CN106194284A - 一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，对一次再热机组，包括步骤：1）将高压缸的高压内缸采用直接排汽的结构；2）用压力平衡管将并联的汽源一和汽源二接入高压内外缸间的夹层；3）汽轮机冷态启机时，打开第一截止阀，调整第一节流阀的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀和第一节流阀，打开第二截止阀和第二节流阀，使用汽源二来建立夹层蒸汽压力，并有高压前后端汽封漏汽漏入高压内外缸间的夹层；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源和阀门，以建立高压内外缸间的夹层合适的温度场和压力场，适应高压内外缸压力场和温度场的变化。该方法同样适用于二次再热机组超高压缸。

Description

一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法
技术领域
本发明涉及高参数汽轮机组的高温高压模块，具体地讲是一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法。
背景技术
随着汽轮机技术的不断发展，超超临界一次再热、二次再热汽轮机组的进汽参数不断升高，进汽压力已经达到28MPa~35MPa，温度600℃，并且随着技术的发展，将来还可能达到35~40MPa/700℃。提高蒸汽参数在提高机组效率的同时也提高了汽轮机高温高压模块的设计难度，为此汽轮机高温高压缸体设计方案不断优化和创新。
目前市场上传统高温高压模块设计方案如图1，包括高压内缸体1、高压外缸体3，高压排汽直接进入高压内外缸夹层2，高压内缸体1承受着进汽压力、温度和内外缸夹层压力、温度形成的压差和温差；高压外缸承受着内外缸夹层压力、温度和大气压、环境温度形成的压差和温差；而高压内外缸间夹层与高压排汽连通，其内部蒸汽参数为高压排汽蒸汽参数。随着锅炉、汽轮机制造和技术耐高温材料的发展，汽轮机的进口参数不断提高；高压排汽的压力随之提高（对于主蒸汽压力为28MPa的机组，其高压排汽压力在6MPa左右），高压外缸缸体压差不断提高，安全可靠性难以保障。
为此，火电汽轮机缸体设计了新的结构，内外缸夹层不与高压排汽腔室连通而与高压前、后轴封连通，另有一压力平衡管联在某压力级（或抽汽管）与夹层之间，用来建立夹层的压力，解决高压外缸缸体压差较大的问题，夹层温度由轴封漏汽温度决定。该方案在汽轮机稳定运行时高压内缸安全可靠性得到了充分保证。但该系统在启动阶段由于轴封漏入夹层汽体温度不高，通常仅有200℃，且蒸汽流量有限，换热不充分，内缸体外表面及外缸体温度上升缓慢，出现两大问题：
1、内缸体内外温差大，缸体热应力过大，安全可靠性差；
2、内外缸体、汽轮机转子温度不匹配，汽轮机胀差不畅，严重时将导致通流磨损，毁坏汽轮机。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，采用该方法能控制高压内缸与外缸之间夹层蒸汽参数，使高压内缸及外缸的温度场和压力场分布合理，解决了高参数及一、二次再热汽轮机高排压力高的问题，保证了机组在全寿命运行周期内的安全可靠性。将其用于汽轮机启动前高压缸或超高压缸的预暖，还能减少高压缸或超高压缸启动时的温差。
对于一次再热机组，实现本发明的技术方案是：
一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将高压缸的高压内缸采用直接排汽的结构，高压排汽不进入高压内外缸间的夹层；
2）用压力平衡管一端接入高压内外缸间的夹层，另一端接入并联的汽源一和汽源二；所述汽源一管道上设有第一截止阀和第一节流阀；所述汽源二管道上设有第二截止阀和第二节流阀；
3）汽轮机启动过程中打开第一截止阀，调整第一节流阀的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；
4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀和第一节流阀，打开第二截止阀和第二节流阀，使用汽源二来建立夹层蒸汽压力，并有高压前后端汽封漏汽漏入高压内外缸间的夹层；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源和阀门，以建立高压内外缸间的夹层合适的温度场和压力场，适应高压内外缸压力场和温度场的变化。
所述汽源一和汽源二均可来自汽轮机内部抽、排汽或外部汽源。
所述外部汽源包括辅助汽源、启动锅炉或其它汽轮机系统蒸汽。
所述高压内外缸间的夹层接入的汽源压力低于高压排汽压力时，高压排汽口处设置有汽封，允许汽封漏气进入高压内外缸间的夹层。
