CN114576607B

CN114576607B - 一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统及方法

Info

Publication number: CN114576607B
Application number: CN202210229402.3A
Authority: CN
Inventors: 许杨杨; 尹朝强; 潘绍成; 刘宇钢; 易泽中; 曾洁; 冉燊铭; 莫春鸿
Original assignee: Dongfang Boiler Group Co Ltd
Current assignee: Dongfang Boiler Group Co Ltd
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2042-03-09
Also published as: CN114576607A

Abstract

本发明涉及锅炉顶棚包墙汽水流程技术领域，公开了一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统及方法，该实现系统，包括沿工质流向方向依次连通的汽水分离器B、顶棚入口集箱B，顶棚入口集箱B能全部引入从汽水分离器B流出的工质。本发明解决了现有技术存在的工质质量流速低、流程长、汽水连接管复杂等问题。

Description

一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统及方法

技术领域

本发明涉及锅炉顶棚包墙汽水流程技术领域，具体是一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统及方法。

背景技术

常规超临界参数锅炉容量为350MW～1000MW，锅炉技术一方面朝着高参数、大型化发展，另一方面朝着小容量高参数发展，目前100MW～150MW容量等级的小容量超临界锅炉已应运而生。

常规的一次再热Π型超临界参数锅炉顶棚包墙汽水流程如附图1所示。从汽水分离器分离出的过热蒸汽分为两路，一路通过连接管引入顶棚入口集箱，通过覆盖在锅炉顶部的顶棚过热器，至顶棚出口集箱，再通过多根顶棚至包墙连接管，送至锅炉尾部后竖井包墙上集箱，蒸汽流经前包墙过热器、中隔墙过热器、后包墙过热器、侧包墙过热器，从后竖井包墙下集箱经过过热器、再热器吊挂管送至吊挂管上集箱，在通过低过入口连接管送至低过进口集箱。另一路从汽水分离器分离出的过热蒸汽通过连接管直接送至水平烟道侧包墙上集箱，通过水平烟道侧包墙过热器至水平烟道侧包墙下集箱，再通过连接管送至低过进口集箱。

对于小容量超临界锅炉，若采用典型的一次再热Π型超临界锅炉顶棚包墙汽水流程，工质质量流速低，同时流程长、汽水连接管复杂。本发明旨在形成一种安全、经济的适用于小容量超临界锅炉顶棚及包墙过热器汽水流程结构，保障小容量超临界锅炉安全、经济可靠运行。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统及方法，解决现有技术存在的工质质量流速低、流程长、汽水连接管复杂等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统，包括沿工质流向方向依次连通的汽水分离器B、顶棚入口集箱B，顶棚入口集箱B能全部引入从汽水分离器B流出的工质。

作为一种优选的技术方案，还包括顶棚过热器B、后包墙过热器B、后包墙下集箱B，顶棚过热器B设于锅炉顶部，顶棚入口集箱B、顶棚过热器B、后包墙过热器B、后包墙下集箱B沿工质流向方向依次连通。

作为一种优选的技术方案，还包括后竖井侧包墙过热器B，后包墙下集箱B、后竖井侧包墙过热器B沿工质流向方向依次连通。

作为一种优选的技术方案，还包括包墙上集箱B，后竖井侧包墙过热器B、包墙上集箱B沿工质流向方向依次连通。

作为一种优选的技术方案，还包括水平烟道包墙过热器B、水平烟道包墙下集箱B、水平烟道包墙连接管B、前包墙下集箱B，包墙上集箱B、水平烟道包墙过热器B、水平烟道包墙下集箱B、水平烟道包墙连接管B、前包墙下集箱B沿工质流向方向依次连通。

作为一种优选的技术方案，还包括前包墙过热器B、前包墙上集箱B、中隔墙上集箱B、中隔墙过热器B，前包墙下集箱B、前包墙过热器B、前包墙上集箱B、中隔墙上集箱B、中隔墙过热器B沿工质流向方向依次连通。

作为一种优选的技术方案，还包括低过进口集箱B，中隔墙过热器B、低过进口集箱B沿工质流向方向依次连通。

作为一种优选的技术方案，顶棚过热器B、后包墙过热器B、后竖井侧包墙过热器B、水平烟道包墙过热器B、前包墙过热器B、中隔墙过热器B工质的质量流速为1100～1500kg/(m².s)。

一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现方法，采用所述的一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明通过合理设计超临界锅炉顶棚过热器及包墙过热器内工质流程，保证小容量超临界锅炉顶棚、包墙过热器内工质质量流速在合理范围，同时简化顶棚包墙汽水流程，解决了常规流程流程长、汽水连接管复杂、汽水阻力大的问题，保证小容量超临界锅炉安全、经济、可靠运行；

