雙∏型鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙∏型鍋爐，所述雙∏型鍋爐由兩臺半容量的∏型鍋爐對面布置而成。在鍋爐的中央設置爐膛，在爐膛兩側分別布置左側煙道和右側煙道。在爐膛頂部的左右兩側輻射受熱區中分別布置一次再熱器的高溫部分和二次再熱器的高溫部分，在左側煙道和右側煙道中分別布置一次再熱器的低溫部分和二次再熱器的低溫部分。上述一次再熱器或二次再熱器的高溫部分和低溫部分可布置在鍋爐的同側，或者在鍋爐兩側交叉布置。
【專利說明】雙Π型鍋爐【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐，更具體涉及一種具有雙切圓燃燒、雙煙道的雙Π型二次再熱超超臨界電站鍋爐。
【背景技術】
[0002]電站鍋爐依容量大小或要求效率的不同，可分為單通道鍋爐、具有一次再熱的雙通道鍋爐、具有二級再熱器的三通道鍋爐。依據卡諾循環原理，原則上蒸汽參數越高、加熱次數越多，則電站循環的效率越高。
[0003]有一種通用的電站鍋爐采用Π型布置，稱為Π型鍋爐。這種Π型鍋爐具有方柱形爐膛、水平煙道和垂直煙道。爐膛為煤粉的燃燒提供空間，其周圍布置大量水冷壁管，爐膛頂部布置了高溫過熱器。水冷壁和爐膛頂部的高溫過熱器是爐膛的輻射受熱面，輻射受熱面管內的水和蒸汽流過時吸收爐膛內的輻射熱。由爐膛頂部向側方引出水平煙道，在水平煙道內布置高溫過熱器和高溫再熱器。由水平煙道再向下布置垂直煙道，在豎直煙道內布置低溫再熱器、低溫過熱器和省煤器等設備。煙氣在經過水平煙道和豎直煙道的受熱面時以對流換熱為主要方式將熱量傳遞給工質，這些受熱面稱為對流受熱面。
[0004]在這種Π型鍋爐中，鍋爐的給水在經省煤器加熱后進入水冷壁下集箱。水在水冷壁中吸收爐膛內的輻射熱后達到飽和狀態，并使部分水蒸發變成飽和蒸汽，由此形成的汽水混合物向上流動并汽水分離器。分離出的飽和水蒸汽進入過熱器，在過熱器內吸熱后變成過熱蒸汽。由過熱器出來的過熱蒸汽通過主蒸汽管道進入汽輪機高壓缸做功。在汽輪機高壓缸做功后的過熱蒸汽被送回鍋爐的再熱器進行再加熱(一次再熱)，形成的(一次)再熱蒸汽被送往汽輪機的中壓缸做功。
[0005]理論上，為提高鍋爐一汽輪機組的循環效率，在汽輪機中壓缸做完功的一次再熱蒸汽可再次被送往鍋爐進行再加熱(二次再熱)，形成的二次再熱蒸汽可被送往汽輪機的低壓缸做功。然而，在發電廠實踐中，發電功率需要根據電網負荷等各種情況進行調節，為調節功率，需要調節鍋爐送往汽輪機的蒸汽溫度。由于在傳統的Π型鍋爐中，受制于其結構空間，如果增加二次再熱器，則一次再熱器和二次再熱器只能都設置在鍋爐的煙道中。如果在煙道中同時設置一次再熱器和二次再熱器，這樣，則對于一次再熱蒸汽和二次再熱蒸汽的溫度的分別獨立調節存在困難，由此造成再熱蒸汽溫度的調溫響應性非常差。一種解決問題的方式是在傳統的Π型鍋爐中不再設置二次再熱器，由此取消了送往汽輪機低壓缸的二次再熱蒸汽，但是這樣做，雖然提高了一次再熱蒸汽的調溫響應性，卻存在功率損失。
[0006]基于現有技術的Π型鍋爐中存在的問題，本實用新型提出了一種新型的雙Π型鍋爐，這種雙Π型鍋爐可以解決現有技術中存在的一個或多個上述問題。
實用新型內容
[0007]根據本實用新型 一個方面，提出一種雙Π型鍋爐，其特征在于，所述雙Π型鍋爐由兩臺半容量的Π型鍋爐對面布置而成，在鍋爐的中央設置爐膛，在爐膛兩側分別布置左側煙道和右側煙道，在爐膛上部的左右兩側輻射受熱區中分別布置一次再熱器的高溫部分和二次再熱器的高溫部分，在左側煙道和右側煙道中分別布置一次再熱器的低溫部分和二次再熱器的低溫部分。
