CN105822360B - 一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统，该系统增设第二背压抽汽汽缸，所述第二背压抽汽汽缸的进汽端与高压缸的出汽端相连接，第二背压抽汽汽缸的出汽端经第二凝汽器冷凝后与凝结水泵的进水端相连接。本发明的一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统能够进一步提高发电热效率、降低供电煤耗，同时增加机组出力多发电，提高投资收益率。

Description

一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统

技术领域

本发明涉及一种给水泵与前置机组同轴驱动的热力系统，具体地，涉及一含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统。

背景技术

为了提高亚临界等低参数火力发电机组的效率，目前提出了一种二次再热前置汽机技术，对低参数汽机，增设高参数的前置汽缸，通过提高火电机组主汽参数，并采用二次再热，达到提高整体热力循环效率的目的。

然而，使用该技术对亚临界低参数火电机组进行升级，需要更换新的二次再热锅炉、增加前置汽缸、更换加热器等主辅机设备，整体改造工程投资非常高,导致投资收益率较低，经济方面不具备可行性。

因此，本领域迫切需要开发一种投资收益率较高、具有经济可行性的含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种收益率较高、具有经济可行性的含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统。

本发明第一方面提供了一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统，所述系统包括：

高参数汽轮发电机组，该高参数汽轮发电机组设有超高压缸、第一背压抽汽汽缸、和第一发电机；

低参数汽轮发电机组，该低参数汽轮发电机组与所述高参数汽轮发电机组相连接，并且具有高压缸、中压缸、低压缸和第二发电机，其中所述高压缸与所述超高压缸之间连接有第一再热器；以及

回热及热力循环系统，该回热及热力循环系统与所述高参数汽轮发电机组和低参数汽轮发电机组相连接，并且设有(i)用于回热的第一高压加热器、第二高压加热器、除氧器、和低压加热器以及(ii)用于热力循环的第一凝汽器、凝结水泵、和给水泵组；

其中，所述的高参数汽轮发电机组还设有第二背压抽汽汽缸，所述第二背压抽汽汽缸的进汽端与所述高压缸的出汽端相连接，第二背压抽汽汽缸的出汽端经第二凝汽器冷凝后与凝结水泵的进水端相连接。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸与高压缸之间的连接通路上还设有第二再热器。

在另一优选例中，所述高压缸的出汽端分别与所述第二背压抽汽汽缸的进汽端和所述中压缸的进汽端相连。

在另一优选例中，所述系统还设有位于第二背压抽汽汽缸下游的第二凝汽器，所述第二凝汽器的进汽端与第二背压抽汽汽缸的出汽端相连接，所述第二凝汽器的出水端与所述凝结水泵的进水端相连接。

在另一优选例中，所述第二凝汽器的处理能力为第一凝汽器的25％－150％，较佳地，50％－100％。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸的抽汽(5，6，7)直接进入低压加热器，用于加热凝结水。

在另一优选例中，所述给水泵组包括给水主泵和给水前置泵，所述给水主泵由第一背压抽汽汽缸驱动。

在另一优选例中，所述第一背压抽汽汽缸的抽汽(1，2，3)直接进入第一高压加热器，用于加热给水。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸与第一背压抽汽汽缸和第一发电机同轴布置。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸与第一背压抽汽汽缸、第一发电机、超高压缸、和给水泵组同轴布置。

在另一优选例中，所述给水泵通过调速齿轮箱与第一背压抽汽汽缸、超高压缸、第二背压抽汽汽缸、和第一发电机同轴布置。

在另一优选例中，所述第一背压抽汽汽缸的出汽端与除氧器的进汽端相连接。

在另一优选例中，所述第一背压抽汽汽缸的抽汽端直接与第二高压加热器的进汽端相连接。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸不与超高压缸同轴布置。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸同时也不与第一背压抽汽汽缸、第一发电机、和给水泵同轴布置。

