降低超临界机组干湿态临界负荷点的旁路系统及运行方法与流程

2021-02-27 22:02:52|

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本发明属于超临界机组负荷控制技术领域，具体地说是一种降低超临界机组干湿态临界负荷点的旁路系统及其运行方法。

背景技术：

超临界机组具有干态和湿态两种运行模式。正常运行状态下，超临界机组为干态运行。当机组负荷降低时，由于蒸汽的过热度降低，汽水分离器下部储水箱水位逐渐增大，给水流量逐渐接近水冷壁最小流量保护值，为了保障超临界机组安全运行，超临界机组需要进行干湿态转换。超临界机组进行干湿态转换时的负荷点称为干湿态临界负荷点。超临界机组进行干湿态转换时，逻辑控制策略开始切换，应用于湿态模式的启动系统重新投入使用，这是一个不稳定因素较多的操作过程。

在实际运行过程中，自动进行干湿态转换存在较大风险，所以转态过程通过由运行人员手动控制，保证机组能够顺利转态。正因转态过程难以实现全自动且平稳过渡，干湿态临界负荷点就成了自动负荷调节范围下限的限制，降低了机组的辅助调峰能力。

超临界机组进入湿态的必要条件之一是蒸汽过热度小于某个设定值，因此，如何在超临界机组降负荷过程中适当提高蒸汽过热度，使干湿态临界负荷点降低以延缓机组转态，是提高超临界机组辅助调峰能力应当解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的是现有超临界机组降负荷过程中蒸汽过热度过低的技术问题，提供一种降低超临界机组干湿态临界负荷点的旁路系统，其通过所述的旁路系统使超临界机组在低负荷工况下的蒸汽过热度得到适当提高，以降低干湿态临界负荷点。

为此，本发明采用如下的技术方案：降低超临界机组干湿态临界负荷点的旁路系统，其包括旁路烟道、第一冷却室、第二冷却室、前排灰斗、后排灰斗、调节挡板、隔离挡板、第一连接通道和第二连接通道；

所述的旁路烟道包含旁路烟道进口端、旁路烟道水平段和旁路烟道出口端，旁路烟道水平段位于旁路烟道进口端与旁路烟道出口端之间；

所述的旁路烟道进口端连接于炉膛出口至省煤器进口之间的原烟道上，旁路烟道出口端连接于省煤器进口处原烟道上或连接于各级省煤器之间的原烟道上；

所述的旁路烟道进口端设置多个，各个进口端在与原烟道的连接处沿原烟道周界面布置；

所述的旁路烟道出口端设置多个，各个出口端在与原烟道的连接处沿原烟道周界面布置；

所述的旁路烟道水平段上沿烟气流向依次安装前排灰斗、调节挡板、后排灰斗和隔离挡板；

所述的第一冷却室为调节挡板的冷却室，第一冷却室与旁路烟道通过第一连接通道连通；

所述的第二冷却室为隔离挡板的冷却室，第二冷却室与旁路烟道通过第二连接通道连通；

所述的第一冷却室和所述的第二冷却室相互连通，第一冷却室或第二冷却室上任意一个位置开设冷却介质接口，冷却介质从冷却介质接口处流入第一冷却室和第二冷却室。

部分高温烟气从各个旁路烟道进口端流入旁路烟道，从各个旁路烟道出口端流出旁路烟道，然后进入省煤器的烟气侧，与原烟道内的烟气混合后与省煤器内的给水进行热交换。

本发明通过旁路系统，使可调流量的部分高温烟气通过旁路系统输送至省煤器烟气侧，提高省煤器内给水吸热量，使得在相同燃料量情况下蒸汽过热度适当升高，从而降低了机组干湿态临界负荷点。通过第一冷却室内的冷却介质对调节挡板进行冷却保护和吹灰防堵，通过第二冷却室内的冷却介质对隔离挡板进行冷却保护和吹灰防堵。

