CN104074561B - 一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法，系统包括若干路并联至去热网供汽管的通道，每一路通道均包括依次连接的流量调整器、流量喷嘴以及三通阀，每一路的三通阀的一端并联至中压缸排汽管，每一路的三通阀的另一端并联至缓冲器，缓冲器与低压缸进汽管连通，所述三通阀包括全开和全关两种状态。本发明通过改变通流面积，能够稳定、连续、定量的控制流体通过，以满足热网启、停、事故及在不同热负荷地输出要求。正常运行中，供热量确定后，根据国家规定的热电比计算发电机功率，已知供热量和发电机功率，再根据机组热电特性方程确定主蒸汽流量。

Description

一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法

技术领域

本发明涉及一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法。

背景技术

根据国家产业政策,300MW机组要求改供热，因此许多纯凝运行的300MW机组在中低压连通管上加装蝶阀，作为抽汽调整阀。通过现场试验发现，改造后机组不能在设计范围内进行热电负荷调整，主要原因是抽汽蝶阀卡涩或限位较大，机组在低负荷、高供热抽汽流量时，由于蝶阀前后压差大，造成蝶阀卡涩甚至断裂。为了安全起见，电厂一般采取限制的措施，也就是蝶阀开度不能过小，相应地如果供热负荷大，机组负荷也不能过低。部分电厂为了保证低压缸叶片的安全，抽汽碟阀限位整定值偏高，个别电厂抽汽碟阀开度在25％左右即不能继续向下关闭，导致降低负荷过程中抽汽流量无法保证。

同时现有300MW以上供热机组为了减少主汽压力损失，主蒸汽管道上不设置节流装置来测量主汽流量，这样不能保证测量准确性。由于安全性及测量准确性的影响，热电机组以热定电一直无法实现。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法，该方法实现了主汽流量的测量、调整和事故情况下迅速切断进汽及供汽，已实现对汽轮机的保护，同时降低了主汽压力的节流损失，保证了高压缸较高的通流效率，实现了机组以热定电运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热电联产汽轮机组节流调整系统，包括配汽机构和抽汽调整阀系统，其中，所述配汽机构的输入管道连接在上游直管段上，其输出管道连接汽轮机高压缸；所述抽汽调整阀系统的输入通道连接中压缸排汽管，输入通道经过三通阀分别连接到低压缸进汽管和去热网供汽管。

所述配汽机构，包括若干路并联至上游直管段的输入管道，每一路管道均包括依次连接的流量调节器、流量喷嘴I以及快速转换阀，并且，每一路的快速转换阀均通过缓冲器I与下游直管段连通，所述快速转换阀包括全开和全关两种状态。

所述流量调节器安装于流量喷嘴I上游20倍管道直径处，所述快速转换阀安装于流量喷嘴I下游10倍管道直径处。

所述输入管道有7路，其流通面积分别为1％，2％，3％，7％，14％，28％，55％。

所述抽汽调整阀系统，包括若干路并联至去热网供汽管的输入通道，每一路通道均包括依次连接的流量调整器、流量喷嘴II以及三通阀，每一路的三通阀的一端并联至中压缸排汽管，每一路的三通阀的另一端并联至缓冲器II，缓冲器II与低压缸进汽管连通，所述三通阀包括全开和全关两种状态。

所述流量调整器安装于流量喷嘴II上游20倍管道直径处，三通阀安装于流量喷嘴II下游10倍管道直径处。

所述流量喷嘴I为长颈喷嘴或ISA1932喷嘴，并且，流量喷嘴I的压损以及型式相同；所述流量喷嘴II为长颈喷嘴或ISA1932喷嘴，并且，流量喷嘴II的压损以及型式相同。

所述输入通道有7路，其流通面积分别为1％，2％，3％，7％，14％，28％，55％。

所述三通阀处于位置1时连通低压缸，处于位置2时连通去热网供汽管。

基于上述节流调整系统的以热定电的方法，包括以下步骤：

(1)启动，暖管到快速转换阀前，当蒸汽有50℃的过热度后，全开阀门，对汽轮机进行暖机，调整三通阀处于位置1状态，蒸汽全部进入低压缸；

(2)升负荷供热，随着负荷的增加，在保持定压情况下，开启快速转换阀门，增大通流面积，增大汽轮机进汽量，当供汽压力达到热网要求后，调整三通阀开始供汽，同时监控低压缸排汽温度，根据供汽热量及国家规定的热电比计算发电机功率，根据计算的发电机功率和供汽流量和机组热电特性方程确定主汽流量；

(3)正常运行，在保证低压缸排汽温度正常的情况下，根据供汽流量调整发电机功率；

(4)停机，开启疏水，保持额定压力，减少配汽机构通流面积直到锅炉最低稳燃负荷，降压力，降负荷，增大配汽机构面积直到负荷为零；

(5)事故情况下，快速转换阀快速关闭，切断进汽；调整三通阀回到位置1，切断供汽防止热网汽进入汽轮机。

所述步骤(1)中，具体方法为：暖管到快速转换阀前，当蒸汽有50℃的过热度后，全开阀门，对汽轮机进行暖机，随着主汽压力的升高依据位置表，连续的关闭阀门，暖机合格后并网定速，随着压力的升高继续减少通流面积升负荷，根据锅炉最低稳燃的要求定压后接带部分负荷，此时抽汽调整阀所有阀门处于位置1状态，蒸汽全部进入低压缸。

