具有挡板组件的锅炉和火电机组的制作方法

1.本发明涉及火力发电锅炉技术领域，具体涉及一种具有挡板组件的锅炉和火电机组。


背景技术：

2.火力发电机组通过燃煤产生热量，再由烟气携带经锅炉的受热面换热后吸收热量，加热工质。火电机组锅炉在实际运行中，会出现锅炉的换热器局部受热面管壁超温和蒸汽参数均匀性较差的情况，造成锅炉的换热器的易与出现损坏和换热不均匀的情况出现。


技术实现要素：

3.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：会出现锅炉的换热器局部受热面管壁超温和蒸汽参数均匀性较差的情况是因为锅炉内的烟气分布不均匀且换热器局部超温难以调节造成的。
4.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具有挡板组件的锅炉和火电机组。
5.本发明实施例的具有挡板组件的锅炉包括：
6.炉体，所述炉体具有炉膛，所述炉膛具有烟气进口和烟气出口；
7.换热器，所述换热器设于所述炉膛内，且所述换热器位于所述烟气进口和所述烟气出口之间并供流入所述炉膛内的烟气通过；
8.挡板组件，所述挡板组件设于所述炉膛内并位于所述换热器的受热侧，所述挡板组件设有多个导流通道，所述导流通道的通流截面可调以使流向所述换热器的高温部分的烟气流量可减小；
9.多个传感器，多个所述传感器设于所述换热器，所述传感器适于监测所述换热器的温度以确定所述换热器的高温部分；
10.控制装置，多个所述传感器与所述控制装置电性相连，所述控制装置适于操控所述挡板组件动作以调整与所述换热器的高温部分对应的所述导流通道的通流截面。
11.因此，根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉具有减少换热器局部受热侧的管壁超温以增加换热器的使用寿命和增加换热器的换热效率的优点。
12.在一些实施例中，所述挡板组件包括安装架和多个挡板，所述安装架设于所述炉膛内，多个所述挡板可转动地设于所述安装架并间隔排布，相邻两个所述挡板之间的间隔形成所述导流通道，所述导流通道的通流截面适于通过相邻两个所述挡板的至少一者的转动进行调整。
13.在一些实施例中，所述炉膛包括第一炉膛和第二炉膛，所述第一炉膛位于所述第二炉膛的下方并与所述第二炉膛连通，所述第一炉膛设有燃烧器并适于燃烧，所述换热器和所述挡板组件设于所述第二炉膛。
14.在一些实施例中，所述换热器有多个，多个所述换热器沿着所述炉膛内烟气的流
动方向间隔排布，所述挡板组件有多个，多个所述挡板组件一一对应地设于相邻两个所述换热器之间。
15.在一些实施例中，多个所述换热器包括屏式过热器、高温过热器、高温再热器和低温过热器，所述屏式过热器、所述高温过热器、所述高温再热器、所述低温过热器沿着所述炉膛内烟气的流动方向依次设置。
16.在一些实施例中，所述挡板通过转轴与所述安装架转动装配，所述转轴沿着所述换热器的高度方向延伸，且多个所述挡板沿着所述换热器的宽度方向间隔排布。
17.根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉包括调温装置，所述挡板组件内设有调温通道，所述调温装置适于向所述调温通道内供入调温工质以使所述挡板组件的温度可调。
18.在一些实施例中，所述挡板组件有多个，所述调温装置包括第一主管路、多个第一支管路、第二主管路和多个第二支管路，多个所述第一支管路的一端与所述第一主管路相连、另一端一一对应地与多个所述挡板组件相连，多个所述第二支管路的一端与所述第二主管路相连、另一端一一对应地与多个所述挡板组件相连，所述第一主管路适于所述调温工质进入所述挡板组件，所述第二主管路适于所述调温工质排出所述挡板组件。
19.本发明还提出了一种火电机组，其特征在于，包括具有挡板组件的锅炉，所述具有挡板组件的锅炉为上述的具有挡板组件的锅炉。
20.根据本发明实施例的火电机组包括调温装置和余热回收装置，所述调温装置适于调整所述挡板组件的温度，所述调温装置的进口适于通入所述火电机组的凝结水，所述调温装置的出口适于与所述余热回收装置连通。
附图说明
21.图1是根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉的俯视图。
22.图2是根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉的侧视图。
23.附图标记：
24.具有挡板组件的锅炉100；
25.炉体1，第一炉膛11，第二炉膛12；
26.换热器2，屏式过热器21，高温过热器22，高温再热器23，低温过热器24；
