一种机组深度调峰系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种系统，尤其涉及一种机组深度调峰系统。


背景技术：

2.以煤为主的能源结构和通过直接燃烧的方式实现煤的利用，是造成大气污染的主要原因之一；为了早日实现碳达峰和碳中和的目标，大力发展风电、太阳能等新能源是趋势所在，相应的，燃煤机组的作用也逐渐由发电变为电网调峰。燃煤机组作用的变化导致机组的运行参数发生变化，燃煤机组将大部分时间处于半负荷或低负荷状态。
3.目前，在机组进行深度调峰的过程中容易出现以下几方面的问题：1)scr 入口烟温度低于要求值，scr无法正常运行；2)进入锅炉的二次风温度偏低，导致燃烧效率偏低，同时无法稳定燃烧；3)再热蒸汽出现欠温。上述问题的存在严重限制了燃煤机组的深度调峰，因此，必须采用相应的技术升级改造来满足机组深度调峰的要求。
4.目前的燃煤机组深度调峰技术主要包括：稳定燃烧器技术、汽机旁路技术、省煤器给水再循环技术等等。虽然现有的技术手段较多，但普遍存在布置空间受限、效果有限、投资高、系统复杂等诸多问题，同时缺少一个核心技术，难以有效解决上述技术缺陷。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种机组深度调峰系统。
6.为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种机组深度调峰系统，包括空气预热器，空气预热器出口的热二次风道内安装有二次风-蒸汽换热器。
7.进一步地，二次风-蒸汽换热器通过热蒸汽管道连通锅炉出口的主蒸汽管道或锅炉的过热器系统；二次风-蒸汽换热器抽取过热蒸汽并利用过热蒸汽加热空气预热器出口的热二次风。
8.进一步地，过热蒸汽管道上设置有减压阀。
9.进一步地，二次风-蒸汽换热器通过冷蒸汽管道与一号高压加热器抽汽管道连通，二次风-蒸汽换热器出口的冷蒸汽通过冷蒸汽管道送往一号高压加热器。
10.进一步地，冷蒸汽管道与一号高压加热器抽汽管道在一号高压加热器抽汽截止阀后连通。
11.本实用新型公开了一种机组深度调峰系统，利用减压后的过热蒸汽加热空预器出口的热二次风，提高锅炉的稳燃效果及燃烧效率；同时，从二次风-蒸汽换热器出来的冷蒸汽进入一号高压加热器，从而提高进入锅炉的给水温度；此外，抽取的过热蒸汽并没有进入汽轮机高压缸，返回到锅炉的冷再蒸汽流量下降，从而使锅炉的再热蒸汽温度升高；最终达到实现机组深度调峰的目的。本实用新型的技术简单，不占用大量的空间，同时仅需在原有系统上增加部分管道和阀门，解决了其他深度调峰技术布置空间受限、调峰效果有限、投资高、系统复杂等问题。
附图说明
12.图1为传统的常规热力流程示意图。
13.图2为本实用新型机组深度调峰系统的热力流程示意图。
14.图中：1、锅炉；2、汽轮机高压缸；3、汽轮机中压缸；4、空气预热器； 5、一次风机；6、二次风机；7、制粉系统；8、一号高压加热器；9、二号高压加热器；10、二次风-蒸汽换热器；11、一号高压加热器抽汽逆止阀；12、一号高压加热器抽汽关断阀；13、二号高压加热器抽汽逆止阀；14、二号高压加热器抽汽关断阀；15、减压阀；
15.a、主蒸汽管道；b、再热蒸汽管道；c、冷再蒸汽管道；d、给水管道； e、一次高压加热器抽汽管道；f、二号高压加热器抽汽管道；g、烟道；h、热一次风道；i、热二次风道；j、二号高加加热器出口给水管道；k、热蒸汽管道；l、冷蒸汽管道。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
17.首先，如图1所示，为常规热力流程图，燃煤机组常规的热力流程具体有：
18.s1、二号高压加热器9的抽汽通过二号高压加热器抽汽管道f供入，来自汽轮机高压缸2；在二号高压加热器抽汽管道f上安装有二号高压加热器抽汽逆止阀13、二号高压加热器抽汽关断阀14，分别起到防逆流、控制管道通路的作用；
