CN105156160A - 一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，增设一台前置双缸汽轮机及其发电机，增设0号加热器，管道及其附件与主汽轮机构成本发明系统，充分利用前置汽轮机提升循环初参数的方法，优化主汽轮机压力级组参数，改善火电机组调峰性能，提升火力发电厂循环热效率和汽轮机相对内效率。对于现役机组可以增容增效和降低厂用电率，以及解决凝汽式汽轮机提供超高压超高温供热抽汽的难题。本发明在新建火电机组热力系统优化设计方面，提供了既可以充分利用热化汽流，又可以使机组适应宽负荷调峰运行的技术路径。本发明的应用实施将产生显著的节能减排经济效益和社会效益。

Description

一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统

技术领域

本发明涉及一种热力发电系统，特别涉及一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统。

背景技术

“十三五”规划火电机组在我国未来的能源结构中，仍然占55%以上，随着能源结构优化及环境保护要求的提高，火电机组需要进一步提升调峰性能并提效节能减排，以适应新能源接入电网的要求，但技术要求越来越高，难度越来越大。

研究开发高参数、大容量的火力发电机组在低负荷的高效率运行技术，一直是热能与动力学科和能源工程领域的重要课题。同时，本发明对于现役火力发电厂进行有效改造，新建火电机组优化热力系统设计，实现大规模节能和扩大供热压力选择的范围和能力，在工程实践上具有显著的现实意义。

发明内容

本发明是针对现有的火电机组需要进一步提效和调峰技术难度大的问题，提出了一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，对于现役机组可以增容增效和降低厂用电率，以及解决凝汽式汽轮机提供超高压超高温供热抽汽的难题。

本发明的技术方案为：一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，包括锅炉，带三个压力缸的主汽轮机，带两个汽缸的前置机，发电机，一级、二级旁路，阀门及其管路，凝汽器，回热加热器组，凝结水泵和0号加热器，锅炉的过热蒸汽经过热器分流成两部分：

一部分过热蒸汽进入前置汽轮机第一汽缸做功，前置汽轮机第一汽缸的一股抽汽分两路，第一路进入0号加热器，对锅炉给水进行加热，第二路作为供热抽汽经管路引入厂内外热用户；

另一部分过热蒸汽进入主汽轮机高压缸做功，主汽轮机高压缸做功后的蒸汽，一部分进入加热器组对凝结水和给水进行加热，另一部分与前置汽轮机第一汽缸排汽管的汽流汇合后，再经管路送入到再热器加热，加热后的再热蒸汽分流成两部分：一部分汽流进入前置汽轮机第二汽缸做功，前置汽轮机第二汽缸的抽汽进入加热器组对凝结水和给水进行加热，前置汽轮机第二汽缸排汽进入凝汽器；另一部分进入主汽轮机中压缸做功，中压缸抽汽进入加热器组对凝结水进行加热，中压缸排汽进入主汽轮机低压缸做功，低压缸的排汽进入凝汽器，凝汽器的凝结水经过凝结水泵进入加热器组，最后通过管路送回锅炉继续吸热；发电机由前置机驱动，发电机由主汽轮机驱动，一级旁路I与前置机第一汽缸和主汽轮机高压缸并联；二级旁路II与前置机第二汽缸和主汽轮机中压缸、低压缸并联，构成一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统。

所述带两个汽缸的前置机，当前置机的新蒸汽和再热蒸汽需要进一步升温，前置汽轮机第一汽缸和第二气缸进汽前设置升温过热器和升温再热器。

所述前置机有两个汽缸，

第一汽缸进汽参数与主汽轮机高压缸进汽参数配合，前者进汽参数等于或高于后者；第一汽缸的排汽分三种方式：第一种方式其排汽作为汽轮机高压缸进汽参数，第二种方式其排汽与汽轮机高压缸排汽参数配合进入锅炉再热器,第三种方式其排汽进入前置机第二汽缸；

所述第二汽缸进汽参数与汽轮机中压缸进汽参数配合，前者进汽参数等于或高于后者；第二汽缸的排汽分两种方式：第一种方式排汽进入主汽轮机的中压缸和回热加热器组，第二种方式其排汽进入凝汽器，第二汽缸配合主汽轮机通流参数优化，开设若干回热抽汽口。

所述前置机第一汽缸有抽汽作为0号加热器汽源，同时作为热化汽流供热和火电机组汽动辅机汽源；前置机第一汽缸排汽采用第一和第三种方式时，其分流一部分蒸汽作为0号加热器汽源，同时作为热化气流供热和火电机组汽动辅机汽源，前置机和主汽轮机通流参数统一优化，同时提高循环热效率和汽轮机相对内效率。

