CN104704205B - 具有给水分流除气装置的燃气和蒸汽轮机设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气和蒸气轮机设备(1)的运行方法，其中，将包含在附属的燃气轮机的膨胀后的工质内的热量，在附属的废热锅炉(6)中利用于为附属的汽轮机(3)产生蒸汽，所述汽轮机(3)具有至少一个低压部分(9)和一个高压部分(7)，其中，在废热锅炉(6)中与低压部分(9)对应配设具有低压汽包(48)的低压级(14)，其中，溶入水或蒸汽中的气体基本上从来自低压汽包(48)的用于低压部分(9)的蒸汽中除去，以及为了调整除气，通过在废热锅炉(6)内部转移热量，改变在低压汽包(48)中的蒸汽产量，在这里，通过在燃气和蒸气轮机设备(1)的中压级(42)或高压级(22)内从工质提取较少的热量，在废热锅炉(6)内部转移热量。

Description

具有给水分流除气装置的燃气和蒸汽轮机设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行燃气和蒸气轮机设备的方法，尤其用于给水除气的方法，以及涉及低压汽包(Dampftrommel)的分流除气。
背景技术
为了在火电厂的水汽循环中制成要求的水化学特性，有必要将溶入水或蒸汽中不能凝结的气体，例如氧或二氧化碳从循环去除。
通常在汽轮机凝汽器中要除去氧和惰性气体，只要汽轮机凝汽器针对此设计并适合用于除气。在水汽循环中为了碱化(pH值>7)往往规定铵的剂量。由此存在作为碳酸铵的CO2，以及只有在温度高于135℃时才能除气(化学化合物热分解)。
在火电厂中经常配备所谓在高温时除气的给水箱。在燃气和蒸汽轮机设备中常常不存在给水箱，而往往存在旁流除气装置。作为取代方式，增大的低压汽包承担给水箱的功能，在其中输入全部给水(所谓全流给水箱)。此时低压汽包含给水除气装置，以及还已知一些方案，其中除气装置安置在低压汽包上(所谓整体式除气装置)。
但也有与冷凝和给水泵的串联连接(所谓升压连接)。若需要附加CO2除气，则使用所谓旁路或旁流除气装置。这种大约50％至最大100％处理能力的除气，通常只在运行中暂时使用，例如在起动时或在有故障时，确切地说，使用至达到期望的水化学值时为止。在这之后可以重新停止除气。经除气的给水借助泵从除气装置送回给水系统。
提及的这些设备和相应的方法，需要附加的设备技术方面的耗费，而且增加设备的复杂性。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，进一步发展所提及的方法，从而降低用于除气的耗费和简化系统的运行。
为解决上述技术问题本发明规定，在这种燃气和蒸气轮机设备的运行方法中，其中，将包含在附属的燃气轮机的膨胀后的工质内的热量，在附属的废气锅炉中利用于为附属的汽轮机产生蒸汽，所述汽轮机具有至少一个低压部分和一个高压部分，其中，在废热锅炉中为低压部分配设具有低压汽包的低压级，溶入水或蒸汽中的气体基本上从来自低压汽包用于低压部分的蒸汽中除去，以及为了调整除气，通过在废热锅炉内部转移热量，改变在低压汽包中的蒸汽产量，为此在燃气和蒸气轮机设备的中压级或高压级内从工质提取较少的热量。
因此本发明的基本思想在于，在去往低压汽包的给水流中设置除气装置，不过它并不针对整个给水流设计，而是只针对低压蒸汽量或低压给水量，亦即只针对与在其中输入全部给水的增大的低压汽包的情况相比小得多的量设计。为了控制低压蒸发器蒸汽产量的增大，通过在燃气和蒸气轮机设备的中压或高压级内从工质提取较少的热量，在废热锅炉内部转移热量，从而可将更多的热量传输给低压级。其结果是导致在除气作业时能达到除气系统更高的处理能力，例如在3级压力/中间再热系统中直至达到或超过20％。
恰当地，只有需要用于蒸汽轮机低压部分的蒸汽量才除气。
有利地，为少于30％，优选地少于20％在燃气和蒸气轮机设备中所生产的蒸汽量除气。通常在3个压力/中间再热系统中，除气量处于一个约10％全部凝结水或所有产生的蒸汽量的数量级。