19.s2、二号高压加热器9出口的给水通过二号高加加热器出口给水管道j进入一号高压加热器8进行加热，一号高压加热器8的抽汽通过一号高压加热器抽汽管道e供入，来自汽轮机高压缸2；同样，在一号高压加热器抽汽管道e上安装有一号高压加热器抽汽逆止阀11、一号高压加热器抽汽关断阀12，分别起到防逆流、控制管道通路的作用；
20.s3、一号高压加热器8出口的给水通过给水管道d进入锅炉1内，锅炉1产生的过热蒸汽经过主蒸汽管道a进入汽轮机高压缸2内做功；
21.s4、在汽轮机高压缸2内做完工的蒸汽通过冷再蒸管道c返回到锅炉1内进行加热，锅炉1出口的再热蒸汽通过再热蒸汽管道b进入汽轮机中压缸3内；
22.s5、锅炉1内的烟气通过烟道g进入空气预热器4内；
23.s6、一次风机5将冷空气送入空气预热器4内，吸入后变为热一次风，热一次风通过热一次风道h送入制粉系统7内；
24.s7、二次风机6将冷空气送入空气预热器4内，吸热后变为热二次风，热二次风通过热二次风道i送入锅炉1内。
25.对于上述常规的燃煤机组，当机组负荷降低到一定程度时，会出现以下几个问题：
26.1)scr催化反应器的进口烟气温度低于要求值，此时，scr催化反应器的催化剂活性会受到严重影响，不仅导致机组的nox污染物排放不达标，同时造成氨逃逸率的大幅上升。
27.2)进入锅炉1的热二次风温度降低，导致锅炉1的燃烧受到影响，出现燃烧效率下降、燃烧不稳定的问题。
28.3)锅炉1出口的再热蒸汽温度降低，影响到了机组整体的经济性。
29.为实现机组深度调峰的目的，一方面需要机组在深度调峰时scr催化反应的进口烟气温度达到要求值以上；另一方面需要在机组深度调峰时燃烧稳定；再一方面需要机组
在深度调峰时再过热蒸汽温度达到要求值。
30.为实现上述机组深度调峰目的，在如图1所示的现有的机组回热系统基础上，本实用新型设计了一种机组深度调峰的系统，如图2所示：在空气预热器4 出口的热二次风道i内安装二次风-蒸汽换热器10；二次风-蒸汽换热器10通过热蒸汽管道k连通主蒸汽管道a或锅炉1的过热器系统，从锅炉1的过热器系统或锅炉1出口的主蒸汽管道a上抽取部分过热蒸汽，该部分过热蒸汽通过过热蒸汽管道k送入二次风-蒸汽换热器10内并加热空气预热器4出口的热二次风；为实现热蒸汽管道k开度的调节，在热蒸汽管道k上设置有减压阀15；
31.同时，二次风-蒸汽换热器10还通过冷蒸汽管道l连通一号高压加热器抽汽管道e，冷蒸汽管道l与一号高压加热器抽汽管道e在一号高压加热器抽汽截止阀12后连通，使二次风-蒸汽换热器10出口的冷蒸汽经过冷蒸汽管道l返回到一号高压加热器8。
32.由此，在机组深度调峰时，将一号高压加热器8的汽源由汽轮机高压缸2的抽汽变为经过减压、放热后的冷蒸汽，从而提高进入一号高压加热器8的蒸汽压力，进而提高一号高压加热器8出口的给水温度，从而达到机组低负荷脱硝的目的。
33.由此，在机组深度调峰时，通过从主蒸汽管道a或锅炉的过热器系统抽取出部分过热蒸汽，通过二次风-蒸汽换热器10来加热空气预热器4出口的热二次风温度，从而使进入锅炉1的热二次风温度提高，从而达到稳定燃烧、提高燃烧效率的目的。
34.由此，在机组深度调峰时，从主蒸汽管道a内取出了部分过热蒸汽，进入汽轮机高压缸2的蒸汽量减少，从而通过冷再蒸管道c回到锅炉1内的冷再热蒸汽流量降低，从而提高锅炉1出口的再热蒸汽温度。
35.还如图2所示，本实用新型所公开的机组深度调峰系统，其热力流程变为：
36.s1、二号高压加热器9出口的给水经过二号高加加热器出口给水管道j进入一号高压加热器8进行加热，一号高压加热器抽汽管道e上的一号高压加热器抽汽关断阀12关闭；此时，一号高压加热器8的汽源变为了从二次风-蒸汽换热器 10出来的冷蒸汽；由于冷蒸汽的压力高于原来一号高压加热器8的抽汽压力，进入一号高压加热器8蒸汽的饱和蒸汽温度提高，一号高压加热器8出口的给水温度上升；
