一种火电厂锅炉启动节能系统的制作方法

本实用新型涉及锅炉设备技术领域，具体涉及一种火电厂锅炉启动节能系统。

背景技术：

火电厂燃油消耗现状：火电机组在启动、停机、助燃稳燃时需要消耗大量燃油，目前燃油主要采用的为轻质柴油，以两台300mw火电机组为例，每年消耗燃油约1000吨~1300吨左右。通过对部分300mw火电机组燃油消耗情况统计得出如下结论：机组启、停机工况下所消耗燃油量占燃油消耗总量的85~95%；机组调峰、稳燃助燃工况下所消耗燃油量占燃油消耗总量的5~15%；机组启动工况下所消耗燃油量占启、停机燃油消耗量的65~85%，机组滑停工况下所消耗燃油量占启停机燃油消耗量的15~35%；300mw火电机组冷态启动耗油较温态启动耗油增加10~15吨/次，温态启动耗油较热态启动耗油增加5~12吨/次，热态启动耗油较极热态启动耗油增加3~10吨/次；

当前我国节能主要采用以下技术：

1、机组启动投入锅炉炉底加热（汽轮机抽出辅汽，四段，280-320，8-10kg）—（二段，冷再蒸汽，320-360，28-35kg）；

2、机组启动中使用微油技术；

3、锅炉使用节能油枪节能技术；

4、采用等离子点火节能技术；

上述节能技术存在如下缺点：

1、锅炉采用辅汽来进行加热，炉底加热最终达到的锅炉炉水温度在100~110℃、压力在0.1mpa之下；

2、微油点火存在首投磨的热一次风风道内燃油燃烧加热一次风，这样存在一定的不安全隐患及燃油燃烧不充分现象，增加了火电厂火灾风险；

3、等离子技术在使用当中存在初期燃烧不完全及阴阳极头损耗问题；在等离子点火初期，由于煤粉不能充分进行燃烧，炉膛内存在爆燃的风险，这对锅炉安全运行影响极大；

4、节能油枪在点火初期，虽然使燃油雾化及充分燃烧得到改善，但初期投运仍然存在燃油燃烧不完全现象，导致燃油浪费及环境污染；

5、点火初期煤粉燃烧不完全，造成环境污染及能源浪费；

锅炉现有底部加热系统存在启动时间长，锅炉水冷壁膨胀不均匀现象，投入加热初期管道振动大的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种火电厂锅炉启动节能系统。

为了实现上述目的，本实用新型通过提高锅炉启动热一次风温、热二次风温改善点火至首投磨的燃烧环境；通过邻机冷再替代辅汽，对启动中的锅炉进行炉底加热，缩短了投油时间，减少投油消耗量；通过对废汽综合利用提高电厂经济运行及指标管理水平；通过增加启动炉底循环系统缩短启动时间，减小锅炉未点火的膨胀不均匀现象。具体采用如下技术方案：

一种火电厂锅炉启动节能系统，包括锅炉和邻炉，所述锅炉包括汽包、邻层燃烧器、首投磨燃烧器、水冷壁、下降管和水冷壁下联箱；所述邻炉包括邻炉首投磨燃烧器和邻炉邻层燃烧器；所述水冷壁下联箱设于锅炉底部，所述汽包设于锅炉顶部，所述水冷壁下联箱通过水冷壁和下降管与汽包连通，还包括：依次启动的锅炉启动炉底循环加热系统、隔离炉底冷再加热系统、首投磨及邻层热二次风启动提温系统和首投磨热一次风启动提温系统。

本优选实施例中，所述锅炉启动炉底循环加热系统包括锅炉启动循环加热泵、除氧器、给水泵和高加，所述锅炉启动循环加热泵入口与水冷壁下联箱的疏放水门后集管连通，所述锅炉启动循环加热泵出口通过管道连接至除氧器，所述除氧器出水管道通过给水泵和高加与汽包连接；

所述隔离炉底冷再加热系统包括冷再供锅炉底部加热联箱，所述冷再供锅炉底部加热联箱出汽口与水冷壁下联箱的疏放水门后集管连通，所述冷再供锅炉底部加热联箱供气管道通入邻机二抽；

