CN103696816B - 一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组 - Google Patents
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Abstract
一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，包括蒸发量为410t/h-120t/h的再热锅炉，双循环联通两台容量为120MW-15MW的汽轮机，每台汽轮机配置匹配的发电机。本发明利用已成熟的高参数背压汽轮机和中低压参数汽轮机技术，将现有小容量单轴式汽轮机拆分为双轴汽轮机，一套高参数汽轮机改变为1台高参数背压机和1台中低压参数后置机，同时1套大容量发电机改变为2台更小容量的发电机。改变后2台汽轮机分开布置可以从系统上解决小容量机组采用再热技术带来的管道无法布置问题，分轴后2根汽轮发电机轴系均变短，有利于增加轴系的稳定性，分缸后由于每台汽轮机的功率均变小，有利于减小推力轴承所承受的轴向不平衡力。
Description
技术领域
本发明属于火力发电行业小容量汽轮发电机组发电领域，具体为一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组。
背景技术
在火力发电行业机组容量在125MW及以上时才采用中间再热式汽轮发电机组，过去由于受制造水平、制造成本、燃料费用限制，对于小容量机组一般采用提高主汽温度、压力参数提高热效率，一般情况下提高蒸汽压力每提高1MPa，机组的热耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率可提高0.25%～0.3%，125MW以下机组目前参数为超高压、高温参数，而100MW~12MW机组一般为高压、高温参数，12MW及以下机组一般为次高压和中压、次高温、高温参数。随着燃料价格上升，节能减排压力越来越大，提高机组的热效率不仅对大型机组重要，对于小容量汽轮发电机组也至关重要，受此影响国内主要制造商纷纷通过研发，将12MW纯凝机组、6MW背压机组的进汽参数提高到高压、高温参数，25MW纯凝机组的进汽参数提高到超高压参数。
随着国内外化石能源利用的污染和枯竭加剧，促进了新能源和可再生能源技术发展，由于用于火力发电的可再生能源受区域条件限制较大，其发电容量势必小型化，而提高机组初参数受汽轮机排汽湿度影响机组的安全性，而合金钢管材大量使用将使用户承担不起高昂的建设投资费用，提高初参数使机组发电效率提高所获得的优势将不复存在。
典型的小容量汽轮发电机组系统：在机组容量小于125MW时，进汽压力小于10MPa，进汽温度小于550℃时，一般采用非再热式汽轮发电机组，汽轮机3可为高中压合缸，通过联通管与低压缸相连接，也可为高中低压合缸，蒸汽在汽轮机内做功，通过一根轴传到发电机4，机械能转化为电能向外输送，当汽轮机为背压式时，排汽直接供给热用户，当汽轮机为凝汽式时，排汽至凝汽器5，在凝汽器中被凝结的水或补水，由凝结水泵6加压，经过低压加热器7、除氧器8被加热和除氧，经给水泵9二次加压提高水压，经高压加热器10加热提高给水温度，加热后的给水进入锅炉或换热器11，给水经过换热后变成蒸汽，通过管道输送至汽轮机做功（见附图1），这种方式，发电效率低。
发明内容
为解决现有小容量汽轮发电机组系统发电效率低的问题，本发明提供一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，它包括蒸发量为410t/h-120t/h的再热锅炉，双循环联通两台容量为120MW-15MW的汽轮机，每台汽轮机配置匹配的发电机。
所述的一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，所述双循环联通的第一循环为：再热锅炉的高压蒸汽进入高压汽轮机，高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环；第二循环为：高压汽轮机的排汽经过再热锅炉循环再热后，进入中低压汽轮机，中低压汽轮机为凝汽式汽轮机，中低压汽轮机排汽至凝汽器，凝汽器中被凝结的水或补水经处理后，进入再热锅炉产生高压蒸汽进入第一循环。
所述的一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，所述高压汽轮机为高背压汽轮机。
所述的一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，所述再热锅炉的受热面位置设置，适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环加热。
所述的一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，所述再热锅炉适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环加热的受热面，采用喷水调温。
所述的一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，所述再热锅炉适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环加热的受热面，采用烟气挡板调温。
