CN109282280A - 循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***及其控制方法。风水联合回收炉渣热量***包括闭式循环子***、冷风加热子***及空气预热器旁路子***,其中闭式循环子***通过循环装置将循环介质往复于冷渣器与冷风加热子***的暖风器之间,使得炉渣与冷空气不断进行热交换,而升温后的冷空气输送至空气预热器中继续吸收来自锅炉排烟口的烟气热量,而多余的烟气热量依次传递输送至空气预热器旁路子***中的给水换热器和凝结水换热器,使得烟气热量与给水及凝结水进行热交换。本发明提供的一种循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***及其控制方法,对炉渣热量回收利用率较高,从而提高了循环流化床锅炉的效率,降低了机组的发电耗煤。
Description
技术领域
本发明涉及循环流化床锅炉技术领域,特别是涉及一种循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***及其控制方法。
背景技术
循环流化床锅炉(CFB)具有燃料适应性广、容量范围宽、燃烧效率较高、采用低温燃烧、氮氧化物排放低并可实现在燃烧过程中直接脱硫等优点,使其成为燃用低热值劣质燃料电站锅炉的首选炉型。
循环流化床锅炉燃用低热值劣质燃料时,会产生数量巨大的炉渣,并且炉渣温度很高,如果不对炉渣热量加以利用,则其热量损失约占锅炉燃料总热值的2%左右,该数值相当可观。
现有循环流化床锅炉回收炉渣热量***包括冷渣器,其作用时将炉渣的热量传递至汽轮机热力***中,以降低汽轮机热耗,但低压加热器所使用的蒸汽能量品位等级比较低,故炉渣热量利用效率十分有限。
发明内容
基于此,有必要针对现有循环流化床锅炉回收炉渣热量***因低压加热器所使用的蒸汽能量品位等级低,而导致炉渣热量利用率低的问题,提供一种炉渣热量利用率高的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***及其控制方法。
一种循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,所述循环流化床锅炉包括第一管道、空气预热器及烟气处理设备,所述第一管道连通所述循环流化床锅炉的排烟口与所述空气预热器的进烟口,所述空气预热器的出烟口与所述烟气处理设备连通,所述风水联合回收炉渣热量***包括:闭式循环子***,包括冷渣器,所述冷渣器的进渣口与所述循环流化床锅炉的排渣口连通,所述冷渣器的出渣口与排渣设备连通;所述冷渣器还包括互通的第一进口和第一出口;冷风加热子***,包括暖风器,所述暖风器的进风口用于进入冷空气,所述暖风器的出风口与所述空气预热器连通;所述暖风器还包括互通的第二进口和第二出口;所述闭式循环子***还包括第二管道、第三管道及循环装置,所述第二管道连通所述第一进口与所述第二出口,所述第三管道连通所述第一出口与所述第二进口,所述循环装置设置于所述第二管道或所述第三管道;空气预热器旁路子***,包括第四管道、给水换热器及凝结水换热器,所述第四管道的一端与所述第一管道连通,所述第四管道的另一端与所述给水换热器的进烟口连通,所述给水换热器的出烟口与所述凝结水换热器的进烟口连通,所述凝结水换热器的出烟口与所述烟气处理设备连通。
本发明的风水联合回收炉渣热量***将高品位的炉渣热量一部分转变为高品位的给水热量,另一部分转为较低品位的凝结水热量,在一定程度上避免了现有回收炉渣热量***中存在较大不可逆损失的主要缺点,并且循环介质在风水联合回收炉渣热量***中循环利用,使得循环介质用量稳定。故本发明的炉渣热量回收***对炉渣热量回收利用率较高,从而提高了循环流化床锅炉的效率,降低了机组的发电耗煤,进而节约了循环流化床锅炉的运行成本。
在其中一个实施例中,所述闭式循环子***还包括第五管道及补充装置;所述第五管道的一端与所述第二管道连通,所述第五管道的另一端与存储有冷却介质的存储容器连通;所述补充装置设置于所述第五管道,所述补充装置用于向第二管道补充预设用量的所述冷却介质,并维持所述闭式循环子***的压力。
在其中一个实施例中,所述冷却介质为冷却水,所述循环装置为循环泵,所述补充装置为补水泵。
在其中一个实施例中,汽轮机热力***包括给水泵、高压加热器、凝结水泵、低压加热器及除氧器;所述空气预热器旁路子***还包括第六管道和第七管道,所述给水换热器还包括互通的第三进口和第三出口,所述第六管道连通所述第三进口与所述给水泵,所述第三出口通过所述第七管道连通于所述高压加热器与所述循环流化床锅炉之间的连通管道;所述空气预热器旁路子***还包括第八管道和第九管道,所述凝结水换热器还包括互通的第四进口和第四出口,所述第八管道连通所述第四进口与所述凝结水泵,所述第四出口通过所述第九管道连通于所述低压加热器与所述除氧器之间的连通管道。
