控制w型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，其方法針對(duì)鍋爐在亞臨界工況下運(yùn)行時(shí)，該方法是通過調(diào)節(jié)閥門開度盡量提高鍋爐主蒸汽壓力；通過提高鍋爐主蒸汽壓力增加水冷壁工質(zhì)的工作壓力，從而降低水冷壁管中工質(zhì)的密度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子其工質(zhì)流動(dòng)阻力的增加量減少，從而緩解W型火焰超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)。本發(fā)明可以有效緩解W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)，使運(yùn)行人員有充足的時(shí)間針對(duì)水冷壁溫度高的區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而極大地減少水冷壁超溫頻次，提高鍋爐運(yùn)行安全性。
【專利說明】控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，屬于火電廠 運(yùn)行控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]W型火焰超臨界直流鍋爐是配置于超臨界機(jī)組的一種最新爐型，全世界首臺(tái)配W 型火焰直流鍋爐的超臨界機(jī)組在2009年7月成功投產(chǎn)運(yùn)行(中國(guó)湖南省金竹山電廠)，隨后 國(guó)內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)多臺(tái)同類型機(jī)組。W型火焰超臨界直流鍋爐在調(diào)試、運(yùn)行過程中，暴露出來一 個(gè)普遍性的問題，即鍋爐負(fù)荷較低時(shí)水冷壁管極易出現(xiàn)超溫(尤其是在水冷壁出口壓力低 于臨界壓力時(shí))，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)水冷壁爆管。
[0003]W型火焰超臨界直流鍋爐的水冷壁全部采用的是垂直管屏，水冷壁中的工質(zhì)是欠 焓水及汽水混合物，工質(zhì)由給水泵提供動(dòng)力，在水冷壁管中由下向上流動(dòng)，在流動(dòng)過程中工 質(zhì)不斷吸收水冷壁管傳遞來的熱量，從而完成水一高壓高溫蒸汽的轉(zhuǎn)換。水冷壁管的熱量 來源于爐內(nèi)燃料燃燒，由于爐內(nèi)燃燒無法做到完全均衡，所以各水冷壁管接受到的熱量也 是不均衡的，進(jìn)一步造成水冷壁管中工質(zhì)吸收到的熱量也不相同。熱量接受量大的水冷壁 管子其工質(zhì)產(chǎn)汽率高，反之產(chǎn)汽率低。當(dāng)鍋爐水冷壁出口壓力低于臨界壓力時(shí)，蒸汽與水的 密度差是比較大的，因此在低于臨界壓力時(shí)，水冷壁中的工質(zhì)由水變成汽的過程中，汽泡的 產(chǎn)生和工質(zhì)的膨脹都會(huì)造成流動(dòng)阻力的增大，故產(chǎn)汽率越高的管子工質(zhì)流動(dòng)阻力越大，在 水冷壁管屏的進(jìn)、出口壓差基本相同的情況下，流動(dòng)阻力大的水冷壁管子工質(zhì)流量低，工質(zhì) 從該水冷壁管壁帶走的總體熱量也就少，水冷壁管子的溫度就比較高。而且這是一個(gè)惡性 循環(huán)，即:受熱強(qiáng)的水冷壁管子一管壁溫度高一單位工質(zhì)的吸熱量大一工質(zhì)產(chǎn)汽率高一流 動(dòng)阻力大一工質(zhì)流量低一工質(zhì)從水冷壁管吸收的總體熱量少一管壁溫度進(jìn)一步升高。所以 該型鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，在鍋爐負(fù)荷較低尤其是在亞臨界工況運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)燃燒一旦發(fā)生波 動(dòng)(有時(shí)甚至是細(xì)微波動(dòng))，往往會(huì)出現(xiàn)水冷壁管壁溫度飛速上升，運(yùn)行人員往往還來不及 采取調(diào)整措施就已經(jīng)出現(xiàn)超溫。
[0004]要解決上述問題，有兩種方法，一是從燃燒側(cè)調(diào)整，保證所有水冷壁管的受熱強(qiáng)度 均衡，但由于W型火焰超臨界直流鍋爐的燃燒器是在鍋爐拱部沿爐寬方向分布，在鍋爐投 切燃燒器的過程中，必然會(huì)出現(xiàn)局部區(qū)域的燃燒強(qiáng)度偏高或偏低，因此保證爐內(nèi)燃燒的絕 對(duì)均勻性是無法實(shí)現(xiàn)的，只能通過一些措施盡可能減少燃燒的不均衡性，有限地改善水冷 壁管受熱均勻度；二是在工質(zhì)側(cè)采取措施，目前國(guó)內(nèi)W型火焰超臨界直流鍋爐，在工質(zhì)側(cè)采 取的措施一般都是提高工質(zhì)(給水)入口溫度、降低中間點(diǎn)過熱度等，這些措施可以提高水 冷壁水動(dòng)力穩(wěn)定性和減少水冷壁總吸熱量，但無法緩解水冷壁管的傳熱惡性循環(huán)(即受熱 強(qiáng)的水冷壁管子一管壁溫度高一工質(zhì)流量低一管壁溫度進(jìn)一步升高)。