[0008]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，上述一次再熱器的高溫部分和低溫部分布置在鍋爐的同一側，并且上述二次再熱器高溫部分和低溫部分布置在鍋爐的同一側。
[0009]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，上述一次再熱器的高溫部分和低溫部分在鍋爐的左右兩側交叉布置，并且二次再熱器的高溫部分和低溫部分在鍋爐的左右兩側交叉布置。一次再熱器和二次再熱器的高溫部分和低溫部分在鍋爐左右兩側交叉布置可以平衡一次再熱蒸汽和二次再熱蒸汽因鍋爐煙氣系統的微小不平衡引起的溫度不平衡。
[0010]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，在爐膛頂部的輻射受熱區布置了高溫受熱面，在左側煙道和右側煙道內均布置了低溫受熱面。
[0011]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，對鍋爐的過熱蒸汽溫度采用煤水比加噴水減溫并配合燃燒器擺動的調溫方式進行調節。
[0012]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，對鍋爐的一次再熱蒸汽溫度和二次再熱蒸汽溫度采用擺動燃燒器加事故噴水的調溫方式進行調節。
[0013]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，在左側煙道和右側煙道上分別布置一臺引風機，用于調節兩側煙氣量。
[0014]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，在爐膛內采用雙切圓燃燒方式燃燒，并且采用小燃燒器多點燃燒方式燃燒。以降低火焰燃燒溫度，減少NOx的生成。
[0015]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，鍋爐主蒸汽壓力在28_35MPa之間，主蒸汽溫度在600-700°C之間，一次再熱蒸汽溫度在620-730°C之間，二次再熱蒸汽溫度在620-730°C之間。
[0016]根據一個優選實施方式，上述雙Π型鍋爐包括脫硝裝置和空氣預熱器，其中所述脫硝裝置和所述空氣預熱器分別在左右兩個煙道垂直方向上分開布置。
[0017]根據一個優選實施方式，在上述雙Π型鍋爐中，在鍋爐頂部沿著鍋爐前后方向布置過熱蒸汽出口集箱、一次再熱蒸汽出口集箱和二次再熱蒸汽出口集箱。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1示出根據本實用新型的雙Π型鍋爐的正面視圖。
[0019]圖2示出根據本實用新型的雙Π型鍋爐的俯視圖。
[0020]圖3示出根據本實用新型的雙Π型鍋爐的側面視圖。
【具體實施方式】
[0021]以下將結合附圖詳細描述根據本實用新型的雙Π型鍋爐的【具體實施方式】。在附圖中示出了根據本實用新型的雙Π型鍋爐的示意圖。應當指出的是，附圖和以下所描述的【具體實施方式】僅僅是示例，而不構成對本實用新型的限制。
[0022]圖1示出了根據本實用新型的雙Π型鍋爐的正面視圖，圖2示出根據本實用新型的雙Π型鍋爐的俯視圖，圖3示出根據本實用新型的雙Π型鍋爐的側面視圖。[0023]如圖1和圖2所示，根據本實用新型的雙Π型鍋爐是由兩個傳統的半容量的Π型鍋爐對面設置而成，例如可由兩個300MW的Π型鍋爐組成一個600MW的雙Π型鍋爐。雙Π型鍋爐的中間是長方形的爐膛，這個長方形的爐膛由兩個傳統的方形爐膛組合而成，只是去掉了兩個傳統的方形爐膛之間的水冷壁。由爐膛上部向左引出左側煙道，由爐膛上部向右引出右側煙道。左側煙道包括左側水平煙道和左側垂直煙道，右側煙道包括右側水平煙道和右側垂直煙道。爐膛的四周是水冷壁，下部設置了排渣裝置。