在其中一个实施例中,所述空气预热器旁路子***还包括两个流量调节阀,两个所述流量调节阀分别设置于所述第六管道和所述第八管道。
在其中一个实施例中,所述空气预热器旁路子***还包括调节门,所述调节门设置于所述第四管道上。
在其中一个实施例中,所述风水联合回收炉渣热量***还包括多个温度检测装置;所述冷渣器的所述第一进口侧及所述冷渣器的所述第一出口侧均设有一所述温度检测装置;所述冷渣器的进渣口侧和出渣口侧均设有一所述温度检测装置;所述暖风器的出风口侧设有一所述温度检测装置;所述空气预热器的出烟口侧设有一所述温度检测装置;所述给水换热器的出烟口侧及所述凝结水换热器的出烟口侧均设有一所述温度检测装置。
在其中一个实施例中,所述闭式循环子***还包括流量检测装置;所述冷渣器的所述第一进口与所述循环装置之间的所述第二管道上或者所述暖风器的所述第二进口与所述循环装置之间的所述第三管道上设有一所述流量检测装置。
在其中一个实施例中,所述风水联合回收炉渣热量***还包括控制***,所述控制***包括主控制器,所述主控制器分别与多个所述温度检测装置、所述流量检测装置、所述循环装置、两个所述流量调节阀及所述调节门电连接。
一种如上述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***的控制方法,包括以下步骤:检测所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度;根据所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度,控制所述循环装置的流量;当所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度高于第一预设温度时,控制增加所述循环装置的流量,当所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度低于所述第一预设温度时,控制减少所述循环装置的流量;检测所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度;根据所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度,控制进入所述空气预热器旁路子***的烟气流量,当所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度高于第二预设温度时,控制增加进入所述空气预热器旁路子***的烟气流量,当所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度低于所述第二预设温度时,控制减少进入所述空气预热器旁路子***的烟气流量;检测所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度;根据所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度,控制所述给水换热器的给水流量,当所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度高于第三预设温度时,控制增加所述给水换热器的给水流量,当所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度低于所述第三预设温度时,控制减少所述给水换热器的给水流量;检测所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度;根据所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度,控制所述凝结水换热器的凝结水流量,当所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度高于所述第二预设温度时,控制增加所述凝结水换热器的凝结水流量,当所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度低于所述第二预设温度时,控制减少所述凝结水换热器的凝结水流量。
附图说明
图1为本发明一实施例的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量节能***的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
为了便于理解本发明的技术方案,在详细展开说明之前,首先对现有循环流化床锅炉炉渣的热量回收***进行说明。
现有的回收炉渣热量***包括滚筒式冷渣器,由于滚筒式冷渣器自身结构和工作原理的限制,通常选用低压凝结水作为冷却介质,以吸收炉渣热量,吸收热量后的凝结水将热量传递至行汽轮机热力***中,以降低汽轮机热耗。
