CN115899657A - 一种适用于加热蒸汽的锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种适用于加热蒸汽的锅炉系统。其技术方案为：一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，包括燃烧室，燃烧室上连接有燃烧器，燃烧室的出口设置有炉膛，炉膛上部连接有尾部烟道，所述尾部烟道与炉膛下部之间连接有烟气循环单元；所述燃烧室和炉膛下部设置汽冷壁，炉膛上部设置包墙再热器和受热面，汽冷壁、包墙再热器和受热面依次连通；还包括饱和蒸汽管路，饱和蒸汽管路分成两支路，饱和蒸汽管路的一条支路连接到汽冷壁，饱和蒸汽管路的另一条支路连接到受热面。本发明提供了一种适用于加热蒸汽的锅炉系统。

Description

一种适用于加热蒸汽的锅炉系统

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种适用于加热蒸汽的锅炉系统。

背景技术

常规电站锅炉的入口工质为水，经过加热变为饱和蒸汽，引入汽轮机做功。锅炉需要布置水冷壁、省煤器、过热器(再热器)等受热面，特别是水冷壁作为包覆燃烧室的主要受热面，其吸热量达到锅炉总热量的1/3。水冷壁具有吸热量大、热负荷高等特点，同时工质水也是在水冷壁吸热大量的热量后汽化，变成蒸汽。图3所示为常规锅炉工质变化。常规锅炉需要布置炉膛(水冷壁内工质为水)、省煤器(管内工质为水)、过热器(再热器)、过热器(再热器)受热面管内工质为蒸汽。

若进入锅炉的工质为蒸汽时，蒸汽无工质水的汽化潜热部分，即无“蒸发吸热”。如果采用蒸汽冷却燃烧室时，其高热负荷会使得燃烧器壁温高，带来选材、膨胀等问题。因此针对仅加热蒸汽的锅炉“蒸汽过热装置”，需要采用一种新的设计思路。图2所示为加热饱和蒸汽的锅炉工质变化。

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适用于加热蒸汽的锅炉系统。

本发明所采用的技术方案为：

一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，包括燃烧室，燃烧室上连接有燃烧器，燃烧室的出口设置有炉膛，炉膛上部连接有尾部烟道，所述尾部烟道与炉膛下部之间连接有烟气循环单元；所述燃烧室和炉膛下部设置汽冷壁，炉膛上部设置包墙再热器和受热面，汽冷壁、包墙再热器和受热面依次连通；还包括饱和蒸汽管路，饱和蒸汽管路分成两支路，饱和蒸汽管路的一条支路连接到汽冷壁，饱和蒸汽管路的另一条支路连接到受热面。

当工质为蒸汽时，蒸汽温度比水高，需提高炉膛的耐热能力或降低炉膛温度。本发明的烟气循环管路可将降温后的烟气返送至炉膛下部，从而降低炉膛内混合后的烟气温度。采用烟气再循环，降低炉膛内烟气温度，减弱辐射特性，对流受热面烟气温度降低，有利于受热面设计。当工质为蒸汽时，蒸汽较水的密度小，通入蒸汽的流速较高。本发明将一部分饱和蒸汽通入受热面，减小通入水冷壁部分饱和蒸汽的流速，可减小系统阻力。

作为本发明的优选方案，所述烟气循环单元包括空预器，空预器连接于尾部烟道上，风管穿过空预器，风管的一端连接有送风机，尾部烟道连接有循环烟气管路，循环烟气管路的另一端连接到炉膛下部。尾部烟气在空预器中加热风管中的空气，从而尾部烟气的温度降低。降温后的烟气返送至炉膛下部，有利于降低炉膛出口烟温。

作为本发明的优选方案，所述尾部烟道上还连接有除尘器。除尘器对尾部烟气进行除尘。

作为本发明的优选方案，所述循环烟气管路上连接有再循环风机。通过再循环风机将尾部烟气返送至炉膛下部。

作为本发明的优选方案，所述尾部烟道内安装有脱硝设备。脱硝装置能对尾部烟气进行脱硝处理。

作为本发明的优选方案，所述燃烧室为绝热燃烧室。本发明采用绝热燃烧室，可避免常规煤粉锅炉的炉膛燃烧方式，高温绝热燃烧室的燃烧室出口为高温烟气，炉膛内燃烧辐射特性较弱，汽冷壁吸热量降低。

作为本发明的优选方案，所述燃烧室设置液态排渣结构。

作为本发明的优选方案，所述燃烧室敷设耐火材料。

本发明的有益效果为：

1.本发明的烟气循环管路可将降温后的烟气返送至炉膛下部，从而降低炉膛内混合后的烟气温度。采用烟气再循环，降低炉膛内烟气温度，减弱辐射特性，对流受热面烟气温度降低，有利于受热面设计。

2.本发明将一部分饱和蒸汽通入受热面，减小通入水冷壁部分饱和蒸汽的流速，可减小系统阻力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是加热饱和蒸汽的锅炉工质变化示意图；

