燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统及其方法
文献发布时间:2023-06-19 18:58:26
技术领域
本公开涉及燃煤发电技术领域,具体地,涉及一种燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统及其方法。
背景技术
随着国家双碳政策的实施,我国能源供应多样性提出要大幅提高天然气消费比重,加快推动天然气发电发展,优先在经济基础好、气源有保障的城市建设燃气蒸汽联合循环热电联产机组,将天然气在能源消费中的比重提高到12%至14%。据了解,燃气轮机排烟温度较高,大概在610℃左右,其蕴含有大量可利用热能,充分利用这些热能,与原有燃煤机组耦合燃烧,既能使得企业获得较好的经济效益,又能降低燃煤机组碳排放量。然而相关技术中在将燃气轮机排放的烟气引入至燃煤锅炉时,往往都会对燃煤锅炉自身的使用性能造成影响,严重影响到燃煤锅炉的正常运行。
发明内容
本公开的目的是提供一种燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统及其,能够将燃气轮机排出的烟气引入至燃煤锅炉中,并且保证燃煤锅炉的正常运行。
为了实现上述目的,本公开提供一种燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统,包括:排烟管道,用于与燃煤锅炉的二次风道连通,以将燃气轮机排出的烟气通入至所述燃煤锅炉的二次风道中并与所述二次风道中的二次风进行混合得到混合二次风;和二次风调节装置,用于设置在所述二次风道的喷口处,以调节所述混合二次风喷入至所述燃煤锅炉的炉膛内的风量。
可选地,所述二次风调节装置包括二次风箱和风口调节组件,所述二次风箱沿长度方向贯通以形成喷射通道,所述喷射通道的一端用于与所述二次风道连通,另一端用于通入至所述炉膛内,所述风口调节组件可滑动地设置在所述二次风箱上以调节所述喷射通道的截面大小。
可选地,所述风口调节组件包括分隔板和风口调节板,所述分隔板沿所述喷射通道的长度方向延伸以将所述喷射通道分隔成进风通道和调节通道,所述风口调节板固设在所述分隔板的一端且封堵所述调节通道,所述风口调节板上固设有调节拉杆,所述调节拉杆带动所述风口调节板和所述分隔板沿垂直于所述喷射通道的方向往复移动,以调节所述进风通道和所述调节通道的大小。
可选地,所述排烟管道包括排烟总管道和与所述排烟总管道连通的多个排烟分管道,所述排烟总管道用于与所述燃气轮机的排烟口连通,多个所述排烟分管道分别用于与所述燃煤锅炉的多个所述二次风道连通,以将所述燃气轮机排出的烟气通过所述排烟总管道和多个所述排烟分管道分别对应通入至所述燃煤锅炉的多个所述二次风道中并与多个所述二次风道中的二次风进行混合得到混合二次风。
可选地,所述燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统还包括烟气混合装置,所述排烟分管道包括用于设置在所述二次风道内的送烟段,所述烟气混合装置构造为多个开设在所述送烟段的管壁上的送烟通孔。
可选地,所述燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统还包括排气风机,所述排烟管道通过所述排气风机用于与所述燃气轮机连通。
在上述技术方案的基础上,本公开还提供了一种燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法,适用于上述的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统,所述方法包括以下步骤:根据燃气轮机引入至燃煤锅炉中的二次风道的第一燃机烟气量,确定所述燃煤锅炉实际所需第一二次风量和第一燃用煤量;根据所述第一燃机烟气量、预设一次风量、所述第一二次风量以及所述第一燃用煤量,确定所述燃煤锅炉实际排放的第一锅炉烟气量;所述预设一次风量为所述燃煤锅炉在运行负荷下燃烧所需的一次风量;根据所述第一锅炉烟气量与预设锅炉烟气量来确定所述燃气轮机实际引入至所述燃煤锅炉中的目标燃机烟气量;所述预设锅炉烟气量为燃煤锅炉在运行负荷下燃烧所产生的烟气量。