(2)本发明保证了小容量超临界参数锅炉顶棚包墙系统工质质量流速，质量流速满足超临界锅炉运行要求，有效控制了顶棚包墙系统各受热面的管壁温度，有效保证锅炉运行安全；

(3)本发明通过取消顶棚出口集箱、顶棚过热器与后包墙过热器直接连接、后包墙下集箱与后竖井侧包墙集箱采用U型联通结构、后竖井侧包墙过热器与水平烟道包墙过热器通过同一个集箱连接、取消吊挂管过热器、中隔墙下集箱与低过进口集箱一体化设计，有效减少了汽水连接管数量和汽水连接管长度，流程简单可靠，节约生产成本。

附图说明

图1为现有技术的常规一次再热Π型超临界参数锅炉顶棚包墙汽水流程实现结构示意图；

图2为一种小容量超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1—汽水分离器A，2—顶棚入口集箱A，3—顶棚过热器A，4—顶棚出口集箱A，5—顶棚至包墙连接管A，6—后竖井包墙上集箱A，7—前包墙过热器A，8—中隔墙过热器A，9—侧包墙过热器A，10—后包墙过热器A，11—后竖井包墙下集箱A，12—吊挂管过热器A，13—吊挂管上集箱A，14—低过进口连接管A，15—低过进口集箱A，16—水平烟道包墙上集箱A，17—水平烟道包墙过热器A，18—水平烟道包墙下集箱A，19—汽水分离器B，20—顶棚入口集箱B，21—顶棚过热器B，22—后包墙过热器B，23—后包墙下集箱B，24—后竖井侧包墙过热器B，25—包墙上集箱B，26—水平烟道包墙过热器B，27—水平烟道包墙下集箱B，28—水平烟道包墙连接管B，29—前包墙下集箱B，30—前包墙过热器B，31—前包墙上集箱B，32—中隔墙上集箱B，33—中隔墙过热器B，34—低过进口集箱B。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1、图2所示，常规的一次再热Π型超临界参数锅炉顶棚包墙汽水流程如附图1所示，其工质流程为：

1.工质从汽水分离器A1引出，通过连接管分为两路，一路通过连接管引入顶棚入口集箱A2，另一路通过连接管引入水平烟道侧包墙上集箱A16。

2.从顶棚入口集箱A2流过的工质，通过覆盖在锅炉顶部的顶棚过热器A3，至顶棚出口集箱A4，再通过顶棚至包墙连接管A5，送至锅炉尾部后竖井包墙上集箱A6，工质流经前包墙过热器A7、中隔墙过热器A8、侧包墙过热器A9、后包墙过热器A10，从后竖井包墙下集箱A11经过吊挂管过热器A12送至吊挂管上集箱A13，再通过低过进口连接管A14送至低过进口集箱A15。

3.从水平烟道包墙上集箱A16流过的工质，经过水平烟道包墙过热器A17至水平烟道包墙下集箱A18，再通过连接管送至低过进口集箱A15。

对于小容量超临界锅炉，若采用常规一次再热Π型超临界参数锅炉顶棚包墙汽水流程，由于锅炉蒸发量较小，顶棚、包墙过热器内的工质质量流速比常规大容量超临界锅炉小的多，将影响顶棚、包墙过热器工质换热，对顶棚、包墙过热器运行安全有一定影响。同时，常规流程连接管复杂，流程长，不经济。

本发明旨在通过顶棚包墙工质流程设计，形成一种安全、经济的适用于小容量超临界锅炉顶棚及包墙过热器汽水流程结构，保障小容量超临界锅炉安全、经济可靠运行。

本发明一种适用于小容量超临界锅炉顶棚包墙汽水流程如附图2所示，其工质流程为：

1.工质从汽水分离器B19引出，全部工质经连接管引入顶棚入口集箱B20。

2.从顶棚入口集箱B20流过的工质，通过锅炉顶部的顶棚过热器B21，直接流动至后包墙过热器B22，经过受热后，送至后包墙下集箱B23。

3.工质通过与后包墙下集箱B23联通的后竖井侧包墙下集箱，送至后竖井侧包墙过热器B24，进一步受热后流动至包墙上集箱B25。

4.包墙上集箱B25联通了后竖井侧包墙过热器B24与水平烟道侧包墙过热器26，工质通过包墙上集箱B25送至水平烟道包墙过热器B26，再经过水平烟道包墙下集箱B27和水平烟道包墙连接管B28送至前包墙下集箱B29。

前包墙下集箱B29的工质通过前包墙过热器B30到前包墙上集箱B31，再通过连接管送至中隔墙上集箱B32，在中隔墙过热器B33中进一步加热后，最终流向中隔墙下集箱也即低过进口集箱B34。中隔墙下集箱与低过进口集箱为一体式设计。

