[发明专利]热电厂锅炉冷渣器强化冷却与余热利用系统及方法

说明书

技术领域

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

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。

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1相连接，通过冷凝水管路1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1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。

上述的解决方案选择上主要存有以下问题：(1)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℃，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

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。

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。

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。

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。

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。