发电系统及其调节方法

技术领域

本发明涉及发电设备技术领域，具体地，涉及一种发电系统和基于该发电系统的调节方法。

背景技术

火力发电设备通过煤炭等化学燃料燃烧发热，将煤炭等化学燃料内存储的化学能转化为汽轮机的动能，并将汽轮机的动能转化为电能从而发电，提高燃料动能与汽轮机动能之间的能量转化效率能够进一步地提高发电机组整体发电效率，相关技术中的燃煤发电机组的锅炉效率较低、单位电量较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种发电系统，该发电系统具有排烟热损失较低、发电效率较高的优点。

本发明实施例的发电系统包括燃煤炉；排气系统，所述排气系统与所述燃煤炉相连以排出燃煤炉中产生的高温废气，排气系统中设有温度传感器，以适于测量经排气系统排放的高温废气的温度；进气系统，所述进气系统与所述燃煤炉相连以向所述燃煤炉中供入助燃气体，所述进气系统中设有换热组件，所述换热组件与所述排气系统相连，以将所述排气系统中高温废气中的热量传递至所述进气系统中，所述换热组件的换热效率可调以使所述排气系统排出的高温废气的温度低于设定阈值。

本发明实施例的发电系统在排气系统内设置温度传感器以检测经由排气系统排放的高温废气的温度，通过检测排气系统排放的高温废气的温度可以分析得到本发明实施例的发电系统的排烟热损失，在本发明实施例的发电系统的排烟热损失较高时，通过调节换热组件的换热效率可以将排气系统中高温废气中的热量转移至进气系统中，一方面能够提高燃煤炉中的燃烧效率，另一方面能够降低本发明实施例的发电系统的排烟热损失，使本发明实施例的发电系统具有排烟热损失较低、发电效率较高的优点。

在一些实施例中，所述燃煤炉内设有吹扫组件，所述吹扫组件适于向所述燃煤炉的内壁吹扫空气以调节所述燃煤炉内还原性气氛，所述吹扫组件向所述燃煤炉中供入的气体的温度可调，以调节所述排气系统排出的高温废气的温度。

在一些实施例中，所述吹扫组件与所述进气系统相连，以适于将所述进气系统中的一次风引导至所述燃煤炉内。

在一些实施例中，所述吹扫组件与所述排气系统相连，以适于通过排气系统中高温废气的热量调节所述吹扫组件引导至所述燃煤炉中一次风的温度。

在一些实施例中，所述换热组件包括第一换热器和第二换热器，所述进气系统包括串联布置的一次风机和二次风机，所述第一换热器与所述一次风机对应布置以调节所述一次风机排出的一次风温度，所述第二换热器与所述二次风机对应布置以调节所述二次风机排出的二次风温度。

在一些实施例中，所述第一换热器中一次风的流量可调，所述第二换热器中二次风的流量可调。

在一些实施例中，所述排气系统包括并联布置的第一烟道和第二烟道，所述温度传感器设于所述第一烟道和所述第二烟道的上游，所述第一烟道与所述第一换热器对应布置，所述第二烟道与所述第二换热器对应布置。

本发明实施例的调节方法基于上述任一实施例中所述的发电系统，所述调节方法包括如下步骤：

通过温度传感器检测经排气系统排出的高温废气的温度；

若经排气系统排出的高温废气的温度大于设定阈值，提高换热组件的换热效率以降低经排气系统排出的高温废气的温度，直至经排气系统排出的高温废气的温度低于设定阈值。

本发明实施例的调节方法通过在排气系统中设置温度传感器，以检测排气系统排出的高温废气的温度，在排气系统中排出的高温废气的温度大于设定阈值时，为了降低排烟热损失，将更多的排气系统中的高温废气中的热量传递至进气系统供入燃煤炉中的气体中，一方面能够提高燃煤炉中可燃气体的温度，提高燃煤炉中的燃烧效率，另一方面能够降低排烟热损失，使本发明实施例的调节方法具有排烟热损失较低、发电效率较高的优点。

