CN114151778B - 一种大修不停炉的锅炉结构及停炉切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉技术领域，具体为一种大修不停炉的锅炉结构及停炉切换方法，其能够在大修时不用停炉，保证锅炉持续运作，减少经济损失，其锅炉包括第一尾部烟道和第二尾部烟道，第一尾部烟道上端和第二尾部烟道上端通过烟气管道连通，第一尾部烟道与烟气通道的连接处设置有烟气挡板门，第一尾部烟道的进口集箱通过第一阀门连接进水主管、通过第二阀门和第一进水支管连接第二尾部烟道的出口集箱，第二尾部烟道的进口集箱通过第三阀门连接进水主管、通过第四阀门和第二进水支管连接第一尾部烟道的出口集箱，第一尾部烟道的出口集箱和第二尾部烟道的出口集箱分别通过第五阀门、第六阀门连接出水主管。

Description

一种大修不停炉的锅炉结构及停炉切换方法

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，具体为一种大修不停炉的锅炉结构及停炉切换方法。

背景技术

锅炉一般运行一段时间就需要大修，锅炉中大修期间需要替换的结构是锅炉内的蛇行管及其他管束，一般是因为磨损，低温、高温腐蚀引起的管壁厚变薄，进一步发展为泄露或爆管，大修的目的是发现这些变薄的管道及时替换。

在大修期间整个电厂就会停工，一般大修需要几个月的时间，在这几个月时间内没有产出，开销不会减少甚至增多，造成很大的经济损失。而且，在船用核电锅炉系统中，需要保证连续运行，现有的锅炉系统无法满足使用需求。

发明内容

为了解决现有锅炉大修时需要停炉，造成很大经济损失，无法满足船用核电锅炉系统需求的问题，本发明提供了一种大修不停炉的锅炉结构，其能够在大修时不用停炉，保证锅炉持续运作，减少经济损失，适用于船用核电锅炉系统，同时，本发明还提供了一种大修不停炉的锅炉停炉切换方法。

其技术方案是这样的：一种大修不停炉的锅炉结构，其包括锅炉，所述锅炉包括水平烟道和尾部烟道，所述尾部烟道内安装有受热面，所述受热面包括上端连接出口集箱、下端连接进口集箱的受热面管，其特征在于，所述尾部烟道包括第一尾部烟道和第二尾部烟道，所述第一尾部烟道上端和所述第二尾部烟道上端通过烟气管道连通，所述第一尾部烟道与所述烟气管道的连接处设置有烟气挡板门，所述第一尾部烟道的进口集箱通过第一阀门连接进水主管、通过第二阀门和第一进水支管连接所述第二尾部烟道的出口集箱，所述第二尾部烟道的进口集箱通过第三阀门连接所述进水主管、通过第四阀门和第二进水支管连接所述第一尾部烟道的出口集箱，所述第一尾部烟道的出口集箱和所述第二尾部烟道的出口集箱分别通过第五阀门、第六阀门连接出水主管，所述第一进水支管、第二进水支管上分别安装有第七阀门和第八阀门；所述第一尾部烟道和所述第二尾部烟道的烟气出口处均设置有烟气出口阀门，所述第一尾部烟道和所述第二尾部烟道的进水集箱分别连接第九阀门和第十阀门。

一种大修不停炉的锅炉停炉切换方法，其特征在于，当第一尾部烟道内的受热面管需要维修时，将原本正在工作的第一尾部烟道内的受热面切换成第二尾部烟道内的受热面工作，切换步骤如下：

（1）形成进水并联：打开第七阀门，再将第三阀门缓慢开启，等到第二尾部烟道的受热面管内的气体从第七阀门排除完毕后关掉第七阀门，将第三阀门完全开启，然后将第二阀门打开，此时形成了从进水到第一尾部烟道的进口集箱的并联水路，一路是从进水经第一阀门到第一尾部烟道的进口集箱，一路是从进水经第三阀门、进第二尾部烟道的进口集箱，第二尾部烟道的受热面、第二尾部烟道的出口集箱、第二阀门到第一尾部烟道的进口集箱，并联进水的第一尾部烟道的进口集箱中水流经第一尾部烟道的受热面加热后，经第五阀门最后到出水主管；

（2）形成第一尾部烟道的受热面和第二尾部烟道的受热面的串联水路：缓慢关闭第一阀门，等到第一阀门关闭后，水从进水主管，流经第三阀门、第二尾部烟道的进口集箱、第二尾部烟道的受热面、第二尾部烟道的出口集箱、第二阀门、第一尾部烟道的进口集箱、第一尾部烟道的受热面、第一尾部烟道的出口集箱、第五阀门到出水主管；

