一種具有燃煤鍋爐的火力發電機組的運行方法以及一種火力發電機組的製作方法

2023-05-30 06:48:16 1

專利名稱：一種具有燃煤鍋爐的火力發電機組的運行方法以及一種火力發電機組的製作方法
一種具有燃煤鍋爐的火力發電機組的運行方法以及一種火力發電初ia本發明涉及一種具有燃煤鍋爐的火力發電機組的運行方法以及一種火力發 電她。 背景狀她均已為Ai斤知。例如在KarlStrauB所著的"石化、再生能源以及核能的發 電^L^"一書中(Springer出;(!^土， 1994年出版)就介紹了此類方法以&匕類火 力發電才碰。JJiil章的第4.3.2.2章節"粉 ^^置"詳細介紹了此類火力發電才;iM絲爐的工作原理。4娥此書介紹，至少可以在一臺磨^bi中糊爐中燃^^斤需的'^^成、mH"進^^烘乾。具體做法是在空氣預熱器中使PilA的新鮮空氣與^A在鍋爐中燃;^斤產生的熱廢氣或煙氣進行熱交換，將預熱後的 空^J來烘乾磨^^幾中的M,並且^W^在鍋爐燃燒室中進行燃燒。通常將作為烘乾與載體介質送往磨膝^的部分預熱空氣流稱作初級空氣 流，將送 ^^燒室的部賴熱空氣;;^#作次級空氣流。由於結構和工藝技 術方面的原因，^U^M定溫度極限範圍內的熱空U者初級熱空^m^磨^^/L，因jth^空氣預熱器後端，即沿著初級空氣流的流動方向X! ^在空氣預熱器的下遊設計有冷空 新鮮空^^置對高溫初級空氣流的溫度進^^ 節。沿著新鮮空氣的流動方向觀察，在空氣預熱器上遊從新鮮空氣流中獲得冷 空氣，或者分出一股冷空氣，使其繞過空氣預熱器(即旁路)後i^高溫初級 空氣駄中。由於^f吏調節溫;^斤需的初級冷空氣^Jfc過空氣預熱器，因jtb^引柳氣 M氣與空氣的比例變差，從而導致空氣預熱器以及鍋爐4&顯端(也3^1鍋爐排氣口，空氣預熱器下遊)廢氣溫度的優化受到一些限制。 發明內容因此，本發明的任務f脈於提出一種可狄上述故存、的具有燃鵬爐的火力發電才Aiai^訪法。本發明提出的這一方法尤其可以改善空氣預熱器上的煙 U廢氣與空氣的比例，從而在鍋爐的銜顯端獲得儘可能低的廢氣溫度。本發明的另"HS壬務在於，,一種用於實現該方法的火力發電;N且。上述任務可以通ii^U'J要求l所述特徵的方法以^Sj^U'j要求7所述特徵的 火力發電j^il^以解決。本發明的有益設計型式均^M^U'J^求中闡明。本發明所述的解決方案，可提^-種具有燃煤鍋爐的火力發電機組的運行 方法以及用於實現該方法的具有燃煤鍋爐的火力發電機組，它具有下列優點-在空氣預熱器上維持可布顯差的前提下，通過斷,氣或廢氣溫度的方 式錄高鍋爐效率，因此可^有^k^，用鍋爐。-提高鍋爐效率，減少排^J，j大氣中的C02。^^發明所述的一種有益設計型式中，利用一個繞過空^空氣熱交換器的 旁辦路，使得至少"^^t熱後的初級空氣;緣過空^空氣熱交換器，並且 利用一個調節裝^t受熱初級空氣流的旁路流量進行調節。通過這一M可以 改變高溫初級空氣流的溫度，以滿足幹^i殳備中所需溫度的要求。在本發明所述的有益設i拽式中，通過一個廢^空氣熱交換器旁路管路， 將M^空氣熱交換器上遊(朝向初級空氣的流動方向觀察)獲取的部分初級 空氣流在空^空氣熱交換器下遊(朝向受熱次級空氣的流動方向觀察)混入受 熱後的初級空氣流，並JU'J用調節裝置對這部分初級空氣^i^f預節。利用這 種，刺&顯初級空氣流^A受熱初級空氣流中的方法，可以對受熱初級空氣流的所需溫度範圍進#^整，以便能夠按照用戶要求的工藝^IMut行磨^^ 或幹赦備。^M^發明所述的有益設計型式中，利用從火力發電廠蒸汽迴路或者夕I^P蒸 汽源所獲取的蒸汽或熱水進行熱交換的方式，對空^空氣熱交換器下遊的次級空氣流(朝向其流動方向觀察)以;sj或者廢^空氣熱交換器上遊與廢i空氣 熱交換器旁路管路下遊的初級空氣流(朝向其流動方向，膝)進^i一頻熱。 