可选地,所述根据燃气轮机引入至燃煤锅炉中的二次风道的第一燃机烟气量,确定所述燃煤锅炉实际所需第一二次风量和第一燃用煤量包括:根据所述第一燃机烟气量、所述预设一次风量以及预设总氧量,确定所述燃煤锅炉实际所需第一二次风量;所述预设总氧量为所述燃煤锅炉在运行负荷下燃烧所需的总氧量;根据所述第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化值、所述燃煤锅炉所需燃用煤质的热值以及预设总煤量,确定所述燃煤锅炉实际所需第一燃用煤量;所述预设总煤量为所述燃煤锅炉在运行负荷下燃烧所需的总煤量。
可选地,所述根据所述第一燃机烟气量、所述预设一次风量以及预设总氧量,确定所述燃煤锅炉实际所需第一二次风量包括:根据所述预设一次风量确定所述预设一次风量中的含氧量;根据预设二次风量确定所述预设二次风量中的含氧量;所述预设二次风量为所述燃煤锅炉在运行负荷下燃烧所需的二次风量;获取所述第一燃机烟气量的烟气成分和烟气量,并根据所述第一燃机烟气量的烟气成分和烟气量确定所述第一燃机烟气量中的含氧量;将所述第一燃机烟气量中的含氧量和所述预设一次风量中的含氧量的总和与预设总氧量比较,若比较结果小于所述预设总氧量,则根据缺少的氧气量和所述预设二次风量中的含氧量确定所述燃煤锅炉实际所需第一二次风量;若比较结果大于所述预设总氧量则无需补充二次风;所述预设总氧量为所述燃煤锅炉在运行负荷下燃烧所需的总氧量。
可选地,所述根据所述第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化值、所述燃煤锅炉所需燃用煤质的热值以及预设总煤量,确定所述燃煤锅炉实际所需第一燃用煤量包括:获取所述燃气轮机排出的第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化量和所述燃煤锅炉所需燃用煤质的热值,根据所述焓值的变化量和所述燃用煤质的热值将所述第一燃机烟气量换算成所述燃煤锅炉的第二燃用煤量;根据所述预设总煤量与所述第二燃用煤量的差值确定所述燃煤锅炉实际所需第一燃用煤量。
可选地,所述根据所述第一锅炉烟气量与预设锅炉烟气量来确定所述燃气轮机实际引入至所述燃煤锅炉中的目标燃机烟气量包括:在所述燃煤锅炉实际排放的第一锅炉烟气量大于或等于所述预设锅炉烟气量的预设比例阈值的情况下,减少所述燃气轮机引入至所述燃煤锅炉中的二次风道中的第一燃机烟气量;并循环执行烟气量调节步骤,直至满足预设终止条件;所述烟气量调节步骤包括:根据燃气轮机引入至燃煤锅炉中的二次风道的第一燃机烟气量,确定所述燃煤锅炉实际所需第二二次风量和第二燃用煤量;根据所述第一燃机烟气量、所述预设一次风量、所述第二二次风量以及所述第二燃用煤量,确定所述燃煤锅炉实际排放的第二锅炉烟气量;根据所述第二锅炉烟气量与所述预设锅炉烟气量,确定实际引入至所述燃煤锅炉中的第二燃机烟气量;将所述第二燃机烟气量作为新的所述第一燃机烟气量;其中,所述预设终止条件为所述燃煤锅炉实际排放的第一锅炉烟气量小于所述预设锅炉烟气量的预设比例阈值。
通过上述技术方案,在本公开提供的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统中,通过设置排烟管道来将燃气轮机排出的烟气引入至燃煤锅炉的二次风道中,并使该部分烟气与二次风道中的二次风混合得到混合二次风;通过在二次风道的喷口处设置二次风调节装置,来调节混合二次风喷入至燃煤锅炉的炉膛内的风量。其中,由于本公开的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统在将燃气轮机引入至燃煤锅炉的二次风道的同时,能够通过二次风道的喷口处设置的二次风调节装置对混合二次风的风量进行调节,因而可以使得喷入至炉膛内的混合二次风可以根据燃煤锅炉的实际燃烧需求来进行调控,这样即使该系统中引入了燃气轮机排出的烟气,也仍然能够保障燃煤锅炉的正常运行。