[實用新型]一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負荷調節裝置

有效

• 申請號: 201120174139.X
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN202109457U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 鄭軍;廖鄧宇;孫宗猛;王冬;劉訓志
• 申請（專利權）人: 華西能源工業股份有限公司
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08;F22B37/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

本實用新型涉及鍋爐技術領域，尤其涉及一種通過調節對流傳熱的受熱面，以滿足不同燃料燃燒工況，并通過減少省煤器換熱負荷，降低特殊工況單側省煤器含汽率，保證設備安全的用于煤氣鍋爐的大比例熱負荷調節裝置。

背景技術

鍋爐作為現代工業重要的動力設備，燃燒各種燃料將熱量轉化為蒸汽內能以推動蒸汽發電機組工作。鍋爐的常規燃料為動力煤、燃油、天然氣等高發熱值物質，隨著社會的發展，對能源的需求不斷增大，常規能源的供給出現逐漸衰竭的跡象，對工業系統中的工藝廢棄能源、人類生活和自然界中的低熱值燃料的利用逐漸發展起來，作為常規燃料的補充與之共同使用。

鋼鐵產業的煤氣就是近年發展起來的一種特殊燃料。鋼鐵行業中會產生高爐煤氣（BFG）、轉爐煤氣（LDG）、焦爐煤氣（COG），而鋼鐵行業對電力需求又很大，所以以煤氣為主配合常規燃料使用的鍋爐單臺容量逐步增加，目前國內已經達到配置125～150MW機組等級。125～150MW汽輪發電機組采用超高壓蒸汽參數，使用一次再熱蒸汽循環系統，機組效率高，負荷調節范圍大，可以滿足企業自備電站的需求。

但是與常規燃料相比高爐煤氣（BFG）、轉爐煤氣（LDG）的各項特性指標均差異很大。首先發熱值很低，只有常規燃料的1/3到1/10，其次燃燒后溫度低，煙氣量大，煙塵濃度低。這些都造成鍋爐各部分受熱面的換熱能力和換熱負荷不匹配，加之企業自備電站受工藝條件影響，鍋爐整體負荷變化很大，在蒸汽參數保證、效率保證、金屬材料安全保證等方面。這些因素都和燃料在鍋爐內的燃燒和傳熱過程相關，爐內傳熱方式分為兩種：輻射和對流，爐膛部位傳熱主要以輻射為主，煙道部位主要以對流為主。

拋開鍋爐結構性因素外，輻射換熱與煙氣溫度、煙氣成分、煙塵濃度相關，其中尤以煙氣溫度影響最大，輻射換熱系數與溫度之間為指數1.8倍的關系，常規燃料絕熱燃燒溫度可以達到1700～1900℃甚至更高，而高爐煤氣（BFG）、轉爐煤氣（LDG）只有1200～1400℃，輻射換熱能力只有常規燃料的一半左右；而對流換熱與煙氣流速、煙塵濃度、煙氣溫度、煙氣成分相關，影響最大的是煙氣流速、煙塵濃度，低熱值煤氣包含有很大比例的惰性氣體，同等發熱值對應的煙氣量約是常規燃料的2倍，而且在純燃氣狀態煙塵含量幾乎為零，因此煙速可以達到14m/s，燃煤狀態煙速一般為8m/s，對流傳熱系數相差40%左右。煙氣體積的較大變化，會引起尾部受熱面吸熱比例的變化和排煙溫度的變化，由于其布置有受熱面，必然會影響鍋爐的熱效率和蒸汽溫度的波動，并且由于煙道內煙氣流變化，某些工況條件下會造成單側省煤器含汽率過高，對于水平橫置管會產生汽水分層，以至于造成管子上部超溫等不安全因素。使用常規燃料的鍋爐如果不做修改，直接使用低熱值煤氣時鍋爐內部的工作狀態往往偏離預期值，嚴重時甚至造成產品失效。

由于煤氣鍋爐尚處于發展狀態，在開發此技術時期尚未有125～150MW汽輪發電機組等級鍋爐。而且現有投運的煤氣鍋爐都存在著蒸汽超溫、排煙溫度偏高的現象。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種通過調節對流傳熱的受熱面，以滿足不同燃料燃燒工況，并通過減少省煤器換熱負荷，降低特殊工況單側省煤器含汽率，保證設備安全的用于煤氣鍋爐的大比例熱負荷調節裝置。

為了達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負荷調節裝置，包括爐膛、尾部煙道和布置于爐膛內水冷蒸發屏，其中，爐膛連接尾部煙道，所述的尾部煙道分支成尾部煙道I和尾部煙道II，所述的尾部煙道I和尾部煙道II內均設置有煙氣調節擋板，所述的尾部煙道I和尾部煙道II分別設置有內設置有受熱面I和受熱面II；所述的尾部煙道I和尾部煙道II的下部合并于尾部煙道內。鍋爐運行期間再熱蒸汽溫度調節采用煙氣流量調節方式，因此必須要設置成雙通道結構，其中一個通道放置再熱器，另一個通道放置過熱器或者省煤器，再于兩個分支尾部煙道內布置省煤器，滿足整體熱量回收的要求。