例如可通itit一4t^廢氣-空氣熱交換H^顯端將廢氣-空氣熱交換器的加熱 板升高到一定的溫度，使得廢^空氣熱交換器的加熱板不^t到煙^MU^氣的B點腐蝕的;^。在本發明所述的另一個有益設if^l式中，並聯布置有兩個廢^空氣熱交換器，在第一熱交換器中通體過調節的第一廢氣支^ft初級空氣-^i行加熱， 在第二熱交換器中通體過調節的第二廢氣支^W次級空氣^iiO熱。這種 布置型式可以在獨立的廢氣-空氣熱交換器中分別對初級和次級空氣流進行加 熱。這樣就能夠才緣兩股空氣流的熱交換需要，以簡單的方式設計這兩個廢^ 空氣熱交換器的錄。在本發明所述的另一個有益設計型式中，兩個廢$空氣 熱交換器可以具有不同的熱傳遞性能、結構尺寸和結構型式。


以下將才娘附圖^i兌明，對本發明的設計示例進4辨細解釋。其中附圖1所示為火力發電廠鍋爐低溫端上的新鮮空氣、煙^Ml^^徑示意圖，附圖2與附圖l一樣，不it^一種^f戈型式。 M實施方式附圖1所示為圖中並未詳細繪出的火力發電廠1的燃煤鍋爐2示意圖，其 中尤其示出了鍋爐2^^顯端的煙^lil^U^聖。所謂鍋爐2的4&顯端，是指在 鍋爐2內部的^Miil點，廢氣流21lt^jH^:從鍋爐2中流出，而通常要在圖中並未顯示的^ft;ff^置中將廢氣流;ff^後，才會排入大氣。M稱上就可看出，e^鍋爐2^^顯端Ji^氣流21中pAA了大部絲量，以下將對jtbii行 詳細解釋。當經過幹iB殳備3粉碎後的歉良26在鍋爐2的燃燒室20中燃燒時，所產 生的廢氣21將在鍋爐2中將其大部員^WJ工作介質之中，工作介質在火力發電廠i中循環，並且形成7jc蒸';鎖環，利用蒸^^才;i^發電才;i^其中所含的能量用來發電。接著使部分^H卩後的廢氣流21經it^^空氣熱交換器7，在 該廢^空氣熱交換器中將廢氣流21中的另^絲量以熱交換形iC^^，J初 鄉次級空氣流23、 24之中。利用4^XRU幾4通過排氣管10從鍋爐2的燃燒 室20中抽出廢氣流21。通過新鮮空^A4幾5以及新鮮空氣管路ll iHA^^A26所需的空U 新鮮空氣22。沿*鮮空氣流22的流動方向觀廢，氣流22在新鮮空^1R4幾5 的下遊,i^^^刀^次級空氣流23、 24，且出於工藝技術上的原因(尤其是幹 J^殳備3)，通過一個單獨的初級空^A機6使得初級空氣流23的壓力高於次級空氣流24的壓力。初級空氣;脈次級空氣流23、 24均被引驢$空氣熱交 換器7，並JL^其中利用高溫廢氣流21通過熱交換將其加熱。廢^空氣熱交換 器7可以絲種已M式的空氣預熱器，尤其是迴轉式空氣預熱器。通it^級空氣管路13將次級空氣流24illA^^空氣熱交換器7以，燒 器19, > 燒器出"與^26>"^^燒室20中進行燃燒。通過初級空 氣管路12將初級空氣流23 iiiAjAr空氣熱交換器7以及幹^i殳備3。在幹磨 設備3中將受熱後的初級空氣23用來烘乾,，並且將其作為磨^^幾3中的研 磨的膝盼26的載體介質。通it^管路18，藉助高溫初級空氣流23將膝盼26 illAM燒器19，且高溫初級空氣流23和高溫次級空氣流24—樣，均用來〗姊 炭26進行燃燒。才Mt本發明所述，在廢^空氣熱交換器7中加熱後的初級空氣流23的一 部分熱*^皮#^#^顯次級空氣流24之中。利用初鄉次級空氣流23、 24所 ^it的空^空氣熱交換器8 ^L^1—過程，該熱交換器沿著次級空氣流24方 向觀M置於廢^r空氣熱交換器7的上遊)。iM)這種措拖，就可在廢^空氣 熱交換器7中繼續加熱次級空氣流24之前，首先通過高溫初級空氣流23對低 溫次級空氣流24進4預熱。利用在廢$空氣熱交換器7中加熱後的初級空氣 流23的"^5絲量，對^i顯次級空氣流24進4預熱，相應ilkA^^r空氣熱交 換器7的高溫廢氣流21中排出更多熱量。