本申请的发明人经研究发现,现有的回收炉渣热量***存在以下缺陷:
1)根据热力学第二定律,热量从高品位的炉渣显热转变成低品位的凝结水显热,能量做工能力存在较大的不可逆损失,因此采用低温的凝结水冷却回收炉渣热量的方式存在一定的不合理性;
2)为了避免凝结水从冷渣器出口排出时温度过高而汽化,需要提高凝结水的流量,当炉渣量较大时,所需的凝结水水量将大幅提升,甚至机组凝结水***提供的凝结水都不足以用来冷却炉渣热量,故使用现有的回收炉渣热量***存在一定的局限性。
因此,需提供一种能够避免做功不可逆损失及不受冷却介质用量限制的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***。
如图1所示,本发明一实施例中的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***100,包括闭式循环子***10、冷风加热子***20及空气预热器旁路子***30。
循环流化床锅炉200包括第一管道210、空气预热器220、烟气处理设备230及,第一管道210连通循环流化床锅炉200的排烟口240与空气预热器220的进烟口221,空气预热器220的出烟口222与烟气处理设备230连通。应当理解的是,循环流化床200的排烟口240与循环流化床200的炉膛250连通。
闭式循环子***10包括冷渣器11,冷渣器11的进渣口111与循环流化床锅炉200的排渣口260连通,冷渣器11的出渣口112与排渣设备300连通,冷渣器11还包括互通的第一进口113和第一出口114。冷渣器11用于接收来自循环流化床锅炉200的排渣口260的高温炉渣,并将该高温滤渣冷却后从出渣口112排出。
冷风加热子***20包括暖风器21,暖风器21的进风口211用于进入冷空气,暖风器21的出风口212与空气预热器220连通。
暖风器21还包括互通的第二进口213和第二出口214,闭式循环子***10还包括第二管道12、第三管道13及循环装置14,第二管道12连通第一进口113与第二出口214,第三管道13连通第一出口114与第二进口213,循环装置14设置于第二管道12或第三管道13。
空气预热器旁路子***30包括第四管道31、给水换热器32及凝结水换热器33,第四管道31连通给水换热器32的进烟口321与第一管道210,给水换热器32的出烟口322与凝结水换热器33的进烟口331连通,凝结水换热器33的出烟口332与烟气处理设备230连通。
这样,当在闭式循环子***10中加入循环介质时,通过循环装置14将循环介质输入至第二管道12内,并使循环介质从第一进口113引入至冷渣器11中,高温炉渣在冷渣器11内释放热量降温,而循环介质在冷渣器11内吸收热量升温。
然后,升温后的循环介质在循环装置14的驱动作用下,经通过第三管道13被输送至冷风加热子***20的暖风器21的第二进口213,经冷空气吸收热量升温,循环介质在暖风器21中释放热量降温,降温后的循环介质经第二出口214从第二管道12送回至冷渣器11的第一进口113处,循环介质可不断往复于冷渣器11和暖风器21之间,不断将炉渣热量转移成冷空气热量。
升温后的冷空气通过暖风器21的出风口212至空气预热器220内,由于进入空气预热器220的冷空气已加热升温,故导致空气预热器220内吸收烟气热量减少,为维持机组的综合排烟温度,将部分烟气引入至空气预热器旁路子***30内。
通过第四管道31,将部分烟气输入至给水换热器32的进烟口321,经给水换热器32换热降温后的烟气,从给水换热器32的出烟口322进入至凝结水换热器33的进烟口331,再次进行换热降温后,烟气从凝结水换热器33的出烟口332排出至烟气处理设备230。
因此,本发明的风水联合回收炉渣热量***100将高品位的炉渣热量一部分转变为高品位的给水热量,另一部分转为较低品位的凝结水热量,在一定程度上避免了现有回收炉渣热量***中存在较大不可逆损失的主要缺点,并且循环介质在风水联合回收炉渣热量***100中循环利用,使得循环介质用量稳定。故综上所述,本发明的风水联合回收炉渣热量***100对炉渣热量回收利用率较高,从而提高了循环流化床锅炉200的效率,降低了机组的发电耗煤,进而节约了循环流化床锅炉的运行成本。
在一些实施例中,冷渣器11为滚筒式冷渣器。滚筒式冷渣器可适应复杂多变的炉渣和燃煤现状,并且结构简单、运行可靠并且对灰渣渣量和粒度适应性好。
在一些实施例中,闭式循环子***10还包括第五管道15及补充装置16,第五管道15的一端与第二管道12连通,第五管道15的另一端与存储有冷却介质的存储容器17连通,补充装置16设置于第五管道15,补充装置16用于向第二管道12补充预设用量的冷却介质,并维持闭式循环子***10的压力。
应当理解的是,补充装置16维持闭式循环子***10的压力,该压力是指循环介质在闭式循环子***10中的压力,其中包括了循环介质经过暖风器21的压力。