在一些实施例中，所述调节方法还包括如下步骤：

通过温度传感器检测经排气系统排出的高温废气的温度；

若经排气系统排出的高温废气的温度大于设定阈值，降低调节吹扫组件供入燃煤炉中的气体温度或提高调节吹扫组件供入燃煤炉中的风量，直至经排气系统排出的高温废气的温度低于设定阈值。

在一些实施例中，所述调节方法中提高换热组件的换热效率包括如下步骤：

提高供气系统内气流在换热组件中的流量，以提高供气系统内气流与排气系统内气流在换热组件中的换热效率；

在提高供气系统内气流在换热组件中的流量的同时降低燃煤炉的供煤量，以调节燃煤炉的负载。

附图说明

图1是本发明实施例的发电系统的结构示意图。

附图标记：

燃煤炉1；

供气系统2；一次风机21；二次风机22；

换热组件3；第一换热器31；第二换热器32；

排气系统4；温度传感器41；第一烟道401；第二烟道402。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图描述本发明实施例的发电系统。

本发明实施例的发电系统包括燃煤炉1、排气系统4和进气系统。

排气系统4与燃煤炉1相连以排出燃煤炉1中产生的高温废气，排气系统4中设有温度传感器41，以适于测量经排气系统4排放的高温废气的温度。

具体地，燃煤炉1的燃烧方式为前后墙对冲旋流燃烧。燃烧炉包括6层燃烧器，前后墙各3层，每层各8只，共48只HT－NR3型旋流煤粉燃烧器。排气系统4与多个燃烧器相连，以将多个燃烧器中产生的高温废气排出。

进气系统与燃煤炉1相连以向燃煤炉1中供入助燃气体，进气系统中设有换热组件3，换热组件3与排气系统4相连，以将排气系统4中高温废气中的热量传递至进气系统中，换热组件3的换热效率可调以使排气系统4排出的高温废气的温度低于设定阈值。

具体地，一部分换热组件3与排气系统4相通，另一部分换热组件3与进气系统相通，进气组件包括一次风机21和二次风机22，一次风机21设于所述二次风机22的上游，以将一次风供入二次风机22中，二次风机22位于燃煤炉1的上游，以向燃煤炉1中供入二次风。

当排气系统4中的高温烟气和进气组件中的一次风和/或二次风在换热组件3中分别独立流动时，排气系统4内高温烟气中的热量可传递至进气组件的一次风和/或二次风内，从而降低排气系统4内高温烟气的温度，并提高进气组件的一次风和/或二次风的温度。

通过增加换热组件3内的一次风和/或二次风的流量，可以增加换热组件3内的高温废气与一次风和/或二次风之间交换的热量，从而使排气系统4中高温废气的温度降低，从而降低本发明实施例的发电系统的排烟热损失。

本发明实施例的发电系统在排气系统4内设置温度传感器41以检测经由排气系统4排放的高温废气的温度，通过检测排气系统4排放的高温废气的温度可以分析得到本发明实施例的发电系统的排烟热损失，在本发明实施例的发电系统的排烟热损失较高时，通过调节换热组件3的换热效率可以将排气系统4中高温废气中的热量转移至进气系统中，一方面能够提高燃煤炉1中的燃烧效率，另一方面能够降低本发明实施例的发电系统的排烟热损失，使本发明实施例的发电系统具有排烟热损失较低、发电效率较高的优点。

在一些实施例中，燃煤炉1内设有吹扫组件，吹扫组件适于向燃煤炉1的内壁吹扫空气以调节燃煤炉1内还原性气氛，吹扫组件向燃煤炉1中供入的气体的温度和/或流量可调，以调节排气系统4排出的高温废气的温度。

优选的，吹扫组件与进气系统相连，以适于将进气系统中的一次风引导至燃煤炉1内。

具体地，吹扫组件的一端与进气系统相连，吹扫组件的另一端延伸至上燃煤炉1内，燃煤炉1内设有水冷壁，燃煤炉1工作室水冷壁的内侧容易出现还原性气氛，还原性气体对水冷壁存在腐蚀作用，通过吹扫组件吹扫燃煤炉1内壁以清除燃煤炉1内壁的还原性气氛较高的区域。

