CN115628446A - 一种切圆燃烧二次再热t型锅炉 - Google Patents

Abstract

一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，涉及二次再热锅炉技术。为了解决现有的二次再热锅炉中一次再热与二次再热采用顺序布置的形式，使得传热温差无法满足换热需要。本发明中左水平烟道和右水平烟道分别连接在炉膛的左右两个烟气出口处，左侧尾部竖直烟道与左水平烟道相通，右侧尾部竖直烟道与右水平烟道相通；分隔屏过热器安装在炉膛的上方，燃烧器安装在炉膛的外侧壁；左水平烟道内布置高温过热器和一次再热高温再热器；右水平烟道内布置高温过热器和二次再热高温再热器；左侧尾部竖直烟道内布置有一次再热低温再热器、低温过热器和省煤器；右侧尾部竖直烟道内布置有二次再热低温再热器、低温过热器和省煤器。本发明用于满足传热温差的换热需要。

Description

一种切圆燃烧二次再热T型锅炉

技术领域

本发明涉及二次再热锅炉技术领域，尤其涉及一种切圆燃烧二次再热T型锅炉。

背景技术

电站锅炉蒸汽参数越高，加热次数越多，热力循环的效率越高，电力事业的不断发展，对发电机组经济高效、节能减排的追求越来越高，推动了电站锅炉不断向更高参数发展。从亚临界锅炉发展到超临界和超超临界锅炉，又很快过渡到高效超超临界一次再热锅炉。锅炉主蒸汽温度提高到了605℃，再热蒸汽温度提高到了623℃。在此基础上采用二次再热技术更能使机组经济性得到进一步提高，机组的热效率可提高约1.5％～2.0％左右，可显著降低锅炉煤耗量，节约能源，二次再热锅炉是一种高效、低污染的燃煤发电技术，具有很强的市场竞争力。

二次再热锅炉与一次再热锅炉相比，增加一套再热器系统，增加了一级高温受热面，这样二次再热锅炉有三个受热面出口蒸汽温度超过600℃，炉膛与受热面匹配难度增加，现有二次再热锅炉布置型式有Π型布置和塔式布置两种，这两种布置型式的高温受热面都是沿烟气流向顺序排列，即高温过热器、一次再热高温再热器、二次再热高温再热器，位于最后的二次再热高温再热器传热温差小，尤其低负荷时随着烟温的降低，传热温差更小，造成低负荷达不到额定汽温，为了增强调温能力，二次再热锅炉有多种调温方式，包括双烟道烟气挡板和摆动燃烧器、烟气再循环等调温方式。

对于再热汽温623℃的锅炉，采用双烟道烟气挡板和摆动燃烧器、烟气再循环等方式可解决低负荷换热量的问题，而随着再热蒸汽温度的进一步提高，目前再热汽温提高到了633℃，下一个目标将提高到650℃～720℃，如仍采用顺序布置的型式，在低负荷时二次再热高温再热器入口烟温已经降到750℃左右，出口烟温约700℃左右，传热温差无法满足换热需要，解决传热温差的问题成为了再热蒸汽温度能否进一步提高的关键。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有的二次再热锅炉中高温过热器、一次再热高温再热器、二次再热高温再热器采用顺序布置的型式，使得传热温差无法满足换热需要；进而提供一种切圆燃烧二次再热T型锅炉。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，所述的T型锅炉包括炉膛、左水平烟道、右水平烟道、左侧尾部竖直烟道、右侧尾部竖直烟道、分隔屏过热器、两个高温过热器、一次再热高温再热器、一次再热低温再热器、两个低温过热器、两个省煤器、两个空气预热器、二次再热高温再热器、二次再热低温再热器和燃烧器；