通过合理设计超临界锅炉顶棚过热器及包墙过热器内工质流程，保证小容量超临界锅炉顶棚、包墙过热器内工质质量流速在合理范围，同时简化顶棚包墙汽水流程，解决了常规流程流程长、汽水连接管复杂、汽水阻力大的问题，保证小容量超临界锅炉安全、经济、可靠运行。

实施例2

如图1、图2所示，作为实施例1的进一步优化，本实施例包含了实施例1的全部技术特征，除此之外，本实施例还包括以下技术特征：

以某135MW超临界锅炉为例，参见附图2：

4.包墙上集箱B25联通了后竖井侧包墙过热器与水平烟道侧包墙过热器，工质通过包墙上集箱B25送至水平烟道包墙过热器B26，再经过水平烟道包墙下集箱B27和水平烟道包墙连接管B28送至前包墙下集箱B29。

5.前包墙下集箱B29的工质通过前包墙过热器B30到前包墙上集箱B31，再通过连接管送至中隔墙上集箱B32，在中隔墙过热器B33中进一步加热后，最终流向中隔墙下集箱也即低过进口集箱B34。中隔墙下集箱与低过进口集箱为一体式设计。

6.顶棚过热器B21、后包墙过热器B22、后竖井侧包墙过热器B24、水平烟道包墙过热器B26、前包墙过热器B30、中隔墙过热器B33工质的质量流速为1100～1500kg/(m².s)，质量流速满足超临界锅炉运行要求，有效控制了顶棚包墙系统各受热面的管壁温度，有效保证锅炉运行安全。

7.顶棚包墙系统的汽水阻力为0.75MPa，阻力合理。

8.顶棚包墙汽水流程大大简化，流程简单可靠，有效减少了汽水连接管数量和汽水连接管长度，节约了生产成本。

本发明保证了小容量超临界参数锅炉顶棚包墙系统工质质量流速；

本发明通过取消顶棚出口集箱、顶棚过热器与后包墙过热器直接连接、后包墙下集箱与后竖井侧包墙集箱采用U型联通结构、后竖井侧包墙过热器与水平烟道包墙过热器通过同一个集箱连接、取消吊挂管过热器、中隔墙下集箱与低过进口集箱一体化设计，有效减少了汽水连接管数量和汽水连接管长度，流程简单可靠，节约生产成本；

本发明可以用于超临界参数，也可用于其他参数，如亚临界参数、高压参数等，亦在本方案保护范围内。

如上，可较好地实现本发明。

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含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和/或扩展、替换。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统，其特征在于，包括沿工质流向方向依次连通的汽水分离器B(19)、顶棚入口集箱B(20)，顶棚入口集箱B(20)能全部引入从汽水分离器B(19)流出的工质；

还包括顶棚过热器B(21)、后包墙过热器B(22)、后包墙下集箱B(23)，顶棚过热器B(21)设于锅炉顶部，顶棚入口集箱B(20)、顶棚过热器B(21)、后包墙过热器B(22)、后包墙下集箱B(23)沿工质流向方向依次连通；

还包括后竖井侧包墙过热器B(24)，后包墙下集箱B(23)、后竖井侧包墙过热器B(24)沿工质流向方向依次连通；

还包括包墙上集箱B(25)，后竖井侧包墙过热器B(24)、包墙上集箱B(25)沿工质流向方向依次连通；

还包括水平烟道包墙过热器B(26)、水平烟道包墙下集箱B(27)、水平烟道包墙连接管B(28)、前包墙下集箱B(29)，包墙上集箱B(25)、水平烟道包墙过热器B(26)、水平烟道包墙下集箱B(27)、水平烟道包墙连接管B(28)、前包墙下集箱B(29)沿工质流向方向依次连通；

还包括前包墙过热器B(30)、前包墙上集箱B(31)、中隔墙上集箱B(32)、中隔墙过热器B(33)，前包墙下集箱B(29)、前包墙过热器B(30)、前包墙上集箱B(31)、中隔墙上集箱B(32)、中隔墙过热器B(33)沿工质流向方向依次连通；

还包括低过进口集箱B(34)，中隔墙过热器B(33)、低过进口集箱B(34)沿工质流向方向依次连通。

2.根据权利要求1所述的一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统，其特征在于，顶棚过热器B(21)、后包墙过热器B(22)、后竖井侧包墙过热器B(24)、水平烟道包墙过热器B(26)、前包墙过热器B(30)、中隔墙过热器B(33)工质的质量流速为1100～1500kg/(m².s)。

3.一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的一种超临界锅炉顶棚包墙汽水流程实现系统。