补充装置16补充预设用量的冷却介质,包括在闭式循环子***10第一次运行时的进行冷却介质的补充及在运行过程中冷却介质损耗后的补充。补充装置16可防止循环介质高温状态产生汽化,从而提高暖风器21的热换端差,强化高温循环介质与冷空气之间的传热。
应当理解的是,存储有冷却介质的存储容器可指提供冷却介质的***。
在一些实施例中,冷却介质为水,循环装置14可为循环泵,补充装置16为补水泵。水作为冷却介质的导热性能好,并且成本低,循环泵和补水泵结构简单且成本低。在其他实施例中,冷却介质也可为其他液体、气体或多种介质的组合。应当理解的是,当冷却介质为空气或其他气体时,循环装置14可为循环风机。
在一些实施例中,闭式循环子***10还包括止回阀18,止回阀18设置于冷渣器11的第一进口113与循环装置14之间的第二管道12上,或者止回阀18设置于暖风器21的第二进口223与循环装置14之间的第三管道13上。设置止回阀18能够防止循环介质沿背离循环装置14驱动循环介质作循环运动的方向发生倒流,从而造成设备损坏。
在一些实施例中,暖风器21可包括两个,两个暖风器21的进风口211分别与一次风机和二次风机连通。应当理解的是,一次风机用于燃料流化,为循环流化床锅炉200炉膛250内燃料提供流化风,二次风机用于燃料燃尽,为循环流化床锅炉200炉膛250内燃料提供燃尽风。因此,使用一次风机和二次风机分别对两个暖风器21输送冷空气,可以使得进入至暖风器21内的循环介质降温更充分且快速,以达到所需温度值。
具体地,两个暖风器21的出风口212均与空气预热器220连通,两个暖风器21的第二进口213均与冷渣器11的第一出口114连通,两个暖风器21的第二出口214均与冷渣器11的第一进口113连通。
在一些实施例中,第一管道210连通SCR脱销装置的出口与空气预热器220的进烟口221,SCR脱销装置的进口与循环流化床锅炉200的排烟口240连通。
在一些实施例中,空气预热器旁路子***30还包括调节门34,调节门34设置于第四管道31上。调节调节门34的开度可调节进入给水换热器32及凝结水换热器33的烟气流量。
在一些实施例中,汽轮机热力***包括给水泵270、凝结水泵280、高压加热器(图未示)、低压加热器(图未示)及除氧器(图未示)。
空气预热器旁路子***30还包括第六管道35和第七管道36,给水换热器32还包括互通的第三进口323和第三出口324,第六管道35连通第三进口323与给水泵270,第三出口324通过第七管道36连通于高压加热器与循环流化床锅炉200之间的连通管道上。
空气预热器旁路子***30还包括第八管道37和第九管道38,凝结水换热器33还包括互通的第四进口333和第四出口334,第八管道37连通第四进口333与凝结水泵280,第四出口334通过第九管道38连通于低压加热器与除氧器之间的连通管道上。
如此,给水换热器32为给水加热,可以分担部分由高压加热器加热给水的量,从而节省了加热给水的蒸汽用量,降低了能量消耗,而凝结水换热器33为凝结水加热,可以分担部分由低压加热器加热凝结水的量,从而节省了加热凝结水的蒸汽用量,降低了能量消耗。
进一步地,空气预热器旁路子***30还包括两个流量调节阀39,两个流量调节阀39分别设置于第六管道35和第八管道37。其中一流量调节阀39可调节从第六管道35进入给水换热器32的给水流量,另一流量调节阀39可调节从第八管道37进入凝结水换热器33的凝结水流量。
在一些实施例中,风水联合回收炉渣热量***100还包括多个温度检测装置40,冷渣器11的第一进口113侧和冷渣器11的第一出口114侧均设有一温度检测装置40,冷渣器11的进渣口111侧和出渣口112侧均设有一温度检测装置40,空气预热器220的出烟口222侧设有一温度检测装置40,给水换热器32的出烟口322侧及凝结水换热器33的出烟口332侧均设有一温度检测装置40。设置多个温度检测装置40可随时监控各处的温度,从而可以根据温度检测装置40测得的温度,控制各处温度处在最佳温度,以使风水联合回收炉渣热量***100处于最低成本运行工况,并且还能够避免***或设备超温运行而损坏。
在一些实施例中,风水联合回收炉渣热量***100还包括流量检测装置50,流量检测装置50设置于冷渣器11的第一进口113与循环装置14之间的第二管道12上,或者流量检测装置50设置于暖风器21的第二进口213与循环装置14之间的第三管道13上。流量检测装置50可以同温度检测装置40一起反馈风水联合回收炉渣热量***100现状,并且当某处温度偏离设置定值时,经调节循环装置14的流量,可快速进行调整该处温度,以保证风水联合回收炉渣热量***100正常运行。
在一些实施例中,第五管道15上也装设有温度检测装置40和流量检测装置50。这样,即可检测出向第二管道12补充的冷却介质的水温和流量,以保证补充泵16补充的冷却介质用量及温度准确并满足要求。
