[发明专利]一种快速启炉系统及方法

说明书

技术领域

  本发明涉及锅炉启炉控制领域，特别是涉及一种节能省时的快速启炉系统。

背景技术

锅炉每年消耗大量的能源，在锅炉点火到锅炉正常运行过程中损耗的能源最为可观，锅炉节能技术日益成为其发展的重点。锅炉系统主要包括：锅炉主体、给煤系统、汽水系统、除尘烟气系统、鼓引风系统、除渣系统等，其中，汽水系统在锅炉启炉和运行中占有很重要的地位，汽水系统主要由水冷壁、下集箱和汽包等组成，水冷壁管均匀的排布在锅炉炉壁表面，用于吸收锅炉热量产生水蒸气；下集箱位于水冷壁底部并与水冷壁管底部连通，向水冷壁管供水。汽包是一种高温高压设备，位于整个系统的顶部；水冷壁管中产生的水蒸气可以直接进入汽包内，汽包能够通过水冷壁管收集高温蒸汽供其他系统使用，汽包内炉水通过下集管与下集箱导通，这样锅炉水气循环系统就可以正常建立。 

在锅炉点火启炉刚开始时，一方面，由于少数燃烧器投入运行，燃烧较弱，锅炉加热不均匀，相应的蒸发受热面也不均匀；另一方面，由于启炉前炉壁温度较低，水冷壁管中水温较低，燃料燃烧放出的热量用于水冷壁水气化的热量不多，水冷壁产生的蒸汽量不多，水循环未正常建立，这样就容易使水冷壁、下集箱以及汽包产生较大的热应力，从而使水冷壁爆裂、汽包畸形等，损坏设备，严重影响锅炉的正常运行。

为了有效防止锅炉启炉前期产生较大的热应力，现代大型机组一般会在水冷壁下联箱加入炉底蒸汽加热引入管，利用汽轮机从邻炉抽高温蒸汽来加热炉水，使之升温升压到一定程度后再进行锅炉点火。此系统被称为炉底蒸汽加热系统或邻炉加热系统，其加热原理就是利用具有一定压力、较高温度的蒸汽，加入水冷壁下联箱炉水内，使高温蒸汽与低温炉水混合，蒸汽将热量传递给炉水的一种加热方法。炉底蒸汽加热系统传热效果好，被加热的炉水温度可达到加热蒸汽压力下的饱和温度，并且有效减小汽包上下壁的温差。由于高温蒸汽多来源于邻炉，故此方法对单个炉体无法使用，并且，因为要引入热邻炉高温蒸汽来加热炉水，技术要求较高，对邻炉高温蒸汽控制要求较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有锅炉启炉过程中存在的难点及不足而提出一种加热均匀、时间短、适用于单锅炉的快速启炉系统及快速启炉方法。本发明通过启炉前预热汽包的方法，减小锅炉启炉过程中汽包产生的热应力，有效解决了因汽包热应力过大锅炉无法快速启炉的问题，缩短锅炉启炉时间，达到快速启炉的目的。

本发明快速启炉系统采用的技术方案是：包括汽包炉体，汽包炉体内以正常水位线将汽包炉体分为存储蒸汽的上部分和存储炉水的下部分，顶部设有蒸汽出口，其特征是：在汽包炉体的顶部内壁上，位于蒸汽出口两侧固定有顶部加热装置，蒸汽排出口正下方并排设有两个立式百叶窗分离器，立式百叶窗分离器下部连接疏水管输入口，疏水管输出口向下伸在正常水位线下；汽包炉体两侧壁均匀设置与水冷壁顶部连接的水冷壁接口，汽包炉体内部两侧设有两排旋风分离器和两个密封舱，密封舱连通水冷壁接口且位于正常水位线下，密封舱顶部连通旋风分离器底部；汽包炉体底部设有下集箱接口，下集箱接口上部水平并排安装给水管和排污管，给水管上部水平布置处于正常水位线下的水下加热装置；汽包炉体上、下壁均设有温度检测模块，温度检测模块连接MCU控制系统，MCU控制系统通过相应的控制器连接汽包顶部加热装置和水下加热装置，MCU控制系统还分别连接液位、气压检测模块、温度报警系统、气压报警系统和紧急停炉系统。

本发明快速启炉方法采用的技术方案是：基于所述快速启炉系统，包括以下步骤：A、锅炉冷态启炉之前，MCU控制系统同时开启汽包顶部加热装置和水下加热装置加热炉水，控制汽包炉体上下壁温差在50℃以内；B、在加热炉水过程中，若液位、气压检测模块检测出汽包炉体内液位、气压出现异常，或温度检测模块检测出汽包炉体内温度出现异常，MCU控制系统开启气压报警系统、温度报警系统和紧急停炉系统，并关闭顶部加热装置和水下加热装置；C、随着汽包炉体内温度、压强的不断升高，当检测出温度、压强达到预设温度、压强时，关闭顶部加热装置和水下加热装置，锅炉点火启炉开始正常工作。

本发明与已有技术和方法相比，具有如下优点：

    1、启炉快速。本发明通过启炉前预热汽包，减小锅炉启炉过程中汽包产生的热应力，有效解决了因汽包热应力过大锅炉无法快速启炉的问题，达到快速启炉的目的。

2、适用广泛。本发明适用于单锅炉系统，也适用于大型锅炉机组，并且对锅炉类型没有要求，只需对汽包内结构稍加改动并加入快速启炉控系统即可使用。