專利名稱：一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱直流鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電站鍋爐，尤其涉及一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱超超臨界直流鍋爐。
背景技術(shù)：
我國的能源結(jié)構(gòu)決定了現(xiàn)階段及今后相當(dāng)長的一段時(shí)期仍然以燃煤火力發(fā)電為主的格局。因此，提高火力發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，降低污染物排放已成為國內(nèi)外高效清潔火力發(fā)電技術(shù)下一步發(fā)展中最為關(guān)鍵的問題。為了提高大容量火力發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，通?？刹捎弥虚g再熱的方法來提高熱力循環(huán)的平均吸熱溫度，降低熱耗；減少汽輪機(jī)低壓末級葉片排氣濕度，延長末級葉片壽命。理論上再熱級數(shù)越多熱力循環(huán)效率更高，在同等條件下，采用二次再熱比一次再熱的機(jī)組熱效率可提高I. 43 I. 6%左右。但同時(shí)二次再熱機(jī)組的主機(jī)設(shè)備和熱力系統(tǒng)更為復(fù)雜，投資明顯增加，運(yùn)行控制也更加困難。因此，盡管從上世紀(jì)60年代起國外已經(jīng)有50余臺二次再熱超(超)臨界機(jī)組投入運(yùn)行，但基于性價(jià)比等因素考慮，絕大多數(shù)的超(超)臨界機(jī)組仍都采用的是一次再熱。截止目前，國內(nèi)已投運(yùn)的數(shù)百臺超(超)臨界機(jī)組也全部采用的是一次再熱形式[1][2]。隨著燃料成本和環(huán)保壓力的不斷提高，近年來，國際上又開始重視對二次再熱機(jī)組的研發(fā)和應(yīng)用歐盟、美國和日本的700°C及以上參數(shù)的超超臨界機(jī)組無一例外地選擇了二次再熱作為研究方向之一。而700°C及以上參數(shù)的先進(jìn)超超臨界燃煤火力發(fā)電技術(shù)也已列入我國“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃，成立了產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)盟共同開展700°C高效清潔燃煤火力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)研發(fā)，并已啟動了超600°C二次再熱燃煤超超臨界機(jī)組的應(yīng)用示范。通過檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的科研和制造企業(yè)也已經(jīng)開始了二次再熱超超臨界鍋爐的研發(fā)工作[7]-[12]。圍繞在現(xiàn)有金屬材料基礎(chǔ)上研發(fā)超600°C二次再熱燃煤超超臨界機(jī)組和采用鎳基高溫材料的700°C先進(jìn)超超臨界機(jī)組項(xiàng)目中，高溫材料價(jià)格對機(jī)組技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的影響以及從鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善的方法進(jìn)行了研究。本發(fā)明人在引進(jìn)的800 1000MW塔式燃煤直流鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對上述問題提出了一種新的鍋爐及受熱面布置形式，可以大大降低1000MW 1200MW大容量二次再熱塔式直流鍋爐的爐膛高度，有機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)塔式和雙煙道鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，既可以減少鍋爐出口高溫管道的長度，節(jié)省昂貴的高溫金屬材料，有利于二次再熱超超臨界鍋爐高溫氧化皮的清除，也便于實(shí)現(xiàn)二次再熱超超臨界鍋爐汽溫控制方式的優(yōu)化。參考文獻(xiàn)[I]朱寶田，苗廼金，雷兆團(tuán)，李續(xù)軍，張心，張亞夫.我國超超臨界機(jī)組技術(shù)參數(shù)與結(jié)構(gòu)選型的研究[J]·熱力發(fā)電，2005，(7) 1-6.[2]朱寶田，周榮燦.進(jìn)一步提高超超臨界機(jī)組蒸汽參數(shù)應(yīng)注意的問題[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2009，29 (S) =95-100.[3]葉勇健，申松林·歐洲高效燃煤電廠的特點(diǎn)及啟示[J]·電力建設(shè)，2011，32(1) :54-58[4]Sven Kjaer，F(xiàn)rank Drinhaus. A modified double reheat cycle//[C]· ASME2010 Power Conference[5]徐雪元.120(MW超超臨界參數(shù)鍋爐的研制與開發(fā)[J]·電力建設(shè)，2010,31(3)60-62[6]徐炯，周一工· 700°C高效超超臨界火力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的概述[J]·上海電氣技術(shù)，2012，5 (2) 51-54[7] 一種帶二次再熱的700°C以上參數(shù)超超臨界鍋爐[Z].