并且,由于该燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统充分利用了燃气轮机排出的烟气,因而也可以减小燃气轮机中二氧化碳的排放量。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是本公开的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统的使用状态图;
图2是本公开的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统中的二次风调节装置的结构示意图;
图3是本公开的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统中的二次风调节装置的另一结构示意图;
图4是本公开的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法流程图。
附图标记说明
1-排烟管道;11-排烟总管道;12-排烟分管道;121-送烟段;2-燃煤锅炉;21-二次风道;22-炉膛;3-燃气轮机;4-二次风调节装置;41-二次风箱;411-喷射通道;411a-进风通道;411b-调节通道;42-风口调节组件;421-分隔板;422-风口调节板;423-调节拉杆;5-排气风机。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“内、外”是指相对于对应的部件自身轮廓而言的“内、外”。此外,本公开所使用的术语“第一”、“第二”等是为了区分一个要素和另一个要素,不具有顺序性和重要性。此外,在下面的描述中,当涉及到附图时,除非另有解释,不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开,不应当理解为对本公开的限制。
本公开提供了一种燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统,参考图1中所示,包括:排烟管道1,用于与燃煤锅炉2的二次风道21连通,以将燃气轮机3排出的烟气通入至燃煤锅炉2的二次风道21中并与二次风道21中的二次风进行混合得到混合二次风;和二次风调节装置4,用于设置在二次风道21的喷口处,以调节混合二次风喷入至燃煤锅炉2的炉膛22内的风量。
通过上述技术方案,在本公开提供的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统中,通过设置排烟管道1来将燃气轮机3排出的烟气引入至燃煤锅炉2的二次风道21中,并使该部分烟气与二次风道21中的二次风混合得到混合二次风;通过在二次风道21的喷口处设置二次风调节装置4,来调节混合二次风喷入至燃煤锅炉2的炉膛22内的风量。其中,由于本公开的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统在将燃气轮机3引入至燃煤锅炉2的二次风道21的同时,能够通过二次风道21的喷口处设置的二次风调节装置4对混合二次风的风量进行调节,因而可以使得喷入至炉膛22内的混合二次风可以根据燃煤锅炉2的实际燃烧需求来进行调控,这样即使该系统中引入了燃气轮机3排出的烟气,也仍然能够保障燃煤锅炉2的正常运行。并且,由于该燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统充分利用了燃气轮机3排出的烟气,因而也可以减小燃气轮机3中二氧化碳的排放量。
