[發(fā)明專利]超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310408298.5
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103438440A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章禮道
• 申請（專利權(quán)）人: 章禮道
• 主分類號: F23C10/00
• 分類號: F23C10/00;F23C10/20;F23C10/28;F22B31/08
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(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐涉及一種火電站使用的具有超臨界參數(shù)的可燃用無煙煤、低揮發(fā)份貧煤、貧煤、煙煤、褐煤的配套二次再熱汽輪發(fā)電機的循環(huán)流化床鍋爐。

(二)背景技術(shù)：

超臨界二次再熱技術(shù)可以顯著提高火電站熱力循環(huán)效率，降低火電機組發(fā)電熱耗。

現(xiàn)有技術(shù)火電站使用的二次再熱電站鍋爐用于向二次再熱的汽輪發(fā)電機組供汽，典型的鍋爐側(cè)主汽溫度／一次再熱汽溫度／二次再熱汽溫度的設(shè)計值為605℃／623℃／623℃。

典型的二次再熱的汽輪發(fā)電機組配有四級高壓加熱器和分離的蒸汽冷卻器，鍋爐給水溫度高達330℃；一次再熱器的進口溫度和二次再熱器的進口溫度一般在420～440℃。

現(xiàn)有技術(shù)的火電站使用的二次再熱電站鍋爐全部采用煤粉懸浮燃燒方式，其主蒸汽調(diào)溫方式：煤水比+噴水減溫，可確保過熱蒸汽出口溫度在30％～100％BMCR工況下均能達到設(shè)計值；再熱蒸汽調(diào)溫方式：煙氣擋板+擺動燃燒器+噴水減溫，可確保高壓再熱蒸汽出口溫度在50％～100％BMCR工況下能達到設(shè)計值；但低壓再熱蒸汽出口溫度只能在65％～100％BMCR工況下能達到設(shè)計值。

為了使二次再熱蒸汽出口溫度能在50％～65％BMCR工況下也能達到設(shè)計值，現(xiàn)有技術(shù)煤粉爐采用爐煙再循環(huán)，增加中、低負荷下的煙氣容積流量，增加二次再熱器的對流換熱量來達成。爐煙再循環(huán)風(fēng)機的入口可以接在省煤器的出口也可以接在除塵器的出口，爐煙再循環(huán)風(fēng)機的出口接爐膛冷灰斗下部。爐煙再循環(huán)風(fēng)機的入口接在省煤器的出口時，高粉塵、較高工作溫度、較低的煙氣重度、較高轉(zhuǎn)數(shù)使?fàn)t煙再循環(huán)風(fēng)機的可靠性降低；爐煙再循環(huán)風(fēng)機的入口接在除塵器的出口時空氣預(yù)熱器煙側(cè)流量增加10％到20％，會引起鍋爐排煙溫度顯著升高，鍋爐效率下降。

現(xiàn)有技術(shù)雙II形二次再熱煤粉爐則難以解決低壓再熱系統(tǒng)壓損過大和高壓再熱汽溫、低壓再熱汽溫調(diào)節(jié)手段缺乏的問題。

現(xiàn)有技術(shù)一種新型二次再熱電站鍋爐的爐煙再循環(huán)調(diào)溫系統(tǒng)是一種較好的解決方案，還有待工程實踐的實證。

循環(huán)流化床鍋爐與煤粉鍋爐是兩類最常用的不同燃燒方式的電站鍋爐。

循環(huán)流化床鍋爐爐膛燃燒溫度通常為850℃到950℃，遠低于煤粉爐爐膛燃燒溫度，循環(huán)流化床鍋爐的NOx排放濃度遠低于煤粉爐，多數(shù)情況無需SCR即可達標(biāo)；循環(huán)流化床鍋爐爐膛燃燒溫度也是爐內(nèi)石灰石脫硫的最佳溫度區(qū)間，如控制Ca／S摩爾比適當(dāng)，爐內(nèi)脫硫率可大于90％；循環(huán)流化床燃燒方式是有前景的清潔煤燃燒方式。

煤粉鍋爐，特別是燃用煙煤、貧煤的煤粉爐的大型化問題，已經(jīng)成功解決，國內(nèi)已有數(shù)十臺1.000MW等級的超臨界一次再熱煤粉鍋爐投入商業(yè)運行；1000MW等級的超臨界二次再熱煤粉鍋爐已有4臺作為示范性工程再建設(shè)中。

循環(huán)流化床鍋爐的大型化過程仍在進行中，目前，全世界已投產(chǎn)最大的循環(huán)流化床電站鍋爐為600MW等級；全世界還沒有1000MW等級的循環(huán)流化床鍋爐，特別是沒有1000MW等級的超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐。

循環(huán)流化床鍋爐大型化遇到的第一個問題是流化床布風(fēng)板的大型化，現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)路線是單布風(fēng)板→雙布風(fēng)板→環(huán)形布風(fēng)板。

循環(huán)流化床鍋爐大型化推廣遇到的第二個問題是一次風(fēng)功耗居高難下，循環(huán)流化床鍋爐無需磨煤機，但循環(huán)流化床鍋爐的廠用電率通常高于煤粉爐，一次風(fēng)功耗過高是其主因。進一步分析現(xiàn)有技術(shù)循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)功耗高的原因主要有3個：1、一次風(fēng)率高達總風(fēng)量的40％到60％；2、額定一次風(fēng)壓高，可達32kPa或更高，風(fēng)壓調(diào)節(jié)機構(gòu)上能量損耗大；3、雖然已經(jīng)采用了4分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，一次風(fēng)漏風(fēng)率仍然高達20％。

現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)流化床鍋爐采用冷一次風(fēng)機2臺，冷一次風(fēng)經(jīng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器加熱成為熱一次風(fēng)，經(jīng)熱一次風(fēng)道、一次風(fēng)室、布風(fēng)板送入爐膛。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

所要解決的技術(shù)問題：

尋找適合超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐的總體布置方案、流化床布風(fēng)板的布置方式；尋找適合超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)風(fēng)機布置方式、一次風(fēng)風(fēng)機調(diào)節(jié)方式、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器形式、一次風(fēng)系統(tǒng)，以顯著降低一次風(fēng)功耗；尋找適合超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐的高壓高溫再熱器、低壓高溫再熱器的布置方案及調(diào)節(jié)、控制手段。

解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明超臨界二次再熱循環(huán)流化床鍋爐采取與現(xiàn)有技術(shù)完全不同的技術(shù)路線，提供一種火電站使用的具有超臨界參數(shù)的可燃用無煙煤、低揮發(fā)份貧煤、貧煤、煙煤、褐煤的配套二次再熱汽輪發(fā)電機的循環(huán)流化床鍋爐。