一种燃煤发电机组蒸汽再热系统的制作方法

本发明涉及一种燃煤发电机组蒸汽再热系统。

背景技术：

目前火力发电行业燃煤发电机组蒸汽再热系统中，均采用喷水减温装置对低温再热器出口部分的蒸汽进行减温以达到降低高温再热器出口蒸汽的温度的目的，从而达到对流出蒸汽再热系统的蒸汽温度的控制，并避免高温再热器出口蒸汽温度超温而导致的管道材质老化、损伤。目前喷水减温装置均采用给水系统水源作为减温介质，在实际的使用中主要存在以下问题：

1)由于喷水减温装置采用的减温介质为给水系统水源，减温水温度一般为180℃，被减温蒸汽温度一般为480℃，其温差达到300℃。在减温水雾化效果较差时部分减温水会直接喷淋在减温器的壳体上，减温器壳体产生剧烈的温度降低，频繁的减温使减温器壳体出现裂纹、断裂等问题。

2)当喷水减温装置内的减温水对再热蒸汽进行减温时，再热蒸汽系统的蒸汽流量会增加、减温水升温后热能增加，增加了汽轮机的热耗率，汽轮机组的经济性能会降低。根据计算：对于超临界机组，每增加10t/h再热器减温水，汽轮机热耗增加4.157kj/kwh，折算发电煤耗增加0.15g/kwh；对于超超临界机组，每增加10t/h再热器减温水，汽轮机热耗增加2.773kj/kwh，折算发电煤耗增加0.10g/kwh。

3)由于喷水减温装置内的减温水水源采用给水水源，会使得减温水调节阀前后压差很大，调节阀需频繁进行小开度调节，另外，由于喷水减温装置的雾化喷嘴选型是按照最大减温水流量设计，小开度调节时减温水在减温装置中的雾化效果很差，使得蒸汽与水混合不均匀，使喷水减温装置内壁发生剧烈的温度降低而产生极大的热应力，使减温装置内壁极易发生裂纹、破裂等。调节阀极易出现损坏无法关闭严密的情况，也会出现以上的情况。

4)减温水在雾化较差的情况下，与高温蒸汽混合不充分时，测量的混合室内温度不能正确的显示混合后的实际平均温度，导致高温再热器出口部位蒸汽温度极易出现过高或过低的现象，降低整个蒸汽再热系统的温度调控性能。

5)喷水减温装置内由于存在汽—水两相流，高温蒸汽中混合的水在喷水减温装置的混合室内高速流动，对混合室的内壁造成强烈的冲刷，喷水减温装置长时间使用后造成其筒体的减薄、破裂等。

6)减温水在喷水减温装置中的减温过程复杂，主要经过减温水减压—→从蒸汽中吸热升温至饱和温度—→减温水汽化—→汽化后减温水升温等过程，整个减温过程在系统中需要很长的距离才能完成。

7)喷水减温装置中的减温水喷管内部为减温水、外部为高温蒸汽，内外温差大，喷管与减温器之间的焊缝承受很大的热应力；减温水喷管位于管道的中间段，运行中喷管承受蒸汽流冲击而发生喷管振动。喷管在热应力和振动的作用下，常出现喷管裂纹、断裂问题，减温水会顺着断裂部位不经喷嘴雾化就进入喷水减温装置内，使减温效果变差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种减温效果好的燃煤发电机组蒸汽再热系统，

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种燃煤发电机组蒸汽再热系统，所述系统包括低温再热器和高温再热器，系统的蒸汽导入管道与低温再热器的蒸汽进口连接，低温再热器的蒸汽出口通过连接管道与高温再热器的蒸汽进口连接，高温再热器的蒸汽出口与系统的蒸汽导出管道连接，其特征是，所述系统还包括减温蒸汽管道和蒸汽引射器，蒸汽引射器安装在连接管道上，减温蒸汽管道的进口与蒸汽导入管道连通，减温蒸汽管道的出口与蒸汽引射器连接，在减温蒸汽管道上设有用于控制其蒸汽流量的蒸汽控制阀；经过低温再热器后流入蒸汽引射器内的蒸汽和经减温蒸汽管道流入蒸汽引射器内的蒸汽在蒸汽引射器的腔内产生混合，由蒸汽引射器喷射出的蒸汽流向高温再热器。

所述系统还包括第一蒸汽温度检测器和第二蒸汽温度检测器，第一蒸汽温度检测器安装在连接管道上，并位于蒸汽引射器与高温再热器之间，第二蒸汽温度检测器安装在蒸汽导出管道上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的系统巧妙的取用蒸汽导入管道中的蒸汽作为减温介质，蒸汽导入管道中的蒸汽为未进行再加热的蒸汽，通过低温再热器出口部位的引射器将经低温再热器再加热的蒸汽和未进行再加热的蒸汽混合喷出，然后进入高温再热器，通过调节经低温再热器再加热的蒸汽和未进行再加热的蒸汽的混合比例，即可控制流出蒸汽再热系统的蒸汽温度。

