高再热蒸汽温度宽调节比的1000mw超超临界二次再热锅炉的制作方法
【专利摘要】本发明提供的高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉，包括锅炉本体，依次连接的一次再热低温再热器、一次再热墙式再热器、一次再热高温再热器，和依次连接的二次再热低温再热器、二次再热墙式再热器、二次再热高温再热器；锅炉本体包括炉膛和出口烟道；炉膛内垂直水冷壁段的前后墙上对称布置一次再热墙式再热器，炉膛内垂直水冷壁段的左右墙上对称布置二次再热墙式再热器。该锅炉结构简单、成本低廉，大大提高了再热汽温，降低空预器出口排烟温度，减少排烟热损失，从而提高了锅炉效率，降低了供电煤耗，保证了机组运行的经济性和安全性。
【专利说明】
高再热蒸汽温度宽调节比的1 ooomw超超临界二次再热锅炉
技术领域
[0001]本发明属于电力设备领域，特别涉及一种高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉。【背景技术】
[0002]随着化石能源日趋匮乏和人们的环保意识逐渐增强，节能减排工作已经提高至国家政治层面。发电作为传统高耗能和高污染行业，自然受到国家重视，大容量、高参数、低耗能的发电机组逐渐成为主流；目前，1000MW超超临界一次再热机组已成熟应用，锅炉不存在再热汽温偏低的问题，而现有已投运二次再热机组锅炉普遍存在再热汽温偏低的问题。 1000MW超超临界二次再热机组是目前世界上最先进的发电机组，在我国已经投入商业运行。
[0003]1000MW超超临界二次再热机组普遍存在一、二次再热蒸汽温度偏低的问题，尤其在中、低负荷段一、二次再热汽温比设计值低30°C-50°C，严重影响机组安全性和经济性，导致二次再热机组的经济性优势因汽温低而大打折扣。通过相关计算和分析，主要是因为炉膛出口烟气焓(热量供给侧)与主、一次再热、二次再热蒸汽所需对流换热热量(热量需求侦D无法平衡所致，为解决这一矛盾点，可在提高热量供给侧的热量提供量，即提高炉膛出口烟气焓，可以采取两方面措施:提高炉膛出口温度和增加炉膛出口烟气量。根据现已投运二次再热机组锅炉的汽温调节方式，上海锅炉厂设计制造的二次再热机组锅炉(国电泰州) 通过燃烧器摆角、上层磨运行、减少炉膛吹灰等手段，主要用提高炉膛出口烟温的方式；由于燃烧器摆角上摆，存在较大的燃烧恶化风险。哈尔滨锅炉厂设计制造的二次再热机组锅炉(华能莱芜)设计有烟气再循环系统，通过提高炉膛出口烟气量的方法提高炉膛出口烟气焓;通过提高炉膛出口烟温的方法受制于煤质的灰熔点温度，因受热面结渣的问题无法提高至满足二次再热要求;烟气再循环的方式提高炉膛出口烟气焓，受制于炉内燃烧稳定性， 烟气再循环量太大，影响炉内燃烧稳定，尤其是采用引风机出口的低温烟气时；同时，烟气再循环会增加投资成本和运行成本。
【发明内容】
[0004]技术问题:为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种。
[0005]技术方案:本发明提供的一种高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉，包括锅炉本体，依次连接的一次再热低温再热器、一次再热墙式再热器、一次再热高温再热器，和依次连接的二次再热低温再热器、二次再热墙式再热器、二次再热高温再热器;所述锅炉本体包括炉膛和出口烟道;所述炉膛内垂直水冷壁段的前后墙上对称布置一次再热墙式再热器，所述炉膛内垂直水冷壁段的左右墙上对称布置二次再热墙式再热器； 所述出口烟道自内向外依次设有低温过热器，高温过热器，设于同一纵截面的一次再热低温再热器和二次再热低温再热器，设于同一纵截面的一次再热高温再热器和二次再热高温再热器，设于同一纵截面的一对省煤器。
[0006]作为改进，所述锅炉本体为塔式炉或31型炉。
