用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种本发明专利技术涉及一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法。紧急冷却系统包括换热器、均与换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置，当锅炉给水中断时，通过将来自省煤器集箱或贮水箱中的水与存储容器中的冷却介质在换热器中充分热交换，不断地将炉膛内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置中，实现为锅炉紧急降温的目的。本发明专利技术提供的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法，其中的炉水循环泵及外部循环泵其扬程仅克服了换热器以及管道阻力，功率不高，无需柴油发动机驱动，故系统初期投资低，后期设备运行维护工作量少。

【技术实现步骤摘要】
用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法
本专利技术涉及超临界循环流化床锅炉
，特别是涉及一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法。
技术介绍
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，使其成为燃用低挥发分、低热值劣质燃料电站锅炉的首选炉型。循环流化床锅炉不同于煤粉锅炉，其炉内由相当数量的床料所形成的流化床层，燃料颗粒是靠流化床层床料加热而着火和稳定燃烧。由于循环流化床锅炉内存在大量的床料和耐火浇注料，其蓄热容量非常大。当机组遭遇全厂失电等造成锅炉给水中断的工况时，循环流化床锅炉炉内大量高温物料的蓄热会造成水冷壁内的水不断被加热成为蒸汽。随着时间的增加，炉内剩余的工作介质不断减少，如不及时向机组补充给水，会造成锅炉水冷壁受热面超温损坏。国内早期引进型循环流化床锅炉均设置了紧急补水系统，设置该系统的目的是在机组给水中断时，将紧急补水箱内的除盐水通过紧急补水泵对循环流化床锅炉进行紧急补水。该系统通常由紧急补水泵、柴油发动机(带日用油箱)、紧急补水箱以及相关阀门、管道等组成。这种方案具有系统独立的优点，但是紧急补水泵扬程高、功率大并由柴油发动机驱动，又因采购柴油发动机设备贵且运行成本高，故系统初期投资高且后期设备运行维护工作量大。
技术实现思路
基于此，有必要针对循环流化床锅炉的紧急补水系统，其中的紧急补水泵扬程高、功率大且由柴油发动机驱动，导致系统初期投资高且后期设备运维工作量大的问题，提供一种消耗功率低、初期投资低、设备运维工作量小的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法。一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，该超临界循环流化床锅炉包括炉膛、设置于该炉膛外围的水冷壁、省煤器集箱、下降管、下联箱、汽水分离器及贮水箱；该下降管的两端分别与该省煤器集箱及该下联箱连通，该水冷壁的两端分别与该下联箱及该汽水分离器连通，该超临界循环流化床锅炉还包括一端与该贮水箱连通的第一水路管道；该下降管设有第一阀体，该第一水路管道设有第二阀体，该紧急冷却系统包括换热器、均与该换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置；该炉水循环冷却装置包括第二水路管道、第三水路管道及设置于该第二水路管道的炉水循环泵，该第二水路管道连通该贮水箱及该换热器进水端，该第三水路管道连通该换热器的出水端及该下联箱，该炉水循环冷却装置还包括设置于该第二水路管道且位于该贮水箱与该炉水循环泵之间的第三阀体及设置于该第三水路管道的第四阀体；该炉水循环冷却装置还包括第四水路管道、设置于该第四水路管道的第五阀体，该第四水路管道的一端连通该省煤器集箱，另一端连通该炉水循环泵；该外部循环冷却装置包括存储冷却介质的存储容器、第五水路管道、第六水路管道及设置于该第五水路管道的外部循环泵，该第五水路管道连通该换热器进水端及该存储容器，该第六水路管道连通该换热器出水端及该存储容器；上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，设置换热器、炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置，当锅炉给水中断时，通过将来自省煤器集箱或贮水箱中的水与存储容器中的冷却介质在换热器中充分热交换，不断地将炉膛内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置中，实现为锅炉炉膛紧急降温的目的。其中的炉水循环泵及外部循环泵其扬程仅克服了换热器以及管道阻力，功率不高，无需柴油发动机驱动，故系统初期投资低，后期设备运行维护工作量少。在其中一个实施例中，上述紧急冷却系统的包括可相互切换的第一运行状态和第二运行状态；当上述贮水箱液位低于预设液位时，上述紧急冷却系统处于该第一运行状态，上述第一阀体、上述第二阀体及上述第三阀体关闭，上述第四阀体及上述第五阀体打开，上述炉水循环泵及上述外部循环泵开启；当上述贮水箱液位高于该预设液位时,上述紧急冷却系统处于该第二运行状态，上述第一阀体、上述第二阀体及上述第五阀体关闭，上述第三阀体及上述第四阀体打开，上述炉水循环泵及上述外部循环泵开启。在其中一个实施例中，上述紧急冷却系统还包括第六阀体，该第六阀体设置于上述第二水路管道且位于上述炉水循环泵与上述换热器的进水端之间；上述第一水路管道的一端连通上述第二水路管道且位于上述炉水循环泵与该第六阀体之间，上述第一水路管道的另一端连通上述省煤器集箱。在其中一个实施例中，上述第三水路管道以及上述第四水路管道分别与上述下降管连通，且分别设置于上述第一阀体的两端。在其中一个实施例中，上述炉水循环泵和上述外部循环泵均由电动机驱动并接入保安电源。在其中一个实施例中，紧急冷却系统还包括多个温度检测装置，上述第二水路管道、上述第三水路管道、上述第五水路管道、上述第六水路管道及上述水冷壁均对应设有一该温度检测装置。