高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000mw超超臨界二次再熱鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐，包括鍋爐本體，依次連接的一次再熱低溫再熱器、一次再熱墻式再熱器、一次再熱高溫再熱器，和依次連接的二次再熱低溫再熱器、二次再熱墻式再熱器、二次再熱高溫再熱器；鍋爐本體包括爐膛和出口煙道；爐膛內垂直水冷壁段的前后墻上對稱布置一次再熱墻式再熱器，爐膛內垂直水冷壁段的左右墻上對稱布置二次再熱墻式再熱器。該鍋爐結構簡單、成本低廉，大大提高了再熱汽溫，降低空預器出口排煙溫度，減少排煙熱損失，從而提高了鍋爐效率，降低了供電煤耗，保證了機組運行的經濟性和安全性。
【專利說明】
高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1 ooomw超超臨界二次再熱鍋爐
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電力設備領域，特別涉及一種高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著化石能源日趨匱乏和人們的環(huán)保意識逐漸增強，節(jié)能減排工作已經提高至國家政治層面。發(fā)電作為傳統(tǒng)高耗能和高污染行業(yè)，自然受到國家重視，大容量、高參數、低耗能的發(fā)電機組逐漸成為主流；目前，1000MW超超臨界一次再熱機組已成熟應用，鍋爐不存在再熱汽溫偏低的問題，而現(xiàn)有已投運二次再熱機組鍋爐普遍存在再熱汽溫偏低的問題。 1000MW超超臨界二次再熱機組是目前世界上最先進的發(fā)電機組，在我國已經投入商業(yè)運行。
[0003]1000MW超超臨界二次再熱機組普遍存在一、二次再熱蒸汽溫度偏低的問題，尤其在中、低負荷段一、二次再熱汽溫比設計值低30°C-50°C，嚴重影響機組安全性和經濟性，導致二次再熱機組的經濟性優(yōu)勢因汽溫低而大打折扣。通過相關計算和分析，主要是因為爐膛出口煙氣焓(熱量供給側)與主、一次再熱、二次再熱蒸汽所需對流換熱熱量(熱量需求偵D無法平衡所致，為解決這一矛盾點，可在提高熱量供給側的熱量提供量，即提高爐膛出口煙氣焓，可以采取兩方面措施:提高爐膛出口溫度和增加爐膛出口煙氣量。根據現(xiàn)已投運二次再熱機組鍋爐的汽溫調節(jié)方式，上海鍋爐廠設計制造的二次再熱機組鍋爐(國電泰州) 通過燃燒器擺角、上層磨運行、減少爐膛吹灰等手段，主要用提高爐膛出口煙溫的方式；由于燃燒器擺角上擺，存在較大的燃燒惡化風險。哈爾濱鍋爐廠設計制造的二次再熱機組鍋爐(華能萊蕪)設計有煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，通過提高爐膛出口煙氣量的方法提高爐膛出口煙氣焓;通過提高爐膛出口煙溫的方法受制于煤質的灰熔點溫度，因受熱面結渣的問題無法提高至滿足二次再熱要求;煙氣再循環(huán)的方式提高爐膛出口煙氣焓，受制于爐內燃燒穩(wěn)定性， 煙氣再循環(huán)量太大，影響爐內燃燒穩(wěn)定，尤其是采用引風機出口的低溫煙氣時；同時，煙氣再循環(huán)會增加投資成本和運行成本。
【發(fā)明內容】

[0004]技術問題:為了解決現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種。
[0005]技術方案:本發(fā)明提供的一種高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐，包括鍋爐本體，依次連接的一次再熱低溫再熱器、一次再熱墻式再熱器、一次再熱高溫再熱器，和依次連接的二次再熱低溫再熱器、二次再熱墻式再熱器、二次再熱高溫再熱器;所述鍋爐本體包括爐膛和出口煙道;所述爐膛內垂直水冷壁段的前后墻上對稱布置一次再熱墻式再熱器，所述爐膛內垂直水冷壁段的左右墻上對稱布置二次再熱墻式再熱器； 所述出口煙道自內向外依次設有低溫過熱器，高溫過熱器，設于同一縱截面的一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器，設于同一縱截面的一次再熱高溫再熱器和二次再熱高溫再熱器，設于同一縱截面的一對省煤器。
[0006]作為改進，所述鍋爐本體為塔式爐或31型爐。
