锅炉水循环系统及其调控方法与流程

本发明涉及调峰发电，尤其是涉及一种锅炉水循环系统及其调控方法。

背景技术：

1、近年来，随着可再生能源并网的占比增加，火电在电网的定位逐渐由电力供应的绝对主力角色，向基础负荷的提供者和深度调峰的保障者转变，并需根据电网指令迅速升降负荷，以消纳波动性大的可再生能源。电网的调峰需求与火电机组灵活性和安全性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等可再生能源的能力不足，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。为了满足电网调峰需求，需要对机组频繁进行升降负荷，负荷的升降幅度增大，调峰响应速度提高。

2、在火电灵活性深度调峰方案中，锅炉低负荷运行是各个电厂最常采用的技术方案，在锅炉低负荷运行的时候，机组的scr脱硝系统受到一定程度的影响。体现在尾部烟气温度异常，在低负荷运行锅炉出力不足，各受热面的吸热量增加，到了尾部烟道中的省煤器、脱硝装置以及空预器部分烟气温度低于正常水平，其中scr反应器中催化剂效率下降，主要原因是催化剂正常的活性反应温度一般为300～400℃。氨逃逸量的增加会导致空气预热器的积灰堵灰，也会引起空气预热器的低温腐蚀，则需要增加暖风器提高空预器空气侧温度，多数暖风器热源是低压抽汽，抽汽过多会降低锅炉的整体效率和破坏机组热平衡。在保持脱硝效率等其他条件一定时，最有效的降低氨逃逸率的方法是提高scr反应效率。而在实际运行中，由于机组低负荷运行，尾部烟气温度达不到催化剂活性温度区间，则脱硝装置将被迫退出运行，从而机组的热效率和排放指标会受到一定程度的影响。因此火电机组需要一种在机组不影响其安全性、经济性和环保指标的前提下，能够满足深度调峰指令，低负荷稳定运行的系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种锅炉水循环系统及其调控方法，该锅炉水循环系统及其调控方法可以在机组低负荷运行状态下提高进入脱硝装置内的烟气温度。

3、根据本发明实施例提供的锅炉水循环系统包括锅炉和再循环单元，所述锅炉上设有汽包、水冷壁入口集箱和省煤器，所述汽包的下降管出口与所述水冷壁入口集箱相连；所述再循环单元包括再循环加热水箱，所述再循环加热水箱的进水口通过再循环旁路与所述汽包的下降管出口相连，所述再循环加热水箱的出水口与所述省煤器的进水口相连；经所述再循环加热水箱加热处理后的工质流入所述省煤器内能减少尾部烟气在所述省煤器内的换热量。

4、根据本发明实施例的锅炉水循环系统，能够利用再循环单元中的再循环加热水箱对流入省煤器处的工质进行加热处理，从而减少尾部烟气在省煤器处的换热量，提高省煤器排出的烟气温度，进而确保经省煤器排入脱硝装置处的烟气能够维持较高温度，满足脱硝装置的运行条件。另外，上述再循环单元还可以利用机组低负荷运行时的多余工质，解决水冷壁水动力多值性问题，确保锅炉在低负荷状态下能够确保维持水动力稳定。

5、在一些实施例中，所述再循环单元还包括回流构件和再循环回流管路，所述再循环加热水箱的出水口通过所述再循环回流管路与所述回流构件的某一进水口相连，所述回流构件的出水口与所述省煤器的进水口相连；

6、所述回流构件包括给水中间混合集箱、高压加热器和给水回流管路，所述给水回流管路连接所述高压加热器的出水口和所述给水中间混合集箱的回流进水口；所述给水中间混合集箱通过再循环进水口和回流进水口分别与所述再循环加热水箱的出水口和所述高压加热器的出水口相连，所述给水中间混合集箱的出水口与所述高压加热器的进水口相连；所述高压加热器的出水口与所述省煤器的进水口相连。

7、在一些实施例中，所述再循环旁路上设置有开度可调的旁路阀门，所述给水回流管路上设置有开度可调的给水回流阀门。

8、在一些实施例中，所述再循环加热水箱包括第一箱体、加热组件和换热管，所述第一箱体内设置有进液总管和排液总管，所述进液总管和所述排液总管之间通过换热管相连，所述换热管的数量为至少两个且任意一个所述换热管外布置有至少一个所述加热组件；任意一个所述换热管邻近所述进液总管和所述排液总管处分别设置有进液阀门和排液阀门。

9、在一些实施例中，所述第一箱体内还安装有电气箱，所述电气箱与所述第一箱体的内壁卡合连接，所述加热组件、所述进液阀门和所述排液阀门均与所述电气箱电连接。

10、在一些实施例中，所述进液总管和所述第一箱体的进液口之间安装有抽水泵，所述抽水泵与所述电气箱电连接；和/或，进液总管和所述排液总管外设置有保温材料。

11、在一些实施例中，锅炉水循环系统还包括中央控制器和烟气处理器，所述省煤器的入水口处设有第一温度传感器和给水流量传感器，所述再循环回流管路上设有第二温度传感器和再循环回流流量传感器，所述烟气处理器的烟气入口处设有第三温度传感器，所述省煤器的出水口处设置有第四温度传感器；所述中央控制器与所述第一温度传感器、所述给水流量传感器、所述第二温度传感器、所述再循环回流流量传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述进液阀门、所述排液阀门、所述给水回流阀门、所述旁路阀门、所述电气箱和所述抽水泵电连接。

