一种超高压一次再热发电系统的制作方法

本发明属于热力发电技术领域，更具体地，涉及一种超高压一次再热发电系统。

背景技术：

目前，50mw以下级别的小型燃煤电站普遍采用高温高压的机组，对50mw以下级别的小型燃煤电站锅炉采用超高压一次再热方式，由于锅炉单位燃料的烟气量远远小于生物质电站与煤气电站，对于炉膛后的尾部烟道内的过热器和再热器布置以及热平衡带来巨大的困难，进而导致不能稳定控制再热器的出口蒸汽温度。因此，现有技术中亟需一种使50mw以下级别燃煤锅炉增加再热器后，再热器出口蒸汽温度可控的技术方案。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种能够将高温超高压参数以及一次再热方式应用于50mw以下级别的小型燃煤电站的超高压一次再热发电系统。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种超高压一次再热发电系统，包括汽轮机和燃烧锅炉，所述汽轮机连接有发电机，所述汽轮机包括汽轮机高压缸和汽轮机低压缸，所述燃烧锅炉内设置有蒸发水冷壁、摆动燃烧器、壁式再热器、高温过热器、低温过热器、再热器、省煤器、空气预热器，所述空气预热器与一次风机和二次风机相连接，所述燃烧锅炉的烟道出口依次连接有预除尘器、脱硫塔、主除尘器、引风机和烟囱；

所述汽轮机高压缸的蒸汽进口与所述高温过热器的蒸汽出口连接，所述汽轮机高压缸的蒸汽出口与所述再热器和高压加热器的蒸汽进口连接，所述再热器的蒸汽出口与所述汽轮机低压缸的蒸汽进口连接；

所述汽轮机低压缸的蒸汽出口与冷凝设备、低压加热器和热力除氧器的蒸汽进口连接，所述冷凝设备与凝结水泵、轴封冷却器、低压加热器、热力除氧器、锅炉给水泵、高压加热器和省煤器依次连接；

所述轴封冷却器上设置有用于收集汽轮机轴封漏汽的轴封冷却器进汽管，所述轴封冷却器的轴封冷却水出口还与所述冷凝设备的轴封冷却水进口相连接，所述热力除氧器的疏水进口与所述高压加热器的疏水出口相连接，所述热力除氧器还连接有用于补充除盐补偿水的除盐补偿水进水管。

所述摆动燃烧器上设置有角度可调的喷嘴和用于调节所述喷嘴的角度的执行器。

所述执行器为伺服电机。

所述冷凝设备采用空冷岛或水冷凝汽器。

所述燃烧锅炉的底部设置有渣仓。

所述燃烧锅炉是循环流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉或链条炉当中的一种。

所述燃烧锅炉以煤、垃圾、生物质或固体废弃物中的一种或几种为燃料。

所述燃烧锅炉为应用于50mw汽轮发电机组以下规模级别的小型燃烧锅炉。

本发明与现有技术相比的有益效果是：采用摆动燃烧器进行再热器出口温度调节，喷水减温用于微调汽温及事故工况；创造性地在炉膛内设置壁式再热器，使再热器在炉膛内和尾部烟道内分开布置，从而进行热量的再平衡，达到再热器出口温度稳定的要求；将超高压高温一次再热系统应用于50mw以下级的燃煤电站，极大地提高了电站的效率和经济效益。

附图说明

图1是本发明的热力系统示意图。

图2是摆动燃烧器的俯视图。

图3是图1中汽轮机、高压加热器、热力除氧器和低压加热器部分的局部放大图。

图4是图1中锅炉部分的局部放大图。

附图标记：1-燃烧锅炉，2-发电机，3-省煤器，4-空气预热器，5-低压加热器，6-热力除氧器，7-锅炉给水泵，8-高压加热器，9-汽轮机高压缸，10-汽轮机低压缸，11-一次风机，12-二次风机，13-引风机，14-主除尘器，15-脱硫塔，16-预除尘器，17-轴封冷却器，18-烟囱，19-轴封冷却器进汽管，20-除盐补偿水进水管，21-高温过热器，22-低温过热器，23-再热器，24-冷凝设备，25-凝结水泵，26-渣仓，27-低加水泵，28-摆动燃烧器，29-壁式再热器，30-蒸发水冷壁，31-喷嘴，32-执行器。

