[发明专利]一种缩短联合循环发电机组烟囱冒黄烟时间的启动系统

说明书

本发明公开了一种缩短联合循环发电机组烟囱冒黄烟时间的启动系统，包括压汽包、预热器、省煤器、低压蒸发器、中压蒸发器、高压蒸发器和过热器等。本发明针对余热锅炉高、中、低压蒸汽生成系统，采用机组启动前提前预热的方法，除在高、中、低压蒸发器下方设计辅助蒸汽加热外，还设计了具有加热功能的预热器，在机组启动前，引入辅助加热蒸汽在预热器内对从凝汽器过来的冷凝水进行预热，确保燃气轮机点火启动后，余热锅炉的高、中、低压蒸汽生成系统在燃气轮机高温烟气排气加热下快速产生高温、高压蒸汽，并达到汽轮机暖机冲转对蒸汽参数提出的要求，实现余热锅炉和汽轮机同时快速启动，缩短发电机组启动时间，降低启动过程污染物的生成量。

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉系统，尤其涉及一种缩短联合循环发电机组烟囱冒黄烟时间的启动系统。

背景技术

燃用天然气等气体燃料的重型燃气轮机燃烧过程生成的污染物主要是NOx，为了降低NOx排放，在役重型燃气轮机普遍采用贫燃预混燃烧技术，但贫燃预混燃烧的稳定性较扩散燃烧差，在启机等变工况运行时易引发燃烧不稳定问题，因此为了确保燃气轮机发电机组顺利启动，在启机过程燃气轮机仍采用扩散燃烧或扩散燃烧占主导的分级燃烧技术，待燃气轮机升至一定负荷后，再切换成贫燃预混燃烧模式。

由于启机过程中燃气轮机采用了扩散燃烧方式，而扩散燃烧火焰面的温度通常高达2000～2200℃以上，造成大量NO生成；同时启机阶段空气量远高于燃料理论充分燃烧所需空气量，燃烧后烟气中剩余氧含量较高，且存在较高的因烟气平均温度低造成燃烧不完全而生成的CO、未燃尽碳氢等，这些因素均促成NO向NO₂转化，使烟气中NO₂浓度显著升高。而NO₂是一种红棕色气体，稀释后呈黄棕色，导致燃气轮机启机过程中烟囱可明显看到黄黄烟现象。

对于燃气蒸汽联合循环发电机组，受限于余热锅炉的启动速度以及汽轮机的暖机时间，发电机组的启动时间一般较长。燃气蒸汽联合循环发电机组的启动一般分为冷态启动、温态启动和热态启动，冷态启动时间最长，热态启动时间最短，但即使是热态启动，启动时间也需约50min左右。虽然目前国家火力发电排放法规并未将燃气轮机启机过程的污染物排放纳入考核指标，但启机过程的污染物排放仍不容忽视。

发明内容

为了减少燃气蒸汽联合循环发电机组启机过程的NOx排放量，解决余热锅炉启动时间长的问题，本发明提出了一种缩短联合循环发电机组烟囱冒黄烟时间的启动系统。本发明针对余热锅炉高、中、低压蒸汽生成系统，采用机组启动前提前预热的方法，除在高、中、低压蒸发器下方设计辅助蒸汽加热外，还设计了具有加热功能的预热器，在机组启动前，引入辅助加热蒸汽在预热器内对从凝汽器过来的冷凝水进行预热，确保燃气轮机点火启动后，余热锅炉的高、中、低压蒸汽生成系统在燃气轮机高温烟气排气加热下快速产生高温、高压蒸汽，并达到汽轮机暖机冲转对蒸汽参数提出的要求，实现余热锅炉和汽轮机同时快速启动，缩短发电机组启动时间，降低启动过程污染物的生成量。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种缩短联合循环发电机组烟囱冒黄烟时间的启动系统，包括低压汽包、中压汽包、高压汽包、预热器、低压省煤器、中压省煤器、高压省煤器、低压蒸发器、中压蒸发器、高压蒸发器、低压过热器、中压过热器和高压过热器；其中，

所述预热器设置在余热锅炉启动系统的最前端，预热器顶部设置有回水母管、预热器蒸汽回收管和预热器冷凝水供给管，预热器中上部设置有低压给水管，预热器底部设置有预热器气泡分散器；辅助蒸汽从底部进入预热器后，经预热器气泡分散器形成均匀上升的高温气泡加热预热器内的冷凝水；

所述低压汽包的底部设置有低压出水母管，分别与中压给水管和高压给水管相联通，用于将低压汽包内加热后的水输送给中压汽包和高压汽包；

所述中压汽包的底部设置有中压汽包回水管，用于余热锅炉提前预热时中压汽包回水，当中压汽包水位达到预设值时，通过中压汽包回水管流回预热器，防止中压汽包满水产生危险；