使用上述技术方案，利用已成熟的高参数背压汽轮机和中低压参数汽轮机技术，将现有小容量单轴式汽轮机拆分为双轴汽轮机，一套高参数汽轮机改变为1台高参数背压机和1台中低压参数后置机，同时1套大容量发电机改变为2台更小容量的发电机。改变后2台汽轮机分开布置可以从系统上解决小容量机组采用再热技术带来的管道无法布置问题，分轴后2根汽轮发电机轴系均变短，有利于增加轴系的稳定性，分缸后由于每台汽轮机的功率均变小，有利于减小推力轴承所承受的轴向不平衡力。
中间再热锅炉结构改变比较简单，可以采用大容量中间再热锅炉同比例缩小或采用再热器喷水减温技术，对炉膛的整体设计和制造影响不大。
本专利的实施，将会在现有技术上实现小容量机组采用中间再热技术提高效率3~5%的目标，机组的可靠性也将得到保证，同时不会引起工程造价的大幅增加，提高能源利用率，降低污染物排放。
附图说明：
图1现有小容量汽轮发电机组。
图2中间再热小容量分轴式汽轮发电机组。
具体实施方式
如图2所示，一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，它包括蒸发量为410t/h-120t/h的再热锅炉，双循环联通两台容量为120MW-15MW的汽轮机，每台汽轮机配置匹配的发电机。
所述双循环联通的第一循环为：再热锅炉的高压蒸汽进入高压汽轮机，高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环；第二循环为：高压汽轮机的排汽经过再热锅炉循环再热后，进入中低压汽轮机，中低压汽轮机为凝汽式汽轮机，中低压汽轮机排汽至凝汽器，凝汽器中被凝结的水或补水经处理后，进入再热锅炉产生高压蒸汽进入第一循环。
所述高压汽轮机为高背压汽轮机。
所述再热锅炉受热面的位置设置，要适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉进行循环加热。
所述再热锅炉适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环加热的受热面，采用喷水调温，或者采用烟气挡板调温。
所述再热锅炉适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环加热的受热面。
本发明提供一种适用于单套机组容量120MW~15MW，主汽参数10MPa~5.3MPa，主蒸汽温度450~550℃，采用中间再热技术的新型分轴式汽轮发电机组，将现有的典型小容量汽轮机3分为高压汽轮机1和中低压汽轮机3。高压汽轮机1为高背压汽轮机，可以是与电网同频率的额定转速高进汽参数背压汽轮机，也可以是与电网不同频率的高转速高进汽参数工业汽轮机，高压汽轮机1通过一根轴直接驱动高压汽轮发电机2，当采用工业汽轮机时，在汽轮机轴和发电机轴之间设置减速齿轮箱，将转速降至3600或3000rpm，以便发电机产生的电力能够并网外供。中低压汽轮机3为后置机，其进汽参数为高压汽轮机1的排汽经过锅炉再热后的蒸汽参数，同样中低压汽轮机3通过一根轴驱动一台中低压汽轮发电机4，中低压汽轮机3可以是与电网同频率的额定转速汽轮机，也可以是与电网不同频率的高转速工业汽轮机，当采用工业汽轮机时，在汽轮机轴和发电机轴之间设置减速齿轮箱，发电机产生的电力并网外供。
当汽轮机为凝汽式时，排汽至凝汽器5，在凝汽器中被凝结的水或补水，由凝结水泵6加压，经过低压加热器7、除氧器8被加热和除氧，经给水泵9二次加压提高水压，经高压加热器10加热提高给水温度，加热后的给水进入锅炉或换热器11
高压汽轮机1和中低压汽轮机3，可以布置在同一个厂房内，也可以布置在不同厂房内，布置比较灵活。
高压汽轮机1和中低压汽轮机3之间没有直接连接关系，分别通过管道与中间再热锅炉111相连接。
本发明将现有的非再热锅炉11见附图1，改为中间再热锅炉111见附图2，小容量锅炉在设计为中间再热锅炉时，需调整受热面布置位置，再热器受热面可以采用喷水调温或烟气挡板调温措施，以防止再热蒸汽超温。
Claims (1)
1.一种中间再热小容量分轴式汽轮发电机组，其特征在于：它包括蒸发量为410t/h-120t/h的再热锅炉，双循环联通两台容量为120MW-15MW的汽轮机，每台汽轮机配置匹配的发电机；所述双循环联通的第一循环为：再热锅炉的高压蒸汽进入高压汽轮机，高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环；第二循环为：高压汽轮机的排汽经过再热锅炉循环再热后，进入中低压汽轮机，中低压汽轮机为凝汽式汽轮机，中低压汽轮机排汽至凝汽器，凝汽器中被凝结的水或补水经处理后，进入再热锅炉产生高压蒸汽进入第一循环；所述再热锅炉受热面的位置设置，适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉进行循环加热；所述再热锅炉适合高压汽轮机的排汽进入再热锅炉循环加热的受热面，采用喷水或烟气挡板调温；所述高压汽轮机为高背压汽轮机，高背压汽轮机是与电网同频率的额定转速高进汽参数背压汽轮机，或与电网不同频率的高转速高进汽参数工业汽轮机；高背压汽轮机通过一根轴直接驱动高压汽轮发电机，当高背压汽轮机为工业汽轮机时，在汽轮机轴和发电机轴之间设置减速齿轮箱，将转速降至3600或3000rpm；同样中低压汽轮机通过一根轴驱动中低压汽轮发电机，中低压汽轮机是与电网同频率的额定转速汽轮机，或与电网不同频率的高转速工业汽轮机，当采用工业汽轮机时，在汽轮轴和发电机轴之间设置减速齿轮箱。
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