通过控制吹扫组件向燃煤炉1内吹扫气流的流量或温度，可以调节在燃煤炉1产生的高废气的温度，从而调节排气系统4排出的高温废气的温度。

在一些实施例中，吹扫组件与排气系统4相连，以适于通过排气系统4中高温废气的热量调节吹扫组件引导至燃煤炉1中一次风的温度。

具体地，吹扫组件内设有风道以供一次风从进气系统进入燃煤炉1内，当一次风经过吹扫组件进入燃煤炉1之前，与排气系统4中的高温废气进行换热，以提高吹扫组件排至燃煤炉1内的气流的温度，在降低燃煤炉1内温度的同时避免影响燃煤炉1内的燃烧效率。

在一些实施例中，换热组件3包括第一换热器31和第二换热器32，进气系统包括串联布置的一次风机21和二次风机22，第一换热器31与一次风机21对应布置以调节一次风机21排出的一次风温度，第二换热器32与二次风机22对应布置以调节二次风机22排出的二次风温度。

在一些实施例中，第一换热器31中一次风的流量可调，第二换热器32中二次风的流量可调。

具体地，通过增加第一换热器31中一次风的流量，可以提高第一换热器31中一次风与第一换热器31中高温废气的温度差，从而提高第一换热器31的换热系数。

通过增加第二换热器32中二次风的流量，可以提高第二换热器32中二次风与第二换热器32中高温废气的温度差，从而提高第二换热器32的换热系数。

由此，通过调节第一换热器31中一次风的流量或第二换热器32中二次风的流量，可以暂时提高第一换热器31或第二换热器32的换热系数，以降低经排气系统4排出的高温废气的温度。

在另一实施例中，可以通过降低第一换热器31或第二换热器32中高温废气的流量，增加换热器中高温废气的换热时间，从而提高第一换热器31和/或第二换热器32的换热系数，进而降低经排气系统4排出的高温废气的温度。

在一些实施例中，排气系统4包括并联布置的第一烟道401和第二烟道402，温度传感器41设于第一烟道401和第二烟道402的上游，第一烟道401与第一换热器31对应布置，第二烟道402与第二换热器32对应布置。

本发明实施例的调节方法基于上述任一实施例中的发电系统，调节方法包括如下步骤：

通过温度传感器41检测经排气系统4排出的高温废气的温度；

若经排气系统4排出的高温废气的温度大于设定阈值，提高换热组件3的换热效率以降低经排气系统4排出的高温废气的温度，直至经排气系统4排出的高温废气的温度低于设定阈值。

本发明实施例的调节方法通过在排气系统4中设置温度传感器41，以检测排气系统4排出的高温废气的温度，在排气系统4中排出的高温废气的温度大于设定阈值时，为了降低排烟热损失，将更多的排气系统4中的高温废气中的热量传递至进气系统供入燃煤炉1中的气体中，一方面能够提高燃煤炉1中可燃气体的温度，提高燃煤炉1中的燃烧效率，另一方面能够降低排烟热损失，使本发明实施例的调节方法具有排烟热损失较低、发电效率较高的优点。

在一些实施例中，调节方法还包括如下步骤：

通过温度传感器41检测经排气系统4排出的高温废气的温度；

若经排气系统4排出的高温废气的温度大于设定阈值，降低调节吹扫组件供入燃煤炉1中的气体温度或提高调节吹扫组件供入燃煤炉1中的风量，直至经排气系统4排出的高温废气的温度低于设定阈值。

在一些实施例中，调节方法中提高换热组件3的换热效率包括如下步骤：

降低供气系统2内气流在换热组件3中的流量，以提高供气系统2内气流与排气系统4内气流换热时间；

在降低供气系统2内气流在换热组件3中的流量的同时降低燃煤炉1的供煤量，以使燃煤炉1内的供煤量与供气系统2内气流流量保持对应。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。