此外,上述技术方案中,由于在燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统中,燃煤锅炉2与燃气轮机3之间通过排烟管道1连通来将燃气轮机3中的烟气引入至燃煤锅炉2的二次风道21中,因此,可以通过在排烟管道1的内部、入口以及出口等合适位置设置调节阀来直接调节燃气轮机3引入至燃煤锅炉2内的烟气量,并且,在燃煤锅炉2无需引入燃气轮机3中的烟气的情况下,也可以通过关闭该调节阀来隔断用于使燃气轮机3与燃煤锅炉2能够连通的排烟通道,此时,燃气轮机3与燃煤锅炉2又可以完全独立,各自正常运行。
在本公开提供的具体实施方式中,参考图1和图2所示,二次风调节装置4包括二次风箱41和风口调节组件42,二次风箱41沿长度方向贯通以形成喷射通道411,喷射通道411的一端用于与二次风道21连通,另一端用于通入至炉膛22内,风口调节组件42可滑动地设置在二次风箱41上以调节喷射通道411的截面大小,通过这样的设置,使得喷射通道411的截面大小能够根据风口调节组件42的滑动来改变,由此来调节二次风道21中通入至燃煤锅炉2的炉膛22内的混合二次风的风量。
其中,参考图2和图3所示,风口调节组件42包括分隔板421和风口调节板422,分隔板421沿喷射通道411的长度方向延伸以将喷射通道411分隔成进风通道411a和调节通道411b,风口调节板422固设在分隔板421的一端且封堵调节通道411b,风口调节板422上固设有调节拉杆423,调节拉杆423带动风口调节板422和分隔板421沿垂直于喷射通道411的方向往复移动,以调节进风通道411a和调节通道411b的大小。通过这样的设置,可以使燃气轮机3的烟气与燃煤锅炉2的二次风混合得到的混合二次风流经进风通道411a,这样在通过拉杆带动风口调节板422改变进风通道411a和调节通道411b大小时,便可以调节通过进风通道411a进入至炉膛22内的混合二次风的流量大小和流速大小,并以此来实现根据燃煤锅炉2的实际需要来对混合二次风的风量和流速的调节。
需要说明的是,上述的风口调节组件42中的分隔板421也可以与风口调节板422各自独立,也即,分隔板421固定设置在喷射通道411内,而风口调节板422可以相对于分隔板421沿垂直于喷射通道411的方向往复运动,以分别对分隔板421分割得到的进风通道411a和调节通道411b的大小进行调节。
在本公开提供的具体实施方式中,参考图1所示,排烟管道1包括排烟总管道11和与排烟总管道11连通的多个排烟分管道12,排烟总管道11用于与燃气轮机3的排烟口连通,多个排烟分管道12分别用于与燃煤锅炉2的多个二次风道21连通,以将燃气轮机3排出的烟气通过排烟总管道11和多个排烟分管道12分别对应通入至燃煤锅炉2的多个二次风道21中并与多个二次风道21中的二次风进行混合得到混合二次风,如此一来,不仅能够将燃气轮机3排出的烟气引入至燃煤锅炉2的多个二次风道21中,使这部分烟气分别与多个二次风道21中的二次风同时进行混合,而且由于该部分烟气是通过多个排烟分管道12同时被引入至多个二次风道21中,因此这样也可以提高燃气轮机3的烟气引入至燃煤锅炉2的二次风道21中的效率,使燃气轮机3的烟气能够与各个二次风道21中的烟气快速混合。
在本公开提供的具体实施方式中,参考图1所示,燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统还包括烟气混合装置,排烟分管道12包括用于设置在二次风道21内的送烟段121,烟气混合装置构造为多个开设在送烟段121的管壁上的送烟通孔,通过这些开设在送烟段121的管壁上的送烟通孔,可以使烟气同时穿过多个送烟通孔进入至送烟段121内,以实现烟气与二次风的均匀混合。此处,为进一步提高烟气与二次风的混合效果,也可以在这些送烟通孔处增设具有混流或射流作用的扩散喷嘴,例如文丘里喷嘴等。
在本公开提供的具体实施方式中,参考图1所示,燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统还包括排气风机5,排烟管道1通过排气风机5用于与燃气轮机3连通,由于排气风机5是一种能够抬升流体压头,克服流体流动阻力,提高介质输送能力的风机,可以在吸入口形成负压,因此利用排气风机5可以将燃气轮机3排出的烟气快速引入至燃煤锅炉2的二次风道21中。
