[发明专利]循环流化床锅炉中再热蒸汽温度控制系统和方法

说明书

本发明涉及包括二级蒸汽透平和蒸汽发生装置的发电站，该蒸汽发生装置具有流化床燃烧系统，该系统包括流化床燃烧器、至少一个分离器以及包括再热器和过热器的烟气烟道。

本发明还涉及在蒸汽发生器中控制再热器温度的方法，该发生器具有流化床燃烧系统，该系统包括流化床燃烧器、至少一个高温分离器以及在烟气烟道中的再热器。

目前已知有数种方法控制再热蒸汽温度。

再热器温度控制的方法之一是在该再热器两端使用烟气旁路系统。在锅炉的对流流路中提供两个分开的烟气流路（一个供过热器，一个供再热器），并且在每一流路下游例如设置挡流板以改变烟气流过每一段的流量。再热器出口蒸汽温度的控制是改变各对流流路的烟气流量。这个系统的主要缺点是挡流板位于高温（260-371℃）的带粉尘烟气流路中，使它们易受磨蚀和发生损坏。此外，用此系统控制蒸汽温度的范围有限。

另一方法是使用外部热交换器。即将循环流化床系统内的一部分循环固体物分流到外部安装的流化床热交换器中，称之为外部热交换器（EHE），并在其中设置部分或整个的再热器。改变流至EHE的固体物量，即可控制传递至再热器的热量以及再热器出口蒸汽温度。此系统的主要缺点是固体物流量控制阀需要大量维修工作，并且EHE内的再热管表面易受磨蚀，于是影响到这种装置的实施。

US4748940建议在循环流化床燃烧器的烟气流路中设置第一再热器的加热表面，并将这个第一再热器与位于外部热交换器（EHE）中的第二再热器相连接。与再热器加热表面呈并联方式来连接可调节的旁路管路。再热器出口温度的控制是通过控制EHE中的固体物流量，还通过由该旁路管路控制该两个再热器中的蒸汽流量。

控制再热器蒸汽出口温度的另一方法是使用喷淋式过热蒸汽降温器。此法是利用喷水来使过热蒸汽降温，从而控制再热器出口蒸汽温度。此法较简单，但因使循环的效率下降而未能普遍采用。

还有一种方法是使用过量空气。供应给锅炉的过量空气可用来控制再热的蒸汽温度。但因此法对锅炉效率有不利影响而不受欢迎。

还有一种方法是采用烟气再循环。即使用大量烟气再循环以达到再热器出口蒸汽温度的额定值。但此法需要使用烟气循环风机来输送高温含粉尘烟气并且要额外消耗动力，所以此法是有缺点的。

所以本发明的目的是提供再热蒸汽温度控制的改进方法和系统。

本发明的主要目的是为在循环流化床锅炉中控制再热器出口蒸汽温度提供改进的系统和方法。

按本发明的一个主要方面，在具有流化床燃烧系统的蒸汽发生器中，包括一个流化床燃烧器，至少一个分离器，以及在烟气流路中的一个再热器，其特征在于：

·在一个共用的烟气烟道中以串接方式设置再热器的第一段和第二或末段;

·将来自透平的低温蒸汽分流成为可选择的第一和第二部分并将所述第一部分导引通过该再热器第一段的装置;

·将所述第一和第二部分合并和将合并流导引通过该再热器第二段的装置。

在优选方案中，该蒸汽发生器包括用于控制该再热器第二或末段温度的装置，并包括将低温蒸汽的可选择部分导引并旁路所述再热器第一段而直接进入所述再热器第二或末段的装置。

按本发明的方法其特征在于：

·将再热器分为第一段和第二段或末段，并以串接方式将再热器第一和第二段设置于一个共同的烟气烟道中;

·将返回至该再热器的低温蒸汽分流为可选择的第一和第二部分，并将该第一部分导引通过该再热器第一段;

·将此第一部分和第二部分再合并和将合并流导引通过该再热器第二或末段。

本发明上述及其它目的由后述说明和附图加以阐明：

图1是实施本发明的典型循环流化床锅炉系统流程;

图2是本发明另一方案的流程;

图3是两个典型锅炉连接至单一透平的布局流程。

参照图1，图中示出使用典型循环流化床锅炉的发电站，其中包括过热器和再热器并代表本发明的一个优选方案。该锅炉系统10包括流化床燃烧器12，其中有燃烧室14，向燃烧室中输入可燃物料、不可燃物料、还可能有添加剂或再循环的物料、一次空气以及二次空气。在此燃烧室中，借助于使床物料有正确存量和正确空气流量而使床保持在流化状态。该燃烧室有栅格状的底16，空气通过16而引入。燃烧室的壁最好由膜型管壁所构成，其上带有或不带耐热的覆盖层。