（3）将热烟气路径从第一尾部烟道的受热面切换到第二尾部烟道的受热面：将烟气挡板门缓慢的从关闭烟气管道的位置切换到关闭第一尾部烟道的位置；

（4）从受热面串联经出水主管并联：缓慢开启第六阀门，开启完成后，水路从第二尾部烟道的出口集箱到出水主管就形成了并联水路，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第二阀门、第一尾部烟道的进口集箱、第一尾部烟道的受热面、第一尾部烟道的出口集箱、第五阀门到出水主管，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第六阀门到出水主管，此时水路路线为进水主管到第三阀门、第二尾部烟道的进口集箱、第二尾部烟道的受热面、第二尾部烟道的出口集箱，此处分为两路并联，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第二阀门、第一尾部烟道的进口集箱、第一尾部烟道的受热面、第一尾部烟道的出口集箱、第五阀门到出水主管，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第六阀门到出水主管；

（5）完成水路从第一尾部烟道的受热面到第二尾部烟道的受热面的切换：缓慢关闭第二阀门，锅炉工况稳定后再关闭第五阀门，待第一尾部烟道的受热面冷却后关闭第一尾部烟道的烟气出口阀门，开启第一尾部烟道的进口集箱的第九阀门放水后，第一尾部烟道的受热面就脱离了锅炉系统，第一尾部烟道的进口集箱和第一尾部烟道的出口集箱之间的受热面烟道就可以进行检修更换作业了。

采用本发明后，可以实现不停炉切换，切换时，阀门缓慢开启关闭，系统中的烟气流量、压力、温度和水管内水的流量、压力、温度连续变化，从而使锅炉的运行调节系统能随之调整工作状态满足整个锅炉平稳运行的要求，而且切换过程中，烟气全部流经受热面，而且与热烟气接触的受热面是增加的，不会降低锅炉的热效率，反而因受热面的增加，使排烟温度降低一定程度上提高了锅炉的热效率，烟气流量不变，水管内的水流量不变，虽然受热面与热烟气接触面积变化大，但水管内的出水温度变化范围不大而且峰值恒定，这样整体锅炉的调节系统能够适应这些变化，保证了整个锅炉在切换过程中的平稳运行，减少了经济损失，适用于船用核电锅炉系统。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A处放大示意图。

具体实施方式

见图1，图2所示，一种大修不停炉的锅炉结构，其包括锅炉1，锅炉包括水平烟道2和尾部烟道，尾部烟道内安装有受热面，受热面包括上端连接出口集箱、下端连接进口集箱的受热面管，尾部烟道包括第一尾部烟道3和第二尾部烟道4，第一尾部烟道3上端和第二尾部烟道4上端通过烟气管道5连通，第一尾部烟道3与烟气管道5的连接处设置有烟气挡板门6，第一尾部烟道3的进口集箱7通过第一阀门8连接进水主管9、通过第二阀门10和第一进水支管11连接第二尾部烟道4的出口集箱12，第二尾部烟道4的进口集箱13通过第三阀门14连接进水主管9、通过第四阀门15和第二进水支管16连接第一尾部烟道3的出口集箱17，第一尾部烟道3的出口集箱17和第二尾部烟道4的出口集箱12分别通过第五阀门18、第六阀门19连接出水主管20，第一进水支管11、第二进水支管16上分别安装有第七阀门25和第八阀门26。

第一尾部烟道3的受热面正常工作时，烟气挡板门6在垂直位置，关闭烟气管道5，烟气出口阀门22开启，烟气出口阀门21关闭，烟气从上进入，流经第一尾部烟道3的受热面后从烟气出口阀门22流出，进入烟气处理系统及烟囱；水管路中的第一阀门8和第五阀门18开启，阀门第三阀门14、第二阀门10、第四阀门15、第七阀门25、第八阀门26、第九阀门23第十阀门24关闭，水从下部进入，流经第一阀门8，进入第一尾部烟道3的受热面，加热后流经第五阀门18后流出。。

当第一尾部烟道3内的受热面管需要维修时，将原本正在工作的第一尾部烟道3内的受热面切换成第二尾部烟道4内的受热面工作，切换步骤如下：

（1）形成进水并联：打开第七阀门25，再将第三阀门14缓慢开启，等到第二尾部烟道4的受热面管内的气体从第七阀门25排除完毕后关掉第七阀门25，将第三阀门14完全开启，然后将第二阀门10打开，此时形成了从进水到第一尾部烟道3的进口集箱7的并联水路，一路是从进水经第一阀门8到第一尾部烟道3的进口集箱7，一路是从进水经第三阀门14、进第二尾部烟道4的进口集箱13，第二尾部烟道4的受热面、第二尾部烟道4的出口集箱12、第二阀门10到第一尾部烟道3的进口集箱7，并联进水的第一尾部烟道3的进口集箱7中水流经第一尾部烟道3的受热面加热后，经第五阀门18最后到出水主管20；