在上述技术方案的基础上,本公开还提供了一种燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法,适用于上述的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的系统,参考图4所示,该燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法包括以下步骤:根据燃气轮机3引入至燃煤锅炉2中的二次风道21的第一燃机烟气量,确定燃煤锅炉2实际所需第一二次风量和第一燃用煤量;根据第一燃机烟气量、预设一次风量、第一二次风量以及第一燃用煤量,确定燃煤锅炉2实际排放的第一锅炉烟气量;预设一次风量为燃煤锅炉2在运行负荷下燃烧所需的一次风量;根据第一锅炉烟气量与预设锅炉烟气量来确定燃气轮机3实际引入至燃煤锅炉2中的目标燃机烟气量;预设锅炉烟气量为燃煤锅炉2在运行负荷下燃烧所产生的烟气量。
上述技术方案中,由于燃气轮机3排放的烟气的温度较高,大概在610℃左右,其蕴含有大量的可利用热能,并且该烟气中还含有大量的氧气,因此充分利用这些烟气中的热能和氧气来辅助燃煤锅炉2的炉膛22内煤的燃烧具有良好的经济效益。然而为了避免由于燃气轮机3中烟气的引入而影响到燃煤锅炉2的炉膛22内煤的正常燃烧,需要根据燃煤锅炉2的实际情况来合理调节燃气轮机3引入至燃煤锅炉2的烟气量,也即,需要根据燃煤锅炉2的实际情况来合理调节燃气轮机3引入至燃煤锅炉2的目标燃机烟气量。在本公开提供的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法中,通过根据燃气轮机3引入至燃煤锅炉2的二次风道21中的第一燃机烟气量首先确定出燃煤锅炉2实际所需的第一二次风量和第一燃用煤量,之后再根据第一燃机烟气量、第一二次风量、预设一次风量以及第一燃用煤量确定出在燃气轮机3引入至燃煤锅炉2的烟气量为第一燃机烟气量的情况下,燃煤锅炉2实际产生的第一锅炉烟气量,并根据该第一锅炉烟气量与预设锅炉烟气量的关系来最终确定实际需要引入至燃煤锅炉2中的目标燃机烟气量。
在本公开提供的具体实施方式中,根据燃气轮机3引入至燃煤锅炉2中的二次风道21的第一燃机烟气量,确定燃煤锅炉2实际所需第一二次风量和第一燃用煤量包括:根据第一燃机烟气量、预设一次风量以及预设总氧量,确定燃煤锅炉2实际所需第一二次风量;预设总氧量为燃煤锅炉2在运行负荷下燃烧所需的总氧量;根据第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化值、燃煤锅炉2所需燃用煤质的热值以及预设总煤量,确定燃煤锅炉2实际所需第一燃用煤量;预设总煤量为燃煤锅炉2在运行负荷下燃烧所需的总煤量。此处,由于燃气轮机3排出的烟气中含有大量的氧气,并且预设一次风和二次风中也含有大量的氧气,因此可以通过第一燃机烟气量、预设一次风量以及预设总氧量来确定出燃煤锅炉2实际所需要的第一二次风量的大小。同理,由于燃气轮机3排出的烟气中也含有大量的热量,并且燃用煤质具有一定的热值,因此可以通过第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化值、燃煤锅炉2所需燃用煤质的热值以及预设总煤量来得到实际所需的第一燃用煤量。
其中,根据第一燃机烟气量、预设一次风量以及预设总氧量,确定燃煤锅炉2实际所需第一二次风量包括:根据预设一次风量确定预设一次风量中的含氧量;根据预设二次风量确定预设二次风量中的含氧量;预设二次风量为燃煤锅炉2在运行负荷下燃烧所需的二次风量;获取第一燃机烟气量的烟气成分和烟气量,并根据第一燃机烟气量的烟气成分和烟气量确定第一燃机烟气量中的含氧量;将第一燃机烟气量中的含氧量和预设一次风量中的含氧量的总和与预设总氧量比较,若比较结果小于预设总氧量,则根据缺少的氧气量和预设二次风量中的含氧量确定燃煤锅炉2实际所需第一二次风量;若比较结果大于预设总氧量则无需补充二次风;预设总氧量为燃煤锅炉2在运行负荷下燃烧所需的总氧量。此处,通过对于预设一次风量、预设二次风量以及第一燃机烟气量中的含氧量的分别获取,来计算实际所需的第一二次风量,并由此来调节通入至燃煤锅炉2的二次风,以保证燃煤锅炉2的炉膛22内煤的正常燃烧。
