專利名稱：一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過調(diào)節(jié)對流傳熱的受熱面，以滿足不同燃料燃燒工況，并通過減少省煤器換熱負(fù)荷，降低特殊工況單側(cè)省煤器含汽率，保證設(shè)備安全的用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
鍋爐作為現(xiàn)代工業(yè)重要的動力設(shè)備，燃燒各種燃料將熱量轉(zhuǎn)化為蒸汽內(nèi)能以推動蒸汽發(fā)電機(jī)組工作。鍋爐的常規(guī)燃料為動力煤、燃油、天然氣等高發(fā)熱值物質(zhì)，隨著社會的發(fā)展，對能源的需求不斷增大，常規(guī)能源的供給出現(xiàn)逐漸衰竭的跡象，對工業(yè)系統(tǒng)中的工藝廢棄能源、人類生活和自然界中的低熱值燃料的利用逐漸發(fā)展起來，作為常規(guī)燃料的補(bǔ)充與之共同使用。鋼鐵產(chǎn)業(yè)的煤氣就是近年發(fā)展起來的一種特殊燃料。鋼鐵行業(yè)中會產(chǎn)生高爐煤氣 (BTO)、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)、焦?fàn)t煤氣(C0G)，而鋼鐵行業(yè)對電力需求又很大，所以以煤氣為主配合常規(guī)燃料使用的鍋爐單臺容量逐步增加，目前國內(nèi)已經(jīng)達(dá)到配置125 150MW機(jī)組等級。125 150MW汽輪發(fā)電機(jī)組采用超高壓蒸汽參數(shù)，使用一次再熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，機(jī)組效率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，可以滿足企業(yè)自備電站的需求。但是與常規(guī)燃料相比高爐煤氣(Bre)、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)的各項特性指標(biāo)均差異很大。首先發(fā)熱值很低，只有常規(guī)燃料的1/3到1/10，其次燃燒后溫度低，煙氣量大，煙塵濃度低。這些都造成鍋爐各部分受熱面的換熱能力和換熱負(fù)荷不匹配，加之企業(yè)自備電站受工藝條件影響，鍋爐整體負(fù)荷變化很大，在蒸汽參數(shù)保證、效率保證、金屬材料安全保證等方面。這些因素都和燃料在鍋爐內(nèi)的燃燒和傳熱過程相關(guān)，爐內(nèi)傳熱方式分為兩種輻射和對流，爐膛部位傳熱主要以輻射為主，煙道部位主要以對流為主。拋開鍋爐結(jié)構(gòu)性因素外，輻射換熱與煙氣溫度、煙氣成分、煙塵濃度相關(guān)，其中尤以煙氣溫度影響最大，輻射換熱系數(shù)與溫度之間為指數(shù)1. 8倍的關(guān)系，常規(guī)燃料絕熱燃燒溫度可以達(dá)到1700 1900°C甚至更高，而高爐煤氣(BTO)、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)只有1200 1400°C，輻射換熱能力只有常規(guī)燃料的一半左右；而對流換熱與煙氣流速、煙塵濃度、煙氣溫度、煙氣成分相關(guān)，影響最大的是煙氣流速、煙塵濃度，低熱值煤氣包含有很大比例的惰性氣體，同等發(fā)熱值對應(yīng)的煙氣量約是常規(guī)燃料的2倍，而且在純?nèi)細(xì)鉅顟B(tài)煙塵含量幾乎為零，因此煙速可以達(dá)到14m/s，燃煤狀態(tài)煙速一般為8m/s，對流傳熱系數(shù)相差40%左右。煙氣體積的較大變化，會引起尾部受熱面吸熱比例的變化和排煙溫度的變化，由于其布置有受熱面，必然會影響鍋爐的熱效率和蒸汽溫度的波動，并且由于煙道內(nèi)煙氣流變化，某些工況條件下會造成單側(cè)省煤器含汽率過高，對于水平橫置管會產(chǎn)生汽水分層，以至于造成管子上部超溫等不安全因素。使用常規(guī)燃料的鍋爐如果不做修改，直接使用低熱值煤氣時鍋爐內(nèi)部的工作狀態(tài)往往偏離預(yù)期值，嚴(yán)重時甚至造成產(chǎn)品失效。由于煤氣鍋爐尚處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在開發(fā)此技術(shù)時期尚未有125 150麗汽輪發(fā)電機(jī)組等級鍋爐。而且現(xiàn)有投運(yùn)的煤氣鍋爐都存在著蒸汽超溫、排煙溫度偏高的現(xiàn)象。