37.s2、一号高压加热器8出口的给水通过给水管道d进入锅炉1内，锅炉1产生的过热蒸汽经过主蒸汽管道a进入汽轮机高压缸2内做功；
38.s3、空气预热器8出口的热二次风道i内安装有二次风-蒸汽换热器10，从锅炉1的过热器系统或锅炉1出口的主蒸汽管道a上抽取部分过热蒸汽，该部分过热蒸汽通过热蒸汽管道k、经过减压阀15减压后送入二次风-蒸汽换热器10 内；
39.s4、通过二次风-蒸汽换热器10提高空气预热器4出口的热二次风温度，从而使进入锅炉1的热二次风温度提高，进而提高锅炉1的燃烧稳定性、提高燃烧效率；
40.s5、在二次风-蒸汽换热器10内放热后的冷蒸汽通过冷蒸汽管道l返回一号高压加热器8内；
41.s6、在汽轮机高压缸2内做完功的蒸汽通过冷再蒸管道c返回锅炉1内进行加热，成为再热蒸汽；再热蒸汽通过锅炉1出口的再热蒸汽管道b进入汽轮机中压缸3内；由于从主蒸汽管道a内抽取了部分过热蒸汽送往二次风-蒸汽换热器 10内，与原有的热力系统相比，进入汽轮机高压缸2的蒸汽量变小，从汽轮机高压缸2返回到锅炉1的冷再热蒸汽流量减小，从而可以提高锅炉1出口的再热蒸汽温度；
42.s7、锅炉1内的烟气通过烟道g进入空气预热器4内；
43.s8、一次风机5将冷空气送入空气预热器4内，吸热后变为热一次风，热一次风通过热一次风道h送入制粉系统7内；
44.s9、二次风机9将冷空气送入空气预热器4内，吸热后变为热二次风，热二次风在二次风-蒸汽换热器内经过再次加热后通过热二次风道i送入锅炉1内。
45.由于一号高压加热器8的传热主要受限于其本身的给水端差，给水端差指的是：加热器进汽压力对应的饱和蒸汽温度与加热器出口给水温度的差值。这就意味着，进入加热器的蒸汽压力越高，蒸汽的饱和温度也就越高，加热器出口的给水温度就越高。当进入一号高压加热器8的蒸汽压力上升时，其对应的饱和蒸汽温度升高，一号高压加热器出口的给水温度也会上升；而给水温度的上升最终会使scr催化反应器进口的烟气温度上升，从而使锅炉1在低负荷工况下也能达到脱硝的温度需求。
46.机组深度调峰时，对于传统的机组回热系统，进入锅炉1的二次风温度会降低，影响到了锅炉1内部的燃烧，容易出现燃烧不稳定和燃烧效率低的问题。本实用新型通过二次风-蒸汽换热器10将进入锅炉1的二次风温度提高，可以大幅度缓解上述问题，提高锅炉1的燃烧稳定性并提高燃烧效率。
47.在锅炉1进行深度调峰时，首先，调节热蒸汽管道k上减压阀15的开度，使二次风-蒸汽换热器10出口的冷蒸汽压力与机组额定负荷一号高压加热器8的抽汽压力一致；其次，关闭一号高压加热器抽汽管道e上的一号高压加热器抽汽关断阀12，从而使一号高压加热器8的进气汽源由汽轮机高压缸2变为经过减压阀15减压、经过二次风-蒸汽换热器10减温后的冷蒸汽。此时，来自主蒸汽管道a的过热蒸汽在二次风-蒸汽换热器10内将空气预热器4出口的热二次风进行再次加热，再次升温后的热二次风送往锅炉1内。通过上述调节，从而达到机组深度调峰的目的。
48.由此，对于本实用新型所公开的机组深度调峰系统，与现有技术相比，具有以下技术优势：一方面可以大幅提高进入锅炉1的给水温度，最终提高锅炉1 低负荷工况下scr催化反应器的进口烟气温度，保证了低负荷工况下scr催化剂的活性；另一方面可以大幅提高进入锅炉1的热二次风温度，从而使锅炉1燃烧的更加稳定、燃烧效率提高；第三方面可以提高锅炉1出口的再热蒸汽温度。本实用新型拓宽了机组深度调峰的技术范围，具有技术简单、不占用大量空间的优势，同时仅需在原有系统上增加部分管道和阀门，解决了现有技术布置空间受限、效果有限、投资高、系统复杂等等问题，不仅丰富了深度调峰的技术手段，同时有利于节能环保。
49.上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。