燃煤发电系统及其启动方法

技术领域

本公开涉及燃煤发电系统技术领域，具体地，涉及一种燃煤发电系统及其启动方法。

背景技术

相关技术中，用于燃煤发电系统的热力机组在启动前通常需要提前对锅炉进行预热加热处理，即锅炉的热态清洗。常规的热态清洗一般包括三部分：首先将锅炉给水温度初步升高至80℃左右，随后再将给水温度进一步升至120℃左右，最后在锅炉点火后将温度进一步加热至预定温度。

而在一些大型发电厂中通常需要安装多组发电机组，而在当前可再生能源发电占比逐年增加的情况下，火电机组频繁启停调峰已趋于常态化，而上述热态清洗过程导致火电机组锅炉存在运行前启动较慢的问题，影响发电效率。

发明内容

本公开的目的是提供一种燃煤发电系统及其启动方法，能够解决火力发电机组运行前启动慢影响发电效率的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种燃煤发电系统，所述燃煤发电系统包括：

第一工作机组，所述第一工作机组包括第一锅炉、第一风管和第一空预器，所述第一空预器入口与所述第一锅炉连通，所述第一空预器出口通过所述第一风管与所述第一锅炉的第一二次风进口连通；

第二工作机组，所述第二工作机组包括第二锅炉、第二风管和第二空预器，所述第二空预器入口与所述第二锅炉连通，所述第二空预器出口通过所述第二风管与所述第二锅炉的第二二次风进口连通，所述第一风管与所述第二风管之间通过热二次风联络管连通。

可选地，所述第一工作机组包括第一高压缸、第一蒸汽管和第一高压加热器，所述第一高压缸与所述第一高压加热器之间通过所述第一蒸汽管连接；所述第二工作机组包括第二高压缸、第二蒸汽管和第二高压加热器，所述第二高压缸与所述第二高压加热器之间通过所述第二蒸汽管连接；所述第一蒸汽管与所述第二蒸汽管之间通过蒸汽联络管连通，所述第一锅炉与所述第一高压缸之间通过第一蒸汽输送管连通，所述第二锅炉与所述第二高压缸之间通过第二蒸汽输送管连通。

可选地，所述第一空预器和所述第一风管均设置为多个，多个所述第一空预器的出口与多个所述第一风管一一对应连接；所述第二空预器与所述第二风管设置为多个，多个所述第二空预器的出口与多个所述第二风管一一对应连接。

可选地，所述热二次风联络管包括第一主管、多个第一支管和多个第二支管，多个所述第一支管的一端与所述第一主管一端连通，且多个所述第一支管的另一端与多个所述第一风管一一对应连通，多个所述第二支管的一端与所述第一主管另一端连通，并且多个所述第二支管的另一端与多个所述第二风管一一对应连通。

可选地，所述第一主管上设置有第三开关阀，所述第一支管上设置有第一开关阀，所述第二支管上设置有第二开关阀。

可选地，所述第一高压缸设置有第一一级抽汽口和第一二级抽汽口，所述第一高压加热器包括第一一级加热器和第一二级加热器，所述第一蒸汽管包括第一一级蒸汽管和第一二级蒸汽管，所述第一一级加热器的进汽口通过所述第一一级蒸汽管与所述第一一级抽汽口连通，所述第一二级加热器的进汽口通过所述第一二级蒸汽管与所述第一二级抽汽口连通；

所述第二高压缸设置有第二一级抽汽口和第二二级抽汽口，所述第二高压加热器包括第二一级加热器和第二二级加热器，所述第二蒸汽管包括第二一级蒸汽管和第二二级蒸汽管，所述第二一级加热器的进汽口通过所述第二一级蒸汽管与所述第二一级抽汽口连通，所述第二二级加热器的进汽口通过所述第二二级蒸汽管与所述第二二级抽汽口连通。