[0007]作为另一种改进，一次再热低温再热器上分别连接有一次再热低温再热器入口集箱和一组一次再热低温再热器出口集箱;所述一次再热墙式再热器上分别连接有一组一次再热墙式再热器入口集箱和一组一次再热墙式再热器出口集箱;所述一次再热高温再热器上分别连接有一组一次再热高温再热器入口集箱和一组一次再热高温再热器出口集箱;所述一组一次再热低温再热器出口集箱和一组一次再热墙式再热器入口集箱的数量相同，且两两分别连接成环;所述一组一次再热墙式再热器出口集箱和一组一次再热高温再热器入口集箱的数量相同，且两两分别连接成环。
[0008]作为进一步改进，一次再热低温再热器出口集箱和一次再热墙式再热器入口集箱、一次再热墙式再热器出口集箱和一组一次再热高温再热器入口集箱的连接管路上分别设有喷水减温器。
[0009]作为另一种改进，二次再热低温再热器上分别连接有二次再热低温再热器入口集箱和一组二次再热低温再热器出口集箱;所述二次再热墙式再热器上分别连接有一组二次再热墙式再热器入口集箱和一组二次再热墙式再热器出口集箱;所述二次再热高温再热器上分别连接有一组二次再热高温再热器入口集箱和一组二次再热高温再热器出口集箱;所述一组二次再热低温再热器出口集箱和一组二次再热墙式再热器入口集箱的数量相同，且两两分别连接成环;所述一组二次再热墙式再热器出口集箱和一组二次再热高温再热器入口集箱的数量相同，且两两分别连接成环。
[0010]作为进一步改进，二次再热低温再热器出口集箱和二次再热墙式再热器入口集箱、二次再热墙式再热器出口集箱和二次再热高温再热器入口集箱的连接管路上分别设有喷水减温器。
[0011]有益效果:本发明提供的超超临界二次再热锅炉结构简单、成本低廉，大大提高了再热汽温，降低空预器出口排烟温度，减少排烟热损失，从而提高了锅炉效率，降低了供电煤耗，保证了机组运行的经济性和安全性。
[0012]本发明在炉膛内安装墙式再热器，部分热量由炉膛内的辐射受热面提供，主汽温度仍然通过中间点温度调整，从热量需求侧入手解决了二次再热锅炉热量供需不平衡的问题，可降低炉膛出口后(对流受热面)热量需求侧的热量需求量。
[0013]具体而言，本发明相对于现有技术具有以下突出的优势:
[0014]第一，一次再热墙式再热器和二次再热墙式再热器布置在垂直水冷壁蒸发受热面上部和炉膛出口(屏底)下方之间区域的四周炉墙区域，该布置方法可避免四面墙水冷壁因受热面积不同造成吸热不均，两端汽温偏差大的问题。一方面，一次再热墙式再热器和二次再热墙式再热器采用壁挂式布置方式，覆盖部分水冷壁蒸发段受热面，该受热面属于辐射式换热面，吸收炉膛内的辐射热量，既弥补对流受热面热量不够的问题，解决了二次再热汽水系统自身存在汽温偏低问题，又减少了水冷壁蒸发段的吸热量，可适当降低分离器出口蒸汽温度，提高分离器的金属温度裕量。通过布置一次再热墙式再热器和二次再热墙式再热器，可有效解决二次再热锅炉中炉膛出口烟气焓(供给侧)与二次再热锅炉蒸汽所需热量 (需求侧)不均衡的矛盾，提高一、二次再热蒸汽温度，尤其中低负荷时可保证再热汽温度达到额定值。另一方面，一次再热墙式再热器和二次再热墙式再热器覆盖部分水冷壁蒸发受热面，可适当降低汽水分离器出口蒸汽温度，有效缓解分离器壁温容易超温的问题，由于布置的墙式再热器蒸汽温度比水冷壁内汽水温度高，与布置墙式再热器前对比，烟气与蒸汽温差减小，辐射吸热量减少，可适当提高炉膛出口的烟气温度，有利于进一步提高再热汽温度;增加的墙式再热器覆盖部分水冷壁蒸发段受热面，减少水冷壁蒸发段的吸热量，使工质发生相变点的位置远离火焰中心，降低工质相变点区域热流密度，防止传热恶化的发生，达到保护该区域水冷壁的目的。
[0015]第二，一组低温再热器出口集箱和一组墙式再热器入口集箱分别两两连接成环、 一组墙式再热器出口集箱与一组高温再热器入口集箱分别两两连接成环，即分别采用交叉布置方式，可有效缓解两端蒸汽温度的热偏差问题。
[0016]第三，通过布置多级喷水减温，可有效调节各级受热面进出口蒸汽温度，使蒸汽温度控制更加精确。【附图说明】
[0017]图1为本发明1000MW超超临界二次再热锅炉的结构示意图。图2为本发明1000MW超超临界二次再热锅炉的纵截面结构示意图。图3为一次再热低温再热器和二次再热低温再热器的蒸汽流程图。【具体实施方式】