綜上所述，目前國(guó)內(nèi) W型火焰超臨界直流鍋爐對(duì)水冷壁超溫采取的防治措施實(shí)際應(yīng)用效果有限，無能夠有效緩 解水冷壁管傳熱惡性循環(huán)的措施。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有效緩解W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁 管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)，極大地減少水冷壁超溫頻次，提高鍋爐運(yùn)行安全性的控制W 型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，其方 法針對(duì)鍋爐在亞臨界工況下運(yùn)行時(shí)，該方法是通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)門開度盡量提高鍋爐 主蒸汽壓力；通過提高鍋爐主蒸汽壓力增加水冷壁工質(zhì)的工作壓力，從而降低水冷壁管中 工質(zhì)的密度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子其工質(zhì)流動(dòng)阻力的增加量減少，從而緩解W型火焰 超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)。
[0007]上述控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法是，其系統(tǒng)包括水冷壁進(jìn) 口聯(lián)箱、水冷壁出口聯(lián)箱、分離器和蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，當(dāng)鍋爐在亞臨界工況下運(yùn)行時(shí)， 調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)門的開度，通過流體系統(tǒng)的壓力傳遞提高分離器以及水冷壁出口聯(lián)箱、 水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱中流質(zhì)的壓力，從而提高水冷壁工質(zhì)的工作壓力，低水冷壁管中工質(zhì)的密 度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子其工質(zhì)流動(dòng)阻力的增加量減少，緩解W型火焰超臨界鍋爐水 冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)。
[0008]前述的控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法是，其提高鍋爐主蒸汽 壓力所調(diào)節(jié)的閥門為蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)門。
[0009]
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明通過提高鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的主蒸汽壓力這一簡(jiǎn)單的措施， 可以有效緩解W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)，使運(yùn)行人員 有充足的時(shí)間針對(duì)水冷壁溫度高的區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而極大地減少水冷壁超溫頻次， 提高鍋爐運(yùn)行安全性。
[0010]【專利附圖】

【附圖說明】書
圖1是W型火焰超臨界直流鍋爐流質(zhì)系統(tǒng)圖 圖2是W型火焰超臨界直流鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是水冷壁管工質(zhì)流動(dòng)及受熱示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例，如圖1、2和3所示，W型火焰超臨界直流鍋爐的水冷壁全部采用的是垂 直管屏，水冷壁中的工質(zhì)是欠焓水及汽水混合物，工質(zhì)由給水泵提供動(dòng)力，在水冷壁管中由 下向上流動(dòng)，在流動(dòng)過程中工質(zhì)不斷吸收水冷壁管傳遞來的熱量，從而完成水一高壓高溫 蒸汽的轉(zhuǎn)換。水冷壁管的熱量來源于爐內(nèi)燃料燃燒，由于爐內(nèi)燃燒無法做到完全均衡，所以 各水冷壁管接受到的熱量也是不均衡的，進(jìn)一步造成水冷壁管中工質(zhì)吸收到的熱量也不相 同。熱量接受量大的水冷壁管子其工質(zhì)產(chǎn)汽率高，反之產(chǎn)汽率低。當(dāng)鍋爐水冷壁出口壓力 低于臨界壓力時(shí)，蒸汽與水的密度差是比較大的，因此在低于臨界壓力時(shí)，水冷壁中的工質(zhì) 由水變成汽的過程中，汽泡的產(chǎn)生和工質(zhì)的膨脹都會(huì)造成流動(dòng)阻力的增大，故產(chǎn)汽率越高 的管子工質(zhì)流動(dòng)阻力越大，在水冷壁管屏的進(jìn)、出口壓差基本相同的情況下，流動(dòng)阻力大的 水冷壁管子工質(zhì)流量低，工質(zhì)從該水冷壁管壁帶走的總體熱量也就少，水冷壁管子的溫度 就比較高。