一种大型汽水两用型锅炉的制作方法

本发明涉及一种大型汽水两用型锅炉，属于锅炉设备技术领域。

背景技术：

近年来随着国民经济的迅速发展，国家能消耗日益增加，环境问题日益突出。国家加大力度调整能源结构，推广清洁低碳能源、再生能源，放缓煤电建设节奏，严控煤电规模。受地区气候影响，我国北方地区一般都有3～6个月的供暖期，部分电厂及企业配置的锅炉设备既要解决区域的供暖问题，同时也要满足季节性生产用汽及高峰发电的要求，因此大部分企业均是分别配置采暖和产汽锅炉，或者利用部分高压蒸汽减压后再进行汽水换热后的方式对外供热。此两种方式均存在设备停机时间长，利用率低，设备的维护及检修成本高，占地空间大，初期投资成本高等问题。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的电厂及企业需要分别配置采暖和产汽锅炉，或者利用部分高压蒸汽减压后再进行汽水换热后的方式对外供热，来解决区域的供暖问题，同时满足季节性生产用汽及高峰发电要求而存在的设备停机时间长、利用率低、维护及检修成本高、占地空间大的问题，进而提供了一种大型汽水两用型锅炉。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种大型汽水两用型锅炉，它包括锅筒、炉膛、炉膛水冷壁、过热器系统、尾部省煤器系统以及空气预热器系统，其中炉膛、过热器系统、尾部省煤器系统以及空气预热器系统依次连接，炉膛水冷壁的下端通过下降管与锅筒连接，炉膛水冷壁的上端通过第一连接管与锅筒连接，锅筒、下降管、炉膛水冷壁、第一连接管构成自然循环回路，尾部省煤器系统的下部设置有给水进口，空气预热器系统的下部设置有空气进口和烟气出口，空气预热器系统的上部设置有热风出口，尾部省煤器系统的上部通过第二连接管与锅筒连接，锅筒上还连接有饱和蒸汽出口管路，过热器系统的进口处连接有回水管路，过热器系统的出口处连接有供水集箱和集汽集箱。

进一步地，所述过热器系统根据锅炉蒸汽压力布置，其中高压参数锅炉配置三组过热器和两级减温水系统，三组过热器之间穿插布置两级减温水系统进行减温，以控制主汽温度；中压锅炉配置两级过热器和一级减温水系统，两级过热器之间采用一级减温水系统进行减温，以控制主汽温度；低压锅炉配置一级过热器和一级减温水系统。

进一步地，当锅炉蒸汽压力参数为中压时，所述过热器系统包括低温过热器、减温水系统及高温过热器，低温过热器与锅筒之间通过并行设置的第三连接管及第四连接管连接，所述第三连接管及第四连接管上各设置一个第一截止阀；低温过热器与高温过热器之间通过并行设置的第五连接管及第六连接管连接，其中第五连接管上设置有减温水系统，减温水系统与低温过热器之间的第五连接管上设置有第二截止阀，减温水系统与高温过热器之间的第五连接管上设置有第三截止阀，第六连接管上设置有第四截止阀；高温过热器的出口通过第七连接管连接有集汽集箱，高温过热器的出口通过第八连接管连接有供水集箱，所述第七连接管上设置有第五截止阀，所述第八连接管上设置有第六截止阀；回水管路与低温过热器连接，所述回水管路上设置有第七截止阀；饱和蒸汽出口管路上设置有第八截止阀。

进一步地，回水管路上还设置有第一电动调节阀，所述第一电动调节阀的两端分别串联设置有第九截止阀，第一电动调节阀和两个第九截止阀均与第七截止阀并联设置。

进一步地，饱和蒸汽出口管路上还设置有第一电动闸阀。

进一步地，减温水系统包括喷水减温器和设置在喷水减温器上的减温水管路，所述喷水减温器设置在第五连接管上，所述减温水管路上设置有第二电动调节阀和位于第二电动调节阀两端的第十截止阀。

进一步地，空气预热器系统包括上层空气预热器、中层空气预热器和下层空气预热器。

进一步地，尾部省煤器系统包括下层尾部省煤器和上层尾部省煤器。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、锅炉能实现不同压力，不同温度的多种介质同时供应；

2、单台锅炉能实现两台锅炉的功能，能够在过热蒸汽、饱和蒸汽和热水之间切换，切换至热水侧提供生产所需蒸汽以及冬季供暖要求；另外也可切换至过热蒸汽锅炉，以满足高峰期的发电及生产用汽需求。一方面能节约设备前期资金投入、设备系统简单、占地空间小；另一方面提高了设备的利用率，通过切换来实现产汽及供汽多种需求；