27.挡板组件3，挡板31，导流通道32；
28.调温装置4，第一主管路41，第一支管路42，第二主管路43，第二支管路44；
29.余热回收装置5。
具体实施方式
30.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。
31.下面参考附图描述本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100。如图1和图2所示，根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100包括炉体1、换热器2、挡板组件3、多个传感器和控制装置。
32.炉体1具有炉膛，炉膛具有烟气进口和烟气出口。换热器2设于炉膛内，且换热器2
位于烟气进口和烟气出口之间并供流入炉膛内的烟气通过。挡板组件3设于炉膛内并位于换热器2的受热侧，挡板组件3设有多个导流通道32。导流通道32的通流截面可调以使流向换热器2的高温部分的烟气流量可减小。
33.多个传感器设于换热器2，传感器适于监测换热器2的温度以确定换热器2的高温部分。多个传感器与控制装置电性相连，控制装置适于操控挡板组件3动作以调整与换热器2的高温部分对应的导流通道32的通流截面。
34.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：会出现锅炉的换热器局部受热面管壁超温和蒸汽参数均匀性较差的情况是因为锅炉内的烟气分布不均匀且换热器局部超温难以调节造成的。
35.根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100通过将挡板组件3设于炉膛内的换热器2的受热侧，且导流通道32的通流截面可调以使流向换热器2的高温部分的烟气流量可减小。也就是说，可通过改变导流通道32的通流截面从而减小或增大从该导流通道32出来且流向换热器2受热侧的某个部位的烟气流量的大小，进而改变换热器2与该导流通道32相应的某部位的温度。具体地，可通过减小导流通道32的通流截面从而减小从该导流通道32出来且流向换热器2受热侧的某个部位的烟气流量，进而减小换热器2与该导流通道32相应部位的温度；可通过增大导流通道32的通流截面从而增大从该导流通道32出来且流向换热器2受热侧的某个部位的烟气流量，进而增加换热器2与该导流通道32相应部位的温度。通过改变流向换热器2的某个部位烟气流量从而改变换热器2的受热侧的该部位温度可使得该部位处于合适的换热温度。多个导流通道32可对应换热器2的整个受热侧，即多个导流通道32中的每一个的通流截面可调以使换热器2的受热侧整体处于合适的换热温度。从而减少换热器2的高温部分使得换热器2受热侧局部管壁超温和蒸汽参数均匀性较差的情况出现，进而增加换热器2的使用寿命且增加换热器2的换热效率。
36.多个传感器设于换热器2，以便及时发现换热器2的高温部分。多个传感器与控制装置电性相连以便可及时操控挡板组件3动作以调整与换热器2的高温部分对应的导流通道32的通流截面。
37.因此，根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100具有减少换热器2局部受热侧的管壁超温以增加换热器2的使用寿命和增加换热器2的换热效率的优点。
38.如图1和图2所示，根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100包括炉体1、换热器2、挡板组件3、多个传感器和控制装置。
39.炉体1具有炉膛，炉膛具有烟气进口和烟气出口。
40.如图1和图2所示，在一些实施例中，炉膛包括第一炉膛11和第二炉膛12(烟道)。第一炉膛11位于第二炉膛12的下方并与第二炉膛12连通，第一炉膛11设有燃烧器并适于燃烧。具体地，第二炉膛12具有烟气进口和烟气出口，燃料在燃烧器燃烧产生的烟气通过烟气进口进入第二炉膛12内后通过烟气出口流出第二炉膛12。上下方向如图2中的箭头a所示。
41.如图1和图2所示，换热器2设于炉膛内，且换热器2位于烟气进口和烟气出口之间并供流入炉膛内的烟气通过。具体地，换热器2设于第二炉膛12内，通过烟气进口进入第二炉膛12内的烟气在经过换热器2换热后，通过烟气出口流出第二炉膛12。
42.挡板组件3设于炉膛内并位于换热器2的受热侧，挡板组件3设有多个导流通道32。具体地，挡板组件3设于第二炉膛12，换热器2的受热侧为换热器2邻近烟气进口的一侧。从
烟气进口进入第二炉膛12内的烟气在通过挡板组件3的多个导流通道32后流向换热器2的受热侧并与换热器2进行换热。
