[发明专利]超临界二次再热循环流化床锅炉

说明书

(一)技术领域：

本发明超临界二次再热循环流化床锅炉涉及一种火电站使用的具有超临界参数的可燃用无烟煤、低挥发份贫煤、贫煤、烟煤、褐煤的配套二次再热汽轮发电机的循环流化床锅炉。

(二)背景技术：

超临界二次再热技术可以显著提高火电站热力循环效率，降低火电机组发电热耗。

现有技术火电站使用的二次再热电站锅炉用于向二次再热的汽轮发电机组供汽，典型的锅炉侧主汽温度／一次再热汽温度／二次再热汽温度的设计值为605℃／623℃／623℃。

典型的二次再热的汽轮发电机组配有四级高压加热器和分离的蒸汽冷却器，锅炉给水温度高达330℃；一次再热器的进口温度和二次再热器的进口温度一般在420～440℃。

现有技术的火电站使用的二次再热电站锅炉全部采用煤粉悬浮燃烧方式，其主蒸汽调温方式：煤水比+喷水减温，可确保过热蒸汽出口温度在30％～100％BMCR工况下均能达到设计值；再热蒸汽调温方式：烟气挡板+摆动燃烧器+喷水减温，可确保高压再热蒸汽出口温度在50％～100％BMCR工况下能达到设计值；但低压再热蒸汽出口温度只能在65％～100％BMCR工况下能达到设计值。

为了使二次再热蒸汽出口温度能在50％～65％BMCR工况下也能达到设计值，现有技术煤粉炉采用炉烟再循环，增加中、低负荷下的烟气容积流量，增加二次再热器的对流换热量来达成。炉烟再循环风机的入口可以接在省煤器的出口也可以接在除尘器的出口，炉烟再循环风机的出口接炉膛冷灰斗下部。炉烟再循环风机的入口接在省煤器的出口时，高粉尘、较高工作温度、较低的烟气重度、较高转数使炉烟再循环风机的可靠性降低；炉烟再循环风机的入口接在除尘器的出口时空气预热器烟侧流量增加10％到20％，会引起锅炉排烟温度显著升高，锅炉效率下降。

现有技术双II形二次再热煤粉炉则难以解决低压再热系统压损过大和高压再热汽温、低压再热汽温调节手段缺乏的问题。

现有技术一种新型二次再热电站锅炉的炉烟再循环调温系统是一种较好的解决方案，还有待工程实践的实证。

循环流化床锅炉与煤粉锅炉是两类最常用的不同燃烧方式的电站锅炉。

循环流化床锅炉炉膛燃烧温度通常为850℃到950℃，远低于煤粉炉炉膛燃烧温度，循环流化床锅炉的NOx排放浓度远低于煤粉炉，多数情况无需SCR即可达标；循环流化床锅炉炉膛燃烧温度也是炉内石灰石脱硫的最佳温度区间，如控制Ca／S摩尔比适当，炉内脱硫率可大于90％；循环流化床燃烧方式是有前景的清洁煤燃烧方式。

煤粉锅炉，特别是燃用烟煤、贫煤的煤粉炉的大型化问题，已经成功解决，国内已有数十台1.000MW等级的超临界一次再热煤粉锅炉投入商业运行；1000MW等级的超临界二次再热煤粉锅炉已有4台作为示范性工程再建设中。

循环流化床锅炉的大型化过程仍在进行中，目前，全世界已投产最大的循环流化床电站锅炉为600MW等级；全世界还没有1000MW等级的循环流化床锅炉，特别是没有1000MW等级的超临界二次再热循环流化床锅炉。

循环流化床锅炉大型化遇到的第一个问题是流化床布风板的大型化，现有技术的技术路线是单布风板→双布风板→环形布风板。

循环流化床锅炉大型化推广遇到的第二个问题是一次风功耗居高难下，循环流化床锅炉无需磨煤机，但循环流化床锅炉的厂用电率通常高于煤粉炉，一次风功耗过高是其主因。进一步分析现有技术循环流化床锅炉一次风功耗高的原因主要有3个：1、一次风率高达总风量的40％到60％；2、额定一次风压高，可达32kPa或更高，风压调节机构上能量损耗大；3、虽然已经采用了4分仓回转式空气预热器，一次风漏风率仍然高达20％。

现有技术的循环流化床锅炉采用冷一次风机2台，冷一次风经回转式空气预热器加热成为热一次风，经热一次风道、一次风室、布风板送入炉膛。

(三)发明内容：

所要解决的技术问题：

寻找适合超临界二次再热循环流化床锅炉的总体布置方案、流化床布风板的布置方式；寻找适合超临界二次再热循环流化床锅炉的一次风风机布置方式、一次风风机调节方式、回转式空气预热器形式、一次风系统，以显著降低一次风功耗；寻找适合超临界二次再热循环流化床锅炉的高压高温再热器、低压高温再热器的布置方案及调节、控制手段。

解决其技术问题采用的技术方案：

本发明超临界二次再热循环流化床锅炉采取与现有技术完全不同的技术路线，提供一种火电站使用的具有超临界参数的可燃用无烟煤、低挥发份贫煤、贫煤、烟煤、褐煤的配套二次再热汽轮发电机的循环流化床锅炉。