一次风冷却器回热系统以及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一次风冷却器回热系统以及控制方法，本发明通过在锅炉空气预热器出口热一次风道内安置一次风冷却器，并从燃煤机组低压给水回热系统引入低压给水作为冷却水，吸收热一次风热量，经加热的给水送回到机组除氧器中，通过调节冷却水流量使得一次风温降低至满足磨煤机入口干燥介质温度要求。利用本方案可以大大减少锅炉空气预热器旁路的冷风量，从而降低锅炉排烟温度，降低机组的供电煤耗，并且不影响机组的稳定运行。
【专利说明】—次风冷却器回热系统以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用中速磨直吹式制粉系统的燃煤发电机组技术，具体涉及燃煤发电机组中降低锅炉排烟温度、降低机组煤耗的技术。
【背景技术】
[0002]由于磨煤机及制粉系统的运行与锅炉的运行紧密地联系在一起，其运行性能必须综合考虑锅炉运行的要求，两者的运行性能相互影响、相互制约。
[0003]而大多数情况下，空气预热器出口热一次风温度比磨煤机入口干燥介质要求温度高许多，传统中速磨直吹式制粉系统根据煤种及煤量的变化，通过冷、热一次风不同的混合比例，来调节磨煤机的入口风温(入口干燥介质温度)，从而将磨煤机的出口温度控制在一定的范围内。这种方式需要有相当一部分冷一次风要旁路空气预热器，而且冷一次风流量随着煤量和煤种的变化而变化，一般燃煤水分比设计值越小，旁路的冷一次风流量就越大，锅炉的排烟温度就越高。
[0004]目前，锅炉的设计思路是为保证制粉系统对煤种有足够的适应性能力，主要指收到基水分，对预热器出口热一次风温的选取都有一定的富裕度，大都取为320-330°C，以保持制粉系统有足够的干燥能力。这就使得锅炉实际运行中，对大多数煤种，锅炉所能提供的干燥能力是远大于制粉系统干燥出力的，实际运行中根据煤种水分的不同，磨煤机入口风温大都在150-260°C之间，与预热器出口热一次风温相比有60-180°C的温差，此时就需要通过掺混大量的冷风来降低干燥介质的入口温度，势必有相当一部分冷一次风要旁路空气预热器，这对降低锅炉排烟温度极其不利。
[0005]中国专利CN101709879A公开了一种锅炉烟气深度冷却余热回收系统，包括烟气深冷冷却器、暖风器及其组成的独立水循环系统，利用经过静电除尘器除尘后的烟气在烟气深冷冷却器内加热冷水以回收排烟余热，烟气深冷冷却器出口热水被送到暖风器预热空气，提高锅炉助燃空气温度；烟气经深冷冷却器后直接通入脱硫塔，进行脱硫回收处理，最后经湿烟?排放。该方案中将烟气深冷冷却器安装在尾部烟气中，从而存在腐蚀、积灰等缺陷。
[0006]此外，中国专利CN102818276A公开了一种火电厂烟气综合优化排烟余热深度回收系统，该系统包括设置在除尘器之后、脱硫塔之前的烟道中的烟气冷却器。优选方案是还包括将所吸收的能量用来加热凝结水，或通过暖风器加热空气提高送风温度的排烟余热利用装置。该方案中同样将烟气冷却器安装在尾部烟气中，也存在腐蚀、积灰等缺陷。
【发明内容】
[0007]针对现有中速磨直吹式制粉系统通过冷、热一次风的混合来调节磨煤机的入口风温，旁路了部分冷一次风，减少了通过预热器的冷风总量，使锅炉排烟温度升高的问题本发明提供了一种一次风冷却器回热系统。利用该发明可以大大减少旁路的冷一次风量，从而降低锅炉排烟温度，降低机组的供电煤耗。[0008]同时，本发明还提供该一次风冷却器回热系统的运行控制方法。
[0009]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0010]—次风冷却器回热系统,所述回热系统安装于发电机组热力系统中，其包括一次风冷却器，所述一次风冷却器安置在锅炉空气预热器出口热一次风道内，并接通燃煤发电机组低压给水回热系统引入低压给水作为冷却水。
[0011]在该系统的优选方案中，所述回热系统还包括冷却水流量控制阀，所述冷却水流量控制阀设置在一次风冷却器与燃煤发电机组低压给水回热系统之间的连通回路上。