可选地，所述第一一级加热器的进水口与所述第一二级加热器的出水口连通；所述第二一级加热器的进水口与所述第二二级加热器的出水口连通。

可选地，所述蒸汽联络管包括第二主管和旁支管，所述第二主管的一端与所述第一蒸汽管连接，另一端与所述第二蒸汽管连接，所述旁支管与所述第二主管并联连接。

可选地，所述旁支管上连接有第四开关阀，所述第二主管上设置有开关阀组。

根据本公开的第二方面，还提供一种燃煤发电系统的启动方法，所述启动方法包括：

所述第一工作机组和所述第二工作机组中的一者处于运行状态，并且另一者处于待启动状态；

导通所述热二次风联络管，将所述第一工作机组和所述第二工作机组中处于运行状态的一者的锅炉内的热风通过所述热二次风联络管输送至所述第一工作机组和所述第二工作机组中处于待启动状态的一者的锅炉内。

可选地，所述第一工作机组包括第一高压缸、第一蒸汽管和第一高压加热器，所述第一高压缸与所述第一高压加热器之间通过所述第一蒸汽管连接；

所述第二工作机组包括第二高压缸、第二蒸汽管和第二高压加热器，所述第二高压缸与所述第二高压加热器之间通过所述第二蒸汽管连接；所述第一蒸汽管与所述第二蒸汽管之间通过蒸汽联络管连通，所述第一锅炉与所述第一高压缸之间通过第一蒸汽输送管连通，所述第二锅炉与所述第二高压缸之间通过第二蒸汽输送管连通；

所述启动方法还包括：

导通所述蒸汽联络管，将所述第一工作机组和所述第二工作机组中处于运行状态的一者的高压缸排出的高温蒸汽输送至所述蒸汽联络管，随后通过所述蒸汽联络管输送至所述第一工作机组和所述第二工作机组中处于待启动状态的一者的高压加热器，以用于对所述第一工作机组和所述第二工作中处于待启动状态的一者中的锅炉给水进行加热。

通过上述技术方案，在第一工作机组处于运行状态而第二工作机组处于待启动状态时，第一锅炉内产生的热空气首先输送至第一空预器，热空气经过第一空预器后通过第一风管输送至第一二次风进口，实现热量回收利用。当热二次风联络管导通后，第一空预器内的热空气流动至第一风管后会通过热二次风联络管输送至第二风管，随后通过第二二次风进口输送至第二锅炉的炉膛内，从而对第二锅炉的炉膛进行加热，使得第二锅炉的炉膛内各个部件温度升高。同理，当第一工作机组处于待启动状态而第二工作机组处于运行状态时，能够通过热二次风联络管将第二锅炉内产生的热空气输送至第一锅炉的炉膛内，从而对第一锅炉的炉膛进行加热，使得第一锅炉的炉膛内各个部件温度升高。通过上述的技术方案，能够对处于待启动状态的工作机组的锅炉炉膛进行加热，在启动前无需再消耗燃油和煤粉来加热炉膛，从而缩短机组的启动时间，同时降低启动成本，解决火力发电机组运行前启动慢影响发电效率的问题。

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是本公开实施例提供的燃煤发电系统中第一锅炉和第二锅炉的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的燃煤发电系统中第一高压缸和第二高压缸的结构示意图。

附图标记说明

1、第一锅炉；11、第一风管；12、第一空预器；13、第一脱销装置；14、第一除尘器；15、第一脱硫塔；16、第一引风机；17、第一烟囱；2、第二锅炉；21、第二风管；22、第二空预器；23、第二脱销装置；24、第二除尘器；25、第二脱硫塔；26、第二引风机；27、第二烟囱；3、热二次风联络管；31、第一主管；32、第一支管；33、第二支管；34、第三开关阀；35、第一开关阀；36、第二开关阀；4、第一高压缸；41、第一蒸汽管；411、第一一级蒸汽管；412、第一二级蒸汽管；42、第一高压加热器；421、第一一级加热器；422、第一二级加热器；43、第一中压缸；44、第一凝汽器；45、第一疏水管路；5、第二高压缸；51、第二蒸汽管；511、第二一级蒸汽管；512、第二二级蒸汽管；52、第二高压加热器；521、第二一级加热器；522、第二二级加热器；53、第二中压缸；54、第二凝汽器；55、第二疏水管路；6、蒸汽联络管；61、第二主管；611、第一管段；612、第二管段；613、第三管段；614、第四开关阀；615、第五开关阀；616、第六开关阀；617、第七开关阀；62、旁支管。

