[發明專利]鍋爐發電設備及其控制方法

在審

• 申請號: 202010711338.3
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112303608A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 當房誠;堂本和宏;小原和貴;槌谷勇太;古川雄一朗
• 申請（專利權）人: 三菱動力株式會社
• 主分類號: F22B33/18
• 分類號: F22B33/18;F22B35/00;F22B37/26;F22D1/32;F01D15/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 趙晶;李范烈

一種鍋爐發電設備及其控制方法，提供一種無論BCP的運用如何都能夠抑制熱損失并降低最低發電量的鍋爐發電設備。具備：鍋爐主體(3)；蒸發器(43)，設置于鍋爐主體(3)；過熱器(41)，設置于鍋爐主體(3)；汽水分離器(46)，設置在蒸發器(43)與過熱器(41)之間，并對熱水和蒸汽進行分離；蒸汽渦輪(51、52、53)，利用由過熱器(41)生成的過熱蒸汽而被驅動；發電機(54)，利用蒸汽渦輪(51、52、53)而被驅動；凝汽器(63)，使從蒸汽渦輪(51、52、53)排出的蒸汽液化；熱水返回路徑(75)，將由汽水分離器(46)分離的熱水向凝汽器(63)供給；及蓄熱器(80)，設置于熱水返回路徑(75)并從熱水得到熱量而進行蓄熱。

技術領域

本公開涉及鍋爐發電設備及其控制方法。

背景技術

燒煤鍋爐等大型的鍋爐具有呈中空形狀并沿鉛垂方向設置的爐膛，在該爐膛壁上沿爐膛的周向配置有多個燃燒器。而且，燒煤鍋爐將煙道與爐膛的鉛垂方向上方連結，在該煙道配置有用于生成蒸汽的熱交換器。并且，燃燒器通過向爐膛內噴射燃料與空氣(氧化性氣體)的混合氣體而形成火焰，生成燃燒氣體而向煙道流動。在燃燒氣體流動的區域設置熱交換器，對于在構成熱交換器的傳熱管內流動的水、蒸汽進行加熱而生成過熱蒸汽。

在鍋爐發電設備中，將如上所述在鍋爐中生成的過熱蒸汽向蒸汽渦輪供給而驅動蒸汽渦輪旋轉，利用與蒸汽渦輪連接的發電機進行發電。

近年來的鍋爐發電設備由于蒸汽渦輪入口蒸汽的高壓化而蒸發管中的飽和水與飽和蒸汽的密度差減小(具體而言，在臨界壓力225.56kg/cm²(Abs)處密度差消失)，因此難以得到由密度差產生的循環力(自然循環)。另一方面，在使用變壓直流鍋爐作為鍋爐的情況下，為了使利用爐膛內的燃燒所產生的輻射熱向蒸發管內的熱流體穩定地移動而需要將熱流體的流速保持為恒定，因此有時設置BCP(Boiler Circulating Pump：鍋爐循環泵)(參照專利文獻1)。為了得到飽和水與飽和蒸汽的二層流的可靠的循環，特別是在鍋爐起動時的濕態運轉狀態下利用BCP。在此，濕態運轉是指由于在鍋爐的蒸發管出口處成為飽和水與飽和蒸汽的二相流而水位存在于在鍋爐的爐膛壁出口設置的汽水分離器內的狀態。

BCP通過設置在汽水分離器與節煤器入口之間而改善濕態運轉狀態下的受熱側流體(飽和水與飽和蒸汽的二相流)的循環。由此，在鍋爐起動時的濕態運轉狀態下由汽水分離器分離的熱水中的向凝汽器返回的量成為最小限度而抑制綜合性的熱損失。

另一方面，以BCP的設置花費的初期成本及鍋爐起動時(濕態運轉狀態)的限定性的運用為理由，也存在不設置BCP的鍋爐。在未設置BCP的鍋爐中，在鍋爐負荷(鍋爐的產生蒸汽量相對于額定蒸汽量的比例)為約30％負荷以下的低負荷時的濕態運轉過程中，由汽水分離器分離的熱水向凝汽器返回，因此向系統外放出熱量。這樣的話本來能夠有助于發電的熱量(相當于額定蒸汽量熱量的約10％)成為損失而使設備效率下降。因此，將鍋爐最低負荷設為約30％負荷來避免濕態運轉(參照專利文獻2)。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平6-300209號公報

【專利文獻2】日本特開平10-160106號公報

【發明要解決的課題】

如果為了避免濕態運轉而將鍋爐最低負荷設為約30％負荷，則規定時刻的鍋爐發電設備的單元發電量(發電MW負荷)根據鍋爐負荷而大致唯一地決定，因此單元最低發電量也不得不成為30％MW。因此，難以解決作為鍋爐發電設備的運用性提高的課題之一的最低發電量的降低。

發明內容

本公開鑒于這樣的情況而作出，其目的在于提供一種無論BCP的運用如何都能夠降低最低發電量的鍋爐發電設備及其控制方法。

【用于解決課題的方案】