CN106014503A - 双背压非对称汽轮机低压缸模块系统及其运行方法 - Google Patents

双背压非对称汽轮机低压缸模块系统及其运行方法 Download PDF

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赵文波
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王虎
郭婷婷
张志刚
吴智泉
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Abstract

本发明涉及一种双背压非对称汽轮机低压缸模块系统及其运行方法，所述系统包括安装在汽轮机平台的低压缸，与低压缸连接的高背压表面式凝汽器，安装在低压缸内部的短末级叶片组，安装在汽轮机平台低压缸，与低压缸连接的低背压表面式凝汽器，安装在低压缸内部的长末级叶片组，连接中压缸排汽的中低缸压连通管，安装在低背压凝汽器循环水入口处的循环水管道，安装在高背压凝汽器循环水出口管道的循环水管道；汽轮机中压缸排汽经中低压连通管分别进入第一低压缸和第二低压缸，蒸汽在第一低压缸、第二低压缸中做功后分别排入高背压表面式凝汽器、低背压表面式凝汽器进行表面换热。

Description

双背压非对称汽轮机低压缸模块系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及冷却塔能量回收利用技术领域，具体涉及一种双背压非对称汽轮机低压缸模块系统及其运行方法。
背景技术
对于火力发电机组，汽轮机背压每降低1kPa，机组供电煤耗降低约1.0-3.0g/(kW·h)，因此降低汽轮机背压将显著提高发电效率；更长的末级叶片可以应用于更低机组排汽背压，可以提高机组发电效率。
当前火电双背压机组低压缸模块普遍采用的是对称系统，即低压缸采用几何对称布置。虽然采用双背压凝汽器，但不同背压对应相同的低压缸模块，即对应相同的低压末级叶片和排汽面积，无法全部发挥双背压凝汽器优势，双背压做功增加能力有限。
火力发电机组基于蒸汽朗肯动力循环理论，机组发电时汽轮机排汽需要产生大量的能源损失，约占机组输入能量的40％。对于双背压机组，采用相同低压缸模块时，低压缸末级叶片组对称布置，同一长度的末级叶片组无法和不同的背压同时最佳匹配，因为导致双背压机组的不同背压效果无法充分发挥。
此外，双背压机组采用对称低压缸模块和相同长度等级末级叶片时候，难以平衡两侧末级叶片工作状况，容易出现一侧叶片组工作状况劣化。
有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种本发明涉及冷却塔能量回收利用技术领域，具体涉及一种双背压非对称汽轮机低压缸模块系统使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种发挥双背压凝汽器的节能优势，提高机组运行经济性，采用不同长度末级叶片组来适应不同背压工作条件，提高机组运行安全性的双背压非对称汽轮机低压缸模块系统。
本发明双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，包括安装在汽轮机平台的低压缸，与低压缸连接的高背压表面式凝汽器，安装在低压缸内部的短末级叶片组，安装在汽轮机平台低压缸，与低压缸连接的低背压表面式凝汽器，安装在低压缸内部的长末级叶片组，连接中压缸排汽的中低缸压连通管，安装在低背压凝汽器循环水入口处的循环水管道，安装在高背压凝汽器循环水出口管道的循环水管道；汽轮机中压缸排汽经中低压连通管分别进入第一低压缸和第二低压缸，蒸汽在第一低压缸、第二低压缸中做功后分别排入高背压表面式凝汽器、低背压表面式凝汽器进行表面换热。汽轮机循环水系统管路中循环水进入低背压凝汽器冷却第二低压缸的排汽后，进入高背压凝汽器循环水侧冷却第一低压缸的排汽。
进一步地，所述的第一低压缸为高背压低压缸，第二低压缸为低背压低压缸。
进一步地，长末级叶片组的长度大于短末级叶片组的长度，长末级叶片组的长度与短末级叶片组的长度关系为：背压越低，对应末级叶片长度越长。即，
l h l l ∝ p l p h - - - ( 1 )
其中，lh分别为高背压低压缸的短末级叶片组长度，ll为低背压低压缸的长末级叶片组长度，ph为高背压低压缸排汽压力，pl为低背压低压缸排汽压力。
本发明双背压非对称汽轮机低压缸模块系统运行方法，包括上述的双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，所述方法包括：汽轮机中压缸排汽通过中低压缸蒸汽连通管7分别进入两个低压缸，其中，第二低压缸由于背压较低，进汽量比第一低压缸进汽量大，容积流量比第一低压缸进汽量大大，相对应末级叶片为长叶片组；第一低压缸背压相对较高，进汽量较第二低压缸少，因此末级叶片采用相对较短的叶片组即可；汽轮机冷却循环水由循环水管路首先进入低背压凝汽器，冷却第二低压缸的排汽，然后继续冷却第一低压缸的排汽，由于循环水先进入低背压凝汽器而后进入高背压凝汽器，循环水温度逐渐升高，从而形成高、低背压压凝汽器。