專利名稱：一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鍋爐的硫腐蝕是指煙氣中的水蒸氣和硫燃燒后生成的三氧化硫結(jié)合成的硫酸對鍋爐的腐蝕。最常見的硫腐蝕是發(fā)生在鍋爐尾部受熱面上的低溫硫腐蝕。在受熱面的壁面溫度低于煙氣的露點(diǎn)時(shí)，煙氣中的水蒸氣和硫燃燒后生成的三氧化硫結(jié)合成的硫酸會(huì)凝結(jié)在受熱面壁面上，嚴(yán)重地腐蝕受熱面金屬材料。低溫硫腐蝕常發(fā)生在空氣預(yù)熱器的冷端及給水溫度低的省煤器中，因?yàn)槭軣崦婀軆?nèi)的冷空氣或給水溫度低，當(dāng)煙氣溫度較低時(shí)，根據(jù)傳熱的溫度梯度計(jì)算結(jié)果，受熱面的壁面溫度易低于煙氣露點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生腐蝕。為此，鍋爐系統(tǒng)的換熱面計(jì)算及設(shè)置，多按照鍋爐尾部排煙溫度高于露點(diǎn)溫度之上30-40°C設(shè)計(jì)，留有一定安全裕量，以應(yīng)對鍋爐燃燒工況不穩(wěn)定的時(shí)候排煙溫度的低幅波動(dòng)。這樣做雖然不用擔(dān)心低溫硫腐蝕問題，但也浪費(fèi)了煙氣的有效熱量，降低了鍋爐的熱效率，經(jīng)濟(jì)性降低。循環(huán)鍋爐蒸發(fā)面中的工質(zhì)為從汽包下降管下來的飽和水，在蒸發(fā)面中受熱變?yōu)槠畠上嗔骱笸ㄟ^上升管再返回汽包，在汽包中汽水分離為飽和蒸汽和飽和水，飽和水又從下降管進(jìn)入蒸發(fā)面中完成下一個(gè)循環(huán)，而飽和蒸汽通過管道引出汽包。在上述整個(gè)過程中，水的狀態(tài)基本維持在飽和水、汽水兩相流、飽和汽三種狀態(tài)，當(dāng)汽包壓力不變時(shí)，三種狀態(tài)對應(yīng)的工質(zhì)溫度是相同的，即對應(yīng)該壓力下的蒸汽飽和溫度。如果通過改變汽包產(chǎn)飽和蒸汽的消耗量，來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，且保證該溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度，則受熱面管束中的飽和水或汽水兩相流的壁面溫度也不會(huì)低于煙氣露點(diǎn)，受熱面壁面不會(huì)產(chǎn)生低溫硫腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥對蒸汽流量的微調(diào)，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)受熱面壁面溫度略高于煙氣露點(diǎn)溫度，既避免了露點(diǎn)腐蝕保證了設(shè)備的安全，又最大程度的利用煙氣熱量，提高了鍋爐的熱效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐、汽包和蒸汽機(jī)，在鍋爐尾部設(shè)置其內(nèi)工質(zhì)溫度不變的蒸發(fā)面，蒸發(fā)面通過下降管、上升管與汽包相連通，汽包通過產(chǎn)汽管與蒸汽機(jī)相連通，通過汽包內(nèi)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，使得受熱面壁面溫度高于煙氣的露點(diǎn)溫度。進(jìn)一步，所述蒸汽機(jī)為補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)。進(jìn)一步，所述產(chǎn)汽管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)閥對所述汽包產(chǎn)飽和蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制所述汽包的壓力。
進(jìn)一步，所述鍋爐內(nèi)設(shè)置有煙氣溫度測量元件，該煙氣溫度測量元件與所述調(diào)節(jié)閥相關(guān)聯(lián)控制，聯(lián)動(dòng)控制所述產(chǎn)汽管上的開度來控制所述汽包的壓力。本發(fā)明既避免了低溫?zé)煔獾穆饵c(diǎn)腐蝕，保證了鍋爐設(shè)備的安全，又最大程度的利用煙氣熱量，提高了鍋爐的熱效率，增加了蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。如圖1所示，本發(fā)明一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐1，蒸發(fā)面2，汽包3，下降管4，上升管5，補(bǔ)水管6，產(chǎn)汽管7，補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)8，發(fā)電機(jī)9，調(diào)節(jié)閥10。通過在煙氣含硫的鍋爐尾部新增蒸發(fā)面2，根據(jù)蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)溫度(即汽包壓力相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度)不變的特點(diǎn)，結(jié)合補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)，由汽包產(chǎn)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，最終使得受熱面壁面溫度永遠(yuǎn)略高于煙氣的露點(diǎn)溫度。排煙溫度可控的鍋爐可與補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，提高鍋爐熱效率的同時(shí)增加蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)閥對汽包產(chǎn)飽和蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制汽包壓力。補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)的補(bǔ)汽流量可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，不影響蒸汽機(jī)的正常運(yùn)行。