[0018]下面对本发明1000MW超超临界二次再热锅炉作出进一步说明。
[0019]高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉，包括锅炉本体1，依次连接的一次再热低温再热器2、一次再热墙式再热器3、一次再热高温再热器4,和依次连接的二次再热低温再热器5、二次再热墙式再热器6、二次再热高温再热器7;锅炉本体1包括炉膛11和出口烟道12;炉膛11内垂直水冷壁段的前后墙上对称布置一次再热墙式再热器3,炉膛11内垂直水冷壁段的左右墙上对称布置二次再热墙式再热器6;出口烟道12自内向外依次设有低温过热器8，高温过热器9，设于同一纵截面的一次再热低温再热器2和二次再热低温再热器5,设于同一纵截面的一次再热高温再热器4和二次再热高温再热器7,设于同一纵截面的一对省煤器10。
[0020]—次再热低温再热器2上分别连接有一次再热低温再热器入口集箱14和一组一次再热低温再热器出口集箱15;—次再热墙式再热器3上分别连接有一组一次再热墙式再热器入口集箱16和一组一次再热墙式再热器出口集箱17;—次再热高温再热器4上分别连接有一组一次再热高温再热器入口集箱18和一组一次再热高温再热器出口集箱19;一组一次再热低温再热器出口集箱15和一组一次再热墙式再热器入口集箱16的数量相同，且两两分别连接成环;一组一次再热墙式再热器出口集箱17和一组一次再热高温再热器入口集箱18 的数量相同，且两两分别连接成环。一次再热低温再热器出口集箱15和一次再热墙式再热器入口集箱16、一次再热墙式再热器出口集箱17和一组一次再热高温再热器入口集箱18的连接管路上分别设有喷水减温器13。
[0021]二次再热低温再热器5上分别连接有二次再热低温再热器入口集箱20和一组二次再热低温再热器出口集箱21;二次再热墙式再热器6上分别连接有一组二次再热墙式再热器入口集箱22和一组二次再热墙式再热器出口集箱23;二次再热高温再热器7上分别连接有一组二次再热高温再热器入口集箱24和一组二次再热高温再热器出口集箱25; —组二次再热低温再热器出口集箱21和一组二次再热墙式再热器入口集箱22的数量相同，且两两分别连接成环;一组二次再热墙式再热器出口集箱23和一组二次再热高温再热器入口集箱24 的数量相同，且两两分别连接成环。二次再热低温再热器出口集箱21和二次再热墙式再热器入口集箱22、二次再热墙式再热器出口集箱23和二次再热高温再热器入口集箱24的连接管路上分别设有喷水减温器13。
[0022]该锅炉本体1可为塔式炉或31型炉，均可以实现本发明的目的。
[0023]国内某电厂超超临界二次再热锅炉为提高再热蒸汽温度，采用分隔烟道挡板和烟气再循环系统，每台炉布置两台烟气再循环风机，自引风机出口接出，送至燃烧器底部的两层喷嘴。在950MW负荷时，再循环风机从38Hz升至42Hz，再热汽温从608 °C升至615 °C，再热汽温升高7°C。其烟气再循环系统初投资成本高，运行和维护费用较高，并且再循环烟气影响燃烧稳定性，不利于煤粉的燃尽，再循环烟气量较大时，可导致飞灰含碳量升高1个百分点， 进而影响锅炉的经济性。[〇〇24]通过对其炉型进行模拟实验得知，50%BMCR工况下，增加墙式再热器后再热蒸汽温度可提高35 °C; 75 % BMCR工况下，再热蒸汽温度可提高20°C，再热汽温能够达到设计值。
[0025]国内某电厂二次再热超超临界锅炉采用分隔烟道挡板和燃烧器摆角调整再热汽温，65 % BMCR工况时，一、二次再热汽温为590.2 °C和583.3 °C (设计温度为613 °C); 50 % BMCR 工况时，二次再热汽温只有566°C (设计温度为613°C)。如果增加墙式再热器，再热汽可升高 30-50°C，尤其是中低负荷段，效果更加明显。[〇〇26]通过对其炉型进行模拟实验得知，50%BMCR工况下，增加墙式再热器后再热蒸汽温度可提高40°C;75%BMCR工况下，再热蒸汽温度可提高22°C，再热汽温能够达到额定温度范围。