3、减少的运行维护、检修、操作成本；

4、锅炉炉型及燃料适应性广；

5、将锅炉过热段吸热量(过热吸热占锅炉有效热比例：低压锅约13.5％，中压锅炉约18.4％，高压锅炉约27.4％)转化为加热热水对外供热(一台220t高温高压锅炉，改造后过热系统对外供热约为42mw，节约设备的投资约400万元)，既满足供暖要求，同时节约设备占地空间。。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明工质流程示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、2说明本实施方式，一种大型汽水两用型锅炉，它包括锅筒1、炉膛2、炉膛水冷壁3、过热器系统4、尾部省煤器系统5以及空气预热器系统6，其中炉膛2、过热器系统4、尾部省煤器系统5以及空气预热器系统6依次连接，炉膛水冷壁3的下端通过下降管7与锅筒1连接，炉膛水冷壁3的上端通过第一连接管8与锅筒1连接，锅筒1、下降管7、炉膛水冷壁3、第一连接管8构成自然循环回路，尾部省煤器系统5的下部设置有给水进口10，空气预热器系统6的下部设置有空气进口11和烟气出口，空气预热器系统6的上部设置有热风出口13，尾部省煤器系统5的上部通过第二连接管9与锅筒1连接，锅筒1上还连接有饱和蒸汽出口管路14，过热器系统4的进口处连接有回水管路15，过热器系统4的出口处连接有供水集箱16和集汽集箱17。

本发明中的大型汽水两用型锅炉，其主要受热面有：炉膛2、过热器系统4(省煤器系统)、尾部省煤器系统5及空气预热器系统6。其中：

烟气流程：燃料在炉膛2内燃烧后产生高温烟气，先后冲刷炉膛2出口处的过热器系统4、尾部省煤器系统5及空气预热器系统6(即尾部竖进烟道内的省煤器系统和空气预热器系统6)，最后尾部烟气经过处理后从烟囱排入大气。

工质流程：本发明的锅炉，其工质流程分为两种方式，方式一产生过热蒸汽，方式二同时产生饱和蒸汽和热水。

方式一：

过热蒸汽系统：锅炉通过给水进口10给水→尾部省煤器系统5→第二连接管9→锅筒1→过热器系统4→产生过热蒸汽进入集汽集箱17，以满足高峰期的发电及生产用汽需求。其中，过热器系统4根据锅炉蒸汽压力及温度来布置，它包括过热器和减温水系统，高压参数锅炉配置三组过热器和两级减温水系统；中压锅炉配置两级过热器和一级减温水系统；低压锅炉配置一级过热器和一级减温水系统；

方式二：

1、饱和蒸汽系统：锅炉通过给水进口10给水→尾部省煤器系统5→第二连接管9→锅筒1→产生饱和蒸汽供至管网，以满足生产用汽需求；

2、供热系统：通过回水管路15回水→过热器系统4(无减温水系统)→提供热水进入供水集箱16，以满足供热需求。

空气流程：冷风→暖风器(图中未示出，或者采用混合风箱，抽出部分空气预热器出口的热风与冷风在混合风箱混合。)→空气预热器系统6→燃烧器配风口。

炉膛2采用全膜式壁结构，锅炉的燃料根据用户要求，可为固体的煤，也可为液态的燃油，以及气体燃料，燃烧器根据燃料的特性及排放要求进行配置。

管路尾部省煤器及空气预热器系统6，负责加热给水以及预热冷空气，同时降低吸收烟气余热，降低排烟温度。

集汽集箱17的出口管路上还设置有第二电动闸阀37，用于控制过热蒸汽进入管网的开和关。

过热器根据过热器的参数选配钢管，管束采用垂直布置，并设置疏水及压缩空气吹扫接口，在进行工质切换前需对管束和集箱进行吹扫和疏水；过热器加热热水时，采用强制循环，管内工质通过安全流速计算进行确定，供回水温度比回水温度高60～80℃，供水压力为2.0mpa左右。同时注意定时对过热器进行酸洗及冲洗，确保过热器汽内污垢，保证设备的使用寿命。

