CN112682771B - 一种w型火焰二次再热超超临界锅炉及汽温调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，从炉膛出口向水平烟道方向依次布置屏式过热器、沿锅炉宽度方向并列布置的一次/二次中温再热器、高温过热器、沿锅炉宽度方向并列布置的一次/二次高温再热器；尾部烟道分为前烟道和后烟道，前烟道沿锅炉宽度方向并列布置有一次/二次低温再热器，前烟道的下方对应布置出口烟气调节挡板，后烟道布置低温过热器和省煤器，省煤器下方布置有出口烟气调节挡板，通过对出口烟气调节挡板的开度调节以调节前后烟道的烟气份额，从而调节再热汽温。本发明提出的锅炉受热面的布置方案及汽温的调节方式，能够满足W型火焰二次再热超超临界的技术要求，为后续此类型的超超临界锅炉的发展提供一种思路。

Description

一种W型火焰二次再热超超临界锅炉及汽温调节方法

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，具体为一种W型火焰二次再热超超临界锅炉及汽温调节方法。

背景技术

目前π型锅炉和塔式锅炉参数最高都已发展至高效超超临界二次再热参数，但W火焰锅炉目前投运的最高参数为超临界一次再热参数，严重限制了W火焰锅炉机组的经济性。针对W火焰二次再热超超临界锅炉的发展，目前水冷壁水动力安全及燃用高硫煤时高温受热面容易高温腐蚀的等相关问题已经取得了一些进展，然而现有技术中并没有提出一种可行性强的高效的W型火焰二次再热超超临界锅炉的布置方式。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述存在的问题，提供一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，公开了一种可行且高效的锅炉布置方式，同时本发明还公开了该类型锅炉的汽温调节方法。

本发明的技术内容如下：

一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，包括依次连通的炉膛、水平烟道及尾部烟道；

从炉膛出口向水平烟道方向依次布置屏式过热器、沿锅炉宽度方向并列布置的一次中温再热器和二次中温再热器、高温过热器、沿锅炉宽度方向并列布置的一次高温再热器和二次高温再热器；

尾部烟道分为前烟道和后烟道，前烟道沿锅炉宽度方向并列布置有一次低温再热器和二次低温再热器，前烟道的下方对应布置有一次低温再热器侧出口烟气调节挡板和二次低温再热器侧出口烟气调节挡板，后烟道布置低温过热器和省煤器，后烟道省煤器下方布置有低温过热器侧出口烟气调节挡板。

在本发明的W型火焰二次再热超超临界锅炉的一个具体实施例中，所述一次中温再热器、一次高温再热器及一次低温再热器在锅炉中依次交错布置，所述二次中温再热器、二次高温再热器及二次低温再热器在锅炉中依次交错布置。

在本发明的W型火焰二次再热超超临界锅炉的一个具体实施例中，所述前烟道的再热器下方与烟气调节挡板之间设置有省煤器。

在本发明的W型火焰二次再热超超临界锅炉的一个具体实施例中，所述一次低温再热器、二次低温再热器和低温过热器受热面呈“品”字形布置。

在本发明的W型火焰二次再热超超临界锅炉的一个具体实施例中，锅炉内的蒸汽流程如下：从顶棚和包墙来的过热蒸汽，依次经过低温过热器、屏式过热器、高温过热器，然后进入汽轮机超高压缸；从汽轮机超高压缸来的蒸汽依次经过一次低温再热器、一次中温再热器、一次高温再热器，然后进入汽轮机高压缸；从汽轮机高压缸来的蒸汽依次经过二次低温再热器、二次中温再热器、二次高温再热器，然后进入汽轮机中压缸。

本发明还包括一种二次再热超超临界锅炉的汽温调节方法，锅炉尾部烟道采用前后双烟道，在前烟道和后烟道分别设置调节挡板，通过两侧挡板开度来调节前后烟道的烟气份额以调节再热汽温。

在本发明的汽温调节方法的一个具体实施例中，所述前烟道分别布置有一次低温再热器和二次低温再热器，后烟道布置有低温过热器，且在烟道出口布置有可分别调节一次低温再热器、二次低温再热器和低温过热器的烟气份额的调节挡板。

进一步地，当一次再热出口汽温和二次再热出口汽温均高于设计值时，开大低温过热器侧的调节挡板和/或开小一次低温再热器和二次低温再热器侧的调节挡板。

进一步地，当一次再热出口汽温和二次再热出口汽温一个高于设计值另一个低于设计值时，调节一次低温再热器和二次低温再热器侧的调节挡板的开度使两者温度趋于设计值。

由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：本专利提出一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，并提出此锅炉受热面的布置方案，合理化利用了锅炉内部空间，减少了蒸汽的受热温差，能够有效控制各级受热面的吸热量，能够满足高温级受热面壁温的控制要求，是一种精确可控、节能高效且可实施性强的方案；本专利还提供了一种汽温的调节方式，通过受热面的布置形式与尾部烟道设计相结合，能够方便快速的调节汽温，解决了二次再热机组汽温调节的难题；总体而言，本专利为后续W型火焰二次再热超超临界锅炉的发展提供一种思路。

