CN102472117A - 有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备以及有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备运行方法 - Google Patents

有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备以及有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蒸汽电厂设备(1)，它具有至少一个汽轮机单元(2)和一个过程蒸汽消耗器(3)，其中过程蒸汽消耗器(3)包括换热器(4)，以及汽轮机单元(2)通过抽汽管路(5)与换热器(4)连接，以及减温器一次侧与抽汽管路(5)连接，从而通过透平装置(2)抽汽管路(5)抽取的过程蒸汽，可通过减温器调整为过程蒸汽消耗器(3)的过程条件，此外可以将在减温器(6)内提取的热能重新供给蒸汽电厂设备(1)。

Description

有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备以及有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备运行方法
技术领域
本发明涉及一种蒸汽电厂设备，它有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器，尤其二氧化碳分离装置作为过程蒸汽消耗器。此外本发明涉及一种蒸汽电厂设备的运行方法，它有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器。
背景技术
用于生产电能的蒸汽电厂设备(DKW)主要由汽轮机单元和点火锅炉组成，或在设计为燃气与蒸汽轮机电厂设备(GuD)时主要由燃气轮机装置和连接在其下游的废热锅炉与蒸汽轮机单元组成。通常此类电厂设备在适当的位置抽取蒸汽或能量，用于不直接与发电装置连接的二次过程。例如连接在电厂设备下游的烟气净化装置，如二氧化碳分离装置，借助过程蒸汽工作，过程蒸汽在汽轮机单元的一个中间级抽取。
从汽轮机单元输出过程蒸汽的另一个例子是远距供热。在这里抽取的蒸汽量取决于过程蒸汽消耗器或二氧化碳分离装置的工作方式。抽取的蒸汽量导致减小蒸汽质量流量，使汽轮机单元在抽汽位置下游那些透平级的蒸汽质量流量缺失。通常过程蒸汽消耗器，例如二氧化碳分离装置，要求过程蒸汽处于适当的压力和温度水平。
目前设计的二氧化碳分离装置需要大量热能，为此必须从电厂设备的水汽循环中抽取过程蒸汽。热能通过凝结过程蒸汽被加入二氧化碳分离装置的解吸部件内。由此使过程蒸汽处于一个在2bar与4bar之间的最低压力。然而在这一压力水平的蒸汽，在当代的电厂设备中通过中间过热和高的蒸汽温度更强烈被过热。这种强烈过热蒸汽的能量，在正常的热量排入换热器的情况下只能不充分地利用。
因此在已知的电厂设备中，抽取的过程蒸汽通过喷水降低温度水平，并由此轻度过热。喷水通常涉及来自电厂设备水汽循环的凝结水。这样一来对于解吸过程没有什么好处。这种已知方法的缺点尤其是，处于过热状态的蒸汽的能量未能最佳地被利用。此外，从电厂设备水汽循环输出的凝结水作为冷却剂喷入强烈过热的蒸汽代价太高。
由先有技术已知的那些具有过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备一般性的缺点是电流损失，造成这种电流损失的原因是从汽轮机单元抽取高价值的过程蒸汽，例如强烈过热的蒸汽，尽管对于过程蒸汽消耗器而言轻度过热的蒸汽已足以满足要求。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，建议一种有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备，其中，从汽轮机单元抽取的蒸汽其能量能有利和非常充分地利用。本发明另一个目的是，建议一种有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备的运行方法，其中，从蒸汽电厂过程抽取的过程蒸汽经调温后其能量有利地用于过程蒸汽消耗器。
本发明有关蒸汽电厂设备方面的技术问题通过一种蒸汽电厂设备得以解决，该蒸汽电厂设备具有至少一个汽轮机单元和一个过程蒸汽消耗器，其中过程蒸汽消耗器包括一个换热器，以及汽轮机单元通过抽汽管路与换热器连接，其中，减温器一次侧与抽汽管路连接。
本发明在这方面的基本思想是，对从汽轮机单元抽取的用于过程蒸汽消耗器的过程蒸汽的调温通过减温器达到。借助减温器可以将过程蒸汽置于一个对于过程蒸汽消耗器为最佳的温度水平。在这里，减温器可以进一步利用从过程蒸汽提取的能量。这种减温器可以设计为换热器，在这种情况下减温器一次侧吸收能量，以及在二次侧将能量输送给一种介质。此外，通过使用减温器在理论上可以取消调整温度水平的其他措施，例如喷水或凝结水。因此本发明使得有可能在为连接在下游的过程蒸汽消耗器调节过程蒸汽温度的同时，利用通过减温器提取的能量，由此显著提高蒸汽电厂设备的总效率。此外与已知的管路设计相比，本发明还可以用较短的管路实现，由此降低蒸汽电厂设备的成本。
