一種加熱熱一次風的外置式蒸汽冷卻器系統的製作方法
2023-09-19 04:00:30 2
本發明屬於電站鍋爐及汽輪機
技術領域：
，具體涉及一種加熱熱一次風的外置式蒸汽冷卻器系統。
背景技術：
：隨著新能源產業的不斷發展，新能源在社會總能源消費中所佔的比重越來越重，傳統燃煤發電機組需要承擔的調峰任務也越來越重。而制約火電機組深度調峰的關鍵問題為鍋爐的穩燃問題。提高一次風溫可以有效的提升低負荷狀態下鍋爐的穩燃特性，同時可以改善鍋爐的燃燒狀態，有利於提高鍋爐效率。對三段抽汽進行梯級利用，可以有效提高系統整體的效率，降低發電能耗。現有技術中汽輪機側三段抽汽(中壓缸第一級抽汽)冷卻存在以下缺陷和不足：(1)直接用三段抽汽加熱給水，存在過熱度較高，傳熱溫差較大，損失較大等問題；(2)對於高水分的煤質，磨煤機出口溫度往往低於60℃，在實際運行中，為了提高磨煤機出口風溫，往往使得磨煤機的風量遠大於設計值，造成一系統危害，如一次風機電流偏大，一次風壓偏高，一次風著火距離遠，減溫水量大等問題。綜上所述，發展一種既可以提升一次風溫，又可以實現三段抽汽梯級利用的系統，對於降低燃煤發電機組整體能耗水平，實現機組深度調峰具有重要意義。技術實現要素：本發明的目的是針對現有汽輪機側三段抽汽冷卻系統中存在的不足，提供了一種加熱熱一次風的外置式蒸汽冷卻器系統，該系統既有利於改善機組低負荷工況下的穩燃條件，又具有顯著的節能量。為達到上述目的，本發明採用如下的技術方案來實現：一種加熱熱一次風的外置式蒸汽冷卻器系統，包括主汽輪機三段抽汽管道、熱一次風出口道、外置式蒸汽冷卻器、旁路管道系統、旁路流量調節閥、熱一次風進口道、外置式蒸汽冷卻器排氣管道、高壓加熱器和空預器；其中，主汽輪機三段抽汽管道與外置式蒸汽冷卻器進口相連，外置式蒸汽冷卻器出口與外置式蒸汽冷卻器排氣管道一端相連，外置式蒸汽冷卻器排氣管道另一端連接至高壓加熱器進口，旁路管道系統的一端與外置式蒸汽冷卻器進口相連，旁路管道系統的另一端與外置式蒸汽冷卻器出口相連，旁路管道系統設置有旁路流量調節閥，熱一次風進口道一端與空預器相連，熱一次風進口道另一端經外置式蒸汽冷卻器與熱一次風出口道相連。本發明進一步的改進在於，還包括汽輪機中壓缸和中壓缸進氣管道，中壓缸進氣管道與汽輪機中壓缸進氣口相連，汽輪機中壓缸出氣口連接至主汽輪機三段抽汽管道入口。本發明進一步的改進在於，還包括高壓加熱進水管道和高壓加熱器出水管道，高壓加熱進水管道和高壓加熱器出水管道分別連接至高壓加熱器。本發明進一步的改進在於，還包括高壓加熱器疏水管道，其連接至高壓加熱器。與現有技術相比，本發明具有以下優點：本發明利用鍋爐側空預器出口熱一次風對汽輪機三段抽汽管道中蒸汽進行冷卻，同時對空預器中熱一次風進行加熱，同時通過調節進入所述外置式蒸汽冷卻器中的蒸汽流量，改變空預器中熱一次風溫升，進一步可實現能量梯級利用。本發明增設了一套外置式蒸汽冷卻器系統，可以實現三段抽汽的梯級利用，有利於減少系統整體的損失。以熱一次風在外置式蒸汽冷卻器中被加熱，鍋爐入口的熱一次風溫提升，有利於鍋爐穩燃，著火穩定，提高鍋爐抗負壓波動能力。本發明外置式蒸汽冷卻器設置有旁路調節系統，外置式蒸汽冷卻器入口汽量可調節，既而使得一次風溫升可調節，可以減少在燃燒部分煤種時，在高負荷狀態下，所摻冷風風量，在避免爆燃問題的同時，有利於提高鍋爐效率。進一步，本發明熱蒸汽通過中壓缸進氣管道進入汽機中壓缸推動葉片做功，做功後的蒸汽再與空預器進行熱交換，抬升空預器熱一次風出口風道溫度，合理利用中壓缸做功後蒸汽能量，隨後與空預器熱交換後的蒸汽再進一步與高壓加熱器進行熱交換，並通過高壓加熱器疏水管道排出，增大高壓加熱器進、出水管道介質溫差，利於熱能梯級合理利用。進一步，通過高壓加熱進水管道和高壓加熱器出水管道用來補充說明本發明梯級利用的第二級利用如何實現。進一步，通過高壓加熱器疏水管道描述了三段抽汽在外置式蒸汽冷卻器使用之後的最終去向，是體現本發明所描述的梯級利用結構的一部分。目前火電機組存在混合式加熱器和疏水自流式加熱器兩種形式。如果沒有高壓加熱器疏水管道這個部件，可能會將高壓加熱器理解為混合式加熱器。