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CN111981469A - 一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统 - Google Patents

一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统 Download PDF

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CN111981469A
CN111981469A CN202010813104.XA CN202010813104A CN111981469A CN 111981469 A CN111981469 A CN 111981469A CN 202010813104 A CN202010813104 A CN 202010813104A CN 111981469 A CN111981469 A CN 111981469A
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flue
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王欢
于兴宝
张凯
刘帅
王海旭
郑剑刚
安宝宏
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Datang Yuncheng Power Generation Co Ltd
Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
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Datang Yuncheng Power Generation Co Ltd
Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

本发明涉及一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，包括炉膛，炉膛侧壁上设有烟气再循环下层喷口、燃烧器、燃尽风喷口、烟气再循环上层喷口，烟气再循环上层喷口位于最上层燃尽风喷口竖直上方，烟气再循环下层喷口位于最下层燃烧器竖直下方；炉膛与除尘器出口烟道之间设有再循环烟气母管，再循环烟气母管包括上层再循环烟气母管及下层再循环烟气母管，上层再循环烟气母管一端与烟气再循环上层喷口连通，另一端与下层再循环烟气母管连通；下层再循环烟气母管一端与烟气再循环下层喷口连接，另一端依次通过空气预热器、再循环风机与除尘器出口烟道连通。本发明能够实现一次再热和二次再热蒸汽温度的灵活调整，有效地提升锅炉热效率。