所述步骤(4)中，停机过程中当供汽压力低于热网压力时停止对外供汽，解列，减少配汽机构通流面积，直到转速为零，配汽机构面积为零。

本发明的有益效果为：

1.设有流量调整器，通过改变通流面积，能够稳定、连续、定量的控制流体通过，以满足汽轮机启动、停机、事故及在不同负荷段的功率输出要求；

2.设有三通阀，通过改变通流面积，能够稳定、连续、定量的控制流体通过，以满足热网启、停、事故及在不同热负荷地输出要求；

3.保证了高压缸较高的通流效率，实现了机组以热定电运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中，1、流量调整器，2、流量喷嘴II，3、三通阀，4、缓冲器II，5、中压缸排汽管，6、低压缸进汽管，7、去热网供汽管；8、流量调节器，9.流量喷嘴I，10.快速转换阀，11.缓冲器I，12.上游直管段，13.下游直管段，14、高压缸，15、中压缸排汽管，16低压缸进汽管。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种热电联产汽轮机组节流调整系统，包括配汽机构和抽汽调整阀系统，其中，所述配汽机构的输入管道连接在上游直管段12上，其输出管道连接汽轮机高压缸14；所述抽汽调整阀系统的输入通道连接中压缸排汽管15，输入通道经过三通阀3分别连接到低压缸进汽管16和去热网供汽管7。

配汽机构，包括若干路并联至上游直管段的输入管道，每一路管道均包括依次连接的流量调节器8、流量喷嘴I以及快速转换阀10，并且，每一路的快速转换阀10均通过缓冲器I11与下游直管段13连通，所述快速转换阀10包括全开和全关两种状态。

流量调节器8安装于流量喷嘴I9上游20倍管道直径处，所述快速转换阀10安装于流量喷嘴I9下游10倍管道直径处。

输入管道有7路，其流通面积分别为1％，2％，3％，7％，14％，28％，55％。

一种热电联产汽轮机抽汽调整阀系统，包括7路并联至上游直管段5的通道，其流通面积分别为1％，2％，3％，7％，14％，28％，55％，每一路通道均包括依次连接的流量调整器1、流量喷嘴II2以及三通阀3，并且，每一路的三通阀3均通过缓冲器II4与下游直管段6连通，三通阀3包括全开和全关两种状态。

流量调整器1，用于缩减上游直管段长度，并使流体稳定流动；

流量喷嘴II2，用于产生压差，并测量流体流量，并实现通流面积的连续变化；

三通阀3，其包括全开和全关两种状态，这两种状态能够在极短时间内转换；

缓冲器II4能够缓冲1％的流量幅度变化所造成的压力波动。

流量调整器1安装于流量喷嘴II2上游20倍管道直径处，三通阀3安装于流量喷嘴II2下游10倍管道直径处。

流量喷嘴II2为长颈喷嘴或ISA1932喷嘴，并且，流量喷嘴II2的压损以及型式相同。

本发明的工作方法是：

步骤(1)：启动。暖管到快速转换阀前，当蒸汽有50℃的过热度后，全开阀门，对汽轮机进行暖机，随着主汽压力的升高依据位置表，连续的关闭阀门，暖机合格后并网定速，随着压力的升高继续减少通流面积升负荷，根据锅炉最低稳燃的要求定压后接带部分负荷。此时抽汽调整阀所有阀门处于位置1状态，蒸汽全部进入低压缸。

步骤(2)：升负荷供热。随着负荷的增加，在保持定压情况下，开启快速转换阀门，增大通流面积，增大汽轮机进汽量，当供汽压力达到热网要求后，控制抽汽调整三通阀开始供汽，同时监控低压缸排汽温度。根据供汽热量及国家规定的热电比计算发电机功率，根据计算的发电机功率和供汽流量和机组热电特性方程确定主汽流量。

步骤(3)：正常运行。在保证低压缸排汽温度正常的情况下，根据供汽流量调整发电机功率。

步骤(4)：停机。开启疏水，保持额定压力，减少配汽机构通流面积直到锅炉最低稳燃负荷，降压力，降负荷，增大配汽机构面积直到负荷为零。停机过程中当供汽压力低于热网压力时停止对外供汽。解列，减少配汽机构通流面积，直到转速为零，配汽机构面积为零。

