CN104456524A - 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，包括高压给水泵、TCA换热器、锅炉省煤器、锅炉高压汽包，其特征在于，所述高压给水泵有两台，其中一台向TCA换热器供水，另一台向锅炉省煤器供水，构成两条独立的供水支路；所述TCA换热器、锅炉省煤器的出水汇入锅炉高压汽包。本发明将最大限度地降低高压系统给水泵功耗，同时也完全避免了TCA冷却器和高压省煤器互相抢水现象的发生，实现了节能减排和保障设备安全稳定运行的多重功效。

Description

燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统

技术领域

本发明涉及燃气-蒸汽联合循环发电机组，尤其涉及该机组的余热锅炉高压给水系统。

背景技术

在燃气-蒸汽联合循环发电机组中，从压气机出口抽取部分空气，经过外部冷却器冷却后，用于冷却燃机转子。在外部冷却器中，热空气释放的热量用于预热余热锅炉的高压给水，余热锅炉产生蒸汽供汽轮机发电，燃机的余热参与蒸汽循环（郎肯循环），大幅提高了燃气-蒸汽联合循环机组的效率。余热锅炉的高压给水与燃机转子冷却空气换热采用管壳式TCA换热器，余热锅炉的高压给水为管程介质，燃机转子的冷却空气为壳程介质。

余热锅炉的高压给水还有一条预热水路，是通过布置在锅炉烟道上的省煤器利用锅炉的烟气预热。

现有的热余热锅炉的高压给水系统如图1所示，它是由一台高压给水泵同时给省煤器、TCA换热器供水，省煤器、TCA换热器的出水汇入锅炉的高压汽包。其存在的问题是：

为了保证燃气轮机热通道部件的最佳冷却效果，机组在不同的环境条件和不同的负荷下需要通过高压给水将转子冷却空气温度降低至230℃。若TCA换热器出口空气温度偏高，热通道部件寿命将会缩短；若TCA出口空气温度偏低，燃机效率将会明显下降。

TCA冷却器的正常运行对联合循环机组至关重要，为保证TCA冷却器长期联系安全运行，不允许TCA换热器内的高压给水发生汽化以免冲蚀换热管组件。为达到TCA换热器出口空气温度，当燃机以较低负荷运行时，TCA换热器给水流量的调整会导致TCA换热器出口给水温度略有升高。为避免高压给水在TCA换热器内部汽化，则需要通过高压给水泵将TCA内部水侧压力维持在较高水平。而此时高压汽包的压力则随着机组负荷下降而降低，也就是说，高压省煤器侧的高压给水实际上并不需要维持高压力。

如果高压给水泵出口一直维持很高的压力，相比高压给水泵变频降压运行时给水泵电动机的厂用电消耗量将会大幅增加，不利于整个电厂节能降耗。且对于省煤器材质，也会因为高压给水一直维持高压而选择高一个等级的材料，增加省煤器成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，采用两台高压给水泵分别给TCA换热器、省煤器供水，满足各自的供水压力，从而有效地解决了上述问题，具体技术方案是：

一种燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，包括高压给水泵、TCA换热器、锅炉省煤器、锅炉高压汽包，其特征在于，所述高压给水泵有两台，其中一台向TCA换热器供水，另一台向锅炉省煤器供水，构成两条独立的供水支路；所述TCA换热器、锅炉省煤器的出水汇入锅炉高压汽包。

所述TCA换热器供水支路包括顺序连接的高压水泵、流量计、关断阀、TCA换热器、给水流量调节阀；所述锅炉省煤器供水支路包括顺序连接的高压水泵、流量计、流量调节阀、锅炉省煤器；所述TCA换热器供水支路给水流量调节阀的出水口与锅炉省煤器的出水口连通，使两路供水汇入锅炉高压汽包。

