蒙毅
何红光
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Abstract

本发明公开了一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统及方法，系统包括炉水循环泵、汽水分离器、主储水罐、水冷壁中间混合集箱、水冷壁下联箱和省煤器。所述省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器依次管路连接，所述省煤器的省煤器入口管道连接给水管，所述汽水分离器气体出口连接至过热器；所述汽水分离器的液体出口、主储水罐和炉水循环泵依次连接并接至省煤器入口管道；所述水冷壁中间混合集箱通过旁路输水支管与旁路储水罐连接，旁路储水罐的出水口与炉水循环泵的入口连接。该系统能够避免因低负荷工质流量低造成的水冷壁超温及壁温大幅波动，缓解横向裂纹等问题。

Description

防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统及方法
技术领域
本发明属于燃煤火力发电厂设备安全技术领域，具体涉及一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统及方法。
背景技术
随着新能源比例不断提高，燃煤机组参与深度调峰，频繁升降负荷，水冷壁内工质参数波动频率及幅度变化较大、同屏水冷壁壁温偏差大，产生较大热应力，多台超(超)临界直流锅炉运行过程中由于疲劳应力造成水冷壁向火侧横向裂纹，甚至泄漏停炉，严重威胁机组的安全稳定性。
锅炉低负荷工况下炉膛火焰充满度较差，工质流量低，水动力特性变差，易发生水冷壁超温及壁温波动大的情况，尤其当直流锅炉湿态转干态时水冷壁超温及壁温波动大的现象较为突出。
目前技术主要通过降低过热度和改造水冷壁入口节流孔圈的方法，受炉内燃烧特性、负荷特性等影响，高温区域易转移至未改造区域，不能有效解决壁温超温及波动大的问题。
发明内容
针对现有技术的壁温超温及波动大的问题，本发明目的在于提供防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统及方法，该系统可以避免因低负荷工质流量低造成的水冷壁超温及壁温大幅波动，缓解水冷壁横向裂纹等问题。
为了实现上述目的，本发明装置采用的技术方案为：
一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，包括：炉水循环泵、省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱、汽水分离器、旁路输水支管、旁路储水罐、省煤器入口管道和主储水罐；
所述省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器依次通过管路连接，炉水循环泵的省煤器入口管道连接给水管，汽水分离器的气体出口连接至过热器；
所述汽水分离器的液体出口依次连接主储水罐和炉水循环泵；炉水循环泵的出水口连接省煤器入口管道；
所述水冷壁中间混合集箱连接有旁路输水支管，旁路输水支管与旁路储水罐连接，旁路储水罐的出口与炉水循环泵的进口连接。
作为本发明的进一步改进，所述水冷壁中间混合集箱包括前墙水冷壁中间混合集箱，左墙水冷壁中间混合集箱，后墙水冷壁中间混合集箱，右墙水冷壁中间混合集箱，四路旁路输水支管入口分别与前墙水冷壁中间混合集箱、左墙水冷壁中间混合集箱、后墙水冷壁中间混合集箱、右墙水冷壁中间混合集箱相连，四路旁路输水支管出口与旁路储水罐相连。
作为本发明的进一步改进，四路旁路输水支管上均设置有流量计和流量调节阀。
作为本发明的进一步改进，所述流量计和一个流量调节阀与远程控制器连接。
作为本发明的进一步改进，所述旁路储水罐通过旁路输水管道与炉水循环泵入口相连。
作为本发明的进一步改进，所述旁路输水管道上设置有旁路截止阀。
作为本发明的进一步改进，所述汽水分离器与炉水循环泵之间的原有管道上设置有截止阀。
作为本发明的进一步改进，所述炉水循环泵的出口管上设置有第一截止阀。
一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统的控制方法，包括以下步骤：
给水通过省煤器入口管道依次进入省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器；经过汽水分离器进入过热蒸汽加热系统；
水冷壁中间混合集箱还通过旁路输水支管收集湿态水进入旁路储水罐；
旁路储水罐的湿态水通过炉水循环泵泵入省煤器入口管道，与给水混合后水温升高，升温后的混合水进入省煤器，经省煤器加热后再次进入下炉膛水冷壁。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，由省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器依次管路连接，所述省煤器的省煤器入口管道连接给水管，所述汽水分离器气体出口连接至过热器；所述汽水分离器的液体出口、主储水罐和炉水循环泵依次连接并接至省煤器入口管道；所述水冷壁中间混合集箱通过旁路输水支管与旁路储水罐连接，旁路储水罐的出水口与炉水循环泵的入口连接。水冷壁中间混合集箱与炉水循环泵之间增设输水管道，将中间集箱部分湿态水输送至省煤器入口管道，与给水混合后进入省煤器，经省煤器加热后再次进入下炉膛水冷壁，增加下炉膛水冷壁的工质流量，避免因低负荷工质流量低造成的水冷壁超温及壁温大幅波动，缓解横向裂纹等问题。该系统能够避免因低负荷工质流量低造成的水冷壁超温及壁温大幅波动，缓解横向裂纹等问题。该系统结构简单，能够有效增加下炉膛水冷壁工质流量，减小超(超)临界直流锅炉低负荷水冷壁壁温波动幅度，提高机组安全稳定性。
进一步，本发明能够提高省煤入口水温，减少高压加热器抽汽量，提高机组经济性。
进一步，本发明能够提高省煤器出口烟温，缓解低负荷由于烟气温度过低造成的脱硝催化剂活性降低、脱硝效率低及氨逃逸高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种可防止低负荷炉膛下水冷壁超温的炉水再循环系统的结构示意图。