所述压力平衡管上设有疏水阀，在机组启动暖机时，用来排出凝结水。
对于二次再热机组，实现本发明的技术方案是：
一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将超高压缸的超高压内缸采用直接排汽的结构，高压排汽不进入超高压内外缸间的夹层；
2）用压力平衡管一端接入超高压内外缸间的夹层，另一端接入并联的汽源一和汽源二；所述汽源一管道上设有第一截止阀和第一节流阀；所述汽源二管道上设有第二截止阀和第二节流阀；
3）汽轮机启动过程中，打开第一截止阀，调整第一节流阀的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；
4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀和第一节流阀，打开第二截止阀和第二节流阀，使用汽源二来建立夹层蒸汽压力，并有超高压前后端汽封漏汽漏入超高压内外缸间的夹层；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源和阀门，以建立超高压内外缸间的夹层合适的温度场和压力场，适应超高压内外缸压力场和温度场的变化。
所述汽源一和汽源二均来自汽轮机内部抽、排汽或外部汽源。
所述外部汽源包括辅助汽源、启动锅炉或其它汽轮机系统蒸汽。
所述超高压内外缸间的夹层接入的汽源压力低于高压排汽压力时，高压排汽口处设置有汽封，允许汽封漏气进入超高压内外缸间的夹层。
所述压力平衡管上设有疏水阀，在机组启动暖机时，用来排出凝结水。
本发明的有益效果是：
1、能够根据实际运行情况需要，通过控制并联汽源接口，控制高压内缸或超高压内缸与外缸之间夹层蒸汽参数，使高压内缸或超高压内缸、外缸的温度场和压力场分布合理，解决了高参数及一、二次再热汽轮机高排压力高的问题。
2、该系统的并联汽源接口可用于汽轮机启动前高压缸的预暖，减少高压缸或超高压缸启动时的温差。
附图说明
图1为传统汽轮机高压缸夹层示意图；
图2为本发明的一次再热机组系统结构示意图；
图3为本发明的二次再热机组系统结构示意图。
图中标号：1—高压内缸，2—高压内外缸间的夹层，3—高压外缸，4—压力平衡管，5—汽源一，6—汽源二，7—第一节流阀，8—第一截止阀，9—第二节流阀，10—第二截止阀，11—疏水阀，12—超高压内缸，13—超高压内外缸间的夹层，14—超高压外缸。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，对于一次再热机组，一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，包括如下步骤：
1）将高压缸的高压内缸1采用直接排汽的结构，高压排汽不进入高压内外缸间的夹层2；
2）用压力平衡管4一端接入高压内外缸间的夹层2，另一端接入并联的汽源一5和汽源二6；所述汽源一5和汽源二6均可来自汽轮机内部抽、排汽或外部汽源。所述外部汽源包括辅助汽源、启动锅炉或其它汽轮机系统蒸汽。
3）汽轮机冷态启机时，打开第一截止阀8，调整第一节流阀7的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；
4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀8和第一节流阀7，打开第二截止阀10和第二节流阀9，用三抽蒸汽来建立夹层蒸汽压力，并有高压前后端汽封漏汽漏入高压内外缸间的夹层2；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源二6的第二节流阀9，以建立高压内外缸间的夹层2合适的温度场和压力场，适应高压内外缸1、3压力场和温度场的变化。
当所述高压内外缸间的夹层2接入的汽源压力低于高压排汽压力时，高压排汽口处设置有汽封，允许汽封漏气进入高压内外缸间的夹层2。
所述压力平衡管4上还设有疏水阀11，在机组启动暖机时，用来排出凝结水。
实施例2
如图3所示，对于二次再热机组，一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，包括如下步骤：
1）将超高压缸的超高压内缸12采用直接排汽的结构，高压排汽不进入超高压内外缸间的夹层13；
2）用压力平衡管4一端接入超高压内外缸间的夹层13，另一端接入并联的汽源一5和汽源二6；所述汽源一5和汽源二6均可来自汽轮机内部抽、排汽或外部汽源。所述外部汽源包括辅助汽源、启动锅炉或其它汽轮机系统蒸汽。
3）汽轮机冷态启机时，打开第一截止阀8，调整第一节流阀7的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；