Description

一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统。
背景技术
目前，我国仍然以燃煤火力发电为最主要的发电方式，在化石能源逐渐减少以及环保压力越来越大的背景下，采用高效、低污染的洁净煤燃烧技术是满足当前节能减排要求的有效措施。二次再热技术是一种能有效提高机组热电转换效率的方法，是大容量、高参数超超临界机组的发展方向之一。
现有二次再热技术具有如下技术缺陷：
1)不能实现一次再热和二次再热蒸汽温度的灵活调整。
2)炉膛出口烟温不均匀，造成屏式过热器等对流受热面结渣。
3)炉膛燃烧扰动大。
4)一次风侧向烟气侧容易漏风。
5)再循环烟气母管容易堵灰，再循环风机叶片容易磨损。
6)锅炉热效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，以解决上述技术问题。
本发明提供了一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，包括炉膛，所述炉膛出口依次连接有炉膛上部水平烟道、炉膛右侧竖直烟道、炉膛尾部烟道；所述炉膛尾部烟道内依次设有SCR催化剂层、空气预热器及除尘器，所述除尘器出口烟道通过引风机与烟囱连接；
所述炉膛侧壁上设有烟气再循环下层喷口、燃烧器、燃尽风喷口、烟气再循环上层喷口，所述烟气再循环上层喷口位于最上层燃尽风喷口的竖直上方，所述烟气再循环下层喷口位于最下层燃烧器的竖直下方；
所述炉膛与除尘器出口烟道之间设有再循环烟气母管，所述再循环烟气母管包括上层再循环烟气母管及下层再循环烟气母管，所述上层再循环烟气母管一端与烟气再循环上层喷口连通，另一端与所述下层再循环烟气母管连通；所述下层再循环烟气母管一端与所述烟气再循环下层喷口连接，另一端依次通过空气预热器、再循环风机与所述除尘器出口烟道连通；所述烟气再循环上层喷口的入口设有上层烟气再循环挡板门，所述烟气再循环下层喷口的入口设有下层烟气再循环挡板门。
进一步地，所述空气预热器沿顺时针方向依次布置有再循环烟气侧、一次风侧、二次风侧、烟气侧，所述再循环烟气侧两旁分别紧临所述烟气侧和一次风侧；所述下层再循环烟气母管紧邻所述一次风侧和烟气侧布置。
进一步地，所述炉膛上部水平烟道内依次设有分割屏过热器、后屏过热器、末级过热器、第一一次高温再热器、第一二次高温再热器。
进一步地，所述炉膛右侧竖直烟道内设有第二一次低温再热器、第二二次低温再热器、省煤器及调温挡板，所述第二一次低温再热器、第二二次低温再热器沿水平方向并列布置，所述省煤器对应布置于所述第二一次低温再热器、第二二次低温再热器下方，所述调温挡板沿竖直方向布置于左侧第二一次低温再热器、省煤器与右侧第二二次低温再热器、省煤器之间。
借由上述方案，通过超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，具有如下技术效果：
1)将除尘器出口烟道侧面抽取的部分烟气经空气预热器加热后送入锅炉炉膛，炉膛内烟气量有所增加，烟气在炉内的停留时间减短，炉膛辐射吸热量下降、对流受热面传热量增加，且越处于烟气流程下游的受热面，其吸热量增加得越多，此时再热蒸汽温度会显著升高，从而改变了炉膛内各受热面的吸热量份额，实现一次再热和二次再热蒸汽温度的灵活调整。
2)当再循环烟气经烟气再循环上层喷口进入炉膛，炉膛辐射吸热量下降的同时炉膛出口烟温也随之降低，通过调节上层烟气再循环挡板门开度可以降低和均匀炉膛出口烟温，防止屏式过热器等对流受热面结渣及减少其热偏差，起到了良好的保护作用。
3)烟气再循环系统上下层挡板门开度协调调整可以减轻炉膛燃烧扰动，使炉内燃烧更趋合理化，有效地实现炉膛合理燃烧和再热汽温的提升。
4)空气预热器的再循环烟气侧两旁紧临一次风侧和烟气侧，有效减少一次风侧向烟气侧的漏风；
5)烟气再循环系统从除尘器出口抽取部分烟气，此时的烟气中只含有少量的飞灰颗粒，有效地减轻再循环烟气母管的堵灰和再循环风机叶片的磨损，同时降低引风机出力；
6)再循环烟气经空气预热器加热可以提高再循环烟气温度，降低排烟温度，有效地提升锅炉热效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是本发明超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统的结构示意图；
图2是本发明超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统空气预热器的结构示意图。
图中标号：
1-炉膛；2-烟气再循环下层喷口；3-燃烧器；4-燃尽风喷口；5-烟气再循环上层喷口；6-分割屏过热器；7-后屏过热器；8-末级过热器；9-第一一次高温再热器；10-第一二次高温再热器；11-第二一次低温再热器；12-第二二次低温再热器；13-省煤器；14-调温挡板；15-SCR催化剂层；16-空气预热器；17-除尘器；18-引风机；19-烟囱；20-再循环风机；21-再循环烟气母管；22-下层烟气再循环挡板门；23-上层烟气再循环挡板门；24-再循环烟气侧；25-一次风侧；26-二次风侧；27-烟气侧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，包括炉膛1、烟气再循环下层喷口2、燃烧器3、燃尽风喷口4、烟气再循环上层喷口5、分割屏过热器6、后屏过热器7、末级过热器8、第一一次高温再热器9、第一二次高温再热器10、第二一次低温再热器11、第二二次低温再热器12、省煤器13、调温挡板14、SCR催化剂层15、空气预热器16、除尘器17、引风机18、烟囱19、再循环风机20、再循环烟气母管21、下层烟气再循环挡板门22、上层烟气再循环挡板门23。
