一種參數(shù)優(yōu)化的超超臨界二次再熱電站鍋爐的制作方法
【專利說明】
(—)技術(shù)領(lǐng)域:
[0001]本發(fā)明一種參數(shù)優(yōu)化的超超臨界二次再熱電站鍋爐涉及一種燃煤火電站使用的與參數(shù)優(yōu)化的超超臨界二次再熱汽輪機(jī)組配套的高效、安全、低排放、低造價(jià)的超超臨界二次再熱電站鍋爐。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有技術(shù)火電站使用的二次再熱電站鍋爐用于向二次再熱的汽輪發(fā)電機(jī)組供汽，典型的鍋爐側(cè)主汽溫度/一次再熱汽溫度/二次再熱汽溫度的設(shè)計(jì)值為6050C /6230C /623°C，已達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的成熟耐熱奧氏體不銹鋼材料的使用極限，對(duì)使用P92材質(zhì)的高溫過熱器出口聯(lián)箱，部分管口溫度安全裕度已經(jīng)不足。
[0003]典型的二次再熱的汽輪發(fā)電機(jī)組配有四級(jí)高壓加熱器和分離的蒸汽冷卻器，鍋爐給水溫度高達(dá)330°C，需要水冷壁材質(zhì)升檔到T91或者T23 次低溫再熱器的蒸汽進(jìn)口溫度和二次低溫再熱器的蒸汽進(jìn)口溫度一般在420?440°C，無法將SCR反應(yīng)器入口煙溫降到3700C ;過高的SCR反應(yīng)器入口煙溫不僅威脅脫硝催化劑的安全運(yùn)行，還引起鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率降低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的主蒸汽調(diào)溫方式:煤水比+噴水減溫+擺動(dòng)噴燃器，可確保過熱蒸汽出口溫度在30%?100% BMCR工況下均能達(dá)到605°C ;再熱蒸汽調(diào)溫方式:煙氣擋板+擺動(dòng)燃燒器，可確保一次再熱蒸汽出口溫度在50%?100% BMCR工況下能達(dá)到623°C ;但二次再熱蒸汽出口溫度只能在65%?100% BMCR工況下能達(dá)到623°C。
[0005]為了使二次再熱蒸汽出口溫度能在50%?65% BMCR工況下也能達(dá)到設(shè)計(jì)值，現(xiàn)有技術(shù)采用尾部雙煙道、雙擋板加爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)方案，增加中、低負(fù)荷下的煙氣容積流量，增加二次再熱器的對(duì)流換熱量來達(dá)成。爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口可以接在省煤器的出口或除塵器的出口也可以接在引風(fēng)機(jī)出口 ；爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口接爐膛下部。爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口接在省煤器的出口時(shí)，高粉塵、較高工作溫度、較低的煙氣重度、較高轉(zhuǎn)速使?fàn)t煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的可靠性降低，MTBF(Mean Time Between Failures)下降，電耗增大；爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口接在除塵器的出口時(shí)空氣預(yù)熱器煙側(cè)流量增加10%到20%，會(huì)引起鍋爐排煙溫度顯著升高，鍋爐效率下降，爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)需要較高壓頭，電耗巨大；爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口接在引風(fēng)機(jī)出口時(shí)，同樣，空氣預(yù)熱器煙側(cè)流量會(huì)增加10%到20%，引起鍋爐排煙溫度顯著升高，鍋爐效率下降，并且引風(fēng)機(jī)電耗上升10%到20%。
[0006]為了使二次再熱蒸汽出口溫度能在50%?65% BMCR工況下也能達(dá)到設(shè)計(jì)值，現(xiàn)有技術(shù)也有采用尾部三煙道、三擋板調(diào)溫方案，但該方案要求有較高的爐膛出口溫度，不適合易結(jié)渣的煙煤。
[0007]—種超超臨界二次再熱汽輪機(jī)組的優(yōu)化方案將汽機(jī)側(cè)主蒸汽進(jìn)口參數(shù)優(yōu)化為585°C 34.0MPa ;一次再熱蒸汽參數(shù)優(yōu)化為620°C 8.56MPa ;二次再熱蒸汽參數(shù)優(yōu)化為5350C 1.44MPa。相對(duì)應(yīng)的鍋爐側(cè)的主蒸汽進(jìn)口參數(shù)為590°C 35.7MPa ;一次再熱蒸汽參數(shù)為623°C 8.9MPa ;二次再熱蒸汽參數(shù)為538°C 1.52MPa。(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0008]所要解決的技術(shù)問題:
[0009]1.主汽壓力提升以后，高溫過熱器出口聯(lián)箱安全裕度不足；
[0010]2.省煤器進(jìn)口給水溫度過高，水冷壁工作溫度過高；
[0011]3.在一種超超臨界二次再熱機(jī)組的優(yōu)化方案中，一次再熱蒸汽的吸熱量大幅度增加，一次再熱蒸汽的吸熱量與二次再熱蒸汽的吸熱量之和也增大；一次再熱蒸汽出口溫度在65%?100% BMCR工況下能達(dá)到623°C，但一次再熱蒸汽出口溫度在65 %?50% BMCR工況下將難以達(dá)到623 °C ；
[0012]4.爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口接在省煤器的出口時(shí)，高粉塵、較高工作溫度、較低的煙氣重度、較高轉(zhuǎn)速使?fàn)t煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的可靠性降低，MTBF(Mean Time Between Failures)下降，電耗增大；爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口接在除塵器的出口時(shí)空氣預(yù)熱器煙側(cè)流量增加10%到20%，會(huì)引起鍋爐排煙溫度顯著升高，鍋爐效率下降，爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)需要較高壓頭，電耗巨大；爐煙再循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口接在引風(fēng)機(jī)出口時(shí)，同樣，空氣預(yù)熱器煙側(cè)流量會(huì)增加10%到20%，引起鍋爐排煙溫度顯著升高，鍋爐效率下降，并且引風(fēng)機(jī)電耗上升10%到20%。