步骤(5)：事故。事故情况下，三通阀3快速关闭，切断进汽；抽汽调整三通阀回到位置1，切断供汽防止热网汽进入汽轮机。

实施例一：

某亚临界30万千瓦纯凝机组，电厂利用国家燃煤机组综合升级改造资金，委托制造厂进行改造，高压缸去掉了调节级，配汽机构改为依据专利技术(专利号ZL201320280254.4)研发的节流阀系统。中低压连通管上加装所属的抽汽调整阀。改造前额定工况考核试验热耗率8105，为改造后实测纯凝工况热耗率为7950kJ/kWh,高压缸效率达到86％，配汽机构压损小于0.5％。经过改造达到了设计值；尤其在60％低负荷时，机组定压运行，高压缸效率仍然保持86％，循环效率也保持不变，实测热耗率为7970kJ/kWh，相比原设计降低了近300kJ/kWh。这样机组纯凝工况在峰、谷、平三个负荷段热耗率都在热耗率7960kJ/kWh附近运行。通过本次升级改造后，机组纯凝热耗率最少降低140kJ/kWh，折合供电煤耗率5g/kWh。同时试验验证，经过配汽机构和抽汽调节阀改造升级后，机组能够按照热电联产以热定电的要求进行安全稳定运行。

表1阀位表

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种热电联产汽轮机组节流调整系统，其特征是：包括配汽机构和抽汽调整阀系统，其中，所述配汽机构的输入管道连接在上游直管段上，其输出管道连接汽轮机高压缸；所述抽汽调整阀系统的输入通道连接中压缸排汽管，输入通道经过三通阀分别连接到低压缸进汽管和去热网供汽管；

所述配汽机构，包括若干路并联至上游直管段的输入管道，每一路管道均包括依次连接的流量调节器、流量喷嘴I以及快速转换阀，并且，每一路的快速转换阀均通过缓冲器I与下游直管段连通，所述快速转换阀包括全开和全关两种状态。

2.如权利要求1所述的一种热电联产汽轮机组节流调整系统，其特征是：所述流量调节器安装于流量喷嘴I上游20倍管道直径处，所述快速转换阀安装于流量喷嘴I下游10倍管道直径处，所述流量喷嘴I为长颈喷嘴或ISA1932喷嘴，并且，流量喷嘴I的压损以及型式相同。

3.如权利要求1所述的一种热电联产汽轮机组节流调整系统，其特征是：所述输入管道有7路，其流通面积分别为1％，2％，3％，7％，14％，28％，55％。

4.如权利要求1所述的一种热电联产汽轮机组节流调整系统，其特征是：所述抽汽调整阀系统，包括若干路并联至去热网供汽管的输入通道，每一路通道均包括依次连接的流量调整器、流量喷嘴II以及三通阀，每一路的三通阀的一端并联至中压缸排汽管，每一路的三通阀的另一端并联至缓冲器II，缓冲器II与低压缸进汽管连通，所述三通阀包括全开和全关两种状态；所述三通阀的一个出口连通低压缸，另一出口连通去热网供汽管。

5.如权利要求4所述的一种热电联产汽轮机组节流调整系统，其特征是：所述流量调整器安装于流量喷嘴II上游20倍管道直径处，三通阀安装于流量喷嘴II下游10倍管道直径处。

6.如权利要求4所述的一种热电联产汽轮机组节流调整系统，其特征是：所述输入通道有7路，其流通面积分别为1％，2％，3％，7％，14％，28％，55％。

7.基于如权利要求1所述的节流调整系统的以热定电的方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)启动，暖管到快速转换阀前，当蒸汽有50℃的过热度后，全开阀门，对汽轮机进行暖机，调整三通阀使蒸汽全部进入低压缸；

(2)升负荷供热，随着负荷的增加，在保持定压情况下，开启快速转换阀门，增大通流面积，增大汽轮机进汽量，当供汽压力达到热网要求后，调整三通阀开始供汽，同时监控低压缸排汽温度，根据供汽热量及国家规定的热电比计算发电机功率，根据计算的发电机功率和供汽流量和机组热电特性方程确定主汽流量；

(3)正常运行，在保证低压缸排汽温度正常的情况下，根据供汽流量调整发电机功率；

(4)停机，开启疏水，保持额定压力，减少配汽机构通流面积直到锅炉最低稳燃负荷，降压力，降负荷，增大配汽机构面积直到负荷为零；

(5)事故情况下，快速转换阀快速关闭，切断进汽；调整三通阀，切断供汽防止热网汽进入汽轮机。

8.如权利要求7所述的节流调整系统的以热定电的方法，其特征是：所述步骤(1)中，具体方法为：暖管到快速转换阀前，当蒸汽有50℃的过热度后，全开阀门，对汽轮机进行暖机，随着主汽压力的升高依据位置表，连续的关闭阀门，暖机合格后并网定速，随着压力的升高继续减少通流面积升负荷，根据锅炉最低稳燃的要求定压后接带部分负荷，此时抽汽调整阀所有阀门状态，蒸汽全部进入低压缸。

9.如权利要求7所述的节流调整系统的以热定电的方法，其特征是：所述步骤(4)中，停机过程中当供汽压力低于热网压力时停止对外供汽，解列，减少配汽机构通流面积，直到转速为零，配汽机构面积为零。