CN104563553B - 一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房 - Google Patents

一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房，所述机房包括：锅炉、煤仓间、除氧间、第一汽轮发电机、第二汽轮发电机和脱硝装置；在所述锅炉的一侧相邻设置所述煤仓间，在所述煤仓间的远端一侧相邻设置除氧间，在所述除氧间的远端一侧相邻设置一汽机房，所述汽机房中设有第二汽轮发电机，在所述第二汽轮发电机设有高压缸、中压缸、低压缸、低压加热器及除氧器、凝汽器、凝结水泵和第一发电机；并且在所述锅炉的近端一侧或锅炉的一个侧面设置复合钢架，在所述复合钢架上设置一前置机房，所述前置机房内设有第一汽轮发电机。本发明减少前置机组的占地面积，节约高温高压管道，并且能够大幅降低高温管系投资，提高正常运行效率。

Description

一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房
技术领域
本发明涉及发电厂房结构领域，具体地，涉及一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房。
背景技术
二次再热升级更新技术将前置机技术与二次再热超超临界技术充分结合起来，达到了大幅提高机组热效率只小幅增加改造成本的效果。即提高主蒸汽压力和温度，通过前置机做功后排汽经再热升温，该再热蒸汽进入原亚临界机组继续做功，维持原亚临机组汽机侧主辅机及厂房结构保持不变，并增加机组出力；同时对运行时间已长的主要设备进行更新，可延长整台机组的运行寿命。
在常规火力发电厂中，由于汽轮发电机体积较大，设备较重，通常布置在从地面而起的机座上，土建结构成本较低。然而，在实际运作中发现，这类结构往往会降低了机组正常运行的经济性。
对于亚临机机组改造为超超临界二次再热机组，上述的前置机房的布置位置需要因地制宜根据现场条件综合考虑，并同时结合考虑节约主给水、主蒸汽和一次再热冷段管道的长度等方面。
一种可行的技术是将汽轮发电机布置到锅炉顶部，或布置到从锅炉挑出的平台上，从而缩短锅炉与汽轮机之间的距离。但这种技术需要增加大量的锅炉钢结构，且炉架范围内也已经布置锅炉设备，对于前置机的布置很紧张。也会导致成本大幅增加。
因此，本领域迫切需要开发一种土建结构成本增加较少，高温管系成本大幅降低，且正常运行效率提高，具有更好的投资收益率的高位布置汽轮发电机主厂房结构。
发明内容
本发明的目的是提高一种土建结构成本增加较少，高温管系成本大幅降低，且正常运行效率提高，具有更好的投资收益率的高位布置汽轮发电机主厂房结构。
本发明的第一方面提供了一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房，所述机房包括：锅炉、煤仓间、除氧间、第一汽轮发电机、第二汽轮发电机和脱硝装置；
其中在所述锅炉的一侧相邻设置所述煤仓间，并且在所述煤仓间的远端一侧相邻设置除氧间，并且在所述除氧间的远端一侧相邻设置一汽机房，所述汽机房中设有第二汽轮发电机，在所述第二汽轮发电机设有高压缸、中压缸、低压缸、低压加热器及除氧器、凝汽器和凝结水泵和第一发电机；
并且在所述锅炉的近端一侧或锅炉的一个侧面设置复合钢架，在所述复合钢架上方设置一前置机房，所述前置机房内设有所述的第一汽轮发电机。
在另一优选例中，所述复合钢架为脱硝钢架。
在另一优选例中，所述复合钢架设有多层，底层设有风机和风道，中间层设有烟道，上层设有脱硝装置。
在另一优选例中，所述第一汽轮发电机还设有超高压缸、背压抽汽式小汽轮机、高压加热器、给水泵、第二发电机。
在另一优选例中，所述前置机房设有单台机组，体积为36000m3。
在另一优选例中，所述的除氧间设有除氧器，所述除氧器的进汽端与低压缸相连，除氧器的进水端与低压加热器相连，除氧器的出水端与给水泵相连。
在另一优选例中，所述前置机房以主给水管道、主蒸汽管道和低温一次再热蒸汽管道与锅炉相连。
在另一优选例中，所述主蒸汽管道距离减少50％-70％。
在另一优选例中，所述主蒸汽管道相对长度为约2/9。
在另一优选例中，所述主蒸汽管道的绝对长度≤40m。
在另一优选例中，所述前置机房与锅炉的连接管系长度为40m。
在另一优选例中，所述的锅炉、煤仓间、除氧间和汽机房设置于地面上(包括经处理的混凝土地面等)。
在另一优选例中，所述前置机房的位置高于所述的汽机房。
在另一优选例中，所述第一汽轮发电机为汽轮发电机组的高压轴系部分。
在另一优选例中，所述第一汽轮发电机为前置汽轮发电机。
在另一优选例中，所述第一汽轮发电机的出力为第二汽轮发电机的20％-40％。
在另一优选例中，所述第一汽轮发电机体积为465m3。
在另一优选例中，所述第二汽轮发电机为汽轮发电机组的低压轴系部分。
在另一优选例中，所述第二汽轮发电机与锅炉之间高温接口距离为80m。
在另一优选例中，所述第二汽轮发电机以高温一次再热蒸汽管道，低温二次再热蒸汽管道和高温二次再热蒸汽管道与锅炉相连。
在另一优选例中，所述第二汽轮发电机与锅炉的连接管系长度为140m。
