CN104074610B - 燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，它包括以下步骤：第一燃机带动汽轮机启动；第二燃机启动；驱使第二高旁阀开启；控制器驱使旁路阀以及第二高旁阀逐渐打开；当检测到高压缸的压力大于2MPa时，控制器对第二高旁阀的开度进行限制至百分之四十开度，憋压至冲转压力，在一定时间内控制器维持冲转压力；与第二燃机对应的第二中旁阀、与第二燃机对应的第二再热汽阀关闭；第二中旁阀开启；控制器保持第一燃机和第二燃机的总负荷保持不变，对与第二燃机对应的第二主汽阀和与第二燃机对应的第二再热汽阀开启以进行同步并汽。本发明燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，其并汽操作容易简单、并汽效果好。
Description
技术领域
本发明涉及了一种发电设备，尤其还涉及一种燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法。
背景技术
燃气蒸汽联合循环机组采用“二拖一”的运行方式，即两台燃气轮机带一台汽轮机运行，将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生的高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动汽轮发电。
目前本领域技术人员在并汽时一般有以下两种方式:主再热蒸汽同时并汽、先并中压蒸汽再并高压蒸汽。
在现有技术中，主再热蒸汽同时并汽采用手动进行操作，具体步骤如下：在第1台燃机已经启动、汽轮机“一拖一”方式运行，燃机负荷稳定在30％额定负荷时，启动第2台燃机，当2台余热锅炉的主、再热蒸汽的温度和压力相匹配时，手动进行并汽操作。主再热蒸汽同时并汽是通过高压旁路和中压旁路控制汽轮机两侧的主再热蒸汽参数符合并汽要求，然后手动逐渐同步开启高压与中压并汽电动阀。此种并汽方式虽然对汽轮机的冲击小，轴向位移变化不大，但是操作量大，容易使再热蒸汽压力和温度产生较大波动，同时完成并汽操作的难度较大。
在现有技术中，先并中压蒸汽再并高压蒸汽采用手动的方式进行操作，具体步骤如下：先维持两台燃机负荷相同且在30％-50％负荷,中压旁路阀控制投自动，设定值自动跟随已运行侧的再热压力。再热蒸汽压力、温度符合并汽条件后，缓慢开启再热蒸汽并汽电动阀。如果并汽电动阀前后压差大，则可暂停，待压力一致后，继续开启至全开。此时中压旁路阀自动调节，维持压力稳定并以一定的速率关闭。在中压蒸汽并汽时，待并炉的再热器入口流量调节阀全关，因此不会存在冷再蒸汽串流，影响运行炉的再热蒸汽压力。待高压主蒸汽压力、温度符合要求后，高压旁路和减温水投自动(减温水设定值为高压缸排汽的温度)，打开高压主蒸汽电动阀逐步并入高压主蒸汽，将待并炉的再热器入口调节阀及时打开，使冷再热蒸汽回到相应的再热器，再热后的中压蒸汽直接进入汽轮机作功。当高压并汽电动阀开到位，高压旁路阀全关，且汽轮机运行稳定时，高压并汽操作即可完成。此种方式由于采用手动操作，因而在大型机组复杂工况切换过程中对机组的安全性造成严重威胁，同时还会减慢机组启动速度，浪费能源的同时增加运行人员操作强度、容易造成误操作现象的出现。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了一种燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，其并汽操作容易简单、并汽效果好。
本发明的具体技术方案是：
本发明的具体技术方案：
一种燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，所述燃气蒸汽联合循环机组包括：
汽轮机，其包括高压缸和中压缸；
两个燃气轮机，每个燃气轮机包括燃机、锅炉、高压系统和中压系统，每个锅炉包括高压主蒸汽管道和再热器，所述再热器具有再热主汽管道；
所述高压系统包括用于将所述高压主蒸汽管道与所述再热器相连通的高旁阀、用于将所述高压主蒸汽管道与所述高压缸的入口端相连通的主汽阀以及用于将所述高压缸的出口端与所述再热器相连通的旁路阀，所述旁路阀与所述再热器之间的入口调节阀；
