[发明专利]一种超临界循环流化床锅炉汽水循环系统

说明书

技术领域

本发明属于锅炉领域，尤其涉及超临界循环流化床锅炉。

背景技术

在燃煤发电厂，偶有发生诸如给水泵故障、给水滤网堵塞、全厂失电等导致锅炉给水中断事故，给水中断后通常触发锅炉BT，目的也是保护锅炉安全。对于超临界循环流化床锅炉，由于炉膛内存有大量的高温床料，炉膛内蓄热量很大，即使锅炉已停运，仍有热量持续传给水冷壁受热面，再由于超临界锅炉蒸发系统(水冷壁)储水量较小，在较短的时间内将会被高温渣的热量蒸干，使水冷壁管失去了有效的冷却，最后可能导致超温。因此因给水中断导致锅炉BT后，对水冷壁的有效冷却保证其不超温至关重要。

为解决因锅炉给水中断而造成受热面超温的安全风险问题，电厂通常设置紧急补水系统，如采用柴油发动机或单独电源的电动机驱动的给水泵。紧急补水系统投资较大，并要求日常维护，保证随时及时能启动(尽管可能多年不用)。

针对超临界CFB锅炉，急需一种在锅炉给水中断情况下有效保护水冷壁受热面的方法。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种超临界循环流化床锅炉汽水循环系统，能够在锅炉给水中断情况下有效保护水冷壁受热面。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种超临界循环流化床锅炉汽水循环系统，包括锅炉炉膛的水冷壁，为水冷壁供水的省煤器，还包括压力平衡管路和省煤器旁路管路，压力平衡管路通过阀门一端连通省煤器出口，或者与省煤器出口连通的管路或设备上，另一端连通水冷壁出口至过热器系统之间的管路或设备上，省煤器旁路管路通过阀门一端连通省煤器进口，或者与省煤器进口连通的管路或设备上，另一端连通水冷壁进口，或者与水冷壁进口连通的管路或设备上，且省煤器旁路管路进口标高高于出口标高。

作为选择，省煤器旁路管路一端连通省煤器进口集箱底部或标高更低的省煤器进口集箱前的给水管上，另一端连通省煤器集中下降管上。

作为选择，省煤器旁路管路一端连通省煤器进口集箱底部或标高更低的省煤器进口集箱前的给水管上，另一端连通水冷壁分配集箱上。

作为选择，压力平衡管路一端连通省煤器出口集箱，另一端连通汽水分离器。

作为选择，压力平衡管路一端连通省煤器出口集箱，另一端连通水冷壁出口汇集集箱。

作为选择，压力平衡管路一端连通省煤器出口集箱，另一端连通储水罐上部空腔。

作为选择，给水管、锅炉尾部烟道省煤器进口集箱、省煤器管组、省煤器出口集箱、省煤器集中下降管、水冷壁分配集箱、水冷壁管、水冷壁出口汇集集箱和汽水分离器依次连通后，汽水分离器再与过热器系统和储水罐分别连通。

作为选择，压力平衡管路和省煤器旁路管路上的阀门均为2个以上。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案：如本发明，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

工作过程为：因超临界循环流化床锅炉没有汽包，直流运行时给水经过水冷壁一次吸热后经汽水分离器至过热器系统。采用低质量流速的水冷壁管径又比较细，因此水冷壁自身的蓄水量很少。因此给水中断导致锅炉BT后，炉内大量炙热床料的蓄热，在较短时间内水冷壁管内的蓄水会被加热至蒸干温度，水冷壁管壁温度上升，若水冷壁温度过高则系统恢复后也不能上水。本发明是通过增设省煤器旁路管路将省煤器受热面里面的蓄水经省煤器旁路管路引至水冷壁，延长水冷壁蓄水的蒸干时间，将水冷壁管壁温度控制在安全范围之内，为给水系统恢复赢得时间。同时，从省煤器出口集箱顶部(最高标高位置)引一管路至汽水分离器，称为压力平衡管路。压力平衡管路起到平衡水冷壁系统和省煤器之间的压力的作用，保证省煤器的蓄水能在重力的作用下流至水冷壁。

锅炉正常运行过程中，给水首先被引至尾部烟道省煤器进口集箱，逆流向上经过水平布置的省煤器管组进入省煤器出口集箱，由省煤器出口集箱引出经集中下降管进入水冷壁下集箱，经水冷壁管后进入水冷壁出口集箱汇集，然后通过连接管引入汽水分离器进行汽水分离，锅炉启动处于循环运行方式时，蒸汽流经汽水分离器后进入过热器系统，被分离的水进入储水罐，经过储水罐水位控制阀进入疏水扩容器。在锅炉进入直流运行时，全部工质通过汽水分离器进入过热器系统。该过程中省煤器旁路管路及压力平衡管路上阀门处于关闭状态。