專利名稱：一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鍋爐的硫腐蝕是指煙氣中的水蒸氣和硫燃燒后生成的三氧化硫結(jié)合成的硫酸對鍋爐的腐蝕。最常見的硫腐蝕是發(fā)生在鍋爐尾部受熱面上的低溫硫腐蝕。在受熱面的壁面溫度低于煙氣的露點時，煙氣中的水蒸氣和硫燃燒后生成的三氧化硫結(jié)合成的硫酸會凝結(jié)在受熱面壁面上，嚴(yán)重地腐蝕受熱面金屬材料。低溫硫腐蝕常發(fā)生在空氣預(yù)熱器的冷端及給水溫度低的省煤器中，因為受熱面管內(nèi)的冷空氣或給水溫度低，當(dāng)煙氣溫度較低時，根據(jù)傳熱的溫度梯度計算結(jié)果，受熱面的壁面溫度易低于煙氣露點，就會產(chǎn)生腐蝕。為此，鍋爐系統(tǒng)的換熱面計算及設(shè)置，多按照鍋爐尾部排煙溫度高于露點溫度之上30-40°C設(shè)計，留有一定安全裕量，以應(yīng)對鍋爐燃燒工況不穩(wěn)定的時候排煙溫度的低幅波動。這樣做雖然不用擔(dān)心低溫硫腐蝕問題，但也浪費了煙氣的有效熱量，降低了鍋爐的熱效率，經(jīng)濟(jì)性降低。循環(huán)鍋爐蒸發(fā)面中的工質(zhì)為從汽包下降管下來的飽和水，在蒸發(fā)面中受熱變?yōu)槠畠上嗔骱笸ㄟ^上升管再返回汽包，在汽包中汽水分離為飽和蒸汽和飽和水，飽和水又從下降管進(jìn)入蒸發(fā)面中完成下一個循環(huán)，而飽和蒸汽通過管道引出汽包。在上述整個過程中，水的狀態(tài)基本維持在飽和水、汽水兩相流、飽和汽三種狀態(tài)，當(dāng)汽包壓力不變時，三種狀態(tài)對應(yīng)的工質(zhì)溫度是相同的，即對應(yīng)該壓力下的蒸汽飽和溫度。如果通過改變汽包產(chǎn)飽和蒸汽的消耗量，來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，且保證該溫度高于煙氣露點溫度，則受熱面管束中的飽和水或汽水兩相流的壁面溫度也不會低于煙氣露點，受熱面壁面不會產(chǎn)生低溫硫腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥對蒸汽流量的微調(diào)，實現(xiàn)蒸發(fā)受熱面壁面溫度略高于煙氣露點溫度，既避免了露點腐蝕保證了設(shè)備的安全，又最大程度的利用煙氣熱量，提高了鍋爐的熱效率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐、汽包和蒸汽機(jī)，在鍋爐尾部設(shè)置其內(nèi)工質(zhì)溫度不變的蒸發(fā)面，蒸發(fā)面通過下降管、上升管與汽包相連通，汽包通過產(chǎn)汽管與蒸汽機(jī)相連通，通過汽包內(nèi)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，使得受熱面壁面溫度高于煙氣的露點溫度。進(jìn)一步，所述蒸汽機(jī)為補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)。進(jìn)一步，所述產(chǎn)汽管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)閥對所述汽包產(chǎn)飽和蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制所述汽包的壓力。
進(jìn)一步，所述鍋爐內(nèi)設(shè)置有煙氣溫度測量元件，該煙氣溫度測量元件與所述調(diào)節(jié)閥相關(guān)聯(lián)控制，聯(lián)動控制所述產(chǎn)汽管上的開度來控制所述汽包的壓力。本發(fā)明既避免了低溫?zé)煔獾穆饵c腐蝕，保證了鍋爐設(shè)備的安全，又最大程度的利用煙氣熱量，提高了鍋爐的熱效率，增加了蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)圖。
具體實施例方式下面，參考附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。如圖1所示，本發(fā)明一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐1，蒸發(fā)面2，汽包3，下降管4，上升管5，補(bǔ)水管6，產(chǎn)汽管7，補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)8，發(fā)電機(jī)9，調(diào)節(jié)閥10。通過在煙氣含硫的鍋爐尾部新增蒸發(fā)面2，根據(jù)蒸發(fā)受熱面中工質(zhì)溫度(即汽包壓力相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度)不變的特點，結(jié)合補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)，由汽包產(chǎn)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，最終使得受熱面壁面溫度永遠(yuǎn)略高于煙氣的露點溫度。排煙溫度可控的鍋爐可與補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，提高鍋爐熱效率的同時增加蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)閥對汽包產(chǎn)飽和蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制汽包壓力。補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)的補(bǔ)汽流量可以隨時調(diào)節(jié)，不影響蒸汽機(jī)的正常運(yùn)行。通過在鍋爐I的尾部新增蒸發(fā)面2，蒸發(fā)面2中的工質(zhì)溫度與汽包3的汽包壓力相對應(yīng)。