减少在燃气和蒸气轮机设备的中压或高压级中的热量提取，恰当地通过打开中压或高压级中的给水预热器旁通管实现。
接通和切断除气作业恰当地通过低压给水的温度调整实现，亦即通过将来自凝结水预热器-旁通管的低温凝结水，掺入在凝结水预热器内经预热的凝结水。
为实施本方法需要的燃气和蒸汽轮机设备包括燃气轮机、在烟气侧连接在燃气轮机下游用于为附属的汽轮机产生蒸汽的废热锅炉，其中，废热锅炉包括至少一个有低压汽包的低压级和一个高压级、连接在汽轮机下游的凝汽器，从凝汽器分路出凝结水管，它与两个并联的凝结水分支管连接，第一凝结水分支管用于将凝结水供给低压汽包，以及第二凝结水分支管用于将凝结水输入给水泵，给水泵在压力侧与高压级相连、以及包括除气装置，它连接在第一凝结水分支管内或上。
在这里，除气装置的配置也可以按整体的形式实现，亦即除气装置可以与低压汽包固定连接，例如设置在低压汽包上，但也可以作为单独的容器安装在低压汽包旁。
在这里，除气装置针对低压蒸汽量设计，所以与前言提及的设备相比，低压汽包的尺寸不必设计得比低压级所需要的大。
第一和第二凝结水分支管，通过设在废热锅炉内的凝结水预热器以及通过凝结水预热器-旁通管，与凝结水管连接。
为配属于高压级的给水预热器配设给水预热器-旁通管。
在给水预热器-旁通管中连接一些可调式阀。
采用本发明，提供所述的除气装置整体连接在低压汽包上的方案，这种方案需要非常低的设备技术方面的耗费，因为现在低压汽包只输入针对低压蒸汽产量的低压给水，也就是说，只是总设备水量的一个分流。
为了可调式保持此分流的大小并为了能改变除气时间，在废热锅炉内部通过热量转移改变低压蒸发器的加热。
由此在起动工作时，在火电厂低功率的情况下，可以为高温的全部给水流中比较大的分流除气(尤其是CO2)，在这种情况下，设备技术方面的耗费比较小以及运行复杂性保持在适度的范围内。
采用本发明，彻底消除了与用于由低压汽包供应的中压和高压部分作为全流给水除气装置的低压汽包和给水泵广泛连接的已知的严重缺点。这种连接方案导致在低压汽包内造成杂质提浓，这些杂质自动恶化中压和高压级的给水质量。尤其是，在这种情况下，当为了进行高压或中间再热喷射冷却器的温度调整时，高压新蒸汽或中间再热蒸汽被低质量的给水不允许地污染，上述高压或中间再热喷射冷却器被供给这种给水。
此外，采用本发明，例如在2+1连接时，此时两台燃气轮机连接一台汽轮机，存在公共给水泵的可能性，其中三台各有50％泵功率的泵保证有冗余地工作。投资成本因而下降为低于在与作为全流给水除气装置的低压汽包连接时，在那种情况下每个低压汽包需要一个自己的给水泵组。
附图说明
附图示意性表示组合式燃气和蒸汽轮机设备的水汽循环。
具体实施方式
附图示意表示组合式燃气和蒸汽轮机设备1的水汽循环。它只表示组合式燃气和蒸汽轮机设备1的汽轮机装置2。为了使视图更加清楚，图中省略燃气轮机装置。汽轮机装置2包括连接有发电机4的汽轮机3、连接在汽轮机3下游的凝汽器5、以及流过图中没有表示的燃气轮机高温排气的废热锅炉6。
汽轮机3由高压部分7、中压部分8和低压部分9组成。
废热锅炉6包括凝结水预热器10，它在进口侧可以通过其中连接凝结水泵12的凝结水管11，供给来自凝汽器5的凝结水。凝结水预热器10在出口侧一方面通过第一凝结水分支管13与水汽循环的为汽轮机3低压部分9配设的低压级14连接，以及另一方面通过第二凝结水分支管15与给水泵16连接。给水泵16通过可以用阀17关闭的循环管18与凝结水管11连接。
为了调整供给低压级14和给水泵16的凝结水温度，可以将来自凝结水管11的低温凝结水，通过可以用阀19、20关闭的凝结水预热器旁通管21，掺入在凝结水预热器10内经预热的凝结水，上述凝结水预热器旁通管21本身分路，它不仅汇入第一凝结水分支管13，而且也汇入第二凝结水分支管15。
给水泵16将从凝结水预热器10流出的经预热的凝结水，置于一个适用于水汽循环的与汽轮机3高压部分7对应配设的高压级22的压力水平。处于高压状态的凝结水可以通过高压给水预热器23作为给水供给高压级22，高压给水预热器23在出口侧通过给水管24与高压汽包25连接。