所述的左水平烟道和右水平烟道分别连接在炉膛的左右两个烟气出口处，所述的左侧尾部竖直烟道与左水平烟道相通，右侧尾部竖直烟道与右水平烟道相通；所述的分隔屏过热器安装在炉膛的上方，所述的燃烧器安装在炉膛的外侧壁；所述的左水平烟道内沿烟气流动方向依次布置一个高温过热器和一个一次再热高温再热器；所述的右水平烟道内沿烟气流动方向依次布置一个高温过热器和一个二次再热高温再热器；所述的左侧尾部竖直烟道内布置有一次再热低温再热器、低温过热器和省煤器；所述的右侧尾部竖直烟道内布置有二次再热低温再热器、低温过热器和省煤器；所述的两个空气预热器分别布置在左侧尾部竖直烟道和右侧尾部竖直烟道的尾部。

进一步的，所述炉膛的四周由水冷壁围绕而成，其包括相连通的螺旋管圈水冷壁和垂直管圈水冷壁，炉膛两侧水冷壁上部弯折形成左右两个折焰角；所述的两个高温过热器分别布置在炉膛上部左右两个折焰角处。

进一步的，所述的分隔屏过热器布置在炉膛的辐射区，并居中对称布置。

进一步的，所述的左侧尾部竖直烟道与右侧尾部竖直烟道均为双烟道结构，左侧尾部竖直烟道包括左侧一烟道和左侧二烟道，所述的一次再热低温再热器布置在左侧一烟道内，低温过热器和省煤器沿烟气流动方向依次布置在左侧二烟道内；

所述的右侧尾部竖直烟道包括右侧一烟道和右侧二烟道，所述的二次再热低温再热器布置在右侧一烟道内，低温过热器和省煤器沿烟气流动方向依次布置在右侧二烟道内。

进一步的，左侧尾部竖直烟道的双烟道的底部与右侧尾部竖直烟道的双烟道的底部各布置一个尾部烟气挡板。

进一步的，所述的燃烧器为直流燃烧器，采用单切圆或双切圆燃烧方式。

进一步的，所述的T型锅炉还包括汽水分离器、储水箱和再循环泵；所述的汽水分离器、储水箱和再循环泵安装在炉膛外部的一侧；汽水分离器的出水口连接在储水箱的进水口处，储水箱的出水口连接在再循环泵的入水口处，再循环泵的出水口分别连接在两个省煤器的进水口处，两个省煤器的出水口连接在炉膛水冷壁的入水口处，炉膛水冷壁的出水口连接在汽水分离器的入水口处，汽水分离器的出汽口分别连接在两个低温过热器的进汽口处，两个低温过热器的出汽口分别连接在分隔屏过热器的进汽口处，分隔屏过热器的出汽口分别连接在两个高温过热器的进汽口处，两个高温过热器的出汽口分别与汽轮机高压缸的进汽口相连接，汽轮机高压缸的出汽口与一次再热低温再热器的进汽口相连接，一次再热低温再热器的出汽口与一次再热高温再热器的进汽口相连接，一次再热高温再热器的出汽口与汽轮机中压缸的进汽口相连接，汽轮机中压缸的出汽口与二次再热低温再热器的进汽口相连接，二次再热低温再热器的出汽口与二次再热高温再热器的进汽口相连接，二次再热高温再热器的出汽口与汽轮机低压缸的进汽口相连接。

本发明与现有技术相比产生的有益效果是：

1、本发明的锅炉采用T型布置方式，使一次再热高温再热器和二次再热高温再热器都紧邻炉膛出口高温过热器后，增加了传热温差，有利于保证额定蒸汽温度，增加了二次再热锅炉的调温性能，为进一步提高蒸汽参数创造了条件。运行中通过左侧的尾部烟气挡板调节一次再热蒸汽温度，通过右侧的尾部烟气挡板调节二次再热蒸汽温度，通过左右两侧的尾部烟气挡板组合调节，可以调节过热器、一次再热和二次再热之间的热量分配，从而可以在较大负荷范围内实现对再热汽温调节，燃烧器的摆动做为补助调温手段，可以在煤质发生变化等情况下参与调节汽温。

2、本发明的锅炉采用带再循环泵的启动系统，启动初期，汽水分离器分离下来的水进入储水箱，再通过再循环泵升压后送回给水管道，形成再循环运行模式，当达到直流负荷后，再循环泵及其再循环管路退出运行。

