本发明专利技术一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉涉及一种燃煤火电站使用的与参数优化的720℃高效超超临界二次再热汽轮机组配套的高效、安全、低排放、低造价的720℃高效超超临界二次再热电站锅炉。锅炉侧的主蒸汽进口参数优化为590℃42MPa；一次再热蒸汽参数优化为，723℃10.5MPa；二次再热蒸汽参数优化为603℃2.1MPa；尾部烟道由分隔墙分为前、中、后烟道；喷射器热一次风调节挡板在锅炉中、低负荷时开启，控制喷射器热一次风调节挡板开度和投入个数使一次再热汽温可以在40％至100％BMCR区间维持在额定值；改变沿炉宽方向调温风-烟喷射器的投入次序和投入个数，可以补偿减小高温受热面的沿炉宽方向的热偏差。
【技术实现步骤摘要】
一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉(一)
：本专利技术一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉涉及一种燃煤火电站使用的与参数优化的720℃高效超超临界二次再热汽轮机组配套的高效、安全、低排放、低造价的720℃高效超超临界二次再热电站锅炉。(二)
技术介绍
：迄今为止，全世界在执行中的700℃等级的超超临界燃煤发电技术开发计划共有4个：欧洲AD700的17年计划(1998～2014)；日本的A-USC的9年计划(2008～2016)；美国的A-USC的15年计划(2001～2015)；中国于2010年提出700℃超超临界发电技术开发路线图(2010～2015)，路线图目标参数：压力≥35MPa、温度≥700℃、机组容量≥600MW，2015年开始建设。无一例外，这些计划遭遇到各种困难，在2020年之前难以见到投入商业运行的示范机组。以上计划，应该讲对机组的净热效率，也就是机组的供电热效率的期望值并不算太高：中国≥46％；日本≈46％；美国≈45％-47％；欧盟≈50％(LHV)。现有技术研发中的示范700℃等级的高效超超临界二次再热机组的主要技术规范数据：汽机侧主蒸汽压力35MPa；主蒸汽温度700℃；一次再热温度720℃；二次再热温度720℃；锅炉侧主蒸汽压力35MPa；主蒸汽温度700℃；一次再热温度723℃；二次再热温度723℃；最大连续流量2342.4t/h；铭牌及最大保证连续出力1050MW；背压4.9kPa；额定工况给水温度315.5℃；抽汽背压小机汽源1抽10.7MPa494℃，小机提供2抽、3抽、4抽，排汽至除氧器；2抽压力5.7MPa422℃，3抽压力3.1MPa366℃，4抽压力1.78MPa295℃；抽汽背压小机进汽量419t/h；汽轮机组热耗6744kJ/kWh；发电煤耗(相对锅炉效率94％)244.8g/kWh；供电标准煤耗(相对厂用电率4％)254.6g/kWh；供电热效率48.3％。现有技术认为回热级数越多，抽汽管道压降越小，加热器端差越小，给水温度越高的给水回热系统是越接近理想的给水回热系统；充分利用较低压力的抽汽可以增大回热做功比，降低机组热耗。现有技术研发中的700℃/720℃/720℃二次再热的回热系统配有4级高压加热器和分离的蒸汽冷却器；一级除氧器；5级低压加热器。现有技术认为回热级数由8级增加到10级，可获取约0.2％的热耗得益。现有技术采用大、小汽轮机双机回热抽汽系统，以降低回热系统高压加热器的高温风险。高压加热器到除氧器的回热抽汽来自再热前的蒸汽膨胀过程，低加回热抽汽则来自大机再热后蒸汽膨胀过程的低温段。现有技术1000MW及以上容量的机组采用双轴、双发电机，超高压缸、高压缸布置在高位；中压缸、低压缸布置在低位的5缸4排汽或者7缸6排汽方案，以减少高温镍基蒸汽管道的长度。与同容量的一次再热机组相比，二次再热机组的中压缸进、出口压力要低很多，中压缸进、排汽比容大幅度增加，容积流量是同容量的一次再热机组的两倍以上，700℃等级的高效超超临界二次再热机组比600℃等级的超超临界二次再热机组，容积流量增加得更多。