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明一方面非对称不同长度末级叶片组可进一步发挥双背压凝汽器的节能优势，提高机组运行经济性；另一方面采用不同长度末级叶片组来适应不同背压工作条件，提高机组运行安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中，1为高背压低压缸，2为低背压低压缸，3为高背压凝汽器，4为低背压凝汽器，5为进低背压凝汽器4循环水给水管路，6为出高背压凝汽器3循环水回水管路，7为中压缸排汽至低压缸的中低压缸蒸汽连通管，8为高背压低压缸1的短末级叶片组，9为低背压低压缸2的长末级叶片组，10为连接汽轮机低压缸的转子主轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提出设置非对称低压缸模块系统及其非对称末级叶片组，来实现不同背压对应不同长度的低压缸末级叶片组，一方面非对称不同长度末级叶片组可进一步发挥双背压凝汽器的节能优势，提高机组运行经济性；另一方面采用不同长度末级叶片组来适应不同背压工作条件，提高机组运行安全性。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，包括安装在汽轮机平台的高背压低压缸1、低背压低压缸2，安装在高背压低压缸1、低背压低压缸2入口处的中低压连通管7，安装在高背压低压缸1内部的短末级叶片组8，安装在低背压低压缸2内部的长末级叶片组9，安装在高背压低压缸1下部的高背压凝汽器3，安装在低背压低压缸2下部的低背压凝汽器4。所述低背压凝汽器4与循环水入口管路5的连接方式是：循环水经升压后 进入低背压凝汽器4，冷却低背压低压缸2的排汽后出低背压凝汽器4；所述高背压凝汽器3与循环水出口管路6的连接方式是：经冷却低背压凝汽器4的循环水进入高背压凝汽器3，冷却高背压低压缸2的排汽后出高背压凝汽器3；所述中低压缸蒸汽连通管7与高背压低压缸1、低背压低压缸2的连接方式是：中压缸排汽经过中低压缸蒸汽连通管7分成两部分，一部分到高背压低压缸1，一部分到低背压低压缸2；所述高背压低压缸1与短末级叶片组8的连接方式是：高背压低压缸1为汽轮机静子部分，短末级叶片组8安装在高背压低压缸1内转子部分的主轴10上；所述低背压低压缸2与长末级叶片组9的连接方式是：低背压低压缸2为汽轮机静子部分，长末级叶片组9安装在低背压低压缸2内转子部分的主轴10上。
如附图1所示，本发明所述系统双背压非对称汽轮机低压缸模块系统的运行方法为：
汽轮机中压缸排汽通过中低压缸蒸汽连通管7分别进入两个低压缸，其中，低压缸2由于背压较低，进汽量也随之较大，容积流量大，相对应末级叶片为长叶片组9；低压缸1背压相对较高，进汽量较低压缸2少，因此末级叶片采用相对较短的叶片组8即可；汽轮机冷却循环水由循环水管路5首先进入低背压凝汽器4，冷却低压缸2的排汽，然后继续冷却低压缸1的排汽，由于循环水先进入凝汽器4而后进入凝汽器3，循环水温度逐渐升高，从而形成高、低背压压凝汽器。由于低背压低压缸2采用较长的末级叶片组，进入低背压低压缸2的蒸汽容积流量相对高背压低压缸1增加，即更多的蒸汽进入更低背压的低压缸做功，在机组相同进汽量条件下等效焓降增加，因而提高了机组效率。
由于汽轮机低压缸2的背压相对较低，蒸汽容积流量较大，因此需要较长的末级叶片才能满足其做功需求，且可以防止低压缸安全事故隐患，较长的末级叶片也可以增加电功率，大幅提高了机组整体循环热效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，其特征在于，包括安装在汽轮机平台的低压缸，与低压缸连接的高背压表面式凝汽器，安装在低压缸内部的短末级叶片组，安装在汽轮机平台低压缸，与低压缸连接的低背压表面式凝汽器，安装在低压缸内部的长末级叶片组，连接中压缸排汽的中低缸压连通管，安装在低背压凝汽器循环水入口处的循环水管道，安装在高背压凝汽器循环水出口管道的循环水管道；汽轮机中压缸排汽经中低压连通管分别进入第一低压缸和第二低压缸，蒸汽在第一低压缸、第二低压缸中做功后分别排入高背压表面式凝汽器、低背压表面式凝汽器进行表面换热。汽轮机循环水系统管路中循环水进入低背压凝汽器冷却第二低压缸的排汽后，进入高背压凝汽器循环水侧冷却第一低压缸的排汽。
2.根据权利要求1所述的双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，其特征在于，所述的第一低压缸为高背压低压缸，第二低压缸为低背压低压缸。
3.根据权利要求1所述的双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，其特征在于，长末级叶片组的长度大于短末级叶片组的长度，长末级叶片组的长度与短末级叶片组的长度关系为：背压越低，对应末级叶片长度越长。即，
l h l l ∝ p l p h - - - ( 1 )
其中，lh分别为高背压低压缸的短末级叶片组长度，ll为低背压低压缸的长末级叶片组长度，ph为高背压低压缸排汽压力，pl为低背压低压缸排汽压力。
4.一种双背压非对称汽轮机低压缸模块系统运行方法，其特征在于，包括权利要求1至3任一所述的双背压非对称汽轮机低压缸模块系统，所述方法包括：汽轮机中压缸排汽通过中低压缸蒸汽连通管7分别进入两个低压缸，其中，第二低压缸由于背压较低，进汽量比第一低压缸进汽量大，容积流量比第一低压缸进汽量大大，相对应末级叶片为长叶片组；第一低压缸背压相对较高，进汽量较第二低压缸少，因此末级叶片采用相对较短的叶片组即可；汽轮机冷却循环水由循环水管路首先进入低背压凝汽器，冷却第二低压缸的排汽，然后继续冷却第一低压缸的排汽，由于循环水先进入低背压凝汽器而后进入高背压凝汽器，循环水温度逐渐升高，从而形成高、低背压压凝汽器。
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