一种末级再热器温度调节的装置及其运行方法与流程

本发明属于燃煤锅炉受热面温度调节技术领域，涉及一种末级再热器温度调节的装置及其运行方法。

背景技术：

近年来，电力行业发展迅速，超临界及超超临界火电机组已成为我国现役主力机组。随着电站锅炉向高参数、大容量的方向发展，炉内燃烧不均衡所导致的汽温偏差及受热面超温问题日益严重，已成为影响机组安全稳定运行的主要问题之一。同时，由于用电结构的变化，民用电量不断增加，电网峰谷差日趋增大，火电机组在带基本负荷的同时将参与更多的调峰任务，频繁的升降负荷给汽温的调节带来不利影响。

锅炉受热面区域烟气流速与烟温分布不均匀会导致屏式过热器、高温过热器、末级再热器等受热面吸热不均，汽温过高会加快换热器金属材料蠕变，使过热器、再热器管壁产生额外热应力，缩短了设备使用寿命，长期运行会引起受热面超温甚至爆管；汽温过低会造成汽轮机末级蒸汽湿度增大，汽轮机叶片侵蚀加剧，严重时发生水击现象,此外，汽温下降影响汽轮机发电效率，机组发电煤耗上升。为控制管壁温度在合理范围，通常需降低主汽温度及再热汽温运行，同时，当锅炉两侧烟温偏差较大时，无法合理控制减温水量，导致机组整体运行经济性下降。

汽温调节的方法主要分为蒸汽侧调节和烟气侧调节两大类，对于末级再热器汽温的调节方式，通常以烟气侧调调节为主，常见方法有烟气再循环，分隔烟道挡板及改变火焰中心位置，同时还会设置有再热器事故喷水减温器以用于紧急事故工况、快速变负荷工况或其它非稳定工况。上述调节方法在目前机组运行过程中均存在不同程度的问题：如采用分隔烟道挡板法汽温调节时滞性过大，挡板开度与气温非线性关系，挡板只在一定开度范围内有良好的调节效果；改变火焰中心的调节方法灵敏度高、时滞性小，但精度不高，种种不利因素给机组快速变负荷过程中的末级再热汽温的调节造成困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种末级再热器温度调节的装置及其运行方法，该装置及其运行方法能够有效缓解锅炉长期高负荷运行状态下末级再热器受热面沾污结渣现象，提高机组运行安全可靠性。

为达到上述目的，本发明所述的末级再热器温度调节的装置包括控制器、旋转电机、主动轮、从动轮、液压缸、液压缸活塞杆、遮烟挡板以及用于提供电能的电源箱，其中，遮烟挡板位于锅炉水平烟道内高温过热器与末级再热器之间，旋转电机的输出轴与主动轮相连接，主动轮与从动轮相配合，从动轮与遮烟挡板的上端相连接，液压缸活塞杆的一端与液压缸相配合，液压缸活塞杆的另一端插入于锅炉水平烟道内后与遮烟挡板相连接，控制器与活塞缸的控制端及旋转电机的控制端相连接。

旋转电机的输出轴通过第一连杆与主动轮相连接。

从动轮通过第二连杆与遮烟挡板的上端相连接。

遮烟挡板上以及液压缸活塞杆与锅炉水平烟道的连接位置处均包裹有保温材料层。

主动轮与从动轮之间通过螺纹相配合。

液压缸活塞杆的端部设置有耳座，耳座与遮烟挡板的上端相连接。

旋转电机通过电源箱固定于锅炉水平烟道的外壁上。

本发明所述末级再热器温度调节的装置的运行方法包括以下步骤：

当末级再热器结渣严重时，控制器控制液压缸工作，液压缸驱动液压缸活塞杆伸出，液压缸活塞杆带动遮烟挡板下落至末级再热器的前迎风侧，通过遮烟挡板遮挡高温烟气，减少末级再热器与高温烟气的对流换热，阻挡烟气中的飞灰颗粒及熔融态碱金属附着在末级再热器的受热面管壁处，减轻末级再热器受热面的沾污结渣；

当末级再热器两侧汽温偏差大于预设值时，则控制器控制液压缸工作，液压缸驱动液压缸活塞杆伸出，液压缸活塞杆带动遮烟挡板下落至末级再热器的前迎风侧，然后控制旋转电机工作，旋转电机带动主动轮旋转，主动轮带动从动轮旋转，从动轮带动遮烟挡板在水平烟道内旋转，改变遮烟挡板与烟气来流方向的夹角，以调节末级再热器与高温烟气的对流换热量，继而调节末级再热器的出口温度，减小末级再热器事故减温水的喷水量，提高锅炉经济性。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的末级再热器温度调节的装置及其运行方法在具体操作时，当末级再热器结渣严重时，液压缸推动液压缸活塞杆伸出，将遮烟挡板下落至末级再热器的前迎风侧，通过遮烟挡板遮挡高温烟气，减少末级再热器与高温烟气的对流换热，阻挡烟气中的飞灰颗粒及熔融态碱金属附着在末级再热器的受热面管壁处，减轻末级再热器受热面的沾污结渣，有效缓解锅炉长期高负荷运行状态下末级再热器受热面沾污结渣现象。另外，当末级再热器两侧汽温偏差过大时，通过旋转电机带动遮烟挡板在水平烟道内旋转，改变遮烟挡板与烟气来流方向的夹角，以调节末级再热器与高温烟气的对流换热量，继而调节末级再热器的出口温度，减小末级再热器事故减温水的喷水量，提高锅炉经济性，同时减小炉膛两侧烟温偏差及流场不均，避免末级再热器局部金属过热超温导致的爆管频发现象，提高机组运行安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的设置位置图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的运行示意图。