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，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。

根据本公开的具体实施方式，参考图1和图2所示，提供一种燃煤发电系统，燃煤发电系统包括第一工作机组和第二工作机组，第一工作机组包括第一锅炉1、第一风管11和第一空预器12，第一空预器12入口与第一锅炉1连通，第一空预器12出口通过第一风管11与第一锅炉1的第一二次风进口连通；第二工作机组包括第二锅炉2、第二风管21和第二空预器22，第二空预器22入口与第二锅炉2连通，第二空预器22出口通过第二风管21与第二锅炉2的第二二次风进口连通，第一风管11与第二风管21之间通过热二次风联络管3连通。

通过上述技术方案，在第一工作机组处于运行状态而第二工作机组处于待启动状态时，第一锅炉1内产生的热空气首先输送至第一空预器12，热空气经过第一空预器12后通过第一风管11输送至第一二次风进口，实现热量回收利用。当热二次风联络管3导通后，第一空预器12内的热空气流动至第一风管11后会通过热二次风联络管3输送至第二风管21，随后通过第二二次风进口输送至第二锅炉2的炉膛内，从而对第二锅炉2的炉膛进行加热，使得第二锅炉2的炉膛内各个部件温度升高。同理，当第一工作机组处于待启动状态而第二工作机组处于运行状态时，能够通过热二次风联络管3将第二锅炉2内产生的热空气输送至第一锅炉1的炉膛内，从而对第一锅炉1的炉膛进行加热，使得第一锅炉1的炉膛内各个部件温度升高。通过上述的技术方案，能够对处于待启动状态的工作机组的锅炉炉膛进行加热，在启动前无需再消耗燃油和煤粉来加热炉膛，从而缩短机组的启动时间，同时降低启动成本，解决火力发电机组运行前启动慢影响发电效率的问题。

需要说明的是，本公开中第一工作机组可以设置为多个，同时第二工作机组也可以设置为多个，在处于待启动状态的工作机组启动时，既可以由一个处于运行状态的工作机组对应地为一个处于待启动状态的工作机组输送热二次风，也可以由一个处于运行状态的工作机组同时向多个处于待启动状态的工作机组输送热二次风，具体可以根据实际使用情况以及设备功率等因素选择任意合适的设计，本公开对此不作具体限制。

在本公开中，参考图2中所示，第一工作机组还可以包括第一高压缸4、第一蒸汽管41和第一高压加热器42，第一高压缸4与第一高压加热器42之间通过第一蒸汽管41连接；第二工作机组可以包括第二高压缸5、第二蒸汽管51和第二高压加热器52，第二高压缸5与第二高压加热器52之间通过第二蒸汽管51连接；第一蒸汽管41与第二蒸汽管51之间通过蒸汽联络管6连通，第一锅炉1与第一高压缸4之间通过第一蒸汽输送管连通，第二锅炉2与第二高压缸5之间通过第二蒸汽输送管连通。