其中,根据第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化值、燃煤锅炉2所需燃用煤质的热值以及预设总煤量,确定燃煤锅炉2实际所需第一燃用煤量包括:获取燃气轮机3排出的第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化量和燃煤锅炉2所需燃用煤质的热值,根据焓值的变化量和燃用煤质的热值将第一燃机烟气量换算成燃煤锅炉2的第二燃用煤量;根据预设总煤量与第二燃用煤量的差值确定燃煤锅炉2实际所需第一燃用煤量。其中,由于燃气轮机3排放的烟气中含有大量的热能,因此,通过计算第一燃机烟气量在预设时间段内焓值的变化量,并根据这部分焓值的变化量和燃用煤质的热值将第一燃机烟气量换算成燃煤锅炉2的第二燃用煤量,来实现对于燃气轮机3排放的烟气中的热能的充分利用。
其中,根据第一锅炉烟气量与预设锅炉烟气量来确定燃气轮机3实际引入至燃煤锅炉2中的目标燃机烟气量包括:在燃煤锅炉2实际排放的第一锅炉烟气量大于或等于预设锅炉烟气量的预设比例阈值的情况下,减少燃气轮机3引入至燃煤锅炉2中的二次风道21中的第一燃机烟气量;并循环执行烟气量调节步骤,直至满足预设终止条件。这里的烟气量调节步骤包括:根据燃气轮机3引入至燃煤锅炉2中的二次风道21的第一燃机烟气量,确定燃煤锅炉2实际所需第二二次风量和第二燃用煤量;根据第一燃机烟气量、预设一次风量、第二二次风量以及第二燃用煤量,确定燃煤锅炉2实际排放的第二锅炉烟气量;根据第二锅炉烟气量与预设锅炉烟气量,确定实际引入至燃煤锅炉2中的第二燃机烟气量;将第二燃机烟气量作为新的第一燃机烟气量;其中,预设终止条件为燃煤锅炉2实际排放的第一锅炉烟气量小于预设锅炉烟气量的预设比例阈值。
上述技术方案中,由于燃气轮机3排放的烟气中同时含有大量的热量和氧气,因此可以通过燃气轮机3中引入至燃煤锅炉2的二次风道21中的烟气量来计算出燃煤锅炉2实际所需二次风量和燃用煤量,之后再根据燃煤锅炉2的预设一次风量、实际所需的二次风量、燃用煤量以及燃气轮机3排放的烟气量来计算燃煤锅炉2实际排放的烟气量,如果与预设锅炉烟气量相比,燃煤锅炉2实际排放的烟气量大于预设比例阈值,则循环对燃气轮机3引入至燃煤锅炉2的烟气量进行调节,直至燃煤锅炉2实际排放的烟气量小于预设比例阈值,这样一来,引入至燃煤锅炉2内的燃气轮机3的烟气不仅可以被有效利用,而且也不会影响到燃煤锅炉2的正常运行。
需要说明的是,上述的预设比例阈值可以根据实际情况进行灵活设定。可选择地,预设比例阈值可以为预设锅炉烟气量的10%。
下面将通过具体实施例来对本公开所提供的燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法进行详细说明:
需要说明的是,本实施例中,提供两台330MW超临界切圆锅炉,一台GE6F.03燃气轮机。其中,超临界切圆锅炉的参数见表1-1,燃气轮机的参数见表1-2,按照燃气轮机排烟与燃煤锅炉配风耦合的方法,计算得到的燃气轮机与超临界切圆锅炉(也即燃煤锅炉)的参数见表1-3。
在该实施例中,首先需要获取到超临界切圆锅炉(也即燃煤锅炉)正常运行时分别在额定负荷和平均负荷下燃烧所需的一次风的风量、二次风的风量、燃烧的总煤量以及产生的排烟量,其中,一次风的风量、二次风的风量以及总煤量均通过实际测量得到,而排烟量实际上等于空预器入口烟气流量,因而可以通过检测空预器入口烟气流量来获取超临界切圆锅炉的排烟量。
