CN102505971A - 纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法 - Google Patents

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葛建中
丁巧芬
朱志华
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Abstract

本发明公开了一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，其特征在于，包括中排抽汽和高排抽汽两种实施方式，所述实施方式包括以下步骤：1）、中排抽汽：在汽轮机中压缸至低压缸的连通管道上打孔与供热抽汽管道连接，设置供热抽汽管网连接至供热用户；2）、高排抽汽：以汽轮机高压缸排汽作为供热热源，从再热器入口之前的冷段管道上打孔连接供热抽汽管道，或者从再热器出口之后的热段管道上打孔连接供热抽汽管道，然后设置供热抽汽管网连接至供热用户；所述供热抽汽管道上设有抽汽压力调节阀、安全阀和止回阀。本发明提供了一种将发电机组改造为热电联产设备的改造方法，利用汽轮机组的蒸汽向用户供热，具有环保节能、经济效益好的优点。

Description

纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法
技术领域
本发明涉及发电技术领域，具体是一种将发电机组改造为电热联产设备的改造方法。
背景技术
目前，在煤炭价格不断上涨，上网电价国家未作调整的情况下，电厂企业经济效益显著下降，企业为了摆脱困境，在国家节能减排、热电联产国策的指引下，通过对机组改造,实施了热电联产，有计划的关停了煤耗大、效率低、环保差的小锅炉、小热电，而对于一些中型发电机组，如300MW的纯凝机组，与小发电机组相比，机组效率比较高，并配有效率较高的烟汽除尘脱硫装置，机炉煤耗、发电汽耗均比较低，但与600MW、1000MW等大型机组相比仍有一定差距。因此针对300MW等中型发电机组进行热电联产的改造，能够有效减少冷凝热损，提高电厂总体的经济效率，并且节能环保，是目前情况下电厂企业摆脱困境、谋求生存发展的必由之路。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种将纯凝发电机组改造为热电联产设备的供热系统的改造方法。
本发明的技术方案是：
一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，其特征在于，包括中排抽汽和高排抽汽两种实施方式，所述实施方式包括以下步骤：
1）、中排抽汽：在汽轮机中压缸至低压缸的连通管道上打孔与供热抽汽管道连接，设置供热抽汽管网连接至供热用户；
2）、高排抽汽：以汽轮机高压缸排汽作为供热热源，从再热器入口之前的冷段再热蒸汽管道上打孔连接供热抽汽管道，或者从再热器出口之后的热段再热蒸汽管道上打孔连接供热抽汽管道，然后设置供热抽汽管网连接至供热用户；
所述供热抽汽管道上设有抽汽压力调节阀、安全阀和止回阀等安全控件。
所述连通管、热段再热蒸汽管道或热段再热蒸汽管道和供热抽汽管道上设有压力平衡波纹管补偿器。
对于用汽压力不高、输送距离较近的用户，可采用中排抽汽直接供热，但中排抽汽压力随着机组发电负荷、总进汽量降低而降低，只适用于就近的低压蒸汽用户，这种供汽方式只牺牲在低压缸的发电效益。而高排抽汽作为直接供热则适用于用汽压力较高，在考虑了输送降压后，能满足直接供热的用户。
进一步的技术方案还包括：
所述纯凝机组为300MW的发电机组，根据300MW机组的供热经验，中排抽汽量约为150-200t/h,抽汽压力随发电负荷变化约为0.6-0.8MPa(a),抽汽温度在315℃-330℃左右；高排抽汽的冷段抽汽量一般控制在45-50 t/h，抽汽压力一般在3.4-3.8 MPa(a)，热段抽汽量最高一般控制在100 -120t/h，抽汽压力比冷段压力低约10%，且热段与冷段不能同时抽汽。
测量供汽用户的输送距离、需求的用汽压力和汽轮机组的蒸汽参数后，选择采用中排抽汽供热或者高排抽汽供热。采用中排抽汽供热时，如果蒸汽压力达不到供汽的压力需求，可将供热抽汽管道与压力匹配器连接，以冷段或热段的高压蒸汽作为压力匹配器的驱动蒸汽，提高连通管道抽出的低压蒸汽的压力；采用高排抽汽供热时，如蒸汽的压力或温度过高，可通过减温减压器降低高压蒸汽的压力或温度。
机组在高排、中排抽汽供热后，高排与中排的排汽压力降低，高压缸叶片应力将会增加，汽轮机机头推力有所增大，但增加的应力和推力通过推算都可控制在机组允许值的范围内，所以机组在抽汽供热后，运行也是安全可靠的。本发明合理的利用了发电过程中的蒸汽能源，环保节能，改造后的设备运行稳定可靠，并且大大提高了电厂企业的经济效益和环保节能的社会效益。
附图说明
图1是本发明的流程结构示意图。
具体实施方式
为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。
一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，包括中排抽汽和高排抽汽两种实施方式，所述实施方式包括以下步骤：