通过上述的技术方案，当第一工作机组处于运行状态而第二工作机组处于待启动状态时，第一锅炉1和第一高压缸4之间通过第一蒸汽输送管连通，第一锅炉1产生的高温高压蒸汽输送至第一高压缸4推动第一高压缸4运动，从而将化学能转化为机械能并带动汽轮机运动进行发电，在此过程中，第一高压缸4的蒸汽在完成驱动后经由第一蒸汽管41输送至第一高压加热器42进行回收处理，当蒸汽联络管6导通后，第一蒸汽管41内的高温蒸汽经由蒸汽联络管6输送至第二蒸汽管51，随后再输送至第二高压加热器52，第二高压加热器52通过高温蒸汽对第二锅炉2的锅炉给水进行加热，从而将第二锅炉2的锅炉给水加热至满足热态清洗的温度，以能够在第二锅炉2尚未点火的情况下对第二锅炉2进行热态清洗。同理，当第一工作机组处于待启动状态而第二工作机组处于运行状态时，能够将第二高压缸5排出的高温蒸汽经由蒸汽联络管6输送至第一高压加热器42，由第一高压加热器42对第一锅炉1的锅炉给水进行加热，以将锅炉给水加热至热态清洗所需的温度。通过上述设置，能够在处于待启动状态的工作机组的锅炉未点火时将锅炉给水加热至热态清洗温度，不仅能够缩短处于待启动状态的工作机组的启动时间，还能够降低燃料消耗。

在本公开中，第一空预器12和第一风管11均可以设置为多个，多个第一空预器12的出口与多个第一风管11一一对应连接；第二空预器22与第二风管21设置为多个，多个第二空预器22的出口与多个第二风管21一一对应连接。通过上述设置，在使用时可以根据使用功率等因素选择性地开启部分第一空预器12和第一风管11，从而既能够满足使用要求，又能够避免浪费。同理，第二空预器22和第二风管21也可以选择性地部分开启，具体使用中第一空预器12和第二空预器22的开启数量以及型号和功率等可以根据实际使用要求选择任意合适的设计，本公开对此不作具体限制。

在本公开中，热二次风联络管3可以构造为任意合适的结构，本公开对此不作具体限制。在一种示例性实施例中，参考图1中所示，热二次风联络管3可以包括第一主管31、多个第一支管32和多个第二支管33，多个第一支管32的一端与第一主管31一端连通，且多个第一支管32的另一端与多个第一风管11一一对应连通，多个第二支管33的一端与第一主管31另一端连通，并且多个第二支管33的另一端与多个第二风管21一一对应连通。通过上述设置，以第一主管31作为主输送管路进行集流输送，一方面能够简化管路的布置，便于后期整理收纳，另一方面也能够通过第一主管31整体控制第一风管11和第二风管21之间的热空气输送。具体使用中也可以采用在第一支管32和第二支管33之间设置集流器等方式实现从第一风管11到第二风管21的导通，本公开对此不作具体限制。

在本公开中，为了便于对热二次风联络管3进行通断控制，在一种实施方式中，参考图1中所示，第一主管31上可以设置有第三开关阀34，第一支管32上可以设置有第一开关阀35，第二支管33上可以设置有第二开关阀36，通过设置第三开关阀34控制第一主管31的通断，从而整体控制第一风管11和第二风管21之间的连接，而第一开关阀35和第二开关阀36则是分别对第一支管32和第二支管33中的单个管路进行控制，通过选择性的打开部分第一开关阀35和第二开关阀36来控制输入第二风管21的热空气流量。

在本公开中，参考图2中所示，第一高压缸4可以设置有第一一级抽汽口和第一二级抽汽口，第一高压加热器42可以包括第一一级加热器421和第一二级加热器422，第一蒸汽管41包括第一一级蒸汽管411和第一二级蒸汽管412，第一一级加热器421的进汽口通过第一一级蒸汽管411与第一一级抽汽口连通，第一二级加热器422的进汽口通过第一二级蒸汽管412与第一二级抽汽口连通；第二高压缸5可以设置有第二一级抽汽口和第二二级抽汽口，第二高压加热器52可以包括第二一级加热器521和第二二级加热器522，第二蒸汽管51包括第二一级蒸汽管511和第二二级蒸汽管512，第二一级加热器521的进汽口通过第二一级蒸汽管511与第二一级抽汽口连通，第二二级加热器522的进汽口通过第二二级蒸汽管512与第二二级抽汽口连通。

