一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统及其控制方法

本发明涉及锅炉设计系统，具体为一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统及其控制方法。

背景技术：

1、现有燃煤机组要实现低负荷工况下长期稳定运行，存在锅炉制粉干燥温度不足、空气预热器蓄热元件灰垢板结堵塞、再热器汽温欠温的主要问题，影响了锅炉安全性、经济性运行。受限于锅炉热力平衡因素的影响，难以利用现有系统优化配置协同对上述存在问题予以解决。

2、目前，国内外常见的制粉系统干燥温度不足的解决办法主要是配置风温加热器，热源取自辅助蒸汽或高压抽汽，或者取自高温烟气，这种方式的系统复杂，也额外增加了系统阻力；空气预热器蓄热元件灰垢板结堵塞的解决办法主要是定期清理内部换热元件污染灰垢、或者提高入口烟温、降低灰垢形成速率，提高入口烟温热源主要是取自空气预热器出口烟气或空气再循环加热，这些方式对于低负荷调节烟温幅度受到限制，效果有限；再热器汽温欠温的解决办法主要是减少再热受热面积，这种方式会影响后续后热面的传热，带来后续受热面超温问题。

3、燃煤锅炉因汽水工质侧与烟气介质侧要符合质量、能量守恒，但是，在低负荷工况下，锅炉蒸汽侧温度、烟气侧温度均低，通过调整受热份额，可局部改变蒸汽侧、烟气侧存在问题，但是，难以对满足低负荷的蒸汽温度、烟温温度低以及两者之间要满足工质、能量守恒，不能同时对锅炉制粉干燥温度不足、空气预热器蓄热元件灰垢板结堵塞、再热器汽温欠温解决。

技术实现思路

1、为了同时解决锅炉制粉干燥温度不足、空气预热器蓄热元件灰垢板结堵塞、再热器汽温欠温问题，实现锅炉低负荷的安全、经济性运行，本发明提出一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统及其控制方法。本发明的技术方案如下：

2、本发明提出的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统，包括：

3、热源系统，用于从高温过热器抽取蒸汽至蒸汽熔盐换热器放热；

4、熔盐储热系统，用于利用熔盐介质将高温蒸汽热量存储；

5、热量释放利用系统，用于将高温过热蒸汽经蒸汽熔盐换热器放热后进入高温再热器，增加高温再热器吸热量，提升再热蒸汽温度；

6、其中，

7、热源系统包括：

8、蒸汽熔盐换热器；

9、高温过热器，设于燃烧锅炉内，高温过热器依次通过高温过热蒸汽至熔盐加热逆止门、高温过热蒸汽至熔盐加热调节门和高温过热蒸汽至熔盐关断门后与蒸汽熔盐换热器连通；

10、高温再热器，设于燃烧锅炉内，高温再热器依次通过熔盐至再热蒸汽关断门和熔盐至再热蒸汽减压门后与蒸汽熔盐换热器连通；

11、熔盐储热系统包括：

12、高温熔盐储罐，与蒸汽熔盐换热器连通；

13、风熔盐换热器，通过高温熔盐泵后与高温熔盐储罐连通；

14、低温熔盐罐，与风熔盐换热器连通；

15、热量释放利用系统包括：

16、空气预热器，通过低温蒸汽换热器后与燃烧锅炉连通，空气预热器一端连通有一次风机，另一端连通有热一次风关断门，另一端通过热一次风至熔盐关断门后与风熔盐换热器连通；且一次风机依次通过冷一次风至熔盐关断门、冷一次风至熔盐调节门和冷一次风至熔盐逆止门后与风熔盐换热器连通；

17、磨煤机，一端与燃烧锅炉连通，另一端与磨煤机干燥出力热风门连通，磨煤机干燥出力热风门一端与热一次风关断门连通，另一端依次通过熔盐加热风关断门和熔盐加热风调节门后与风熔盐换热器连通。

18、进一步的，利用热源系统，从高温过热器抽取540℃，9mpa，80t/h高温过热蒸汽经高温过热蒸汽至熔盐加热逆止门、高温过热蒸汽至熔盐加热调节门、高温过热蒸汽至熔盐关断门进入蒸汽熔盐换热器吸热后，340℃，0.8mpa，80t/h蒸汽经熔盐至再热蒸汽减压门、熔盐至再热蒸汽关断门进入高温再热器，提升再热蒸汽温度由515℃至540℃；

19、利用熔盐储热系统，熔盐介质经蒸汽熔盐换热器吸热后，进入5000吨高温熔盐储罐，385℃熔盐介质经高温熔盐泵后进入风熔盐换热器，在风熔盐换热器放热后回入低温熔盐储罐，熔盐介质温度为200℃；