优选的，所述的调节挡板的转轴水平布置，转轴横穿第一冷却室、第一连接通道和旁路烟道。

优选的，所述的隔离挡板竖直布置，隔离挡板的闸板横穿第二冷却室、第二连接通道和旁路烟道。

优选的，所述的前排灰斗安装在旁路烟道水平段底部，前排灰斗位于调节挡板的烟气上游并且位于调节挡板附近。调节挡板上的积灰可落入前排灰斗，防止调节挡板卡涩。

优选的，所述的后排灰斗安装在旁路烟道水平段底部，后排灰斗位于隔离挡板的烟气上游并且位于隔离挡板附近。隔离挡板的积灰可落入后排灰斗，防止隔离挡板卡涩。

优选的，第一连接通道与调节挡板的转轴之间留有空隙，第一冷却室内部的冷却介质通过所述的空隙流入旁路烟道，流动的冷却介质对调节挡板起到冷却作用。

优选的，第二连接通道与隔离挡板的闸板之间留有空隙，第二冷却室内部的冷却介质通过所述的空隙流入旁路烟道，流动的冷却介质对隔离挡板起到冷却作用。

优选的，所述的第一冷却室有2个，对称安装在旁路烟道的两侧面。

优选的，所述的第二冷却室为1个，安装在旁路烟道的上侧面。

本发明还采用如下的技术方案：上述旁路系统的运行方法，其包括步骤：

a）通过试验获得新的干湿态临界负荷点：从原干湿态转换负荷点开始，逐步降低机组负荷，在减负荷过程中开启旁路烟道的隔离挡板，并调节旁路烟道的调节挡板，使蒸汽过热度保持不小于某一量值，反复调节直至调节挡板全开，表明机组已经到达保持干态运行的最低负荷，此工况为新的干湿态临界负荷点；

b）记录“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线：在步骤a）的试验过程中，记录下机组负荷和调节挡板开度的对应关系，形成“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线；

c）应用“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线进行自动调节：在机组负荷降低至原干湿态转换负荷点及以下负荷之前，以“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线为默认值对调节挡板开度进行粗略的预先自动调节；

d）视情况手动设置偏置值调节锅炉运行参数：根据实际运行情况，手动输入调节挡板开度的偏置值，对调节挡板开度进行进一步细调，使锅炉保持正常运行。

本发明按照“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线进行自动调节，并结合人工细调，使旁路系统更好地适应不同的锅炉运行工况，从而达到有效降低干湿态转换负荷点的目的。

本发明通过上述的运行方法增加省煤器内给水的吸热量，使水冷壁入口给水温度提高，在炉内燃料量相同的情况下，由于给水温度的提高，水冷壁出口的蒸汽温度和蒸汽过热度将相应提高，从而使机组的干湿态临界负荷点降低。

优选的，冷却介质为引风机出口烟气，引风机出口烟气温度低、湿度小、含尘量低。

优选的，所述的旁路烟道表面敷设保温材料。

本发明具有的有益效果如下：通过旁路系统输送部分高温烟气至省煤器烟气侧，提高省煤器给水的吸热量，从而提高低负荷下的蒸汽过热度，降低了机组干湿态临界负荷点，提高了机组辅助调峰能力；旁路系统设置冷却室，提供对旁路烟道调节挡板和隔离挡板的冷却保护，保证挡板动作灵活可靠，延长挡板的使用寿命。

附图说明

图1为本发明旁路系统结构示意图；

图2为图1的右侧视图；

图3为图1的仰视图；

图4为本发明旁路系统与原烟道的管路连接示意图。

图中，1-旁路烟道，2-第一冷却室（调节挡板的冷却室），3-第二冷却室（隔离挡板的冷却室），4-前排灰斗，5-后排灰斗，6-调节挡板，7-隔离挡板，8-第一连接通道，9-第二连接通道，10-冷却介质进口，11-前屏，12-后屏，13-高温过热器，14-高温再热器，15-低温过热器，16-低温再热器，17-省煤器，18-引风机，19-炉膛。

具体实施方式

下面结合说明书附图及具体实施方式对本发明作以下详细描述。

实施例1

本实施例提供一种降低超临界机组干湿态临界负荷点的旁路系统，结构示意图如图1-3所示，所述的旁路系统包括旁路烟道1、第一冷却室2、第二冷却室3、前排灰斗4、后排灰斗5、调节挡板6、隔离挡板7、第一连接通道8、第二连接通道9和冷却介质进口10。冷却介质进口为设在第二冷却室3的右侧面圆孔。

