CN114992617A - 一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统。其技术方案为：一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁，水冷壁通过管路连接有汽水分离器，汽水分离器的气体出口通过管道连接有过热器，汽水分离器的液体出口通过管路连接有储水罐，储水罐的另一端连接有疏水管路；所述疏水管路上依次连接有截止阀、储水罐水位控制阀、扩容器和凝汽器，疏水管路上还并联或串联有连接有换热器，换热器的气体进口通过管路连接有二次风机，换热器的气体出口通过管路连接有空气预热器。本发明提供了一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统。

Description

一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统
技术领域
本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统。
背景技术
在我国正在大力构建以风光等新能源为主的新型电力系统的背景下，国内燃煤电厂普遍被要求参与电网调峰以消纳更多来自于新能源的电力，当燃煤电厂处于较低负荷运行状态时会产生机组效率严重下降及部分安全性的问题。
直流锅炉在一定负荷(一般25％BRL以下)以下运行时给水不能全部变成蒸汽，一部分从蒸汽中分离出来的水外排出锅炉，这种运行方式称为湿态运行。超临界直流锅炉在进行深度调峰或者启动阶段，为保证锅炉水冷壁的水动力安全，给水流量一般在20～30％BRL，如果此时需要的电负荷只有10％左右，锅炉就是湿态运行方式。如图5所示，对于不配备炉水循环泵机组(为节约建设投资，大部分机组不配备)，从汽水分离器2分离出的水就会进入储水罐3再通过储水罐水位控制阀3排入凝汽器11，这部分饱和水的热量就完全被浪费掉了。
在锅炉负荷较低时，锅炉排烟温度较低，空预器冷端综合温度较低，极易堵塞。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，即使用锅炉湿态运行时汽水分离器分离出的饱和水来加热冷二次风，有效回收分离出的饱和水热量并提高空预器入口风温防止空预器堵塞。
本发明所采用的技术方案为：
一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁，水冷壁通过管路连接有汽水分离器，汽水分离器的气体出口通过管道连接有过热器，汽水分离器的液体出口通过管路连接有储水罐，储水罐的另一端连接有疏水管路；所述疏水管路上依次连接有截止阀、储水罐水位控制阀、扩容器和凝汽器，疏水管路上还并联或串联有连接有换热器，换热器的气体进口通过管路连接有二次风机，换热器的气体出口通过管路连接有空气预热器。
本发明的疏水管路上连接换热器，锅炉处于干态运行时，换热器处于不工作状态，仅当做二次风的通道；锅炉处于湿态运行时，疏水管路中的饱和水能对经过换热器的二次风进行加热。使用锅炉湿态运行时汽水分离器分离出的饱和水来加热冷二次风，可以有效回收饱和水的热量；并且通过加热二次风，可提高空气预热器入口风温，防止空预器堵塞。
作为本发明的优选方案，所述换热器位于截止阀的下游。换热器位于截止阀的下游，则锅炉在高负荷运行时换热系统被截止阀保护不承压。
作为本发明的优选方案，所述换热器串联于截止阀与储水罐水位控制阀之间。给水在炉膛中加热后从水冷壁中出来进入汽水分离器，其状态为饱和的汽水混合物，分离出的蒸汽进入过热器中继续加热成为过热蒸汽，而分离出的水则流入储水罐中。打开截止阀，饱和水进入换热器管内，二次风从二次风机出来，进入换热器，二次风被加热后进入空预器，饱和水被减温后经由储水罐水位控制阀、扩容器减压减温后进凝汽器。换热器串联于截止阀与储水罐水位控制阀之间时，热水、二次风温差大，但换热器承压高。
作为本发明的优选方案，所述换热器串联于储水罐水位控制阀与扩容器之间。给水在炉膛中加热后从水冷壁中出来进入汽水分离器，其状态为饱和的汽水混合物，分离出的蒸汽进入过热器中继续加热成为过热蒸汽，而分离出的水则流入储水罐中。打开截止阀，饱和水先经过储水罐水位控制阀节流减压减温，再进入换热器完成换热。换热器串联于储水罐水位控制阀与扩容器之间时，换热器承压低，扩容器不向大气排放水汽，回收水量，但热水、二次风温差小。
作为本发明的优选方案，所述换热器串联于扩容器与凝汽器之间。给水在炉膛中加热后从水冷壁中出来进入汽水分离器，其状态为饱和的汽水混合物，分离出的蒸汽进入过热器中继续加热成为过热蒸汽，而分离出的水则流入储水罐中。打开截止阀，饱和水先经过节流减压减温，再经过扩容器减压减温，然后进入换热器完成换热。换热器串联于扩容器与凝汽器之间时，换热器承压进一步降低(等于大气压)，但热水、二次风温差小，回收热量少，二次风只能被加热到80℃左右。
作为本发明的优选方案，所述换热器与储水罐水位控制阀并联。换热器与储水罐水位控制阀并联设置，由汽水分离器分离出的饱和水可以全部进入换热器，也可以部分进入换热器，从换热器出来的水和主路汇合进入扩容器再进入凝汽器。换热器与储水罐水位控制阀并联时，热水、二次风温差大，但换热器承压高，增加阀门投资。