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種通過調(diào)節(jié)對流傳熱的受熱面，以滿足不同燃料燃燒工況，并通過減少省煤器換熱負(fù)荷，降低特殊工況單側(cè)省煤器含汽率，保證設(shè)備安全的用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置。為了達(dá)到上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，包括爐膛、尾部煙道和布置于爐膛內(nèi)水冷蒸發(fā)屏，其中，爐膛連接尾部煙道，所述的尾部煙道分支成尾部煙道I和尾部煙道II，所述的尾部煙道I和尾部煙道 II內(nèi)均設(shè)置有煙氣調(diào)節(jié)擋板，所述的尾部煙道I和尾部煙道II分別設(shè)置有內(nèi)設(shè)置有受熱面 I和受熱面II ；所述的尾部煙道I和尾部煙道II的下部合并于尾部煙道內(nèi)。鍋爐運(yùn)行期間再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用煙氣流量調(diào)節(jié)方式，因此必須要設(shè)置成雙通道結(jié)構(gòu)，其中一個通道放置再熱器，另一個通道放置過熱器或者省煤器，再于兩個分支尾部煙道內(nèi)布置省煤器，滿足整體熱量回收的要求。所述的尾部煙道I和尾部煙道II位于爐膛的同一側(cè)，所述的煙氣調(diào)節(jié)擋板采用多蝶片對開式擋板，使煙氣擋板的調(diào)節(jié)特性在一定開度范圍內(nèi)呈等百分比特性，兩個通道擋板組合調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)最大分配比1 :9，可以在100% 50%負(fù)荷波動范圍實現(xiàn)蒸汽溫度調(diào)節(jié)，但是也造成某些負(fù)荷時單側(cè)通道省煤器熱負(fù)荷的上升，當(dāng)換熱量超過汽化潛熱時，省煤器內(nèi)水介質(zhì)會轉(zhuǎn)化為汽水混合介質(zhì)，尤其是在高負(fù)荷時，為了使再熱器具備低負(fù)荷報參數(shù)的能力，首先必須具備足夠的換熱面積，在不增加爐膛高度和容積的條件下，在爐膛上部設(shè)置水冷蒸發(fā)屏，增大爐膛水冷蒸發(fā)換熱面積，提高爐膛區(qū)域的換熱份額，控制省煤器的總體換熱負(fù)荷，經(jīng)保證單側(cè)省煤器最大含汽率。作為優(yōu)選，所述的受熱面I由再熱器和省煤器I組成，所述的受熱面II由過熱器和省煤器II組成或單獨(dú)為省煤器II ；作為優(yōu)選，所述的受熱面I由過熱器和省煤器II組成，所述的受熱面II由再熱器和省煤器I組成或單獨(dú)為省煤器I。鍋爐運(yùn)行期間再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用煙氣流量調(diào)節(jié)方式，因此必須要設(shè)置成雙通道結(jié)構(gòu)，其中一個通道放置再熱器，另一個通道放置過熱器或者省煤器，同時兩個通道再布置有省煤器，加上兩個通道內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的煙道調(diào)節(jié)擋板，以滿足煙氣調(diào)節(jié)要求。所述的尾部煙道I和尾部煙道II的下部合并處設(shè)置有受熱面III。作為優(yōu)選，所述的受熱面I為再熱器，受熱面II為省煤器I，受熱面III為省煤器II ；作為優(yōu)選，所述的受熱面I為省煤器I，受熱面II為再熱器，受熱面III為省煤器II。對于兩個通道大比例的煙氣流量調(diào)節(jié)會使兩個通道出口的煙氣溫度偏差很大，如不回收會導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高，所以通道下部設(shè)置大量的省煤器，滿足整體熱量回收的要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是通過本裝置可以調(diào)節(jié)受熱面的對流傳熱能力，以滿足燃燒的不同燃料而保持穩(wěn)定的蒸汽溫度和排煙溫度，既保證鍋爐熱效率， 同時避免了鍋爐尾部煙氣的結(jié)露，堵灰和硫腐蝕，此外由于連接爐膛的尾部煙道內(nèi)設(shè)置了冷水屏，可大比例降低省煤器換熱負(fù)荷，克服了在某些工況會造成單側(cè)省煤器含汽率過高， 對于水平橫置管會產(chǎn)生汽水分層，以至于造成受熱管子上部超溫等不安全因素。