烟气再循环上层喷口5对称分布于炉膛1侧壁上，且烟气再循环下层喷口2位于最下层燃烧器的竖直下方、烟气再循环上层喷口5位于最上层燃尽风喷口4的竖直上方，分割屏过热器6、后屏过热器7、末级过热器8、第一一次高温再热器9、第一二次高温再热器10依次布置在炉膛1上部的水平烟道内，第二一次低温再热器11、第二二次低温再热器12、省煤器13和调温挡板14布置于炉膛1右侧的竖直烟道内，第二一次低温再热器11、第二二次低温再热器12沿水平方向并列布置，省煤器13对应布置于第二一次低温再热器11、第二二次低温再热器12下方，调温挡板14沿竖直方向布置于左侧第二一次低温再热器11、省煤器13与右侧第二二次低温再热器12、省煤器13之间；
SCR催化剂层15、空气预热器16和除尘器17依次布置于省煤器13出口的炉膛1尾部烟道内，省煤器13出口通过管道与SCR催化剂层15以及空气预热器16入口通过管道连接，除尘器17入口通过管道与空气预热器16出口通过管道与引风机18相连，引风机18、烟囱19通过管道连接；
再循环烟气母管21包括上层再循环烟气母管及下层再循环烟气母管，上层再循环烟气母管一端通过上层烟气再循环挡板门23与烟气再循环上层喷口5连通，另一端与下层再循环烟气母管连通；下层再循环烟气母管一端通过下层烟气再循环挡板门22与烟气再循环下层喷口2连接，另一端依次通过空气预热器16、再循环风机20与除尘器17出口烟道连通。上层烟气再循环挡板门23设于烟气再循环上层喷口5的入口，下层烟气再循环挡板门22设于烟气再循环下层喷口的入口2。
参图2所示，空气预热器16，沿顺时针方向依次包括再循环烟气侧24、一次风侧25、二次风侧26和烟气侧27，再循环烟气侧24两旁紧临烟气侧27和一次风侧25。下层再循环烟气母管紧邻空气预热器的一次风侧和烟气侧布置，有效减少一次风侧向烟气侧的漏风。
再循环风机20在除尘器17出口、引风机18入口的烟道侧面抽取部分烟气作为再循环烟气，再循环烟气沿烟气再循环母管21经空气预热器16、下层烟气再循环挡板门22和烟气再循环下层喷口2)、上层烟气再循环挡板门23和烟气再循环上层喷口5进入炉膛，通过下层烟气再循环挡板门22和上层烟气再循环挡板门23调整进入炉膛的再循环烟气量。未经再循环风机20抽取的烟气通过锅炉尾部烟道从烟囱19排出。
该用于超超临界二次再热锅炉上的烟气再循环系统，特别适用于机组低负荷运行，具有如下技术效果：
1)将除尘器出口烟道侧面抽取的部分烟气经空气预热器加热后送入锅炉炉膛，炉膛内烟气量有所增加，烟气在炉内的停留时间减短，炉膛辐射吸热量下降、对流受热面传热量增加，且越处于烟气流程下游的受热面，其吸热量增加得越多，此时再热蒸汽温度会显著升高，从而改变了炉膛内各受热面的吸热量份额，实现一次再热和二次再热蒸汽温度的灵活调整。
2)当再循环烟气经烟气再循环上层喷口进入炉膛，炉膛辐射吸热量下降的同时炉膛出口烟温也随之降低，通过调节上层烟气再循环挡板门开度可以降低和均匀炉膛出口烟温，防止屏式过热器等对流受热面结渣及减少其热偏差，起到了良好的保护作用。
3)烟气再循环系统上下层挡板门开度协调调整可以减轻炉膛燃烧扰动，使炉内燃烧更趋合理化，有效地实现炉膛合理燃烧和再热汽温的提升。
4)空气预热器的再循环烟气侧两旁紧临一次风侧和烟气侧，有效减少一次风侧向烟气侧的漏风；
5)烟气再循环系统从除尘器出口抽取部分烟气，此时的烟气中只含有少量的飞灰颗粒，有效地减轻再循环烟气母管的堵灰和再循环风机叶片的磨损，同时降低引风机出力；
6)再循环烟气经空气预热器加热可以提高再循环烟气温度，降低排烟温度，有效地提升锅炉热效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，其特征在于，包括炉膛，所述炉膛出口依次连接有炉膛上部水平烟道、炉膛右侧竖直烟道、炉膛尾部烟道；所述炉膛尾部烟道内依次设有SCR催化剂层、空气预热器及除尘器，所述除尘器出口烟道通过引风机与烟囱连接；
所述炉膛侧壁上设有烟气再循环下层喷口、燃烧器、燃尽风喷口、烟气再循环上层喷口，所述烟气再循环上层喷口位于最上层燃尽风喷口的竖直上方，所述烟气再循环下层喷口位于最下层燃烧器的竖直下方；
所述炉膛与除尘器出口烟道之间设有再循环烟气母管，所述再循环烟气母管包括上层再循环烟气母管及下层再循环烟气母管，所述上层再循环烟气母管一端与烟气再循环上层喷口连通，另一端与所述下层再循环烟气母管连通；所述下层再循环烟气母管一端与所述烟气再循环下层喷口连接，另一端依次通过空气预热器、再循环风机与所述除尘器出口烟道连通；所述烟气再循环上层喷口的入口设有上层烟气再循环挡板门，所述烟气再循环下层喷口的入口设有下层烟气再循环挡板门。
2.根据权利要求1所述的用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，其特征在于，所述空气预热器沿顺时针方向依次布置有再循环烟气侧、一次风侧、二次风侧、烟气侧，所述再循环烟气侧两旁分别紧临所述烟气侧和一次风侧；所述下层再循环烟气母管紧邻所述一次风侧和烟气侧布置。
3.根据权利要求1所述的用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，其特征在于，所述炉膛上部水平烟道内依次设有分割屏过热器、后屏过热器、末级过热器、第一一次高温再热器、第一二次高温再热器。
4.根据权利要求3所述的用于超超临界二次再热锅炉的烟气再循环系统，其特征在于，所述炉膛右侧竖直烟道内设有第二一次低温再热器、第二二次低温再热器、省煤器及调温挡板，所述第二一次低温再热器、第二二次低温再热器沿水平方向并列布置，所述省煤器对应布置于所述第二一次低温再热器、第二二次低温再热器下方，所述调温挡板沿竖直方向布置于左侧第二一次低温再热器、省煤器与右侧第二二次低温再热器、省煤器之间。
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