一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其中，空倉的下方設(shè)有空倉流化風風室且空倉流化風風室由多個獨立的子空倉流化風室組成，換熱倉的下方設(shè)有換熱倉流化風室且換熱倉流化風室由多個獨立的子換熱倉流化風室組成；均勻布風系統(tǒng)包括在進口灰道中布置的進口灰道吹掃風、在出口灰道中布置的出口灰道吹掃風以及由在各子空倉流化風室中分別布置的子空倉流化風組成的空倉流化風和由在各子換熱倉流化風室中分別布置的子換熱倉流化風組成的換熱倉流化風，在進口灰道吹掃風、出口灰道吹掃風、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門。
【專利說明】
一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及外置床布風系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)流化床(CFB)鍋爐發(fā)展的主要方向是大型化和超臨界參數(shù)，從技術(shù)發(fā)展角度出發(fā)，帶有外置換熱器(EHE)的CFB鍋爐是大型CFB鍋爐的重要發(fā)展方向，而外置換熱器(EHE)應用的主要技術(shù)難點是高溫、高濃度狀態(tài)下灰流動的控制和均勻分布。
[0003]目前已經(jīng)投運的大容量超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器，存在左右側(cè)溫度差異較大、管屏壁溫偏差大、壁溫超溫等問題，主要是外置床床內(nèi)局部(邊壁)流化不良、管屏和灰流換熱不均勻等因素造成，影響了外置式換熱器的安全和經(jīng)濟運行。
[0004]通過對現(xiàn)有外置換熱器的運行狀況和測試數(shù)據(jù)進行比較分析，影響外置換熱器運行性能的主要因素是管屏受熱面和灰側(cè)之間的熱交換特性，這取決于受熱面布置、進口灰溫和灰量大小、灰的流動特性和灰量分布等，這些因素和鍋爐負荷、運行參數(shù)(床溫、床壓、燃燒風量等)、進灰調(diào)節(jié)閥(灰控閥)開度、外置床流化風量(換熱倉流化風及空倉流化風)等參數(shù)有關(guān)。
[0005]現(xiàn)有外置換熱器內(nèi)局部流化不良且邊壁效應明顯，分析其原因，主要是由于現(xiàn)有空倉和換熱倉的流化風的設(shè)計和布置存在缺陷:一方面，運行中不能確保床內(nèi)布風的均勻性，無法消除邊壁效應；另一方面，現(xiàn)有外置床流化風量分布無法調(diào)節(jié)，不具備均勻布風的條件。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種能夠有效解決外置換熱器內(nèi)局部流化不良且邊壁效應明顯等問題的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)。
[0007]本實用新型提供了一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，所述外置換熱器包括按照物料運行方向依次設(shè)置的進口灰道、空倉、換熱倉和出口灰道，所述空倉的下方設(shè)有空倉流化風風室且所述空倉流化風風室由多個獨立的子空倉流化風室組成，所述換熱倉的下方設(shè)有換熱倉流化風室且所述換熱倉流化風室由多個獨立的子換熱倉流化風室組成;所述均勻布風系統(tǒng)包括在進口灰道中布置的進口灰道吹掃風、在出口灰道中布置的出口灰道吹掃風以及由在各子空倉流化風室中分別布置的子空倉流化風組成的空倉流化風和由在各子換熱倉流化風室中分別布置的子換熱倉流化風組成的換熱倉流化風，在所述進口灰道吹掃風、出口灰道吹掃風、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門。
[0008]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，所述空倉流化風風室由左側(cè)空倉流化風室、右側(cè)空倉流化風室和中間空倉流化風室組成。
[0009]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，所述空倉流化風由左側(cè)空倉流化風、右側(cè)空倉流化風和中間空倉流化風組成
[0010]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，所述換熱倉流化風風室由左側(cè)換熱倉流化風室、右側(cè)換熱倉流化風室和中間換熱倉流化風室組成。
[0011]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，所述換熱倉流化風由左側(cè)換熱倉流化風、右側(cè)換熱倉流化風和中間換熱倉流化風組成。
