[發明專利]單元機組發電標準煤耗率降低85％(54g/kWh)方法

無效

• 申請號: 201210040018.5
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102721035A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 匡仲平
• 主分類號: F22B31/00
• 分類號: F22B31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

燃煤電站鍋爐以及工業、熱水等燃煤鍋爐傳熱方式的技術創新。?

背景技術

目前燃煤電站鍋爐爐膛中的傳熱方式是：以明火火焰燃氣輻射換熱方式進行，是通過電磁波傳遞將熱能轉換成輻射能，再將輻射能轉換成熱能。【明火火焰燃氣→(輻射換熱)→爐墻中上側外水冷壁→(導熱)→爐墻中上側內水冷壁→(對流換熱)→鍋水中上部汽水混合物或過熱蒸汽】約占爐膛放熱量95％以上。其缺陷是：?

煤炭燃燒快、投煤量大；燃氣流通速度快，與受熱面接觸時間短，大量的熱量來不及傳遞給水冷壁就很快排出；煤粉飛逸損失增多造成費煤，且易擾亂火層，降低爐膛溫度；受傳熱距離影響熱散失損耗大、傳熱強度較弱、傳遞到受熱面的溫度相對較低……即95％以上煤炭釋放的熱量被爐膛空間耗盡。?

受到熱氣流上升、冷氣流下降這一自然對流循環現象影響，明火火焰燃氣輻射換熱的受熱面，僅為爐墻中上側水冷壁內攝氏90℃以上的高溫區熱鍋水、汽水混合物及過熱蒸汽，而下降至爐墻下側水冷壁攝氏40℃以下的低溫區冷鍋水，卻得不到受熱，極大限制了換熱系數、蒸汽升騰及鍋爐熱效率提升。?

發明內容

以爐床半焦化紅焦炭火燃氣導熱，結合鍋水冷熱氣流上下自然對流循環換熱，替代明火火焰燃氣輻射換熱，實現單元機組發電標準煤耗率降低85％(54g/kWh)。?

技術方案?

【爐床半焦化紅焦炭火燃氣→(導熱)→爐墻下側鍋板外壁→(導熱)→爐墻下側鍋板內壁→(對流換熱)→鍋內下部攝氏40℃以下低溫區冷水→(冷熱氣流上下自然對流循環換熱)→鍋內中上部汽水混合物以及過熱蒸汽】?

用厚約2cm的粒煤覆蓋爐膛火床，將燃燒層與爐膛空間隔離并壓制明火火焰生成，使燃燒中的年輕煤在相對封閉工況下，熱解生成半焦化紅焦炭火，且直接接觸爐墻下側鍋板；經負壓通風加氧助燃，碳氫離子在熱壓作用下，持續釋放出的攝氏2000℃以上的高溫熱量，只能以導熱方式，不斷從火側經爐墻下側鍋板，傳遞給具有吸熱性能地攝氏40℃以下低溫區冷鍋水；同時，利用熱氣流上升、冷氣流下降這一自然對流循環換熱現象及原理，使爐墻下側鍋內冷水受熱后，不間斷上升對流換熱、水汽熱焓遞增、過熱蒸汽持續升騰、生成額定壓強、驅動汽輪機帶動發電機轉子發電。?

技術原理?

1、半焦化紅焦炭火發熱量高、燃燒性能好、揮發分低(5％-10％)、無煙、火焰短、溫度高、爐渣流動性好、燃燒完全效果好、適應性強范圍廣……?

2、半焦化紅焦炭火燃氣直接觸受熱面的溫度，高于明火火焰燃氣輻射受熱溫度數倍，必然遞增導熱率。?

3、半焦化紅焦炭火的燃燒時間可長達十幾小時，是明火火焰(數鈔鐘至數分鐘)的數百上千倍，相應投煤間隔、投煤量、煤耗自然大幅銳減。?

4、爐墻鍋板20鋼與冷鍋水的導熱系數，遠遠大于空間輻射換熱系數，必然遞增導熱率。?

5、實驗證明：冷氣流不能上升，熱氣流不能下降，只要鍋水水面溫度達到并保持在沸點攝氏100℃以上，底部鍋水只能處于攝氏40℃以下低溫冷水狀態。它與半焦化紅焦炭火燃氣形成的強烈溫差，必然遞增導熱率。?

6、因爐膛負壓通風量增加汽溫升高的幅度，大于正壓送風量增加汽溫升高的幅度，中小開度負壓通風，可保障半焦化紅焦炭火得到充分地供氧助燃、且不至生成焦渣，還能最大程度減少冷空氣進入爐膛、刺激爐墻鍋板，導致鍋爐熱效率降低、蒸發量減少。?

7、規避明火火焰燃氣輻射換熱95％以上的熱耗率所減少的放熱量，必然遞減相應地燃燒率及煤耗。?

8、半焦化紅焦炭火與爐墻下側受熱接觸面20鋼鍋板，有攝氏40℃以下低溫區冷鍋水不停吸熱，下有灰層隔離，使熱沖擊產生的熱應力不至超出20鋼鍋板的屈服極限，可以避免鍋板、爐箅出現金屬過熱，強度降低、蠕變變形燒損等事故。?

9、【本】發明可削減水冷壁、燃燒器、節煤器等部分配套裝置，大幅降低鍋爐制造成本及運用能耗。?

綜上，單元機組發電標準煤耗率降低85％(54g/kWh)可以實現。?

有益效果?

【本】發明可大幅提高物理能源(煤炭)中間環節轉換(發電、產熱)效率，大幅降低人均和單位GDP能耗，使一些國家地區極大程度上減輕越來越大地資源環境壓力，擺脫因產能擴大，導致地嚴重制約經濟建設發展地煤慌、電慌等能源危機，對公共利益具有極其重大意義，急需推廣應用。?

具體實施方案

1、對層燃火床爐實施擴容升級改造，使其達到大容量、高參數、亞臨界、超臨界、超超臨界鍋爐技術參數。?

2、以層燃火床爐替代室燃爐、旋風爐、流化床爐。?