[0013]解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:
[0014]采取與現(xiàn)有技術(shù)不同的技術(shù)路線，本發(fā)明的目的是提供一種參數(shù)優(yōu)化的超超臨界二次再熱電站鍋爐與參數(shù)優(yōu)化的超超臨界二次再熱汽輪機(jī)組配套，提供一種高效、安全、低排放、低造價(jià)的超超臨界二次再熱電站鍋爐。
[0015]本發(fā)明一種參數(shù)優(yōu)化的超超臨界二次再熱電站鍋爐包括爐膛及燃燒器(1)、屏式過熱器(2)、一次中溫再熱器(3)、高溫過熱器(4)、一次高溫再熱器(5)、二次高溫再熱器(6)、折煙角(7)、風(fēng)-煙噴射器關(guān)斷擋板(8)、調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)、噴射器停用保護(hù)冷卻風(fēng)擋板(10)、分離二次風(fēng)風(fēng)箱(11)、省煤器(12)、一次低溫再熱器(13)、二次低溫再熱器(14)、低溫過熱器(15)、噴射器熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板(16)、前煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板
(19)、中煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(17)、后煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(18)、超音速汽流噴嘴(23)、超音速汽流噴嘴定位套板(20)、頂棚管(21)、頂棚管鰭片(22);鍋爐側(cè)的主蒸汽進(jìn)口參數(shù)優(yōu)化為590°C 35.7MPa ;一次再熱蒸汽參數(shù)優(yōu)化為623°C 8.9MPa ;二次再熱蒸汽參數(shù)優(yōu)化為5380C 1.52MPa ;給水溫度優(yōu)化為303°C ;尾部煙道由分隔墻分為前煙道、中煙道、后煙道，三煙道內(nèi)布置的受熱面均采用支撐結(jié)構(gòu)；前煙道內(nèi)布置一次低溫再熱器(13)和省煤器(12)，中煙道內(nèi)布置二次低溫再熱器(14)和省煤器(12)，后煙道內(nèi)布置低溫過熱器(15)和省煤器(12);前煙道出口設(shè)置前煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(19)，中煙道出口設(shè)置中煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板
(17)，后煙道出口設(shè)置后煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(18);調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)的煙氣吸入口設(shè)置在前煙道的前墻，煙風(fēng)混合物出口設(shè)置在折煙角(7)的下部；在鍋爐高、中負(fù)荷時(shí)，調(diào)節(jié)后煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(18)控制低溫過熱器(15)與二次低溫再熱器(14)、一次低溫再熱器
(13)之間的吸熱量分配，調(diào)節(jié)中煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(17)和前煙道煙氣調(diào)節(jié)擋板(19)控制二次低溫再熱器(14)與一次低溫再熱器(13)之間的吸熱量分配使一次再熱氣溫和二次再熱汽溫達(dá)額定值；在鍋爐中、低負(fù)荷和/或一次高溫再熱器(5)沾污系數(shù)增大時(shí)，熱一次風(fēng)經(jīng)噴射器熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板(16)進(jìn)入調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)，打開風(fēng)-煙噴射器關(guān)斷擋板(8)，從一次低溫再熱器(13)后抽吸煙氣，煙風(fēng)混合物在折煙角(7)下部進(jìn)入鍋爐爐膛，煙風(fēng)混合物改變爐膛內(nèi)輻射換熱量和對(duì)流換熱量的比例、增加煙氣容積流量，增加一次低溫再熱器(13)和一次高溫再熱器(5)的吸熱量提高一次再熱汽溫，控制噴射器熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板(16)開度使一次再熱汽溫運(yùn)行在額定值；煙風(fēng)混合物與爐膛高溫主煙氣流混合后，不但有效降低屏底煙溫和爐膛出口煙溫，也有效降低屏式過熱器(2)的吸熱量；調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)的數(shù)量與分離二次風(fēng)噴嘴一排的數(shù)量相同，調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)可以逐個(gè)投入，在DCS控制下，改變沿爐寬方向調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)的投入次序和投入個(gè)數(shù)，可以補(bǔ)償、減小一次中溫再熱器(3)和高溫過熱器(4)沿爐寬方向的熱偏差；調(diào)溫風(fēng)-煙噴射器(9)停運(yùn)時(shí)，關(guān)閉風(fēng)-煙噴射器關(guān)斷擋板(8)打開噴射器停用保護(hù)冷卻風(fēng)擋板(10);在頂棚布置強(qiáng)指向超音速汽流蒸汽吹灰系統(tǒng)，DCS控制各組超音速汽流噴嘴的持續(xù)吹灰時(shí)間和間隔時(shí)間，可以進(jìn)一步補(bǔ)償各高溫受熱面的熱偏差；一次中溫再熱器(3)、高溫過熱器(4)、一次高溫再熱器(5)、二次高溫再熱器(6)采用大橫向節(jié)距，提高各高溫受熱面的抗煙側(cè)堵塞能力；屏式過熱器(2)、一次中溫再熱器(3)、高溫過熱器(4)、一次高溫再熱器(5)、二次高溫再熱器(6)全部使用抗內(nèi)壁氧化