中國專利，ZL201110332930.3[8] 一種蒸汽二次再熱系統(tǒng)[Z]·中國專利，ZL 201010575485.9[9] 一種電站鍋爐二次再熱系統(tǒng)[Z]·中國專利，ZL201110333681.X[10]通過采用尾部三煙道方式調(diào)節(jié)鍋爐再熱汽溫的裝置[Z].中國專利，ZL201210043936. 3[11] 二次再熱直流鍋爐-汽輪機(jī)DBC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)[Z].中國專利，ZL201210026915.O[12] 二次再熱的熱力系統(tǒng)[Z],中國專利，ZL201110066853. I

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提出一種更為適合于蒸汽初參數(shù)超600°C以及700°C以上二次再熱超超臨界機(jī)組特點(diǎn)的鍋爐優(yōu)化結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案具體 是由以下方法實(shí)現(xiàn)的鍋爐爐膛(I)上部煙道內(nèi)依煙氣氣流依次水平放置有高溫過熱器(21)、高溫一次再熱器(22)和高溫二次再熱器(23)，鍋爐爐膛(I)與并列布置的尾部分隔煙道(2)采用連通管(3)連接，連通管(3)內(nèi)壁設(shè)計(jì)有包覆受熱面(15)，其煙道內(nèi)不設(shè)置受熱面；鍋爐爐膛
(1)出口的高溫?zé)煔庥蛇B通管(3)從上部或水平方向進(jìn)入尾部分隔煙道(2);尾部分隔煙道
(2)內(nèi)分別水平放置有低溫過熱器(11)、低溫一次再熱器(12)和低溫二次再熱器(13)以及省煤器(14)。為便于鍋爐二次再熱汽溫的控制，對全滑壓運(yùn)行的二次再熱超超臨界鍋爐，其鍋爐尾部分隔煙道(2)可設(shè)計(jì)分隔為兩個獨(dú)立的煙道，其中一個煙道內(nèi)布置有低溫過熱器(11)和省煤器(14);另外一個煙道內(nèi)布置有低溫一次再熱器(12)和低溫二次再熱器
(13);在分隔煙道出口處分別設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板(5)，用以完成高溫一次再熱器(22)出口蒸汽溫度的調(diào)節(jié)；高溫二次再熱器(23)出口蒸汽溫度采用噴水調(diào)節(jié)。而當(dāng)鍋爐設(shè)計(jì)有定壓運(yùn)行方式時(shí)，尾部分隔煙道(2)可分隔為三個或四個獨(dú)立的煙道，以減少再熱噴水對機(jī)組效率的影響，其中一個煙道內(nèi)布置低溫過熱器(11);另外的分隔煙道內(nèi)則分別布置有低溫一次再熱器(12)和低溫二次再熱器(13)或省煤器(14);在分隔煙道出口處分別設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板(5)，分別完成高溫一次再熱器(22)和高溫二次再熱器(23)出口蒸汽溫度的控制。鍋爐尾部分隔煙道(2)出口至連通管(3)間可設(shè)置煙氣再循環(huán)旁路(6)，該旁路安裝有可調(diào)節(jié)煙氣再循環(huán)流量的再循環(huán)風(fēng)機(jī)(7)或其調(diào)節(jié)擋板，用于控制高溫一次再熱器
(22)或高溫二次再熱器(23)出口蒸汽溫度。傳統(tǒng)的煙氣再循環(huán)汽溫調(diào)節(jié)方式，其再循環(huán)煙氣設(shè)計(jì)為直接引入爐膛，這樣勢必造成爐膛燃燒工況的變化，而本發(fā)明由于采用了爐膛(I)和尾部分隔煙道(2)雙煙道間的連通管(3)內(nèi)不設(shè)煙道蒸汽受熱面的結(jié)構(gòu)，因而可以成為一種新的煙氣側(cè)汽溫調(diào)節(jié)方式，這種調(diào)溫方式也適用于一次再熱燃煤、燃油或燃?xì)忮仩t。當(dāng)爐膛蒸發(fā)受熱面(10)及灰斗(4)的包覆管屏(20)采用螺旋管圈受熱面結(jié)構(gòu)時(shí)，可設(shè)計(jì)為省煤器(14 )出口的一部分蒸汽直接引入爐膛下部灰斗(4)包覆管屏(20)的一部分入口集箱，另一部分蒸汽則先經(jīng)過連通管(3)的包覆受熱面(15)，再引入灰斗(4)包覆管屏(20)的另外一部分入口集箱，以調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)受熱面的給水溫度，并消除整個爐膛蒸發(fā)受熱面(10)的入口和出口熱偏差。另外，連通管(3)的包覆受熱面(15)也可以設(shè)計(jì)作為可低溫一次再熱器(12)或低溫二次再熱器(13)受熱面的組成部分，其出口可連接至低溫一次再熱器(12)或低溫二次再熱器(13)入口或出口聯(lián)箱，以改善低負(fù)荷工況下再熱器的汽溫特性。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有的技術(shù)相比，通過采用雙煙道結(jié)構(gòu)和鍋爐爐內(nèi)受熱面全水平布置方式，解決了大容量二次再熱超超臨界直流鍋爐爐膛高度過高，以及更高溫度和壓力條件下鍋爐運(yùn)行的安全性問題，既可以減少二次再熱超超臨界鍋爐出口高溫管道的長度，又有利于二次再熱超超臨界鍋爐高溫氧化皮的清除，本發(fā)明的設(shè)計(jì)也更便于實(shí)現(xiàn)二次再熱超超臨界鍋爐汽溫控制方式的配置和優(yōu)化。


