超或超超臨界循環(huán)流化床鍋爐水冷壁系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種循環(huán)流化床鍋爐，特別是超或超超臨界參數(shù)的循環(huán)流化床鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]為進(jìn)一步提高機(jī)組效率、減少污染物排放，循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)發(fā)展到超(超)臨界參數(shù)。當(dāng)蒸汽參數(shù)在亞臨界以下時，因工質(zhì)以自然循環(huán)的方式在蒸發(fā)受熱面(主要是水冷壁)內(nèi)流動，蒸發(fā)受熱面具有正補(bǔ)償?shù)牧髁糠峙涮匦裕跍剌^均勻并得以處于較低水平，水循環(huán)總體安全。而當(dāng)蒸汽參數(shù)達(dá)到超(超)臨界以后，工質(zhì)一次通過水冷壁和過熱受熱面，無循環(huán)過程，使得水冷壁內(nèi)工質(zhì)的流量分配至關(guān)重要。當(dāng)流量分配不均時，受熱面相鄰管子會因被冷卻程度不同產(chǎn)生顯著溫差，由此形成的熱應(yīng)力會拉裂連接管子的鋼板，造成極為嚴(yán)重的安全事故，嚴(yán)重威脅電廠安全連續(xù)運(yùn)行。
[0003]對于超(超)臨界參數(shù)的煤粉鍋爐，一般采用螺旋管圈結(jié)構(gòu)，即水冷壁管子繞整個爐膛一周，從而消除相鄰管間的熱應(yīng)力。然而，為避免循環(huán)流化床鍋爐因爐內(nèi)高濃度的固體顆粒產(chǎn)生的磨損，循環(huán)流化床鍋爐無法采用螺旋管圈結(jié)構(gòu)，只能采用垂直管。
[0004]此外，盡管工質(zhì)參數(shù)越高，蒸發(fā)吸熱的份額占整個熱力系統(tǒng)吸熱的比例越小，但超(超)臨界參數(shù)鍋爐水冷壁進(jìn)口要有一定的欠恰，出口要使蒸汽達(dá)到過熱，因此超(超)臨界鍋爐需要布置更多的水冷壁(包括各類拓展水冷壁)。
[0005]為此，專利——350MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐及汽水循環(huán)方法(專利號:CN103591575A)通過增加串聯(lián)布置的水冷屏作為拓展水冷壁。專利——一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐爐膛受熱面(專利號:CN101067490A)通過增加爐內(nèi)屏式受熱面以降低爐膛高度從而降低造價和制造難度。專利一一用于超臨界循環(huán)流化床鍋爐的汽水流程裝置(專利號:CN202328197U)同樣將水冷壁通過連接管與水冷屏串聯(lián)連接。串聯(lián)布置的水冷壁與水冷屏存在工質(zhì)的二次分配，有工質(zhì)二次分配不均風(fēng)險，因此對工質(zhì)參數(shù)如干度和質(zhì)量流速有很高要求，且串聯(lián)布置帶來的高質(zhì)量流速會增加工質(zhì)流動阻力，增大給水栗電耗，降低電廠的經(jīng)濟(jì)性。
[0006]以上均限制了超(超)臨界蒸汽參數(shù)在循環(huán)流化床燃燒技術(shù)上有效實施，使循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組效率的進(jìn)一步提高難于實現(xiàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于:提出一種適用于超或超超臨界循環(huán)流化床鍋爐的水冷壁系統(tǒng)
[0008]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0009]—種超或超超臨界循環(huán)流化床鍋爐水冷壁系統(tǒng)，包括由水冷壁圍成的爐膛、水冷隔墻、省煤器，省煤器經(jīng)水冷壁與水冷隔墻連通，或者，省煤器分別與水冷壁和水冷隔墻連通，鍋爐的給水經(jīng)省煤器加熱后同步進(jìn)入水冷壁和水冷隔墻，且水冷壁和水冷隔墻之間可以沿工質(zhì)流動方向合并，但不能沿工質(zhì)流動方向分配。
[0010]上述方案中，給水經(jīng)省煤器加熱后進(jìn)入水冷壁系統(tǒng)，且四周水冷壁(水冷壁圍成的爐膛)與水冷隔墻并行布置，這種布置方式可使工質(zhì)在全負(fù)荷工況內(nèi)無二次分配，同時配合工質(zhì)低質(zhì)量流量的特點，確保工質(zhì)呈現(xiàn)如自然循環(huán)一樣的正補(bǔ)償流量分配特性，從而使得鍋爐在全負(fù)荷工況下水動力安全可靠。所述水冷壁和水冷隔墻之間可以沿工質(zhì)流動方向合并，但不能沿工質(zhì)流動方向分配是指:工質(zhì)可以從若干個水冷壁或水冷隔墻向某一個水冷壁或水冷隔墻匯集/合并，但不能反過來從某一個水冷壁或水冷隔墻向若干個水冷壁或水冷隔墻分支/分配。