[0013]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)記爐膛1、尾部煙道2、水冷蒸發(fā)屏3、尾部煙道14、尾部煙道115、煙氣調(diào)節(jié)擋板6、受熱面17、受熱面118、受熱面III 9。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，包括爐膛1、尾部煙道2和布置于爐膛1內(nèi)水冷蒸發(fā)屏3，其中，爐膛1連接尾部煙道2，所述尾部煙道2分支成尾部煙道14和尾部煙道115，在尾部煙道14和尾部煙道115內(nèi)均設(shè)置有煙氣調(diào)節(jié)擋板6，尾部煙道14和尾部煙道115還分別設(shè)置有內(nèi)設(shè)置有受熱面17和受熱面118 ；所述的尾部煙道14和尾部煙道115的下部合并于尾部煙道內(nèi)。鍋爐運(yùn)行期間再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用煙氣流量調(diào)節(jié)方式，因此必須要設(shè)置成雙通道結(jié)構(gòu)，其中一個通道放置再熱器，另一個通道放置過熱器或者省煤器，再于兩個分支尾部煙道內(nèi)布置省煤器，通過兩個通道內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的煙氣調(diào)節(jié)擋板 6，滿以足煙氣調(diào)節(jié)要求。當(dāng)兩種或兩種以上的不同熱值的燃料同時燃燒或分別燃燒時，根據(jù)煙氣量和鍋爐的負(fù)荷變化，可調(diào)節(jié)尾部煙道14和尾部煙道115內(nèi)的煙氣調(diào)節(jié)擋板6，通過煙氣調(diào)節(jié)擋板6 的開度控制煙氣量，以調(diào)節(jié)所需受熱面的換熱流量的大小。同時，與爐膛1內(nèi)設(shè)置有水冷蒸發(fā)屏3，高溫?zé)煔庠跔t膛1內(nèi)，首先與水冷蒸發(fā)屏3進(jìn)行熱交換，減少省煤器換熱負(fù)荷，增大爐膛水冷蒸發(fā)換熱面積，提高爐膛區(qū)域的換熱份額，控制省煤器的總體換熱負(fù)荷，以降低由于受熱管子上部超溫給設(shè)備帶來的不安全風(fēng)險，經(jīng)過多負(fù)荷核算保證單側(cè)省煤器最大含汽率不高于12%。尾部煙道14和尾部煙道115內(nèi)的煙氣調(diào)節(jié)擋板可全開、全關(guān)閉或組合調(diào)節(jié)到任一角度，使尾部煙道14和尾部煙道115內(nèi)有不同份額的煙氣通過，當(dāng)尾部煙道14的調(diào)節(jié)擋板全關(guān)閉，尾部煙道115的調(diào)節(jié)擋板全開時，尾部煙道115內(nèi)的受熱面為最大利用率；反之，尾部煙道14的受熱面為最大利用率。此外，當(dāng)尾部煙道14和尾部煙道115的調(diào)節(jié)擋板組合調(diào)節(jié)到任一位置時，可部分利用對受熱面的換熱能力的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)將再熱蒸汽溫度達(dá)到最佳的運(yùn)行工況。所述的分支煙道內(nèi)受熱面的布置可選用如下組合方式當(dāng)尾部煙道14內(nèi)的受熱面17為從上往下依次布置的再熱器和省煤器I時，尾部煙道115的受熱面118為從上到下依次布置的過熱器和省煤器II，增加過熱受熱面，同樣，尾部煙道14內(nèi)的受熱面17為從上往下依次布置的過熱器和省煤器II時，尾部煙道115的受熱面118為從上到下依次布置的再熱器和省煤器I，具有同樣的效果。當(dāng)尾部煙道14內(nèi)的受熱面17為單獨(dú)布置的再熱器時，尾部煙道115的受熱面118為單獨(dú)布置的省煤器I，同時尾部煙道14和尾部煙道115下部合并處的煙道內(nèi)布置受熱面III 9，該受熱面III 9可采用省煤器II，以單獨(dú)調(diào)節(jié)再熱器。