附圖I是一臺按常規(guī)方法設(shè)計(jì)的二次再熱塔式直流鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明的爐內(nèi)受熱面全水平布置的二次再熱雙煙道直流鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖I是一臺按照現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)的二次再熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2是本發(fā)明的一個實(shí)施例示意圖，從附圖I和附圖2可以清楚地看出本發(fā)明的改進(jìn)效果。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下給出了具體的實(shí)施方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所給出的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱直流鍋爐，其特征在于該鍋爐采用雙煙道布置形式；鍋爐爐膛(I)上部煙道內(nèi)依煙氣氣流依次水平放置有高溫過熱器(21)、高溫一次再熱器(22)和高溫二次再熱器(23);鍋爐爐膛(I)與并列布置的尾部分隔煙道(2)采用連通管(3)連接，連通管(3)內(nèi)壁設(shè)計(jì)有包覆受熱面(15)，其煙道內(nèi)不設(shè)置受熱面；鍋爐爐膛(I)出口的高溫?zé)煔庥蛇B通管(3)從上部或水平方向進(jìn)入尾部分隔煙道(2);尾部分隔煙道(2)內(nèi)分別水平放置有低溫過熱器(11)、低溫一次再熱器(12)和低溫二次再熱器(13)以及省煤器(14);省煤器(14)出口的一部分蒸汽可直接引入爐膛下部灰斗(4)包覆管屏(20)的入口集箱，另一部分蒸汽則先經(jīng)過連通管(3)的包覆受熱面(15)，再引入灰斗(4)包覆管屏(20)的入口集箱；尾部分隔煙道(2)出口至連通管(3)間設(shè)置有煙氣再循環(huán)旁路出)，該旁路安裝有可調(diào)節(jié)煙氣再循環(huán)流量的再循環(huán)風(fēng)機(jī)(7)或其調(diào)節(jié)擋板，用于控制高溫一次再熱器(22)或高溫二次再熱器(23)出口蒸汽溫度。
2.如權(quán)利要求I所述的一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱直流鍋爐，其特征在于尾部分隔煙道(2)分隔為兩個獨(dú)立的煙道，其中一個煙道內(nèi)布置有低溫過熱器(11)和省煤器(14);另外一個煙道內(nèi)布置有低溫一次再熱器(12)和低溫二次再熱器(13);在分隔煙道出口處設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板(5)，用以完成高溫一次再熱器(22)出口蒸汽溫度的調(diào)節(jié)；高溫二次再熱器(23)出口蒸汽溫度由煙氣再循環(huán)旁路(6)及再循環(huán)風(fēng)機(jī)(7)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱直流鍋爐，其特征在于尾部分隔煙道(2)分隔為三個或四個獨(dú)立的分隔煙道，其中一個煙道內(nèi)布置有低溫過熱器(11)和省煤器(14);另外的分隔煙道內(nèi)分別布置有低溫一次再熱器(12)、低溫二次再熱器(13)或省煤器(14);在尾部分隔煙道(2)出口處分別設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板(5)，用以完成高溫一次再熱器(22)和高溫二次再熱器(23)出口蒸汽溫度的控制，可不設(shè)置煙氣再循環(huán)旁路(6)及再循環(huán)風(fēng)機(jī)(7)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱直流鍋爐，其特征在于連通管(3)的包覆受熱面(15)出口可連接至低溫一次再熱器(12)或低溫二次再熱器(13)入口或出口聯(lián)箱，作為該受熱面的組成部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種爐內(nèi)受熱面全水平布置的雙煙道二次再熱直流鍋爐，該鍋爐爐膛上部豎直煙道內(nèi)依煙氣氣流依次水平放置了高溫過熱器、高溫一次再熱和高溫二次再熱器，與爐膛并列的尾部煙道則水平布置有低溫過熱器、低溫一次和二次再熱器以及省煤器，而雙煙道連通管不設(shè)煙道受熱面。該設(shè)計(jì)既降低了大容量塔式直流鍋爐的布置高度，可減少鍋爐出口高溫蒸汽管道的長度，同時(shí)保留了現(xiàn)有塔式直流鍋爐受熱面水平布置利于疏水和去除高溫氧化皮的優(yōu)點(diǎn)；尾部煙道多分隔擋板和再循環(huán)煙氣的靈活組合也有利于二次再熱汽溫控制方案的優(yōu)化。
文檔編號F22B31/08GK102901081SQ201210450410
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者葉敏, 陳仁杰, 徐雪元, 李林, 姚丹花, 鄒海勇, 朱更 申請人:上海智申系統(tǒng)工程有限公司, 上海迪吉特控制系統(tǒng)有限公司