本发明能够实现过热蒸汽，饱和蒸汽和热水供应的切换。企业在发电高峰阶段，切换至过热蒸汽进行供汽发电，在冬季供暖期间，可切换至饱和汽及热水来满足供热需求。另目前国内部分小型热电联产企业均为夏季发电，冬季供暖，受国家能源结构调整及“十三五规划”影响，部分企业面因配置的机组发电量少，能源利用率低等问题，临停业整改难题。此类型的锅炉可通过采用本发明的形式进行整改，最大程度的利用原锅炉的受热面，只需增加一条热网系统，对过热器集箱及汽水引出管进行局部整改即可完成。另如条件允许或遇特殊情况，也可切换至过热蒸汽供汽，进行发电。与新建锅炉相比较，改造的工程量少，周期短，投入资金少。其他蒸汽锅炉可参照本发明，将蒸汽锅炉改为供热锅炉。

具体实施方式二：结合图1、2说明本实施方式，所述过热器系统4根据锅炉蒸汽压力布置，其中高压参数锅炉配置三组过热器和两级减温水系统，三组过热器之间穿插布置两级减温水系统进行减温，以控制主汽温度；中压锅炉配置两级过热器和一级减温水系统，两级过热器之间采用一级减温水系统进行减温，以控制主汽温度；低压锅炉配置一级过热器和一级减温水系统。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、2说明本实施方式，当锅炉蒸汽压力参数为中压时，所述过热器系统4包括低温过热器4-1、减温水系统4-2及高温过热器4-3，低温过热器4-1与锅筒1之间通过并行设置的第三连接管18及第四连接管19连接，所述第三连接管18及第四连接管19上各设置一个第一截止阀24；低温过热器4-1与高温过热器4-3之间通过并行设置的第五连接管20及第六连接管21连接，其中第五连接管20上设置有减温水系统4-2，减温水系统4-2与低温过热器4-1之间的第五连接管20上设置有第二截止阀25，减温水系统4-2与高温过热器4-3之间的第五连接管20上设置有第三截止阀26，第六连接管21上设置有第四截止阀27；高温过热器4-3的出口通过第七连接管22连接有集汽集箱17，高温过热器4-3的出口通过第八连接管23连接有供水集箱16，所述第七连接管22上设置有第五截止阀28，所述第八连接管23上设置有第六截止阀29；回水管路15与低温过热器4-1连接，所述回水管路15上设置有第七截止阀30；饱和蒸汽出口管路14上设置有第八截止阀31。如此设计，第八截止阀31作为控制锅炉饱和蒸汽的开关，在锅炉汽水两用型工况下打开。两个第一截止阀24在需要产生过热蒸汽的情况下打开。第七截止阀30在汽水两用型工况下打开。

通过控制各个管路上的截止阀，来实现锅炉不同工况。当锅炉汽水两用型工况时，第八截止阀31、第七截止阀30、第四截止阀27、第六截止阀29开启，第一截止阀24、第二截止阀25、第三截止阀26、第五截止阀28关闭；当锅炉需要产生过热蒸汽的情况下，第一截止阀24、第二截止阀25、第三截止阀26、第五截止阀28开启，第八截止阀31、第七截止阀30、第四截止阀27、第六截止阀29关闭。其它组成与连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1、2说明本实施方式，回水管路15上还设置有第一电动调节阀34，所述第一电动调节阀34的两端分别串联设置有第九截止阀32，第一电动调节阀34和两个第九截止阀32均与第七截止阀30并联设置。如此设计，第一电动调节阀34用于调节不同负荷下热水的流量。其它组成与连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1、2说明本实施方式，饱和蒸汽出口管路14上还设置有第一电动闸阀36。如此设计，与第八截止阀31一样都是作为控制饱和蒸汽出口管路14的开关，用以适应对管路的不同要求。其它组成与连接关系与具体实施方式三或四相同。

具体实施方式六：结合图1、2说明本实施方式，减温水系统4-2包括喷水减温器4-21和设置在喷水减温器4-21上的减温水管路4-22，所述喷水减温器4-21设置在第五连接管20上，所述减温水管路4-22上设置有第二电动调节阀35和位于第二电动调节阀35两端的第十截止阀33。如此设计，第二电动调节阀35和第十截止阀33均用于减温水回路，调整过热器蒸汽温度，仅在锅炉产过热蒸汽的情况下才开启。其它组成与连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1、2说明本实施方式，空气预热器系统6包括上层空气预热器6-1、中层空气预热器6-2和下层空气预热器6-3。如此设计，冷空气依次经过下层空气预热器6-3、中层空气预热器6-2、上层空气预热器6-1，形成热风进入燃烧器系统。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四或六相同。

具体实施方式八：结合图1、2说明本实施方式，尾部省煤器系统5包括下层尾部省煤器5-1和上层尾部省煤器5-2。如此设计，锅炉给水通过给水进口10依次流经下层尾部省煤器5-1、上层尾部省煤器5-2进入锅筒1。其它组成与连接关系与具体实施方式七相同。