对于1350MW容量的700℃等级的高效超超临界二次再热机组，现有技术需要采用两个中压缸的机型配置。与同容量的一次再热机组相比，二次再热机组的低压缸进口压力降低、蒸汽比容增加，中低压联通管及低压缸进汽腔室需要放大；与同容量的600℃等级的超超临界二次再热机组相比，700℃等级的高效超超临界二次再热机组的中低压联通管及低压缸进汽腔室需要更大。现有技术的605℃/623℃/623℃超超临界锅炉主蒸汽调温方式：煤水比+喷水减温+摆动喷燃器，可确保过热蒸汽出口温度在30％～100％BMCR工况下均能达到605℃；再热蒸汽调温方式：烟气挡板+摆动燃烧器，可确保一次再热蒸汽出口温度在50％～100％BMCR工况下能达到623℃；但二次再热蒸汽出口温度只能在65％～100％BMCR工况下能达到623℃。现有技术研发中的700℃/723℃/723℃二次再热锅炉主蒸汽调温方式会沿用煤水比+喷水减温+摆动喷燃器；一次再热汽温和二次再热汽温的调温方式尚不明确。一种720℃高效超超临界二次再热汽轮机组的优化方案将汽机侧主蒸汽进口参数优化为585℃40.0MPa；一次再热蒸汽参数优化为720℃10.0MPa；二次再热蒸汽参数优化为600℃1.98MPa。相对应的锅炉侧的主蒸汽进口参数为590℃42.0MPa；一次再热蒸汽参数为723℃10.5MPa；二次再热蒸汽参数为603℃2.1MPa。(三)
技术实现思路
：所要解决的技术问题：1.提供一种燃煤火电站使用的与参数优化的720℃高效超超临界二次再热汽轮机组配套的高效、安全、低排放、低造价的720℃高效超超临界二次再热电站锅炉；2.取代现有技术35MPa700℃的主蒸汽参数，优化为42MPa590℃的主蒸汽参数，锅炉主蒸汽系统可以不使用镍基高温合金材料；3.锅炉侧主汽压力42MPa时主汽温度590℃，当主汽压力滑降到31.5MPa时，主汽温度滑升到605℃，可以充分利用成熟材料的高温抗蠕变性能；4.现有技术一次再热器系统进口温度494℃，二次再热器系统更高达578℃，由于一再、二再进口温度高，明显限制了一再、二再的吸热量，增加了锅炉高温过热器、高温一次再热器、高温二次再热器的镍基合金受热面的用量，而且造成锅炉尾部烟道内低温一次再热器受热面、低温二次再热器受热面短缺，进入SCR脱硝装置烟温过高，锅炉排烟温度升高，锅炉效率下降；5.取代现有技术锅炉侧4.75MPa723℃的二次再热蒸汽参数，优化为2.1MPa603℃的二次再热蒸汽参数，锅炉二次再热系统可以不使用镍基高温合金材料；6.在一种720℃高效超超临界二次再热机组的优化方案中，与现有技术相比，一次再热器系统的吸热量大幅度增加，一次再热蒸汽的吸热量与二次再热蒸汽的吸热量之和也增大；一次再热蒸汽出口温度在65％～100％BMCR工况下能达到723℃，但一次再热蒸汽出口温度在65％～50％BMCR工况下将难以达到723℃；7.炉烟再循环风机的入口接在省煤器的出口时，高粉尘、较高工作温度、较低的烟气重度、较高转速使炉烟再循环风机的可靠性降低，MTBF(MeanTimeBetweenFailures)下降，电耗增大；炉烟再循环风机的入口接在除尘器的出口时空气预热器烟侧流量增加10％到20％，会引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降，炉烟再循环风机需要较高压头，电耗巨大；炉烟再循环风机的入口接在引风机出口时，同样，空气预热器烟侧流量会增加10％到20％，引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降，并且引风机电耗上升10％到20％。解决其技术问题采用的技术方案：采取与现有技术不同的技术路线，本专利技术的目的是提供一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉与参数优化的720℃高效超超临界二次再热汽轮机组配套，提供一种高效、安全、低排放、低造价的720℃高效超超临界二次再热电站锅炉。