所述的旁路烟道1包含旁路烟道进口端、旁路烟道水平段和旁路烟道出口端，旁路烟道水平段位于旁路烟道进口端与旁路烟道出口端之间。

所述的旁路烟道进口端连接于炉膛出口至省煤器进口之间的原烟道上，旁路烟道出口端连接于省煤器进口处原烟道上或连接于各级省煤器之间的原烟道上。所述的旁路烟道进口端设置多个，各个进口端在与原烟道的连接处沿原烟道周界面布置。所述的旁路烟道出口端设置多个，各个出口端在与原烟道的连接处沿原烟道周界面布置。

所述的旁路烟道水平段上沿烟气流向依次安装前排灰斗4、调节挡板6、后排灰斗5和隔离挡板7；所述的前排灰斗4安装在旁路烟道1水平段底部，前排灰斗4位于调节挡板6的烟气上游并且位于调节挡板6附近。所述的后排灰斗5安装在旁路烟道1水平段底部，后排灰斗5位于隔离挡板7的烟气上游并且位于隔离挡板7附近。

所述的第一冷却室2为调节挡板6的冷却室，第一冷却室2与旁路烟道1通过第一连接通道8连通。述的调节挡板6的转轴水平布置，转轴横穿第一冷却室2、第一连接通道8和旁路烟道1。所述的第二冷却室3为隔离挡板7的冷却室，第二冷却室3与旁路烟道1通过第二连接通道9连通。所述的隔离挡板7竖直布置，隔离挡板7的闸板横穿第二冷却室3、第二连接通道9和旁路烟道1。

所述的第一冷却室2和所述的第二冷却室3相互连通，冷却介质从冷却介质接口10处流入第一冷却室2和第二冷却室3。所述的第一冷却室2有2个，对称安装在旁路烟道1的两侧面。所述的第二冷却室3为1个，安装在旁路烟道1的上侧面。

第一连接通道8与调节挡板的转轴6之间留有空隙，第一冷却室2内部的冷却介质通过所述的空隙流入旁路烟道1。第二连接通道9与隔离挡板7的闸板之间留有空隙，第二冷却室3内部的冷却介质通过所述的空隙流入旁路烟道1。

所述的旁路系统与原烟道的管路连接示意图如图4，旁路烟道的出口端与省煤器17的进口烟道连接，进口端连接于高温过热器13与高温再热器14之间的烟道上。引风机18出口烟气从冷却介质进口10进入第一冷却室2和第二冷却室3，作为冷却用烟气，一部分冷却用烟气通过第二冷却室3进入原烟道对隔离挡板7进行冷却，另一部分冷却用烟气通过第一冷却室2进入原烟道对调节挡板6进行冷却，同时冷却用烟气对隔离挡板具有吹灰防堵的作用。部分高温烟气从高温过热器13出口处流出，进入旁路烟道1，输送至省煤器17进口烟气侧。

实施例2

本实施例提供一种降低超临界机组干湿态临界负荷点的旁路系统的运行方法，其包括步骤：

a）通过试验获得新的干湿态临界负荷点。从原干湿态转换负荷点开始，逐步降低机组负荷，在减负荷过程中开启旁路烟道隔离挡板7，并调节旁路烟道的调节挡板6，使蒸汽过热度保持不小于5℃，反复调节直至调节挡板全开，表明机组已经到达保持干态运行的最低负荷，此工况为新的干湿态临界负荷点。

b)记录“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线。在步骤a)的试验过程中，记录下的机组负荷和调节挡板开度的对应关系，形成“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线。

c）应用“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线进行自动调节。在机组负荷降低至原干湿态转换负荷点及以下负荷之前，以“机组负荷-调节挡板开度”基准曲线为默认值对调节挡板开度进行粗略的预先自动调节。

d）视情况手动设置偏置值调节锅炉运行参数。根据实际运行情况，手动输入调节挡板开度的偏置值，对调节挡板开度进行进一步细调，使锅炉保持正常运行。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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