在另一优选例中，所述前置机房距离地面的距离为60m。
在另一优选例中，所述前置机房的中心距离地面的距离为70m。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为双轴机组系统流程图
图2为另一种现有技术的低位布置汽轮发电机主厂房的右视图和平面图。
图3为本发明实施例1所示的与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房的左视图和平面图。
图4为本发明实施例2所示的与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房的右视图和平面图。
附图标记
C1 汽轮机低压缸
C2 汽轮机中压缸
C3 汽轮机高压缸
C4 汽轮机超高压缸
C5 背压抽汽式小汽轮机
A0 凝汽器
A1 凝结水泵
A2 低压加热器及除氧器
A3 给水泵
B0 锅炉
B1 空预器
H 高压加热器
G1 第一发电机
G2 第二发电机
1 主蒸汽管道
2 低温一次再热蒸汽管道
3 主给水管道
4 高温一次再热蒸汽管道
5 低温二次再热蒸汽管道
6 高温二次再热蒸汽管道
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，对于各种不同设计的厂房结构进行研究和比较，首次开发和设计了一种新颖的高位布置汽轮发电机主厂房。在这种新厂房结构中，通过将第一汽轮发电机设置于高位布置的前置机房，可降低总体厂房的工程造价，并且可以进一步提高汽轮发电机的运行效率，从而显著提高正常运行的经济性。此外，该结构还有助于降低锅炉与第一汽轮发电机之间连接的主汽、再热等高温高压大口径主要管系的管道成本与运行成本，总体造价能够降低至少20％，由于阻力减少，管道效率至少提高约50％。在此基础上完成了本发明。
术语解释
双轴机组：汽轮发电机组分为高压和中低压两个部分，各自自成轴系，带动发电机发电；国外在超大容量机组中有应用。
前置汽轮发电机：汽轮发电机组的超高压缸、背压抽汽回热小汽轮机、发电机系统等，也可以(或不)配置调速齿轮箱、同轴驱动主给水泵，可以应用于新建机组；也可以应用于老机组改造(亚临界升级为超超临界，新增设备)。
高位布置：相对低位布置而言，常规将汽轮发电机布置在由地面而起的机座上，安装标高较低。高位布置的汽轮发电机的机座位于框架结构上部，安装标高相对较高。
空预器：如本文所用，脱硝钢架设于锅炉与空预器之间的风道上。
本发明的主要优点：
(1)与常规低位布置汽轮发电机主厂房相比，汽轮机高压轴系靠近锅炉主要管系接口，可大幅降低高温管系投资，提高正常运行效率，并且与多种布置方式比较发现，本发明的布置方式用于防护的措施少，大大降低了营运成本。
(2)充分利用脱硝钢架，将汽轮发电机的高压轴系前置机房布置在脱硝钢架上，从而控制土建结构投资的增加，具有良好的投资收益。尤其对于亚临机机组改造为超超临界二次再热机组的工程，解决了前置机房布置问题，减少前置机组的占地面积，节约高温高压管道。
(3)对于常规的600MW机组，脱硝钢架的宽度约60m，深度方向约23m，脱硝反应器布置在50m以下，上部全部为空余空间，完全能够用于布置前置汽轮发电机房。
(4)这种布置方式对于新建双轴机组(例如大容量机组或二次再热机组)也适用，可同时设置高、低位汽机房，将高压轴系的前置机房同脱硝钢结构合并布置，节约高温高压管道，提高机组的运行效率。
(5)这种布置方式对于大锅炉、小汽机的供热机组也适用，将汽轮发电机组同脱硝钢结构合并，乏汽供热。
(6)布置在脱硝钢架上的汽轮发电机较布置在锅炉钢结构上的汽轮发电机运行相对较稳定，同时可以降低土建投资费用；
(7)不但高位汽轮机，而且低位汽轮机与锅炉之间高温接口距离都缩短、管系长度减少、流阻降低、投资减少、机组效率提高；
(8)这种高位布置汽轮发电机主厂房可适用于纯凝式前置汽轮发电机组，更适用于背压式前置汽轮发电机组；既适用于新建机组，更适用于升级改造的机组。
(9)这种高位布置汽轮发电机主厂房可适用于一次再热火力发电厂，也可适用于二次再热火力发电厂。
(10)本发明的布置方式具有良好的安全性。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
图3是本发明实施例1中与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房的结构图。
与图2所示的低位布置汽轮发电机主厂房相比，本发明将脱硝钢架改造为与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房，将前置机组(汽轮发电机组的高压轴系部分)全部或部分布置在脱硝钢架的上部，原有汽轮发电机组作为低温低压部分汽轮发电机轴系保留利用，仍布置在低位汽机房内。
本发明的脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房包括：锅炉、煤仓间、除氧间、第一汽轮发电机(前置汽轮发电机)、第二汽轮发电机和脱硝装置；其中在所述锅炉的一侧相邻设置所述煤仓间，并且在所述煤仓间的远端一侧相邻设置除氧间，并且在所述除氧间的远端一侧相邻设置一汽机房，所述汽机房中设有第二汽轮发电机，所述第二汽轮发电机设有高压缸、中压缸、低压缸、低压加热器及除氧器、凝汽器、凝结水泵和第一发电机。其中，第二汽轮发电机与锅炉之间高温接口距离为80m，并且如图1所示，第二汽轮发电机以高温一次再热蒸汽管道，低温二次再热蒸汽管道和高温二次再热蒸汽管道与锅炉相连，其与锅炉的连接管系长度为140m。