在具体一些实施例中,风水联合回收炉渣热量***100还包括控制***,控制***包括主控制器,主控制器分别与多个温度检测装置40、流量检测装置50、循环装置14、两个流量调节阀39及调节门34电连接。这样,根据温度检测装置90反馈的各处温度情况,主控制器可控制循环装置14的运行转速来实现对循环介质的自动控制、控制流量调节阀39的开度来实现对给水流量和凝结水流量的控制及控制调节门34的开度来实现对进入空气预热器220的烟气流量控制,从而保持各处温度均在合适的范围内。
在具体一些实施方式中,控制***可为DCS控制***或PLC控制***。更具体地,通过数据采集卡采集各处温度值,经处理器内部运算后,主控制器输出控制信号至循环装置14、两个流量调节阀39及调节门34,从而保持各处温度均在合适的范围内。
基于上述循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***100,本发明还提供一种循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***的控制方法,包括以下步骤:
S10:检测冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度;
其中,可使用温度检测装置40检测冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度。
S20:根据冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度,控制循环装置14的流量,当冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度高于第一预设温度T1时,控制增加循环装置14的流量,当冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度低于第一预设温度T1时,控制减少循环装置14的流量;
S30:检测空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度;
S40:根据空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度,控制进入空气预热器旁路子***30的烟气流量,当空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度高于第二预设温度T2时,控制增加进入空气预热器旁路子***30的烟气流量,当空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度低于第二预设温度T2时,控制减少进入空气预热器旁路子***30的烟气流量;
其中,调节设置于第四管道31上的调节门34的开度,即可调节进入空气预热器旁路子***30的烟气流量。
S50:检测给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度;
S60:根据给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度,控制给水换热器32的给水流量,当给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度高于第三预设温度T3时,控制增加给水换热器32的给水流量,当给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度低于第三预设温度T3时,控制减少给水换热器322的给水流量;
其中,调节设置于第六管道35上的流量调节阀39,即可调节进入给水换热器32的给水流量。
S70:检测凝结水换热器33的出烟口侧332的烟气温度;
S80:根据凝结水换热器33的出烟口侧332的烟气温度,控制凝结水换热器33的凝结水流量,当凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度高于第二预设温度T2时,控制增加凝结水换热器33的凝结水流量,当凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度低于第二预设温度T2时,控制减少凝结水换热器33的凝结水流量。
其中,调节设置于第八管道37上的流量调节阀39,即可调节进入凝结水换热器33的凝结水流量。
应当理解的是,上述各步骤应当同时进行,以保证炉渣热量安全且有效地被回收。
在具体一个实施例中,以典型参数为例,并且以水作为循环介质,采用滚筒式冷渣器,由于受滚筒式冷渣器自身结构和工作原理限制,风水联合回收炉渣热量***100中的循环水最高压力可以达到5MPa,但出于设备安全考虑,循环水压力通过补充装置16维持在4MPa左右,此时对应的饱和温度为250℃。进一步为了防止滚筒式冷渣器循环水产生汽化现象,同时兼顾强化循环水和冷空气之间的传热,过冷度的典型选用温度为50℃~150℃左右,选择过冷度为100℃,因此,吸收炉渣热量后的循环水温为150℃左右。