作为本发明的优选方案，所述换热器的液体进口与疏水管路之间的管路上连接有入口旁路阀门。
作为本发明的优选方案，所述换热器的液体出口与疏水管路之间的管路上连接有出口旁路阀门。
本发明的有益效果为：
本发明的疏水管路上连接换热器，锅炉处于干态运行时，换热器处于不工作状态，仅当做二次风的通道；锅炉处于湿态运行时，疏水管路中的饱和水能对经过换热器的二次风进行加热。使用锅炉湿态运行时汽水分离器分离出的饱和水来加热冷二次风，可以有效回收饱和水的热量；并且通过加热二次风，可提高空气预热器入口风温，防止空预器堵塞。
附图说明
图1是实施例1中本发明的结构示意图；
图2是实施例2中本发明的结构示意图；
图3是实施例3中本发明的结构示意图；
图4是实施例4中本发明的结构示意图；
图5是现有技术的锅炉汽水分离系统。
图中：1-水冷壁；2-汽水分离器；3-储水罐；4-过热器；5-截止阀；6-换热器；7-二次风机；8-空气预热器；9-储水罐水位控制阀；10-扩容器；11-凝汽器；12-入口旁路阀门；13-出口旁路阀门。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本实施例的提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁1，水冷壁1通过管路连接有汽水分离器2，汽水分离器2的气体出口通过管道连接有过热器4，汽水分离器2的液体出口通过管路连接有储水罐3，储水罐3的另一端连接有疏水管路；所述疏水管路上依次连接有截止阀5、储水罐水位控制阀9、扩容器10和凝汽器11，疏水管路上还串联有连接有换热器6，换热器6的气体进口通过管路连接有二次风机7，换热器6的气体出口通过管路连接有空气预热器8。
本发明的疏水管路上连接换热器6，锅炉处于干态运行时，换热器6处于不工作状态，仅当做二次风的通道；锅炉处于湿态运行时，疏水管路中的饱和水能对经过换热器6的二次风进行加热。使用锅炉湿态运行时汽水分离器2分离出的饱和水来加热冷二次风，可以有效回收饱和水的热量；并且通过加热二次风，可提高空气预热器8入口风温，防止空预器堵塞。
其中，所述换热器6串联于截止阀5与储水罐水位控制阀9之间。给水在炉膛中加热后从水冷壁1中出来进入汽水分离器2，其状态为饱和的汽水混合物，分离出的蒸汽进入过热器4中继续加热成为过热蒸汽，而分离出的水则流入储水罐3中。打开截止阀5，饱和水(8.5Mpa,299℃)进入换热器6管内，二次风从二次风机7出来，进入换热器6，二次风被加热后进入空预器，饱和水被减温后经由储水罐水位控制阀9、扩容器10减压减温(0.1Mpa,100℃)后进凝汽器11。换热器6串联于截止阀5与储水罐水位控制阀9之间时，热水、二次风温差大，但换热器6承压高。
所述换热器6位于截止阀5的下游。换热器6位于截止阀5的下游，则锅炉在高负荷运行时换热系统被截止阀5保护不承压。
实施例2：
如图2所示，本实施例的提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁1，水冷壁1通过管路连接有汽水分离器2，汽水分离器2的气体出口通过管道连接有过热器4，汽水分离器2的液体出口通过管路连接有储水罐3，储水罐3的另一端连接有疏水管路；所述疏水管路上依次连接有截止阀5、储水罐水位控制阀9、扩容器10和凝汽器11，疏水管路上还串联有连接有换热器6，换热器6的气体进口通过管路连接有二次风机7，换热器6的气体出口通过管路连接有空气预热器8。
本发明的疏水管路上连接换热器6，锅炉处于干态运行时，换热器6处于不工作状态，仅当做二次风的通道；锅炉处于湿态运行时，疏水管路中的饱和水能对经过换热器6的二次风进行加热。使用锅炉湿态运行时汽水分离器2分离出的饱和水来加热冷二次风，可以有效回收饱和水的热量；并且通过加热二次风，可提高空气预热器8入口风温，防止空预器堵塞。
其中，所述换热器6串联于储水罐水位控制阀9与扩容器10之间。给水在炉膛中加热后从水冷壁1中出来进入汽水分离器2，其状态为饱和的汽水混合物，分离出的蒸汽进入过热器4中继续加热成为过热蒸汽，而分离出的水则流入储水罐3中。打开截止阀5，饱和水(8.5Mpa,299℃)先经过储水罐水位控制阀9节流减压减温(0.2Mpa,200℃)，再进入换热器6完成换热。换热器6串联于储水罐水位控制阀9与扩容器10之间时，换热器6承压低，扩容器10不向大气排放水汽，回收水量，但热水、二次风温差小。
所述换热器6位于截止阀5的下游。换热器6位于截止阀5的下游，则锅炉在高负荷运行时换热系统被截止阀5保护不承压。
实施例3：
如图3所示，本实施例的提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁1，水冷壁1通过管路连接有汽水分离器2，汽水分离器2的气体出口通过管道连接有过热器4，汽水分离器2的液体出口通过管路连接有储水罐3，储水罐3的另一端连接有疏水管路；所述疏水管路上依次连接有截止阀5、储水罐水位控制阀9、扩容器10和凝汽器11，疏水管路上还串联有连接有换热器6，换热器6的气体进口通过管路连接有二次风机7，换热器6的气体出口通过管路连接有空气预热器8。