其次,由于在将燃气轮机的烟气引入至超临界切圆锅炉(也即燃煤锅炉)时,对超临界切圆锅炉的正常运行产生影响的主要是引入的燃气轮机排放的烟气中所具有的大量热能和氧气,因而在实际计算时,需要测量引入的燃气轮机排放的烟气的烟气量及成分,并根据该烟气量和成分来计算这部分烟气所能够为超临界切圆锅炉所提供的热能和氧气,之后,再通过超临界切圆锅炉在正常运行时所需的总热量与燃气轮机排放的烟气中所含的总热量的差值来调整超临界切圆锅炉自身实际需要输入的热量,而该部分热量是通过煤燃烧产生,因而根据超临界切圆锅炉实际所需输入的热量和燃用煤质的热值便可以计算得到超临界切圆锅炉实际所需输入的煤量。另外,超临界切圆锅炉燃烧时还需要有足够的氧气,而该部分氧气在超临界切圆锅炉正常运行时全部由一次风和二次风提供,因而在将燃气轮机排出的烟气引入至超临界切圆锅炉时,这部分烟气中含有的氧气也会同时提供给超临界切圆锅炉,以助于煤的燃烧,因此为了在引入燃气轮机的烟气的情况下,还能够保证超临界切圆锅炉的正常运行,需要对一次风和二次风的送入量进行调整,但是又由于一次风不仅需要给超临界切圆锅炉的燃烧提供氧气,而且还兼具有将燃烧所需的煤送入至炉膛内的作用,因而通常情况下主要是通过调整二次风的风量来使超临界切圆锅炉能够适应于燃气轮机的烟气的引入,一次风的风量则可以无需调整或者进行少量调整,下面表1-3中所列实施例的数据为一次风做了少量调整后的相关数据,其中,“引入燃机排气后一次风量”是指引入燃气轮机排放的第一燃机烟气量后超临界切圆锅炉调整后的一次风量。
下面将分别用三个表(即表1-1、表1-2以及表1-3)来对上述内容进行解释说明:
其中,表1-1是超临界切圆锅炉(也即燃煤锅炉)在额定负荷和平均负荷下获取到的一次风量、二次风量、总煤量以及排烟量(等于空预器入口烟气流量),其中,一次风量作为燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时的预设一次风量,二次风量作为燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时的预设二次风量,总煤量作为燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时的预设总煤量,而排烟量则作为燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时的预设锅炉烟气量,其中,燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时的各自对应的参数见表1-3。
表1-2中主要是燃气轮机在额定负荷和平均负荷下获取到的烟气量(等于空排烟气流量)以及该烟气中的氧含量和该烟气在一定时间段内焓值的变化值,其中,这部分的烟气量将作为燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时的第一燃机烟气量,而这点将在燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合时体现各设备对应参数的表1-3中看到。
表1-3体现的是燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合,也即燃气轮机的烟气引入至超临界切圆锅炉的情况下,燃气轮机与超临界切圆锅炉仍然能够保持正常运行的各个参数,这部分参数可以根据表1-1和表1-2中的内容得到。
需要说明的是,在表1-3中,由于在燃气轮机引入的第一燃机烟气量的情况下,超临界切圆锅炉最终所产生的第一锅炉烟气量与预设锅炉烟气量的比值在额定负荷下为3.9%,而在平均负荷下为5.3%,均小于设定的预设比例阈值10%,因此,在表1-3中,目标燃机烟气量也就是第一燃机烟气量,第二燃用煤量也就是第一燃用煤量,而第二二次风量也就是第一二次风量。
表1-1.各负荷下超临界切圆锅炉的参数表:
表1-2.各负荷下燃气轮机的参数表:
表1-3.各负荷下燃气轮机与超临界切圆锅炉耦合的参数表:
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
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