3、本发明的锅炉容量为600MW－1300MW，过热器、一次再热器、二次再热器出口蒸汽温度为600℃－720℃。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的总体布置图前视图；

图2为本发明的启动系统布置图；

图3为本发明的烟道布置示意图；

图4为本发明的工质换热系统示意图。

图中：1、炉膛；2、分隔屏过热器；3、高温过热器；4、一次再热高温再热器；5、一次再热低温再热器；6、低温过热器；7、省煤器；9、空气预热器；10、二次再热高温再热器；11、二次再热低温再热器；12、燃烧器；13、汽水分离器；14、储水箱；15、再循环泵；16、左侧一烟道；17、左侧二烟道；18、右侧一烟道；19、右侧二烟道。

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1至图4所示，本申请实施例提供一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其包括炉膛1以及左右对称设置的两个水平烟道和两个尾部竖直烟道、分隔屏过热器2、两个高温过热器3、一次再热高温再热器4、一次再热低温再热器5、两个低温过热器6、两个省煤器7、两个空气预热器9、二次再热高温再热器10、二次再热低温再热器11、燃烧器12、汽水分离器13、储水箱14和再循环泵15。

参见图3，所述的炉膛1以及左右对称设置的两个水平烟道和两个尾部竖直烟道构成T型的结构形式，所述炉膛1的四周由水冷壁围绕而成，其包括相连通的螺旋管圈水冷壁和垂直管圈水冷壁，炉膛1两侧水冷壁上部弯折形成左右两个折焰角；所述的两个水平烟道分别连接在炉膛1的左右两个烟气出口处，并分别记为左水平烟道和右水平烟道；两个尾部竖直烟道分别布置在炉膛1的左右两侧，并分别记为左侧尾部竖直烟道和右侧尾部竖直烟道，所述的左侧尾部竖直烟道与左水平烟道相通，右侧尾部竖直烟道与右水平烟道相通，所述的左侧尾部竖直烟道与右侧尾部竖直烟道均为双烟道，左侧尾部竖直烟道包括左侧一烟道16和左侧二烟道17，左侧尾部竖直烟道的双烟道的底部布置一个尾部烟气挡板8，用于调节两个烟道的烟气流量；所述的右侧尾部竖直烟道包括右侧一烟道18和右侧二烟道19，右侧尾部竖直烟道的双烟道的底部布置一个尾部烟气挡板8，用于调节两个烟道的烟气流量。左侧烟道内的一次再热高温再热器4、一次再热低温再热器5和右侧烟道内的二次再热高温再热器10、二次再热低温再热器11采用尾部烟气挡板8作为主要调温方式，燃烧器摆动作为辅助调温方式。

参见图1，所述的分隔屏过热器2安装在上炉膛辐射区，并处于炉膛两个烟气出口之间的位置居中对称布置，所述的分隔屏过热器2由多个小屏组成大屏；所述的左水平烟道内沿烟气流动方向依次布置一个高温过热器3和一个一次再热高温再热器4；所述的右水平烟道内沿烟气流动方向依次布置一个高温过热器3和一个二次再热高温再热器10；所述的两个高温过热器3分别布置在炉膛1上部左右两个折焰角处；所述的左侧尾部竖直烟道内布置有一次再热低温再热器5、低温过热器6和省煤器7；所述的一次再热低温再热器5布置在左侧一烟道16内，低温过热器6和省煤器7沿烟气流动方向依次布置在左侧二烟道17内；所述的右侧尾部竖直烟道内布置有二次再热低温再热器11、低温过热器6和省煤器7；所述的二次再热低温再热器11布置在右侧一烟道18内，低温过热器6和省煤器7沿烟气流动方向依次布置在右侧二烟道19内；所述左侧尾部竖直烟道与右侧尾部竖直烟道的出口处各布置一个空气预热器9。所述的分隔屏过热器2、高温过热器3和低温过热器6采用煤水比和减温器进行调温。

