CN107023337B - 汽轮机抽凝背系统及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽轮机抽凝背系统及其调节方法，这种汽轮机抽凝背系统包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器和供热系统，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸同轴连接，汽轮机中压缸排汽通过连通管与汽轮机低压缸连接，连通管上装有第一阀门，供热系统的供热抽汽来自汽轮机中压缸排汽；所述汽轮机中压缸与第一阀门之间还通过供热抽汽管连接有供热系统，所述供热抽汽管上设置有第二阀门；所述凝汽器与汽轮机低压缸相连；所述的阀门均具有调节和截止功能。该系统在无需更换汽轮机转子或叶片的情况下，就能实现汽轮机在纯凝工况、抽汽工况及背压工况之间切换运行。

Description

汽轮机抽凝背系统及其调节方法

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种汽轮机抽凝背系统及调节方法，尤其适用于进行供热的火电厂。

背景技术

目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例。对于火力发电厂，汽轮机的乏汽通常是通过空冷或者水冷方式直接排放掉的，这就造成了巨大的冷端损失。例如300MW亚临界纯凝机组的能量利用率约为38％，其中冷端损失约占45％，采用抽汽供热后机组的能量利用率提升至60％，但是仍有20％的冷凝低温余热被排放掉，这部分热量由于品位低而难以直接利用。目前回收这部分热量利用最多的技术为吸收式热泵技术与低真空供热技术，该两种技术分别有投资大、对汽轮机本体改动大等不利因素。如专利“热电厂回收吸收式热泵余热水水式供热系统(专利号201110211962.8)”，系统比较复杂，各设备投资较高；如“300MW机组低压缸双背压双转子互换装置(专利号201320013166.8)”和“一种光轴高背压供热汽轮机(专利号201610251992.4)”，在供热与非供热期间，需要进行转子更换，不仅投资增大了，而且更换期间需启停机组，影响了发电经济效益。

发明内容

基于上述情况，本发明克服现有技术中对汽轮机本体改动大、投资大的问题，提出了一种设计合理，性能可靠，有利于实现机组排汽余热全部回收利用的一种汽轮机抽凝背系统及其调节方法。包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器和供热系统，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸同轴连接，汽轮机中压缸排汽通过连通管与汽轮机低压缸连接，连通管上装有第一阀门，供热系统的供热抽汽来自汽轮机中压缸排汽；所述汽轮机中压缸与第一阀门之间还通过供热抽汽管连接有供热系统，所述供热抽汽管上设置有第二阀门；所述凝汽器与汽轮机低压缸相连；所述的阀门均具有调节和截止功能。该系统在无需更换汽轮机转子或叶片的情况下，就能实现汽轮机在纯凝工况、抽汽工况及背压工况之间切换运行。

优选的是，所述汽轮机低压缸还连接有冷却蒸汽管，冷却蒸汽管与连通管旁路、汽轮机回热系统抽汽管或辅汽联箱相连，所述冷却蒸汽管上具有第三阀门。所述汽轮机低压缸的冷却汽可以来自于连通管旁路抽汽，也可以来自于汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽。所述第三阀门主要用于调节冷却蒸汽的流量，以保证低压缸能够得到有效冷却；且在非供暖期，第三阀门起到截断的作用。

作为优选，本发明所述的汽轮机在供暖期时为背压工况运行，凝汽器仍为低真空运行，运行背压不大于15kPa，且汽轮机低压缸的后缸喷水投入运行。

本发明还提供一种针对上述汽轮机抽凝背系统的调节方法，主要有以下几个步骤：

在非供暖期，关闭第二阀门、第三阀门，全开第一阀门，汽轮机组处于纯凝工况运行。

在供暖期，打开第二阀门，调节第一阀门的开度，汽轮机组处于抽汽供热工况运行，汽轮机中压缸排汽部分输送给供热系统。

在供暖期，打开第二阀门、第三阀门，完全关闭第一阀门，汽轮机组处于背压供热工况运行，汽轮机中压缸排汽全部输送给供热系统；

此时，汽轮机低压缸仍处于真空运行，背压不大于15kPa；

此时，所述汽轮机低压缸的冷却汽可以来自于连通管旁路抽汽，也可以来自于汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽，利用冷却汽对汽轮机低压缸转子进行冷却；

此时，汽轮机低压缸的后缸喷水投入运行，对汽轮机低压缸进行冷却，降低温度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、设计合理，结构简单，性能可靠，无需更换汽轮机的转子或叶片，机组可以根据实际运行工况，合理在纯凝工况、抽汽工况及背压工况之间进行自由切换选择。

2、该发明投资非常小，而且对汽轮机本体基本无需进行改造。

3、本发明可以实现供热机组排汽余热的全部回收利用，降低余热损失，具有较高的实际运用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为汽轮机抽凝背系统的结构示意图