在另一优选例中，所述第二背压抽汽汽缸与第三发电机相连接，并驱动第三发电机。

在另一优选例中，所述超高压缸的出汽端直接与第二高压加热器的进汽端和第一背压抽汽汽缸的进汽端相连接。

在另一优选例中，所述系统还设有给水升压泵，所述给水升压泵由第二背压抽汽汽缸驱动。

在另一优选例中，所述给水升压泵的出水端与第二高压加热器的进水端相连接。

在另一优选例中，所述给水升压泵的进水端与给水泵组的出水端相连接。

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为现有技术的配背压抽汽汽缸的增压汽机热力系统的结构图。

图2为另一种现有技术的配背压抽汽汽缸的增压汽机热力系统的结构图。

图3为本发明实施例1所示的一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

图4为本发明实施例2所示的一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

图5为本发明实施例3所示的一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

图6为本发明实施例4所示的一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

图7为本发明实施例5所示的一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

附图标记：

C1 低压缸

C2 中压缸

C3 高压缸

C4 超高压缸

BEST 背压抽汽汽缸

BEST-1 第一背压抽汽汽缸

BEST-2 第二背压抽汽汽

A0 第一再热器

A1 第二再热器

A2 第一凝汽器

A3 凝结水泵

A4 除氧器

A5 给水泵组

A6 省煤器

A7 过热器

A8 给水主泵

A9 给水前置泵

A10 第二凝汽器

A11 给水升压泵

B0 调速齿轮箱

H1 低压加热器

H2 第一高压加热器

H3 第二高压加热器

G1 第一发电机

G2 第二发电机

G3 第三发电机

具体实施方式

发明人经过长期广泛而深入的研究发现，通过增设第二背压抽汽汽缸(BEST-2)，使得相应第一发电机的出力增加，并且能够进一步提高发电热效率，降低供电煤耗，同时增加机组出力多发电，提高投资收益率。在此基础上，本发明人完成了本发明。

术语解释

小机：小汽轮机，是主汽轮机热力系统中的辅助汽轮机。

背压式：排汽到低于大气压的真空凝汽器的汽机称为凝汽式汽机，排汽到高于大气压的管系或换热器的汽机称为背压式汽机。

抽汽：从汽机排汽前的中间抽出蒸汽。

汽缸：汽机的通流组成部分，通常按压力分为：超高压缸、高压缸、中压缸、低压缸。

再热：将汽轮机内做了部分功的蒸汽引出进行再次加热，然后引回汽轮机继续做功。这种方式称为再热。通过合理的再热，可以降低排汽湿度，提高热力循环效率。

增压：对低参数汽机，在前面串联高参数的汽缸，以提高整体热力循环效率、提升机组发电出力。

前置机组：由超高压缸、背压抽汽汽缸(BEST)、发电机、调速齿轮箱、给水泵串联成的小发电机组。

本发明的主要优点：

(1)本发明的技术方案能够进一步提高发电热效率、降低供电煤耗，同时增加机组出力多发电，提高投资收益率，使技术变得经济可行，为广泛应用创造条件，并满足部分工程在升级改造时对布置的需求。

(2)对于典型300MW亚临界机组，本发明的技术方案可降低≥30g/kW.h的供电煤耗，增加150MW出力以上，投资回收年限不到6年；对于典型600MW亚临界机组，采用本发明的技术方案，可降低≥30g/kW.h的供电煤耗，增加300MW出力以上，投资回收年限不到6年。在具有良好的节能、环保社会效益的同时，还具有良好的经济可行性。

(3)使用本发明技术方案，可灵活布置相关设备，适合部分限制条件较多的改造工程。

(4)本发明的技术方案可用于已运行的低参数火电机组改造，也可用于新建的高参数机组。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，以下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中一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

与图2所示的配背压抽汽汽缸的增压汽机热力系统相比，本发明增设了现有技术没有的第二背压抽汽汽缸(BEST-2)和第二凝汽器，如图所示，该含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统具有第一再热器、第二再热器、第一凝汽器、第二凝汽器、凝结水泵、除氧器、过热器、省煤器、给水主泵、给水前置泵、调速齿轮箱、第一发电机、第二发电机、第一背压抽汽汽缸(BEST-1)、第二背压抽汽汽缸(BEST-2)、超高压缸、高压缸、中压缸、低压缸、低压加热器、第一高压加热器、第二高压加热器。其中，高压缸、中压缸、低压缸和第二发电机等构成了低参数汽轮发电机组；超高压缸、第一背压抽汽汽缸、第一发电机构成了高参数汽轮发电机组；低参数汽轮发电机组与高参数汽轮发电机组相连接。用于回热的第一高压加热器、第二高压加热器、除氧器、低压加热器和用于热力循环的、第一凝汽器、第二凝汽器、凝结水泵、给水主泵、给水前置泵等构成了回热及热力循环系统，回热及热力循环系统与所述高参数汽轮发电机组和低参数汽轮发电机组相连接。低压加热器和高压加热器可以是多级的加热器。

图3中系统的流程如下：

由锅炉过热器出来的高参数主蒸汽进入超高压缸，做功后一部分排汽进入第一再热器加热，升温后的一次再热蒸汽进入高压缸继续做功，高压缸的排汽进入锅炉第二再热器加热，升温后的二次再热蒸汽一部分进入中压缸，做功后的中压缸排汽进入低压缸继续做功，做功后的低压缸排汽进入第一凝汽器，冷却成为凝结水。

超高压缸的一部分排汽进入第一背压抽汽汽缸(也称为BEST-1)，从第一背压抽汽汽缸的中间由前到后多处抽出蒸汽，作为第一高压加热器、除氧器的汽源。

升温后的二次再热蒸汽一部分进入第二背压抽汽汽缸(也称为BEST-2)，从第二背压抽汽汽缸的中间由前到后多处抽出蒸汽，作为部分低压加热器的汽源，排汽去第二凝汽器，冷却成为凝结水。