[0012]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，所述調(diào)節(jié)閥門包括設(shè)置在出口灰道吹掃風的供風管路上的閥門A，設(shè)置在進口灰道吹掃風的供風管路上的閥門F，以及分別設(shè)置在各子空倉流化風的供風管路上的多個閥門D和分別設(shè)置在各子換熱倉流化風的供風管路上的多個閥門C，其中，所述進口灰道吹掃風的供風管路與各子空倉流化風的供風管路和各子換熱倉流化風的供風管路并聯(lián)設(shè)置在主供風管上，所述調(diào)節(jié)閥門還包括設(shè)置在所述主供風管上的閥門B和閥門E，所述閥門B設(shè)置在主供風管的入口處，所述閥門E設(shè)置在子空倉流化風的供風管路與子換熱倉流化風的供風管路之間。
[0013]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，在正常啟用外置換熱器時，依次開啟閥門A、各閥門C、各閥門D、閥門E、閥門B和閥門F。
[0014]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，在外置換熱器的運行過程中，通過調(diào)節(jié)各閥門D的開度并配合調(diào)節(jié)閥門F的開度，使進入空倉的熱灰能夠沿著外置換熱器管屏布置方向上的流量均勻分配。
[0015]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，在外置換熱器的運行過程中，通過調(diào)節(jié)各閥門C的開度并配合調(diào)節(jié)閥門B和閥門E的開度，使進入換熱倉的熱灰能夠沿著外置換熱器管屏布置方向上的流量均勻分配。
[0016]根據(jù)本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的一個實施例，所述進口灰道吹掃風、出口灰道吹掃風、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路均與高壓流化風風源連接。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過對空倉和換熱倉的流化風系統(tǒng)的改進設(shè)計，增加流化供風管路上的調(diào)節(jié)裝置，控制和調(diào)節(jié)流風風量的分配，有效保證外置換熱器內(nèi)熱灰的良好流化以及灰流沿管屏寬度方向上的分配均勻性，消除床內(nèi)局部流化不良現(xiàn)象，確保外置床受熱面和灰的均勻和良好熱交換，從而能夠有效解決現(xiàn)有超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器存在的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了根據(jù)本實用新型示例性實施例的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標記說明:
[0020]1-進口灰道、2-空倉、31-右側(cè)空倉流化風風室、32-中間空倉流化風風室、33-左側(cè)空倉流化風風室、4-換熱倉、5-出口灰道、61-右側(cè)換熱倉流化風風室、62-中間換熱倉流化風風室、63-左側(cè)換熱倉流化風風室、7-高壓流化風風源、101-進口灰道吹掃風、102-出口灰道吹掃風、103-空倉流化風、103-1-右側(cè)空倉流化風、103-2-中間空倉流化風、103-3-左側(cè)空倉流化風、104-換熱倉流化風、104-1-右側(cè)換熱倉流化風、104-2-中間換熱倉流化風、104-3-左側(cè)換熱倉流化風。
【具體實施方式】
[0021]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0022]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0023]下面將對本實用新型超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理進行更詳細的說明。
[0024]現(xiàn)在600MW循環(huán)流化床鍋爐是目前世界上已投運的最大容量的超臨界循環(huán)流化床鍋爐，該鍋爐外置換熱器運行穩(wěn)定，蒸汽參數(shù)能夠達到設(shè)計要求，汽溫和床溫調(diào)節(jié)性能較好，表明外置換熱器內(nèi)灰流沿管屏寬度方向上的流動，基本上是順暢的，灰的流化狀況、受熱面與灰流之間的換熱效果比較良好，因此其流化風系統(tǒng)的布置和設(shè)計，總體上是比較合理的。但是，通過對其外置換熱器受熱管屏的出口壁溫進行測試，結(jié)果表明鍋爐外置換熱器還存在左右側(cè)汽溫偏差大、同側(cè)管屏壁溫偏差大等主要問題，導致管屏管子和吊掛管超溫、外置床出口集箱連接管變形和開裂，影響了外置換熱器的安全和經(jīng)濟運行。其中，現(xiàn)有的600MW循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的流化風系統(tǒng)均為單一管路、一個調(diào)節(jié)閥門、獨立大風箱系統(tǒng)，無法保證外置換熱器內(nèi)灰的良好流化以及灰流沿管屏寬度方向上的均勻分配，它們的設(shè)計特性和布置方式直接影響外置換熱器內(nèi)灰的流化狀況以及灰流沿管屏寬度方向上的分配均勻性，從而決定了外置換熱器受熱管屏和灰側(cè)的熱交換特性。