冷渣器11的第一进口113处的水温为80℃左右,冷渣器11的进渣口111处的炉渣温度为850℃左右,炉渣经冷渣器11释放热量后,炉渣温度降低至100℃左右从出渣口112排出,并且冷渣器11的第一出口114处的水温升温至150℃左右。
在循环装置14的驱动下,循环水进入暖风器21的第二进口213,此时水温为150℃左右,经与冷空气在暖风器21热交换后,循环水释放热量,降至80℃左右,并且循环水从暖风器21的第二出口214排出,经第二管道12可送回至冷渣器11的第一进口113。从一次风机和二次风机进入两个暖风器21的进风口211的冷空气温度分别为35℃和27℃左右,吸收循环水热量后,冷空气温度上升至80℃左右,进入空气预热器220中吸收烟气热量继续加热。
从循环流化床锅炉200的排烟口240排出的烟气,此时烟气温度为320℃左右,部分烟气输送至空气预热器220中与冷空气进行热交换,烟气释放热量后,烟气温度降至115℃左右,该部分烟气从空气预热器220的出烟口222排出。另外部分烟气从第四管道31输送至给水换热器32中与给水进行热交换,给水从给水换热管32的第三进口323进入,此时温度为180℃左右,吸收烟气热量后,给水温度上升至280℃左右,此时烟气从给水换热器32的出烟口322排出,烟气温度降至为215℃,烟气再经过凝结水换热器33与凝结水进行热交换,凝结水从凝结水换热管33的第四进口333进入,此时温度为80℃,吸收烟气热量后,凝结水温度上升至150℃,而烟气从凝结水换热器33的出烟口332排出,烟气温度降至115℃左右。
应当理解的是,在空气预热器220的进烟口221的烟气温度一定的情况下,需控制进入空气预热器旁路子***30的烟气流量,以维持本发明的风水联合回收炉渣热量***100中的从空气预热器220的出烟口222排出的烟气温度与原空气预热器的排烟温度相同。
还应当指出的是,在给水换热器32的进烟口321侧的烟气温度与凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度一定的情况下,给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度值越低,则回收烟气热量转变成较高品位的给水热量越多,转变为较低品位的凝结水热量越少。
在一些实施例中,可根据发电机组的热平衡图以及换热端差确定给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度值。
设置第一预设温度T1为100℃,通过检测冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度,保持冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度为100℃。若检测冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度高于100℃,调整循环装置14转速,增加循环水流量,若检测冷渣器11的出渣口112侧的炉渣温度低于100℃,调整循环装置14转速,减少循环水流量。
设置第二预设温度T2为115℃,通过检测空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度,保持空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度为115℃。若检测空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度高于115℃,增加进入空气预热器旁路子***30的烟气流量,若检测空气预热器220的出烟口222侧的烟气温度低于115℃,减少进入空气预热器旁路子***30的烟气流量。具体地,可调节第四管道31上调节门34的开度来增加或减少空气预热器旁路子***30的烟气流量。
设置第三预设温度T3为215℃,通过检测给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度,保持给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度为215℃。若检测给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度高于215℃,增加进入给水换热器32的给水流量,若检测给水换热器32的出烟口322侧的烟气温度低于215℃,减少进入给水换热器32的给水流量。具体地,可调节流量调节阀39来增加或减少给水换热器32的给水流量。