（2）形成第一尾部烟道3的受热面和第二尾部烟道4的受热面的串联水路：缓慢关闭第一阀门8，等到第一阀门8关闭后，水从进水主管9，流经第三阀门14、第二尾部烟道4的受热面、第二尾部烟道4的出口集箱12、第二阀门10、第二尾部烟道4的进口集箱13、第一尾部烟道3的受热面、第一尾部烟道3的出口集箱17、第五阀门18到出水主管20；

（3）将热烟气路径从第一尾部烟道3的受热面切换到第二尾部烟道4的受热面：将烟气挡板门6缓慢的从关闭烟气管道5的位置切换到关闭第一尾部烟道3的位置；即图中烟气挡板门6从垂直位置切换到水平位置。缓慢的烟气挡板门6位置，能减少对第二尾部烟道4的热冲击，同时也能减少因第一尾部烟道3的受热面和第二尾部烟道4受热面的吸热变化对锅炉蒸汽品质的影响，在烟气挡板门6未完成切换时，热烟气是通过并联路径分别经第一尾部烟道3的受热面和第二尾部烟道4受热面然后流出到烟囱的，对单个受热面，烟气量减少，烟气流速降低，受热面大幅增加，出水主管的水温会变化很大，但因缓慢的切换其温度变化是连续的，锅炉通过正常的调节，能够保持锅炉整体的正常运行。烟气路径切换到位后，热烟气改为流经第二尾部烟道4的受热面后经烟气出口阀门21到烟囱。此时受热面的吸热系统仍然是串联水路，只不过是从烟气路径切换前的第一尾部烟道3的受热面吸热，经两个同时吸热，最后变成第二尾部烟道4的受热面吸热，与切换前的第一尾部烟道3的受热面吸热工况基本一致；

（4）从受热面串联经出水主管并联：缓慢开启第六阀门19，开启完成后，水路从第二尾部烟道4的出口集箱12到出水主管20就形成了并联水路，一路从第二尾部烟道4的出口集箱12经第二阀门10、第一尾部烟道3的进口集箱7、第一尾部烟道3的受热面、第一尾部烟道3的出口集箱17、第五阀门18到出水主管20，一路从第二尾部烟道4的出口集箱12经第六阀门19到出水主管20，此时水路路线为进水主管9到第三阀门14、第二尾部烟道4的进口集箱13、第二尾部烟道4的受热面、第二尾部烟道4的出口集箱12，此处分为两路并联，一路从第二尾部烟道4的出口集箱12经第二阀门10、第一尾部烟道3的进口集箱、第一尾部烟道3的受热面、第一尾部烟道3的出口集箱17、第五阀门18到出水主管20，一路从第二尾部烟道4的出口集箱12经第六阀门19到出水主管20；

（5）完成水路从第一尾部烟道3的受热面到第二尾部烟道4的受热面的切换：缓慢关闭第二阀门10，锅炉工况稳定后再关闭第五阀门18，待第一尾部烟道3的受热面冷却后关闭第一尾部烟道3的烟气出口阀门22，开启第一尾部烟道3的进口集箱7的第九阀门23放水后，第一尾部烟道3的受热面就脱离了锅炉系统，第一尾部烟道3的进口集箱7和第一尾部烟道3的出口集箱17之间的受热面烟道就可以进行检修更换作业了。

当第二尾部烟道4的受热面正常工作一段时间后，需要切换回第一尾部烟道3的受热面时，切换操作与上述的步骤类似，只是阀门对应调整一下，在此不做赘述。

本发明具有如下优点：

本切换系统中的阀门能缓慢开启关闭，系统中的烟气流量、压力、温度和水管内水的流量、压力、温度连续变化，从而使锅炉的运行调节系统能随之调整工作状态满足整个锅炉平稳运行的要求；

本切换系统，在切换过程中，烟气全部流经受热面，而且与热烟气接触的受热面是增加的，所以切换过程中，不会降低锅炉的热效率，反而因受热面的增加，使排烟温度降低一定程度上提高了锅炉的热效率；