其中，1为省煤器、2为炉膛水冷壁、3为低温过热器、4为屏式过热器、5为高温过热器、6为低温再热器、7为末级再热器、81为电源箱、82为旋转电机、83为主动轮、84为从动轮、85为液压缸、86为液压缸活塞杆、87为耳座、88为遮烟挡板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，图1中a为本发明，本发明所述的末级再热器温度调节的装置包括控制器、旋转电机82、主动轮83、从动轮84、液压缸85、液压缸活塞杆86、遮烟挡板88以及用于提供电能的电源箱81，其中，遮烟挡板88位于锅炉水平烟道内高温过热器5与末级再热器7之间，旋转电机82的输出轴与主动轮83相连接，主动轮83与从动轮84相配合，从动轮84与遮烟挡板88的上端相连接，液压缸活塞杆86的一端与液压缸85相配合，液压缸活塞杆86的另一端插入于锅炉水平烟道内后与遮烟挡板88相连接，控制器与活塞缸85的控制端及旋转电机82的控制端相连接。

旋转电机82的输出轴通过第一连杆与主动轮83相连接；从动轮84通过第二连杆与遮烟挡板88的上端相连接；遮烟挡板88上以及液压缸活塞杆86与锅炉水平烟道的连接位置处均包裹有保温材料层；主动轮83与从动轮84之间通过螺纹相配合；液压缸活塞杆86的端部设置有耳座87，耳座87与遮烟挡板88的上端相连接；旋转电机82通过电源箱81固定于锅炉水平烟道的外壁上。

本发明所述末级再热器温度调节的装置的运行方法包括以下步骤：

燃料燃烧后所产生的高温烟气首先将热量传递给炉膛水冷壁2和屏式过热器4，随后由水平烟道依次经过高温过热器5与末级再热器7后进入竖井烟道，竖井烟道中隔墙将烟道分为前、后两个平行烟道，前烟道内布置低温再热器6，后烟道内布置低温过热器3和省煤器1，本发明中的遮烟挡板8位于水平烟道内高温过热器5与末级再热器7之间；

锅炉正常运行过程中，末级再热器7管壁无超温现象，末级再热器7出口蒸汽温度偏差在设计范围内，末级再热器7的受热面无严重沾污结渣状态下，末级再热器温度调节的装置无需投入使用；

当锅炉长期高负荷运行时，由于炉内平均热负荷大与预设热负荷值，当末级再热器7结渣严重时，则控制液压缸85工作，液压缸85驱动液压缸活塞杆86伸出，液压缸活塞杆86带动遮烟挡板88下落至末级再热器7的前迎风侧，通过遮烟挡板88遮挡高温烟气，减少末级再热器7与高温烟气的对流换热，阻挡烟气中的飞灰颗粒及熔融态碱金属附着在末级再热器7的受热面管壁处，减轻末级再热器7受热面的沾污结渣；当末级再热器7管壁超温时，通过遮烟挡板88的开度，以缓解管壁超温现象；

当锅炉处于变负荷或深度调峰运行时，炉膛内火焰充满度不高，由于热负荷分布不均两侧末级再热器7易产生热偏差、热应力不均衡等问题，长期热偏差容易使受热面管壁拉裂，严重时造成局部金属过热超温，甚至爆管。当末级再热器7两侧汽温偏差过大时，则控制液压缸85工作，液压缸85驱动液压缸活塞杆86伸出，液压缸活塞杆86带动遮烟挡板88下落至末级再热器7的前迎风侧，然后控制旋转电机82工作，旋转电机82带动主动轮83旋转，主动轮83带动从动轮84旋转，从动轮84通过带动遮烟挡板88在水平烟道内旋转，改变遮烟挡板88与烟气来流方向的夹角，以调节末级再热器7与高温烟气的对流换热量，继而调节末级再热器7的出口温度，减小末级再热器7事故减温水的喷水量，提高锅炉经济性。

经实践，本发明可以有效的保持受热面清洁，同时可减小受热面对流换热量，保证受热面安全，提高锅炉安全稳定运行时间，提高机组效率。

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