因第二预设温度T2为115℃,通过检测凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度,保持凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度为115℃。若检测凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度高于115℃,增加进入凝结水换热器33的凝结水流量,若检测凝结水换热器33的出烟口332侧的烟气温度低于115℃,减少进入凝结水换热器33的凝结水流量。具体地,可调节流量调节阀39来增加或减少凝结水换热器33的凝结水流量。
应当理解的是,该第一预设温度T1、第二预设温度T2及第三预设温度T3可具有一定的偏差范围。
在其他实施例中,由于电厂***、设备的配置差异以及原煤、灰渣的特性差异,各处温度可不一定处在某一个值,而是处在某一个温度范围内,例如,循环水经冷渣器11吸收炉渣热量后的循环水温范围为100℃~300℃,循环水经暖风器21释放热量后的循环水温范围为40℃~120℃,经冷渣器11冷却后的炉渣温度范围可为60℃~140℃。
本发明中的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***100及其控制方法,相比现有技术具有以下优点:
(1)、通过设置闭式循环子***10、冷风加热子***20及空气预热器旁路子***30,将高品位的炉渣热量一部分转变为高品位的给水热量,另一部分转为较低品位的凝结水热量,在一定程度上避免了现有回收炉渣热量***中存在较大不可逆损失的主要缺点;
(2)、通过设置补充装置16,一方面为循环***提供少量补水,另一方面维持闭式循环子***10的压力,可防止循环介质高温状态产生汽化,从而提高暖风器21的热换端差,强化高温循环介质与冷空气之间的传热;
(3)、通过给水换热器32分担部分由高压加热器加热给水的量,从而节省了加热给水的蒸汽用量,降低了能量消耗,通过凝结水换热器33分担部分由低压加热器加热凝结水的量,从而节省了加热凝结水的蒸汽用量,降低了能量消耗;(4)、通过设置多个温度检测装置40、流量检测装置50及控制***,可根据温度检测装置40反馈的各处温度情况,控制循环装置14的运行转速来实现对循环介质的自动控制、控制流量调节阀39的开度来实现对给水流量和凝结水流量的控制及控制调节门34的开度来实现对进入空气预热器220的烟气流量控制,从而保持各处温度均在合适的范围内。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,所述循环流化床锅炉包括第一管道、空气预热器及烟气处理设备,所述第一管道连通所述循环流化床锅炉的排烟口与所述空气预热器的进烟口,所述空气预热器的出烟口与所述烟气处理设备连通,其特征在于,所述风水联合回收炉渣热量***包括:
闭式循环子***,包括冷渣器,所述冷渣器的进渣口与所述循环流化床锅炉的排渣口连通,所述冷渣器的出渣口与排渣设备连通;
所述冷渣器还包括互通的第一进口和第一出口;
冷风加热子***,包括暖风器,所述暖风器的进风口用于进入冷空气,所述暖风器的出风口与所述空气预热器连通;
所述暖风器还包括互通的第二进口和第二出口;
所述闭式循环子***还包括第二管道、第三管道及循环装置,所述第二管道连通所述第一进口与所述第二出口,所述第三管道连通所述第一出口与所述第二进口,所述循环装置设置于所述第二管道或所述第三管道;
空气预热器旁路子***,包括第四管道、给水换热器及凝结水换热器,所述第四管道的一端与所述第一管道连通,所述第四管道的另一端与所述给水换热器的进烟口连通,所述给水换热器的出烟口与所述凝结水换热器的进烟口连通,所述凝结水换热器的出烟口与所述烟气处理设备连通。
2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述闭式循环子***还包括第五管道及补充装置;
所述第五管道的一端与所述第二管道连通,所述第五管道的另一端与存储有冷却介质的存储容器连通;
所述补充装置设置于所述第五管道,所述补充装置用于向第二管道补充预设用量的所述冷却介质,并维持所述闭式循环子***的压力。
3.根据权利要求2所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述冷却介质为冷却水,所述循环装置为循环泵,所述补充装置为补水泵。
4.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,汽轮机热力***包括给水泵、高压加热器、凝结水泵、低压加热器及除氧器;
所述空气预热器旁路子***还包括第六管道和第七管道,所述给水换热器还包括互通的第三进口和第三出口,所述第六管道连通所述第三进口与所述给水泵,所述第三出口通过所述第七管道连通于所述高压加热器与所述循环流化床锅炉之间的连通管道;