所述中压系统包括用于将所述再热主汽管道与所述中压缸的入口端相连通的再热汽阀以及设置在所述再热主汽管道与所述再热汽阀之间的中旁阀，所述两个中旁阀与一热网抽汽母管相连通；
所述燃气蒸汽联合循环机组还包括设置在高压主蒸汽管道上的第一高压压力检测装置、设置在所述高旁阀与所述再热器之间的第二高压压力检测装置、用于检测高压缸压力的第三高压压力检测装置、设置在所述再热主汽管道上的第一中压压力检测装置、一用于对所述主汽阀、所述再热汽阀、所述高旁阀、所述旁路阀、所述中旁阀、所述入口调节阀进行控制的控制器；
所述燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法包括以下步骤：
第一燃机带动汽轮机启动，与第一燃机对应的第一高旁阀、旁路阀以及第一中旁阀关闭；
第二燃机启动，与第二燃机对应的高压系统和中压系统开始运行；
第一高压压力检测装置检测到蒸汽压力达到2bar、旁路阀开度大于百分之三时，控制器驱使与第二燃机对应的第二高旁阀开启；随着压力上升，控制器驱使与第二燃机对应的旁路阀以及第二高旁阀逐渐打开；随着第二高旁阀完全打开，当第三高压压力检测装置检测到高压缸的压力大于2MPa时，控制器对第二高旁阀的开度进行限制至百分之四十开度，憋压至冲转压力，在一定时间内控制器维持冲转压力；
在再热器未运行或运行初期，在控制器的控制下与第二燃机对应的第二中旁阀、与第二燃机对应的第二再热汽阀关闭；当第二燃机的功率减去第一燃机的功率的绝对值小于20KW时，第二中旁阀开启；
控制器保持第一燃机和第二燃机的总负荷保持不变，对与第二燃机对应的第二主汽阀和与第二燃机对应的第二再热汽阀开启以进行同步并汽。
优选地，高压系统维持一定时间的冲转压力，中压系统中的第一中压压力检测装置检测到第二再热主汽管道上的压力减去第一再热主汽管道的压力的绝对值小于0.05MPa时开始并汽。
优选地，在并汽过程中汽轮机转子轴向位移的最大值为0.04mm。
采用本发明中的燃气蒸汽联合循环机组在并汽过程中汽轮机转子轴向位移最大变化0.04mm，因此本发明中的燃气蒸汽联合循环机组可以提高主机设备运行的安全性，同时加快机组启动速度，节约能源的同时减少运行人员操作强度、杜绝人为误操作现象的出现。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1显示了本发明中燃气蒸汽联合循环机组的结构原理示意图。
以上附图的附图标记：1、汽轮机；11、高压缸；12、中压缸；20、第一燃机；21、第一锅炉；22、第一高压主蒸汽管道；23、第一再热器；24、第一再热主汽管道；251、第一高旁阀；252、第一主汽阀；253、第一入口调节阀；254、第一再热汽阀；255、第一中旁阀；30、第二燃机；31、第二锅炉；32、第二高压主蒸汽管道；33、第二再热器；34、第二再热主汽管道；351、第二高旁阀；352、第二主汽阀；353、第二入口调节阀；354、第二再热汽阀；355、第二中旁阀；41、第一高压压力检测装置；42、第二高压压力检测装置；43、第三高压压力检测装置；44、第一中压压力检测装置；45、第一流量检测装置；5、旁路阀；6、热网抽汽母管。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
参照图1所示，一种燃气蒸汽联合循环机组，它包括汽轮机1、两个燃气轮机。
汽轮机1包括高压缸11和中压缸12。汽轮机1是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。每个燃气轮机包括燃机、锅炉、高压系统和中压系统，每个锅炉包括高压主蒸汽管道和再热器，所述再热器具有再热主汽管道；所述高压系统包括用于将所述高压主蒸汽管道与所述再热器相连通的高旁阀、用于将所述高压主蒸汽管道与所述高压缸11的入口端相连通的主汽阀以及用于将所述高压缸11的出口端与所述再热器相连通的旁路阀5；所述中压系统包括用于将所述再热主汽管道与所述中压缸12的入口端相连通的再热汽阀以及设置在所述再热主汽管道与所述再热汽阀之间的中旁阀。
