超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換系統及方法與流程

本技術涉及煤電機組靈活性改造，具體地涉及一種超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換系統及方法。

背景技術：

1、由于新能源的快速發展，大型煤電機組參與深度調峰已成常態化。深調過程中隨著負荷降低，超臨界機組鍋爐將出現干濕態轉換。目前，鍋爐干濕態轉換形式和技術主要有兩種，分別是耦合爐水循環泵的超臨界鍋爐干濕態無擾切換系統技術和不帶爐水循環泵的超臨界鍋爐干濕態切換系統技術。

2、現有技術中，無法回收燃煤鍋爐啟動階段和深度調峰負荷時循環水的工質和熱量。因此，如何回收燃煤鍋爐啟動階段和深度調峰負荷時循環水的工質和熱量成為尚待解決的問題。

技術實現思路

1、本技術的目的是提供一種超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換系統及方法，可以解決現有技術中的無法回收燃煤鍋爐啟動階段和深度調峰負荷時循環水的工質和熱量的問題。

2、第一方面，本技術實施例提供了一種超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換系統，包括：儲水罐（35）、省煤器（32）、水冷壁（33）、分離器（34），該系統還包括：爐水再循環模塊、疏水擴容模塊、換熱除氧模塊、低溫加熱器以及高溫加熱器；

3、水冷壁（33）的輸入端與省煤器（32）的輸出端連接，水冷壁（33）的輸出端與分離器（34）的輸入端連接，分離器（34）的輸出端與儲水罐（35）的輸入端連接；

4、儲水罐（35）的第一輸出端與爐水再循環模塊的輸入端連接，儲水罐（35）的第二輸出端與疏水擴容模塊的輸入端連接，爐水再循環模塊的輸出端與省煤器（32）的輸入端連接；

5、疏水擴容模塊的第一輸出端與換熱除氧模塊的第一輸入端連接，疏水擴容模塊的第二輸出端與換熱除氧模塊的第二輸入端連接，疏水擴容模塊的第三輸出端與高溫加熱器的輸入端，換熱除氧模塊的第三輸入端與低溫加熱器的輸出端連接；

6、爐水再循環模塊，用于對分離器（34）分離下來的濕態水進行再循環；

7、疏水擴容模塊，用于對濕態水減溫減壓后進行擴容汽化，得到二次蒸汽；

8、換熱除氧模塊，用于將濕態水擴容汽化后剩余的飽和凝結水，與來自低溫加熱器的凝結水進行換熱后得到過冷水，使過冷水進入換熱除氧模塊。

9、在第一方面的一種可能的實施方式中，該系統還包括高壓加熱器（36），爐水再循環模塊包括：控制單元、小流量再循環單元以及過冷管單元；

10、儲水罐（35）的第一輸出端與控制單元的輸入端連接，儲水罐（35）的第二輸出端與疏水擴容模塊的輸入端連接，儲水罐（35）用于儲備分離器（34）分離下來的濕態水；

11、控制單元的輸入端還連接小流量再循環單元的第一端和過冷管單元的輸出端，控制單元的第一輸出端與省煤器（32）的輸入端連接，控制單元的第二輸出端與小流量再循環單元的第二端連接；

12、控制單元用于對儲水罐（35）的濕態水的循環進行控制，小流量再循環單元用于對預設流量的濕態水進行再循環；

13、過冷管單元的輸入端與高壓加熱器（36）的輸出端連接，高壓加熱器（36）的輸出端還與省煤器（32）的輸入端連接。

14、在第一方面的一種可能的實施方式中，控制單元包括：電動閘閥（23）、爐水循環泵（24）、流量測量裝置（25）、逆止閥（26）、電動調節閥（27）以及第二電動閘閥（28）；

15、電動閘閥（23）、爐水循環泵（24）、流量測量裝置（25）、逆止閥（26）、電動調節閥（27）以及第二電動閘閥（28），串接在儲水罐（35）的第一輸出端與省煤器（32）的輸入端之間；

16、爐水循環泵（24），用于對儲水罐（35）中的濕態水進行循環。

17、在第一方面的一種可能的實施方式中，小流量再循環單元包括：電動閘閥（29）和流量測量裝置（30）；

18、電動閘閥（29）的第一端與爐水循環泵（24）的輸出端連接，電動閘閥（29）的第二端與流量測量裝置（30）的第一端連接，流量測量裝置（30）的第二端與電動閘閥（23）的第一端連接。