[0024]在本實用新型中，鍋爐的左側和右側定義為圖1中所觀察的鍋爐的左側和右側，而垂直于圖1的紙面的方向定為鍋爐的前后方向，即圖2所示的上方為鍋爐的后方，圖2所示的下方為鍋爐的前方。
[0025]如圖2所示，燃燒器在長方形爐膛中采用雙切圓燃燒方式進行燃燒，左側爐膛和右側爐膛內煤粉氣流的旋轉方向相反。由燃燒器噴出的煤粉氣流在爐膛內進行懸浮燃燒，釋放出熱量，燃燒火焰中心可具有1500°C甚至更高的溫度。
[0026]在根據本實用新型的雙Π型鍋爐中，由于采用雙切圓燃燒方式進行燃燒，因此燃燒器的數量比同等功率的Π型鍋爐增加一倍甚至更多(例如120%)，由此使得爐膛內著火點更加分散。此外，本實用新型的雙Π型鍋爐的磨煤機的數量也比同等功率的Π型鍋爐的磨煤機數量有所增加，由此使得送往燃燒器的煤粉顆粒更細、更均勻。因此可以增加爐內燃燒的還原性氣氛，有效的減少氮氧化物(NOx)的生成，有利于減少環境污染。
[0027]如圖1所示，在爐膛頂部的輻射受熱區布置了高溫過熱器1、一次再熱器的高溫部分2 (也稱為高溫一次再熱器)、二次再熱器的高溫部分3 (也稱為高溫二次再熱器)以及中溫過熱器5。其中高溫過熱器I和高溫一次再熱器2布置在左側爐膛頂部，高溫二次再熱器3和中溫過熱器5布置在右側爐膛頂部。然而這種布置方式僅僅是示例，為了實現本實用新型的目的，可采用其他布置方式，只要高溫過熱器1、高溫一次再熱器2和高溫二次再熱器3布置在爐膛的輻射受熱區即可。
[0028]在圖1中還示出一部分中溫過熱器4布置在由爐膛上部左側引出的左側水平煙道中。當然，也可以在右側水平煙道中布置一部分中溫過熱器。由于水平煙道屬于鍋爐的高溫對流換熱區，因此，為實現本實用新型的目的，也可以將一次再熱器和二次再熱器的高溫受熱面的一部分布置在左側水平煙道或者右側水平煙道。
[0029]如圖1所示，由左側水平煙道向下引出左側垂直煙道，在左側垂直煙道中由上向下依次布置了再熱器(可以是一次再熱器，也可以是二次再熱器)的低溫部分(也稱為低溫再熱器)6、低溫過熱器7、省煤器8和脫硝裝置9。煙氣由脫硝裝置9出來后引入空氣預熱器10。由右側水平煙道向下引出右側垂直煙道，在右側垂直煙道中由上向下依次布置了再熱器(可以是一次再熱器，也可以是二次再熱器)的低溫部分(也稱為低溫再熱器)6、低溫過熱器7、省煤器8和脫硝裝置9。煙氣由脫硝裝置9出來后也引入空氣預熱器10，對空氣預熱器10內的空氣進行加熱，空氣預熱器10內被加熱的空氣將被送入磨煤機(未示出)和燃燒器11。離開空氣預熱器10的低溫煙氣(通常在110?160°C之間)將被送往除塵器進行除塵，然后被送往引風機，再送往脫硫裝置進行脫硫，然后通過煙?排放到大氣中去。根據本實用新型，上述脫硝裝置和后面的空氣預熱器脫開布置，即兩者不布置在同一垂直區域內。在脫硝裝置的垂直下部布置一組灰斗12，用于粗灰排放和部分固態或流態、半流態脫硝副產物的排放，由此可減緩或減少空氣預熱器的運行中的堵塞問題。[0030]在根據本實用新型的雙Π型鍋爐中，一次再熱器、二次再熱器的高溫部分和低溫部分可在鍋爐同側布置或者在鍋爐兩側交叉布置。采用同側布置方式時，例如一次再熱器的高溫部分布置在爐膛左側頂部的輻射受熱區，而一次再熱器的低溫部分布置在左側垂直煙道中；而二次再熱器的高溫部分布置在爐膛右側頂部的輻射受熱區，二次再熱器的低溫部分布置在右側垂直煙道中。而采用兩側交叉布置時，例如一次再熱器的高溫部分布置在爐膛左側頂部的輻射受熱區，而一次再熱器的低溫部分布置在右側垂直煙道中；而二次再熱器的高溫部分布置在爐膛右側頂部的輻射受熱區，而二次再熱器的低溫部分布置在左側垂直煙道中。在本實用新型中，兩側交叉布置方式是優選的，因為一次再熱器和二次再熱器的高溫部分和低溫部分在鍋爐左右兩側交叉布置可以平衡一次再熱蒸汽和二次再熱蒸汽因鍋爐煙氣系統的微小不平衡引起的溫度不平衡。