本专利技术一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉涉及一种燃煤火电站使用的与参数优化的720℃高效超超临界二次再热汽轮机组配套的高效、安全、低排放、低造价的720℃高效超超临界二次再热电站锅炉；包括炉膛及燃烧器(1)、墙式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉，其特征在于：包括炉膛及燃烧器(1)、墙式一次超高温再热器(24)、屏式过热器(2)、一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)、折烟角(7)、风‑烟喷射器关断挡板(8)、调温风‑烟喷射器(9)、喷射器停用保护冷却风挡板(10)、分离二次风风箱(11)、省煤器(12)、一次低温再热器(13)、二次低温再热器(14)、低温过热器(15)、喷射器热一次风调节挡板(16)、前烟道烟气调节挡板(19)、中烟道烟气调节挡板(17)、后烟道烟气调节挡板C18)、超音速汽流喷嘴(23)、超音速汽流喷嘴定位套板(20)、顶棚管(21)、顶棚管鳍片(22)；锅炉侧的主蒸汽参数优化为590℃42.0MPa，当主汽压力滑降到31.5MPa时，主汽温度滑升到605℃；一次再热蒸汽参数优化为723℃10.5MPa；二次再热蒸汽参数优化为603℃2.1MPa；尾部烟道由分隔墙分为前烟道、中烟道、后烟道，三烟道内布置的受热面均采用支撑结构；前烟道内布置一次低温再热器(13)和省煤器(12)，中烟道内布置二次低温再热器(14)和省煤器(12)，后烟道内布置低温过热器(15)和省煤器(12)；前烟道出口设置前烟道烟气调节挡板(19)，中烟道出口设置中烟道烟气调节挡板(17)，后烟道出口设置后烟道烟气调节挡板(18)；调温风‑烟喷射器(9)的烟气吸入口设置在前烟道的前墙，烟风混合物出口设置在折烟角(7)的下部；在锅炉高、中负荷时，调节后烟道烟气调节挡板(18)控制低温过热器(15)与二次低温再热器(14)、一次低温再热器(13)之间的吸热量分配，调节中烟道烟气调节挡板(17)和前烟道烟气调节挡板(19)控制二次低温再热器(14)与一次低温再热器(13)之间的吸热量分配使一次再热气温和二次再热汽温达额定值；在锅炉中、低负荷和/或一次高温再热器(5)沾污系数增大时，热一次风经喷射器热一次风调节挡板(16)进入调温风‑烟喷射器(9)，打开风‑烟喷射器关断挡板(8)，从一次低温再热器(13)后抽吸烟气，烟风混合物在折烟角(7)下部进入锅炉炉膛，烟风混合物改变炉膛内辐射换热量和对流换热量的比例、增加烟气容积流量，增加一次低温再热器(13)和一次高温再热器(5)的吸热量提高一次再热汽温，控制喷射器热一次风调节挡板(16)开度使二次再热汽温运行在额定值；烟风混合物与炉膛高温主烟气流混合后，不但有效降低屏底烟温和炉膛出口烟温，也有效降低屏式过热器(2)的吸热量；调温风‑烟喷射器(9)的数量与分离二次风喷嘴一排的数量相同，调温风‑烟喷射器(9)可以逐个投入，在DCS控制下，改变沿炉宽方向调温风‑烟喷射器(9)的投入次序和投入个数，可以补偿、减小一次中温再热器(3)和高温过热器(4)沿炉宽方向的热偏差；调温风‑烟喷射器(9)停运时，关闭风‑烟喷射器关断挡板(8)，打开喷射器停用保护冷却风挡板(10)；在顶棚布置强指向超音速汽流蒸汽吹灰系统，DCS控制各组超音速汽流喷嘴的持续吹灰时间和间隔时间，可以进一步补偿各高温受热面的热偏差；一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)采用大横向节距，提高各高温受热面的抗烟侧堵塞能力；屏式过热器(2)、一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)全部使用抗内壁氧化的耐热奥氏体不锈钢；墙式一次超高温再热器(24)布置在前墙上部，使用镍基耐热合金受热面，进口联箱在高位，出口联箱在低位，可以减少镍基耐热合金的便用量。...