[0025]本實用新型通過對外置換熱器空倉和換熱倉的流化風的獨特設(shè)計和新穎布置，采取分區(qū)布風、局部風量大小控制和調(diào)節(jié)，通過風量分配、壓力平衡和風帽出口速度控制等方式，從而確保流化風的布風均勻性、流化質(zhì)量和流風風量的調(diào)節(jié)特性，從而使上述問題得以解決。
[0026]圖1示出了根據(jù)本實用新型示例性實施例的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]如圖1所示，根據(jù)本實用新型的示例性實施例，所述外置換熱器包括按照物料運行方向依次設(shè)置的進口灰道1、空倉2、換熱倉4和出口灰道5。
[0028]其中，空倉2的下方設(shè)有空倉流化風風室且空倉流化風風室由多個獨立的子空倉流化風室組成，換熱倉4的下方設(shè)有換熱倉流化風室且換熱倉流化風室由多個獨立的子換熱倉流化風室組成。其中，獨立風室沿爐深方向布置，和現(xiàn)有管屏布置方向一致，和灰流方向平行。
[0029 ]本實用新型的均勻布風系統(tǒng)包括在進口灰道I中布置的進口灰道吹掃風101、在出口灰道5中布置的出口灰道吹掃風102以及由在各子空倉流化風室中分別布置的子空倉流化風組成的空倉流化風103和由在各子換熱倉流化風室中分別布置的子換熱倉流化風組成的換熱倉流化風104。其中，在進口灰道吹掃風101、出口灰道吹掃風102、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門，并且進口灰道吹掃風101、出口灰道吹掃風102、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路均與高壓流化風風源7連接。
[0030]由此可知，本實用新型實際上是對空倉流化風風室和換熱倉流化風風室進行了分區(qū)并單獨控制每區(qū)的進風，實現(xiàn)局部風量大小的控制和調(diào)節(jié)，進而通過風量分配、壓力平衡和風帽出口速度控制等方式，確保外置換熱器內(nèi)流化風的布風均勻性、流化質(zhì)量和流風風量的調(diào)節(jié)特性。
[0031]根據(jù)本實用新型的一個實施例，空倉流化風風室由左側(cè)空倉流化風風室33、右側(cè)空倉流化風風室31和中間空倉流化風風室32組成，則空倉流化風由左側(cè)空倉流化風103-3、右側(cè)空倉流化風103-1和中間空倉流化風103-2組成，通過單獨調(diào)節(jié)和控制能夠?qū)崿F(xiàn)空倉流化風風室內(nèi)流化風的均勻布置。換熱倉流化風風室由左側(cè)換熱倉流化風風室63、右側(cè)換熱倉流化風風室61和中間換熱倉流化風風室62組成，則換熱倉流化風由左側(cè)換熱倉流化風104-3、右側(cè)換熱倉流化風104-1和中間換熱倉流化風104-2組成，通過單獨調(diào)節(jié)和控制能夠?qū)崿F(xiàn)換熱倉流化風風室內(nèi)流化風的均勻布置。其中，換熱倉流化風風室和空倉流化風風室的兩側(cè)風室和中間風室風量的分配，可按照一定比例(比如:20 %: 60 %: 20 % )進行設(shè)計分配，以實現(xiàn)均勻布風效果，但本實用新型不限于此。
[0032]根據(jù)本實用新型，上述調(diào)節(jié)閥門可以包括設(shè)置在出口灰道吹掃風102的供風管路上的閥門A，設(shè)置在進口灰道吹掃風101的供風管路上的閥門F，以及分別設(shè)置在各子空倉流化風的供風管路上的多個閥門D和分別設(shè)置在各子換熱倉流化風的供風管路上的多個閥門C，其中，進口灰道吹掃風101的供風管路與各子空倉流化風的供風管路和各子換熱倉流化風的供風管路并聯(lián)設(shè)置在主供風管上，調(diào)節(jié)閥門還包括設(shè)置在主供風管上的閥門B和閥門E，閥門B設(shè)置在主供風管的入口處，閥門E設(shè)置在子空倉流化風的供風管路與子換熱倉流化風的供風管路之間。
[0033]根據(jù)本實用新型的一個實施例，多個閥門D包括設(shè)置在左側(cè)空倉流化風103-3的供風管路上的閥門D3、設(shè)置在右側(cè)空倉流化風103-1的供風管路上的閥門D2和設(shè)置在中間空倉流化風103-2的供風管路上的閥門D3。多個閥門C包括設(shè)置在左側(cè)換熱倉流化風104-3的供風管路上的閥門C3、設(shè)置在右側(cè)換熱倉流化風104-1的供風管路上的閥門Cl和設(shè)置在中間換熱倉流化風104-2的供風管路上的閥門C2。
[0034]在正常啟用外置換熱器時，依次開啟閥門A、各閥門C、各閥門D、閥門E、閥門B和閥門F，分別投入相應的吹掃風和流化風，包括出口灰道吹掃風102、換熱倉流化風104、空倉流化風103和進口灰道吹掃風101。
[0035]在外置換熱器的運行過程中，根據(jù)外置換熱器管子出口壁溫情況，通過調(diào)節(jié)各閥門D(如D1、D2、D3)的開度并配合調(diào)節(jié)閥門F的開度，使進入空倉的熱灰能夠沿著外置換熱器管屏布置方向上的流量均勻分配。通過調(diào)節(jié)各閥門C(如C1、C2、C3)的開度并配合調(diào)節(jié)閥門B和閥門E的開度，使進入換熱倉的熱灰能夠沿著外置換熱器管屏布置方向上的流量均勻分配。
[0036]本實用新型實施后，將達到下列運行效果，并且能夠取得明顯的安全和經(jīng)濟效益:
[0037]I)外置換熱器出口管屏壁溫偏差顯著減小，減小的幅度可達到60°C以上；外置換熱器出口管屏的最高壁溫可以降低，降低幅度可達到40°C以上；外置換熱器管屏熱偏差系數(shù)可以明顯下降，下降幅度可達到20%以上；
[0038]2)外置換熱器的運行安全性和經(jīng)濟性大幅提高，有效避免了管屏超溫現(xiàn)象，防止出口集箱管接頭超溫變形和破裂，延長外置換熱器和鍋爐的安全運行周期，電廠能夠獲得良好的經(jīng)濟效益；
[0039]3)為鍋爐制造商開發(fā)和研制大容量超超臨界循環(huán)流化床鍋爐提供技術(shù)支持，能夠選擇和制定出更多、更好的熱力系統(tǒng)和受熱面布置方案，提高設(shè)備的經(jīng)濟性能，節(jié)約開發(fā)成本。
[0040]本實用新型并不局限于前述的【具體實施方式】。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組入口 ο
【主權(quán)項】
1.一種超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，所述外置換熱器包括按照物料運行方向依次設(shè)置的進口灰道、空倉、換熱倉和出口灰道，其特征在于， 所述空倉的下方設(shè)有空倉流化風風室且所述空倉流化風風室由多個獨立的子空倉流化風室組成，所述換熱倉的下方設(shè)有換熱倉流化風室且所述換熱倉流化風室由多個獨立的子換熱倉流化風室組成； 所述均勻布風系統(tǒng)包括在進口灰道中布置的進口灰道吹掃風、在出口灰道中布置的出口灰道吹掃風以及由在各子空倉流化風室中分別布置的子空倉流化風組成的空倉流化風和由在各子換熱倉流化風室中分別布置的子換熱倉流化風組成的換熱倉流化風，在所述進口灰道吹掃風、出口灰道吹掃風、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，所述空倉流化風風室由左側(cè)空倉流化風室、右側(cè)空倉流化風室和中間空倉流化風室組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，所述空倉流化風由左側(cè)空倉流化風、右側(cè)空倉流化風和中間空倉流化風組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱倉流化風風室由左側(cè)換熱倉流化風室、右側(cè)換熱倉流化風室和中間換熱倉流化風室組成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱倉流化風由左側(cè)換熱倉流化風、右側(cè)換熱倉流化風和中間換熱倉流化風組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1、3或5所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥門包括設(shè)置在出口灰道吹掃風的供風管路上的閥門A，設(shè)置在進口灰道吹掃風的供風管路上的閥門F，以及分別設(shè)置在各子空倉流化風的供風管路上的多個閥門D和分別設(shè)置在各子換熱倉流化風的供風管路上的多個閥門C，其中，所述進口灰道吹掃風的供風管路與各子空倉流化風的供風管路和各子換熱倉流化風的供風管路并聯(lián)設(shè)置在主供風管上，所述調(diào)節(jié)閥門還包括設(shè)置在所述主供風管上的閥門B和閥門E，所述閥門B設(shè)置在主供風管的入口處，所述閥門E設(shè)置在子空倉流化風的供風管路與子換熱倉流化風的供風管路之間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，在正常啟用外置換熱器時，依次開啟閥門A、各閥門C、各閥門D、閥門E、閥門B和閥門F。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，在外置換熱器的運行過程中，通過調(diào)節(jié)各閥門D的開度并配合調(diào)節(jié)閥門F的開度，使進入空倉的熱灰能夠沿著外置換熱器管屏布置方向上的流量均勻分配。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，在外置換熱器的運行過程中，通過調(diào)節(jié)各閥門C的開度并配合調(diào)節(jié)閥門B和閥門E的開度，使進入換熱倉的熱灰能夠沿著外置換熱器管屏布置方向上的流量均勻分配。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界循環(huán)流化床鍋爐外置換熱器的均勻布風系統(tǒng)，其特征在于，所述進口灰道吹掃風、出口灰道吹掃風、子空倉流化風、子換熱倉流化風的供風管路均與高壓流化風風源連接。
【文檔編號】F23C10/20GK205480965SQ201620101782
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】鄭興勝, 宋剛, 周棋, 蘇虎, 聶立, 楊振禮, 徐鵬, 胡修奎
【申請人】東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司