1）、中排抽汽：在汽轮机中压缸至低压缸的连通管道上打孔与供热抽汽管道连接，设置供热抽汽管网连接至供热用户。
2）、高排抽汽：以汽轮机高压缸排汽作为供热热源，从再热器入口之前的冷段再热蒸汽管道上打孔连接供热抽汽管道，或者从再热器出口之后的热段再热蒸汽管道上打孔连接供热抽汽管道，然后设置供热抽汽管网连接至供热用户。
    所述供热抽汽管道上设有抽汽压力调节阀、安全阀和止回阀等安全控件。连通管、再热冷段管道或再热热段管道和供热抽汽管道上均设有压力平衡波纹管补偿器。
对于距离较远或者用汽压力较高的用户，一般情况下可采用高排的冷段抽汽，蒸汽抽汽量控制在45t/h,若高排冷段抽汽量超过45t/h，适宜采用热段抽汽供热，热段再热蒸汽最大抽汽量可达100 -120 t/h，当蒸汽汽温过高时，需要通过减温减压器将温度减温到280℃-300℃左右的适宜温度后供热，热段蒸汽经减温后又能产生约20%的二次蒸汽量。减温减压器的汽源也可以是冷段再热蒸汽，但冷段抽汽量小，这部分蒸汽又未经锅炉再热器再热，烟汽余热未被充分回收。减温减压器技术成熟、安全可靠，但把本来具有膨胀功能的高压蒸汽，通过节流使之无谓消失，相较于压力匹配器而言，能源利用相对不合理。因此在实施中，尽量避免选用高压蒸汽通过减温减压供热，尽量避免减少供热后的发电效益，但对于电厂企业已有的减温减压器，可作为压力匹配器的备用设备，以减少企业的改造成本支出。
压力匹配器采用的是能量相互转换的原理，把驱动蒸汽压力能通过喷嘴产生高速汽流，转换为动能，产生抽吸力，再把低压蒸汽吸入、混合和扩散，把动能再转化为蒸汽压力，因此可以用于将中排抽汽抽出的低压汽体增压后提供给距离较远或用汽压力较高的用户。
具体实施方案一，如下：
电厂现拥有300MW中间再热纯凝式汽轮发电机组四台，通过改造使电厂向距离较近的小区用户供热，采用中排抽汽的方式，而根据小区的距离、对用汽参数的要求以及采用中排抽汽从连通管道出来的蒸汽参数，选择使用压力匹配器提升蒸汽压力。
如图所示，所述纯凝式汽轮发电机组设有高压缸、中压缸和低压缸，锅炉排汽口通过蒸汽室与高压缸进汽口连接，高压缸排汽出口与锅炉连接，进行再热，再热后的高温蒸汽通过管道连接至中压缸，中压缸排汽口与所述低压缸连接，低压缸排汽管道连接有凝汽器。所述高压缸的排汽口与锅炉再热进口之间为冷段，锅炉再热器出口到中压缸进汽口之间为热段。
根据供热量需求，将两台300MW的纯凝式汽轮发电机组改造为电热联产的抽凝式供热机组，采用中排抽汽的方式，在机组汽轮机中压缸至低压缸的连通管道上打孔与供热抽汽管道连接，设置供热抽汽管网，在供热抽汽管道上设置压力调节阀、安全阀、止回阀，并且所述连通管和供热抽汽管道上设有压力平衡波纹管补偿器。两台压力匹配器与相应的机组连接，为了使两台压力匹配器热源能够相互切换，所述供热抽汽管道上还设置有蒸汽联箱，两台压力匹配器出口通过输汽管道与蒸汽联箱连接，根据供热负荷，两台压力匹配器可一备一用，也可同时运行。
所述压力匹配器的驱动蒸汽采用热段的高压蒸汽，从热段接出输汽管道连接压力匹配器的进汽口，如热段温度过高，可采用减温器降低其温度，然后与从中压缸和低压缸之间抽出的低压蒸汽在压力匹配器中进行混合匹配，经过流量参数的调节和控制输出目标压力、温度的蒸汽，然后输出蒸汽与供热联箱连接，通过管网最终输入到用户处，供热联箱的输出管道上设有流量计。压力匹配器进口的驱动蒸汽流量、低压蒸汽流量等参数可全部集中到主控室相应机组DCS系统监控。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，其特征在于，包括中排抽汽和高排抽汽两种实施方式，所述实施方式包括以下步骤：
1）、中排抽汽：在汽轮机中压缸至低压缸的连通管道上打孔与供热抽汽管道连接，设置供热抽汽管网连接至供热用户；
2）、高排抽汽：以汽轮机高压缸排汽作为供热热源，从再热器入口之前的冷段再热蒸汽管道上打孔连接供热抽汽管道，或者从再热器出口之后的热段再热蒸汽管道上打孔连接供热抽汽管道，然后设置供热抽汽管网连接至供热用户；
所述供热抽汽管道上设有抽汽压力调节阀、安全阀和止回阀。
2.根据权利要求1所述的一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，其特征在于：
所述连通管道、冷段再热蒸汽管道或热段再热蒸汽管道和供热抽汽管道上设有压力平衡波纹管补偿器。
3.根据权利要求1或2所述的一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，其特征在于：所述纯凝机组为300MW的发电机组。
4.根据权利要求3所述的一种纯凝机组实施电热联产的供热系统改造方法，其特征在于，还包括以下步骤：
1）、计算供汽用户的输送距离、需求的用汽压力和汽轮机组的蒸汽参数，选择采用中排抽汽供热或者高排抽汽供热；
2）、采用中排抽汽供热时，所述供热抽汽管道与压力匹配器连接，以冷段或热段的高压蒸汽作为压力匹配器的驱动蒸汽，提高连通管道抽出的低压蒸汽的压力；采用高排抽汽供热时，在供热抽汽管道上通过设置减温减压器降低高压蒸汽的压力或温度。
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