在本实施方式中，燃气蒸汽联合循环机组包括第一燃气轮机和第二燃气轮机。
第一燃气轮机包括第一燃机20、第一锅炉21、第一高压系统和第一中压系统，第一锅炉21包括第一高压主蒸汽管道22和第一再热器23，第一再热器23具有第一再热主汽管道24；第一高压系统包括用于将所述第一高压主蒸汽管道22与第一所述再热器相连通的第一高旁阀251、用于将所述第一高压主蒸汽管道22与所述第一高压缸11的入口端相连通的第一主汽阀252以及用于将所述高压缸11的出口端与所述第一再热器23相连通的旁路阀5，所述旁路阀5与所述第一再热器23之间的第一入口调节阀253；第一中压系统包括用于将所述第一再热主汽管道24与所述中压缸12的入口端相连通的第一再热汽阀254以及设置在所述第一再热主汽管道24与所述第一再热汽阀254之间的第一中旁阀255。
第二燃气轮机包括第二燃机30、第二锅炉31、第二高压系统和第二中压系统，第二锅炉31包括第二高压主蒸汽管道32和第二再热器33，第二再热器33具有第二再热主汽管道34；第二高压系统包括用于将所述第二高压主蒸汽管道32与第二所述再热器相连通的第二高旁阀351、用于将所述第二高压主蒸汽管道32与所述第二高压缸11的入口端相连通的第二主汽阀352，旁路阀5将所述高压缸11的出口端与所述第二再热器33相连通，旁路阀5与所述第二再热器33之间的第二入口调节阀353；第二中压系统包括用于将所述第二再热主汽管道34与所述中压缸12的入口端相连通的第二再热汽阀354以及设置在所述第二再热主汽管道34与所述第二再热汽阀354之间的第二中旁阀355。第一中旁阀255和第二中旁阀355分别与一热网抽汽母管6相连通。
所述燃气蒸汽联合循环机组还包括设置在高压主蒸汽管道上的第一高压压力检测装置41、设置在所述高旁阀与所述再热器之间的第二高压压力检测装置42、用于检测高压缸11压力的第三高压压力检测装置43、设置在高压主蒸汽管道上的第一流量检测装置45、用于检测燃机负荷的负荷检测装置、设置在所述再热主汽管道上的第一中压压力检测装置44、一用于对所述主汽阀、所述再热汽阀、所述高旁阀、所述旁路阀5、所述中旁阀、所述入口调节阀进行控制的控制器。
在启动时，燃气蒸汽联合循环机组的第一燃机20启动，第一燃机20带动汽轮机1以“一拖一”方式运行，在第一燃机20负荷稳定在诸如30％的额定负荷时，控制器驱使第一高旁阀251、第一旁路阀5、第一中旁阀255关闭，再启动第二燃机30。当2台余热锅炉的主、再热蒸汽的温度和压力相匹配时，由控制器进行自动并汽操作。
在“一拖一”切换至“一拖二”的过程中，第二高压系统开始运行：在第二锅炉31未点火或初期主蒸汽量小的时候，在控制器的控制下第二高旁阀351、第二主汽阀352自动关闭。当第一高压压力检测装置41检测到蒸汽压力达到2bar、旁路阀5开度大于百分之三时，第二高旁阀351开启，此时第二高压压力检测装置42对高压旁路的实际压力进行数值检测，控制器对高压旁路的压力设定值随着实际蒸汽压力上升而随动上升，但设定值永远是跟着实际压力的，在此后阶段，开关量“AUP“和“ADOW”根据压力设定值与实际压力之间的偏差大小自动升降该压力设定值以维持二者之间偏差在-1～1.5bar之间，即压力设定值跟随实际压力上升，控制器驱使旁路阀5的开度也随之逐渐打开。同时，这也实现了部分暖管的功能。随着第二高旁阀351完全打开，当第三高压压力检测装置43检测到高压缸11的压力大于2MPa时，控制器对第二高旁阀351的开度进行限制至百分之四十开度，憋压至冲转压力，在一定时间内控制器维持冲转压力。
第二中压系统运行：在再热器未运行或运行初期，在控制器的控制下第二中旁阀355、第二再热汽阀354关闭。当第二燃机30的功率减去第一燃机20的功率的绝对值小于20KW时，第二中旁阀355开启。