所述的水冷蒸發(fā)屏3可位于爐膛1上部，靠近分支煙道的入口處，所述的尾部煙道14和尾部煙道115位于爐膛1的同一側(cè)；在運(yùn)行期間，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)時，隨著燃料量的變化煙氣量總量也隨之增加，為保證再熱蒸汽出口溫度，必須不斷調(diào)整再熱器側(cè)通道的煙氣流量，由于在尾部煙道14和尾部煙道115內(nèi)設(shè)置的煙氣調(diào)節(jié)擋板6采用多蝶片對開式擋板， 可使調(diào)節(jié)擋板的調(diào)節(jié)特性在一定開度范圍內(nèi)呈等百分比特性，兩分支的煙氣通道調(diào)節(jié)擋板組合調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)最大分配比1 :9。對于燃燒兩種或兩種以上的發(fā)熱值差異較大的不同類別燃料的工況，本裝置可以調(diào)節(jié)受熱面的對流傳熱能力，保證其蒸汽溫度平穩(wěn)和保排煙溫度保持，以滿足燃燒的不同燃料時穩(wěn)定鍋爐的熱效率和蒸汽溫度，與爐膛相連的尾部煙道內(nèi)增設(shè)水冷蒸發(fā)管屏，可大比例的減少省煤器換熱負(fù)荷，降低特殊工況單側(cè)省煤器含汽率，保證設(shè)備安全。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，包括爐膛(1)和尾部煙道(2)，爐膛 (1)連接尾部煙道(2)，其特征在于還包括布置于爐膛(1)內(nèi)水冷蒸發(fā)屏(3)，所述尾部煙道(2)分支成尾部煙道I (4)和尾部煙道II (5)，所述的尾部煙道I (4)和尾部煙道II (5)內(nèi)均設(shè)置有煙氣調(diào)節(jié)擋板(6)，所述的尾部煙道I (4)和尾部煙道II (5)分別設(shè)置有內(nèi)設(shè)置有受熱面I (7)和受熱面II (8);所述的尾部煙道I (4)和尾部煙道II (5)下部合并于尾部煙道(2)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 水冷蒸發(fā)屏(3)位于爐膛(1)上部，所述的尾部煙道I (4)和尾部煙道II (5)位于爐膛(1) 的同一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的煙氣調(diào)節(jié)擋板(6)采用多蝶片對開形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的受熱面I (7)由再熱器和省煤器I組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的受熱面II (8)由過熱器和省煤器II組成或單獨(dú)為省煤器II。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于受熱面I (7)由過熱器和省煤器II組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的受熱面II (8)由再熱器和省煤器I組成或單獨(dú)為省煤器I。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的尾部煙道I (4)和尾部煙道II (5)的下部合并處設(shè)置受熱面III(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的受熱面I (7)為再熱器，受熱面II (8)為省煤器I，受熱面111(8)為省煤器II。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，其特征在于 所述的受熱面I (7)為省煤器I，受熱面II (8)為再熱器，受熱面111(9)為省煤器II。
專利摘要本實用新型公開了一種用于煤氣鍋爐的大比例熱負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置，包括包括爐膛、水冷蒸發(fā)屏、尾部煙道，其中水冷蒸發(fā)屏固定在爐膛內(nèi)，尾部煙道分為尾部煙道Ⅰ和尾部煙道Ⅱ，在尾部煙道Ⅰ和尾部煙道Ⅱ內(nèi)均設(shè)置有煙氣調(diào)節(jié)擋板，通過調(diào)節(jié)受熱面的對流傳熱能力，以滿足燃燒不同燃料時獲得穩(wěn)定的鍋爐的熱效率和蒸汽溫度，保證鍋爐熱效率和蒸汽溫度。此外由于爐膛設(shè)置了冷水屏，可大比例降低省煤器換熱負(fù)荷，降低特殊工況單側(cè)省煤器含汽率，保證設(shè)備安全。
文檔編號F22B31/08GK202109457SQ201120174139
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者劉訓(xùn)志, 孫宗猛, 廖鄧宇, 王冬, 鄭軍 申請人:華西能源工業(yè)股份有限公司