12、在一些实施例中，所述给水中间混合集箱包括第二箱体和内管，所述内管固定设置于所述第二箱体内且所述内管外壁和所述第二箱体内壁之间形成环形通道，所述内管上设置有连通所述环形通道和所述内管中空结构的导流孔；

13、所述第二箱体为中空柱状结构且其轴线方向上的两端分别形成进水口和出水口，所述进水口的数量为至少两个且所有的所述进水口均与所述内管相连通，所述出水口与所述环形通道相连通。

14、在一些实施例中，所述内管的外周侧壁上还设置有螺旋槽，所述导流孔均匀排布于所述螺旋槽上。

15、根据本发明实施例提供的锅炉水循环系统调控方法，包括以下步骤：

16、在机组低负荷运行状态下获取数据，所述数据包括烟气温度和省煤器进水口温度中的至少一种；

17、基于获取的数据，调整流入所述再循环单元内的流量。

18、根据本发明实施例的锅炉水循环系统调控方法，可以利用锅炉在低负荷工作状态下所需工质较少的特点，将多余工质用于对流入省煤器内的水进行加热，从而在维持水循环和水动力稳定的前提下提高经省煤器排出的烟气温度，解决脱硝装置因烟气温度较低而无法正常运行的问题。

技术特征：

1.一种锅炉水循环系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述锅炉水循环系统，其特征在于，所述再循环单元还包括回流构件和再循环回流管路，所述再循环加热水箱(5)的出水口通过所述再循环回流管路与所述回流构件的某一进水口相连，所述回流构件的出水口与所述省煤器(4)的进水口相连；

3.根据权利要求2所述的锅炉水循环系统，其特征在于，所述再循环旁路上设置有开度可调的旁路阀门(9)，所述给水回流管路(8)上设置有开度可调的给水回流阀门(10)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锅炉水循环系统，其特征在于，所述再循环加热水箱(5)包括第一箱体(51)、加热组件(52)和换热管(53)，所述第一箱体(51)内设置有进液总管(54)和排液总管(55)，所述进液总管(54)和所述排液总管(55)之间通过换热管(53)相连，所述换热管(53)的数量为至少两个且任意一个所述换热管(53)外布置有至少一个所述加热组件(52)；任意一个所述换热管(53)邻近所述进液总管(54)和所述排液总管(55)处分别设置有进液阀门(531)和排液阀门(532)。

5.根据权利要求4所述的锅炉水循环系统，其特征在于，所述第一箱体(51)内还安装有电气箱(56)，所述电气箱(56)与所述第一箱体(51)的内壁卡合连接，所述加热组件(52)、所述进液阀门(531)和所述排液阀门(532)均与所述电气箱(56)电连接。

6.根据权利要求5所述的锅炉水循环系统，其特征在于，所述进液总管(54)和所述第一箱体(51)的进液口之间安装有抽水泵(57)，所述抽水泵(57)与所述电气箱(56)电连接；

7.根据权利要求6所述的锅炉水循环系统，其特征在于，还包括中央控制器(11)和烟气处理器(12)，所述省煤器(4)的入水口处设有第一温度传感器(13)和给水流量传感器(14)，所述再循环回流管路上设有第二温度传感器(15)和再循环回流流量传感器(16)，所述烟气处理器(12)的烟气入口处设有第三温度传感器(17)，所述省煤器(4)的出水口处设置有第四温度传感器(18)；

8.根据权利要求2所述的锅炉水循环系统，其特征在于，所述给水中间混合集箱(6)包括第二箱体(61)和内管(62)，所述内管(62)固定设置于所述第二箱体(61)内且所述内管(62)外壁和所述第二箱体(61)内壁之间形成环形通道(63)，所述内管(62)上设置有连通所述环形通道(63)和所述内管(62)中空结构的导流孔(621)；

9.根据权利要求8所述的锅炉水循环系统，其特征在于，所述内管(62)的外周侧壁上还设置有螺旋槽(622)，所述导流孔(621)均匀排布于所述螺旋槽(622)上。

10.一种如权利要求1至9中任一项所述锅炉水循环系统的调控方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种锅炉水循环系统及其调控方法，锅炉水循环系统包括锅炉和再循环单元，所述锅炉上设有汽包、水冷壁入口集箱和省煤器，所述汽包的下降管出口与所述水冷壁入口集箱相连；所述再循环单元包括再循环加热水箱，所述再循环加热水箱的进水口通过再循环旁路与所述汽包的下降管出口相连，所述再循环加热水箱的出水口与所述省煤器的进水口相连；经所述再循环加热水箱加热处理后的工质流入所述省煤器内能减少尾部烟气在所述省煤器内的换热量。本发明提供的锅炉水循环系统及其调控方法可以在机组低负荷运行状态下提高进入脱硝装置内的烟气温度。

技术研发人员：周科,马玉华,陈婷钰,徐党旗,杨立永,晋中华,李明皓,杨冬,堵根旺,任延南,赵旭
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9