M氣流21中排出更多熱* 尤意味 著最終進一步斷氐高溫廢氣流21的溫度，從而提高鍋爐效率。因為^^發明所述的解決方案中，通it^^空氣熱交換器7^L4^M^顯 初級空氣23,因jtb^t大了通狄$空氣熱交換器7艇的總氣量(初鄉次級 空氣23、 24),與5 ^H^條件下的絮^置相比，可以改4viAr空氣比例；徊艮 據*^^製成的裝置中，在廢^空氣熱交換器7的上遊(朝向初級空氣流23 方向》膝)分出"^^f&顯初級空氣流23，然後將，為調溫介質，沿著加熱 後的初級空氣流23方向觀察，在幹^i殳備3的上遊與加熱後的初級空氣流23 混合。換句話說，廢$空氣比例就是#^熱量的廢氣流與吸收該熱量的空氣流 的數量之比。因jt時於專業y^士而言，廢^空氣比例就a示廢氣熱含量回收 率的一項指標減特性^L^卜還可產生提高效率的正面的副效應，即通過熱交^r式使高溫初級空氣流23將熱J^t^^顯次級空氣流24，對高溫初級空氣流23進4t^溫或冷卻，然後將經過娜錄者^P後的初級空氣流23提供針JB殳備3。出於才械 以及工藝方面的原因，幹^i殳備3僅可或WL^H捐一定的初級空氣溫度運行， 因jt沐必要進^f彌溫。如果無法通過空^空氣熱交換器8中的熱交^H吏初級空 氣流23達到所需的溫度，則可以在廢^空氣熱交換器7的上遊從初級空氣管 路12中獲取銜顯初級空氣23，然後在幹^i殳備3的上遊，通過旁錄路14將 其與過熱初級空氣流23混合。可以通過調節裝置16 (通常是調節閥)來調節低 溫初級空氣流23.1的混^*。扭向幹J^殳備3的路^JD葉高溫初級空氣流23 進行調溫的另一種方法為利用旁M路15使一部分高溫初級空氣流23繞過 空^空氣熱交換器8 (也f^i^路)，使#^將高溫初級空氣流23的~"^分熱 *#^^顯次級空氣流24。可以通過調節裝置17 (通常是調節閥)，對旁路 管路15所輸送的高溫初級空氣流23的流量進行調節。為了對〗&顯次級空氣流24繼續預熱，沿著次級空氣流24的流動方向觀廢， 可以在廢^空氣熱交換器7上遊以及空^空氣熱交換器8下遊布置一個蒸汽或 熱7jC空氣預熱器9。在該預熱器或熱交換器9中通過蒸汽或熱7JC對次級空氣流 24進4預熱，M火力發電^i且的7JC蒸^^環迴路或者夕(^蒸汽來源獲:^蒸汽 或熱水。還可以對4&顯初級空氣流23進行預熱。為此沿著初級空氣流23流動方向 ，膝，可在廢^空氣熱交換器7的上遊布置一個蒸汽或熱7jC空氣預熱器9.1。 在該預熱器或熱交換器9.1中通錄汽或熱7樹初級空氣流23進4預熱，M 火力發電她1的7jC蒸汽迴路或者夕f^p來源獲^^汽或熱水。附圖2所示為本發明所述火力發電才;iia 1的另一種類型。圖中所示的新鮮空氣、初#次級空氣流22、 23、 24的流^^^A其管路U、 12、 13以及旁 錄路14、 25均和附圖l中相應空氣aA其管路的^4聖一樣，絲不變。區別 在於不再利用高溫廢氣流21在一個廢^空氣熱交換器7中，而是在兩個廢 ^空氣熱交換器7、 25中通過熱交^T^初^次級空氣流23、 24 *或 單獨進行加熱。為了實iEit—目的，在廢^空氣熱交換器7、 25的上遊將廢氣 流21分成兩戱氣支流21.1、 21.2，並且使^""to氣支流21.1、 21.2通狄 ^r空氣熱交換器7、 25。為了對兩MAX流21.1、 21.2在其廢氣管路10.1、 10.2中的流量進e^節，可以在廢氣管路10.1、 10.2中^^1一頓節裝置27.1、 27.2 (通常為調節閥)，且^(f，節裝置27.1、 27.2沿著廢氣支流21.1、 21.2其控制口1的壓力與排量的關係如圖1所示。 如圖2所示為本發明實施例1: 其中上拉負載時主油路此工況下，電磁換向閥9工作於右位。高壓油經電磁換向閥9、單向節流閥二6、平衡閥2、液控變量馬達、單向節流閥一3、電磁換向閥9回到油箱。