本发明的疏水管路上连接换热器6，锅炉处于干态运行时，换热器6处于不工作状态，仅当做二次风的通道；锅炉处于湿态运行时，疏水管路中的饱和水能对经过换热器6的二次风进行加热。使用锅炉湿态运行时汽水分离器2分离出的饱和水来加热冷二次风，可以有效回收饱和水的热量；并且通过加热二次风，可提高空气预热器8入口风温，防止空预器堵塞。
其中，所述换热器6串联于扩容器10与凝汽器11之间。给水在炉膛中加热后从水冷壁1中出来进入汽水分离器2，其状态为饱和的汽水混合物，分离出的蒸汽进入过热器4中继续加热成为过热蒸汽，而分离出的水则流入储水罐3中。打开截止阀5，饱和水(8.5Mpa,299℃)先经过节流减压减温(0.2Mpa,200℃)，再经过扩容器10减压减温(0.1Mpa,100℃)，然后进入换热器6完成换热。换热器6串联于扩容器10与凝汽器11之间时，换热器6承压进一步降低(等于大气压)，但热水、二次风温差小，回收热量少，二次风只能被加热到80℃左右。
所述换热器6位于截止阀5的下游。换热器6位于截止阀5的下游，则锅炉在高负荷运行时换热系统被截止阀5保护不承压。
实施例4：
如图4所示，本实施例的提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁1，水冷壁1通过管路连接有汽水分离器2，汽水分离器2的气体出口通过管道连接有过热器4，汽水分离器2的液体出口通过管路连接有储水罐3，储水罐3的另一端连接有疏水管路；所述疏水管路上依次连接有截止阀5、储水罐水位控制阀9、扩容器10和凝汽器11，疏水管路上的储水罐水位控制阀9还并联有连接有换热器6，换热器6的气体进口通过管路连接有二次风机7，换热器6的气体出口通过管路连接有空气预热器8。
本发明的疏水管路上连接换热器6，锅炉处于干态运行时，换热器6处于不工作状态，仅当做二次风的通道；锅炉处于湿态运行时，疏水管路中的饱和水能对经过换热器6的二次风进行加热。使用锅炉湿态运行时汽水分离器2分离出的饱和水来加热冷二次风，可以有效回收饱和水的热量；并且通过加热二次风，可提高空气预热器8入口风温，防止空预器堵塞。
其中，所述换热器6与储水罐水位控制阀9并联，所述换热器6的液体进口与疏水管路之间的管路上连接有入口旁路阀门12，所述换热器6的液体出口与疏水管路之间的管路上连接有出口旁路阀门13。换热器6与储水罐水位控制阀9并联设置，由汽水分离器2分离出的饱和水可以全部进入换热器6，水量可由入口旁路阀门12和储水罐水位控制阀9调节，从换热器6出来的水经过出口旁路阀门13减压减温后和主路汇合进入扩容器10再进入凝汽器11。当入口旁路阀门12和出口旁路阀门13关闭后，此换热系统被隔离。换热器6与储水罐水位控制阀9并联时，热水、二次风温差大，但换热器6承压高，增加阀门投资。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，包括水冷壁(1)，水冷壁(1)通过管路连接有汽水分离器(2)，汽水分离器(2)的气体出口通过管道连接有过热器(4)，汽水分离器(2)的液体出口通过管路连接有储水罐(3)，储水罐(3)的另一端连接有疏水管路；其特征在于：所述疏水管路上依次连接有截止阀(5)、储水罐水位控制阀(9)、扩容器(10)和凝汽器(11)，疏水管路上还并联或串联有连接有换热器(6)，换热器(6)的气体进口通过管路连接有二次风机(7)，换热器(6)的气体出口通过管路连接有空气预热器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)位于截止阀(5)的下游。
3.根据权利要求1所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)串联于截止阀(5)与储水罐水位控制阀(9)之间。
4.根据权利要求1所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)串联于储水罐水位控制阀(9)与扩容器(10)之间。
5.根据权利要求1所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)串联于扩容器(10)与凝汽器(11)之间。
6.根据权利要求1所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)与储水罐水位控制阀(9)并联。
7.根据权利要6所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)的液体进口与疏水管路之间的管路上连接有入口旁路阀门(12)。
8.根据权利要求6所述的一种提高锅炉湿态运行时经济性、安全性的系统，其特征在于：所述换热器(6)的液体出口与疏水管路之间的管路上连接有出口旁路阀门(13)。
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