本切换系统，在切换过程中，烟气流量不变，水管内的水流量不变，虽然受热面与热烟气接触面积变化大，但水管内的出水温度变化范围不大而且峰值恒定，这样整体锅炉的调节系统能够适应这些变化，保证整个锅炉在切换过程中的平稳运行；

本切换系统在热烟气切换过程中，两受热面处于串联状态，热烟气全部流经受热面，受热面中加热后的水全部从出水口进入到锅炉系统中，因而不会产生额外的热损失。

Claims (2)

1.一种大修不停炉的锅炉结构，其包括锅炉，所述锅炉包括水平烟道和尾部烟道，所述尾部烟道内安装有受热面，所述受热面包括上端连接出口集箱、下端连接进口集箱的受热面管，其特征在于，所述尾部烟道包括第一尾部烟道和第二尾部烟道，所述第一尾部烟道上端和所述第二尾部烟道上端通过烟气管道连通，所述第一尾部烟道与所述烟气管道的连接处设置有烟气挡板门，所述第一尾部烟道的进口集箱通过第一阀门连接进水主管、通过第二阀门和第一进水支管连接所述第二尾部烟道的出口集箱，所述第二尾部烟道的进口集箱通过第三阀门连接所述进水主管、通过第四阀门和第二进水支管连接所述第一尾部烟道的出口集箱，所述第一尾部烟道的出口集箱和所述第二尾部烟道的出口集箱分别通过第五阀门、第六阀门连接出水主管，所述第一进水支管、第二进水支管上分别安装有第七阀门和第八阀门；所述第一尾部烟道和所述第二尾部烟道的烟气出口处均设置有烟气出口阀门，所述第一尾部烟道和所述第二尾部烟道的进水集箱分别连接第九阀门和第十阀门。

2.一种采用权利要求1所述的大修不停炉的锅炉结构的停炉切换方法，其特征在于，当第一尾部烟道内的受热面管需要维修时，将原本正在工作的第一尾部烟道内的受热面切换成第二尾部烟道内的受热面工作，切换步骤如下：

（1）形成进水并联：打开第七阀门，再将第三阀门缓慢开启，等到第二尾部烟道的受热面管内的气体从第七阀门排除完毕后关掉第七阀门，将第三阀门完全开启，然后将第二阀门打开，此时形成了从进水到第一尾部烟道的进口集箱的并联水路，一路是从进水经第一阀门到第一尾部烟道的进口集箱，一路是从进水经第三阀门、进第二尾部烟道的进口集箱，第二尾部烟道的受热面、第二尾部烟道的出口集箱、第二阀门到第一尾部烟道的进口集箱，并联进水的第一尾部烟道的进口集箱中水流经第一尾部烟道的受热面加热后，经第五阀门最后到出水主管；

（2）形成第一尾部烟道的受热面和第二尾部烟道的受热面的串联水路：缓慢关闭第一阀门，等到第一阀门关闭后，水从进水主管，流经第三阀门、第二尾部烟道的进口集箱、第二尾部烟道的受热面、第二尾部烟道的出口集箱、第二阀门、第一尾部烟道的进口集箱、第一尾部烟道的受热面、第一尾部烟道的出口集箱、第五阀门到出水主管；

（3）将热烟气路径从第一尾部烟道的受热面切换到第二尾部烟道的受热面：将烟气挡板门缓慢的从关闭烟气管道的位置切换到关闭第一尾部烟道的位置；

（4）从受热面串联经出水主管并联：缓慢开启第六阀门，开启完成后，水路从第二尾部烟道的出口集箱到出水主管就形成了并联水路，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第二阀门、第一尾部烟道的进口集箱、第一尾部烟道的受热面、第一尾部烟道的出口集箱、第五阀门到出水主管，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第六阀门到出水主管，此时水路路线为进水主管到第三阀门、第二尾部烟道的进口集箱、第二尾部烟道的受热面、第二尾部烟道的出口集箱，此处分为两路并联，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第二阀门、第一尾部烟道的进口集箱、第一尾部烟道的受热面、第一尾部烟道的出口集箱、第五阀门到出水主管，一路从第二尾部烟道的出口集箱经第六阀门到出水主管；

（5）完成水路从第一尾部烟道的受热面到第二尾部烟道的受热面的切换：缓慢关闭第二阀门，锅炉工况稳定后再关闭第五阀门，待第一尾部烟道的受热面冷却后关闭第一尾部烟道的烟气出口阀门，开启第一尾部烟道的进口集箱的第九阀门放水后，第一尾部烟道的受热面就脱离了锅炉系统，第一尾部烟道的进口集箱和第一尾部烟道的出口集箱之间的受热面烟道就可以进行检修更换作业了。