先導油路壓差控制比例節流閥7與固定阻尼器8 —起構成一個液壓半橋，控制液控變 量馬達的控制口 l壓力。單向節流閥二6的入口壓力作用於壓差控制比例節流 閥7的閥芯右側控制腔面積，同時，單向節流閥二6的出口壓力^2作用於壓差 控制比例節流閥(7)的闊芯左側控制腔面積。單向節流閥二 6的進出口壓差 A;^pl-;;2使壓差控制比例節流閥7的閥芯向左運動，壓差控制比例節流閥7的 閥芯左側安裝復位彈簧，該彈簧的預緊力使閥芯向右運動。平衡狀態下，彈簧 的預緊力與單向節流閥二 6的進出口壓差所形成的等效推力大小相等、方向相反。平衡閥2先導控制壓力來自液控變量馬達的A路，此工況下，平衡閥2不起 作用，壓力油通過平衡閥內部單向閥直接進入液控變量馬達的B路。控制原理絞盤巻徑增大一負載扭矩增加一液控變量馬達B路壓力增大一單 向節流閥二 6出口壓力加大一單向節流閥二 6的進出口壓差減少一壓差控制 比例節流閥7的閥口通流面積減少一液控變量馬達的控制口 1壓力減少一液控 變量馬達的排量增大一液控變量馬達B路壓力減少一單向節流閥二 6出口壓力 減少一單向節流閥二6的進出口壓差增大。由上述控制過程中油路中有關變量的變化趨勢可以看出，該控制系統構成一21 廢氣絲煙氣流21.1 廢氣支流21.2 廢氣支流22 新鮮空氣流23 初級空氣流 23.1 部分初級空氣流24 次級空氣流25 廢^空氣熱交換器26 絲驗27.1 調節裝置27.2 調節裝置
權利要求
1.一種具有燃煤鍋爐(2)的火力發電機組(1)的運行方法，在至少一個廢氣-空氣熱交換器(7，25)中通過與在鍋爐(2)中燃燒煤(26)產生的高溫廢氣(21)的熱交換對至少兩股部分空氣流(23，24)進行加熱；在幹磨設備(3)中利用加熱後的空氣的作為初級空氣流(23)送入的第一股部分空氣流將煤烘乾，並且將加熱後的空氣的第二股部分空氣流作為次級空氣流(24)送入鍋爐使煤(26)燃燒；並且在一個空氣-空氣熱交換器(8)中次級空氣流(24)沿其流動方向觀察在廢氣-空氣熱交換器(7，25)上遊通過與加熱後的初級空氣流(23)的熱交換進行預熱。
2. 才娥^N要求1所述的方法，^#絲於，利用一個繞過空^空氣熱 交換器(8)的旁路管路(15)，使一^分加熱後的初級空氣流(23)繞過空氣 -空氣熱交換器(8),並JL^用一賴節裝置(17)對加熱後的初級空氣流(23) 的旁路流量進^^l節。
3. 才^f;M'澳求1所述的方法，*#4^於，通過一個廢^空氣熱交換 器旁路管路(14)，將沿著初級空氣的流動方向XRLS^^空氣熱交換器(7， 25)上遊獲取的初級空氣部分氣流(23.1)與加熱後的初級空氣流(23)沿著初 級空氣流的流動方向XRL^在空^r空氣熱交換器(8)的下遊;^，並且利用調 節裝置(16)對初級空氣部分氣流(23.1)進^^1節。
4. 才^^5U'J要求1所述的方法，^#絲於，利用從火力發電廠(1)7jC 蒸汽迴路或者夕卜部蒸汽來源獲取的蒸汽或熱水，沿著次級空氣流的流動方向觀 察，在空^空氣熱交換器(8)的下遊以驢^空氣熱交換器(7， 25)的上遊 通過熱交M次級空氣流(24)繼續i^fffi熱。
5. 才娥W'漆求1所述的方法，*#絲於，利用從火力發電廠(1) 7jC 蒸汽迴路或者夕l^5蒸汽來源獲取的蒸汽或熱7jC，沿著初級空氣流的流動方向觀 察，在廢^空氣熱交換器(7， 25)的上遊以歧^空氣熱交換器旁路管路(14) 的支路下遊通過熱交^t初級空氣流(23)進#^熱。
6. 才N^3U'J要求1所述的方法，其特徵在於，在配置兩個相互並聯的廢氣 -空氣熱交換器(7， 25)的情況下，其中在第一熱交換器(7)中通it^過調節的第一廢氣支流(21.2)對次級空氣(24)進4沐熱，在第二熱交換器(25)中 通it^過調節的第二廢氣支流(21.1)對初級空氣(23)進O熱。