本实施例中，所述的锅炉采用T型布置方式，使一次再热高温再热器和二次再热高温再热器都紧邻炉膛出口高温过热器后，增加了传热温差，有利于保证额定蒸汽温度，增加了二次再热锅炉的调温性能，为进一步提高蒸汽参数创造了条件。运行中通过左侧的尾部烟气挡板调节一次再热蒸汽温度，通过右侧的尾部烟气挡板调节二次再热蒸汽温度，通过左右两侧的尾部烟气挡板组合调节，可以调节过热器、一次再热和二次再热之间的热量分配，从而可以在较大负荷范围内实现对再热汽温调节，燃烧器的摆动做为补助调温手段，可以在煤质发生变化等情况下参与调节汽温。

参见图2和图4，所述的燃烧器12安装在炉膛1的炉壁上，所述的燃烧器12为直流燃烧器，采用单切圆或双切圆燃烧方式；所述的汽水分离器13、储水箱14和再循环泵15安装在炉膛1外部的一侧，汽水分离器13的出水口连接在储水箱14的进水口处，储水箱14的出水口连接在再循环泵15的入水口处，再循环泵15的出水口分别连接在两个省煤器7的进水口处，两个省煤器7的出水口连接在炉膛1水冷壁的入水口处，炉膛1水冷壁的出水口连接在汽水分离器13的入水口处，汽水分离器13的出汽口分别连接在两个低温过热器6的进汽口处，两个低温过热器6的出汽口分别连接在分隔屏过热器2的进汽口处，分隔屏过热器2的出汽口分别连接在两个高温过热器3的进汽口处，两个高温过热器3的出汽口分别与汽轮机高压缸的进汽口相连接，汽轮机高压缸的出汽口与一次再热低温再热器5的进汽口相连接，一次再热低温再热器5的出汽口与一次再热高温再热器4的进汽口相连接，一次再热高温再热器4的出汽口与汽轮机中压缸的进汽口相连接，汽轮机中压缸的出汽口与二次再热低温再热器11的进汽口相连接，二次再热低温再热器11的出汽口与二次再热高温再热器10的进汽口相连接，二次再热高温再热器10的出汽口与汽轮机低压缸的进汽口相连接。

本实施例中，锅炉给水通过左侧尾部竖直烟道内和右侧尾部竖直烟道内的省煤器7进入炉膛1水冷壁中换热，换热工质通过螺旋管圈水冷壁和垂直管圈水冷壁进入汽水分离器13中，经汽水分离器13分离后，蒸汽依次经过两个低温过热器6、两个高温过热器3和分隔屏过热器2，最后通过主汽管道送往汽轮机高压缸做功。汽轮机高压缸的排汽经过锅炉左侧烟道内一次再热低温再热器5和一次再热高温再热器4后，送往汽轮机中压缸做功。中压缸的排汽经过锅炉右侧烟道内二次再热低温再热器11和二次再热高温再热器10后，送往汽轮机低压缸做功。

本实施例中，所述的锅炉采用带再循环泵的启动系统，启动初期，汽水分离器分离下来的水进入储水箱，再通过再循环泵升压后送回给水管道，形成再循环运行模式，当达到直流负荷后，再循环泵及其再循环管路退出运行。

本实施例中，所述的锅炉容量为600MW－1300MW，过热器、一次再热器、二次再热器出口蒸汽温度为600℃－720℃。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (7)

1.一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：所述的T型锅炉包括炉膛(1)、左水平烟道、右水平烟道、左侧尾部竖直烟道、右侧尾部竖直烟道、分隔屏过热器(2)、两个高温过热器(3)、一次再热高温再热器(4)、一次再热低温再热器(5)、两个低温过热器(6)、两个省煤器(7)、两个空气预热器(9)、二次再热高温再热器(10)、二次再热低温再热器(11)和燃烧器(12)；