19、在第一方面的一種可能的實施方式中，過冷管單元包括：電動閘閥（31）和設置于儲水罐（35）的第一輸出端與高壓加熱器（36）的輸出端之間的過冷管，電動閘閥（31）設置于過冷管上。

20、在第一方面的一種可能的實施方式中，疏水擴容模塊包括：減溫減壓單元、擴容器（37）、第一蒸汽輸送單元以及第二蒸汽輸送單元；

21、減溫減壓單元的輸入端與爐水再循環模塊的第二輸出端連接，減溫減壓單元的輸出端與擴容器（37）的輸入端連接，減溫減壓單元用于將濕態水減溫減壓后輸送至擴容器（37）；

22、擴容器（37）的第一輸出端與換熱除氧模塊的第一輸入端連接，擴容器（37）的第二輸出端與第一蒸汽輸送單元的輸入端連接，擴容器（37）的第三輸出端與第二蒸汽輸送單元的輸入端連接，擴容器（37）用于對減溫減壓后的濕態水進行擴容汽化，得到二次蒸汽；

23、第一蒸汽輸送單元的輸出端與換熱除氧模塊的第二輸入端連接，第二蒸汽輸送單元的輸出端與高溫加熱器的輸入端連接。

24、在第一方面的一種可能的實施方式中，減溫減壓單元包括：電動閘閥（1）、隔斷閥（2）、流量測量裝置（3）、小流量361閥（4）以及多級限流裝置（5）；電動閘閥（1）、隔斷閥（2）、流量測量裝置（3）、小流量361閥（4）以及多級限流裝置（5），串接在爐水再循環模塊的第二輸出端與擴容器（37）的輸入端之間。

25、在第一方面的一種可能的實施方式中，第一蒸汽輸送單元包括：隔斷閥（6）、電動調節閥（7）、電動閘閥（8）以及逆止閥（9）；隔斷閥（6）、電動調節閥（7）、電動閘閥（8）以及逆止閥（9），串接在疏水擴容模塊的第二輸出端與高溫加熱器的輸入端之間。

26、在第一方面的一種可能的實施方式中，第二蒸汽輸送單元包括：隔斷閥（10）、電動調節閥（11）、電動閘閥（12）以及逆止閥（13）；隔斷閥（10）、電動調節閥（11）、電動閘閥（12）以及逆止閥（13），串接在疏水擴容模塊的第二輸出端與換熱除氧模塊的第二輸入端之間，隔斷閥（10）的第一端與隔斷閥（6）的第一端連接。

27、在第一方面的一種可能的實施方式中，系統還包括廢水排放模塊、大氣擴容器（39）以及凝汽器（40）；

28、廢水排放模塊的輸入端與擴容器（37）的第一輸出端連接，廢水排放模塊的輸出端與大氣擴容器（39）的第一端連接，廢水排放模塊用于將沖洗擴容器（37）時得到的不合格的水排至大氣擴容器（39）；大氣擴容器（39）的第二端連接爐水再循環模塊的第一輸出端和凝汽器（40）的輸入端。

29、在第一方面的一種可能的實施方式中，廢水排放模塊包括：隔離閥（21）、電動閘閥（22）以及設置于疏水擴容模塊的第一輸出端與換熱除氧模塊的輸出端之間的疏水管道；隔離閥（21）和電動閘閥（22）串接在疏水管道上。

30、在第一方面的一種可能的實施方式中，換熱除氧模塊包括：換熱單元和除氧單元；

31、換熱單元的第一輸入端與疏水擴容模塊的第一輸出端連接，換熱單元的第二輸入端與低溫加熱器的輸出端連接，換熱單元的第一輸出端與除氧單元的輸出端連接，換熱單元的第二輸出端與除氧單元的第一輸入端連接；

32、除氧單元的第二輸入端與疏水擴容模塊的第二輸出端連接，除氧單元的輸出端還與爐水再循環模塊的第一輸出端連接；

33、換熱單元，用于將濕態水擴容汽化后剩余的飽和凝結水，與來自低溫加熱器的凝結水進行換熱得到過冷水，使過冷水進入除氧單元；除氧單元，用于回收過冷水。

34、在第一方面的一種可能的實施方式中，換熱單元包括：電動閘閥（14）、電動調節閥（15）、水水換熱器（16）、電動閘閥（18）、電動閘閥（19）以及電動調節閥（20）；