在高压系统和中压系统经过上述调节后，高压系统维持一定时间的冲转压力，中压系统中的第一中压压力检测装置44检测到第二再热主汽管道34上的压力减去第一再热主汽管道24的压力的绝对值小于0.05MPa时开始并汽。当燃气蒸汽联合循环机组从一拖一模式切往二拖一模式时，负荷检测装置对第一燃机20和第二燃机30的负荷进行实时检测。控制器使得燃气蒸汽联合循环机组2GT+1ST的总负荷保持不变。控制器驱使随着第二台燃机逐渐带负荷，并驱使第一台燃机的负荷相应下降，二者之和不变，相应的，进入汽机的蒸汽参数也会下降，有利于并汽的操作。通过全厂协调控制负荷调节系统将两台燃机负荷调整在100MW。控制器同时开启第二主汽阀352与第二再热汽阀354进行并汽；在并汽过程中逐渐开启位于第二再热器33的第二入口调节阀353，并逐渐关闭高、中旁阀，直到并汽完成。
采用本发明中的燃气蒸汽联合循环机组在并汽过程中汽轮机1转子轴向位移最大变化0.04mm，因此本发明中的燃气蒸汽联合循环机组可以提高主机设备运行的安全性，同时加快机组启动速度，节约能源的同时减少运行人员操作强度、杜绝人为误操作现象的出现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，其特征在于，所述燃气蒸汽联合循环机组包括：
汽轮机，其包括高压缸和中压缸；
两个燃气轮机，每个燃气轮机包括燃机、锅炉、高压系统和中压系统，每个锅炉包括高压主蒸汽管道和再热器，所述再热器具有再热主汽管道；
所述高压系统包括用于将所述高压主蒸汽管道与所述再热器相连通的高旁阀、用于将所述高压主蒸汽管道与所述高压缸的入口端相连通的主汽阀以及用于将所述高压缸的出口端与所述再热器相连通的旁路阀，所述旁路阀与所述再热器之间的入口调节阀；
所述中压系统包括用于将所述再热主汽管道与所述中压缸的入口端相连通的再热汽阀以及设置在所述再热主汽管道与所述再热汽阀之间的中旁阀，所述两个中旁阀与一热网抽汽母管相连通；
所述燃气蒸汽联合循环机组还包括设置在高压主蒸汽管道上的第一高压压力检测装置、设置在所述高旁阀与所述再热器之间的第二高压压力检测装置、用于检测高压缸压力的第三高压压力检测装置、设置在所述再热主汽管道上的第一中压压力检测装置、一用于对所述主汽阀、所述再热汽阀、所述高旁阀、所述旁路阀、所述中旁阀、所述入口调节阀进行控制的控制器；
所述燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法包括以下步骤：
第一燃机带动汽轮机启动，与第一燃机对应的第一高旁阀、旁路阀以及第一中旁阀关闭；
第二燃机启动，与第二燃机对应的高压系统和中压系统开始运行；
第一高压压力检测装置检测到蒸汽压力达到2bar、旁路阀开度大于百分之三时，控制器驱使与第二燃机对应的第二高旁阀开启；随着压力上升，控制器驱使与第二燃机对应的旁路阀以及第二高旁阀逐渐打开；随着第二高旁阀完全打开，当第三高压压力检测装置检测到高压缸的压力大于2MPa时，控制器对第二高旁阀的开度进行限制至百分之四十开度，憋压至冲转压力，在一定时间内控制器维持冲转压力；
在再热器未运行或运行初期，在控制器的控制下与第二燃机对应的第二中旁阀、与第二燃机对应的第二再热汽阀关闭；当第二燃机的功率减去第一燃机的功率的绝对值小于20KW时，第二中旁阀开启；
控制器保持第一燃机和第二燃机的总负荷保持不变，对与第二燃机对应的第二主汽阀和与第二燃机对应的第二再热汽阀开启以进行同步并汽。
2.如权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，其特征在于：控制器对高压旁路的压力设定值随着实际蒸汽压力上升而随动上升，但设定值永远是跟着实际压力上升。
3.如权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，其特征在于：高压系统维持一定时间的冲转压力，中压系统中的第一中压压力检测装置检测到第二再热主汽管道上的压力减去第一再热主汽管道的压力的绝对值小于0.05MPa时开始并汽。
4.如权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环机组的并汽方法，其特征在于：在并汽过程中汽轮机转子轴向位移的最大值为0.04mm。
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