增加高壓加熱器疏水管道這一部件的描述，是為了細化關於高壓加熱器的描述，進一步說明本發明所涉及的高壓加熱器為疏水自流式加熱器。綜上所述，本發明有利於降低著火熱，縮短著火距離，降低火焰中心，降低爐膛出口煙溫及排煙溫度，有利於使得煤粉著火提前，避免由於一次風著火太遲導致的屏過掛焦，再熱汽溫高，減溫水量大，有利於改善鍋爐的燃盡條件，降低飛灰含碳量，既而提高鍋爐效率。附圖說明：圖1為本發明系統示意圖。圖中：1-主汽輪機三段抽汽管道；2-熱一次風出口風道；3-外置式蒸汽冷卻器；4-外旁路管道系統；5-旁路流量調節閥；6-熱一次風進口風道；7-外置式蒸汽冷卻器排汽管道；8-高壓加熱；9-空預器；10-中壓缸；11-中壓缸進氣管道；12-高壓加熱進水管道；13-高壓加熱器出水管道；14-高壓加熱器疏水管道。具體實施方式：下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。如圖1所示，本發明提供的一種加熱熱一次風的外置式蒸汽冷卻器系統，包括主汽輪機三段抽汽管道1、熱一次風出口道2、外置式蒸汽冷卻器3、旁路管道系統4、旁路流量調節閥5、熱一次風進口道6、外置式蒸汽冷卻器排氣管道7、高壓加熱器8和空預器9；其中，主汽輪機三段抽汽管道1與外置式蒸汽冷卻器3進口相連，外置式蒸汽冷卻器3出口與外置式蒸汽冷卻器排氣管道7一端相連，外置式蒸汽冷卻器排氣管道7另一端連接至高壓加熱器8進口，旁路管道系統4的一端與外置式蒸汽冷卻器3進口相連，旁路管道系統4的另一端與外置式蒸汽冷卻器3出口相連，旁路管道系統4設置有旁路流量調節閥5，熱一次風進口道6一端與空預器9相連，熱一次風進口道6另一端經外置式蒸汽冷卻器3與熱一次風出口道2相連。本實施例中，本發明提供的一種加熱熱一次風的外置式蒸汽冷卻器系統，還包括汽輪機中壓缸10、中壓缸進氣管道11、高壓加熱進水管道12、高壓加熱器出水管道13和高壓加熱器疏水管道14，中壓缸進氣管道11與汽輪機中壓缸10進氣口相連，汽輪機中壓缸10出氣口連接至主汽輪機三段抽汽管道1入口，高壓加熱進水管道12、高壓加熱器出水管道13和高壓加熱器疏水管道14分別連接至高壓加熱器8。本實施例中，利用鍋爐側空預器9出口熱一次風對汽輪機三段抽汽管道1中蒸汽進行冷卻，同時對空預器9中熱一次風進行加熱。本實施例中，調節進入外置式蒸汽冷卻器3中的蒸汽流量，改變空預器9中熱一次風溫升。本發明在應用時，三段抽汽在外置式蒸汽冷卻器3中冷卻，同時空預器9出口的熱一次風在外置式蒸汽冷卻器3中被加熱。通過調整旁路管道系統上的流量調節閥5，控制熱一次風在外置式蒸汽冷卻器中的整體溫升，以避免因溫升過高而引起的爆燃問題。應用案例分析以一臺330mw亞臨界機組為例進行分析，相關邊界參數下表。項目名稱單位tha75％tha50％tha三段抽汽壓力mpa1.781.340.92三段抽汽溫度℃434.7435.9415.8三段抽汽焓kj/kg3327.43336.13299.2空預器出口煙溫℃313295272排汽溫度℃333315292排汽焓kj/kg3105.53076.13037.2三段抽汽流量t/h27.0818.0110.97總加熱熱量mj/h601146812876一次風量t/h417300230空氣定壓比熱kj/(kg·℃)1.0041.0041.004熱一次風溫升℃14.415.512.5爐效提高百分點0.50.50.5汽機側熱耗增加kj/(kw·h)11.9912.3710.86發電煤耗降低g/(kw·h)1.151.171.28由上表可以看出：採用該發明，汽輪發電機組發電煤耗可以降低1.15～1.28g/(kw·h)。而目前常用的加熱給水或疏水型外置式蒸汽冷卻器其發電煤耗降低約為0.2～0.5g/(kw·h)。該發明節能量是一般外置式蒸汽冷卻器節能量的2～3倍。該發明可以顯著提高一次風溫12.5～15.5℃，對於增強鍋爐低負荷穩燃，減少掛焦，提高抗負壓能力等運行可靠性提高方面具有顯著作用。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。當前第1頁12