热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统及方法
【专利摘要】本发明公开了热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统及方法，该系统包括换热器、冷却盘管以及换热水管管组，换热器具有进水管和出水管，换热器的进水管与汽轮机的冷凝水管路相连接，换热器的出水管与除氧器相连接，通过换热器换热后的水进入除氧器中，冷却盘管为两套，两套冷却盘管分别安装在锅炉的两个冷渣器中，并且分别位于两个冷渣器的冷却二室内，换热水管管组的进水端与换热器的进水管相连接，换热水管管组的出水端与换热器的出水管相连接，两套冷却盘管分别与换热水管管组的中间管路相连接，冷却盘管用于吸收排渣器底渣的热量，同时将吸收的热量送入换热器中。本发明同时公开了热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用方法。
【专利说明】热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热电厂锅炉设备的冷却与余热利用系统及方法，具体是指热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内CFB (循环流化床)锅炉选用的纯风冷或风水联合冷却选择性冷渣器，主要用于解决冷渣器排渣温度高，导致排渣热损失大，影响锅炉效率问题。在以纯凝为主或外供热少的CFB锅炉热电厂，CFB锅炉冷渣器由于燃烧煤种出现较大变化时，容易出现温度超温现象，温度超温对下游排渣设备具有不良影响，影响下游排渣设备的使用寿命。
[0003]现有技术中热电厂的部分设备图如图1所示，包括汽轮机冷凝水换热设备和两台锅炉冷渣器8，汽轮机冷凝水换热设备包括冷凝水管路1、换热器2、凝汽器3和除氧器4，换热器2具有进水管21和出水管22，换热器2的进水管21与汽轮机的冷凝水管路I相连接，通过冷凝水管路I接收来自汽轮机的冷凝水，换热器2的出水管22与除氧器4相连接，通过换热器2换热后的水进入除氧器4中，同时，在冷凝水管路I上旁支一条管路至凝汽器3中，两台锅炉冷渣器8分别具有选择室、冷却一室、冷却二室81和冷却三室。
[0004]上述的解决方案选择上主要存有以下问题:(I)纯风冷选择性冷渣器，当燃用高灰份燃料或高负荷非设计燃料工况，容易出现排渣温度严重超温损坏设备问题。(2)在冷渣器的冷却一、二、三室都布置水冷盘管的风水联合选择性冷渣器，主要是一室正常运行时温度超过450°C，容易引起水冷盘管过热爆管，故障率高；另外，在冷却一、二、三室同时布置将大大缩减冷渣器流通面积并容易引起冷却器局部堵渣问题，国内同类装置已多次出现该问题，处理难度及安全风险大；多室增设水冷盘管冷源国内多选用外补脱盐水进行换热，方式单一，主要在化工厂外供蒸汽量大的锅炉装置上应用，在以纯凝为主或外供热少的CFB锅炉应用案例少。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一是提供热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统，该系统能够有效降低了冷渣器排渣温度，保护下游排渣设备的使用寿命，提高了热电厂锅炉运行的安全性，并且能够回收底渣热量，减少锅炉排渣热损失，提高了锅炉的热效率。
[0006]本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现的:热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统，其特征在于:该系统包括换热器、冷却盘管以及换热水管管组，所述换热器具有进水管和出水管，换热器的进水管与汽轮机的冷凝水管路相连接，通过冷凝水管路接收来自汽轮机的冷凝水，换热器的出水管与除氧器相连接，通过换热器换热后的水进入除氧器中，所述的冷却盘管为两套，两套冷却盘管分别安装在锅炉的两个冷渣器中，并且分别位于两个冷渣器的冷却二室内，所述换热水管管组的进水端与所述换热器的进水管相连接，换热水管管组的出水端与所述换热器的出水管相连接，所述的两套冷却盘管分别与所述换热水管管组的中间管路相连接，冷却盘管用于吸收排渣器底渣的热量，降低冷渣器的排渣温度，控制排渣温度在正常温度范围内，同时将吸收的热量送入换热器中，实现冷渣器底渣热量的余热回收再利用。
[0007]所述的换热水管管组包括母管、进水总管、第一分支管、第二分支管和回水总管，所述母管的进水端即为所述换热水管管组的进水端，母管的进水端与所述换热器的进水管相连接，所述换热器的进水管在与母管的进水端相连接的连接点的前、后附近处均安装有阀，母管的进水端在靠近端口处也安装有阀，所述母管的出水端即为所述换热水管管组的出水端，母管的出水端与所述换热器的出水管相连接，所述换热器的出水管在与母管的出水端相连接的连接点的前、后附近处均安装有阀，母管的出水端在靠近端口处也安装有阀，所述的进水总管和回水总管分别与母管的中间管路相连通，进水总管和回水总管呈并联状设置，所述母管在位于与进水总管和回水总管相连通的两个连通处之间的管路上还安装有阀，所述的第一分支管、第二分支管的一端分别与所述进水总管相连通，另一端分别与对应的两套冷却盘管的进水管口相连通，两套冷却盘管的出水管口分别与所述的回水总管相连通，所述进水总管和回水总管在位于两端的端口处均安装有阀，所述的两套冷却盘管在进水管口和出水管口处也均安装有阀。
