一种防止电站锅炉低温腐蚀系统 |
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| 申请号 | CN201710196661.X | 申请日 | 2017-03-29 | 公开(公告)号 | CN107062296A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 江联重工集团股份有限公司; | 发明人 | 杨文; 李成林; 徐勇敏; 周圣林; 吴冬火; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种防止电站 锅炉 低温 腐蚀 系统以及防止电站锅炉低温腐蚀的方法，冷空气经气 水 空气预热器 中的热水加热后送入布置于锅炉尾部烟道的中温空气预热器，可提高中温空气预热器的金属壁温高于烟气酸 露点 温度 ，从而避免空气预热器的低温腐蚀；锅炉尾部烟道空气预热器后布置烟气给水加热器来降低排烟温度，同时由于进入烟气给水加热器的温度在100℃左右，也有效避免了烟气给水加热器的低温腐蚀，并且对整个机组热量没有增减，不会影响机组发电效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种防止电站锅炉低温腐蚀系统，对于给水温度200℃以上的高压及以上凝汽式一 |
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| 说明书全文 | 一种防止电站锅炉低温腐蚀系统技术领域背景技术[0002] 在电站锅炉（包括层状燃、流化燃烧、悬浮燃烧等）燃烧高水份燃料，如生物质、生活垃圾、污泥、煤泥、褐煤等，会出现排烟温度高，特别在高温高压及以上参数锅炉中情况更严重，为降低排烟温度，通常采用的方法是在尾部烟道中布置冷凝水加热器或在空气预热器后布置其它外加受热面等，上述方法虽可降低排烟温度，但对提高锅炉热效率并无帮助。采用冷凝水加热器的方法会一定程度影响机组发电效率，而布置外加受热面其热量利用困难。同时末级空气预热器由于入口空气温度低，特别在我国北方冬季，将造成空气预热器低温腐蚀，虽然也有通过采用特殊材质来提高抗腐能力，但实践证明效果有限。 [0003] 在电站锅炉（包括层状燃、流化燃烧、悬浮燃烧等）燃烧高硫份燃料，如富硫煤、高硫煤等时，会出现严重的低温腐蚀，特别在我国北方冬季，空气预热器低温腐蚀更加严重。为解决空气预热器的低温腐蚀，通常采用在空气预热器前增加暖风器，增加空气预热器入口空气温度，然而这也造成排烟温度升高，特别对高灰分燃料更为严重。 发明内容[0004] 本发明的目的在于通过一种防止电站锅炉低温腐蚀系统，解决电站锅炉（包括层状燃、流化燃烧、悬浮燃烧等）末级空气预热器管子的低温腐蚀，以及为降低排烟温度提高锅炉热效率而出现的末级受热面低温腐蚀问题。 [0005] 本发明为实现上述目的采取的技术方案为：方案一：一种防止电站锅炉低温腐蚀的系统，对于给水温度200℃以上的高压及以上凝汽式一次再热发电机组，所述系统包括燃烧装置、炉膛、过热器、锅筒集汽集箱、调节阀、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器、气水空气预热器、风机、高压加热器、锅炉给水泵、除氧器、低压加热器、凝结水泵、冷凝器、汽轮机高压缸、再热器和汽轮机中低压缸，其特征在于： 燃烧所需空气经过风机进入气水空气预热器，加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内中温空气预热器和高温空气预热器进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置；燃烧产生的烟气流经炉膛、过热器、再热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器后排出；温度高于200℃的给水经过低温省煤器、高温省煤器加热后进入锅筒，锅筒中的水经过炉膛水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机高压缸做功，汽轮机高压缸做功后的中低压蒸汽引入再热器再次加热，加热产生的高温蒸汽送入汽轮机中低压缸继续做功；做功后的乏汽经冷凝器冷却凝结，凝结水通过凝结水泵进入低压加热器加热升温至145℃～155℃之后，一部分进入气水空气预热器加热冷空气降温至95℃～105℃，降温后的凝结水经布置于烟道内的烟气给水加热器加热至145℃～155℃后送入除氧器进行除氧，另一部分直接进入除氧器进行除氧，通过调节阀调节二者的流量；除氧水经锅炉给水泵进入高压加热器加热至200℃以上的额定给水温度后，送入低温省煤器；低压加热器从汽轮机中低压缸抽汽加热；高压加热器从汽轮机高压缸抽汽加热；除氧器为高压热力除氧器，从汽轮机低压缸抽出蒸汽加热进行除氧。 [0006] 方案一用于高温高压及以上参数电站锅炉凝汽式一次再热发电系统。 [0007] 方案二：一种防止电站锅炉低温腐蚀的系统，对于给水温度200℃以上的高压及以上凝汽式发电机组，所述系统包括燃烧装置、炉膛、过热器、锅筒集汽集箱、调节阀、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器、气水空气预热器、风机、高压加热器、锅炉给水泵、除氧器、低压加热器、凝结水泵、冷凝器、汽轮机，其特征在于：燃烧所需空气经过风机进入气水空气预热器，加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内中温空气预热器和高温空气预热器进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置；燃烧产生的烟气流经炉膛、过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器后排出；温度高于200℃的给水经过低温省煤器、高温省煤器加热后进入锅筒，锅筒中的水经过炉膛水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机做功；做功后的乏汽经冷凝器冷却凝结，凝结水通过凝结水泵进入低压加热器加热升温至145℃～155℃之后，一部分进入气水空气预热器加热冷空气降温至95℃～105℃，降温后的凝结水经布置于烟道内的烟气给水加热器加热至145℃～155℃后送入除氧器进行除氧，另一部分直接进入除氧器进行除氧，通过调节阀调节二者的流量；除氧水经锅炉给水泵进入高压加热器加热至200℃以上的额定给水温度后，送入低温省煤器；低压加热器从汽轮机中低压级抽汽加热；高压加热器从汽轮机高压级抽汽加热；除氧器为高压热力除氧器，从汽轮机低压级抽出蒸汽加热进行除氧。 [0008] 方案二用于高温高压及以上参数无再热电站锅炉凝汽式发电系统。 [0009] 方案三：一种防止电站锅炉低温腐蚀系统，对于给水温度145℃～155℃的高压以下凝汽发电机组，所述系统包括燃烧装置、炉膛、过热器、锅筒、集汽集箱、调节阀、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器、气水空气预热器、风机、高压加热器、锅炉给水泵、除氧器、低压加热器、凝结水泵、冷凝器、混合集箱、汽轮机，其特征在于：燃烧所需空气经过风机进入气水空气预热器加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内的中温空气预热器和高温空气预热器进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置； 燃烧产生的烟气流经炉膛、过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器后排出；145℃～155℃的给水经过气水空气预热器、烟气给水加热器、低温省煤器、高温省煤器加热后进入锅筒；锅筒中的水经过炉膛水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机做功，做功后的乏汽经冷凝器冷却凝结，凝结水通过凝结水泵进入低压加热器加热升温后，进入除氧器进行除氧；除氧水经锅炉给水泵进入高压加热器加热至145℃～155℃之后，一部分进入气水空气预热器加热冷空气后降温至95℃～105℃，降温后的给水经布置于烟道内的烟气给水加热器加热后进入混合集箱，另一部分直接进入混合集箱，通过调节阀调节二者流量来实现对温度的控制，混合后的给水引入低温省煤器；低压加热器从汽轮机中低压级抽汽加热；高压加热器从汽轮机高压级抽汽加热；除氧器为热力除氧器，从汽轮机低压级抽出蒸汽加热进行除氧。 [0010] 方案三用于高压以下参数电站锅炉凝汽式发电系统，且给水温度为145℃～155℃方案四：一种防止电站锅炉低温腐蚀系统，对于背压发电机组，所述系统包括燃烧装置、炉膛、过热器、锅筒、集汽集箱、调节阀、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器、气水空气预热器、风机、高压加热器、锅炉给水泵、除氧器、混合集箱、补给水加热器、汽轮机，其特征在于：燃烧所需空气经过风机进入气水空气预热器加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内中温空气预热器和高温空气预热器进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