一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统的制作方法

2021-02-26 21:02:22|

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本实用新型涉及火力发电领域，尤其涉及一种火电厂蒸汽锅炉启动系统。

背景技术：

对于电厂周围无其他汽源的新建火力发电项目，一般需要配置启动锅炉作为首台机组启动期间为锅炉清洗、吹管、除氧器加热等各用汽点提供辅助蒸汽的汽源，它直接影响主机的安全启动。启动锅炉属于工业蒸汽锅炉，按加热方式可分为燃油锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉及电锅炉等不同类型。

目前，火电厂内设置的启动蒸汽锅炉多数为燃油锅炉，少数电厂采用燃煤或燃气启动锅炉，随着各个地方环保部门对火电厂环保要求的提高，燃油或燃煤启动锅炉竟管运行时间少，但其烟气污染排放也是环保局关注的对象，很多火电厂为此受到环保检查和处罚。

而高压电蒸汽锅炉，作为一个引进国外的高效清洁新型电锅炉，是燃油燃煤启动锅炉良好的替代品。电锅炉不但更清洁，而且配套电过热器，整个系统不但可替代燃油燃煤锅炉，而且特殊条件下可响应电网调峰信号，通过投入电蒸汽锅炉响应电网对火电厂的紧急调峰需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统，通过设置电蒸汽锅炉和电过热器，不但可以清洁化地替代原有的燃油、燃煤启动锅炉减少污染排放，而且电蒸汽锅炉可作为火电厂灵活性应急调峰的电能转化为热能的重要元件，可以部分实现热电机组的热电解耦和应急调峰需求。

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统，

一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统，包括火电机组及电网接线，其特征在于，还包括：电蒸汽锅炉、电过热器、送变电及供电模块、启动蒸汽管道及阀门、供水管道及阀门；

所述电蒸汽锅炉，用于产生火电机组启动所需的启动饱和蒸汽，锅炉为电极蒸汽锅炉、电加热管蒸汽锅炉、电磁感应蒸汽锅炉中的任意一种；

所述电过热器，用于加热所述电蒸汽锅炉产生的饱和蒸汽温度达到汽轮机启动冲转所需启动蒸汽的过热温度状态；

所述送变电及供电模块分别与电蒸汽锅炉及电过热器通过电缆连接，利用电网电力给所述电蒸汽锅炉及电过热器供电；

所述供水管道及阀门与电蒸汽锅炉、电过热器及启动蒸汽管道及阀门、汽轮机依次连接，将给水通过电蒸汽锅炉和电过热器加热成汽轮机启动所需的启动蒸汽；

进一步的，所述电蒸汽锅炉和电过热器根据火电厂内火电机组数量，设置多台或多套。

进一步的，所述送变电及供电模块分别与所述电蒸汽锅炉与电加热器电连接，在全冷态情况下，给所述火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统供电，满足火电厂全冷态火电机组的启动蒸汽需求。

进一步的，所述电启动蒸汽锅炉及电过热器系统与电站煤粉锅炉、除氧器、热网加热器、汽动给水泵、储汽罐组、汽轮机轴封和汽轮机暖缸连接，在全冷态情况下，所述电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的饱和或过热蒸汽满足锅炉清洗、吹管、除氧器加热、汽动给水泵、对外供汽、汽轮机轴封、汽轮机暖缸蒸汽需求中的任意一种或多种。

进一步的，所述送变电及供电模块还与火电机组发电机出口母线或厂用电母线连接，在火电厂调峰需求条件下，利用电蒸汽锅炉耗电负荷增加或减少，响应电网对火电厂的应急调峰需求。

进一步的，所述电蒸汽锅炉产生的蒸汽根据其温度压力打入电厂汽水循环系统，或对外供应工业蒸汽。

进一步的，所述系统设置储汽罐组用于储存蒸汽，所述储汽罐组设置有至少一个中压罐，其入口与所述电蒸汽锅炉的出口连通，用于储存所述电蒸汽锅炉产生的蒸汽，并将储存的蒸汽打回火电厂热力系统和/或用于对外供热。

进一步的，所述电蒸汽锅炉的出口还连通到热网换热器，以将所述电蒸汽锅炉产生的蒸汽引入所述热网换热器进行热交换用于供热。

进一步的，所述电过热器设置多个，多个电过热器按照过热温度逐级提高串联连接，或按照各自分流流量并联连接。

进一步的，所述电蒸汽锅炉设置多个，多个电蒸汽锅炉按照各自分流流量并联连接。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1.替代现有污染排放的燃油或燃煤启动锅炉，火电厂全流程污染排放达标；