而且這是一個(gè)惡性循環(huán)，即:受熱強(qiáng)的水冷壁管子一管壁溫度高一單位工質(zhì)的吸熱量大一工質(zhì)產(chǎn)汽率高一流動(dòng)阻力大一工質(zhì)流量低一工質(zhì)從水冷壁管吸收的總體熱量少 —管壁溫度進(jìn)一步升高。所以該型鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，在鍋爐負(fù)荷較低尤其是在亞臨界工況 運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)燃燒一旦發(fā)生波動(dòng)(有時(shí)甚至是細(xì)微波動(dòng))，往往會(huì)出現(xiàn)水冷壁管壁溫度飛速 上升，運(yùn)行人員往往還來不及采取調(diào)整措施就已經(jīng)出現(xiàn)超溫。為解決上述問題， 申請(qǐng)人:通過 調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)門開度盡量提高鍋爐主蒸汽壓力；通過提高鍋爐主蒸汽壓力增加水冷壁 工質(zhì)的工作壓力，從而降低水冷壁管中工質(zhì)的密度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子其工質(zhì)流動(dòng) 阻力的增加量減少，從而緩解W型火焰超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循 環(huán)。
[0012]具體的講，見圖1其系統(tǒng)包括水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱1、水冷壁出口聯(lián)箱2、分離器3和蒸 汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥4，當(dāng)鍋爐在亞臨界工況下運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)門4的開度，通過 流體系統(tǒng)的壓力傳遞提高分離器3以及水冷壁出口聯(lián)箱2、水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱I中流質(zhì)的壓 力，從而提高水冷壁工質(zhì)的工作壓力，低水冷壁管中工質(zhì)的密度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子 其工質(zhì)流動(dòng)阻力的增加量減少，緩解W型火焰超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱 惡性循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，其方法針對(duì)鍋爐在亞臨界 工況下運(yùn)行時(shí)，其特征在于:該方法是通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)門開度盡量提高鍋爐主蒸汽 壓力；通過提高鍋爐主蒸汽壓力增加水冷壁工質(zhì)的工作壓力，從而降低水冷壁管中工質(zhì)的 密度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子其工質(zhì)流動(dòng)阻力的增加量減少，從而緩解W型火焰超臨界 鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡性循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，其特征 在于:其系統(tǒng)包括水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱(I)、水冷壁出口聯(lián)箱(2)、分離器(3)和蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào) 節(jié)閥(4)，當(dāng)鍋爐在亞臨界工況下運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)門(4)的開度，通過流體系統(tǒng) 的壓力傳遞提高分離器(3)以及水冷壁出口聯(lián)箱(2)、水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱(I)中流質(zhì)的壓力， 從而提高水冷壁工質(zhì)的工作壓力，低水冷壁管中工質(zhì)的密度差，使受熱強(qiáng)的水冷壁管子其 工質(zhì)流動(dòng)阻力的增加量減少，緩解W型火焰超臨界鍋爐水冷壁垂直管屏容易出現(xiàn)的傳熱惡 性循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制W型火焰超臨界直流鍋爐水冷壁管超溫的方法，其特征 在于:其提高鍋爐主蒸汽壓力所調(diào)節(jié)的閥門為蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)門(4)。
【文檔編號(hào)】F22B35/12GK103438420SQ201310380681
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】羅小鵬, 石踐, 周科, 陳玉忠, 黃錫兵, 劉大猛 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院