一种参数优化的超超临界二次再热电站锅炉的制作方法
【专利说明】
(—)技术领域:
[0001]本发明一种参数优化的超超临界二次再热电站锅炉涉及一种燃煤火电站使用的与参数优化的超超临界二次再热汽轮机组配套的高效、安全、低排放、低造价的超超临界二次再热电站锅炉。
(二)【背景技术】:
[0002]现有技术火电站使用的二次再热电站锅炉用于向二次再热的汽轮发电机组供汽，典型的锅炉侧主汽温度/一次再热汽温度/二次再热汽温度的设计值为6050C /6230C /623°C，已达到现有技术的成熟耐热奥氏体不锈钢材料的使用极限，对使用P92材质的高温过热器出口联箱，部分管口温度安全裕度已经不足。
[0003]典型的二次再热的汽轮发电机组配有四级高压加热器和分离的蒸汽冷却器，锅炉给水温度高达330°C，需要水冷壁材质升档到T91或者T23 次低温再热器的蒸汽进口温度和二次低温再热器的蒸汽进口温度一般在420?440°C，无法将SCR反应器入口烟温降到3700C ;过高的SCR反应器入口烟温不仅威胁脱硝催化剂的安全运行，还引起锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低。
[0004]现有技术的主蒸汽调温方式:煤水比+喷水减温+摆动喷燃器，可确保过热蒸汽出口温度在30%?100% BMCR工况下均能达到605°C ;再热蒸汽调温方式:烟气挡板+摆动燃烧器，可确保一次再热蒸汽出口温度在50%?100% BMCR工况下能达到623°C ;但二次再热蒸汽出口温度只能在65%?100% BMCR工况下能达到623°C。
[0005]为了使二次再热蒸汽出口温度能在50%?65% BMCR工况下也能达到设计值，现有技术采用尾部双烟道、双挡板加炉烟再循环风机方案，增加中、低负荷下的烟气容积流量，增加二次再热器的对流换热量来达成。炉烟再循环风机的入口可以接在省煤器的出口或除尘器的出口也可以接在引风机出口 ；炉烟再循环风机的出口接炉膛下部。炉烟再循环风机的入口接在省煤器的出口时，高粉尘、较高工作温度、较低的烟气重度、较高转速使炉烟再循环风机的可靠性降低，MTBF(Mean Time Between Failures)下降，电耗增大；炉烟再循环风机的入口接在除尘器的出口时空气预热器烟侧流量增加10%到20%，会引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降，炉烟再循环风机需要较高压头，电耗巨大；炉烟再循环风机的入口接在引风机出口时，同样，空气预热器烟侧流量会增加10%到20%，引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降，并且引风机电耗上升10%到20%。
[0006]为了使二次再热蒸汽出口温度能在50%?65% BMCR工况下也能达到设计值，现有技术也有采用尾部三烟道、三挡板调温方案，但该方案要求有较高的炉膛出口温度，不适合易结渣的烟煤。
[0007]—种超超临界二次再热汽轮机组的优化方案将汽机侧主蒸汽进口参数优化为585°C 34.0MPa ;一次再热蒸汽参数优化为620°C 8.56MPa ;二次再热蒸汽参数优化为5350C 1.44MPa。相对应的锅炉侧的主蒸汽进口参数为590°C 35.7MPa ;一次再热蒸汽参数为623°C 8.9MPa ;二次再热蒸汽参数为538°C 1.52MPa。(三)
【发明内容】
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[0008]所要解决的技术问题:
[0009]1.主汽压力提升以后，高温过热器出口联箱安全裕度不足；
[0010]2.省煤器进口给水温度过高，水冷壁工作温度过高；
[0011]3.在一种超超临界二次再热机组的优化方案中，一次再热蒸汽的吸热量大幅度增加，一次再热蒸汽的吸热量与二次再热蒸汽的吸热量之和也增大；一次再热蒸汽出口温度在65%?100% BMCR工况下能达到623°C，但一次再热蒸汽出口温度在65 %?50% BMCR工况下将难以达到623 °C ；