所述首投磨及邻层热二次风启动提温系统包括二次风机、空预器二次风仓、邻炉二次风机和邻炉空预器二次风仓；

所述二次风机出口与空预器二次风仓入口连接，所述空预器二次风仓出口与邻层燃烧器和首投磨燃烧器入口分别连接，连接管道上分别设有邻层燃烧器热二次风挡板和首投磨燃烧器热二次风挡板；

所述邻炉二次风机与邻炉空预器二次风仓连接，所述邻炉空预器二次风仓出风口与邻炉首投磨燃烧器和邻层燃烧器二分别连通，连通管道上分别设有邻炉邻层燃烧器热二次风挡板和邻炉首投磨燃烧器热二次风挡板；

所述邻炉空预器二次风仓出口风道还与邻层燃烧器、首投磨燃烧器入口热二次风道和空预器二次风仓出口风道分别连接，连接管道上设有邻炉供热二次风挡板一、热二次风联络挡板、邻炉供热二次风挡板二和供邻炉热二次风挡板一；所述邻炉供热二次风挡板一和热二次风联络挡板之间的管道还与所述邻炉首投磨燃烧器和邻炉邻层燃烧器的入口分别连通，所述连通管道上设有供邻炉热二次风挡板二；

所述首投磨一次风启动提温系统包括一次风机、空预器一次风仓、磨煤机、邻炉一次风机、邻炉空预器一次风仓、邻炉磨煤机；

所述一次风机出口与空预器一次风仓入口连接，所述空预器一次风仓出口与磨煤机入口连接，所述空预器一次风仓的出口管道与磨煤机入口管道处分别设有一次风挡板一和一次风挡板二；所述磨煤机出口与首投磨燃烧器入口连接；

所述邻炉一次风机出口与邻炉空预器一次风仓入风口连通；所述邻炉空预器一次风仓出风口与邻炉磨煤机入口连接，所述邻炉空预器一次风仓出风管道与邻炉磨煤机入口管道处分别设有邻炉一次风挡板一和邻炉一次风挡板二；所述邻炉一次风挡板一和邻炉一次风挡板二之间的管道与所述一次风挡板一和一次风挡板二之间的管道连通，所述连通管道上设有热一次风联络挡板；所述邻炉磨煤机与邻炉首投磨燃烧器连接。

进一步的，所述邻机二抽与所述冷再供锅炉底部加热联箱连接的管道上设有阀门四，所述冷再供锅炉底部加热联箱与所述水冷壁下联箱连接的管道上分别设有阀门五、阀门八；所述锅炉启动循环加热泵与所述水冷壁下联箱连接的管道上设有阀门六，所述水冷壁下联箱的疏放水门后集管还与定排管道连通。

进一步的，所述冷再供锅炉底部加热联箱与邻机二抽之间的供气管道与邻炉辅汽联箱通过管道连通，所述邻炉辅汽联箱通入邻机四抽，所述邻炉辅汽联箱通过管道与辅汽联箱连接，所述辅汽联箱通入冷再蒸汽，所述冷再蒸汽还通过管道进入锅炉底部加热联箱；所述辅汽联箱还与水冷壁下联箱的疏放水门后集管连通。

进一步的，所述冷再蒸汽与辅汽联箱和所述冷再供锅炉底部加热联箱连接的管道上分别设有阀门一、阀门二；所述邻机二抽与邻炉辅汽联箱连接的管道上设有阀门三；所述水冷壁下联箱与辅汽联箱连接的管道上设有阀门五、阀门七；所述邻炉辅汽联箱与辅汽联箱的连接管道上设有阀门九。

本实用新型的有益效果是：

1、可以节省锅炉从点火到起压至0.3~0.5mpa所消耗的启动燃油，在冷态启动中节省冷态启动耗油的1/3左右；

2、可以提前投入磨组，减少油枪投入量，这样可以在启动中节省耗油的1/3左右；

3、可以确保燃油充分燃烧，避免启动燃油不充分所引起的环境污染及燃油资源浪费，并通过减少油枪投入时间可以提前投入电除尘设备，避免火电厂在启动中的环境污染；

4、可以确保首投磨组的煤粉充分燃烧，降低启动中的飞灰含碳量；

5、节约燃油约2/3到3/4的燃油消耗，如果两台300mw机组每年常规启动消耗1000~1300吨燃油计算，可以每年节约660~970吨左右燃油，以目前每吨燃油6000元左右计算，每年节约396~582万元，为企业节能环保意义重大；