附图说明

附图1是实施例1的锅炉总图示意图；

附图2是附图1中A向第一分布方式的仅示再热器布置位置的视图；

附图3是附图1中A向第二分布方式的仅示再热器布置位置的视图；

附图4是附图1中B向第一分布方式的仅示尾部烟道烟气调节挡板布置位置的视图；

附图5是附图1中B向第二分布方式的仅示尾部烟道烟气调节挡板布置位置的视图；

附图说明：1、炉膛；2、低温过热器；3、屏式过热器；4、高温过热器；5、一次低温再热器；6、二次低温再热器；7、一次中温再热器；8、二次中温再热器；9、一次高温再热器；10、二次高温再热器；11、省煤器；12、一次低温再热器侧出口烟气调节挡板；13、二次低温再热器侧出口烟气调节挡板；14、低温过热器侧出口烟气调节挡板、15、后竖井前包墙；16、后竖井中隔墙；17、后竖井后包墙、18、后竖井侧包墙、19、前烟道；20、后烟道。

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。

实施例

如图1所示，一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，包括依次连通的炉膛1、水平烟道及尾部烟道；从炉膛出口向水平烟道方向依次布置屏式过热器3、沿锅炉宽度方向并列布置的一次中温再热器7和二次中温再热器8、高温过热器4、沿锅炉宽度方向并列布置的一次高温再热器9和二次高温再热器10；

尾部烟道为双烟道，分为前烟道19和后烟道20，前烟道19沿锅炉宽度方向并列布置有一次低温再热器5和二次低温再热器6，前烟道19的下方对应布置有一次低温再热器侧出口烟气调节挡板12和二次低温再热器侧出口烟气调节挡板13，后烟道20布置低温过热器2和省煤器11，后烟道20的省煤器11下方布置有低温过热器侧出口烟气调节挡板13。作为选择，前烟道19和后烟道20可同时布置省煤器11，也可单侧布置省煤器11，即前烟道19的再热器下方与烟气调节挡板之间同样可再设置一个省煤器11，以进一步提高热量利用效率。

如图2～图3所示，作为优选，一次中温再热器7、一次高温再热器9及一次低温再热器5在锅炉中依次交错布置，由于是沿锅炉宽度方向并列设置，因此相应的，二次中温再热器8、二次高温再热器10及二次低温再热器6在锅炉中同样是依次交错布置。通过交错布置，优化蒸汽的运行流程，减少由于锅炉宽度方向烟温偏差引起的气温偏差。图2与图3示出了两种布置方式，即一次中温再热器7可布置在锅炉左侧也可布置在锅炉右侧，相应的其余的中温再热器、低温再热器和高温再热器进行调整，以满足交错布置的要求。

图4和图5示出了尾部烟道烟气调节挡板布置位置的两种不同分布方式，即根据上述的一次低温再热器和二次低温再热器的安装位置，相应的，一次低温再热器侧出口烟气调节挡板12和二次低温再热器侧出口烟气调节挡板13也随之调整。另外，作为本实施例的一个优选方案，一次低温再热器、二次低温再热器和低温过热器受热面呈“品”字形布置，即从锅炉炉顶向下看，低温过热器、一次低温再热器、二次低温再热器形成一个“品”字形。由于W型炉锅炉宽度较大，根据低温过热器、一次低温再热器、二次低温再热器的吸热量，尾部烟道中按照品字形布置3个受热面是完全可行。同时，低温过热器、一次低温再热器、二次低温再热器分别布置在3个烟道中，3个烟道的烟气量可分别调节，3个受热面的吸热量可分别调节，有利于再热汽温达到设定汽温。

采用本实施例的锅炉设计，锅炉内的蒸汽流程如下：从顶棚和包墙来的过热蒸汽，依次经过低温过热器2、屏式过热器3、高温过热器4，然后进入汽轮机超高压缸；从汽轮机超高压缸来的蒸汽依次经过一次低温再热器5、一次中温再热器7、一次高温再热器9，然后进入汽轮机高压缸；从汽轮机高压缸来的蒸汽依次经过二次低温再热器6、二次中温再热器8、二次高温再热器10，然后进入汽轮机中压缸。由此，采用上述设计，实现了锅炉内的蒸汽达到超超临界的状态，相对于W型火焰的超临界锅炉，超超临界具有显著的节能和改善环境的效果。本实施例的锅炉布置形式合理化利用了锅炉内部空间，减少了蒸汽的受热温差，能够有效控制各级受热面的吸热量，能够满足高温级受热面壁温的控制要求；总体而言，本发明提出的W型火焰的二次再热超超临界锅炉的布置方案，具有精确可控、节能高效且可实施性强的优势。