[0012]4.炉烟再循环风机的入口接在省煤器的出口时，高粉尘、较高工作温度、较低的烟气重度、较高转速使炉烟再循环风机的可靠性降低，MTBF(Mean Time Between Failures)下降，电耗增大；炉烟再循环风机的入口接在除尘器的出口时空气预热器烟侧流量增加10%到20%，会引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降，炉烟再循环风机需要较高压头，电耗巨大；炉烟再循环风机的入口接在引风机出口时，同样，空气预热器烟侧流量会增加10%到20%，引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降，并且引风机电耗上升10%到20%。
[0013]解决其技术问题采用的技术方案:
[0014]采取与现有技术不同的技术路线，本发明的目的是提供一种参数优化的超超临界二次再热电站锅炉与参数优化的超超临界二次再热汽轮机组配套，提供一种高效、安全、低排放、低造价的超超临界二次再热电站锅炉。
[0015]本发明一种参数优化的超超临界二次再热电站锅炉包括炉膛及燃烧器(1)、屏式过热器(2)、一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)、折烟角(7)、风-烟喷射器关断挡板(8)、调温风-烟喷射器(9)、喷射器停用保护冷却风挡板(10)、分离二次风风箱(11)、省煤器(12)、一次低温再热器(13)、二次低温再热器(14)、低温过热器(15)、喷射器热一次风调节挡板(16)、前烟道烟气调节挡板
(19)、中烟道烟气调节挡板(17)、后烟道烟气调节挡板(18)、超音速汽流喷嘴(23)、超音速汽流喷嘴定位套板(20)、顶棚管(21)、顶棚管鳍片(22);锅炉侧的主蒸汽进口参数优化为590°C 35.7MPa ;一次再热蒸汽参数优化为623°C 8.9MPa ;二次再热蒸汽参数优化为5380C 1.52MPa ;给水温度优化为303°C ;尾部烟道由分隔墙分为前烟道、中烟道、后烟道，三烟道内布置的受热面均采用支撑结构；前烟道内布置一次低温再热器(13)和省煤器(12)，中烟道内布置二次低温再热器(14)和省煤器(12)，后烟道内布置低温过热器(15)和省煤器(12);前烟道出口设置前烟道烟气调节挡板(19)，中烟道出口设置中烟道烟气调节挡板
(17)，后烟道出口设置后烟道烟气调节挡板(18);调温风-烟喷射器(9)的烟气吸入口设置在前烟道的前墙，烟风混合物出口设置在折烟角(7)的下部；在锅炉高、中负荷时，调节后烟道烟气调节挡板(18)控制低温过热器(15)与二次低温再热器(14)、一次低温再热器
(13)之间的吸热量分配，调节中烟道烟气调节挡板(17)和前烟道烟气调节挡板(19)控制二次低温再热器(14)与一次低温再热器(13)之间的吸热量分配使一次再热气温和二次再热汽温达额定值；在锅炉中、低负荷和/或一次高温再热器(5)沾污系数增大时，热一次风经喷射器热一次风调节挡板(16)进入调温风-烟喷射器(9)，打开风-烟喷射器关断挡板(8)，从一次低温再热器(13)后抽吸烟气，烟风混合物在折烟角(7)下部进入锅炉炉膛，烟风混合物改变炉膛内辐射换热量和对流换热量的比例、增加烟气容积流量，增加一次低温再热器(13)和一次高温再热器(5)的吸热量提高一次再热汽温，控制喷射器热一次风调节挡板(16)开度使一次再热汽温运行在额定值；烟风混合物与炉膛高温主烟气流混合后，不但有效降低屏底烟温和炉膛出口烟温，也有效降低屏式过热器(2)的吸热量；调温风-烟喷射器(9)的数量与分离二次风喷嘴一排的数量相同，调温风-烟喷射器(9)可以逐个投入，在DCS控制下，改变沿炉宽方向调温风-烟喷射器(9)的投入次序和投入个数，可以补偿、减小一次中温再热器(3)和高温过热器(4)沿炉宽方向的热偏差；调温风-烟喷射器(9)停运时，关闭风-烟喷射器关断挡板(8)打开喷射器停用保护冷却风挡板(10);在顶棚布置强指向超音速汽流蒸汽吹灰系统，DCS控制各组超音速汽流喷嘴的持续吹灰时间和间隔时间，可以进一步补偿各高温受热面的热偏差；一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)采用大横向节距，提高各高温受热面的抗烟侧堵塞能力；屏式过热器(2)、一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)全部使用抗内壁氧化