與暖風(fēng)器系統(tǒng)耦合使用的熱一次風(fēng)余熱利用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤發(fā)電機組領(lǐng)域。特別涉及一種與暖風(fēng)器系統(tǒng)耦合使用的熱一次風(fēng)余熱利用裝置，它是利用熱一次風(fēng)余熱作為汽輪機回熱系統(tǒng)熱源及空氣預(yù)熱器暖風(fēng)器熱源的余熱利用裝置，所述裝置安裝于燃煤機組熱力系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]由于原煤煙煤及貧煤儲采比、原煤價格、低氮燃燒器改造、穩(wěn)燃性、飛灰含碳量等一系列的因素，目前燃煤電站鍋爐很多燃用貧煤的鍋爐都紛紛將燃料改為煙煤。導(dǎo)致目前燃燒煙煤機組比例大幅提高。
[0003]為避免制粉系統(tǒng)發(fā)生自燃及爆炸等危及設(shè)備安全事故的發(fā)生，制粉系統(tǒng)所需干燥劑溫度往往低于熱一次風(fēng)溫度，常規(guī)的方法是在磨煤機入口摻入冷一次風(fēng)進行風(fēng)溫的調(diào)整。造成通過空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)量減少，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度上升，鍋爐效率下降。在SCR普遍投入運行現(xiàn)狀下，空氣預(yù)熱器積灰、腐蝕現(xiàn)象日益嚴重，由于氨逃逸及氨氣與硫酸蒸汽反應(yīng)生成硫酸氫銨，硫酸氫銨在一定的溫度下在空預(yù)器冷表面結(jié)露，造成銨鹽型結(jié)露。另一方面，煙氣流經(jīng)SCR催化劑后，S03含量上升30%以上，造成硫酸型低溫腐蝕加劇。
[0004]SCR的普遍使用后，空氣預(yù)熱器低溫腐蝕及堵灰現(xiàn)象較以前更為嚴重，許多南方電廠不得已重新投入暖風(fēng)器運行，一些北方電廠甚至在夏季暖風(fēng)器依然投用。
[0005]中國專利CN101709876A公開了一種鍋爐煙氣深度冷卻余熱回收系統(tǒng)，包括深冷冷卻器、暖風(fēng)器及其組成的獨立水循環(huán)系統(tǒng)。中國專利CN101709879A公開了一種火電廠煙氣綜合優(yōu)化排煙余熱深度回收系統(tǒng)。上述兩方案利用煙氣冷卻器回收煙氣余熱，裝置安裝于尾部煙氣中，存在腐蝕、積灰、磨損等缺陷。
[0006]中國專利CN102252339A公開了一種降低電站鍋爐排煙溫度的系統(tǒng)。采用熱一次風(fēng)加熱冷二次風(fēng)，設(shè)置煙道旁路抽出一部分煙氣加熱低壓給水，保證二次風(fēng)溫的前提下，降低排煙溫度。此方案由于減低了排煙溫度，進而減低了空氣預(yù)熱器冷端壁溫，加重了低溫腐蝕現(xiàn)象。另一方面，通過水量進行傳熱功率的調(diào)整，調(diào)節(jié)性能及響應(yīng)速度均較差，達不到及時對磨煤機入口風(fēng)溫進行調(diào)整的目的，影響制粉系統(tǒng)出力。
[0007]中國專利CN103438686A公開了一次風(fēng)冷卻器回熱系統(tǒng)及控制方法；在熱一此風(fēng)管道上加裝冷卻器，通過低加系統(tǒng)給水冷卻熱一次風(fēng)冷卻器。通過調(diào)節(jié)冷卻水流量滿足磨煤機入口干燥劑溫度需求。次方案只考慮了熱能回收問題，未考慮與暖風(fēng)器耦合使用問題。此外調(diào)節(jié)方法性能及響應(yīng)速度均較差，達不到及時調(diào)整磨煤機入口風(fēng)溫的效果，影響制粉系統(tǒng)出力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種與暖風(fēng)器系統(tǒng)耦合使用的熱一次風(fēng)余熱利用裝置，該裝置可以避免向制粉系統(tǒng)摻入冷風(fēng)，吸收熱一次風(fēng)余熱夏季回到回熱系統(tǒng)，提高機組循環(huán)效率；冬季作暖風(fēng)器熱源，提高空預(yù)器進風(fēng)溫度，減少暖風(fēng)器輔汽用汽量，提高機組效率。在不升高排煙溫度的前提下，提高空預(yù)器冷端壁溫，減少低溫腐蝕及積灰現(xiàn)象的發(fā)生。
[0009]同時，本發(fā)明還提供適用于冬夏兩套系統(tǒng)的運行控制方法。