6、通过增加冷再供锅炉底部加热联箱，可以在机组启动中确保辅汽压力正常，便于运行方式的灵活调整；对于设有小机的机组辅汽联箱压力稳定意义重大；

7、缩短锅炉启动时间，在点火前就进行给水、水冷壁管道冲洗，确保锅炉提前达到炉水合格的要求，进一步缩短投油时间；

8、对于大修及新启动的锅炉可以利用点火前锅炉启动循环加热泵运行减少锅炉启动洗硅时间；

9、避免了锅炉使用等离子点火存在炉膛爆燃、微油油枪点火着火风险，提高了锅炉的运行安全性；

10、启动过程中降低水耗，达到节约水资源的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：锅炉1、汽包101、邻层燃烧器102、首投磨燃烧器103、水冷壁104、下降管105、水冷壁下联箱106、邻炉2、邻炉首投磨燃烧器201、邻炉邻层燃烧器202、辅汽联箱3、一次风挡板一4、冷再供锅炉底部加热联箱5、除氧器6、邻炉辅汽联箱7、一次风挡板二8、一次风机9、二次风机10、空预器一次风仓11、空预器二次风仓12、磨煤机13、邻炉一次风机14、邻炉二次风机15、邻炉空预器一次风仓16、邻炉空预器二次风仓17、邻炉磨煤机18、锅炉启动循环加热泵19、给水泵20、阀门五21、热二次风联络挡板22、热一次风联络挡板23、供邻炉热二次风挡板一24、邻层燃烧器热二次风挡板25、首投磨燃烧器热二次风挡板26、邻炉一次风挡板二27、高加28、邻炉一次风挡板一29、供邻炉热二次风挡板二30、邻炉首投磨燃烧器热二次风挡板31、邻炉邻层燃烧器热二次风挡板32、邻炉供热二次风挡板一33、阀门一34、阀门二35、阀门七36、阀门八37、阀门三38、阀门四39、阀门六40、阀门九41、邻炉供热二次风挡板二43。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

如图1所示，一种火电厂锅炉启动节能系统，包括锅炉1和邻炉2，所述锅炉1包括汽包101、邻层燃烧器102、首投磨燃烧器103、水冷壁104、下降管105和水冷壁下联箱106；所述邻炉2包括邻炉首投磨燃烧器201和邻炉邻层燃烧器202；所述水冷壁下联箱106设于锅炉1底部，所述汽包101设于锅炉1顶部，所述水冷壁下联箱106通过水冷壁104和下降管105与汽包101连通，还包括：依次启动的锅炉启动炉底循环加热系统、隔离炉底冷再加热系统、首投磨及邻层热二次风启动提温系统和首投磨热一次风启动提温系统。

本优选实施例中，所述锅炉启动炉底循环加热系统包括锅炉启动循环加热泵19、除氧器6、给水泵20和高加28，所述锅炉启动循环加热泵19入口与水冷壁下联箱106的疏放水门后集管连通，所述锅炉启动循环加热泵19出口通过管道连接至除氧器6，所述除氧器6出水管道通过给水泵20和高加28与汽包101连接；

所述隔离炉底冷再加热系统包括冷再供锅炉底部加热联箱5，所述冷再供锅炉底部加热联箱5出汽口与水冷壁下联箱106的疏放水门后集管连通，所述冷再供锅炉底部加热联箱5供气管道通入邻机二抽；

所述首投磨及邻层热二次风启动提温系统包括二次风机10、空预器二次风仓12、邻炉二次风机15和邻炉空预器二次风仓17；

所述二次风机10出口与空预器二次风仓12入口连接，所述空预器二次风仓12出口与邻层燃烧器102和首投磨燃烧器103入口分别连接，连接管道上分别设有邻层燃烧器热二次风挡板25和首投磨燃烧器热二次风挡板26；