具体实施方式

下面根据具体实施方式对本发明做进一步阐述。

如图1-4所示的超高压一次再热发电系统，包括汽轮机和燃烧锅炉1，燃烧锅炉1可采用煤粉炉、循环流化床锅炉、炉排炉等各种形式燃烧形式锅炉，在本实施例中，燃烧锅炉1采用煤粉炉，汽轮机连接有发电机2，汽轮机包括汽轮机高压缸9和汽轮机低压缸10，燃烧锅炉1内设置有蒸发水冷壁30、摆动燃烧器28、壁式再热器29、高温过热器21、低温过热器22、再热器23、省煤器3、空气预热器4，空气预热器4与一次风机11和二次风机12相连接，燃烧锅炉1的底部烟道依次连接有主除尘器14、引风机13和烟囱18；

汽轮机高压缸9的蒸汽进口与高温过热器21的蒸汽出口连接，汽轮机高压缸9的蒸汽出口与再热器23和高压加热器8的蒸汽进口连接，再热器23的蒸汽出口与汽轮机低压缸10的蒸汽进口连接；

汽轮机低压缸10的蒸汽出口与冷凝设备24、低压加热器5和热力除氧器6的蒸汽进口连接，冷凝设备24与凝结水泵25、轴封冷却器17、低压加热器5、热力除氧器6、锅炉给水泵7、高压加热器8和省煤器3依次连接；

轴封冷却器17上设置有用于收集汽轮机轴封漏汽的轴封冷却器进汽管19，轴封冷却器17的轴封冷却水出口还与冷凝设备24的轴封冷却水进口相连接，热力除氧器6的疏水进口与高压加热器8的疏水出口相连接，热力除氧器6还连接有用于补充除盐补偿水的除盐补偿水进水管20。

如图2所示，摆动燃烧器28上设置有角度可调的喷嘴31和用于调节喷嘴31的角度的执行器32。执行器32为伺服电机，电机驱动喷嘴31调整喷射角度。燃烧锅炉1内部，采用摆动燃烧器28进行再热器23出口温度调节，喷水减温用于微调汽温及事故工况。炉膛采用切向布置的摆动燃烧器28，在热态运行中一次风、二次风均可上下摆动。喷嘴的摆动由能反馈电信号的执行机构来实现，执行机构有足够的力矩，能使燃烧器摆动灵活，四角同步，摆动燃烧器28上设有摆动角度指示标志。

采用摆动燃烧器28的燃烧锅炉1炉膛的长宽以及炉膛容积热负荷和截面热负荷都进行了精确地核算，从而对燃烧器的层数以及每层的间距进行布置。

燃烧锅炉1在炉膛内不仅布置有蒸发水冷壁30，同时创造性地在炉膛内部布置了壁式再热器29，使再热器在炉膛内和尾部烟道内分开布置，从而进行热量的再平衡，达到再热器出口温度稳定的要求。

冷凝设备24采用空冷岛或水冷凝汽器，本实施例中，采用冷凝设备24空冷岛。

燃烧锅炉1的底部设置有渣仓26。

燃烧锅炉1循环流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉或链条炉当中的一种，本实施例中采用循环流化床锅炉。