20、利用热量释放利用系统，一种方式是25℃冷风经一次风机升压，一路经空气预热器加热为270℃热一次风，打开热一次风关断门；另一路经空气预热器加热为270℃热一次风，打开热一次风至熔盐关断门，进入风熔盐换热器后为340℃热一次风，打开熔盐加热风调节门、熔盐加热风关断门；270℃热一次风和340℃热一次风混合为290℃的磨煤机干燥出力热风，打开磨煤机干燥出力热风门，进入磨煤机后，使得磨煤机出口粉风混合温度为75℃；

21、利用热量释放利用系统，另一种方式是25℃冷风经一次风机升压，一路经空气预热器加热为270℃热一次风，打开热一次风关断门，关断热一次风至熔盐关断门；另一路是25℃冷风经一次风机升压，打开冷一次风至熔盐关断门、冷一次风至熔盐调节门、冷一次风至熔盐逆止门进入风熔盐换热器为340℃热一次风，打开熔盐加热风调节门、熔盐加热风关断门；270℃热一次风和340℃热一次风混合为290℃的磨煤机干燥出力热风，打开磨煤机干燥出力热风门，进入磨煤机后，使得磨煤机出口粉风混合温度为75℃。

22、进一步的，高温过热器的蒸汽在蒸汽熔盐换热器放热后回至高温再热器吸热，释放在高温再热器中，提升再热蒸汽温度。

23、进一步的，熔盐储存热量通过风熔盐换热器释放至热一次风，满足制粉干燥出力温度需求。

24、进一步的，空气预热器的蓄热元件温度利用冷一次风至熔盐加热调节门控制。

25、进一步的，通过高温熔盐泵、低温熔盐泵对熔盐介质流量控制，通过控制高温过热蒸汽至熔盐加热调节门、冷一次风至熔盐调节门、熔盐加热风调节门，对再热汽温、磨煤机干燥出力温度、空气预热器换热元件温度调整，从而调节系统热量，满足锅炉各种工况的运行需求。

26、进一步的，热量释放利用系统将空气预热器出口热一次风或空气预热器入口冷风通过风熔盐换热器加热，通过控制熔盐加热风调节门、冷一次风至熔盐调节门、高温熔盐泵流量联动调节，使得同时满足空气预热器的蓄热元件温度和磨煤机干燥出力热风温度要求。

27、进一步的，通过在空气预热器旁设置冷一次风至熔盐关断门、冷一次风至熔盐调节门和冷一次风至熔盐逆止门，减少空气预热器的空气侧吸热量，提升空气预热器蓄热元件温度，可以避免空气预热器的蓄热元件灰垢板结堵塞，并且可调节空气预热器的蓄热元件温度。

28、与现有技术相比，本发明提供的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统及其控制方法，其有益效果是：

29、本发明针对现有技术中存在的缺点，提出了一种能够将锅炉高温蒸汽热量储存在熔盐储热系统，将储存热量释放给锅炉热一次风管路和锅炉高温再热器，利用熔盐储热的独立调节性实现锅炉低负荷的制粉系统干燥出力温度、空气预热器蓄热元件温度以及高温再热器温度的同步提升，系统配置具有高度灵活性、快速调节性，满足锅炉超低负荷的安全经济运行。

技术特征：

1.一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统，其特征在于，包括：

2.一种基于权利要求1所述熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于，包括：

3.如权利要求2所述的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于：

4.如权利要求2所述的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于：

5.如权利要求2所述的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于：

6.如权利要求2所述的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于：

7.如权利要求2所述的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于：

8.如权利要求2所述的一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统的控制方法，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种熔盐储热协同燃煤锅炉低负荷功能系统及其控制方法，涉及锅炉设计系统技术领域，本发明包括热源系统、熔盐储热系统、热量释放利用系统，其中，热源系统包括从高温过热器抽取蒸汽至蒸汽熔盐换热器放热；熔盐储热系统包括蒸汽熔盐换热器、高温熔盐储罐、高温熔盐泵、低温熔盐储罐、低温熔盐泵、风熔盐换热器、熔盐介质，利用熔盐介质将高温蒸汽热量存储；热量释放利用系统包括高温过热蒸汽经蒸汽熔盐换热器放热后进入高温再热器，增加高温再热器吸热量，提升再热蒸汽温度。技术研发人员：邓磊,白杨,黄笑乐,姜家豪,任纪云,车得福受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/1/12