所述邻炉二次风机15与邻炉空预器二次风仓17连接，所述邻炉空预器二次风仓17出风口与邻炉首投磨燃烧器201和邻炉邻层燃烧器202分别连通，连通管道上分别设有邻炉邻层燃烧器热二次风挡板32和邻炉首投磨燃烧器热二次风挡板31；

所述邻炉空预器二次风仓17出口风道还与邻层燃烧器102、首投磨燃烧器103入口热二次风道和空预器二次风仓12出口风道分别连接，连接管道上设有邻炉供热二次风挡板一33、热二次风联络挡板22、邻炉供热二次风挡板二43和供邻炉热二次风挡板一24；所述邻炉供热二次风挡板一33和热二次风联络挡板22之间的管道还与所述邻炉首投磨燃烧器201和邻炉邻层燃烧器202的入口分别连通，所述连通管道上设有供邻炉热二次风挡板二30；

所述首投磨一次风启动提温系统包括一次风机9、空预器一次风仓11、磨煤机13、邻炉一次风机14、邻炉空预器一次风仓16、邻炉磨煤机18；

所述一次风机9出口与空预器一次风仓11入口连接，所述空预器一次风仓11出口与磨煤机13入口连接，所述空预器一次风仓11的出口管道与磨煤机13入口管道处分别设有一次风挡板一4和一次风挡板二8；所述磨煤机13出口与首投磨燃烧器103入口连接；

所述邻炉一次风机14出口与邻炉空预器一次风仓16入风口连通；所述邻炉空预器一次风仓16出风口与邻炉磨煤机18入口连接，所述邻炉空预器一次风仓16出风管道与邻炉磨煤机18入口管道处分别设有邻炉一次风挡板一29和邻炉一次风挡板二27；所述邻炉一次风挡板一29和邻炉一次风挡板二27之间的管道与所述一次风挡板一4和一次风挡板二8之间的管道连通，所述连通管道上设有热一次风联络挡板23；所述邻炉磨煤机18与邻炉首投磨燃烧器201连接。

本优选实施例中，所述邻机二抽与所述冷再供锅炉底部加热联箱5连接的管道上设有阀门四39，所述冷再供锅炉底部加热联箱5与所述水冷壁下联箱106连接的管道上分别设有阀门五21、阀门八37；所述锅炉启动循环加热泵19与所述水冷壁下联箱106连接的管道上设有阀门六40，所述水冷壁下联箱106的疏放水门后集管还与定排管道连通。

本优选实施例中，所述冷再供锅炉底部加热联箱5与邻机二抽之间的供气管道与邻炉辅汽联箱7通过管道连通，所述邻炉辅汽联箱7通入邻机四抽，所述邻炉辅汽联箱7通过管道与辅汽联箱3连接，所述辅汽联箱3通入冷再蒸汽，所述冷再蒸汽还通过管道进入锅炉底部加热联箱5；所述辅汽联箱3还与水冷壁下联箱106的疏放水门后集管连通。本优选实施例中通过增加冷再供锅炉底部加热联箱5可以在机组启、停机期间利用邻机二抽的冷再蒸汽来维持稳定启动机组辅汽联箱3压力，这样对于在机组启动工况下尤其是设有汽泵小机的机组节能作用很大。

本优选实施例中，所述冷再蒸汽与辅汽联箱3和所述冷再供锅炉底部加热联箱5连接的管道上分别设有阀门一34、阀门二35；所述邻机二抽与邻炉辅汽联箱7连接的管道上设有阀门三38；所述水冷壁下联箱106与辅汽联箱3连接的管道上设有阀门五21、阀门七36；所述邻炉辅汽联箱7与辅汽联箱3的连接管道上设有阀门九41。

本实用新型原理如下：

其中设定锅炉1为待启动锅炉，邻炉2为工作锅炉；具体启动步骤如下：

1、对于锅炉1启动，在点火前，水冷壁104内水温在100℃以下时，采用锅炉启动炉底循环加热系统，操作步骤为：打开阀门六40、锅炉启动循环加热泵19、除氧器6、给水泵20、高加28，通过除氧器6和高加28，炉水依次通过除氧器6、给水泵20、高加28、汽包101、下降管105、水冷壁104、水冷壁下联箱106后通过锅炉启动循环加热泵19回到除氧器6，从而炉水实现循环加热，这样可以缩短锅炉1点火之前锅炉1炉水加热时间，降低锅炉水冷壁104膨胀不均匀现象，从而缩短锅炉1启动时间；从而减少了点火前加热蒸汽耗量，从而降低锅炉启动排水。

