一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统技术方案

本发明专利技术公开一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统。本发明专利技术通过在水平烟道侧包墙入口联箱上布置温度传感器组和加设疏水管，并根据温度传感器组测得的第一温度信号、第二温度信号和取自锅炉自动控制系统的主蒸汽压力信号、主蒸汽流量信号，控制疏水管上的电动调节阀门，将联箱内的凝结积水通过疏水管排放至锅炉疏水扩容器，确保在过热器入口集管内的凝结积水不会造成集管内水堵塞等情况，进而确保管道的正常使用和锅炉的安全运行。而确保管道的正常使用和锅炉的安全运行。而确保管道的正常使用和锅炉的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统


[0001]本专利技术涉及安全运行设计
，特别是涉及一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统。

技术介绍

[0002]由于新能源发电具有波动性、间歇性和不可预测性，新能源高比例接入电网后，增加了电网调峰和调频的压力，给电网安全运行带来了挑战。所以，作为灵活可调节型电源主力，大型火电机组，特别是超临界火电机组，参与宽负荷深度调峰成为能源安全的重要保障，其快速变负荷和启停运行能力尤为重要。但是，在锅炉启停及低负荷运行过程中，通常会在受热面和联箱内部产生蒸汽凝结水，这种由于锅炉低负荷运行而产生的蒸汽凝结水若不及时排放，会堵塞在过热器和再热器管道和联箱积水，进而引发水堵塞或者联箱内表面急速冷却，导致管道和联箱表面材料被破坏，影响过热器、再热器和联箱材料出现裂纹，引起材料破坏。
[0003]图1为直流锅炉运行时的汽水系统流程，锅炉主要由燃烧系统和汽水系统两部分组成。锅炉的汽水系统由省煤器、水冷壁、启动分离器、过热器、再热器等组成。其主要作用是充分吸收燃料放出的热量，使锅炉管内的水蒸发并形成具有一定温度和压力的过热蒸汽。图1中来自给水泵的水进入省煤器，水在省煤器中被加热，温度升高，而后到省煤器出口集箱，通过出口给水下降管进入锅炉的前、后墙螺旋水冷壁入口联箱、前、后、侧墙螺旋水冷壁及水冷壁中间联箱、垂直水冷壁、垂直水冷壁出口联箱到折焰角入口汇集联箱、水平烟道侧包墙入口联箱、折焰角、水平烟道侧包墙出口联箱，至汽水分离器，再由汽水分离器进入各级过热器变成压力、温度和流量都合格的蒸汽后，经过主蒸汽管道进入汽轮机高压缸作功。
[0004]根据锅炉正常运行时的汽水流程路径，从汽水分离器流出的蒸汽先流入水平烟道侧包墙过热器和尾部包墙后，进入尾部烟道的低温过热器，然后进入屏式过热器和高温过热器，最后经过集汽联箱进入汽轮机高压缸；尾部的低温再热器，进入水平烟道的高温再热器，然后通过集汽联箱进入汽轮机中压缸。当锅炉停运后，由于炉膛内烟气温度不断下降，会造成过热器和再热器内部残余蒸汽的凝结，联箱内部蒸汽也会冷却产生疏水。当过热器和再热器管内的压差不足以使得全部蒸汽流入联箱中时，就会在过热器和再热器的垂直管弯头处形成疏水，堵塞管路流动；水平烟道侧包墙过热器、屏式过热器联箱内也会形成少量疏水，这些疏水对机组快速启停造成巨大的安全隐患，对于这些设备运行安全至关重要。
[0005]此外，为了满足锅炉灵活性运行，锅炉机组通常需在低负荷工况下运行，联箱等不受热部位由于散热大于流体带入的热量，联箱内蒸汽温度会逐渐降低，当蒸汽温度降低到饱和温度时，就会在联箱内开始凝结，形成少量凝结水。不论是联箱内积水还是管内凝结水流入联箱，若不及时将其从联箱内排出，便会造成水塞和联箱表面的急速冷却等情况，危害到锅炉设备的安全运行。目前大型锅炉虽然有相关的疏水系统，但是按照运行规程，这些疏水都是在小于5个大气压下才打开，完全不能满足目前超临界锅炉深度调峰和长期低负荷
工作的要求，必须增加专门的监测设备来处理由于停运、深度调峰和低负荷产生的积水。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统，以实现停运、深度调峰和低负荷产生的积水的处理。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统，所述疏水系统包括：疏水管、锅炉疏水扩容器、温度传感器组和控制组件；
[0009]所述疏水管的一端连接至超临界燃煤锅炉的入口联箱处的过热集热管上；所述疏水管的另一端连接至所述锅炉疏水扩容器；所述疏水管上设置有疏水调节电动门；
[0010]所述温度传感器组与所述控制组件连接，所述温度传感器组包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别设置在所述过热集热管的上壁和下壁；
[0011]所述控制组件分别与超临界燃煤锅炉的锅炉自动控制系统和所述疏水调节电动门的控制端连接，所述控制组件用于根据第一温度信号、第二温度信号、主蒸汽压力信号和主蒸汽流量信号控制所述疏水调节电动门的状态；所述第一温度信号和所述第二温度信号分别为所述第一温度传感器和所述第二温度传感器测得的，所述主蒸汽压力信号和所述主蒸汽流量信号为从锅炉自动控制系统中获取的。