置；燃烧产生的烟气流经炉膛、过热器高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、中温空气预热器、烟气给水加热器后排出；145℃～155℃的给水经过气水空气预热器、烟气给水加热器、低温省煤器、高温省煤器加热后进入锅筒；锅筒中的水经过炉膛水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机做功；做功后的蒸汽一部分输送至用汽单位，另一部分送入除氧器；除氧器为热力除氧器；给水经过补给水加热器加热后进入除氧器进行除氧；除氧水经锅炉给水泵进入高压加热器加热至约150℃后，一部分进入气水空气预热器加热低温空气后降温至95℃～105℃，降温后的给水经布置于烟道内的烟气给水加热器加热后进入混合集箱，另一部分直接进入混合集箱，通过调节阀调节二者流量来实现对温度的控制，混合后的给水引入低温省煤器；高压加热器从汽轮机高压级抽汽加热。 [0011] 方案四适用于背压式热电系统，且给水温度为145℃～155℃。 [0012] 基于以上四个方案所述系统实现防止电站锅炉低温腐蚀的方法，其特征在于：冷风经过风机进入气水空气预热器中，经过145℃～155℃的热水加热至约70℃～100℃后，再进入中温空气预热器进一步加热，较高的空气进口温度和烟气出口温度，保证空气预热器管壁温度高于烟气的酸露点温度，避免空气预热器的低温腐蚀；为降低排烟温度、提高系统的热效率，在中温空气预热器后设计有烟气给水加热器，将气水空气预热器换热后的给水加热至145℃～155℃。气水空气预热器热水出口温度为95℃～105℃，再进入烟气给水加热器，由于有较高的进口水温，可保证烟气给水加热器管子壁温高于烟气的酸露点温度，避免受热面发生低温腐蚀。由于方案一与方案二进入气水空气预热器的给水为145℃～ 155℃，加热冷空气降温后，进入烟气给水加热器被锅炉烟气重新加热至145℃～155℃后进入除氧器，给水热量前后并未损失与增多，其主要是起热量传递的桥梁作用，因此不会影响机组发电效率。 [0013] 本发明的技术效果是： (1) 冷空气在气水空气预热器中被150℃左右的热水进行预热，加热至约70℃～100℃后进入烟气空气预热器中，较高的空气进口温度和烟气出口温度，可有效防止空气预热器的低温腐蚀；(2) 150℃左右的热水在进入气水空气预热器后被降至100℃左右，再进入烟气给水加热器，由于有较高的进口水温，可保证烟气给水加热器管子壁温高于烟气的酸露点温度，避免受热面发生低温腐蚀；(3) 由于烟气给水加热器进口水温在100℃左右，可有效的将排烟温度降低至140℃以下，提高锅炉效率；(4) 150℃热水加冷空气降温后，进入烟气给水加热器被锅炉烟气重新加热至150℃左右，整个机组热量没有增减，不会影响机组发电效率。附图说明 [0014] 图1为本发明方案一的系统结构示意图；图2为本发明方案二的系统结构示意图； 图3为本发明方案三的系统结构示意图； 图4为本发明方案四的系统结构示意图。 [0015] 在图中：1.燃烧装置，2.炉膛，3.过热器，4.锅筒，5.集汽集箱，6.调节阀，7.高温省煤器，8.高温空气预热器，9.低温省煤器，10.中温空气预热器，11.烟气给水加热器，12.气水空气预热器，13.风机，14.高压加热器，15.锅炉给水泵，16.除氧器，17.低压加热器，18.凝结水泵，19.冷凝器，20.汽轮机高压缸，21.混合集箱，22. 补给水加热器，23.再热器，24.汽轮机中低压缸，25.汽轮机。 具体实施方式[0016] 具体实施方式一：结合图1说明，一种防止电站锅炉低温腐蚀的系统，对于给水温度200℃以上的高压及以上凝汽式一次再热发电机组，所述系统包括燃烧装置1、炉膛2、过热器3、锅筒4、集汽集箱5、调节阀6、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11、气水空气预热器12、风机13、高压加热器14、锅炉给水泵15、除氧器16、低压加热器17、凝结水泵18、冷凝器19、汽轮机高压缸20、再热器23、汽轮机中低压缸24。 [0017] 燃烧所需空气经过风机13进入气水空气预热器12，加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内中温空气预热器10和高温空气预热器8进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置1；燃烧产生的烟气流经炉膛2、过热器3、再热器23、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11后排出；温度高于200℃的给水经过低温省煤器9、高温省煤器7加热后进入锅筒4，锅筒中的水经过炉膛2水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器3加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱5进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机高压缸20做功，汽轮机高压缸20做功后的中低压蒸汽引入再热器23再次加热，加热产生的高温蒸汽送入汽轮机中低压缸24继续做功；做功后的乏汽经冷凝器19冷却凝结，凝结水通过凝结水泵18进入低压加热器17加热升温至150℃左右之后，一部分进入气水空气预热器12加热冷空气降温至100℃左右，降温后的凝结水经布置于烟道内的烟气给水加热器11加热至150℃左右后送入除氧器16进行除氧，另一部分直接进入除氧器16进行除氧，通过调节阀6调节二者的流量；除氧水经锅炉给水泵15进入高压加热器14加热至200℃以上的额定给水温度后，送入低温省煤器9；低压加热器17从汽轮机中低压缸24抽汽加热；高压加热器14从汽轮机高压缸20抽汽加热；除氧器 16为高压热力除氧器，从汽轮机20低压缸抽出蒸汽加热进行除氧。 [0018] 本实施方式中所述系统为电站锅炉凝气式一次再热发电系统，所述系统中锅炉为给水温度200℃以上的高温高压及以上参数的锅炉。 [0019] 具体实施方式二：结合图2说明，一种防止电站锅炉低温腐蚀的系统，对于给水温度200℃以上的高压及以上凝汽式发电机组，所述系统包括燃烧装置1、炉膛2、过热器3、锅筒4、集汽集箱5、调节阀6、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11、气水空气预热器12、风机13、高压加热器14、锅炉给水泵15、除氧器 16、低压加热器17、凝结水泵18、冷凝器19、汽轮机25。 [0020] 燃烧所需空气经过风机13进入气水空气预热器12，加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内中温空气预热器10和高温空气预热器8进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置1；燃烧产生的烟气流经炉膛2、过热器3、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11后排出；温度高于200℃的给水经过低温省煤器9、高温省煤器7加热后进入锅筒4，锅筒中的水经过炉膛2水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器3加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱5进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机25做功；做功后的乏汽经冷凝器19冷却凝结，凝结水通过凝结水泵18进入低压加热器17加热升温至145℃～155℃之后，一部分进入气水空气预热器12加热冷空气降温至95℃～105℃，降温后的凝结水经布置于烟道内的烟气给水加热器11加热至145℃～155℃后送入除氧器16进行除氧，另一部分直接进入除氧器16进行除氧，通过调节阀6调节二者的流量；除氧水经锅炉给水泵15进入高压加热器14加热至200℃以上的额定给水温度后，送入低温省煤器9；低压加热器17从汽轮机25中低压级抽汽加热； 高压加热器14从汽轮机25高压级抽汽加热；除氧器16为高压热力除氧器，从汽轮机25低压级抽出蒸汽加热进行除氧。 [0021] 本实施方式中所述系统为电站锅炉凝气式发电系统，所述系统机组无再热蒸汽系统，所述系统中锅炉为给水温度200℃以上的高温高压及以上参数的锅炉。 [0022] 具体实施方式三：结合图3说明，一种防止电站锅炉低温腐蚀系统，对于给水温度145℃～155℃的高压以下凝汽发电机组，所述系统包括燃烧装置1、炉膛2、过热器3、锅筒4、集汽集箱5、调节阀6、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11、气水空气预热器12、风机13、高压加热器14、锅炉给水泵15、除氧器16、低压加热器17、凝结水泵18、冷凝器19、混合集箱21、汽轮机25。 [0023] 燃烧所需空气经过风机13进入气水空气预热器12加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内的中温空气预热器10和高温空气预热器8进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置1；燃烧产生的烟气流经炉膛2、过热器3、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11后排出；145℃～155℃的给水经过气水空气预热器12、烟气给水加热器11、低温省煤器9、高温省煤器7加热后进入锅筒4；锅筒中的水经过炉膛4水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器3加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱5进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机25做功，做功后的乏汽经冷凝器19冷却凝结，凝结水通过凝结水泵18进入低压加热器17加热升温后，进入除氧器16进行除氧；除氧水经锅炉给水泵15进入高压加热器14加热至145℃～155℃之后，一部分进入气水空气预热器12加热冷空气后降温至95℃～105℃，降温后的给水经布置于烟道内的烟气给水加热器11加热后进入混合集箱21，另一部分直接进入混合集箱21，通过调节阀6调节二者流量来实现对温度的控制，混合后的给水引入低温省煤器9；低压加热器17从汽轮机25中低压级抽汽加热；高压加热器14从汽轮机25高压级抽汽加热；除氧器16为热力除氧器，从汽轮机25低压级抽出蒸汽加热进行除氧。 [0024] 本实施方式中所述系统为电站锅炉凝气式发电系统，且给水温度145℃～155℃的高压以下参数锅炉。 [0025] 具体实施方式四：结合图4说明，一种防止电站锅炉低温腐蚀系统，对于背压发电机组，所述系统包括燃烧装置1、炉膛2、过热器3、锅筒4、集汽集箱5、调节阀6、高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11、气水空气预热器12、风机13、高压加热器14、锅炉给水泵15、除氧器16、混合集箱21、补给水加热器22、汽轮机 25。 [0026] 燃烧所需空气经过风机13进入气水空气预热器12加热至约70℃～100℃，再经过锅炉烟道内中温空气预热器10和高温空气预热器8进一步加热至热风设计温度后进入锅炉燃烧装置1；燃烧产生的烟气流经炉膛2、过热器3高温省煤器7、高温空气预热器8、低温省煤器9、中温空气预热器10、烟气给水加热器11后排出；145℃～155℃的给水经过气水空气预热器12、烟气给水加热器11、低温省煤器9、高温省煤器7加热后进入锅筒4；锅筒中的水经过炉膛4水冷壁受热蒸发成为饱和蒸汽；产生的饱和蒸汽经过热器3加热为具有额定参数的过热蒸汽，并经集汽集箱5进入主蒸汽管道；过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机25做功；做功后的蒸汽一部分输送至用汽单位，另一部分送入除氧器16；除氧器16为热力除氧器；给水经过补给水加热器22加热后进入除氧器16进行除氧；除氧水经锅炉给水泵15进入高压加热器14加热至约150℃后，一部分进入气水空气预热器12加热低温空气后降温至95℃～105℃，降温后的给水经布置于烟道内的烟气给水加热器11加热后进入混合集箱21，另一部分直接进入混合集箱21，通过调节阀6调节二者流量来实现对温度的控制，混合后的给水引入低温省煤器9；高压加热器14从汽轮机25高压级抽汽加热。 [0027] 本实施方式中所述系统为背压式发电系统，且给水温度145℃～155℃的锅炉。 [0028] 应用于以上具体实施方式一、二、三或四所述系统来实现防止电站锅炉低温腐蚀的方法，所述方法是：冷风经过风机13进入气水空气预热器12中，经过145℃～155℃的热水加热至约70℃～ 100℃后，再进入中温空气预热器10进一步加热，较高的空气进口温度和烟气出口温度，保证空气预热器管壁温度高于烟气的酸露点温度，避免空气预热器的低温腐蚀；为降低排烟温度、提高系统的热效率，在中温空气预热器10后设计有烟气给水加热器11，将气水空气预热器12换热后的给水加热至145℃～155℃。气水空气预热器12热水出口温度为95℃～105℃，再进入烟气给水加热器11，由于有较高的进口水温，可保证烟气给水加热器11管子壁温高于烟气的酸露点温度，避免受热面发生低温腐蚀。由于方案一与方案二进入气水空气预热器12的给水为145℃～155℃，加冷空气降温后，进入烟气给水加热器11被锅炉烟气重新加热至145℃～155℃后进入除氧器16，给水热量前后并未损失与增多，其主要是起热量传递的桥梁作用，因此不会影响机组发电效率。 |
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