所述TCA换热器供水支路中的关断阀两只并联，冗余设置。

所述TCA换热器供水支路中还设有排水流量调节阀，它的进水口连接TCA换热器的出水口，它的出水口连通汽机凝汽器。

在锅炉高压汽包的进水总管上设有调节阀，用于调节进水总流量，控制锅炉高压汽包的液位高度。

本发明的有益效果：

由于联合循环汽轮机采用滑压运行，机组低负荷运行时高压省煤器压力也随之相应降低。通常TCA冷却器给水流量约为高压省煤器给水流量的1/4左右。在原高压给水系统方案中，为了避免TCA冷却器内部的给水汽化，即使机组在较低负荷运行时，高压给水泵仍需要维持较高的压力运行，这造成了高压给水泵耗功的极大浪费。采用了本发明的给水泵分泵方案后，高压省煤器给水支路由高压省煤器给水泵单独供水，机组低负荷时高压省煤器给水泵完全能够根据当前高压汽包实际压力变频运行，减少厂用电消耗。

本方案的实施将最大限度地降低高压系统给水泵功耗，同时也完全避免了TCA冷却器和高压省煤器互相抢水现象的发生，实现了节能减排和保障设备安全稳定运行的多重功效。

附图说明

图1是现有热余热锅炉的高压给水系统示意图

图2是本发明热余热锅炉的高压给水系统示意图

图3是本发明热余热锅炉的高压给水系统结构祥图。

具体实施方式

参见图2：本燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，包括高压给水泵Ⅰ、Ⅱ，TCA换热器Ⅲ，锅炉省煤器Ⅳ，锅炉高压汽包Ⅴ，所述高压给水泵Ⅰ向TCA换热器Ⅲ供水，高压给水泵Ⅱ向省煤器Ⅳ供水，构成两条独立的供水支路；所述TCA换热器Ⅲ、锅炉省煤器Ⅳ的出水汇入锅炉高压汽包Ⅴ。

本高压给水系统的详细结构见图3：所述TCA换热器供水支路包括顺序连接的高压水泵1、流量计2、关断阀3和4、TCA换热器5、排水流量调节阀6、给水流量调节阀7；关断阀3和4并联，冗余设置，以提高该支路的可靠性；所述锅炉省煤器供水支路包括顺序连接的高压水泵8、流量计9、流量调节阀10、锅炉省煤器11；所述TCA换热器供水支路给水流量调节阀7的出水口与锅炉省煤器11的出水口连通，使两路供水汇入锅炉高压汽包13；所述排水流量调节阀6的进水口连接TCA换热器5的出水口，它的出水口连通汽机凝汽器，用于调节TCA换热器供水支路的流量，满足与热空气换热的要求。在锅炉高压汽包13的进水总管上设有调节阀12，用于调节锅炉进水总流量，控制锅炉高压汽包13的液位高度。

本系统的工作过程：

机组启动时，TCA换热器供水支路的给水流量调节阀7关闭，排水流量调节阀6开启，供水作为冷源，对来自燃机的热空气进行冷却，吸热后温度升高，排入汽机凝汽器；随着机组负荷逐渐上升，排水流量调节阀6逐渐关闭，给水流量调节阀7逐渐开启，与锅炉省煤器供水支路的热水汇合，流入锅炉高压汽包13；当机组以较高负荷运行、TCA换热器的供水流量低于设定值时，排水流量调节阀6快速开启，确保TCA换热器的给水流量满足设定值。紧急情况下，关断阀3、4关闭，切断该支路供水。

Claims (5)

1. 一种燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，包括高压给水泵、TCA换热器、锅炉省煤器、锅炉高压汽包，其特征在于，所述高压给水泵有两台，其中一台向TCA换热器供水，另一台向锅炉省煤器供水，构成两条独立的供水支路；所述TCA换热器、锅炉省煤器的出水汇入锅炉高压汽包。

2.如权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，其特征在于，所述TCA换热器供水支路包括顺序连接的高压水泵、流量计、关断阀、TCA换热器、给水流量调节阀；所述锅炉省煤器供水支路包括顺序连接的高压水泵、流量计、流量调节阀、省煤器；所述TCA换热器供水支路给水流量调节阀的出水口与锅炉省煤器的出水口连通，使两路供水汇入锅炉高压汽包。

3.如权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，其特征在于，所述TCA换热器供水支路中的关断阀两只并联，冗余设置。

4.如权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，其特征在于，所述TCA换热器供水支路中还设有排水流量调节阀，它的进水口连接TCA换热器的出水口，它的出水口连通汽机凝汽器。

5.如权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉高压给水系统，其特征在于，在锅炉高压汽包的进水总管上设有调节阀，用于调节进水总流量，控制锅炉高压汽包的液位高度。