[0012]再进一步的，所述一次风冷却器回热系统还包括压力提升泵，所述压力提升泵设置在冷却水流量控制阀与燃煤发电机组低压给水回热系统之间的连通回路上。
[0013]进一步的，所述一次风冷却器为翅片式换热器，其管内介质为水、管外翅片处介质为热空气。
[0014]进一步的，所述一次风冷却器中的低压给水吸收热量后形成热水，并经一次风冷却器送回到燃煤发电机组的除氧器中。
[0015]作为本发明的第二目的，一次风冷却器回热系统的控制方法，所述控制方法首先由一次风冷却器回热系统燃煤发电机组低压给水回热系统引入低压给水作为冷却水，吸收热一次风热量，再通过调节冷却水流量使得热一次风温降低至满足磨煤机入口干燥介质温度要求。
[0016]在控制方法的优选方案中，所述冷却水流量的控制过程如下:
[0017](I)首先调节热风阀门和冷风阀门，使得一次风温迅速满足磨煤机入口干燥介质温度要求；
[0018](2)通过调节进入一次风冷却器中的冷却水流量，控制一次风冷却器下游热一次温度，并且同时逐渐关闭冷风阀门，且保持一次风温满足磨煤机入口干燥介质温度要求，直至冷风阀门关闭。
[0019]本发明通过在热一次风道安装一次风冷却器，从而不需要或只需少量冷风，可以极大的减少旁路的冷风量，从而降低锅炉排烟温度，降低机组的供电煤耗。
[0020]同时，本发明提供的方案可适用于采用中速磨直吹式制粉系统的燃煤发电机组。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ] 以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0022]图1为本发明中一次风冷却器回热系统示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0024]参见图1，本实例提供的一次风冷却器回热系统安装于发电机组热力系统中，主要由一次风冷却器100和冷却水流量控制阀Vl构成。
[0025]其中，一次风冷却器100安置在锅炉空气预热器200出口热一次风道300内，具体位于锅炉空气预热器200与磨煤机之间的热风阀门V3之间，这样由一次风冷却器100直接降低空气预热器200出口热一次风温，可以将热一次风温tl降低至t2，再由热风阀门V3与冷风阀门V2配合调节，将热一次风温t2降低至t3，t2等于或略高于磨煤机要求的干燥介质入口温度t3。从而大幅减少旁路空气预热器的冷一次风量，降低了现有电厂锅炉排烟温度。
[0026]同时，一次风冷却器100的入水侧还接通燃煤机组低压给水回热系统，并引入低压给水作为冷却水，这样通过一次风冷却器回收的热量则进入机组低压回热系统用于加热给水，降低了发电机组的供电煤耗。
[0027]具体的，一次风冷却器100的入水侧与燃煤发电机组低压给水回热系统中的某一级给水加热器400出口给水管道连通，并引入相应的机组低压给水作为冷却水；同时一次风冷却器100的出水侧与燃煤发电机组低压给水回热系统中除氧器500接通，这样使得吸收热一次风热量后的冷却水经一次风冷却器100进入到除氧器500中。
[0028]对于取自于机组低压给水回热系统的冷却水，具体采用哪一级加热器400的出水作为冷却水，具体根据给水回热系统而定。
[0029]本系统中的冷却水流量控制阀Vl设置在一次风冷却器与燃煤机组给水回热系统之间的连通回路上，具体位于冷却水进入一次风冷却器100中的通道上。这样通过该冷却水流量控制阀Vl能够调节流经一次风冷却器100的冷却水流量，由此来控制一次风冷却器100下游的热一次风温度。
[0030]在上述方案的基础上，本实例提供进一步的优化方案，在冷却水进入一次风冷却器100中的通道上还设置有一压力提升泵B。该压力提升泵B具体位于冷却水流量控制阀Vl和相应的给水加热器400出口给水管道之间，通过压力提升泵B能够进一步保证进入一次风冷却器100中的冷却水的压力和速度，从而保证冷却水流量控制阀Vl控制的精确度。
