一种具有两次再热器的塔式锅炉专利目的
《一种具有两次再热器的塔式锅炉》的目的是提供一种具有两次再热器的锅炉，它的过热器、一次再热器、二次再热器的出口温度都能够达到600摄氏度-695摄氏度范围内，根据工程需要，温度优选610摄氏度-620摄氏度和630摄氏度-650摄氏度。
一种具有两次再热器的塔式锅炉技术方案
一种具有两次再热器的塔式锅炉，锅炉为超临界锅炉，锅炉的受热面包括过热器、一次再热器、二次再热器；过热器包括低温过热器、高温过热器；主汽系统流程为：给水进入前、后烟道省煤器，前后烟道省煤器为并联布置，省煤器出口水由炉膛下部进入水冷壁，水冷壁出口连接分离器，分离器出口蒸汽依次进入低温过热器和高温过热器中，最终进入汽机做功；一次再热器的蒸汽来自汽机排汽，从蒸汽侧温度由低到高流向看，一次再热器依次包括一次再热低温再热器、一次再热高温再热器；最后该蒸汽进入汽机中做功；一次再热器的蒸汽在汽机做功后，即成为汽机的排汽；二次再热器的蒸汽来自该汽机的排汽，从蒸汽侧温度由低到高流向看，包括二次再热低温再热器、二次再热高温再热器；最后该蒸汽进入汽机做功；一次再热器和二次再热器在炉膛垂直烟道中并联布置。
优选的，一次再热高温再热器分为冷段和热段，二次再热高温再热器分为冷段和热段；低温过热器从蒸汽流向看，包括低温过热器悬吊进口管，低温过热器垂直段受热面和低温过热器屏管段；一、二次再热高温再热器冷段提前布置，即放在高温过热器下方布置，处在辐射特性强的区域，吸收部分辐射热，一、二次再热高温再热器热段放在高温过热器上方布置；炉膛上部垂直烟道沿烟气流向依次串联布置有低温过热器屏管段，一、二次再热高温再热器冷段，高温过热器，一、二次再热高温再热器热段，一、二次再热低温再热器，省煤器及低温过热器悬吊进口管；一次再热器冷段和二次再热器冷段并联布置，一次再热器热段和二次再热器热段并联布置，一次再热低温再热器和二次再热低温再热器并联布置。
优选的，低温过热器屏管段，屏与屏之间的距离较大，能够透过热辐射；低温过热器垂直段受热面还可悬吊在低温过热器屏管段上方的省煤器、再热器、高温过热器上；一、二次再热高温再热器冷段设计成屏管式，部分布置在低温过热器的屏与屏之间空挡处的上方，能够接受热辐射；一、二次再热高温再热器冷段还包括垂直段受热面，冷段和热段之间通过设置在垂直烟道内的垂直段受热面连接。
优选的，烟气流过一、二次再热高温再热器热段后，烟气通道被分隔烟道隔墙分隔为前、后烟道，前烟道布置有一次再热低温再热器和前烟道省煤器，后烟道布置有二次再热低温再热和后烟道省煤器；分隔烟道隔墙延伸到第二烟道入口处，并在此处设置烟气挡板用于调节前后烟道烟气流量；分隔烟道隔墙由悬吊管膜式壁构成，该悬吊管膜式壁作为低温过热器的一部分，从低温过热器进口集箱引出，回到低温过热器出口集箱或者回到中间混合集箱；一次再热器靠近前墙布置，二次再热器靠近后墙布置。
优选的，过热器、一次再热器和二次再热器出口蒸汽温度达到600摄氏度至695摄氏度；二次再热锅炉过热器和一次再热器和二次再热器的吸热百分比为，过热器吸热量为65%-75%，一次再热器吸热量为15%-25%，二次再热器吸热量为10%-15%，三者之和为100%。
优选的，过热器内的蒸汽压力为28兆帕-35兆帕；一次再热器内的蒸汽压力为5兆帕-14兆帕；二次再热器内的蒸汽压力为2兆帕-5兆帕。
优选的，炉膛由膜式水冷壁组成，下部水冷壁采用螺旋管；上部水冷壁采用垂直管的布置方式；给水进入前、后烟道省煤器之后，然后依次进入炉膛下部螺旋围绕管圈、进入中间混合集箱、炉膛上部垂直管屏、分离器、低温过热器和高温过热器，最后蒸汽进入汽机高压缸做功。
优选的，过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水来控制；一、二次再热器汽温同步采用燃烧器摆动调节，通过烟气挡板调节一、二次再热器间吸热平衡；低温再热器出口连接管道上设置微量喷水。