43.导流通道32的通流截面可调以使流向换热器2的高温部分的烟气流量可减小(可调)，导流通道32的通流截面指的是导流通道32的最小截面，即导流通道32的最小截面可调以使流向换热器2的高温部分的烟气流量可减小(可调)。由此，可通过减小导流通道32的通流截面从而减小从该导流通道32出来的流向换热器2受热侧的某个部位的烟气的流量，进而减小换热器2与该导流通道32相应的某部位的温度；可通过增大导流通道32的通流截面从而增大从该导流通道32出来的流向换热器2受热侧的某个部位的烟气的流量，进而增加换热器2与该导流通道32相应的某部位的温度。通过改变流向换热器2的某个部位烟气流量从而改变换热器2的受热侧的该部位温度可使得该部位处于合适的换热温度。
44.如图1和图2所示，在一些实施例中，挡板组件3包括安装架和多个挡板31。安装架设于炉膛内，多个挡板31可转动地设于安装架并间隔排布。相邻两个挡板31之间的间隔形成导流通道32，导流通道32的通流截面适于通过相邻两个挡板31的至少一者的转动进行调整。具体地，安装架和多个挡板31位于第二炉膛12内，安装架上的每个挡板31均可转动，多个挡板31沿垂直于烟气的流动方向间隔设置，相邻两个挡板31的板面之间间隔形成导流通道32。挡板31为具有预设厚度的矩形板，挡板31的长边和短边限定出矩形板的板面。当相邻两个挡板31的板面沿垂直于烟气的流动方向相对设置时(相邻两个挡板31的厚度方向垂直于烟气的流动方向时)，导流通道32的通流截面最大，此刻该导流通道32的烟气通过量最大；当相邻两个挡板31的板面中的至少一者与烟气的流动方向垂直设置时(相邻两个挡板31中的至少一者的厚度方向与烟气的流动方向一致时)，此刻该导流通道32的烟气通过量变小，进而降低换热器2与该导流通道32对应的部位的温度。
45.每个挡板组件3的多个导流通道32沿上下方向排布时，挡板31的转动轴向为垂直于烟气流动方向的水平方向。每个挡板组件3的多个导流通道32沿垂直于烟气流动方向的水平方向排布时，挡板31的转动轴向为上下方向。
46.如图1和图2所示，在一些实施例中，挡板31通过转轴与安装架转动装配，转轴沿着换热器2的高度方向(挡板31的长边方向)延伸，且多个挡板31沿着换热器2的宽度方向间隔排布。换热器2的高度方向可以是上下方向，换热器2的宽度方向可以是左右方向，换热器的厚度方向可以是前后方向，左右方向如图1中的箭头b所示，前后方向可以是图1中的箭头c所示。
47.例如，第二炉膛12的烟气进口位于烟气出口的前方，烟气(沿前后方向)由前至后流动。换热器2的前侧为换热器2的受热侧，挡板组件3设于第二炉膛12内并位于换热器2的前侧，挡板31的转轴沿着上下方向延伸，多个挡板31沿着左右方向间隔排布，以便形成多个沿着左右方向间隔排布的导流通道32。相邻两个挡板31的厚度方向为左右方向时，两个挡板31之间的导流通道32的通流截面最大。安装架上设有多个电动执行器，多个电动执行器一一对应地与多个挡板31相连，以便带动挡板31转动，相邻两个挡板31中的至少一者转动时，可使得导流通道32的通流截面减小。
48.可选地，挡板31的转轴位于挡板31的短边的中间位置，由此，每个挡板31转动时可使得由该挡板31限定出的导流通道32的通流截面发生改变。
49.可选地，挡板31的转轴位于挡板31的短边的端部，由此，每个挡板31转动时可使得
由该挡板31限定出的至少一个导流通道32的通流截面发生改变。
50.如图1和图2所示，在一些实施例中，换热器2有多个，多个换热器2沿着炉膛内烟气的流动方向间隔排布，挡板组件3有多个，多个挡板组件3一一对应地设于相邻两个换热器2之间。由此，可使得每个挡板组件3可为与其对应的换热器2的受热侧的各个部分的烟气流量进行控制，从而减少换热器2出现管壁超温的情况出现。
51.如图1和图2所示，在一些实施例中，多个换热器2包括屏式过热器21、高温过热器22、高温再热器23和低温过热器24，屏式过热器21、高温过热器22、高温再热器23、低温过热器24沿着炉膛内烟气的流动方向依次设置。具体地，屏式过热器21、高温过热器22、高温再热器23和低温过热器24中相邻两者之间设有一个挡板组件3组件，屏式过热器21、高温过热器22、高温再热器23、低温过热器24和3个挡板组件3设于第二炉膛12内，烟气进口位于屏式过热器21的下方，屏式过热器21可直面烟气。由此可防止高温过热器22、高温再热器23和低温过热器24出现管壁超温的情况出现。例如，屏式过热器21、高温过热器22、高温再热器23和低温过热器24沿前后方向依次设置，3个挡板组件3在前后方向上位于屏式过热器21、高温过热器22、高温再热器23和低温过热器24中相邻两者之间。