[0012]可选的，所述控制组件包括第一控制器和第二控制器；
[0013]所述第一控制器分别与所述温度传感器组和所述第二控制器连接，所述第一控制器用于比较所述第一温度信号和第二温度信号，获得温度差信号，并当所述温度差信号大于第一温度差阈值时，将所述温度差信号输出至所述第二控制器；
[0014]所述第二控制器分别与锅炉自动控制系统和所述疏水调节电动门的控制端连接，所述第二控制器用于当所述温度差信号、所述主蒸汽压力信号和所述主蒸汽流量信号不满足预设条件时，输出电动门开启信号，控制所述疏水调节电动门开启，并当自疏水调节电动门开启预设时间后输出电动门关闭信号，控制所述疏水调节电动门关闭。
[0015]可选的，温度传感器组的数量为多个，多个所述温度传感器组分别一一对应的设置于所述疏水管上的多个第一预设位置；
[0016]所述第一预设位置为相邻两个联箱之间的位置。
[0017]可选的，所述控制组件包括多个第一控制器和第二控制器；
[0018]多个所述第一控制器分别一一对应的与多个所述温度传感器组连接，多个所述第一控制器还与所述第二控制器连接；
[0019]所述第一控制器用于比较所述第一温度信号和第二温度信号，获得温度差信号，并当所述温度差信号大于第一温度差阈值时，将所述温度差信号输出至所述第二控制器；
[0020]所述第二控制器分别与锅炉自动控制系统和所述疏水调节电动门的控制端连接，所述第二控制器用于当所述温度差信号、所述主蒸汽压力信号和所述主蒸汽流量信号不满足预设条件时，输出电动门开启信号，控制所述疏水调节电动门开启，并当自疏水调节电动门开启预设时间后输出电动门关闭信号，控制所述疏水调节电动门关闭。
[0021]可选的，所述预设条件为：
[0022]所述温度差信号小于第二温度差阈值，且所述主蒸汽压力信号大于压力阈值，且所述主蒸汽流量信号大于流量阈值。
[0023]可选的，所述预设时间为5s。
[0024]可选的，所述疏水系统还包括减压阀，所述减压阀设置在疏水管的第二预设位置，所述第二预设位置位于疏水管的一端和所述疏水调节电动门之间。
[0025]一种上述的应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统中的控制组件。
[0026]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0027]本专利技术实施例提供一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统，本专利技术通过在水平烟道侧包墙入口联箱上布置温度传感器组和加设疏水管，并根据温度传感器组测得的第一温度信号、第二温度信号和取自锅炉自动控制系统的主蒸汽压力信号、主蒸汽流量信号，控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统，其特征在于，所述疏水系统包括：疏水管、锅炉疏水扩容器、温度传感器组和控制组件；所述疏水管的一端连接至超临界燃煤锅炉的入口联箱处的过热集热管上；所述疏水管的另一端连接至所述锅炉疏水扩容器；所述疏水管上设置有疏水调节电动门；所述温度传感器组与所述控制组件连接，所述温度传感器组包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别设置在所述过热集热管的上壁和下壁；所述控制组件分别与超临界燃煤锅炉的锅炉自动控制系统和所述疏水调节电动门的控制端连接，所述控制组件用于根据第一温度信号、第二温度信号、主蒸汽压力信号和主蒸汽流量信号控制所述疏水调节电动门的状态；所述第一温度信号和所述第二温度信号分别为所述第一温度传感器和所述第二温度传感器测得的，所述主蒸汽压力信号和所述主蒸汽流量信号为从锅炉自动控制系统中获取的。2.根据权利要求1所述的应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统，其特征在于，所述控制组件包括第一控制器和第二控制器；所述第一控制器分别与所述温度传感器组和所述第二控制器连接，所述第一控制器用于比较所述第一温度信号和第二温度信号，获得温度差信号，并当所述温度差信号大于第一温度差阈值时，将所述温度差信号输出至所述第二控制器；所述第二控制器分别与锅炉自动控制系统和所述疏水调节电动门的控制端连接，所述第二控制器用于当所述温度差信号、所述主蒸汽压力信号和所述主蒸汽流量信号不满足预设条件时，输出电动门开启信号，控制所述疏水调节电动门开启，并当自疏水调节电动门开启预设时间后输出电动门关闭信号，控制所述疏水调节电动门关闭。3.根据权利要求1所述的应用于超临界燃煤锅炉灵活性运行的疏水系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞力平，谢卓时，徐丕鑫，段立强，杜小泽，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：