一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统的制作方法

1.本发明属于锅炉快速启动系统领域，具体涉及一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统。


背景技术：

2.现有高效火力发电发电机组多数采用超临界直流锅炉，其启动过程主要是在水冷壁内实现由水到汽的转变过程。由于锅炉是按照正常运行条件下给水加热到额定参数蒸汽布置的受热面，受热面被汽水分离器人为地分割为蒸发受热面(水冷壁)和过热受热面(过热器和包墙)两部分。锅炉启动时，需要从较低参数的给水开始长时间加热才能进行干湿态转换，在这之前锅炉受热面只有蒸发受热面是有效受热面，过热受热面和再热受热面没有冷却工质。为了保证受热面金属安全，反过来必须限制炉膛热输入功率大小，使启动时间无法加快。
3.未来电力系统将从化石能源主导进入可再生能源与化石能源共存的多元化模式。大规模的储能设施尚未形成，新型高效灵活火力发电技术是今后重要的产业引导方向。作为火力发电系统三大主机之一，蒸汽锅炉必须进一步提高启动速率，解决间歇性可再生能源调峰需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，能够在启动初期增大水冷壁吸热，解决超临界直流锅炉加速启动问题。
5.为了达到上述目的，本发明包括下炉膛水冷壁，下炉膛水冷壁连接上炉膛水冷壁，上炉膛水冷壁连接汽水分离器；
6.下炉膛水冷壁和上炉膛水冷壁间设置有汽水换热器，下炉膛水冷壁的工质作为冷源送入汽水换热器中，汽水换热器的热源入口连接临炉蒸汽，汽水换热器的热源出口连接汽水分离器。
7.汽水换热器的冷源入口管路上设置有换热器进口隔离阀，汽水换热器的冷源出口管路上设置有换热器出口隔离阀。
8.下炉膛水冷壁和上炉膛水冷壁间设置有上下水冷壁隔离阀。
9.汽水换热器的热源入口管路上设置有减压阀和隔离阀。
10.汽水换热器的热源入口管路和热源出口管路间设置有汽水换热器旁路调节阀。
11.下炉膛水冷壁的上游设置有省煤器，省煤器的上游设置有给水泵。
12.给水泵与省煤器间设置有给水调节阀。
13.汽水分离器的液体出口管路连接贮水箱，贮水箱连接省煤器。
14.汽水分离器的蒸汽出口连接过热器，过热器向外输送过热蒸汽。
15.与现有技术相比，本发明在下炉膛水冷壁和上炉膛水冷壁间设置有汽水换热器，下炉膛水冷壁的工质作为冷源送入汽水换热器，对下炉膛水冷壁送入汽水换热器中的工质
进行加热，加热后的工质经过上炉膛水冷壁后送入汽水分离器中，汽水换热器中降温后的蒸汽送入汽水分离器中，本发明通过引入临炉蒸汽增大过热器蒸汽流量避免锅炉启动过程中过热器因蒸汽流量少出现的超温现象，加快了锅炉启动过程中的升温升压速率，并能保护锅炉过热器不超温。
附图说明
16.图1为本发明的系统图；
17.其中，1、给水泵，2、给水调节阀，3、省煤器，4、下炉膛水冷壁，5、上下水冷壁隔离阀，6、上炉膛水冷壁，7、过热器，8、汽水分离器，9、贮水箱，10、换热器出口隔离阀，11、换热器进口隔离阀，12、汽水换热器，13、汽水换热器旁路调节阀，14、减压阀，15、隔离阀。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明做进一步说明。
19.参见图1，本发明包括下炉膛水冷壁4，下炉膛水冷壁4连接上炉膛水冷壁6，上炉膛水冷壁6连接汽水分离器8；下炉膛水冷壁4和上炉膛水冷壁6间设置有汽水换热器12，下炉膛水冷壁4的工质作为冷源送入汽水换热器12中，汽水换热器12的热源入口连接临炉蒸汽，汽水换热器12的热源出口连接汽水分离器8。下炉膛水冷壁4和上炉膛水冷壁6间设置有上下水冷壁隔离阀5。汽水换热器12的冷源入口管路上设置有换热器进口隔离阀11，汽水换热器12的冷源出口管路上设置有换热器出口隔离阀10。汽水换热器12的热源入口管路上设置有减压阀14和隔离阀15。汽水换热器12的热源入口管路和热源出口管路间设置有汽水换热器旁路调节阀13。下炉膛水冷壁4的上游设置有省煤器3，省煤器3的上游设置有给水泵1。给水泵1与省煤器3间设置有给水调节阀2。汽水分离器8的液体出口管路连接贮水箱9，贮水箱9连接省煤器3。汽水分离器8的蒸汽出口连接过热器7，过热器7向外输送过热蒸汽。
20.超临界直流锅炉启动过程主要分为上水、冷态清洗、点火、热态清洗、升温升压、冲转和升负荷等过程。其中点火到冲转的时间约占整个机组启动时间的一半。利用临炉热量弥补启动锅炉冲转前输入不足能够显著提升机组启动速率。
21.在锅炉启动系统即将完成热态冲洗前，关闭上下水冷壁隔离阀5，使下炉膛水冷壁4中的水流经汽水换热器12再返回上炉膛水冷壁6。打开临炉蒸汽管路的隔离阀15以及换热器出口隔离阀10和换热器进口隔离阀11，汽水换热器旁路调节阀13处于关闭状态。引入临炉蒸汽进行辅助加热，临炉高压蒸汽通过隔离阀14，经减压阀14减压至于启动系统分离器一致压力，在汽水换热器12加热下炉膛水冷壁4中的水，加快水冷壁的水由水变汽过程。在满足汽水分离器8的金属温度控制要求情况下，提高锅炉燃料热输入功率同时适当开启汽水换热器旁路调节阀13，通过引入临炉蒸汽增大过热器蒸汽流量避免锅炉启动过程中过热器7因蒸汽流量少出现的超温现象。