此外，为了高压给水预热器23在需要时旁通，给水泵16通过可用阀26关闭的旁通管27直接与高压汽包25连接。
高压汽包25与设置在废热锅炉6内的高压蒸发器28连接，以构成水汽循环。为了引出新蒸汽，高压汽包25与设置在废热锅炉6内的高压过热器29连接，它在出口侧与汽轮机3高压部分7的蒸汽进口30连接。
汽轮机3的高压部分7的蒸汽出口31，通过中间再热器32与汽轮机3中压部分8的蒸汽进口33连接。它的蒸汽出口34通过溢流管35与汽轮机3低压部分9的蒸汽进口36连接。汽轮机3低压部分9的蒸汽出口37与凝汽器5连接，从而形成一个闭合的水汽循环。
此外，在凝结水达到中等压力的位置从给水泵16分路出给水管38。它与中压给水预热器39连接，中压给水预热器39在出口侧通过给水管40与中压级42的中压汽包41连接。
此外，为了中压给水预热器39在需要时旁通，给水泵16的中压抽取通过可用阀43关闭的旁通管44直接与中压汽包41连接。
为了构成水汽循环，中压汽包41与设置在废热锅炉6内的中压蒸发器45连接。
为了引出中压新蒸汽，中压汽包41与中压过热器46连接，它在出口侧又通过蒸汽管47与中间再热器32，并因而与汽轮机3中压部分8的蒸汽进口33连接。
废热锅炉6的低压级14包括低压汽包48，为了构成水汽循环，它与设置在废热锅炉6内的低压蒸发器49连接。
为了引出低压新蒸汽，低压汽包48通过低压过热器50和蒸汽管51与溢流管35连接。
在本发明图示的实施例中，除气装置52连接在去往低压汽包48的给水流中。在这里，除气装置52的配置也可以按整体的形式实现，也就是说，它可以与低压汽包48固定连接，例如安置在低压汽包48上，但是它也可以作为单独的容器安装在低压汽包48旁。
为了在除气作业时能达到除气装置52更高的处理能力，通过在废热锅炉6内转移热量，有控制地提高低压锅炉49的蒸汽产量。为此，或可以打开在中压级42内的给水预热器旁通管44，或可以打开在高压级22内的给水预热器旁通管27，或也可以例如打开给水预热器旁通管44、27。通过在中压或高压级42、22的区域内提取较少的热量，使高温烟气到达凝结水预热器10，并因而能更强烈地加热凝结水，由此可以为更大量的水或蒸汽除气。

Claims (5)

1.一种用于运行燃气和蒸气轮机设备(1)的方法，其中，将包含在附属的燃气轮机的膨胀后的工质内的热量，在附属的废热锅炉(6)中利用于为附属的汽轮机(3)产生蒸汽，所述汽轮机(3)由高压部分(7)、中压部分(8)和低压部分(9)组成，其中，在废热锅炉(6)中与所述低压部分(9)对应配设具有低压汽包(48)的低压级(14)，其中，溶入水或蒸汽中的气体基本上从来自低压汽包(48)的用于低压部分(9)的蒸汽中除去，以及为了调整除气，通过在废热锅炉(6)内部转移热量，改变在低压汽包(48)中的蒸汽产量，其特征为：废热锅炉(6)还具有与中压部分(8)对应配设的中压级(42)、与高压部分(7)对应配设的高压级(22)，通过在燃气和蒸气轮机设备(1)的中压级(42)或高压级(22)内通过打开给水预热器-旁通管(44、27)从工质提取较少的热量，在废热锅炉(6)内部转移热量。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，只对需要用于蒸汽轮机(3)的低压部分(9)的蒸汽量进行除气。
3.按照权利要求1所述的方法，其中，为少于30％的在燃气和蒸气轮机设备(1)中所生产的蒸汽量进行除气。
4.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其中，通过调整低压给水的温度实现除气作业。
5.按照权利要求4所述的方法，其中，为了调整温度，将来自凝结水预热器-旁通管(21)的低温凝结水，掺入在凝结水预热器(10)内经预热的凝结水。
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