[0010]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一次風(fēng)冷卻器系統(tǒng)，所述熱一次風(fēng)冷卻器及其調(diào)節(jié)風(fēng)門安裝于鍋爐空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)道內(nèi)，并在熱一次風(fēng)冷卻器所在的主路風(fēng)道出、入口并聯(lián)設(shè)置旁路風(fēng)道，旁路風(fēng)道內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門，通過調(diào)節(jié)旁路、主路風(fēng)道內(nèi)調(diào)節(jié)門進行傳熱功率的調(diào)整。余熱回收系統(tǒng)包含兩套系統(tǒng)，分別對應(yīng)于夏季和冬季工作模式。兩套系統(tǒng)并聯(lián)于熱一次風(fēng)冷卻器進回水母管。
[0011]按夏季模式系統(tǒng)運行時，冷卻器冷卻介質(zhì)選用回熱系統(tǒng)凝結(jié)水，通過熱一次風(fēng)冷卻器加熱后的凝結(jié)水回到除氧器入口，排擠低加系統(tǒng)抽汽，增加汽輪機作功，提高機組效率。春、秋季節(jié)運行同夏季。
[0012]進一步的，夏季系統(tǒng)包括雙調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)置旁路、主路風(fēng)道調(diào)節(jié)風(fēng)門及冷卻水回水管道流量調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)系統(tǒng)一為熱功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)旁路、主路風(fēng)道內(nèi)調(diào)節(jié)門進行傳熱功率的調(diào)整，調(diào)節(jié)系統(tǒng)二為冷卻水回水溫度調(diào)整系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)冷卻水回水管道流量調(diào)節(jié)閥進行回水溫度的調(diào)整。
[0013]按冬季模式系統(tǒng)運行時，冷卻介質(zhì)為品質(zhì)合格的凝結(jié)水或者除鹽水，在送風(fēng)機或者一次風(fēng)機出口風(fēng)道安裝熱水暖風(fēng)器及相關(guān)的管路系統(tǒng)、循環(huán)泵等。冷卻介質(zhì)在冷卻器及熱水暖風(fēng)器之間循環(huán)換熱，起到暖風(fēng)器的效果。
[0014]進一步的，冬季系統(tǒng)熱功率調(diào)整包括主、輔調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)置旁路風(fēng)道調(diào)節(jié)門及變頻循環(huán)泵。主調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)旁路、主路風(fēng)道內(nèi)調(diào)節(jié)門進行傳熱功率的調(diào)整，輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速進行流量和循環(huán)水溫的調(diào)節(jié)，進而輔助調(diào)節(jié)傳熱功率。
[0015]進一步的，所述熱一次風(fēng)冷卻器及熱水暖風(fēng)器為保證避免積灰及增強傳熱的目的，設(shè)計為特殊形式翅片式換熱器。
[0016]進一步的，所述冬季閉式循環(huán)系統(tǒng)包括穩(wěn)壓系統(tǒng)，即通過低價系統(tǒng)適當位置引出恒壓水旁路與泵入口導(dǎo)通，起到穩(wěn)定泵入口壓力的作用。
[0017]一次風(fēng)溫調(diào)節(jié)具體調(diào)節(jié)過程如下:
(1)首先調(diào)節(jié)熱一次風(fēng)閥門和冷一次風(fēng)閥門，使得磨煤機入口風(fēng)溫滿足干燥出力的需求；
(2)全開旁路風(fēng)門擋板，全關(guān)熱一次風(fēng)冷卻器風(fēng)道內(nèi)擋板，系統(tǒng)進行冷態(tài)上水，夏季運行時適當開啟回水調(diào)節(jié)門保證系統(tǒng)過水；冬季運行時開啟循環(huán)水泵，水泵低轉(zhuǎn)數(shù)運行，保證系統(tǒng)過水。