2.与对外供热系统结合，不但可以增大对外供热面积，而且可以作为增加对外工业蒸汽的供应能力；

3.可以作为部分热电解耦，火电灵活性应急调峰的重要设备；

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图2是本实用新型实施例2提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图3是本实用新型实施例3提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图4是本实用新型实施例4提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图5是本实用新型实施例5提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图6是本实用新型实施例6提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图7是本实用新型实施例7提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

图8是本实用新型实施例8提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图；

附图标记

1为电蒸汽锅炉、2为电过热器、3为送变电及供电模块、4为供水管道及阀门、5为启动蒸汽管道及阀门、6为饱和蒸汽、7为火电机组及电网接线、8为供电、9为电站煤粉锅炉、10为汽轮机、11为发电机、12为除氧器、13为高压加热器、14为低压加热器、15为凝结水、16为升压站、17为启备变、18为主升压变压器、19为厂用变压器、20为电网母线、21为上下电网线、22为厂用电、23为主蒸汽、24为给水、25为锅炉清洗、吹扫、吹管、26为汽轮机轴封、27为汽轮机暖缸、28为热网加热器、29为对外供热、30为储汽罐组、31为对外供蒸汽、32为工业蒸汽、33为汽动给水泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例一

图1是本实用新型实施例1提供的火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统组成示意图。

一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统，包括火电机组及电网接线、电蒸汽锅炉、电过热器、送变电及供电模块、启动蒸汽管道及阀门、供水管道及阀门；

所述送变电及供电模块分别与电蒸汽锅炉及电过热器通过电缆连接，利用电网电力给所述电蒸汽锅炉及电过热器供电；

所述电蒸汽锅炉，用于产生火电机组启动所需的启动饱和蒸汽；

所述电过热器，用于加热所述电蒸汽锅炉产生的饱和蒸汽温度达到汽轮机启动冲转所需启动蒸汽的过热温度状态；

进一步的，所述电蒸汽锅炉为电极蒸汽锅炉、电加热管蒸汽锅炉、电磁感应蒸汽锅炉中的任意一种。

所述火电机组包括电站煤粉锅炉、汽轮机和发电机。所述电网组线包括电网母线,升压站,厂用变压器，上下电网线。所述升压站包括启备变和主升压变压器。

供水管道连接到电蒸汽锅炉，给锅炉供水，电蒸汽锅炉通过饱和蒸汽管道与电过热器连接。送变电及供电模块将电送往电蒸汽锅炉和电过热器。当需要电蒸汽锅炉产生蒸汽时，供水管道阀门打开，给电蒸汽锅炉供水，同时送变电及供电模块开始供电，电蒸汽锅炉将电能转变为热能，将水加热变成饱和蒸汽，饱和蒸汽通过饱和蒸汽管道，送往电过热器，将饱和蒸汽进一步加热为启动蒸汽，同时启动蒸汽管道阀门打开，输出蒸汽。

实施例二

如图2所示，本实施例是本实用新型第2个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图，将电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的蒸汽用于除氧器加热。如图2所示，供水管道连接到电蒸汽锅炉，给锅炉供水，电蒸汽锅炉通过饱和蒸汽管道与电过热器连接。送变电及供电模块连接升压站，并从电网母线获取电能后，将电送往电蒸汽锅炉和电过热器。当需要电蒸汽锅炉产生蒸汽时，供水管道阀门打开，给电蒸汽锅炉供水，同时送变电及供电模块开始供电，电蒸汽锅炉将电能转变为热能，将水加热变成饱和蒸汽，饱和蒸汽通过饱和蒸汽管道，送往电过热器，将饱和蒸汽进一步加热为启动蒸汽，同时启动蒸汽管道阀门打开，将蒸汽送到除氧器加热。除氧器是给水回热进入系统中的一个混合式加热器，起了加热给水，提高给水温度的作用。加热蒸汽是除氧器安全运行的关键。如图2所示，除氧器与低压加热器和高压加热器连接，组成给水回热加热系统，低压加热器与汽轮机连接，汽轮机的凝结水打至低压加热器，在低压加热器加热后进入除氧器，除氧器将水加热处理后变为给水，在去往高压加热器。除氧器的蒸汽耗量高，如蒸汽调节阀滞后，二次加温蒸汽量及排气阀开度不合理，给水换热效果差导致除氧器蒸汽耗量大，除氧器产生的乏汽量过大，未能回收利用等，这些因素导致除氧器不能安全经济运行。本实施例将电蒸汽锅炉及电过热器产生启动蒸汽用于补充除氧器的加热蒸汽，保证了除氧器在最佳工况下稳定运行。