蒸發(fā)面2通過下降管4和上升管5與汽包3相連，飽和水從汽包3中通過下降管4流入蒸發(fā)面2，并在其中受熱變?yōu)槠畠上嗔?，之后通過上升管5返回汽包3，汽水兩相流在汽包3中汽水分離為飽和蒸汽和飽和水，飽和水又從下降管4中進(jìn)入蒸發(fā)面2完場下一個上述循環(huán)過程，飽和蒸汽通過產(chǎn)汽管7引出汽包3，通過調(diào)節(jié)閥10后進(jìn)入補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)8的補(bǔ)汽口。補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)8帶動發(fā)電機(jī)9轉(zhuǎn)動輸出電能。通過設(shè)置在鍋爐尾部的煙氣溫度測量元件11檢測煙氣溫度。煙氣按照箭頭12的方向進(jìn)入鍋爐1，假設(shè)煙氣露點溫度為120°C，則需控制煙氣的排煙溫度不能低于120°C。如果初始煙氣溫度為140°C，汽包3產(chǎn)汽量為2t/h，汽包3壓力為O. 14MPa，對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為110°C，則煙氣溫度在蒸發(fā)面2的冷卻作用下降低到125°C，能滿足排煙溫度高于120°C的要求。如果由于鍋爐工況的變動造成了煙氣溫度降低到130°C，由于蒸發(fā)面2配置好之后換熱面積是不變的，如果不進(jìn)行任何調(diào)整，進(jìn)蒸發(fā)面2的煙溫降低必然會使出蒸發(fā)面2的溫度降低，有可能降低到120°C以下。因此，當(dāng)煙氣溫度測量元件11檢測到了這個情況，則反饋到調(diào)節(jié)閥10，并減小調(diào)節(jié)閥10的開度，使得汽包3的產(chǎn)汽量從2t/h減少到lt/h，汽包3壓力增加到O. 20MPa，對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為120°C，減少了蒸發(fā)面2的吸熱量，使得煙氣降溫幅度減小，繼續(xù)維持排煙溫度高于120°C的要求。如果在上述基礎(chǔ)上，由于鍋爐工況的變動造成煙氣溫度繼續(xù)降低到120°C，則煙氣溫度測量元件11檢測到了這個情況，則反饋到調(diào)節(jié)閥10，并減小調(diào)節(jié)閥10的開度直至關(guān)閉，使得汽包3的產(chǎn)汽量從lt/h減少到Ot/h，汽包3壓力維持在O. 20MPa不變，對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為120°C，由于蒸發(fā)面2內(nèi)外工質(zhì)溫度與煙氣溫度相同，不會產(chǎn)生熱傳遞，則煙氣就不會降溫，可繼續(xù)維持排煙溫度高于120°C的要求。如果在上述基礎(chǔ)上，由于鍋爐工況的變動造成煙氣溫度繼續(xù)降低到110°C，則對應(yīng)蒸發(fā)面2中的工質(zhì)飽和溫度為120°C，由于蒸發(fā)面2中的工質(zhì)溫度還要高于煙氣溫度，還會反向加熱煙氣，使得排煙溫度從110°C升高，但這個過程時間不能過長，因為蒸發(fā)面2及汽包3中的工質(zhì)的熱容是固定的。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括鍋爐、汽包和蒸汽機(jī)，在鍋爐尾部設(shè)置其內(nèi)工質(zhì)溫度不變的蒸發(fā)面，蒸發(fā)面通過下降管、上升管與汽包相連通，汽包通過產(chǎn)汽管與蒸汽機(jī)相連通，通過汽包內(nèi)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，使得受熱面壁面溫度高于煙氣的露點溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽機(jī)為補(bǔ)汽式蒸汽機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述產(chǎn)汽管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
4.如權(quán)利要求3所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥對所述汽包產(chǎn)飽和蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制所述汽包的壓力。
5.如權(quán)利要求4所述的鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)設(shè)置有煙氣溫度測量元件，該煙氣溫度測量元件與所述調(diào)節(jié)閥相關(guān)聯(lián)控制，聯(lián)動控制所述產(chǎn)汽管上的開度來控制所述汽包的壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍋爐排煙溫度可控的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐、汽包和蒸汽機(jī)，在鍋爐尾部設(shè)置其內(nèi)工質(zhì)溫度不變的蒸發(fā)面，蒸發(fā)面通過下降管、上升管與汽包相連通，汽包通過產(chǎn)汽管與蒸汽機(jī)相連通，通過汽包內(nèi)飽和蒸汽消耗量的改變來調(diào)整汽包壓力，進(jìn)而改變其相對應(yīng)的蒸汽飽和溫度，使得受熱面壁面溫度高于煙氣的露點溫度。本發(fā)明既避免了低溫?zé)煔獾穆饵c腐蝕，保證了鍋爐設(shè)備的安全，又最大程度的利用煙氣熱量，提高了鍋爐的熱效率，增加了蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
文檔編號F01K11/02GK103061832SQ20131000562
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者程珩 申請人:北京世紀(jì)源博科技股份有限公司