第一凝汽器和第二凝汽器出来的凝结水经过凝结水泵升压，进入低压加热器加热，随后进入除氧器加热并除氧。除氧器出来的凝结水经过给水泵前置泵和给水主泵升压，进入第一高压加热器加热，最后进入锅炉省煤器，进行热力循环。

给水主泵通过调速齿轮箱与超高压缸、第一背压抽汽汽缸、第一发电机、第二背压抽汽汽缸串联组成前置机组，同轴驱动；

与图2所示的配背压抽汽汽缸的增压汽机热力系统相比，本发明实施例1的含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统增加了第二背压抽汽汽缸(BEST-2)，相应第一发电机的出力增加。并且，超高压缸的通流容量进一步增加，相应第一发电机的出力增加；高压缸、中压缸的抽汽减少，相应第二发电机的出力增加；通过第二凝汽器实现汽量平衡，加大蒸汽流量。

实施例1的技术方案可降低≥30g/kW.h的供电煤耗。

实施例2

图4是本发明实施例2中一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

本发明的实施例2与实施例1相似，区别在于：第二高压加热器的抽汽从第一背压抽汽汽缸的抽汽引接，超高压缸和第一背压抽汽汽缸的通流容量增加，相应第一发电机的出力增加。

实施例2的技术方案可降低≥30g/kW.h的供电煤耗。

实施例3

图5是本发明实施例3中一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

本发明的实施例3与实施例2相似，区别在于：第二背压抽汽汽缸不再与超高压缸、第一背压抽汽汽缸、第一发电机、给水泵同轴布置，可根据工程需要，单独布置，灵活性增加。第二背压抽汽汽缸增设第三发电机，多余功率可通过第三发电机发电。

实施例3的技术方案可降低≥30g/kW.h的供电煤耗。

实施例4

图6是本发明实施例4中一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

本发明的实施例4与实施例3相似，区别在于：在第二高压加热器入口前增加给水升压泵，由第二背压抽汽汽缸驱动。对旧低参数机组改造，可以不用更换给水泵组及其驱动小机或电动机，不用更换原多级高压加热器，可以显著降低工程造价。同时给水升压泵用第二背压抽汽汽缸驱动，节省厂用电。

实施例4的技术方案可降低≥30g/kW.h的供电煤耗。

实施例5

图7是本发明实施例5中一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统的结构图。

本发明实施例5与实施例4相似，区别在于：给水升压泵设在给水泵组出口。与实施例4相比，给水升压泵的入口温度较低，升压泵的技术难度低，运行可靠性高。

实施例5的技术方案可降低≥30g/kW.h的供电煤耗。

对比例1

与实施例1相比，区别在于：第二背压抽汽汽缸的进汽端与超高压缸的出汽端相连，第二背压抽汽汽缸的出汽端与除氧器相连。

与实施例1相比，对比例1的技术方案只能降低约10g/kW.h的供电煤耗。

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 (9)

1.一种含纯凝抽汽小机的增压主机同轴驱动给水泵系统，其特征在于，包括：

高参数汽轮发电机组，该高参数汽轮发电机组设有超高压缸、第一背压抽汽汽缸、和第一发电机；

低参数汽轮发电机组，该低参数汽轮发电机组与所述高参数汽轮发电机组相连接，并且具有高压缸、中压缸、低压缸和第二发电机，其中所述高压缸与所述超高压缸之间连接有第一再热器；以及

回热及热力循环系统，该回热及热力循环系统与所述高参数汽轮发电机组和低参数汽轮发电机组相连接，并且设有(i)用于回热的第一高压加热器、第二高压加热器、除氧器、和低压加热器以及(ii)用于热力循环的第一凝汽器、凝结水泵、和给水泵组；

其中，所述的高参数汽轮发电机组还设有第二背压抽汽汽缸，所述第二背压抽汽汽缸的进汽端与所述高压缸的出汽端相连接，第二背压抽汽汽缸的出汽端经第二凝汽器冷凝后与凝结水泵的进水端相连接，所述第二背压抽汽汽缸与第一背压抽汽汽缸和第一发电机同轴布置；并且所述第二凝汽器的进汽端与所述第二背压抽汽汽缸的出汽端相连接，所述第二凝汽器的出水端与所述凝结水泵的进水端相连接；所述第二背压抽汽汽缸与高压缸之间的连接通路上还设有第二再热器。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述给水泵组通过调速齿轮箱与第一背压抽汽汽缸、超高压缸、第二背压抽汽汽缸、和第一发电机同轴布置。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二背压抽汽汽缸与第一背压抽汽汽缸、第一发电机、超高压缸、和给水泵组同轴布置。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二背压抽汽汽缸不与超高压缸同轴布置。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二背压抽汽汽缸与第三发电机相连接，并驱动第三发电机。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述超高压缸的出汽端直接与第二高压加热器的进汽端和第一背压抽汽汽缸的进汽端相连接。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还设有给水升压泵，所述给水升压泵由第二背压抽汽汽缸驱动。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述给水升压泵的出水端与第二高压加热器的进水端相连接。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述给水升压泵的进水端与给水泵组的出水端相连接。