[0031]在根據本實用新型的雙Π型鍋爐中，在鍋爐頂部布置過熱蒸汽出口集箱21、一次再熱蒸汽出口集箱22和二次再熱蒸汽出口集箱23。由于煙道在爐膛的左右兩側布置，因此過熱蒸汽出口集箱21、一次再熱蒸汽出口集箱22和二次再熱蒸汽出口集箱23可以沿著鍋爐的前后方向布置并匯集引出(如圖2所示)，然后向下引向汽輪機房。由此可有效減少輸送主蒸汽、一次再熱蒸汽和二次再熱蒸汽的主管道的長度，減少管道阻力并節省管道投資。
[0032]根據本實用新型的雙Π型鍋爐的燃燒系統具有兩個通道，即左側燃燒通道和右側燃燒通道。在左側燃燒通道中，煤粉在爐膛內雙切圓燃燒，產生的煙氣進入左側水平煙道，然后進入左側垂直煙道，再進入左側空氣預熱器，再進入左側除塵器，再進入左側引風機，再進入脫硫裝置，最后通過煙?排出。在右側燃燒通道中，煤粉在爐膛內雙切圓燃燒，產生的煙氣進入右側水平煙道，然后進入右側垂直煙道，再進入右側空氣預熱器，再進入右側除塵器，再進入右側引風機，再進入脫硫裝置，最后通過煙?排出。
[0033]根據本實用新型的雙Π型鍋爐的汽水系統具有三個通道，即主蒸汽通道、一次再熱蒸汽通道、二次再熱蒸汽通道。
[0034]首先簡要描述主蒸汽通道。鍋爐給水經省煤器預熱后進入水冷壁下集箱，在水冷壁中吸收爐膛內的輻射熱后達到飽和狀態，并使部分水蒸發變成飽和蒸汽，由此形成的汽水混合物向上流動進入汽水分離器，分離出的飽和水蒸汽先進入低溫過熱器，再進入中溫過熱器，然后進入高溫過熱器，由高溫過熱器出來的過熱蒸汽進入過熱蒸汽出口集箱，然后通過主蒸汽管道送往汽輪機超高壓缸做功。
[0035]接下來描述一次再熱蒸汽通道。在汽輪機超高壓缸中做功后的蒸汽由汽輪機超高壓缸排出，然后通過一次再熱冷段蒸汽管道送往低溫一次再熱器，再送往高溫一次再熱器，由高溫一次再熱器出來的高溫一次再熱蒸汽進入一次再熱蒸汽出口集箱，然后通過一次再熱蒸汽管道送往汽輪機高壓缸做功。
[0036]接下來描述二次再熱蒸汽通道。在汽輪機高壓缸中做功后的蒸汽由汽輪機高壓缸排出，然后通過二次再熱冷段蒸汽管道送往低溫二次再熱器，再送往高溫二次再熱器，由高溫二次再熱器出來的高溫二次再熱蒸汽進入二次再熱蒸汽出口集箱，然后通過二次再熱蒸汽管道送往汽輪機中壓缸做功。
[0037]在根據本實用新型的雙Π型鍋爐中，由于過熱器、一次再熱器和二次再熱器的高溫部分都布置在爐膛內的輻射受熱區，因此對蒸汽溫度的調節主要采用如下方式進行調節:對于主蒸汽溫度的調節煤水比加噴水減溫的方式；對一次再熱蒸汽溫度和二次再熱蒸汽溫度的調節采用擺動燃燒器加事故噴水減溫的方式。這種調溫方式對蒸汽溫度的調節是極其快速的，因此根據本實用新型的雙Π型鍋爐改善了鍋爐的調溫特性，提高了鍋爐的調溫響應性，使得調溫響應速度更快、更均衡。
[0038]根據本實用新型，在左側煙道和右側煙道中分別設置了獨立的引風機。當一次再熱器和二次再熱器由于傳熱特性引起的蒸汽溫度的微小不平衡可以通過分別設置在左側煙道和右側煙道上的引風機偏置來調節。其中引風機偏置指的是在保證兩臺引風機的總出風量不變的情況下，微調兩臺引風機的出風量來微小改變兩側煙道的煙氣流量。通過引風機偏置的調溫方式優于于煙道擋板調節方式，因為在煙道內設置擋板會增加煙氣阻力，增加廠用電的消耗。
[0039]根據本實用新型的雙Π型鍋爐的蒸汽參數如下:鍋爐主蒸汽壓力在28_35MPa之間，主蒸汽溫度在600-700°C之間，一次再熱蒸汽壓力在4-15MPa之間，一次再熱蒸汽溫度在620-730°C之間，二次再熱蒸汽壓力在2-6MPa之間，二次再熱蒸汽溫度在620_730°C之間。