[0007]作為另一種改進，一次再熱低溫再熱器上分別連接有一次再熱低溫再熱器入口集箱和一組一次再熱低溫再熱器出口集箱;所述一次再熱墻式再熱器上分別連接有一組一次再熱墻式再熱器入口集箱和一組一次再熱墻式再熱器出口集箱;所述一次再熱高溫再熱器上分別連接有一組一次再熱高溫再熱器入口集箱和一組一次再熱高溫再熱器出口集箱;所述一組一次再熱低溫再熱器出口集箱和一組一次再熱墻式再熱器入口集箱的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán);所述一組一次再熱墻式再熱器出口集箱和一組一次再熱高溫再熱器入口集箱的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán)。
[0008]作為進一步改進，一次再熱低溫再熱器出口集箱和一次再熱墻式再熱器入口集箱、一次再熱墻式再熱器出口集箱和一組一次再熱高溫再熱器入口集箱的連接管路上分別設有噴水減溫器。
[0009]作為另一種改進，二次再熱低溫再熱器上分別連接有二次再熱低溫再熱器入口集箱和一組二次再熱低溫再熱器出口集箱;所述二次再熱墻式再熱器上分別連接有一組二次再熱墻式再熱器入口集箱和一組二次再熱墻式再熱器出口集箱;所述二次再熱高溫再熱器上分別連接有一組二次再熱高溫再熱器入口集箱和一組二次再熱高溫再熱器出口集箱;所述一組二次再熱低溫再熱器出口集箱和一組二次再熱墻式再熱器入口集箱的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán);所述一組二次再熱墻式再熱器出口集箱和一組二次再熱高溫再熱器入口集箱的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán)。
[0010]作為進一步改進，二次再熱低溫再熱器出口集箱和二次再熱墻式再熱器入口集箱、二次再熱墻式再熱器出口集箱和二次再熱高溫再熱器入口集箱的連接管路上分別設有噴水減溫器。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供的超超臨界二次再熱鍋爐結構簡單、成本低廉，大大提高了再熱汽溫，降低空預器出口排煙溫度，減少排煙熱損失，從而提高了鍋爐效率，降低了供電煤耗，保證了機組運行的經濟性和安全性。
[0012]本發(fā)明在爐膛內安裝墻式再熱器，部分熱量由爐膛內的輻射受熱面提供，主汽溫度仍然通過中間點溫度調整，從熱量需求側入手解決了二次再熱鍋爐熱量供需不平衡的問題，可降低爐膛出口后(對流受熱面)熱量需求側的熱量需求量。
[0013]具體而言，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下突出的優(yōu)勢:
[0014]第一，一次再熱墻式再熱器和二次再熱墻式再熱器布置在垂直水冷壁蒸發(fā)受熱面上部和爐膛出口(屏底)下方之間區(qū)域的四周爐墻區(qū)域，該布置方法可避免四面墻水冷壁因受熱面積不同造成吸熱不均，兩端汽溫偏差大的問題。一方面，一次再熱墻式再熱器和二次再熱墻式再熱器采用壁掛式布置方式，覆蓋部分水冷壁蒸發(fā)段受熱面，該受熱面屬于輻射式換熱面，吸收爐膛內的輻射熱量，既彌補對流受熱面熱量不夠的問題，解決了二次再熱汽水系統(tǒng)自身存在汽溫偏低問題，又減少了水冷壁蒸發(fā)段的吸熱量，可適當降低分離器出口蒸汽溫度，提高分離器的金屬溫度裕量。通過布置一次再熱墻式再熱器和二次再熱墻式再熱器，可有效解決二次再熱鍋爐中爐膛出口煙氣焓(供給側)與二次再熱鍋爐蒸汽所需熱量 (需求側)不均衡的矛盾，提高一、二次再熱蒸汽溫度，尤其中低負荷時可保證再熱汽溫度達到額定值。另一方面，一次再熱墻式再熱器和二次再熱墻式再熱器覆蓋部分水冷壁蒸發(fā)受熱面，可適當降低汽水分離器出口蒸汽溫度，有效緩解分離器壁溫容易超溫的問題，由于布置的墻式再熱器蒸汽溫度比水冷壁內汽水溫度高，與布置墻式再熱器前對比，煙氣與蒸汽溫差減小，輻射吸熱量減少，可適當提高爐膛出口的煙氣溫度，有利于進一步提高再熱汽溫度;增加的墻式再熱器覆蓋部分水冷壁蒸發(fā)段受熱面，減少水冷壁蒸發(fā)段的吸熱量，使工質發(fā)生相變點的位置遠離火焰中心，降低工質相變點區(qū)域熱流密度，防止傳熱惡化的發(fā)生，達到保護該區(qū)域水冷壁的目的。
[0015]第二，一組低溫再熱器出口集箱和一組墻式再熱器入口集箱分別兩兩連接成環(huán)、 一組墻式再熱器出口集箱與一組高溫再熱器入口集箱分別兩兩連接成環(huán)，即分別采用交叉布置方式，可有效緩解兩端蒸汽溫度的熱偏差問題。
[0016]第三，通過布置多級噴水減溫，可有效調節(jié)各級受熱面進出口蒸汽溫度，使蒸汽溫度控制更加精確?！靖綀D說明】