通过上述设置，第一一级加热器421和第一二级加热器422能够分别对第一高压缸4内不同温度以及压力的蒸汽进行处理利用，提高利用效率。在本公开的其他一些实施方式中，第一高压加热器42还可以包括第一三级加热器、第一四级加热器等，同理第二高压加热器52可以包括第二三级加热器、第二四级加热器等，通过设置多级加热器的方式进一步提升热量利用率，具体可根据实际使用情况选择任意合适的设计，本公开对此不作具体限制。

在本公开中，第一一级加热器421的进水口可以与第一二级加热器422的出水口连通；第二一级加热器521的进水口与第二二级加热器522的出水口连通，通过上述设置，在第一工作机组内，锅炉给水在第一二级加热器422内进行初步加热，随后输送至第一一级加热器421进行再次加热，由于第一一级加热器421和第一二级加热器422内分别有不同温度的高温蒸汽，因此能够对锅炉给水进行逐级加热，以便将锅炉给水加热至热态清洗所需要的温度。同理，在第二工作机组内，通过第二二级加热器522和第二一级加热器521实现对于锅炉给水的逐级加热。

在本公开中，第一工作机组还可以包括第一凝汽器44和第一疏水管路45，第一疏水管路45一端与第一二级加热器422和疏水口连通，第一疏水管路45另一端与第一凝汽器44连通，并且第一凝汽器44出水口与第一二级加热器422的进水口连通；第二工作机组还可以包括第二凝汽器54和第二疏水管路55，第二疏水管路55一端与第二二级加热器522和疏水口连通，第二疏水管路55另一端与第二凝汽器54连通，并且第二凝汽器54出水口与第二二级加热器522的进水口连通。这样，通过第一疏水管路45的设置能够在第一二级加热器422内蒸汽压力过大时进行泄压，随后高温蒸汽经由第一疏水管路45输送至第一凝汽器44内进行冷凝，随后冷凝水再输送至第一二级加热器422内作为锅炉给水，从而既能够提升第一工作机组的安全性又能够实现锅炉内的水循环，减少耗水量。同理，通过第二凝汽器54和第二疏水管路55能够提升第二工作机组的安全性，减少第二工作机组的耗水量。

在本公开中，蒸汽联络管6可以构造为任意合适的结构，本公开对此不作具体限制。在一种示例性实施例中，参考图2所示，蒸汽联络管6可以包括第二主管61和旁支管62，第二主管61一端与第一蒸汽管41连接，另一端与第二蒸汽管51连接，旁支管62与第二主管61并联连接，通过上述设置，旁支管62既能够起到分流的作用，又能够作为备用管在第二管段612受损时进行蒸汽输送。其中，第二主管61可以包括第一管段611、第二管段612和第三管段613，旁支管62与第二管段612并联连接，且旁支管62分别与第一管段611和第三管段613串联连接。

在本公开中，为了便于控制蒸汽联络管6的通断，参考图2所示，旁支管62上可以连接有第四开关阀614，第二主管61上可以设置有开关阀组。具体地，开关阀组可以包括第五开关阀615、第六开关阀616和第七开关阀617，第五开关阀615连接于第一管段611上，第六开关阀616连接于第二管段612上，第七开关阀617连接于第三管段613上，通过上述设置，处于待启动状态的工作机组启动时可以通过打开第五开关阀615、第六开关阀616以及第七开关阀617的方式来将蒸汽联络管6导通，这样，通过第五开关阀615和第七开关阀617能够直接控制第一蒸汽管41和第二蒸汽管51之间的通断，当第四开关阀614和第六开关阀616同时关闭时也能够关闭第一蒸汽管41和第二蒸汽管51之间的蒸汽输送管路，当第四开关阀614开启而第六开关阀616关闭时旁支管62与第一管段611及第三管段613连通作为管路，当第四开关阀614关闭而第六开关阀616开启时第二主管61作为输送管路，通过上述设置，实现对于蒸汽联络管6的多点控制，控制更加灵活方便且更加安全。