[0008]本发明的系统从换热器的设置及水冷盘管冷源的工艺设计原理着手，研究分析了纯风冷或风水联合冷却选择性冷渣器目前技术所遇到的诸多问题及其解决的方法，实现只在锅炉冷渣器冷却二室增加水冷盘管，并通过汽轮机凝结水强化冷却技术，解决冷渣器的排渣温度高问题。该系统既可降低冷渣器的排渣温度，延长换热器寿命，同时能够拓宽水冷盘管冷源的选择范围，可以在以纯凝为主装置或外供热少的装置进行推广应用。
[0009]本发明的目的之二是提供热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用方法，该方法操作简单，易于实施。
[0010]本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现的:热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用方法，该方法在锅炉的两个冷渣器的冷却二室内分别安装一套冷却盘管，冷却盘管通过换热水管管组与换热器的进水管和出水管相连接，同时换热器的进水管与汽轮机的冷凝水管路相连接，换热器的出水管与除氧器相连接，增加的冷却盘管用于吸收排渣器底渣的热量，降低冷渣器的排渣温度，控制排渣温度在正常温度范围内，同时将吸收的热量送入换热器中，实现冷渣器底渣热量的余热回收再利用。
[0011]与现有技术相比，本发明从水冷换热器的工作原理入手，通过科学的数据分析，成功发明了一种利用凝结水与冷渣器底渣换热，从而降低排渣温度的技术，有效降低了冷渣器排渣温度，保护下游排渣设备的使用寿命，提高了该热电厂CFB锅炉运行的安全性，回收了底渣热量，减少锅炉排渣热损失，提高了锅炉热效率，解决了风冷冷渣器在锅炉负荷高及燃料工况变化大的情况下，排渣温度高的难题，特别适用于采用风冷冷渣器且排渣温度居高不下的热电厂锅炉。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0013]图1是现有技术中热电厂的部分设备图，显示锅炉冷渣器与汽轮机冷凝水换热设备的结构与位置关系；
[0014]图2是本发明热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统的整体结构图。[0015]附图标记说明
[0016]1、冷凝水管路；2、换热器；21、进水管；22、出水管；3、凝汽器；
[0017]4、除氧器；5、母管；6、进水总管；61、第一分支管；62、第二分支管；
[0018]7、回水总管；8、冷渣器；81、冷却二室；9、冷却盘管
【具体实施方式】
[0019]如图2所示的热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统，该系统包括换热器2、冷却盘管9以及换热水管管组，换热器2具有进水管21和出水管22，换热器2的进水管21与汽轮机的冷凝水管路I相连接，通过冷凝水管路I接收来自汽轮机的冷凝水，换热器2的出水管22与除氧器4相连接，通过换热器2换热后的水进入除氧器4中，冷却盘管9为两套，两套冷却盘管9均为不锈钢管，两套冷却盘管9分别安装在锅炉的两个冷渣器8中，并且分别位于两个冷渣器8的冷却二室81内，换热水管管组的进水端与换热器2的进水管21相连接，换热水管管组的出水端与换热器2的出水管22相连接，两套冷却盘管9分别与换热水管管组的中间管路相连接，冷却盘管9用于吸收排渣器底渣的热量，降低冷渣器8的排渣温度，控制排渣温度在正常温度范围内，同时将吸收的热量送入换热器2中，实现冷渣器底渣热量的余热回收再利用。在冷凝水管路I上还旁支一条管路至凝汽器3中。
[0020]所述的换热水管管组包括母管5、进水总管6、第一分支管61、第二分支管62和回水总管7，母管5的进水端即为换热水管管组的进水端，母管5的进水端与换热器2的进水管21相连接，换热器2的进水管21在与母管5的进水端相连接的连接点的前、后附近处均安装有阀，母管5的进水端在靠近端口处也安装有阀，母管5的出水端即为换热水管管组的出水端，母管5的出水端与换热器2的出水管22相连接，换热器2的出水管22在与母管5的出水端相连接的连接点的前、后附近处均安装有阀，母管5的出水端在靠近端口处也安装有阀，进水总管6和回水总管7分别与母管5的中间管路相连通，进水总管6和回水总管7呈并联状设置，母管5在位于与进水总管6和回水总管7相连通的两个连通处之间的管路上还安装有阀，第一分支管61、第二分支管62的一端分别与进水总管6相连通，另一端分别与对应的两套冷却盘管的进水管口相连通，两套冷却盘管的出水管口分别与回水总管7相连通，进水总管6和回水总管7在位于两端的端口处均安装有阀，两套冷却盘管在进水管口和出水管口处也均安装有阀。
