[发明专利]一种二次再热发电系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种二次再热发电系统及其运行方法。系统包括一次锅炉、二次锅炉、汽轮机发电机组等。一次锅炉、二次锅炉均包括炉膛、省煤器、再热器、低温过热器、高温过热器等。汽轮发电机组包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和发电机。锅炉给水依次经过一次/二次锅炉炉膛、一次/二次省煤器、一次/二次低温过热器、一次/二次高温过热器换热进入汽轮机高压缸做功，做功后的一次再热蒸汽通过一次再热器加热进入汽轮机中压缸做功，做功后的二次再热蒸汽通过二次再热器加热进入汽轮机低压缸做功，一起带动发电机发电。本发明两台锅炉燃烧系统分别独立控制，汽水系统联合控制，在保证再热汽汽温的同时，使得系统操作灵活，可靠性增强。

技术领域

本发明涉及的是一种二次再热发电系统及其运行方法，属于燃烧设备领域。

背景技术

提高蒸汽压力、温度及再热次数是改善火力发电蒸汽循环效率的有效方法。目前一次再热超超临界机组日趋成熟，整体可靠性、经济性令人满意。而在此基础上开发的二次再热超超临界机组，则普遍出现了再热汽温偏低的问题。尤其是两级再热的调节，在部分负荷下，一次再热汽温和二次再热汽温都影响了机组的安全性和经济型，致使二次再热机组在提高效率方面的优势大打折扣。而且二次再热的汽温调节速度乃至整个机组的变负荷速度严重滞后，与一次再热机组性能主要是再热的汽温在低负荷下偏离铭牌，在80％负荷时，再热汽温就比额定值低50℃左右；更低负荷率下，再热汽温更低，表现出不适调峰的特点，这在我国电力生产结构条件下，不能满足电力调度需要。

为了实现二次再热，人们进行了各种努力。CN206036987U公布了一种尾部三烟道布置的二次再热锅炉型式。三个平行烟道中，分别布置一次再热、二次再热和低温过热器，调节三个烟道中的流动阻力即通过三个烟道的烟气流量来调节各自的吸热量，从而调节一、二次再热蒸汽温度。这种调节方式的不足之处是调解过程中相互影响，需要完整的经验性为基础。CN102889570A公布了一种双烟道与摆角燃烧器相结合调节再热汽温的二次再热锅炉，其中两次再热器各自分别布置在平行的两个烟道中，由摆角燃烧器的角度调节火焰中心，从而调节燃烧器区属水受热面的吸热量，即用来改变进入双烟道的烟气温度，以此调节两个烟道中再热蒸汽的总吸热量，由烟气挡板调节再热蒸汽总吸热量在两个烟道即一次再热和二次再热之间的分配，从而调节一、二次再热蒸汽温度，通过两个烟道的挡板，调整一二次再热器的吸热分配，通过调节燃烧器搓角即火焰中心并辅助以过量空气系数的微调，实现一、二次再热蒸汽温度达到铭牌。这一调节方式受到摆角燃烧器的调节效果有关。CN103574588A公布了一种二次再热锅炉，采用挡板调节和烟气再循环联合使用，一次再热器和二次再热器分别位于两个并列的烟道中，由烟气再循环流量的变化来调节两个烟道中再热蒸汽的总吸热量。这种调节方式的优势是两次再热汽温调节逻辑关系明确。但是烟气再循环需要消耗电耗，尤其不利于低于50％负荷运行。CN206846691U公布了一种二次再热锅炉，采用挡板调节和两级烟气再循环的方法，即在燃烧器上下两层布置烟气再循环，借鉴了CN102889570A中燃烧器摆角对火焰中心的调节，从而具备了挡板调节、烟气再循环、调节火焰中心。这些布置都试图缓解二次再热锅炉再热器汽温调节问题。为了进一步将两次再热汽温调节相互解耦，CN102913892A公布了一种T型布置的锅炉，从而使得一、二次再热器分别所在的双烟道完全分开，即一个炉膛两个尾部对流竖井。CN106949451A提供了一种二次再热超超临界锅炉及其受热面布置方法，通过在炉膛设置墙上再热器的方法，提高部分负荷下墙上再热器吸热份额，从而改善再热汽温，由于墙上再热器同时布置一次再热器低温段和二次再热器低温段，因此，一、二次再热汽温可同时改善。CN205878138U的方法与上述相似，但更明确了前后墙对称布置一次再热器、左右墙对称布置二次再热器。这些设计都无法彻底解决二次再热机组的汽温问题。

发明内容

本发明提供了一种采用两台锅炉、一台汽机有机组合而成的二次再热发电系统及其运行方法，一台锅炉带50％左右的预热、蒸发、过热和100％一次再热负荷，另一台锅炉带余下的预热、蒸发、过热和100％二次再热负荷，两台锅炉燃烧系统分别独立控制，汽水系统联合控制，并与汽机相匹配。

本发明是通过如下技术方案实现的：