因此，《一种具有两次再热器的塔式锅炉》将部分再热器受热面置于靠近炉膛部分的烟道中，借以吸收部分炉膛的辐射热量，从而达到用较少面积获得足够温升的目的。同时，再热器具有辐射受热面特性对负荷降低时保证再热器出口额定温度也有益处。
由于辐射热量在穿过受热面后有很大的下降。为使两次出口温度在600摄氏度以上的再热器都能吸收部分辐射热，且保证都能获得较高的传热温差。《一种具有两次再热器的塔式锅炉》不采用通常采用的串联形式，而采用将两次再热器并联布置的方式。
该二次再热方案与常规一次再热方案的不同点就是增加了一路要求达到600摄氏度以上的蒸汽，就是说一般的，锅炉燃烧产生烟气温度不变，要多一个高温的受热面来吸热，如何布置。因为传热是要有一定温差的，一般连续串联放两个出口温度达到600摄氏度的受热面，其后的烟气温度就不足以将第三个受热面加热到600摄氏度了，所以《一种具有两次再热器的塔式锅炉》采用了并联的方案，让两个受热面共享比较高的烟温。再热器部分提前的目的一是为了提高传热效率，二是为了摆动燃烧器这个调温手段有较高的灵敏性。但提前再热器也不是简单的提前就可以的，而是有风险的。在常规超超临界常用材料的选择范围内，为保证安全性，受辐射热的再热器的蒸汽温度不能太高，否则金属壁温会很高，导致没有可选择的材料。至于低温过热器更靠前却不存在安全性问题，这是因为过热器的压力比再热器高的多，蒸汽传热特性更好，蒸汽的特性决定了同样的蒸汽温度下，再热器的金属管壁温度比过热器要更高，所以再热器不能盲目提前。而高参数二次再热方案，就要精确地计算受热面布置，既满足达到温度又达到安全可靠。
再热器的调温特性由摆动燃烧器，调节过量空气系数和烟气挡板调节结合完成。通过燃烧器的摆动使炉膛内火焰中心抬高或降低，具有辐射特性的再热器出口温度会因此升高或降低。由于两次再热器并联布置，并处于同样的烟温区域，所以它们的变化趋势是相同的。增大过量空气系数使通过受热面的烟气流速增大，也具有提高再热器换热的作用。上部烟道由悬吊管膜式壁中间隔墙分隔为前后两个烟道，两个烟道中分别布置有一次再热器的低温段和二次再热器的低温段，该悬吊管膜式壁作为低温过热器的一部分，是从低温过热器进口集箱引出的，回到低温过热器出口集箱或者回到中间混合集箱。中间隔墙一直延伸到尾部烟道入口处，并在此处设置两个烟气流量调节挡板。其目的在于通过调节挡板的开度来控制前后两个烟道的烟气流量，以达到调节前后两个烟道内一、二次低温再热器的蒸汽温升的目的。一次再热低温段温升提高，则二次再热低温段温升降低，反之依然。结合摆动燃烧器、调节过量空气系数和烟气挡板的调节几种手段，可保证低负荷或燃料变化时，两次再热器都达到额定温度。
优选的，一次再热器靠近前墙布置，二次再热器靠近后墙布置，由于后墙烟道靠近水平烟道，流速相对于前墙烟道快一些，而二次再热器的蒸汽压力要比一次再热器压力小，传热特性要差一些，因此二次再热器布置在靠近后墙，有利于吸热，使得一、二次再热器吸热平衡。
《一种具有两次再热器的塔式锅炉》的二次再热锅炉过热器和一次再热器和二次再热器的吸热百分比为，过热器吸热量为65%-75%，一次再热器吸热量为15%-25%，二次再热器吸热量为10%-15%，三者之和为100%，优选比例约为71:17:12，各个比例数在正负1内浮动，各个比例数之和为100。过热器内的蒸汽压力为30兆帕-35兆帕，一次再热器内的蒸汽压力为5兆帕-13兆帕，二次再热器内的蒸汽压力为2兆帕-5兆帕。一、二次再热器的材料相同，均为高等级不锈钢，牌号例如为：SA-213TP347HFG、SA-213TP310HcbN、SA-213S304H、SA-335pg1、15CrMoG、12Cr1MoVG、SA213T12、SA213T23、SA-335T91、SA210C。
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