【主权项】
1.高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉，其特征在于:包括锅炉 本体(1)，依次连接的一次再热低温再热器(2)、一次再热墙式再热器(3)、一次再热高温再 热器(4)，和依次连接的二次再热低温再热器(5)、二次再热墙式再热器(6)、二次再热高温 再热器(7);所述锅炉本体(1)包括炉膛(11)和出口烟道(12);所述炉膛(11)内垂直水冷壁 段的前后墙上对称布置一次再热墙式再热器(3)，所述炉膛(11)内垂直水冷壁段的左右侧 墙上对称布置二次再热墙式再热器(6);所述出口烟道(12)自下至上依次设有低温过热器 (8)，高温过热器(9)，设于同一纵截面的一次再热低温再热器(2)和二次再热低温再热器 (5)，设于同一纵截面的一次再热高温再热器(4)和二次再热高温再热器(7)，设于同一纵截 面的一对省煤器(10)。2.根据权利要求1所述的高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉， 其特征在于:所述锅炉本体(1)为塔式炉或型炉。3.根据权利要求1所述的高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉， 其特征在于:一次再热低温再热器(2)上分别连接有一次再热低温再热器入口集箱(14)和 一组一次再热低温再热器出口集箱(15);所述一次再热墙式再热器(3)上分别连接有一组 一次再热墙式再热器入口集箱(16)和一组一次再热墙式再热器出口集箱(17);所述一次再 热高温再热器(4)上分别连接有一组一次再热高温再热器入口集箱(18)和一组一次再热高 温再热器出口集箱(19);所述一组一次再热低温再热器出口集箱(15)和一组一次再热墙式 再热器入口集箱(16)的数量相同，且两两分别连接成环;所述一组一次再热墙式再热器出 口集箱(17)和一组一次再热高温再热器入口集箱(18)的数量相同，且两两分别连接成环。4.根据权利要求3所述的高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉， 其特征在于:一次再热低温再热器出口集箱(15)和一次再热墙式再热器入口集箱(16)、一 次再热墙式再热器出口集箱(17)和一组一次再热高温再热器入口集箱(18)的连接管路上 分别设有喷水减温器(13)。5.根据权利要求1所述的高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉， 其特征在于:二次再热低温再热器(5)上分别连接有二次再热低温再热器入口集箱(20)和 一组二次再热低温再热器出口集箱(21);所述二次再热墙式再热器(6)上分别连接有一组 二次再热墙式再热器入口集箱(22)和一组二次再热墙式再热器出口集箱(23);所述二次再 热高温再热器(7)上分别连接有一组二次再热高温再热器入口集箱(24)和一组二次再热高 温再热器出口集箱(25);所述一组二次再热低温再热器出口集箱(21)和一组二次再热墙式 再热器入口集箱(22)的数量相同，且两两分别连接成环;所述一组二次再热墙式再热器出 口集箱(23)和一组二次再热高温再热器入口集箱(24)的数量相同，且两两分别连接成环。6.根据权利要求5所述的高再热蒸汽温度宽调节比的1000MW超超临界二次再热锅炉， 其特征在于:二次再热低温再热器出口集箱(21)和二次再热墙式再热器入口集箱(22)、二 次再热墙式再热器出口集箱(23)和二次再热高温再热器入口集箱(24)的连接管路上分别 设有喷水减温器(13)。
【文档编号】F22G5/12GK105953217SQ201610473533
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】孙俊威, 陈连军, 黄启龙, 戴维葆, 陈国庆, 刘明媛
【申请人】南京电力设备质量性能检验中心