[實用新型]適應變工況運行的循環流化床鍋爐煙溫調控及余熱利用系統

有效

• 申請號: 201320832908.X
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203784906U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 徐鋼;張鑫;張晨旭;宋曉童;黃圣偉;劉彤;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08;F22D11/06;F23C10/28
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技術領域

本實用新型屬于余熱利用的能源領域，針對電站機組變工況運行時循環流化床鍋爐爐膛排煙溫度的變化，通過在原有外置換熱器3回灰管與爐膛回路之間加裝后置式換熱器4，從外置換熱器3出來的循環灰經后置式換熱器4完成換熱，后置式換熱器2用于加熱汽輪機給水，替代部分高壓抽汽。利用后置式換熱器4管組的分級控制以及凝結水輸入輸出方式的可選擇式設計，實現串聯余熱換熱系統后置式換熱器4中灰料余熱代替部分抽汽加熱凝結水的靈活利用。同時，針對鍋爐回料裝置及其流通煙道的實際情況，改進換熱器的形式設計，從而保證該工況下換熱器設備的經濟和安全運行。?

背景技術

大型火電機組的節能減排是中國的重要能源戰略。在中國，燃煤電廠消耗了全國近一半的煤炭產量，現在的老式電廠的普遍問題是爐膛出口煙溫過高，導致排煙溫度升高。一般燃煤機組的鍋爐排煙溫度在120-140℃左右，循環流化床鍋爐的排煙溫度較高，在160-250℃左右，導致大量低品位能量直接排向環境，帶來巨大的余熱資源浪費。隨著近年來煤炭能源價格的不斷上漲，以煤炭為基礎的發電成本日益提高，各火力發電廠面臨著巨大的節能壓力，不斷尋求降低煤耗?、節約能源方面新的應用技術，并加大相關的資金投入。?

國內135MW級以下容量的CFB鍋爐均不帶外置換熱器。隨著鍋爐容量的增大和參數的提高，爐內需要布置更大比例的過熱、再熱受熱面，而同時爐膛比表面積相對減小。因此，對于200MW及以下容量等級CFB鍋爐，可以選擇不采用外置熱交換器結構而在爐內布置屏式受熱面或采用外置熱交換器設計結構。對于200MW~300MW級CFB鍋爐，如果不帶外置熱交換器，爐內受熱面將布置大量的屏式受熱面，磨損的風險增大；而對于更大容量（如600MW級超臨界）CFB鍋爐，則必須采用外置熱交換器以布置更多比例的過熱、再熱受熱面。外置換熱器使分離下來的物料部分或全部（取決于鍋爐的運行工況和蒸汽參數）通過其內布置的受熱面，并將高溫灰冷卻到500℃左右，然后通過返料器送至床內再燃燒。但現在部分大型循環流化床鍋爐電廠基于脫硫脫銷考慮，外置換熱器不足以降低高溫灰從而降低煙氣溫度導致脫硫脫銷效率大大降低。加裝余熱換熱系統可解決大型循環流化床鍋爐床內受熱面布置不下的困難；為過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度的調節提供了很好的手段；增加循環流化床鍋爐的負荷調節范圍；增加同一臺鍋爐對燃料的適應性；節約鍋爐受熱面的金屬消耗量。?

熱量的有效利用是燃煤電站鍋爐節能的主要途徑，利用循環灰余熱加熱凝結水，不僅能有效降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐效率，而且通過余熱換熱器輸入熱系統的熱量能夠排擠部分汽輪機的回熱抽汽，在汽機進汽蒸汽量不變的情況下，排擠抽汽返回汽輪機繼續膨脹做功，排擠的抽汽級別越高，抽汽做的功就越多。而采用低級別的抽汽預熱冷空氣，置換出高溫煙氣加熱凝結水，可以排擠高級別的抽汽繼續做功。因此，在燃料輸入量不變的情況下，可以使汽機輸出功率增加，提高機組的熱效率與經濟性。?

發明內容

本實用新型的目的是針對火電機組的變工況運行造成的循環流化床鍋爐爐膛出口煙溫以及尾部排煙變化工況，設計出可靈活調節的控制分級利用系統，?

該系統有外置換熱器(3)和后置式外置換熱器(4)組成；在循環流化床鍋爐爐膛1的排煙管道上串聯有常規旋風分離器2和分布在回料閥附近的外置換熱器3和后置式外置換熱器4。鍋爐排煙管道上依次串聯有省煤器，空氣預熱器；汽輪機高壓缸5和低壓缸與發電機串聯連接，凝結水通過除氧器和給水泵送至高壓回熱加熱器6；由高壓加熱器6通過加熱器閥門7與后置式外置換熱器4串聯連接；外置換熱器3通過灰控制閥8和后置式外置換熱器4通過灰控制閥與爐膛連接。

所述余熱利用系統中后置式外置換熱器4布置在外置換熱器3和爐膛1之間；外置換熱器3的回料出口一部分通過相應管道閥門連接到后置式外置換熱器4入口，另一部分直接進入爐膛1；后置式外置換熱器4回料出口直接連接至爐膛1。?