燃烧锅炉1以煤、垃圾、生物质或固体废弃物中的一种或几种为燃料，本实施例中为燃煤锅炉。在本发明的其他实施例中，也可以采用以上几种燃料混合作为燃料。

燃烧锅炉1为应用于50mw汽轮发电机组以下规模级别的小型燃烧锅炉。

该系统的工作过程如下：

燃烧锅炉1中燃料燃烧产生高温烟气和炉渣，炉渣落入燃烧锅炉1底部，落入渣仓26中进行存储。燃烧锅炉1炉膛中燃料与空气燃烧后产生的高温烟气在引风机13的作用下，高温烟气依次经过高温过热器21、低温过热器22、再热器23、省煤器3、空气预热器4换热后，再经预除尘器16、脱硫塔15、主除尘器14和引风机13，最后通过烟囱18排向大气中。空气预热器4包括一次风空预器和二次风空预器，一次风机11连接一次风空预器并提供一次热风，二次风机12连接二次风空预器并提供二次热风，一次风和二次风经过空气预热器4时被高温烟气预热，然后进入炉膛供燃料燃烧使用。

锅炉给水在省煤器3中被加热，饱和蒸汽进入到低温过热器22进口，加热后的蒸汽再进入到高温过热器21的进口，经过热器加热后的过热蒸汽进入汽轮机高压缸9。汽轮机高压缸9的排汽进入燃烧锅炉1的再热器23，再热器23与壁式再热器29连通，上述排汽经再热器23及壁式再热器29中继续加热后，最后进入汽轮机低压缸10，汽轮机高压缸9连同汽轮机低压缸10一起推动汽轮机做功，带动发电机2发电。汽轮机高压缸9中做功膨胀后的蒸汽压力降低，部分进入高压加热器8，其余回到再热器23中继续加热。

在汽轮机低压缸10做功膨胀后的蒸汽进入冷凝设备24，冷凝设备24排出的冷凝水在凝结水泵25的作用下，进入轴封冷却器17，轴封冷却器进汽管19收集汽轮机轴封漏汽进入轴封冷却器17中，并被冷凝水冷却，轴封冷却器17中的最终形成的冷凝水一部分回流到冷凝设备24中作为冷凝水，另一部分进入低压加热器5中。

低压加热器5的作用是对冷凝水进行预热，来自汽轮机低压缸10的抽汽口的高温低压抽汽进入低压加热器5中加热冷凝水。在本实施例中，低温加热器5分三级，每一级加热器的高温蒸汽管路都和汽轮机低压缸10连接，汽轮机低压缸10中做过功的高温低压抽汽分别进入每一级加热器中，加热冷凝水管路中的冷凝水，冷凝水被从第一级加热器到第三级加热器逐级输送，第一级加热器与第二级加热器之间通过低加水泵27泵送冷凝水，冷凝水被逐级加热后，进入热力除氧器6。

除盐补偿水进水管20给热力除氧器6中即时补充除盐补偿水，在热力除氧器6中，溶解于水中的气体量是与水面上气体的分压成正比。热力除氧即用蒸汽来加热给水，提高水的温度，使水面上蒸汽的分压力逐步增加，而溶解气体的分压力则渐渐降低，溶解于水中的气体就不断逸出，当水被加热至相应压力下的沸腾温度时，水面上全都是水蒸汽，溶解气体的分压力为零，水不再具有溶解气体的能力，亦即溶解于水中的气体，包括氧气均可被除去。经热力除氧器6的冷凝水作为锅炉给水，在燃烧锅炉给水泵7的作用下，被送入高压加热器8。

高压加热器8的作用是加热锅炉给水，来自汽轮机高压缸9的高温高压抽气进入高压加热器8中加热来自热力除氧器6的锅炉给水。在本实施例中，高压加热器分两级，每一级加热器都与汽轮机高压缸9连接，汽轮机高压缸9中做过功的高温高压抽汽分别进入两级加热器中，加热后的水成为燃烧锅炉1的锅炉给水。锅炉给水依次通过第一级和第二级加热器，被从汽轮机高压缸9进入高压加热器8的这部分排汽进一步加热，最后进入燃烧锅炉1的省煤器3中，完成热力循环。

本发明设计的系统，能将超高压高温的蒸汽采用一次再热的方式，应用于50mw以下级的小型燃煤电站中，提高了电站的整体效率，减少了燃料消耗，降低了生产运行成本。

以上的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

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