7. 火力發電初i且，包括 一個燃麟爐(2);至少一個廢^r空氣熱交換器(7， 25)，糊爐(2)中產生的廢氣(21) 以及空氣iH^該熱交換器；且將廢^空氣熱交換器(7， 25)設計財初級空 氣流(23)和次級空氣流(24)行進O熱的，既可通處少一個廢^空氣 熱交換器(7， 25)對初級空氣流(23)以及次級空氣流(24)進4ffi熱，也可 在至少^-個廢^空氣熱交換器(7， 25)中對初級空氣流(23)和次級空氣 流(24) ^f進鄉熱；沿著次級空氣流(24)的流動方向觀M置於廢^r空氣熱交換器(7， 25) 上遊的空^空氣熱交換器(8)， 一方面將加熱後的初級空氣流(23)以及另 外一方面將次級空氣流(24) iliA該空^空氣熱交換器(8);以M少一個沿著初級空氣流(23)的流動方向觀J^置於空^空氣熱交 換器(8)下遊的幹J"i更備(3),將加熱後的初級空氣流(23)送入該幹^i殳 備中。
8. 才N^U'虔求7所述的火力發電機組，其特徵在於，初級空氣管路(12) 具有一個繞過空^空氣熱交換器(8)的旁路管路(15)，且旁路管路(15) 西沐一頓節M (17)。
9. 才M^U'J要求7所述的火力發電才ME， ^#絲於，沿著次級空氣流(23) 的流動方向觀蕃在廢^空氣熱交換器(7， 25)的上遊從初級空氣管路(12) 上分出一個旁路管路(14)，沿著初級空氣流(23)的流動方向，膽，該旁路 管路在空^空氣熱交換器(8)的下銜匚入初級空氣管路(12)之中，且旁路 管路(14) S沐一頓節裝置(16)。
10. ^^M'J要求7所述的火力發電機組，其特徵在於，沿著次級空氣流 (24)的流動方向觀察，在廢^空氣熱交換器(7, 25)的上遊以及空^空氣熱交換器(8)的下遊布置有一個蒸ail熱7jc空氣熱交換器(9)。
11. 才Mt^'J^求7所述的火力發電才Ai且，^#;^於，沿著初級空氣流(23)的流動方向，膝，在廢^空氣熱交換器(7, 25)的上遊以驢^空氣 熱交換器旁路管職14 )的支路下遊布置有一個蒸汽或熱7jC空氣熱交換器(9.1 )。
12. 才^t^U'J要求7所述的火力發電機組，其特徵在於，在配置兩個相互 並聯的廢^空氣熱交換器(7， 25)的情況下，其中可在第一熱交換器(7)中 通體過調節的第一廢氣支流(21.2 )對次級空氣(24)進O熱，在第二熱交 換器(25)中通tt過調節的第二廢氣支流(21.1)對初級空氣(23)進4沐熱。
13. 才M^U'決求12所述的火力發電才;ii且，^#*於，兩個廢^空氣 熱交換器(7， 25)具有不同的傳熱能力以及/或者不同的結構尺寸。
14. 才M^U'J要求12所述的火力發電機組，其特徵在於，兩個廢^空氣 熱交換器(7, 25)具有不同的結構型式。
全文摘要
一種燃煤鍋爐(2)火力發電機組(1)的運行方法，至少在一個廢氣-空氣熱交換器(7，25)中利用煤(26)在鍋爐(2)中燃燒產生的高溫廢氣(21)，通過熱交換方式對至少兩股部分空氣流(23，24)進行加熱，在幹磨設備(3)中利用加熱後的空氣的作為初級空氣流(23)送入的第一股部分空氣流將煤烘乾，並且將加熱後的空氣的第二股部分空氣流作為次級空氣流(24)送入鍋爐使煤(26)燃燒，並且在一個空氣-空氣熱交換器(8)中次級空氣流(24)沿其流動方向觀察在廢氣-空氣熱交換器(7，25)上遊通過與加熱後的初級空氣流(23)的熱交換進行預熱；以及用於實現該方法的火力發電機組。
文檔編號F23K1/00GK101230985SQ200710306269
公開日2008年7月30日 申請日期2007年12月19日 優先權日2006年12月19日
發明者U·克羅格曼 申請人:阿爾斯通技術有限公司