本发明的有益效果在于：本发明前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，前置汽轮机的第一、第二汽缸分别与主汽轮发电机组的一级、二级旁路并联方式布置，运用热力发电厂准卡诺循环原理和工质循环分流优化以及汽轮机通流参数统一优化的方法，对于新建高参数、大容量火力发电机组，本发明可以在热力系统优化的技术经济上获得收益；对于现役火力发电厂汽轮发电机组进行改造，实现深度节能和供热改造的目的。本发明在工程应用上具有显著的现实意义，将会产生巨大的火电厂节能减排的综合效益。

附图说明

图1为本发明前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统连接图；

图2为本发明前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统结构示意图。

具体实施方式

系统增设一台前置双缸汽轮机及其发电机，增设0号加热器，管道及其附件与主汽轮机构成一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，充分利用前置汽轮机提升循环初参数的方法，优化主汽轮机压力级组参数，改善火电机组调峰性能，提升火力发电厂循环热效率和汽轮机相对内效率。

如图1所示前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统连接图，系统包括火力发电厂锅炉1及过热器8，主汽轮机（带2、3、4三个压力缸），前置机（带两个汽缸5、6），一级旁路I、二级旁路II，凝汽器7，管路9、10、11、12、13、14、17和30。锅炉的过热蒸汽分流成两部分，一部分汽流经过管路10进入前置汽轮机第一汽缸5和第二汽缸6做功；另一部分汽流经主蒸汽管路9，进入主汽轮机高压缸2、中压缸3、低压缸4做功；做功后的蒸汽，分别经过管路12、13进入凝结器7，另经过管路17、30进入锅炉1。

如图2所示系统结构示意图，锅炉1的过热蒸汽经过热器8分流成两部分，一部分过热蒸汽经管路10和升温过热器31，进入前置汽轮机第一汽缸5做功，根据需要第一汽缸5部分排汽经过阀门41进入第二汽缸6，前置汽轮机第一汽缸5的一股抽汽管路24，经过阀门33、34后分两路，第一路进入0号加热器19，对锅炉1给水进行加热，第二路作为供热抽汽经管路35引入厂内外热用户36；过热蒸汽的另一部分汽流经主蒸汽管路9、打开的阀门37，进入主汽轮机高压缸2做功，主汽轮机高压缸2做功后的蒸汽，一部分进入加热器组18对凝结水和给水进行加热，另一部分经过阀门21、管路12、25与前置汽轮机第一汽缸5排汽管的汽流汇合后，再经管路送入到再热器27加热，加热后的再热蒸汽分流成两部分，一部分汽流经过升温再热器32，经过管路20进入前置汽轮机第二汽缸6做功，前置汽轮机第二汽缸6的抽汽进入加热器组18对凝结水和给水进行加热，其排汽通过阀门39、管路13进入凝汽器7；另一部分经过管路28、22和阀门40，进入主汽轮机中压缸3做功，该中压缸3有抽汽进入加热器组18对凝结水进行加热，中压缸3排汽进入主汽轮机低压缸4做功，低压缸4的排汽进入凝汽器7，凝汽器7的凝结水经过凝结水泵17进入加热器组18，再经水管路30，0号加热器19，把给水送回锅炉1继续吸热。发电机15由前置机驱动、发电机16由主汽轮机驱动。一级旁路I与前置机第一汽缸5和主汽轮机高压缸2并联；二级旁路II与前置机第二汽缸6和主汽轮机中压缸3、低压缸4并联，构成一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，达到深度节能的目的。

再热器27为锅炉自带，当前置机的新蒸汽和再热蒸汽需要进一步升温，锅炉1需要设置升温过热器31和升温再热器32。通过必要的管路切换，锅炉过热蒸汽可以不分流全部进入前置机第一汽缸5，再热蒸汽不分流全部进入前置机的第二汽缸6。

举例一种调峰运行方式是锅炉1的过热蒸汽经过过热器8，管路10，升温过热器31进入前置机第一汽缸5，其排汽一部分汽流进入主汽轮机高压缸2，一部分抽汽经过管路引导通过阀门33、34进入0号加热器19和热用户36，高压缸2的排汽经过再热器27和升温再热器32，进入前置机的第二汽缸6，该缸的排汽通过管路28、阀门40、管路22进入主汽轮机的中压缸3、低压缸4、管路12、进入凝汽器7、凝结水泵17、加热器组18、0号加热器19、进入锅炉1，完成前置机复合主汽轮机通流参数优化热力系统的调峰运行。