其主要的技术效果为：

1)本发明通过混合低温蒸汽与高温蒸汽来降低高温蒸汽的温度，从而调节最终温度，蒸汽的混合不存在相变过程，在蒸汽引射器的喷口部位的高速射流中混合，并在喷口后完成整个热交换过程，热交换过程时间短，需求的热交换混合室长度短，简化了整个蒸汽再热系统的结构。

2)由于经过低温再热器再热的蒸汽和未经再热的蒸汽的温度差会小很多，为160℃左右，且用于减温的介质也为蒸汽，均为气体状态，可以很好的进行有效混合，使得在蒸汽混合过程中系统承受的温差小、受热比较均匀，对系统的热冲击小，不会出现局部温度过低的情况，系统的装置和管道不会出现裂纹、断裂等现象。

3)由于采用蒸汽与蒸汽的混合减温调节，整个过程中不会有汽—水两相流的情况存在，不会对系统的装置和管道造成冲刷破坏。

4)本发明的减温介质采用蒸汽导入管道中的蒸汽，为蒸汽再热系统自身的工作介质，没有其余系统的介质进入，使得本发明的蒸汽再热系统蒸汽的总体质量和流量不增加，完全使用自身工作介质从锅炉中吸收热量，因此，在计算燃煤发电机组的热经济性时剔除了蒸汽再热系统减温介质吸收的热量，也即提高了整个发电厂热经济性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中附图标记含义：

1-低温再热器；2-高温再热器；3-蒸汽控制阀；4-蒸汽引射器；5-第一蒸汽温度检测器；6-第二蒸汽温度检测器；7-蒸汽导入管道；8-减温蒸汽管道；9-连接管道；10-蒸汽导出管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步描述。

如图1所示的一种燃煤发电机组蒸汽再热系统，其包括低温再热器1、高温再热器2、减温蒸汽管道8和蒸汽引射器4，系统的蒸汽导入管道7与低温再热器1的蒸汽进口连接，低温再热器1的蒸汽出口通过连接管道9与高温再热器2的蒸汽进口连接，高温再热器2的蒸汽出口与系统的蒸汽导出管道10连接，蒸汽引射器4安装在连接管道9上，减温蒸汽管道8的进口与蒸汽导入管道7连通，减温蒸汽管道8的出口与蒸汽引射器4连接，在减温蒸汽管道8上设有用于控制其蒸汽流量的蒸汽控制阀3；经过低温再热器1后流入蒸汽引射器4内的蒸汽和经减温蒸汽管道8流入蒸汽引射器4内的蒸汽在蒸汽引射器4的腔内产生混合，由蒸汽引射器4喷射出的蒸汽流向高温再热器2。通过控制蒸汽控制阀3来控制蒸汽流量，从而控制经过再加热的蒸汽和未进行再加热的蒸汽的混合比例，从而控制系统的最终输出温度。

本蒸汽再热系统将经减温蒸汽管道8的未再加热的蒸汽作为了减温介质，由于低温再热器出口部位的减温介质与被减温蒸汽压差较小，为保证足够的减温介质流量，在低温再热器出口的部位安装蒸汽引射器4，依靠引射作用提高减温介质与被减温介质之间的压差，保证足够减温介质流量。

进入蒸汽导入管道7的蒸汽被分成两部分，一部分经过低温再热器1进行再加热，温度升高，然后进入蒸汽引射器4，另一部分经过减温蒸汽管道8进入蒸汽引射器4，由蒸汽控制阀3控制流量；两股蒸汽流在蒸汽引射器4中混合并由蒸汽引射器4喷射出，混合后的蒸汽流入高温再热器2再加热后，最终从蒸汽导出管道10流出。

为了对温度进行更好的检测和控制，本实施例的系统还包括第一蒸汽温度检测器5和第二蒸汽温度检测器6，第一蒸汽温度检测器5安装在连接管道9上，并位于蒸汽引射器4与高温再热器2之间，第一蒸汽温度检测器5用于检测蒸汽引射器4出口处的蒸汽的温度，第二蒸汽温度检测器6安装在蒸汽导出管道10上，第二蒸汽温度检测器6用于检测蒸汽导出管道10中的蒸汽的温度，也是系统最后输出的蒸汽的温度。

由于系统的蒸汽基本处于高温、高压中，因此系统的管道与零部件之间的连接方式均采用了焊接。

蒸汽在蒸汽引射器4内的运动过程为：经过低温再热器再加热的蒸汽在蒸汽引射器的喷管内膨胀加速，喷管出口处压力降低至低于经减温蒸汽管道流入的蒸汽的压力，将经减温蒸汽管道流入的蒸汽引流至蒸汽引射器的腔内。在引射器的腔内，高速的高温蒸汽与低温蒸汽充分混合，两股蒸汽流的内能混合后得到混合后蒸汽的总内能，混合蒸汽进入引射器的扩压段内减速升压，获得混合后蒸汽的最终平均温度，从引射器的扩压口排出。