此外按蒸汽电厂设备的一项有利的扩展设计，蒸汽电厂设备还包括一个有主凝结水管和回流凝结水管的水汽循环，其中，减温器二次侧与回流凝结水管连接。这种管路设计方式使得有可能将通过减温器从过程蒸汽提取的能量，有利地利用于预热在蒸汽电厂设备水汽循环中的凝结水。通过减温器协助预热凝结水，减轻了连接在减温器二次侧下游用于预热凝结水的预热器的负担。由此可以减少从汽轮机单元为了该预热器必要的抽汽，从而提高汽轮机单元内工作蒸汽的份额。然而由于在减温器中冷却过程蒸汽，有必要将更大量的蒸汽输入减温器内，以便给过程蒸汽消耗器提供以过程蒸汽形式的同样的热量。由此通过使用减温器尤其发生蒸汽量的移动，然而因为减少了处于较高压力并因而价值较高的抽汽，其结果是使蒸汽电厂设备的效率提高。此外，通过使用凝结水作为减温器的冷却剂，可以避免输出水汽循环中昂贵的主凝结水来作为冷却剂。由此减少接口数量和简化过程技术的连接。
按蒸汽电厂设备的一项特殊设计，过程蒸汽消耗器是一个从烟气分离出二氧化碳的分离装置。这种二氧化碳分离装置需要大量热能，它们必然要以过程蒸汽的形式从汽轮机电厂设备的水汽循环中提取。在这种情况下抽取的过程蒸汽尤其需要用于溶剂的解吸或再生。烟气清洗工序的要求是最低的温度水平，由此在通过凝结水散热时按目前的认识水平导致过程蒸汽在2与4bar之间的最低压力。在这一压力水平的蒸汽，在正常的电厂过程中通过中间过热和高的蒸汽温度更强烈被过热。这种过热蒸汽的能量，没有前置的减温器，只能不充分地利用于解吸过程，因为对于输送热量重要的仅仅是过程蒸汽的饱和蒸汽水平。
有利地，抽汽管路与汽轮机单元的溢流管道连接。溢流管道连接中压透平与低压透平。与在透平级之间抽取过程蒸汽相比，在溢流管道上抽取过程蒸汽可以在结构上更简单地实现。
采用本发明可以从汽轮机单元的一个有利的位置抽取过程蒸汽消耗器所需要的蒸汽，并在能量上有利地供给过程蒸汽消耗器。过程蒸汽同时形成的过热份额，可以通过按本发明的减温器有利地利用在蒸汽电厂设备的其他地点。
本发明针对方法的目的通过一种蒸汽电厂设备达到，它有一个汽轮机单元和过程蒸汽消耗器，其中，汽轮机单元在第一过程级抽取过热蒸汽，以及过热蒸汽在第二过程级减温，其中，从过热蒸汽提取热量并形成轻度过热的蒸汽，以及其中，将轻度过热的蒸汽供给过程蒸汽消耗器。
在这方面本发明考虑的出发点是，为过程蒸汽消耗器提供轻度过热的蒸汽形式的经调温的蒸汽，它事先在汽轮机单元的第一过程级中以过热蒸汽的形式抽取并在第二过程级中减温。
按一项有利的扩展设计，蒸汽电厂设备还包括一个水汽循环，其中，将从过热蒸汽提取的热量供给蒸汽电厂设备水汽循环的凝结水。由此可将减温排出的能量利用于预热蒸汽电厂设备水汽循环中的凝结水。通过减温器协助预热凝结水，减轻了连接在减温器二次侧下游用于预热凝结水的预热器的负担。为了该预热器可以减少从汽轮机单元必要的抽汽，从而提高汽轮机单元内工作蒸汽的份额。
按蒸汽动力过程一项特殊的扩展设计，轻度过热或经调温的蒸汽在过程蒸汽消耗器中使用于分离二氧化碳。在这里经调温的蒸汽尤其使用于溶剂的解吸或再生。
有利地，从中压级与低压级之间的溢流管道中抽取汽轮机单元的过热蒸汽。与在透平级之间抽取过程蒸汽相比，在溢流管道上抽取过程蒸汽可以在结构上更简单地实现。
附图说明
下面借助所附的示意图详细说明本发明的实施例。
图1所示蒸汽电厂设备1主要包括汽轮机单元2和过程蒸汽消耗器3以及减温器6。
具体实施方式
汽轮机单元2包括中压透平9和低压透平10，它们通过溢流管道11互相连接。因此，当蒸汽电厂设备1运行时，离开中压透平9的过热蒸汽可以转移到低压透平10中。抽汽管路5与溢流管道11连接。通过抽汽管路5可以从溢流管道11分出部分过热蒸汽。
此外，抽汽管路5与减温器6在一次侧导入连接。减温器6在一次侧与过程蒸汽消耗器3导出连接。通过减温器6从在抽汽管路5内流过的过热蒸汽中提取热量。轻度过热的蒸汽在一次侧导出离开减温器。
在这里仅示意表示过程蒸汽消耗器3。过程蒸汽消耗器3的与汽轮机单元2主要的接口，尤其是包括在过程蒸汽消耗器3内的换热器4。通过在减温器6内提取热量形成的饱和蒸汽，供给过程蒸汽消耗器3的换热器4。在这里饱和蒸汽的热量传给过程蒸汽消耗器，在此过程中调节饱和蒸汽的温度。
从过程蒸汽消耗器3的回流凝结水，现在通过回流凝结水管13在导入的二次侧输入减温器6。在这里加热凝结水并在二次侧从减温器6导出。所述的导出在蒸汽电厂设备1的水汽循环7的主凝结水管8内进行。此凝结水规定用于重新汽化并导入汽轮机单元2中。
通过在减温器6中加热来自过程蒸汽消耗器3的凝结水，减轻预热器12a的负担。由于预热器12a减少负荷，为预热凝结水必须从汽轮机单元2提取的蒸汽减少。由此提高汽轮机单元2内工作蒸汽的份额，其结果是使蒸汽电厂设备的效率提高。