35、電動閘閥（14）、電動調節閥（15）以及水水換熱器（16），串接在疏水擴容模塊的第一輸出端與除氧單元的輸出端之間，水水換熱器（16）的第一輸入端與電動閘閥（18）的第一端連接，水水換熱器（16）的第一輸出端與電動閘閥（19）的第一端連接；

36、電動閘閥（18）的第二端連接電動調節閥（20）的第一端和低溫加熱器的輸入端，電動閘閥（19）的第二端連接電動調節閥（20）的第二端和除氧單元的第一輸入端。

37、在第一方面的一種可能的實施方式中，除氧單元包括：除氧器（38）、消能裝置（17）以及設置于除氧器（38）的輸出端與爐水再循環模塊的第一輸出端之間的放水管道；

38、消能裝置（17）設置于除氧器（38）的輸出端，并在除氧器（38）內部，除氧器（38）的輸出端連接換熱單元的第一輸出端和爐水再循環模塊的第一輸出端。

39、第二方面，本技術實施例提供了一種超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換方法，基于第一方面中任一項的超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換系統實現，該方法包括：

40、在煤電機組啟動初期，燃煤鍋爐處于濕態運行，基于爐水再循環模塊對分離器（34）分離下來的濕態水進行再循環，基于疏水擴容模塊，對濕態水減溫減壓后進行擴容汽化得到二次蒸汽，進入換熱除氧模塊，基于換熱除氧模塊，將濕態水擴容汽化后剩余的飽和凝結水，與來自低溫加熱器的凝結水進行換熱后得到過冷水，使過冷水進入換熱除氧模塊；

41、在燃煤鍋爐的運行負荷介于第一預設負荷至第二預設負荷之間時，基于爐水再循環模塊對儲水罐（35）的水位進行控制，并利用濕態水對疏水擴容模塊的管道進行暖管；

42、在燃煤鍋爐的運行負荷介于第二預設負荷至第三預設負荷之間時，關閉爐水再循環模塊，開啟疏水擴容模塊和換熱除氧模塊，進行水位調節；

43、在燃煤鍋爐的運行負荷大于第三預設負荷時，燃煤鍋爐轉入干態運行，關閉疏水擴容模塊和換熱除氧模塊。

44、在第二方面的一種可能的實施方式中，系統包括儲水罐（35）、省煤器（32），爐水再循環模塊包括控制單元，控制單元包括爐水循環泵（24）；基于爐水再循環模塊對鍋爐中的飽和水進行再循環，包括：

45、基于爐水循環泵（24）將儲水罐（35）中的濕態水循環輸入省煤器（32）。

46、在第二方面的一種可能的實施方式中，疏水擴容模塊包括：減溫減壓單元和擴容器（37）；基于疏水擴容模塊，對濕態水減溫減壓后進行擴容汽化得到二次蒸汽，進入換熱除氧模塊，包括：

47、基于減溫減壓單元，將濕態水減溫減壓后輸送至擴容器（37）；

48、基于擴容器（37）對減溫減壓后的濕態水進行擴容汽化得到二次蒸汽，進入換熱除氧模塊。

49、在第二方面的一種可能的實施方式中，疏水擴容模塊包括擴容器（37），換熱除氧模塊包括：換熱單元和除氧單元，換熱單元包括水水換熱器（16）；基于換熱除氧模塊，將濕態水擴容汽化后剩余的飽和凝結水，與來自低溫加熱器的凝結水進行換熱后得到過冷水，使過冷水進入換熱除氧模塊，包括：

50、基于水水換熱器（16），將擴容器（37）擴容汽化后的剩余的飽和凝結水，與來自低溫加熱器的凝結水進行換熱得到過冷水，使過冷水進入除氧單元。

51、本技術的超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換系統，爐水再循環模塊對分離器（34）分離下來的濕態水進行再循環，疏水擴容模塊對濕態水減溫減壓后進行擴容汽化，得到二次蒸汽，換熱除氧模塊將濕態水擴容汽化后剩余的飽和凝結水，與來自低溫加熱器的凝結水進行換熱后得到過冷水，使過冷水進入換熱除氧模塊。

52、本技術的超超臨界鍋爐全工況復合干濕態轉換方法，根據燃煤鍋爐的運行負荷，對燃煤鍋爐的運行狀態進行干濕態轉換，開啟或關閉爐水再循環模塊、疏水擴容模塊、換熱除氧模塊。

53、本技術方案能夠回收燃煤鍋爐啟動階段和深度調峰負荷時循環水的工質和熱量，具有較強的易用性與實用性。

54、本技術的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。