[發(fā)明專利]一種鍋爐系統(tǒng)及其失電保護(hù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810982712.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109114539A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧博宇;張縵;楊海瑞;呂俊復(fù)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F22B37/44
• 分類(lèi)號(hào): F22B37/44
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發(fā)明公開(kāi)了一種鍋爐系統(tǒng)及其失電保護(hù)方法，通過(guò)在鍋爐系統(tǒng)設(shè)置小排量泄放閥及其連鎖保護(hù)控制邏輯，當(dāng)緊急失電事故發(fā)生時(shí)，當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到起跳壓力值或水冷壁出口工質(zhì)溫度達(dá)到上限值時(shí)，小排量泄放閥自動(dòng)開(kāi)啟；此時(shí)，如果主蒸汽壓力達(dá)到PCV閥的整定壓力，則手動(dòng)操作PCV閥阻止其起跳；通過(guò)蒸汽泄放，使得主蒸汽壓力持續(xù)下降；當(dāng)主蒸汽壓力降至回座壓力且水冷壁工質(zhì)出口溫度低于設(shè)定上限時(shí)，小排量泄放閥自動(dòng)關(guān)閉；持續(xù)上述起跳和關(guān)閉操作，直到恢復(fù)供電。泄放閥總額定排量為鍋爐蒸發(fā)量的1％～6％。本發(fā)明通過(guò)小排量保護(hù)泄放閥的起跳和回座，間歇性泄放鍋爐水冷壁內(nèi)工質(zhì)，控制水冷壁內(nèi)壓力及管壁溫度，能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保證水冷壁的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種鍋爐系統(tǒng)及其失電保護(hù)方法，屬于鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

循環(huán)流化床(CFB)鍋爐因其自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在運(yùn)行過(guò)程中鍋爐主循環(huán)回路內(nèi)存有大量的高溫床料，同時(shí)為了防止受熱面的磨損，其回路中還布置有大量防磨耐火材料，因此，當(dāng)電廠發(fā)生緊急失電事故時(shí)，床料及耐火材料熱慣性造成的危險(xiǎn)可能更甚煤粉鍋爐。超臨界CFB機(jī)組由于其汽水系統(tǒng)采用直流型式，當(dāng)發(fā)生緊急失電事故后，鍋爐主給水泵將停止運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致給水中斷。此外，鍋爐一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)以及給煤機(jī)也將同時(shí)停機(jī)。此時(shí)，爐內(nèi)燃燒雖然已經(jīng)基本得到抑制，但爐內(nèi)的高溫灰渣、煙氣、爐墻以及澆注料等還蓄積有大量熱量，其將通過(guò)熱輻射和熱傳導(dǎo)，繼續(xù)將熱量傳遞給各受熱面，使受熱管內(nèi)工質(zhì)持續(xù)升溫升壓。若不針對(duì)這一情況采取必要措施，很可能造成受熱面燒損、爆管乃至爆炸等重大安全事故，帶來(lái)巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)估計(jì)，對(duì)于350MW超臨界CFB機(jī)組，一次全廠失電事故的修理費(fèi)用及電量損失費(fèi)用在1000萬(wàn)元以上。

目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的超臨界CFB機(jī)組主要為350MW等級(jí)，而該等級(jí)機(jī)組一般采用不帶外置床換熱器的布置形式，因此在電廠緊急失電條件下，鍋爐水冷壁將取代外置床成為最有可能發(fā)生超溫爆管的部件。

為了應(yīng)對(duì)緊急失電可能導(dǎo)致的上述安全事故，部分投運(yùn)的超臨界CFB機(jī)組配備了緊急補(bǔ)給水系統(tǒng)，以保護(hù)鍋爐的水冷壁和錐形閥。該系統(tǒng)的造價(jià)不菲，一般都在2000萬(wàn)元以上。除去龐大的初期投資之外，在電廠正常生產(chǎn)過(guò)程中，還需要對(duì)該系統(tǒng)定期進(jìn)行檢測(cè)，以保證事故時(shí)其投運(yùn)的可靠性和快速性，運(yùn)行維護(hù)成本亦很高。而與此相對(duì)的是，電廠發(fā)生緊急失電事故的概率很低，故在其整個(gè)使用壽命內(nèi)，配備的緊急補(bǔ)給水系統(tǒng)也難有機(jī)會(huì)派上用場(chǎng)。

正是在這樣的背景下，需要著眼于緊急失電事故條件下?tīng)t內(nèi)物理過(guò)程的特點(diǎn)，結(jié)合電廠實(shí)際操作運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，減少壓力控制閥(Pressure Control Valve，PCV)和安全閥的起跳次數(shù)，從而減少電廠高品質(zhì)的蒸汽損失量的同時(shí)，延長(zhǎng)了閥門(mén)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)鍋爐系統(tǒng)緊急失電事故的小排量泄放保護(hù)方法，尤其用來(lái)保證電廠失電事故條件下超臨界CFB鍋爐水冷壁的安全性，以補(bǔ)充或取代原有的緊急補(bǔ)給水系統(tǒng)并減少PCV閥和安全閥的動(dòng)作次數(shù)，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種鍋爐系統(tǒng)，包括鍋爐主蒸汽管、設(shè)置在鍋爐主蒸汽管的壓力表、設(shè)置在鍋爐主蒸汽管的PCV閥和安全閥，和設(shè)置在鍋爐水冷壁出口的工質(zhì)溫度測(cè)量裝置，以及與壓力表、PCV閥、安全閥和工質(zhì)溫度測(cè)量裝置之間設(shè)有I/O控制連接的DCS系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐系統(tǒng)還包括小排量泄放閥，所述小排量泄放閥設(shè)置在主蒸汽管上，所述小排量泄放閥與所述DCS系統(tǒng)之間設(shè)置有I/O控制連接。

上述技術(shù)方案中，所述DCS系統(tǒng)設(shè)有小排量泄放閥和主蒸汽壓力以及小排量泄放閥和水冷壁出口的工質(zhì)溫度之間的連鎖保護(hù)控制邏輯，且所述連鎖保護(hù)控制邏輯分別設(shè)定有起跳壓力值和工質(zhì)溫度上限值。

上述技術(shù)方案中，所述小排量泄放閥設(shè)置兩組以上，且兩組以上的小排量泄放閥的總額定排量小于所述PCV閥的總排量，為鍋爐蒸發(fā)量的1％～6％。

上述技術(shù)方案中，所述兩組以上小排量泄放閥并列布置。