【技术特征摘要】
1.一种720℃高效超超临界二次再热电站锅炉，其特征在于：涉及一种燃煤火电站使用的与参数优化的720℃高效超超临界二次再热汽轮机组配套的高效、安全、低排放、低造价的720℃高效超超临界二次再热电站锅炉；包括炉膛及燃烧器(1)、墙式一次超高温再热器(24)、屏式过热器(2)、一次中温再热器(3)、高温过热器(4)、一次高温再热器(5)、二次高温再热器(6)、折烟角(7)、风-烟喷射器关断挡板(8)、调温风-烟喷射器(9)、喷射器停用保护冷却风挡板(10)、分离二次风风箱(11)、省煤器(12)、一次低温再热器(13)、二次低温再热器(14)、低温过热器(15)、喷射器热一次风调节挡板(16)、前烟道烟气调节挡板(19)、中烟道烟气调节挡板(17)、后烟道烟气调节挡板(18)、超音速汽流喷嘴(23)、超音速汽流喷嘴定位套板(20)、顶棚管(21)、顶棚管鳍片(22)；锅炉侧的主蒸汽参数优化为590℃42.0MPa，当主汽压力滑降到31.5MPa时，主汽温度滑升到605℃；一次再热蒸汽参数优化为723℃10.5MPa；二次再热蒸汽参数优化为603℃2.1MPa；尾部烟道由分隔墙分为前烟道、中烟道、后烟道，三烟道内布置的受热面均采用支撑结构；前烟道内布置一次低温再热器(13)和省煤器(12)，中烟道内布置二次低温再热器(14)和省煤器(12)，后烟道内布置低温过热器(15)和省煤器(12)；前烟道出口设置前烟道烟气调节挡板(19)，中烟道出口设置中烟道烟气调节挡板(17)，后烟道出口设置后烟道烟气调节挡板(18)；调温风-烟喷射器(9)的烟气吸入口设置在前烟道的前墙，烟风混合物出口设置在折烟角(7)的下部；在锅炉高、中负荷时，调节后烟道烟气调节挡板(18)控制低温过热器(15)与二次低温再热器(14)、一次低温再热器(13)之间的吸热量分配，调节中烟道烟气调节挡板(17)和前烟道烟气调节挡板(19)控制二次低温再热器(14)与一次低温再热器(13)之间的吸热量分配使一次再热气温和二次再热汽温达额定值；在锅炉中、低负荷和/或一次高温再热器(5)沾污系数增大时，热一次风经喷射器热一次风调节挡板(16)进入调温风-烟喷射器(9)，打开风-烟喷射器关断挡板(8)，从一次低温再热器(13)后抽吸烟气，烟风混合物在折烟角(7)下部进入锅炉炉膛，烟风混合物改变炉膛内辐射换热量和对流换热量的比例、增加烟气容积流量，增加一次低温再热器(13)和一次高温再热器(5)的吸热量提高一次再热汽温，控制喷射器热一次风调节挡板(16)开度使一次再热汽温运行在额定值；烟风混合物与炉膛高温主烟气流混合后，不但有效降低屏底烟温和炉膛出口烟温，也有效降低屏式过热器(2)的吸热量...
【专利技术属性】
技术研发人员：章礼道，
申请(专利权)人：章礼道，
类型：发明
国别省市：山东;37
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