Claims (8)

1.一种蒸汽电厂设备(1)，它具有至少一个汽轮机单元(2)和一个过程蒸汽消耗器(3)，其中过程蒸汽消耗器(3)包括换热器(4)，以及汽轮机单元(2)通过抽汽管路(5)与换热器(4)连接，其特征为：减温器(6)一次侧与抽汽管路(5)连接。
2.按照权利要求1所述的蒸汽电厂设备(1)，其特征为，蒸汽电厂设备(1)包括具有主凝结水管(8)的水汽循环(7)和回流凝结水管(13)，以及减温器(6)二次侧与回流凝结水管(13)连接。
3.按照权利要求1或2所述的蒸汽电厂设备(1)，其特征为，过程蒸汽消耗器(3)是一个从烟气中分离二氧化碳的分离装置。
4.按照权利要求1至3之一所述的蒸汽电厂设备(1)，其特征为，汽轮机单元(2)由至少一个中压透平(9)和至少一个低压透平(10)组成，其中，中压透平(9)通过一个或多个溢流管道(11)与低压透平(10)互相连接，以及，抽汽管路(5)从溢流管道(11)分支出来。
5.一种用于运行蒸汽电厂设备的方法，该蒸汽电厂设备具有至少一个汽轮机单元和一个过程蒸汽消耗器，其中，汽轮机单元在第一过程级抽取过热蒸汽，以及此过热蒸汽在第二过程级减温，其中，从过热蒸汽提取热量并形成轻度过热的蒸汽，以及其中，将经调温的蒸汽供给过程蒸汽消耗器。
6.按照权利要求5所述的方法，其中，蒸汽电厂设备包括一个水汽循环，以及将从过热蒸汽提取的热量供给蒸汽电厂设备水汽循环的凝结水。
7.按照权利要求5或6所述的方法，其中，将经调温的蒸汽在过程蒸汽消耗器中使用于二氧化碳分离过程。
8.按照权利要求5至7之一所述的方法，其中，从中压级与低压级之间的溢流中抽取汽轮机单元的过热蒸汽。
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