基于上述的锅炉尾部烟道设计形式，本实施例还提供一种二次再热超超临界锅炉的汽温调节方法，通过尾部烟道两侧挡板的开度来调节前后烟道的烟气份额以调节再热汽温。具体的，通过一次低温再热器侧出口烟气调节挡板12调节一次低温再热器的烟气份额，通过二次低温再热器侧出口烟气调节挡板13调节二次低温再热器的烟气份额，通过低温过热器侧出口烟气调节挡板14调节低温过热器2的烟气份额。为便于说明，分别以T1和T2代表一次再热出口汽温和二次再热出口汽温。在运行中，当T1和T2同时高于设计值时，通过开大低温过热器侧出口烟气调节挡板14和/或开小一次低温再热器侧出口烟气调节挡板12及二次低温再热器侧出口烟气调节挡板13，减小一次低温再热器5和二次低温再热器6的吸热量，从而达到减小T1和T2的目的。反之，则反向操作。当T1和T2一个高于设计值、一个低于设计值时，则通过调节一次低温再热器侧出口烟气调节挡板12及二次低温再热器侧出口烟气调节挡板13，来调节一次低温再热器5和二次低温再热器6的吸热量，从而达到T1和T2均趋于设计值。采用本实施例受热面设计与尾部烟道两侧设计挡板的形式相结合，能够方便快速的调节汽温，解决了二次再热机组汽温调节的难题。应当知晓，本实施例提供的二次再热超超临界锅炉的汽温调节方法，不仅适用于W型锅炉，也适用于其它具有类似调节需求的锅炉。

本实施例提出一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，并提出此锅炉受热面的布置方案及汽温的调节方式，为后续W型火焰二次再热超超临界锅炉的发展提供一种思路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种W型火焰二次再热超超临界锅炉，其特征在于，包括依次连通的炉膛、水平烟道及尾部烟道；

从炉膛出口向水平烟道方向依次布置屏式过热器、沿锅炉宽度方向并列布置的一次中温再热器和二次中温再热器、高温过热器、沿锅炉宽度方向并列布置的一次高温再热器和二次高温再热器；

尾部烟道分为前烟道和后烟道，前烟道沿锅炉宽度方向并列布置有一次低温再热器和二次低温再热器，前烟道的下方对应布置有一次低温再热器侧出口烟气调节挡板和二次低温再热器侧出口烟气调节挡板，后烟道布置低温过热器和省煤器，后烟道省煤器下方布置有低温过热器侧出口烟气调节挡板；

所述一次中温再热器、一次高温再热器及一次低温再热器在锅炉中依次交错布置，所述二次中温再热器、二次高温再热器及二次低温再热器在锅炉中依次交错布置；

所述一次低温再热器、二次低温再热器和低温过热器受热面呈“品”字形布置。

2.根据权利要求1所述的W型火焰二次再热超超临界锅炉，其特征在于，所述前烟道的再热器下方与烟气调节挡板之间设置有省煤器。

3.根据权利要求1或2所述的W型火焰二次再热超超临界锅炉，其特征在于，锅炉内的蒸汽流程如下：从顶棚和包墙来的过热蒸汽，依次经过低温过热器、屏式过热器、高温过热器，然后进入汽轮机超高压缸；从汽轮机超高压缸来的蒸汽依次经过一次低温再热器、一次中温再热器、一次高温再热器，然后进入汽轮机高压缸；从汽轮机高压缸来的蒸汽依次经过二次低温再热器、二次中温再热器、二次高温再热器，然后进入汽轮机中压缸。

4.一种根据权利要求1所述的W型火焰二次再热超超临界锅炉的汽温调节方法，其特征在于，锅炉尾部烟道采用前后双烟道，在前烟道和后烟道分别设置调节挡板，通过两侧挡板开度来调节前后烟道的烟气份额以调节再热汽温；

所述前烟道分别布置有一次低温再热器和二次低温再热器，后烟道布置有低温过热器，且在烟道出口布置有可分别调节一次低温再热器、二次低温再热器和低温过热器的烟气份额的调节挡板。

5.根据权利要求4所述的汽温调节方法，其特征在于，当一次再热出口汽温和二次再热出口汽温均高于设计值时，开大低温过热器侧的调节挡板和/或开小一次低温再热器和二次低温再热器侧的调节挡板。

6.根据权利要求4所述的汽温调节方法，其特征在于，当一次再热出口汽温和二次再热出口汽温一个高于设计值另一个低于设计值时，调节一次低温再热器和二次低温再热器侧的调节挡板的开度使两者温度趋于设计值。

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