所述空气预热器旁路子***还包括第八管道和第九管道,所述凝结水换热器还包括互通的第四进口和第四出口,所述第八管道连通所述第四进口与所述凝结水泵,所述第四出口通过所述第九管道连通于所述低压加热器与所述除氧器之间的连通管道。
5.根据权利要求4所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述空气预热器旁路子***还包括两个流量调节阀,两个所述流量调节阀分别设置于所述第六管道和所述第八管道。
6.根据权利要求5所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述空气预热器旁路子***还包括调节门,所述调节门设置于所述第四管道上。
7.根据权利要求6所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述风水联合回收炉渣热量***还包括多个温度检测装置;
所述冷渣器的所述第一进口侧及所述冷渣器的所述第一出口侧均设有一所述温度检测装置;
所述冷渣器的进渣口侧和出渣口侧均设有一所述温度检测装置;
所述暖风器的出风口侧设有一所述温度检测装置;
所述空气预热器的出烟口侧设有一所述温度检测装置;
所述给水换热器的出烟口侧及所述凝结水换热器的出烟口侧均设有一所述温度检测装置。
8.根据权利要求7所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述闭式循环子***还包括流量检测装置;
所述冷渣器的所述第一进口与所述循环装置之间的所述第二管道上或者所述暖风器的所述第二进口与所述循环装置之间的所述第三管道上设有一所述流量检测装置。
9.根据权利要求8所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***,其特征在于,所述风水联合回收炉渣热量***还包括控制***,所述控制***包括主控制器,所述主控制器分别与多个所述温度检测装置、所述流量检测装置、所述循环装置、两个所述流量调节阀及所述调节门电连接。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量***的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
检测所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度;
根据所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度,控制所述循环装置的流量;当所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度高于第一预设温度时,控制增加所述循环装置的流量,当所述冷渣器的所述出渣口侧的炉渣温度低于所述第一预设温度时,控制减少所述循环装置的流量;
检测所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度;
根据所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度,控制进入所述空气预热器旁路子***的烟气流量,当所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度高于第二预设温度时,控制增加进入所述空气预热器旁路子***的烟气流量,当所述空气预热器的出烟口侧的烟气温度低于所述第二预设温度时,控制减少进入所述空气预热器旁路子***的烟气流量;
检测所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度;
根据所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度,控制所述给水换热器的给水流量,当所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度高于第三预设温度时,控制增加所述给水换热器的给水流量,当所述给水换热器的出烟口侧的烟气温度低于所述第三预设温度时,控制减少所述给水换热器的给水流量;
检测所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度;
根据所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度,控制所述凝结水换热器的凝结水流量,当所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度高于所述第二预设温度时,控制增加所述凝结水换热器的凝结水流量,当所述凝结水换热器的出烟口侧的烟气温度低于所述第二预设温度时,控制减少所述凝结水换热器的凝结水流量。
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