前置机有两个汽缸，第一汽缸5进汽参数与主汽轮机高压缸2进汽参数配合，前者一般温度等于或高于后者；第一汽缸5的排汽分三种方式：第一种方式其排汽作为汽轮机高压缸2进汽参数，第二种方式其排汽与汽轮机高压缸2排汽参数配合进入锅炉1再热器,第三种方式其排汽进入前置机第二汽缸6；第二汽6进汽参数与汽轮机中压缸3进汽参数配合，前者一般等于或高于后者；第二汽缸6的排汽分两种方式：第一种方式排汽进入主汽轮机的中压缸3和回热加热器组18，第二种方式其排汽进入凝汽器7，第二汽缸配合主汽轮机通流参数优化，根据需要，开设若干回热抽汽口。

前置机第一汽缸5有抽汽作为0号加热器19汽源，同时作为热化汽流供热和火电机组汽动辅机汽源；前置机第一汽缸5排汽采用第一和第三种方式时，其分流一部分蒸汽作为0号加热器19汽源，同时作为热化气流供热和火电机组汽动辅机汽源。前置机和主汽轮机通流参数统一优化，同时提高循环热效率和汽轮机相对内效率。

该系统可以适应宽负荷调峰运行，特别是低负荷运行时，在锅炉技术上允许的最低负荷下，工质循环分流优化，前置机第一、第二汽缸满负荷运行，汽轮机高、中、低压缸保持冷却流量和循环流量平衡，机组仍可以低负荷维持较高的循环热效率。本发明的热力系统适应于超超临界（初温600℃或以上，以及700℃等级）火电机组的新建或深度节能改造、以及亚临界火电机组的高效节能改造或凝汽式汽轮机改供热。

Claims (4)

1.一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，其特征在于，包括锅炉，带三个压力缸的主汽轮机，带两个汽缸的前置机，发电机，一级、二级旁路，阀门及其管路，凝汽器，回热加热器组，凝结水泵和0号加热器，锅炉的过热蒸汽经过热器分流成两部分：

一部分过热蒸汽进入前置汽轮机第一汽缸做功，前置汽轮机第一汽缸的一股抽汽分两路，第一路进入0号加热器，对锅炉给水进行加热，第二路作为供热抽汽经管路引入厂内外热用户；

另一部分过热蒸汽进入主汽轮机高压缸做功，主汽轮机高压缸做功后的蒸汽，一部分进入加热器组对凝结水和给水进行加热，另一部分与前置汽轮机第一汽缸排汽管的汽流汇合后，再经管路送入到再热器加热，加热后的再热蒸汽分流成两部分：一部分汽流进入前置汽轮机第二汽缸做功，前置汽轮机第二汽缸的抽汽进入加热器组对凝结水和给水进行加热，前置汽轮机第二汽缸排汽进入凝汽器；另一部分进入主汽轮机中压缸做功，中压缸抽汽进入加热器组对凝结水进行加热，中压缸排汽进入主汽轮机低压缸做功，低压缸的排汽进入凝汽器，凝汽器的凝结水经过凝结水泵进入加热器组，最后通过管路送回锅炉继续吸热；发电机由前置机驱动，发电机由主汽轮机驱动，一级旁路I与前置机第一汽缸和主汽轮机高压缸并联；二级旁路II与前置机第二汽缸和主汽轮机中压缸、低压缸并联，构成一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统。

2.根据权利要求1所述前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，其特征在于，所述带两个汽缸的前置机，当前置机的新蒸汽和再热蒸汽需要进一步升温，前置汽轮机第一汽缸和第二气缸进汽前设置升温过热器和升温再热器。

3.根据权利要求1或2所述前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，其特征在于，所述前置机有两个汽缸，

第一汽缸进汽参数与主汽轮机高压缸进汽参数配合，前者进汽参数等于或高于后者；第一汽缸的排汽分三种方式：第一种方式其排汽作为汽轮机高压缸进汽参数，第二种方式其排汽与汽轮机高压缸排汽参数配合进入锅炉再热器,第三种方式其排汽进入前置机第二汽缸；

所述第二汽缸进汽参数与汽轮机中压缸进汽参数配合，前者进汽参数等于或高于后者；第二汽缸的排汽分两种方式：第一种方式排汽进入主汽轮机的中压缸和回热加热器组，第二种方式其排汽进入凝汽器，第二汽缸配合主汽轮机通流参数优化，开设若干回热抽汽口。

4.根据权利要求3所述一种前置机复合主汽轮机通流参数优化提效调峰系统，其特征在于，所述前置机第一汽缸有抽汽作为0号加热器汽源，同时作为热化汽流供热和火电机组汽动辅机汽源；前置机第一汽缸排汽采用第一和第三种方式时，其分流一部分蒸汽作为0号加热器汽源，同时作为热化气流供热和火电机组汽动辅机汽源，前置机和主汽轮机通流参数统一优化，同时提高循环热效率和汽轮机相对内效率。