[0017]圖1為本發(fā)明1000MW超超臨界二次再熱鍋爐的結構示意圖。圖2為本發(fā)明1000MW超超臨界二次再熱鍋爐的縱截面結構示意圖。圖3為一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器的蒸汽流程圖?！揪唧w實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明1000MW超超臨界二次再熱鍋爐作出進一步說明。
[0019]高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐，包括鍋爐本體1，依次連接的一次再熱低溫再熱器2、一次再熱墻式再熱器3、一次再熱高溫再熱器4,和依次連接的二次再熱低溫再熱器5、二次再熱墻式再熱器6、二次再熱高溫再熱器7;鍋爐本體1包括爐膛11和出口煙道12;爐膛11內垂直水冷壁段的前后墻上對稱布置一次再熱墻式再熱器3,爐膛11內垂直水冷壁段的左右墻上對稱布置二次再熱墻式再熱器6;出口煙道12自內向外依次設有低溫過熱器8，高溫過熱器9，設于同一縱截面的一次再熱低溫再熱器2和二次再熱低溫再熱器5,設于同一縱截面的一次再熱高溫再熱器4和二次再熱高溫再熱器7,設于同一縱截面的一對省煤器10。
[0020]—次再熱低溫再熱器2上分別連接有一次再熱低溫再熱器入口集箱14和一組一次再熱低溫再熱器出口集箱15;—次再熱墻式再熱器3上分別連接有一組一次再熱墻式再熱器入口集箱16和一組一次再熱墻式再熱器出口集箱17;—次再熱高溫再熱器4上分別連接有一組一次再熱高溫再熱器入口集箱18和一組一次再熱高溫再熱器出口集箱19;一組一次再熱低溫再熱器出口集箱15和一組一次再熱墻式再熱器入口集箱16的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán);一組一次再熱墻式再熱器出口集箱17和一組一次再熱高溫再熱器入口集箱18 的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán)。一次再熱低溫再熱器出口集箱15和一次再熱墻式再熱器入口集箱16、一次再熱墻式再熱器出口集箱17和一組一次再熱高溫再熱器入口集箱18的連接管路上分別設有噴水減溫器13。
[0021]二次再熱低溫再熱器5上分別連接有二次再熱低溫再熱器入口集箱20和一組二次再熱低溫再熱器出口集箱21;二次再熱墻式再熱器6上分別連接有一組二次再熱墻式再熱器入口集箱22和一組二次再熱墻式再熱器出口集箱23;二次再熱高溫再熱器7上分別連接有一組二次再熱高溫再熱器入口集箱24和一組二次再熱高溫再熱器出口集箱25; —組二次再熱低溫再熱器出口集箱21和一組二次再熱墻式再熱器入口集箱22的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán);一組二次再熱墻式再熱器出口集箱23和一組二次再熱高溫再熱器入口集箱24 的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán)。二次再熱低溫再熱器出口集箱21和二次再熱墻式再熱器入口集箱22、二次再熱墻式再熱器出口集箱23和二次再熱高溫再熱器入口集箱24的連接管路上分別設有噴水減溫器13。
[0022]該鍋爐本體1可為塔式爐或31型爐，均可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0023]國內某電廠超超臨界二次再熱鍋爐為提高再熱蒸汽溫度，采用分隔煙道擋板和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，每臺爐布置兩臺煙氣再循環(huán)風機，自引風機出口接出，送至燃燒器底部的兩層噴嘴。在950MW負荷時，再循環(huán)風機從38Hz升至42Hz，再熱汽溫從608 °C升至615 °C，再熱汽溫升高7°C。其煙氣再循環(huán)系統(tǒng)初投資成本高，運行和維護費用較高，并且再循環(huán)煙氣影響燃燒穩(wěn)定性，不利于煤粉的燃盡，再循環(huán)煙氣量較大時，可導致飛灰含碳量升高1個百分點， 進而影響鍋爐的經濟性。[〇〇24]通過對其爐型進行模擬實驗得知，50%BMCR工況下，增加墻式再熱器后再熱蒸汽溫度可提高35 °C; 75 % BMCR工況下，再熱蒸汽溫度可提高20°C，再熱汽溫能夠達到設計值。