52.如图1和图2所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100包括调温装置4，挡板组件3内设有调温通道，调温装置4适于向调温通道内供入调温工质以使挡板组件3的温度可调(保持正常的工作温度)。具体地，每个挡板31内具有冷却腔以便构成调温通道，向调温通道(挡板31的冷却腔)内通入冷却水可降低挡板31的温度，从而增加挡板31的使用寿命。
53.如图1所示，在一些实施例中，挡板组件3有多个，调温装置4包括第一主管路41、多个第一支管路42、第二主管路43和多个第二支管路44。第一主管路41适于调温工质进入挡板组件3，多个第一支管路42的一端与第一主管路41相连，多个第一支管路42的另一端一一对应地与多个挡板组件3(的调温通道)相连。多个第二支管路44的一端与第二主管路43相连，多个第二支管路44的另一端一一对应地与多个挡板组件3(的调温通道)相连，第二主管路43适于调温工质排出挡板组件3。也就是说，第一支管路42为进水管，第二主管路43为出水管，冷却水通过多个第一支管路42从第一主管路41进入多个挡板组件3中的调温通道，进入多个挡板组件3中的调温通道的冷却水与挡板31换热后通过多个第二支管路44从多个挡板组件3中的调温通道流至第二主管路43，以便流出第二炉膛12。
54.例如，挡板31的转轴为中空结构且与调温通道(挡板31的冷却腔)连通，挡板31下端的转轴通过轴封装置与第一支管路42转动相连，以便第一支管路42的冷却水可通过转轴进入调温通道(挡板31的冷却腔)；挡板31上端的转轴通过轴封装置与第二支管路44转动相连，以便调温通道(挡板31的冷却腔)内的水通过转轴进入第二支管路44，从而完成冷却水与挡板31的换热。或者，第一支管路42和第二支管路44通过耐高温管道与调温通道(挡板31的冷却腔)连通。
55.多个传感器设于换热器2的管壁的受热面，传感器适于监测换热器2的温度以确定换热器2的高温部分。具体地，换热器2的多个沿宽度方向排列的管段的每一者均设有温度传感器，以便对换热器2的各个部分进行温度监控，从而确定换热器2的管壁是否超温。例如，换热器2的多个沿宽度方向排列的管段的每一者均设有热电偶。
56.在一些实施例中，可利用红外测温装置对具有挡板组件的锅炉100内的换热器2进
行温度监控。
57.多个传感器与控制装置电性相连，控制装置适于操控挡板组件3动作以调整与换热器2的高温部分对应的导流通道32的通流截面。具体地，传感器检测到换热器2的某个部分(管段)的管壁温度超温时，控制装置适于操控挡板组件3的相应的挡板31转动，以便与换热器2的该部分(管段)相对的导流通道32的通流截面减小，从而降低流向换热器2的该部分(管段)的烟气流量，进而降低换热器2的该部分(管段)的换热压力，即降低换热器2的该部分(管段)的温度。当传感器检测到换热器2的某个部分(管段)的管壁温度较低或操控挡板组件3的相应的挡板31转动减小换热器2的某部分(管段)相对的导流通道32的通流截面一段时间后，控制装置适于操控挡板组件3的相应的挡板31复位，以便增加流向换热器2的该部分(管段)的烟气流量，进而便于换热器2的该部分(管段)可继续进行高效换热。例如，控制装置为plc设备。
58.本发明还提出了一种火电机组，包括根据本发明实施例的具有挡板组件的锅炉100。
59.在一些实施例中，根据本发明实施例的火电机组包括余热回收装置5，调温装置4的进口适于通入火电机组的凝结水，调温装置4的出口适于与余热回收装置5连通。具体地，第一主管路41的进口与火电机组的凝结水出口连通，以便火电机组的凝结水作为调温装置4的冷却水，从而节约水资源。第二主管路43的出口与余热回收装置5的进口相连，以便与挡板31换热后的水体可进入余热回收装置5进行再利用，从而节约能源。例如，余热回收装置5为省煤器。
60.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。
61.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。
62.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。
63.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。
64.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。
65.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。