所述的左水平烟道和右水平烟道分别连接在炉膛(1)的左右两个烟气出口处，所述的左侧尾部竖直烟道与左水平烟道相通，右侧尾部竖直烟道与右水平烟道相通；所述的分隔屏过热器(2)安装在炉膛(1)的上方，所述的燃烧器(12)安装在炉膛(1)的外侧壁；所述的左水平烟道内沿烟气流动方向依次布置一个高温过热器(3)和一个一次再热高温再热器(4)；所述的右水平烟道内沿烟气流动方向依次布置一个高温过热器(3)和一个二次再热高温再热器(10)；所述的左侧尾部竖直烟道内布置有一次再热低温再热器(5)、低温过热器(6)和省煤器(7)；所述的右侧尾部竖直烟道内布置有二次再热低温再热器(11)、低温过热器(6)和省煤器(7)；所述的两个空气预热器(9)分别布置在左侧尾部竖直烟道和右侧尾部竖直烟道的尾部。

2.根据权利要求1所述的一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：所述炉膛(1)的四周由水冷壁围绕而成，其包括相连通的螺旋管圈水冷壁和垂直管圈水冷壁，炉膛(1)两侧水冷壁上部弯折形成左右两个折焰角；所述的两个高温过热器(3)分别布置在炉膛(1)上部左右两个折焰角处。

3.根据权利要求1所述的一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：所述的分隔屏过热器(2)布置在炉膛(1)的辐射区，并居中对称布置。

4.根据权利要求1所述的一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：所述的左侧尾部竖直烟道与右侧尾部竖直烟道均为双烟道结构，左侧尾部竖直烟道包括左侧一烟道(16)和左侧二烟道(17)，所述的一次再热低温再热器(5)布置在左侧一烟道(16)内，低温过热器(6)和省煤器(7)沿烟气流动方向依次布置在左侧二烟道(17)内；

所述的右侧尾部竖直烟道包括右侧一烟道(18)和右侧二烟道(19)，所述的二次再热低温再热器(11)布置在右侧一烟道(18)内，低温过热器(6)和省煤器(7)沿烟气流动方向依次布置在右侧二烟道(19)内。

5.根据权利要求4所述的一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：左侧尾部竖直烟道的双烟道的底部与右侧尾部竖直烟道的双烟道的底部各布置一个尾部烟气挡板(8)。

6.根据权利要求1所述的一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：所述的燃烧器(12)为直流燃烧器，采用单切圆或双切圆燃烧方式。

7.根据权利要求1所述的一种切圆燃烧二次再热T型锅炉，其特征在于：所述的T型锅炉还包括汽水分离器(13)、储水箱(14)和再循环泵(15)；所述的汽水分离器(13)、储水箱(14)和再循环泵(15)安装在炉膛(1)外部的一侧；汽水分离器(13)的出水口连接在储水箱(14)的进水口处，储水箱(14)的出水口连接在再循环泵(15)的入水口处，再循环泵(15)的出水口分别连接在两个省煤器(7)的进水口处，两个省煤器(7)的出水口连接在炉膛(1)水冷壁的入水口处，炉膛(1)水冷壁的出水口连接在汽水分离器(13)的入水口处，汽水分离器(13)的出汽口分别连接在两个低温过热器(6)的进汽口处，两个低温过热器(6)的出汽口分别连接在分隔屏过热器(2)的进汽口处，分隔屏过热器(2)的出汽口分别连接在两个高温过热器(3)的进汽口处，两个高温过热器(3)的出汽口分别与汽轮机高压缸的进汽口相连接，汽轮机高压缸的出汽口与一次再热低温再热器(5)的进汽口相连接，一次再热低温再热器(5)的出汽口与一次再热高温再热器(4)的进汽口相连接，一次再热高温再热器(4)的出汽口与汽轮机中压缸的进汽口相连接，汽轮机中压缸的出汽口与二次再热低温再热器(11)的进汽口相连接，二次再热低温再热器(11)的出汽口与二次再热高温再热器(10)的进汽口相连接，二次再热高温再热器(10)的出汽口与汽轮机低压缸的进汽口相连接。

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