4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀8和第一节流阀7，打开第二截止阀10和第二节流阀9，用三抽蒸汽来建立夹层蒸汽压力，并有超高压前后端汽封漏汽漏入超高压内外缸间的夹层13；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源二6的第二节流阀9，以建立超高压内外缸间的夹层13合适的温度场和压力场，适应超高压内外缸12、14压力场和温度场的变化。
当所述超高压内外缸间的夹层13接入的汽源压力低于高压排汽压力时，高压排汽口处设置有汽封，允许汽封漏气进入超高压内外缸间的夹层13。
所述压力平衡管4上还设有疏水阀11，在机组启动暖机时，用来排出凝结水。

Claims (10)

1.一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将高压缸的高压内缸采用直接排汽的结构，高压排汽不进入高压内外缸间的夹层；
2）用压力平衡管一端接入高压内外缸间的夹层，另一端接入并联的汽源一和汽源二；所述汽源一管道上设有第一截止阀和第一节流阀；所述汽源二管道上设有第二截止阀和第二节流阀；
3）汽轮机启动过程中，打开第一截止阀，调整第一节流阀的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；
4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀和第一节流阀，打开第二截止阀和第二节流阀，使用汽源二来建立夹层蒸汽压力，并有高压前后端汽封漏汽漏入高压内外缸间的夹层；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源和阀门，以建立高压内外缸间的夹层合适的温度场和压力场，适应高压内外缸压力场和温度场的变化。
2.根据权利要求1所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述汽源一和汽源二均来自汽轮机内部抽、排汽或外部汽源。
3.根据权利要求2所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述外部汽源包括辅助汽源、启动锅炉或其它汽轮机系统蒸汽。
4.根据权利要求1所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述高压内外缸间的夹层接入的汽源压力低于高压排汽压力时，高压排汽口处设置有汽封，允许汽封漏气进入高压内外缸间的夹层。
5.根据权利要求1所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述压力平衡管上设有疏水阀，在机组启动暖机时，用来排出凝结水。
6.一种汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将超高压缸的超高压内缸采用直接排汽的结构，超高压排汽不进入超高压内外缸间的夹层；
2）用压力平衡管一端接入超高压内外缸间的夹层，另一端接入并联的汽源一和汽源二；所述汽源一管道上设有第一截止阀和第一节流阀；所述汽源二管道上设有第二截止阀和第二节流阀；
3）汽轮机启动过程中，打开第一截止阀，调整第一节流阀的开度来控制管路蒸汽流量，进行暖机；
4）在汽轮机正常运行时，关断第一截止阀和第一节流阀，打开第二截止阀和第二节流阀，使用汽源二来建立夹层蒸汽压力，并有超高压前后端汽封漏汽漏入超高压内外缸间的夹层；在升负荷和变负荷运行过程中调整，适当调整汽源和阀门，以建立超高压内外缸间的夹层合适的温度场和压力场，适应超高压内外缸压力场和温度场的变化。
7.根据权利要求6所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述汽源一和汽源二均来自汽轮机内部抽、排汽或外部汽源。
8.根据权利要求7所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述外部汽源包括辅助汽源、启动锅炉或其它汽轮机系统蒸汽。
9.根据权利要求6所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述超高压内外缸间的夹层接入的汽源压力低于超高压排汽压力时，超高压排汽口处设置有汽封，允许汽封漏气进入超高压内外缸间的夹层。
10.根据权利要求6所述汽轮机夹层蒸汽参数调整及运行的方法，其特征在于：所述压力平衡管上设有疏水阀，在机组启动暖机时，用来排出凝结水。
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