[0031]作为举例，在采用中速磨直吹式制粉系统的燃煤发电机组应用本系统时，根据上述方案要求在锅炉空气预热器200的出口热一次风道300内安装一次风冷却器100，然后从机组低压给水回热系统中弓I入冷却水，吸收热一次风热量。
[0032]通过冷却水流量控制阀Vl调节流经一次风冷却器100的冷却水流量，来控制一次风冷却器100下游的热一次风温度t2。如果一次风冷却器下游热一次风温度t2高于所有磨煤机的入口干燥介质要求温度t3，则开大冷却水流量控制阀Vl增加冷却水流量，降低热一次风温度；如果一次风冷却器下游热风温度t2低于某台磨煤机的入口干燥介质要求温度t3，则关小冷却水流量控制阀VI，减少冷却水流量，提高热一次风温度。
[0033]在磨煤机启停或快速变负荷过程中，首先通过燃煤发电机组中的热风阀门V3和冷风阀门V2，使得一次风温迅速满足磨煤机入口干燥介质温度要求，实现粗调。
[0034]当磨煤机达到稳定运行工况后，通过冷却水流量控制阀Vl对流经一次风冷却器100的冷却水流量进行调节，来控制一次风冷却器下游热一次风温度t2，一般是增加冷却水流量，逐渐降低冷却器下游热一次风温度值，并且同时逐渐关闭冷风阀门V2，从而保持一次风温满足磨煤机入口干燥介质温度要求，直至冷风阀门关闭。
[0035]此时旁路空气预热器的冷一次风流量达到最小，最大限度降低了锅炉排烟温度。
[0036]安装一次风冷却器可以大幅度降低锅炉排烟温度，尤其对于燃用低水分煤种，制粉系统干燥出力富余量大的机组，节能效果尤为明显、节能潜力更大，且适用于所有中速磨直吹式制粉系统，实用性强。而且该方案不影响制粉系统快速响应煤种和煤量变化，不影响机组的稳定运行。[0037]同时，一次风冷却器安装在空气预热器出口的热一次风道内，周围工作介质是含少量灰尘的热空气，与烟气深冷冷却器相比，不存在腐蚀、磨损以及防尘问题。
[0038]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一次风冷却器回热系统，所述回热系统安装于发电机组热力系统中，其特征在于，所述回热系统包括一次风冷却器，所述一次风冷却器安置在锅炉空气预热器出口热一次风道内，并接通燃煤发电机组低压给水回热系统引入低压给水作为冷却水。
2.根据权利要求1所述的一次风冷却器回热系统，其特征在于，所述回热系统还包括冷却水流量控制阀，所述冷却水流量控制阀设置在一次风冷却器与燃煤发电机组低压给水回热系统之间的连通回路上。
3.根据权利要求2所述的一次风冷却器回热系统，其特征在于，所述一次风冷却器回热系统还包括压力提升泵，所述压力提升泵设置在冷却水流量控制阀与燃煤发电机组低压给水回热系统之间的连通回路上。
4.根据权利要求1所述的一次风冷却器回热系统，其特征在于，所述一次风冷却器为翅片式换热器，其管内介质为水、管外翅片处介质为热空气。
5.根据权利要求1或4所述的一次风冷却器回热系统，其特征在于，所述一次风冷却器中的低压给水吸收热量后形成热水，并经一次风冷却器送回到燃煤发电机组的除氧器中。
6.一次风冷却器回热系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法首先由一次风冷却器回热系统从燃煤发电机组低压给水回热系统引入低压给水作为冷却水，吸收热一次风热量，再通过调节冷却水流量使得热一次风温降低至满足磨煤机入口干燥介质温度要求。
7.根据权利要求6所述的一次风冷却器回热系统的控制方法，其特征在于，所述冷却水流量的控制过程如下:(1)首先调节热风阀门和冷风阀门，使得一次风温迅速满足磨煤机入口干燥介质温度要求；(2)通过调节进入一次风冷却器中的冷却水流量，控制一次风冷却器下游热一次风温度，并且同时逐渐关闭冷风阀门，且保持一次风温满足磨煤机入口干燥介质温度要求，直至冷风阀门关闭。
【文档编号】B02C23/00GK103438686SQ201310357182
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】黄素华, 吕晓东, 沈丛奇 申请人:上海明华电力技术工程有限公司, 上海电力股份有限公司