[发明专利]超或超超临界燃煤发电热力系统的改进措施

说明书

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，特别涉及一种超或超超临界燃煤发电热力系统的改进措施。具体说，该措施涉及无省煤器超或超超临界燃煤发电热力系统及参数配置；去掉常规锅炉设计必备的省煤器，增加一级高压回热加热器，可简化锅炉流程，降低系统流动阻力及提高锅炉给水温度；尽可能降低高压缸排汽压力，使高压缸排汽温度与锅炉给水温度相等或持平，以均衡提高锅炉给水和再热蒸汽的吸热平均温度；增大或增设空气预热器，提高二次风风温度，以提高锅炉烟气对工质的放热平均温度及在变煤种情况下的燃烧稳定性。

背景技术

为提高发电效率，燃煤火电机组采用超临界参数或超超临界参数是中国电力技术发展的趋势。燃煤机组的发展经历了低压、中压、高压、超高压及亚临界几个压力等级，目前已达到超临界压力及以上等级，机组效率不断提高。仔细分析一下机组参数、锅炉流程和结构及其给水回热加热系统设计，省煤器一直是其锅炉流程必备的设备。但是，名曰“省煤器”，实质是基于热力学第一定律的说法，主要是因为它利用了锅炉烟气的热量，降低了排烟温度。而基于热力学第二定律，则不应该有“省煤器”的概念。实际上，省煤器中的热力过程是发电循环吸热过程的低温部分，其温度范围直接影响着循环的吸热平均温度，亦即直接影响着循环的效率，称之为“省煤器”则名不符实。省煤器中烟气对给水的传热过程是锅炉不可逆损失的重要组成部分，其大小不仅取决于传热温差，还取决于传热温度水平，温差越小、温度水平越高，不可逆损失越小，锅炉第二定律效率越高，对提高循环效率是有利的。

对亚临界及以下参数机组，由于作为工作介质的水的汽化潜热在整个循环吸热量中占有很大的份额，循环吸热平均温度主要取决于机组汽包压力所决定的蒸发温度，这成为给水回热加热的极限。另外，由于汽包在锅炉炉膛顶部，工质汽化过程采用循环方式(分强制循环和自然循环)，为增大工质循环的内动力(由工质密度差决定)，工程上将相对于汽包压力具有一定过冷度的给水送至汽包或下降管入口，在锅炉半程高度部位设置省煤器，给水沿烟气逆流方向吸热，然后到达锅炉顶部的汽包或下降管，因此省煤器的设置在汽包锅炉系统流程设计和结构布置中具有一定的合理性。

但是，随着机组参数达到超临界及以上压力，锅炉采用直流型式，直流锅炉没有汽包，循环吸热过程不再出现亚临界及以下参数的汽包锅炉中水的蒸发过程，情况发生了很大的变化，如果仍设置省煤器，给水经省煤器达到很高的位置然后向下到达锅炉底部的水冷壁进口集箱，额外增加流动阻力，增加厂用电。因此，继续设置省煤器的合理性没有了，它的存在甚至成为提高锅炉第二定律效率的制约因素。因此，本发明提出一种超或超超临界燃煤发电热力系统的改进措施以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超或超超临界燃煤发电热力系统的改进措施。所述燃煤发电热力系统包含燃煤锅炉、汽轮机及给水回热加热器系统，其特征在于，所述超或超超临界燃煤发电热力系统的改进措施，涉及无省煤器超或超超临界燃煤发电热力系统及参数配置，改进措施为：

(1)去掉常规电站锅炉必备的省煤器，给水直接连接水冷壁进口集箱；

(2)增加一级高压给水回热加热器，提高锅炉给水温度；

(3)高压缸排汽温度与锅炉给水温度相等或持平，以均衡提高锅炉给水和再热蒸汽的吸热平均温度，以提高锅炉的第二定律效率和循环发电的效率；

(4)增大或增设空气预热器，以提高二次风风温，从而提高机组适应煤种变化及稳燃的能力，提高机组可靠性；

(5)高压缸排汽压力降低，因此可通过提高再热蒸汽温度，达到提高再热吸热平均温度和循环发电效率的目的。

本发明的有益效果是通过增设高压给水加热器，提高锅炉给水温度；在保证汽轮机高压缸排汽具有合适过热度的条件下，降低高压缸排汽压力，使高压缸排汽温度与锅炉给水温度相等或持平，以均衡提高给水和再热蒸汽的吸热平均温度；由于再热压力降低，在满足安全的条件下，提高再热蒸汽温度，达到提高再热吸热平均温度和循环效率的目的；通过增大或增设空气预热器，以提高二次风温，提高机组适应煤种变化及稳燃的能力，提高机组可靠性；同时锅炉自身回热加热幅度增大，可有效提高锅炉烟气对工质的放热平均温度，提高锅炉的第二定律效率；去掉省煤器，将给水直接连到水冷壁进口集箱，可降低系统流动阻力及厂用电率。

附图说明

图1为无省煤器的燃煤超或超超临界机组热力系统示意图。

具体实施方式