技术特征：
1.一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，包括下炉膛水冷壁(4)，下炉膛水冷壁(4)连接上炉膛水冷壁(6)，上炉膛水冷壁(6)连接汽水分离器(8)；下炉膛水冷壁(4)和上炉膛水冷壁(6)间设置有汽水换热器(12)，下炉膛水冷壁(4)的工质作为冷源送入汽水换热器(12)中，汽水换热器(12)的热源入口连接临炉蒸汽，汽水换热器(12)的热源出口连接汽水分离器(8)。2.根据权利要求1所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，汽水换热器(12)的冷源入口管路上设置有换热器进口隔离阀(11)，汽水换热器(12)的冷源出口管路上设置有换热器出口隔离阀(10)。3.根据权利要求1所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，下炉膛水冷壁(4)和上炉膛水冷壁(6)间设置有上下水冷壁隔离阀(5)。4.根据权利要求1所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，汽水换热器(12)的热源入口管路上设置有减压阀(14)和隔离阀(15)。5.根据权利要求1所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，汽水换热器(12)的热源入口管路和热源出口管路间设置有汽水换热器旁路调节阀(13)。6.根据权利要求1所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，下炉膛水冷壁(4)的上游设置有省煤器(3)，省煤器(3)的上游设置有给水泵(1)。7.根据权利要求6所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，给水泵(1)与省煤器(3)间设置有给水调节阀(2)。8.根据权利要求6所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，汽水分离器(8)的液体出口管路连接贮水箱(9)，贮水箱(9)连接省煤器(3)。9.根据权利要求1所述的一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，其特征在于，汽水分离器(8)的蒸汽出口连接过热器(7)，过热器(7)向外输送过热蒸汽。

技术总结
本发明公开了一种依靠临炉蒸汽加热的超临界直流锅炉快速启动系统，本发明在下炉膛水冷壁和上炉膛水冷壁间设置有汽水换热器，下炉膛水冷壁的工质作为冷源送入汽水换热器，对下炉膛水冷壁送入汽水换热器中的工质进行加热，加热后的工质经过上炉膛水冷壁后送入汽水分离器中，汽水换热器中降温后的蒸汽送入汽水分离器中，本发明通过引入临炉蒸汽增大过热器蒸汽流量避免锅炉启动过程中过热器因蒸汽流量少出现的超温现象，加快了锅炉启动过程中的升温升压速率，并能保护锅炉过热器不超温。并能保护锅炉过热器不超温。并能保护锅炉过热器不超温。


技术研发人员：苏宏亮 居文平 高登攀 屈杰 王婷 殷亚宁 黄莺 陈锋 李辉
受保护的技术使用者：华能集团技术创新中心有限公司 哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/3/22