[0021]本发明的工艺流程如下:汽轮机的凝结水经过凝结水泵增压后，在换热器进水管处接出，送至CFB锅炉的两台冷渣器，在冷却二室与底渣换热后，加热后的凝结水接入换热器出水管，最终送至除氧器。
[0022]茂名石化动力厂热电三车间在试验时，在两台CFB锅炉四台冷渣器的冷却2室各增设一组水冷盘管，新增冷渣器冷却盘管利用两台汽轮机的凝液，通过水冷盘管与底渣进行换热回收热量，从而冷却底渣温度。改造后的系统有效地控制冷渣器排渣温度在100°c以下，冷却盘管出口凝结水温度上升了大约5 °C，改造取得了理想效果。
[0023]本发明同时还公开了热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用方法，该方法在锅炉的两个冷渣器8的冷却二室81内分别安装一套冷却盘管9，冷却盘管9通过换热水管管组与换热器2的进水管21和出水管22相连接，同时换热器2的进水管21与汽轮机的冷凝水管路I相连接，换热器2的出水管22与除氧器4相连接，增加的冷却盘管9用于吸收排渣器底渣的热量，降低冷渣器8的排渣温度，控制排渣温度在正常温度范围内，同时将吸收的热量送入换热器2中，实现冷渣器底渣热量的余热回收再利用。
[0024]本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统，其特征在于:该系统包括换热器(2)、冷却盘管(9)以及换热水管管组，所述换热器(2)具有进水管(21)和出水管(22)，换热器(2)的进水管(21)与汽轮机的冷凝水管路(I)相连接，通过冷凝水管路(I)接收来自汽轮机的冷凝水，换热器(2)的出水管(22)与除氧器(4)相连接，通过换热器(2)换热后的水进入除氧器(4)中，所述的冷却盘管(9)为两套，两套冷却盘管(9)分别安装在锅炉的两个冷渣器(8)中，并且分别位于两个冷渣器(8)的冷却二室(81)内，所述换热水管管组的进水端与所述换热器(2)的进水管(21)相连接，换热水管管组的出水端与所述换热器(2)的出水管(22)相连接，所述的两套冷却盘管(9)分别与所述换热水管管组的中间管路相连接，冷却盘管(9)用于吸收排渣器底渣的热量，降低冷渣器(8)的排渣温度，控制排渣温度在正常温度范围内，同时将吸收的热量送入换热器(2)中，实现冷渣器底渣热量的余热回收再利用。
2.根据权利要求1所述的热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统，其特征在于:所述的换热水管管组包括母管(5)、进水总管(6)、第一分支管(61)、第二分支管(62)和回水总管(7)，所述母管(5)的进水端即为所述换热水管管组的进水端，母管(5)的进水端与所述换热器(2)的进水管(21)相连接，所述换热器(2)的进水管(21)在与母管(5)的进水端相连接的连接点的前、后附近处均安装有阀，母管(5)的进水端在靠近端口处也安装有阀，所述母管(5)的出水端即为所述换热水管管组的出水端，母管(5)的出水端与所述换热器(2)的出水管(22)相连接，所述换热器(2)的出水管(22)在与母管(5)的出水端相连接的连接点的前、后附近处均安装有阀，母管(5)的出水端在靠近端口处也安装有阀，所述的进水总管(6)和回水总管(7)分别与母管(5)的中间管路相连通，进水总管(6)和回水总管(7)呈并联状设置，所述母管(5)在位于与进水总管(6)和回水总管(7)相连通的两个连通处之间的管路上还安装有阀，所述的第一分支管(61)、第二分支管(62)的一端分别与所述进水总管(6)相连通，另一端分别与对应的两套冷却盘管的进水管口相连通，两套冷却盘管的出水管口分别与所述的回水总管(7)相连通，所述进水总管(6)和回水总管(7)在位于两端的端口处均安装有阀，所述的两套冷却盘管在进水管口和出水管口处也均安装有阀。
3.热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用方法，该方法在锅炉的两个冷渣器(8)的冷却二室(81)内分别安装一套冷却盘管(9)，冷却盘管(9)通过换热水管管组与换热器(2)的进水管(21)和出水管(22)相连接，同时换热器(2)的进水管(21)与汽轮机的冷凝水管路(I)相连接，换热器(2)的出水管(22)与除氧器(4)相连接，增加的冷却盘管(9)用于吸收排渣器底渣的热量，降低冷渣器(8)的排渣温度，控制排渣温度在正常温度范围内，同时将吸收的热量送入换热器(2)中，实现冷渣器底渣热量的余热回收再利用。
【文档编号】F23C10/24GK103542406SQ201310499731
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】蔡维中, 郑文凯, 崔小武, 卢晓斌, 凌奕任, 蔡兴俊, 韩风, 柯芳标 申请人:中国石油化工集团公司