如图1所示，在除氧间设有除氧器，所述除氧器的进汽端与低压缸相连，除氧器的进水端与低压加热器相连，除氧器的出水端与给水泵相连。
在锅炉的近端一侧或锅炉的一个侧面设置脱硝钢架，脱硝钢架设有多层，底层设有风机和风道，中间层设有烟道，上层设有脱硝装置。在脱硝钢架的上部设置一前置机房，其距离地面60m，并且其中心距离地面70m。
如图1所示，前置机房设有第一汽轮发电机，所述第一汽轮发电机还设有超高压缸、背压抽汽式小汽轮机、高压加热器、给水泵和第二发电机。其中，第一汽轮发电机体积小，为465m3，其出力为第二汽轮发电机的20％-40％。
前置机房设有单台机组，其中单台机组前置机房的体积为36000m3，前置机房以主给水管道、主蒸汽管道和低温一次再热蒸汽管道与锅炉相连。
本实施例1高位布置的前置汽轮发电机房能够将主蒸汽管道场地缩小50％-70％，并且主蒸汽管道的相对长度能够达到2/9，绝对长度≤40m，前置机房与锅炉的连接管系长度能够缩短到40m，能够将主蒸汽管道的成本节省50％，总体造价降低20％，管道效率提高50％以上。
实施例2
图4是本发明实施例2中脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房的结构图。
本发明的实施例2与实施例1相似，区别在于：将脱硝钢架布置在锅炉侧面。
本实施例2高位布置的前置汽轮发电机房能够将主蒸汽管道距离缩小50％-70％，并且主蒸汽管道的相对长度能够达到2/9，绝对长度≤40m，前置机房与锅炉的连接管系长度能够缩短到40m，能够将主蒸汽管道的成本节省50％，总体造价降低20％，主蒸汽管道效率提高50％以上。
对比例1
与实施例1相比，区别在于：将前置机房布置在脱硝钢架的侧面。本对比例1所使用的主蒸汽管道比实施例1、实施例2所使用的主蒸汽管道长，主蒸汽管道的成本只能节省30％，总体造价降低10％。
对比例2
与实施例1相比，区别在于：将前置机房布置在脱硝钢架的下部。
本对比例1所使用的主蒸汽管道比实施例1、实施例2所使用的主蒸汽管道长，主蒸汽管道的成本只能节省20％，总体造价降低8％。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (11)

1.一种与脱硝钢结构合并高位布置的前置汽轮发电机房，其特征在于，所述机房包括：锅炉、煤仓间、除氧间、第一汽轮发电机、第二汽轮发电机和脱硝装置；
其中在所述锅炉的一侧相邻设置所述煤仓间，并且在所述煤仓间的远端一侧相邻设置除氧间，并且在所述除氧间的远端一侧相邻设置一汽机房，所述汽机房中设有第二汽轮发电机，在所述第二汽轮发电机设有高压缸、中压缸、低压缸、低压加热器及除氧器、凝汽器和凝结水泵和第一发电机；
并且在所述锅炉的近端一侧或锅炉的一个侧面设置复合钢架，在所述复合钢架上方设置一前置机房，所述前置机房内设有所述的第一汽轮发电机，并且所述复合钢架设有多层，底层设有风机和风道，中间层设有烟道，上层设有脱硝装置；所述第一汽轮发电机还设有超高压缸、背压抽汽式小汽轮机、高压加热器、给水泵和第二发电机。
2.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述复合钢架为脱硝钢架。
3.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述的除氧间设有除氧器，所述除氧器的进汽端与所述的低压缸相连，除氧器的进水端与所述的低压加热器相连，除氧器的出水端与所述的给水泵相连。
4.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述前置机房以主给水管道、主蒸汽管道和低温一次再热蒸汽管道与锅炉相连。
5.如权利要求4所述的机房，其特征在于，所述主蒸汽管道距离减少50％-70％。
6.如权利要求4所述的机房，其特征在于，所述前置机房与锅炉的连接管系长度为40m。
7.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述第一汽轮发电机为汽轮发电机组的高压轴系部分。
8.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述第二汽轮发电机为汽轮发电机组的低压轴系部分。
9.如权利要求8所述的机房，其特征在于，所述第二汽轮发电机与权利要求1所述锅炉之间高温接口距离为80m。
10.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述前置机房距离地面的距离为60m。
11.如权利要求1所述的机房，其特征在于，所述前置机房设有单台机组，体积为36000m3。
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