[0040]本文以上所述和所示出的實施方式僅是示例性的而非限制性的。本實用新型的保護范圍由權利要求書確定，而非前文描述及附圖確定。在不脫離本實用新型的主旨情況下，本實用新型可以其它多種具體形式來實施。
【權利要求】
1.一種雙Π型鍋爐，其特征在于，所述雙Π型鍋爐由兩臺半容量的Π型鍋爐對面布置而成，在鍋爐的中央設置爐膛，在爐膛兩側分別布置左側煙道和右側煙道，在爐膛上部的左右兩側輻射受熱區中分別布置一次再熱器的高溫部分和二次再熱器的高溫部分，在左側煙道和右側煙道中分別布置一次再熱器的低溫部分和二次再熱器的低溫部分。
2.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，所述一次再熱器的高溫部分和低溫部分布置在鍋爐的同一側，并且所述二次再熱器高溫部分和低溫部分布置在鍋爐的同一側。
3.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，所述一次再熱器的高溫部分和低溫部分在鍋爐的左右兩側交叉布置，并且所述二次再熱器的高溫部分和低溫部分在鍋爐的左右兩側交叉布置。
4.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，在爐膛頂部的輻射受熱區布置了高溫受熱面，在左側煙道和右側煙道內均布置了低溫受熱面。
5.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，對鍋爐的過熱蒸汽溫度采用煤水比加噴水減溫并配合燃燒器擺動的調溫方式進行調節。
6.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，對鍋爐的一次再熱蒸汽溫度和二次再熱蒸汽溫度采用擺動燃燒器加事故噴水的調溫方式進行調節。
7.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，在左側煙道和右側煙道上分別布置一臺引風機，用于調節兩側煙氣量。
8.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，在爐膛內采用雙切圓燃燒方式燃燒。
9.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，在爐膛內采用小燃燒器多點燃燒方式燃燒。
10.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，鍋爐主蒸汽壓力在28-35MPa之間，主蒸汽溫度在600-700°C之間，一次再熱蒸汽溫度在620-730°C之間，二次再熱蒸汽溫度在620-730°C之間。
11.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，所述雙Π型鍋爐包括脫硝裝置和空氣預熱器，脫硝裝置和所述空氣預熱器分別在左右兩個煙道垂直方向上分開布置。
12.如權利要求1所述的雙Π型鍋爐，其特征在于，在鍋爐頂部沿著鍋爐前后方向布置過熱蒸汽出口集箱、一次再熱蒸汽出口集箱和二次再熱蒸汽出口集箱。
【文檔編號】F22B31/08GK203533511SQ201320483914
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】錢戈金, 張彥軍, 胡修奎, 趙平, 易廣宇, 張殿軍, 何勇, 黃鶯, 尹朝強, 李衛東 申請人:華能國際電力股份有限公司, 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司, 哈爾濱鍋爐廠有限責任公司