在本公开中，第一工作机组还可以包括第一脱销装置13、第一除尘器14、第一脱硫塔15、第一引风机16、第一烟囱17以及第一中压缸43等部件，第二工作机组还可以包括第二脱销装置23、第二除尘器24、第二脱硫塔25、第二引风机26、第二烟囱27以及第二中压缸53等部件，上述各部件的具体结构以及连接方式可以根据实际情况选择任意合适的设计，由于本公开并不涉及对于上述部件的改进，因此在此不作具体限制。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种燃煤发电系统的启动方法，适用于上述的燃煤发电系统，该启动方法包括：所述第一工作机组和所述第二工作机组中的一者处于运行状态，并且另一者处于待启动状态；导通所述热二次风联络管3，将所述第一工作机组和所述第二工作机组中处于运行状态的一者的锅炉(此处可以指第一锅炉1或第二锅炉2)内的热风通过所述热二次风联络管3输送至所述第一工作机组和所述第二工作机组中处于待启动状态的一者的锅炉(此处可以指第一锅炉1或第二锅炉2)内。这样，利用处于运行状态的工作机组产生的热空气对处于待启动状态的工作机组中的锅炉炉膛进行加热，从而缩短处于待启动状态的工作机组的启动时间。

在本公开，第一工作机组可以包括第一高压缸4、第一蒸汽管41和第一高压加热器42，第一高压缸4与第一高压加热器42之间通过第一蒸汽管41连接；第二工作机组包括第二高压缸5、第二蒸汽管51和第二高压加热器52，第二高压缸5与第二高压加热器52之间通过第二蒸汽管51连接；第一蒸汽管41与第二蒸汽管51之间通过蒸汽联络管6连通，第一锅炉1与第一高压缸4之间通过第一蒸汽输送管连通，第二锅炉2与第二高压缸5之间通过第二蒸汽输送管连通。基于上述设置，启动方法还可以包括：导通蒸汽联络管6，将第一工作机组和第二工作机组中处于运行状态的一者的高压缸(此处可以指第一高压缸4或第二高压缸5)排出的高温蒸汽输送至蒸汽联络管6，随后通过蒸汽联络管6输送至第一工作机组和第二工作机组中处于待启动状态的一者的高压加热器(此处可以指第一高压加热器42或第二高压加热器52)，以用于对第一工作机组和第二工作中处于待启动状态的一者中的锅炉给水进行加热。这样，能够在处于待启动状态的工作机组中的锅炉未点火的情况下实现对锅炉的热态清洗，从而缩短处于待启动的工作机组的启动时间。

参考图1和图2所示，本公开的具体工作原理为：燃煤发电系统运行时，当第一工作机组处于运行状态而第二工作机组处于待启动状态时，导通热二次风联络管3将第一风管11内的热二次风输送至第二风管21，随后经由第二风管21通过第二二次风进口输送至第二锅炉2内，从而对第二锅炉2的炉膛进行加热，缩短第二锅炉2的启动时间，第一锅炉1内产生的高温蒸汽输送至第一高压缸4内推动第一高压缸4运动进行发电，随后导通蒸汽联络管6，第一高压缸4内的高温蒸汽依次通过第一蒸汽管41和蒸汽联络管6输送至第二蒸汽管51，随后通过第二蒸汽管51输送至第二高压加热器52，通过第二高压加热器52对锅炉给水进行加热以便将锅炉给水加热至热态清洗所要求的温度，以便快速对第二锅炉2进行热态清洗，从而缩短第二锅炉2的启动时间。同理，当第一工作机组处于待启动状态而第二工作机组处于运行状态时，能够将第二锅炉2内的热空气通过热二次风联络管3输送至第一锅炉1内对第一锅炉1的炉膛进行加热，同时第二高压缸5排出的高温蒸汽能够通过蒸汽联络管6输送至第一高压加热器42内对第一锅炉1的锅炉给水进行加热，以快速将锅炉给水加热至热态清洗所需温度。通过上述的技术方案，能够缩短处于待启动状态的机组的启动时间，解决火力发电机组运行前启动慢影响发电效率的问题。

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。