[0018](3)緩慢關(guān)閉旁路風(fēng)擋板，同時緩慢開啟熱一次風(fēng)冷卻器風(fēng)道擋板，系統(tǒng)開始通入熱風(fēng)運行，此時調(diào)整回水調(diào)節(jié)門(夏季)或者泵轉(zhuǎn)數(shù)(冬季)進水回水溫度的調(diào)整，夏季要求回水溫度為除氧器進水溫度；冬季要求回水溫度為設(shè)計回水溫度。
[0019](4)隨著熱一次風(fēng)冷卻器的投入，磨煤機入口風(fēng)溫開始下降，此時關(guān)閉緩慢冷風(fēng)門，調(diào)節(jié)旁路風(fēng)擋板直至冷風(fēng)門全關(guān)，磨煤機入口溫度在所需范圍內(nèi)。
[0020]本發(fā)明通過在熱一次風(fēng)風(fēng)道內(nèi)安裝熱一次風(fēng)冷卻器，避免制粉系統(tǒng)摻入冷風(fēng)運行。夏季熱一次風(fēng)余熱回到低加回熱系統(tǒng)，擠抽汽增加汽輪機作功，流經(jīng)空氣預(yù)熱器風(fēng)量增加，降低排煙溫度，提高機組循環(huán)效率。與傳統(tǒng)的煙氣冷卻器相比，由于換熱器安裝于熱風(fēng)側(cè)，避免了換熱器安裝于煙氣側(cè)帶來的積灰、磨損、腐蝕等一些列問題，同時由于傳熱溫差遠大于煙氣冷卻器，單位傳熱功率投入遠低于煙氣冷卻其且回收余熱品質(zhì)高于煙氣冷卻器。冬季余熱作為暖風(fēng)器熱源，可部分替代蒸汽暖風(fēng)器輔汽用量，減少原暖風(fēng)器輔汽抽汽，與傳統(tǒng)暖風(fēng)器相比，在不提高鍋爐排煙溫度情況大幅提高了空氣預(yù)熱器冷端壁溫，減輕空預(yù)器腐蝕及積灰現(xiàn)象，提高機組效率。
[0021]本發(fā)明提供的方案可適用于制粉系統(tǒng)摻入冷風(fēng)運行的燃煤機組。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖(本圖為熱水暖風(fēng)器加裝與冷一次風(fēng)道，電廠可根據(jù)實際需要加裝二次風(fēng)道或者二分倉空預(yù)器加裝于總風(fēng)道內(nèi))。
[0023]圖中，I熱一次風(fēng)道，2、3調(diào)節(jié)風(fēng)門，4熱一次風(fēng)冷卻器，5熱水暖風(fēng)機，6、7、9、10隔絕門，8循環(huán)泵，11回水調(diào)節(jié)門，12恒壓小旁路門，13空氣預(yù)熱器，14煙道，15 二次風(fēng)道，16一次風(fēng)道，17凝結(jié)水泵，18除氧器，19低加換熱器，20磨煤機入口，21旁路風(fēng)道，22回水母管，23進水母管。
【具體實施方式】
[0024]附圖為本發(fā)明的一種具體實施例。
[0025]參見圖1，本發(fā)明實例提供的一種與暖風(fēng)器系統(tǒng)耦合使用的熱一次風(fēng)余熱利用裝置安裝于燃煤發(fā)電機組熱力系統(tǒng)中，主設(shè)備主要由一次風(fēng)冷卻器本體4、調(diào)節(jié)風(fēng)門2，3等構(gòu)成；在夏、冬兩種工作模式下的水管路并聯(lián)于一次風(fēng)冷卻器4本體。熱一次風(fēng)冷卻器連接進水母管23和回水母管22。其中，熱一次風(fēng)冷卻器4及其調(diào)節(jié)風(fēng)門3安裝在鍋爐空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)道主路風(fēng)道內(nèi)(根據(jù)現(xiàn)場具體情況也可以安裝于旁路內(nèi)，熱一次風(fēng)冷卻器本體入口及旁路風(fēng)道內(nèi)安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門)，旁路風(fēng)道內(nèi)安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門2，主路風(fēng)道與旁路風(fēng)道并聯(lián)，通過調(diào)節(jié)旁路風(fēng)道及主路風(fēng)道內(nèi)調(diào)節(jié)門進行傳熱功率的調(diào)整。
[0026]夏季工作水系統(tǒng)與低壓加熱器并聯(lián)，包括回水調(diào)節(jié)門