2、在水冷壁104内水温在100℃以上190℃以下阶段，停止锅炉启动炉底循环加热系统，启用隔离启动炉底循环加热系统，使用邻机冷再蒸汽作为炉底加热汽源对锅炉1进行加热；操作步骤为：关闭阀门六40、锅炉启动循环加热泵19、除氧器6、给水泵20、高加28，通过除氧器6和高加28，打开阀门四39、阀门八37、阀门五21、邻机二抽和冷再供锅炉底部加热联箱5，此时冷再蒸汽与阀门一34、阀门二35、阀门七36、阀门三38、阀门九41均为关闭停止状态，利用邻机冷再蒸汽作为气源经降压降温到1.0~1.5mpa、温度320~350℃后替代辅汽做为炉底加热汽源，经过该汽源做底部加热后锅炉炉水温度提升到140~190℃，汽包压力达到0.2~0.8mpa，在锅炉1启动未投油状态下，达到锅炉1汽包起压，减少锅炉1投油时间约2~3小时，通过炉水温度提高可以进一步改善后续油枪的燃烧环境。

3、在水冷壁104内水温在190℃以上阶段，准备点火前，关闭锅炉启动炉底循环加热系统和隔离炉底冷再加热系统，投入首投磨及邻层热二次风启动提温系统，操作步骤为：打开邻炉首投磨燃烧器热二次风挡板31、邻炉邻层燃烧器热二次风挡板32、邻炉二次风挡板一33、热二次风联络挡板22、邻炉供热二次风挡板二43，关闭供邻炉热二次风挡板一24、邻层燃烧器热二次风挡板25、首投磨燃烧器热二次风挡板26和供邻炉热二次风挡板二30，在邻炉热二次风供给邻炉邻层燃烧器202和邻炉首投磨燃烧器201的同时，由邻炉热二次风道引一条热风管并分为两路：一路供首投磨燃烧器103，第二路供邻层燃烧器102，利用从邻炉热二次风引一风管至启动中锅炉1的首投磨燃烧器的热二次风及邻层燃烧器的热二次风系统中，这样可以达到改善启动初期燃油点火、完全燃烧环境及初投磨组煤粉点火、完全燃烧的环境。

4、随后点火，点火后，投入首投磨热一次风启动提温系统，操作步骤为：打开邻炉一次风挡板一29和邻炉一次风挡板二27、热一次风联络挡板23、一次风挡板二8、磨煤机13，关闭一次风挡板一4，将邻炉热一次风引一风管至启动中锅炉1的首投磨燃烧器103的热一次风系统中，这样可以达到提前暖磨、提前投磨、减少投油时间、节约燃油的目的。

另外，当一次风温度达到260度停运首投磨热一次风启动提温系统，当二次风温度达到260度停运首投磨及邻层热二次风启动提温系统。

另外，当锅炉1为工作锅炉，邻炉2为待启动锅炉时，投入首投磨及邻层热二次风启动提温系统时的操作步骤为：关闭邻炉首投磨燃烧器热二次风挡板31、邻炉邻层燃烧器热二次风挡板32、邻炉二次风挡板一33和邻炉供热二次风挡板二43，打开供邻炉热二次风挡板一24、邻层燃烧器热二次风挡板25、首投磨燃烧器热二次风挡板26、热二次风联络挡板22和供邻炉热二次风挡板二30；

投入首投磨热一次风启动提温系统的操作步骤为：关闭邻炉一次风挡板一29，打开邻炉一次风挡板二27、热一次风联络挡板23、一次风挡板二8、磨煤机13、一次风挡板一4。

本实用通过提高锅炉启动热一次风温、热二次风温改善点火至首投磨的燃烧环境；通过邻机冷再替代辅汽，对启动中的锅炉进行炉底加热，缩短了投油时间，减少投油消耗量；通过对废汽综合利用提高电厂经济运行及指标管理水平；通过增加启动炉底循环系统缩短启动时间，减小锅炉未点火的膨胀不均匀现象。

本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

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