图中：1-炉水循环泵，2-前墙水冷壁中间混合集箱，3-左墙水冷壁中间混合集箱，4-后墙水冷壁中间混合集箱，5-右墙水冷壁中间混合集箱，6-旁路输水支管，7-流量计，8-流量调节阀，9-旁路储水罐，10-旁路输水管道，11-旁路截止阀，12-省煤器18入口管道，13-第一截止阀，14-第二截止阀，15-主储水罐，16-汽水分离器，17-水冷壁下联箱，18-省煤器。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供了一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，包括炉水循环泵1，前墙水冷壁中间混合集箱2，左墙水冷壁中间混合集箱3，后墙水冷壁中间混合集箱4，右墙水冷壁中间混合集箱5，旁路输水支管6，流量计7，流量调节阀8，旁路储水罐9，旁路输水管道10，旁路截止阀11，省煤器入口管道12，第一截止阀13，第二截止阀14，主储水罐15。
炉水循环泵1的入口与水冷壁中间混合集箱2/3/4/5相连，炉水循环泵的出口与省煤器入口管道12相连；
炉水循环泵1与水冷壁中间混合集箱之间的连通管道分为四路旁路输水支管6和1路旁路输水管道，4路旁路输水支管入口分别与前墙水冷壁中间混合集箱2、左墙水冷壁中间混合集箱3、后墙水冷壁中间混合集箱4、右墙水冷壁中间混合集箱5相连，支管出口与旁路储水罐9相连；旁路输水管道10进口与储水罐9相连，旁路输水管道10出口与炉水循环泵1入口相连。
本发明通过在水冷壁中间混合集箱与炉水循环泵之间增设输水管道，将中间集箱部分湿态水输送至省煤器18入口管道，与给水混合后进入省煤器18，经省煤器18加热后再次进入下炉膛水冷壁，增加下炉膛水冷壁的工质流量。
作为优选实施例，四路输水支管6上各装一个流量计7和一个流量调节阀8，用于调节四面墙水冷壁中间混合集箱至储水罐的水流量，储水罐与炉水循环泵之间的主管道上装一个旁路截止阀11。
本发明还可以实现远程自动化控制，如流量计7和一个流量调节阀8可以与远程控制器连接，实现远程监控和控制。
汽水分离器16与炉水循环泵之间的原有管道上加装一个截止阀14，低负荷系统投运时避免分离器中的工质进入炉水循环泵。
炉水循环泵1的出口通过输水管道与省煤器入口管道12相连，将水冷壁中间集箱湿态水引入省煤器入口管道12。能够提高省煤入口水温，减少高压加热器抽汽量，提高机组经济性。进一步，能够提高省煤器出口烟温，缓解低负荷由于烟气温度过低造成的脱硝催化剂活性降低、脱硝效率低及氨逃逸高的问题。
本发明的原理为：水冷壁中间混合集箱与炉水循环泵之间增设输水管道，将中间集箱部分湿态水输送至省煤器18入口管道，与给水混合后进入省煤器18，经省煤器18加热后再次进入下炉膛水冷壁，增加下炉膛水冷壁的工质流量，避免因低负荷工质流量低造成的水冷壁超温及壁温大幅波动，缓解横向裂纹等问题。
本发明还提供一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统的控制方法，包括以下步骤：
给水通过省煤器入口管道12依次进入省煤器18、水冷壁下联箱17、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器16；经过汽水分离器16后进入过热蒸汽加热系统；
水冷壁中间混合集箱还通过旁路输水支管6收集湿态水进入旁路储水罐9；
旁路储水罐9的湿态水通过炉水循环泵1泵入省煤器入口管道12，与给水混合后水温升高，升温后的混合水进入省煤器18，经省煤器18加热后再次进入下炉膛水冷壁。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，包括：炉水循环泵、省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱、汽水分离器、旁路输水支管、旁路储水罐、省煤器入口管道和主储水罐；
所述省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器依次通过管路连接，炉水循环泵的省煤器入口管道连接给水管，汽水分离器的气体出口连接至过热器；
所述汽水分离器的液体出口依次连接主储水罐和炉水循环泵；炉水循环泵的出水口连接省煤器入口管道；
所述水冷壁中间混合集箱连接有旁路输水支管，旁路输水支管与旁路储水罐连接，旁路储水罐的出口与炉水循环泵的进口连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，所述水冷壁中间混合集箱包括前墙水冷壁中间混合集箱，左墙水冷壁中间混合集箱，后墙水冷壁中间混合集箱，右墙水冷壁中间混合集箱，四路旁路输水支管入口分别与前墙水冷壁中间混合集箱、左墙水冷壁中间混合集箱、后墙水冷壁中间混合集箱、右墙水冷壁中间混合集箱相连，四路旁路输水支管出口与旁路储水罐相连。
3.根据权利要求2所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，四路旁路输水支管上均设置有流量计和流量调节阀。
4.根据权利要求3所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，所述流量计和一个流量调节阀与远程控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，所述旁路储水罐通过旁路输水管道与炉水循环泵入口相连。
6.根据权利要求5所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，所述旁路输水管道上设置有旁路截止阀。
7.根据权利要求1所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，所述汽水分离器与炉水循环泵之间的原有管道上设置有截止阀。
8.根据权利要求1所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统，其特征在于，所述炉水循环泵的出口管上设置有第一截止阀。
9.权利要求1至8任意一项所述的一种防止低负荷下炉膛水冷壁超温的炉水再循环系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
给水通过省煤器入口管道依次进入省煤器、水冷壁下联箱、水冷壁中间混合集箱和汽水分离器；经过汽水分离器进入过热蒸汽加热系统；
水冷壁中间混合集箱还通过旁路输水支管收集湿态水进入旁路储水罐；
旁路储水罐的湿态水通过炉水循环泵泵入省煤器入口管道，与给水混合后水温升高，升温后的混合水进入省煤器，经省煤器加热后再次进入下炉膛水冷壁。
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