图3是常规锅炉工质变化示意图。

图中：1-燃烧室；2-燃烧器；3-汽冷壁；4-包墙再热器；5-受热面；6-尾部烟道；7-脱硝设备；8-空预器；9-再循环风机。

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。

如图1和图2所示，本实施例的适用于加热蒸汽的锅炉系统，包括燃烧室1，燃烧室1上连接有燃烧器2，燃烧室1的出口设置有炉膛，炉膛上部连接有尾部烟道6，所述尾部烟道6与炉膛下部之间连接有烟气循环单元；所述燃烧室1和炉膛下部设置汽冷壁3，炉膛上部设置包墙再热器4和受热面5，汽冷壁3、包墙再热器4和受热面5依次连通；还包括饱和蒸汽管路，饱和蒸汽管路分成两支路，饱和蒸汽管路的一条支路连接到汽冷壁3，饱和蒸汽管路的另一条支路连接到受热面5。

其中，所述烟气循环单元包括空预器8，空预器8连接于尾部烟道6上，风管穿过空预器8，风管的一端连接有送风机，尾部烟道6连接有循环烟气管路，循环烟气管路的另一端连接到炉膛下部。尾部烟气在空预器8中加热风管中的空气，从而尾部烟气的温度降低。降温后的烟气返送至炉膛下部，有利于降低炉膛出口烟温。所述尾部烟道6上还连接有除尘器。除尘器对尾部烟气进行除尘。所述循环烟气管路上连接有再循环风机9。通过再循环风机9将尾部烟气返送至炉膛下部。所述尾部烟道6内安装有脱硝设备7。脱硝装置能对尾部烟气进行脱硝处理。

锅炉蒸汽流程：饱和蒸汽分为两路，一路进入锅炉受热面5，另一路进入锅炉汽冷壁3后再进入包墙再热器4，两路蒸汽汇合进入锅炉受热面5进行进一步加热，直至满足汽轮汽参数要求。

烟气流向：燃料和空气在渣室中燃烧生成烟气，流经布置在炉膛上部内的受热面5以后，将热量传给各级受热面5，进入尾部烟道6，烟气向下流动，然后进入下游锅炉设备。

更进一步，所述燃烧室1为绝热燃烧室1，燃烧室1设置液态排渣结构。本发明采用绝热燃烧室1和液态排渣方式，可避免常规煤粉锅炉的炉膛燃烧方式，高温绝热燃烧室1的燃烧室1出口为高温烟气，炉膛内燃烧辐射特性较弱，汽冷壁3吸热量降低。所述燃烧室1敷设耐火材料。

适用于加热蒸汽的锅炉实施思路是：进入锅炉的工质为蒸汽，常规锅炉工质为水。锅炉方案相当于一个加热器，将饱和蒸汽加热至要求的过热蒸汽温度，其没有水的相变过程。若燃料为煤，煤的燃烧器2需要一定燃烧空间，同时其辐射热负荷也较高，需要配合“蒸发受热面5”。只有打破传统锅炉的设计方法，按照降低辐射受热面5、降低辐射热负荷、提高对流受热面5的思路来完成此锅炉。

本发明采用燃烧室1加对流换热受热面5方式，由于煤粉需要燃尽，同时需要避免常规煤粉锅炉的炉膛燃烧方式，采用液态排渣、高温绝热燃烧室1的形式，燃烧室1出口为高温烟气，因此炉内燃烧辐射特性较弱，汽冷壁3吸热量降低。高温绝热燃烧室1内完成燃烧。采用烟气再循环，降低炉膛内烟气温度，减弱辐射特性，对流受热面5烟气温度降低，有利于受热面5设计。受热面5采用扩展受热面5方案。

当工质为蒸汽时，蒸汽温度比水高，需提高炉膛的耐热能力或降低炉膛温度。本发明的烟气循环管路可将降温后的烟气返送至炉膛下部，从而降低炉膛内混合后的烟气温度。采用烟气再循环，降低炉膛内烟气温度，减弱辐射特性，对流受热面5烟气温度降低，有利于受热面5设计。当工质为蒸汽时，蒸汽较水的密度小，通入蒸汽的流速较高。本发明将一部分饱和蒸汽通入受热面5，减小通入水冷壁部分饱和蒸汽的流速，可减小系统阻力。

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)

1.一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，包括燃烧室(1)，燃烧室(1)上连接有燃烧器(2)，燃烧室(1)的出口设置有炉膛，炉膛上部连接有尾部烟道(6)，其特征在于：所述尾部烟道(6)与炉膛下部之间连接有烟气循环单元；所述燃烧室(1)和炉膛下部设置汽冷壁(3)，炉膛上部设置包墙再热器(4)和受热面(5)，汽冷壁(3)、包墙再热器(4)和受热面(5)依次连通；还包括饱和蒸汽管路，饱和蒸汽管路分成两支路，饱和蒸汽管路的一条支路连接到汽冷壁(3)，饱和蒸汽管路的另一条支路连接到受热面(5)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述烟气循环单元包括空预器(8)，空预器(8)连接于尾部烟道(6)上，风管穿过空预器(8)，风管的一端连接有送风机，尾部烟道(6)连接有循环烟气管路，循环烟气管路的另一端连接到炉膛下部。

3.根据权利要求2所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述尾部烟道(6)上还连接有除尘器。

4.根据权利要求2所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述循环烟气管路上连接有再循环风机(9)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述尾部烟道(6)内安装有脱硝设备(7)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述燃烧室(1)为绝热燃烧室(1)。

7.根据权利要求1所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述燃烧室(1)设置液态排渣结构。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种适用于加热蒸汽的锅炉系统，其特征在于：所述燃烧室(1)敷设耐火材料。

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