通過在鍋爐I的尾部新增蒸發(fā)面2，蒸發(fā)面2中的工質(zhì)溫度與汽包3的汽包壓力相對應(yīng)。蒸發(fā)面2通過下降管4和上升管5與汽包3相連，飽和水從汽包3中通過下降管4流入蒸發(fā)面2，并在其中受熱變?yōu)槠畠上嗔鳎笸ㄟ^上升管5返回汽包3，汽水兩相流在汽包3中汽水分離為飽和蒸汽和飽和水，飽和水又從下降管4中進(jìn)入蒸發(fā)面2完場下一個(gè)上述循環(huán)過程，飽和蒸汽通過產(chǎn)汽管7引出汽包3，通過調(diào)節(jié)閥10后進(jìn)入補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)8的補(bǔ)汽口。補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)8帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)輸出電能。通過設(shè)置在鍋爐尾部的煙氣溫度測量元件11檢測煙氣溫度。煙氣按照箭頭12的方向進(jìn)入鍋爐1，假設(shè)煙氣露點(diǎn)溫度為120°C，則需控制煙氣的排煙溫度不能低于120°C。如果初始煙氣溫度為140°C，汽包3產(chǎn)汽量為2t/h，汽包3壓力為O. 14MPa，對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為110°C，則煙氣溫度在蒸發(fā)面2的冷卻作用下降低到125°C，能滿足排煙溫度高于120°C的要求。如果由于鍋爐工況的變動(dòng)造成了煙氣溫度降低到130°C，由于蒸發(fā)面2配置好之后換熱面積是不變的，如果不進(jìn)行任何調(diào)整，進(jìn)蒸發(fā)面2的煙溫降低必然會(huì)使出蒸發(fā)面2的溫度降低，有可能降低到120°C以下。因此，當(dāng)煙氣溫度測量元件11檢測到了這個(gè)情況，則反饋到調(diào)節(jié)閥10，并減小調(diào)節(jié)閥10的開度，使得汽包3的產(chǎn)汽量從2t/h減少到lt/h，汽包3壓力增加到O. 20MPa，對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為120°C，減少了蒸發(fā)面2的吸熱量，使得煙氣降溫幅度減小，繼續(xù)維持排煙溫度高于120°C的要求。如果在上述基礎(chǔ)上，由于鍋爐工況的變動(dòng)造成煙氣溫度繼續(xù)降低到120°C，則煙氣溫度測量元件11檢測到了這個(gè)情況，則反饋到調(diào)節(jié)閥10，并減小調(diào)節(jié)閥10的開度直至關(guān)閉，使得汽包3的產(chǎn)汽量從lt/h減少到Ot/h，汽包3壓力維持在O. 20MPa不變，對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為120°C，由于蒸發(fā)面2內(nèi)外工質(zhì)溫度與煙氣溫度相同，不會(huì)產(chǎn)生熱傳遞，則煙氣就不會(huì)降溫，可繼續(xù)維持排煙溫度高于120°C的要求。如果在上述基礎(chǔ)上，由于鍋爐工況的變動(dòng)造成煙氣溫度繼續(xù)降低到110°C，則對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為120°C，由于蒸發(fā)面2中的工質(zhì)溫度還要高于煙氣溫度，還會(huì)反向加熱煙氣，使得排煙溫度從110°C升高，但這個(gè)過程時(shí)間不能過長，因?yàn)檎舭l(fā)面2及汽包3中的工質(zhì)的熱容是固定的。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括鍋爐、汽包和蒸汽機(jī)，在鍋爐尾部設(shè)置其內(nèi)工質(zhì)溫度不變的蒸發(fā)面，蒸發(fā)面通過下降管、上升管與汽包相連通，汽包通過產(chǎn)汽管與蒸汽機(jī)相連通，通過汽包內(nèi)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，使得受熱面壁面溫度高于煙氣的露點(diǎn)溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽機(jī)為補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述產(chǎn)汽管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
4.如權(quán)利要求3所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥對所述汽包產(chǎn)飽和蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制所述汽包的壓力。
5.如權(quán)利要求4所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)設(shè)置有煙氣溫度測量元件，該煙氣溫度測量元件與所述調(diào)節(jié)閥相關(guān)聯(lián)控制，聯(lián)動(dòng)控制所述產(chǎn)汽管上的開度來控制所述汽包的壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐、汽包和蒸汽機(jī)，在鍋爐尾部設(shè)置其內(nèi)工質(zhì)溫度不變的蒸發(fā)面，蒸發(fā)面通過下降管、上升管與汽包相連通，汽包通過產(chǎn)汽管與蒸汽機(jī)相連通，通過汽包內(nèi)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，使得受熱面壁面溫度高于煙氣的露點(diǎn)溫度。本發(fā)明既避免了低溫?zé)煔獾穆饵c(diǎn)腐蝕，保證了鍋爐設(shè)備的安全，又最大程度的利用煙氣熱量，提高了鍋爐的熱效率，增加了蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
文檔編號F01K11/02GK103061832SQ20131000562
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者程珩 申請人:北京世紀(jì)源博科技股份有限公司