图2为汽轮机的连通管旁路示意图

图3为汽轮机回热系统示意图

图4为汽轮机系统的辅汽联箱示意图

图5为汽轮机后缸喷水示意图。

标号说明

1—汽轮机中压缸、2—汽轮机低压缸、3—凝汽器、4—供热系统、5—连通管、6—供热抽汽管、7—第一阀门、8—第二阀门、9—冷却蒸汽、10—第三阀门，11-减温器，12-连通管旁路

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1，该实施例涉及的汽轮机抽凝背系统，它包括：汽轮机中压缸1、汽轮机低压缸2、凝汽器3和供热系统4，汽轮机中压缸1与汽轮机低压缸2同轴连接，汽轮机中压缸1排汽通过连通管5与汽轮机低压缸2连接，连通管5上装有第一阀门7，供热系统4的供热抽汽来自汽轮机中压缸1排汽。在汽轮机中压缸1与第一阀门7之间还连接有供热抽汽管6，该供热抽汽管6与供热系统4连接。此外，汽轮机低压缸2上还连接有一根冷却蒸汽管9，该冷却蒸汽管上还设置有第三阀门10，该系统在无需更换汽轮机转子或叶片的情况下，就能实现汽轮机在纯凝工况、抽汽工况及背压工况之间切换运行。

参见图2，为汽轮机的连通管旁路，还包括减温器11；

参见图3，为汽轮机回热系统；

参见图4，为汽轮机系统的辅汽联箱；

所述汽轮机低压缸2的冷却汽可以来自于连通管旁路12抽汽，也可以来自于汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽。

参见图5，为汽轮机后缸喷水；

当汽轮机组处于背压供热工况运行时，汽轮机低压缸2的后缸喷水投入运行。

该实施例涉及的调节方法如下：

在非供暖期，关闭第二阀门8、第三阀门10，全开第一阀门7，汽轮机组处于纯凝工况运行。

在供暖期，打开第二阀门8，调节第一阀门7的开度，汽轮机组处于抽汽供热工况运行，汽轮机中压缸1的排汽部分输送给供热系统。

在供暖期，打开第二阀门8、第三阀门10，完全关闭第一阀门7，汽轮机组处于背压供热工况运行，汽轮机中压缸1的排汽全部输送给供热系统；

此时，汽轮机低压缸2和凝汽器3仍处于真空运行，背压不大于15kPa；

此时，所述汽轮机低压缸2的冷却汽可以来自于连通管旁路12抽汽，也可以来自于汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽，利用冷却汽对汽轮机低压缸2的转子进行冷却；

此时，汽轮机低压缸2的后缸喷水投入运行，对汽轮机低压缸2进行冷却，降低温度。

需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽轮机抽凝背系统的调节方法，所述汽轮机抽凝背系统包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器和供热系统，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸同轴连接，汽轮机中压缸排汽通过连通管与汽轮机低压缸连接，连通管上装有第一阀门，供热系统的供热抽汽来自汽轮机中压缸排汽；所述汽轮机中压缸与第一阀门之间还通过供热抽汽管连接有供热系统，所述供热抽汽管上设置有第二阀门；所述凝汽器与汽轮机低压缸相连；所述的阀门均具有调节和截止功能；所述汽轮机低压缸还连接有冷却蒸汽管，冷却蒸汽管与连通管旁路、汽轮机回热系统抽汽管或辅汽联箱相连，所述冷却蒸汽管上具有第三阀门，其特征在于：所述汽轮机抽凝背系统的调节方法的步骤如下：

S1：在非供暖期，关闭第二阀门、第三阀门，全开第一阀门，汽轮机组处于纯凝工况运行；

S2：在供暖期，打开第二阀门，调节第一阀门的开度，汽轮机组处于抽汽供热工况运行，汽轮机中压缸排汽部分输送给供热系统；

S3：在供暖期，打开第二阀门、第三阀门，完全关闭第一阀门，汽轮机组处于背压供热工况运行，汽轮机中压缸排汽全部输送给供热系统。

2.如权利要求1所述的一种汽轮机抽凝背系统的调节方法，其特征在于，所述汽轮机组处于背压供热工况运行，汽轮机低压缸仍处于真空运行，背压不大于15kPa。

3.如权利要求1所述的一种汽轮机抽凝背系统的调节方法，其特征在于，在步骤S3中，所述汽轮机低压缸的冷却汽来自于连通管旁路抽汽、汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽中的任意一种，利用冷却汽对汽轮机低压缸转子进行冷却。

4.如权利要求1所述的一种汽轮机抽凝背系统的调节方法，其特征在于，在步骤S3中，所述汽轮机低压缸的后缸喷水投入运行，对汽轮机低压缸进行冷却，降低温度。