实施例三

如图3所示，本实施例是本实用新型第3个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图。本实施例与实施例2本实施例基本结构类似，不同点在于将电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的蒸汽用于锅炉清洗、吹扫、吹管。对于新建的火力发电厂，需要使用锅炉作为首台机组启动期间，为电站锅炉清洗、吹扫、吹管及除氧器加热等用汽点提供辅助蒸汽，这直接关系到主机的安全启动。将蒸汽送入电站锅炉主蒸汽管道进行蒸汽吹扫，以清除挂到中腐蚀产物及杂质。蒸汽吹扫是利用蒸汽气流的动能来吹扫锅炉蒸汽管路系统在制造、运输、存放及安装过程中遗留的杂物如铁锈、焊渣等，使之经末端临时管道排入大气，并在设备内表面形成结实的保护膜。

如图3所示，电蒸汽锅炉和电过热器产生的启动蒸汽送到电站煤粉锅炉进行电站锅炉清洗、吹扫和吹管和除氧器加热处理。蒸汽用于电站锅炉清洗、吹扫和吹管可以分阶段多批次进行，吹扫合格检验方法是观察安装在临时管路出口处一块270×20mm厚10mm的铝质靶板上气流冲击坑，若连续2次吹扫后坑的直径都不大于1mm，且肉眼可见坑痕少于10点即为合格。在吹扫和吹管过程中，蒸汽经过各锅炉机组及锅炉间的全部管路，以使全部锅炉和管路都产生牢固的保护膜，以保证电站煤粉锅炉工作时产生蒸汽的品质。

实施例四

如图4所示，本实施例是本实用新型第4个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图。本实施例与实施例2本实施例基本结构类似，不同点在于将电蒸汽锅炉及电过热器系统用于火电灵活性应急调峰，此时电蒸汽锅炉供电来自火电厂发电机出口母线，或火电厂内厂用电母线。

当电网要求电厂减小上网发电负荷时，启动电蒸汽锅炉和电过热器，增加耗电负荷；当电网要求电厂加大上网发电负荷时，停止电蒸汽锅炉和电过热器，减小耗电负荷；进而满足火电灵活性应急调峰需求。本实施例使用的火电调峰方法不需要调节汽轮机主调节汽门的开度变化，从而在不改变机组锅炉、汽轮机主机设备的运行工况的情况下，快速响应调峰要求，而且提高锅炉、汽轮机的使用寿命，减少安全隐患。

实施例五

如图5所示，本实施例是本实用新型第5个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图。本实施例与实施例2本实施例基本结构类似，不同点在于将电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的蒸汽用于汽轮机轴封和暖缸。汽轮机轴封蒸汽通常有两路外接汽源，一路是来自其他机组或辅助锅炉的辅助蒸汽，另一路是主蒸汽经压力调节后供汽。本实施例将电启动蒸汽锅炉及电过热器产生启动蒸汽用于汽轮机的轴封，可以作为轴封系统的备用气源。本实施例还将电蒸汽锅炉及电过热器产生启动蒸汽用于汽轮机的暖缸，以缩短汽轮机高压缸启动时间，减小启动时锅炉机组的寿命消耗。

实施例六

如图6所示，本实施例是本实用新型第6个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图。本实施例与实施例2本实施例基本结构类似，不同点在于将电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的蒸汽用于热网加热器，进行热交换用于供热，以满足供热用户的需要。所述热网加热器可以是表面式或混合式加热器。所述热网加热器使用的换热管可以是光管、波节管和螺纹管等。

实施例七

如图7所示，本实施例是本实用新型第7个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图。本实施例与实施例2本实施例基本结构类似，不同点在于将电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的蒸汽用于对外供蒸汽。所述系统设置蒸汽罐组用于储存蒸汽，所述蒸汽罐组设置有至少一个中压罐，其入口与所述电蒸汽锅炉的出口连通，用于储存所述电蒸汽锅炉产生的蒸汽，并将储存的蒸汽打回火电厂热力系统或用于对外供热。

实施例八

如图8所示，本实施例是本实用新型第8个实施例提供的一种火电厂电启动蒸汽锅炉及电过热器系统结构示意图。本实施例与实施例2本实施例基本结构类似，不同点在于将电蒸汽锅炉及电过热器系统产生的蒸汽用于汽动给水泵启动，驱动所述汽动给水泵。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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