在其中一个实施例中，上述紧急冷却系统还包括多个流量检测装置，上述炉水循环泵与上述换热器之间的上述第二水路管道对应设有一该流量检测装置，且上述外部循环泵与上述换热器之间的上述第五水路管道对应设有一该流量检测装置。一种用于上述超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，包括以下步骤：检测上述水冷壁中水温及上述第三水路管道中水温；根据上述水冷壁中水温及上述第三水路管道中水温，分别控制上述炉水循环泵的流量及上述外部循环泵的流量；当上述水冷壁中水温高于第一预设温度T1，控制增加上述炉水循环泵的流量，当上述水冷壁中水温低于上述第一预设温度T1，控制减少上述炉水循环泵的流量；当上述第三水路管道中水温高于第二预设温度T2，控制增加上述外部循环泵的流量，当上述第三水路管道中水温低于上述第二预设温度T2，控制减少上述外部循环泵的流量。上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，以水冷壁中水温及第三水路管道中水温为检测反馈点，分别调整炉水循环泵及外部循环泵的流量，来控制水冷壁中水温及第三水路管道中水温达到第一预设温度T1及第二预设温度T2，从而不断地将炉膛内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置中，高效实现为锅炉炉膛紧急降温的目的。在其中一个实施例中，超临界饱和水的温度与上述第一预设温度T1差值大于20℃。在其中一个实施例中，上述预设温度T1与上述第二预设温度T2的温度差值范围为100℃～250℃。附图说明图1为本专利技术一实施例的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，为本专利技术一实施例的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100，用于当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，例如全厂失电等，紧急冷却系统100能为超临界循环流化床锅炉200紧急冷却降温，避免循环流化床锅炉200水冷壁2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述超临界循环流化床锅炉包括炉膛、设置于所述炉膛外围的水冷壁、省煤器集箱、下降管、下联箱、汽水分离器及贮水箱；所述下降管的两端分别与所述省煤器集箱及所述下联箱连通，所述水冷壁的两端分别与所述下联箱及所述汽水分离器连通，所述超临界循环流化床锅炉还包括一端与所述贮水箱连通的第一水路管道，所述下降管设有第一阀体，所述第一水路管道设有第二阀体，所述紧急冷却系统包括换热器、均与所述换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置；所述炉水循环冷却装置包括第二水路管道、第三水路管道及设置于所述第二水路管道的炉水循环泵，所述第二水路管道连通所述贮水箱及所述换热器进水端，所述第三水路管道连通所述换热器的出水端及所述下联箱，所述炉水循环装置还包括设置于所述第二水路管道且位于所述贮水箱与所述炉水循环泵之间的第三阀体及设置于所述第三水路管道的第四阀体；所述炉水循环冷却装置还包括第四水路管道及设置于所述第四水路管道的第五阀体，所述第四水路管道的一端连通所述省煤器集箱，另一端连通所述炉水循环泵；所述外部循环冷却装置包括存储冷却介质的存储容器、第五水路管道、第六水路管道及设置于所述第五水路管道的外部循环泵，所述第五水路管道连通所述换热器进水端及所述存储容器，所述第六水路管道连通所述换热器出水端及所述存储容器。...

【技术特征摘要】
1.一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述超临界循环流化床锅炉包括炉膛、设置于所述炉膛外围的水冷壁、省煤器集箱、下降管、下联箱、汽水分离器及贮水箱；所述下降管的两端分别与所述省煤器集箱及所述下联箱连通，所述水冷壁的两端分别与所述下联箱及所述汽水分离器连通，所述超临界循环流化床锅炉还包括一端与所述贮水箱连通的第一水路管道，所述下降管设有第一阀体，所述第一水路管道设有第二阀体，所述紧急冷却系统包括换热器、均与所述换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置；所述炉水循环冷却装置包括第二水路管道、第三水路管道及设置于所述第二水路管道的炉水循环泵，所述第二水路管道连通所述贮水箱及所述换热器进水端，所述第三水路管道连通所述换热器的出水端及所述下联箱，所述炉水循环装置还包括设置于所述第二水路管道且位于所述贮水箱与所述炉水循环泵之间的第三阀体及设置于所述第三水路管道的第四阀体；所述炉水循环冷却装置还包括第四水路管道及设置于所述第四水路管道的第五阀体，所述第四水路管道的一端连通所述省煤器集箱，另一端连通所述炉水循环泵；所述外部循环冷却装置包括存储冷却介质的存储容器、第五水路管道、第六水路管道及设置于所述第五水路管道的外部循环泵，所述第五水路管道连通所述换热器进水端及所述存储容器，所述第六水路管道连通所述换热器出水端及所述存储容器。2.根据权利要求1所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，当所述超临界循环流化床锅炉给水中断时，所述紧急冷却系统包括第一运行状态和第二运行状态；当所述贮水箱液位低于预设液位时，所述紧急冷却系统处于所述第一运行状态，所述第一阀体、所述第二阀体及所述第三阀体关闭，所述第四阀体及所述第五阀体打开，所述炉水循环泵及所述外部循环泵开启；当所述贮水箱液位高于所述预设液位时,所述紧急冷却系统处于所述第二运行状态，所述第一阀体、所述第二阀体及所述第五阀体关闭，所述第三阀体及所述第四阀体打开，所述炉水循环泵及所述外部循环泵开启。3.根据权利要求1所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述紧急冷却系统还包括第六阀体，所述第六阀体设置于所述第二水路管道且位于所述炉水...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹进，刘广林，张翔宇，霍沛强，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44