[0011 ]作為選擇，水冷壁與水冷隔墻分別為若干個，各水冷壁之間并行布置，部分水冷壁之間并行布置后與某一水冷隔墻再串行布置。
[0012]作為進(jìn)一步選擇，水冷壁與水冷隔墻分別為2個。
[0013]作為進(jìn)一步選擇，該鍋爐為單爐膛雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，水冷隔墻的寬度與爐膛深度之比在0.7?I之間。
[0014]作為另一進(jìn)一步選擇，該鍋爐為單爐膛雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，水冷隔墻的受熱面管子高度與爐膛頂棚到布風(fēng)板間距離之比在0.6?0.9之間。
[0015]上述方案中，對于單爐膛雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，經(jīng)鍋爐熱力計算，同時考慮隔墻兩側(cè)氣固流動以及壓力分布的均勻性，將水冷隔墻的寬度與爐膛寬度設(shè)置在0.7?I之間。此外，水冷隔墻的工質(zhì)來自于兩小片水冷壁，即水冷壁系統(tǒng)的受熱面沿工質(zhì)流動方向合并。在水冷隔墻以下的爐膛內(nèi)部均敷設(shè)有耐火耐磨材料，工質(zhì)吸熱很弱，不存在合并后二次分配不均問題。基于此，需要水冷隔墻的受熱面管子高度與爐膛頂棚到布風(fēng)板間距離之比在0.6?0.9之間。
[0016]作為選擇，水冷隔墻為2個并行布置，靠近爐膛水冷壁的水冷隔墻的寬度與爐膛深度之比在0.25?0.5之間，另一水冷隔墻的寬度與爐膛深度之比在0.1?0.25之間。
[0017]作為選擇，水冷隔墻為3個并行布置，靠近爐膛水冷壁的水冷隔墻的寬度與爐膛深度之比在0.25?0.5之間，與其相鄰的水冷隔墻的寬度與爐膛深度之比在0.1?0.25之間，另一與其遠(yuǎn)離的水冷隔墻的寬度不超過爐膛邊壁區(qū)厚度，完全浸沒在爐內(nèi)邊壁區(qū)顆粒中。
[0018]作為進(jìn)一步選擇，所述浸沒在爐內(nèi)邊壁區(qū)顆粒中的水冷隔墻的寬度與爐膛深度之比在0.02?0.1之間。
[0019]上述方案中，在水冷隔墻的寬度方面，經(jīng)鍋爐熱力計算，同時考慮到不同的進(jìn)風(fēng)方式并兼顧減少爐內(nèi)固體顆粒因橫向流動造成的側(cè)向磨損等因素，可確定出水冷隔墻寬度與爐膛深度的關(guān)系。特別的，為有效吸收爐膛邊壁區(qū)高濃度顆粒的熱量，還設(shè)置了寬度不超過爐膛邊壁區(qū)厚度的水冷隔墻，即水冷隔墻的寬度與爐膛寬度之比優(yōu)選在0.02?0.1之間。
[0020]作為進(jìn)一步選擇，水冷隔墻的受熱面管子高度與爐膛頂棚到布風(fēng)板間距離之比超過0.95。
[0021 ]上述方案中，在鍋爐熱力系統(tǒng)布置方面，對于單爐膛單布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)水冷壁與水冷隔墻的并行布置，水冷隔墻的受熱面管子高度需要與水冷壁的受熱面管子高度相同，考慮到受熱面在穿過爐膛水冷壁布置時，難免會存在局部彎管，因此需要水冷隔墻的受熱面管子高度與爐膛頂棚到布風(fēng)板間距離之比超過0.95。
[0022]作為選擇，水冷壁采用光管，水冷隔墻采用內(nèi)螺紋管。
[0023]上述方案中，在管子類型的選取上，由于水冷隔墻的雙面均置于高溫氣固兩相流體中，環(huán)境比四周水冷壁更為惡化，因此水冷隔墻選擇更易絲裂管內(nèi)邊壁區(qū)汽膜而不易產(chǎn)生模態(tài)沸騰的內(nèi)螺紋管。
[0024]前述本實用新型主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本實用新型可采用并要求保護(hù)的方案:如本實用新型，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識可明了有多種組合，均為本實用新型所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0025]本實用新型的有益效果:是一種切實可行的超(超)臨界循環(huán)流化床鍋爐水冷壁系統(tǒng)方案，可確保鍋爐全負(fù)荷范圍內(nèi)水動力安全，實現(xiàn)鍋爐長期高效運(yùn)行。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型實施例1的系統(tǒng)布置示意圖；
[0027]圖2是本實用新型實施例1的水冷隔墻布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