[0025]國內某電廠二次再熱超超臨界鍋爐采用分隔煙道擋板和燃燒器擺角調整再熱汽溫，65 % BMCR工況時，一、二次再熱汽溫為590.2 °C和583.3 °C (設計溫度為613 °C); 50 % BMCR 工況時，二次再熱汽溫只有566°C (設計溫度為613°C)。如果增加墻式再熱器，再熱汽可升高 30-50°C，尤其是中低負荷段，效果更加明顯。[〇〇26]通過對其爐型進行模擬實驗得知，50%BMCR工況下，增加墻式再熱器后再熱蒸汽溫度可提高40°C;75%BMCR工況下，再熱蒸汽溫度可提高22°C，再熱汽溫能夠達到額定溫度范圍。
【主權項】
1.高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐，其特征在于:包括鍋爐 本體(1)，依次連接的一次再熱低溫再熱器(2)、一次再熱墻式再熱器(3)、一次再熱高溫再 熱器(4)，和依次連接的二次再熱低溫再熱器(5)、二次再熱墻式再熱器(6)、二次再熱高溫 再熱器(7);所述鍋爐本體(1)包括爐膛(11)和出口煙道(12);所述爐膛(11)內垂直水冷壁 段的前后墻上對稱布置一次再熱墻式再熱器(3)，所述爐膛(11)內垂直水冷壁段的左右側 墻上對稱布置二次再熱墻式再熱器(6);所述出口煙道(12)自下至上依次設有低溫過熱器 (8)，高溫過熱器(9)，設于同一縱截面的一次再熱低溫再熱器(2)和二次再熱低溫再熱器 (5)，設于同一縱截面的一次再熱高溫再熱器(4)和二次再熱高溫再熱器(7)，設于同一縱截 面的一對省煤器(10)。2.根據權利要求1所述的高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐， 其特征在于:所述鍋爐本體(1)為塔式爐或型爐。3.根據權利要求1所述的高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐， 其特征在于:一次再熱低溫再熱器(2)上分別連接有一次再熱低溫再熱器入口集箱(14)和 一組一次再熱低溫再熱器出口集箱(15);所述一次再熱墻式再熱器(3)上分別連接有一組 一次再熱墻式再熱器入口集箱(16)和一組一次再熱墻式再熱器出口集箱(17);所述一次再 熱高溫再熱器(4)上分別連接有一組一次再熱高溫再熱器入口集箱(18)和一組一次再熱高 溫再熱器出口集箱(19);所述一組一次再熱低溫再熱器出口集箱(15)和一組一次再熱墻式 再熱器入口集箱(16)的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán);所述一組一次再熱墻式再熱器出 口集箱(17)和一組一次再熱高溫再熱器入口集箱(18)的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán)。4.根據權利要求3所述的高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐， 其特征在于:一次再熱低溫再熱器出口集箱(15)和一次再熱墻式再熱器入口集箱(16)、一 次再熱墻式再熱器出口集箱(17)和一組一次再熱高溫再熱器入口集箱(18)的連接管路上 分別設有噴水減溫器(13)。5.根據權利要求1所述的高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐， 其特征在于:二次再熱低溫再熱器(5)上分別連接有二次再熱低溫再熱器入口集箱(20)和 一組二次再熱低溫再熱器出口集箱(21);所述二次再熱墻式再熱器(6)上分別連接有一組 二次再熱墻式再熱器入口集箱(22)和一組二次再熱墻式再熱器出口集箱(23);所述二次再 熱高溫再熱器(7)上分別連接有一組二次再熱高溫再熱器入口集箱(24)和一組二次再熱高 溫再熱器出口集箱(25);所述一組二次再熱低溫再熱器出口集箱(21)和一組二次再熱墻式 再熱器入口集箱(22)的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán);所述一組二次再熱墻式再熱器出 口集箱(23)和一組二次再熱高溫再熱器入口集箱(24)的數量相同，且兩兩分別連接成環(huán)。6.根據權利要求5所述的高再熱蒸汽溫度寬調節(jié)比的1000MW超超臨界二次再熱鍋爐， 其特征在于:二次再熱低溫再熱器出口集箱(21)和二次再熱墻式再熱器入口集箱(22)、二 次再熱墻式再熱器出口集箱(23)和二次再熱高溫再熱器入口集箱(24)的連接管路上分別 設有噴水減溫器(13)。
【文檔編號】F22G5/12GK105953217SQ201610473533
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】孫俊威, 陳連軍, 黃啟龍, 戴維葆, 陳國慶, 劉明媛
【申請人】南京電力設備質量性能檢驗中心