CN107202355A - 高背压双转子电热机组供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高背压双转子电热机组供热系统，在冬季供热期间，汽轮机组高背压运行，将凝汽器作为供热系统的基本热网加热器，利用机组低压缸排汽的汽化潜热对热网循环水进行一次加热，凝汽器出口热网循环水出口温度达到此工况下低压缸排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与凝汽器端差的差值；汽轮机组热网加热器作为尖峰加热器对乏汽一次加热后的热网循环水进行二次加热，将热网循环水温度提高到供热系统设计的供热温度值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高背压双转子电热机组供热系统。
背景技术
我国目前是世界上最大的温室气体排放国之一，“节能减排”是“十二五”期间我国社会经济发展的一个重要核心。提高能源利用率、加强余热回收利用是节约能源、降低碳排放、保护环境的根本措施。火力发电厂的冷端损失是电厂热力系统的最大损失。以电厂为例，在冬季额定供热工况下，汽轮机排汽损失可占燃料总发热量的39％以上。汽轮机排汽损失对于火力发电厂来说是废热排放，但对于低品位的建筑采暖而言，则构成巨大的能源浪费。如果汽轮机泛起余热能够充分回收用于供热，将大幅提高电厂的供热能力和能源利用效率，带来巨大的节能效益、环保效益与社会效益。
为了进一步提高供热能力和供热的安全可靠性，同时提高电厂的经济效益，需要把机组改为高背压双转子供热机组，改造后能够解决未来几年供热能力不足的问题。
有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种高背压双转子电热机组供热系统，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针对300MW热电联产机组进行改造，使得在冬季供热期间，汽轮机组高背压运行，将凝汽器作为供热系统的基本热网加热器，利用机组低压缸排汽的汽化潜热对热网循环水进行一次加热，凝汽器出口热网循环水出口温度达到此工况下低压缸排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与凝汽器端差的差值；汽轮机组热网加热器作为尖峰加热器对热网循环水进行二次加热，将热网循环水温度提高到供热系统设计的供热温度值，再向二次网供热。
本发明高背压双转子电热机组供热系统，包括汽轮机组、所述汽轮机组的低压缸的蒸汽输出装置连接凝汽器，还包括热网加热器、热网循环水系统以及冷水塔，其中，所述汽轮机组的高、中压缸的蒸汽输出机构连接热网加热器，热网循环水系统的热网回水管道与凝汽器水侧的进水口相连，凝汽器水侧的出水口通过热网循环水管连通热网加热器，热网加热器的出水口与热网循环水系统的热网供水管道相连，冷水塔的冷却给水管道以及冷却回水管道分别与凝汽器水侧的进水口和出水口相连，所述的热网循环水管、热网回水管道、冷却给水管道、冷却回水管道上分别设有开关阀门，所述热网循环水管上设有热网循环水泵；
在冬季供热期间，汽轮机组高背压运行，将凝汽器作为供热系统的基本热网加热器，利用机组低压缸排汽的汽化潜热对热网循环水进行一次加热，凝汽器出口热网循环水出口温度达到此工况下低压缸排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与凝汽器端差的差值；汽轮机组热网加热器作为尖峰加热器对乏汽一次加热后的热网循环水进行二次加热，将热网循环水温度提高到供热系统设计的供热温度值。
进一步地，所述汽轮机组的低压缸转子包括非供热期间使用的纯凝转子和供热期间使用的高背压转子，其中，纯凝转子级数为2×6级，高背压转子级数为2×4级，整锻无中心孔，高背压转子比纯凝转子减少两级叶轮；纯凝转子和高背压转子两端的半联轴器，在对中心、两半联轴器螺栓孔的精度一致。
进一步地，纯凝转子和高背压转子的更换结构：采用液压膨胀连轴器螺栓，依靠连轴器销孔的定位和镗孔精度保证。
进一步地，连接所述低压缸转子与电机转子的联轴器之间设有设有盘车大齿轮；
所述低压缸转子的联轴器的端面上设有第一限位凹槽或第一限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述低压缸转子的联轴器的端面上设有与所述的第一限位凹槽或第一限位凸台相适配的第二限位凸台或第二限位凹槽；
所述电机联轴器的端面上设有第三限位凹槽或第三限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述电机联轴器的端面上设有与所述的第三限位凹槽或第三限位凸台相适配的第四限位凸台或第四限位凹槽。
进一步地，将原来的低压双层内缸更换为单层内缸结构，对抽汽管道割除并重新焊接，后两级隔板改造成现场可装配的结构形式，供热工况时，低压内缸前四级供热用隔板安装在现场可装配的低压持环中，将低压持环更换为对应高背压转子的低压持环，将低压末两级隔板拆下，换为带有隔板槽保护功能的导流板，转子同时换成高背压供热转子；非供热工况时，拆除导流板，安装低压末两级隔板及带有前四级纯凝用隔板的低压持环，低压内缸配合纯凝转子运行。
进一步地，还包括汽轮机回热加热系统以及凝结水精处理系统，其中，汽轮机回热加热系统包括4台低压加热器、3台高压加热器以及2台轴封加热器，凝汽器的出水口与串联的两台低压加热器相连通，经过串联的两台低压加热器后凝结水输入至凝结水精处理系统，从凝结水精处理系统输出的凝结水通过管道输入至并联设置的两台轴封加热器中，由轴封加热器中输出的凝结水依次通过串联的另外两台低压加热器以及串联的三台高压加热器，然后凝结水输出至锅炉。
进一步地，在低压加热器和高压加热器之间还设有除氧器。
进一步地，在凝汽器汽侧壳体和后端管板之间加装管束膨胀节，后水室装有滑动支撑支座。
进一步地，在凝汽器循环水入口处设有二次滤网，热网循环水管上设有热网循环水取样接口。
进一步地，所述凝汽器的换热面积为19000m2，凝汽器换热管选用TP317L 焊接不锈钢直管。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
利用高背压机组的乏汽和提高全厂的热经济性，在热网回水和高背压机组凝汽器循环水间增设联络管，将全厂的主要热网循环水先引入高背压机组凝汽器进行一次加热，经乏汽一次加热后再送至热网加热器进行二次加热。同时对热网供回水母管进行增容，以满足热量输出的要求。
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是本发明高背压双转子电热机组供热系统的供热方式的结构示意图；
图2是本发明高背压双转子电热机组供热系统的双转子互换的其中一种结构示意图。
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。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种高背压双转子电热机组供热系统，包括汽轮机组、所述汽轮机组的低压缸的蒸汽输出装置连接凝汽器，还包括热网加热器、热网循环水系统以及冷水塔，其中，所述汽轮机组的高、中压缸的蒸汽输出机构连接热网加热器，热网循环水系统的热网回水管道与凝汽器水侧的进水口相连，凝汽器水侧的出水口通过热网循环水管连通热网加热器，热网加热器的出水口与热网循环水系统的热网供水管道相连，冷水塔的冷却给水管道以及冷却回水管道分别与凝汽器水侧的进水口和出水口相连，所述的热网循环水管、热网回水管道、冷却给水管道、冷却回水管道上分别设有开关阀门，所述热网循环水管上设有热网循环水泵；
在冬季供热期间，汽轮机组高背压运行，将凝汽器作为供热系统的基本热网加热器，利用机组低压缸排汽的汽化潜热对热网循环水进行一次加热，凝汽器出口热网循环水出口温度达到此工况下低压缸排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与凝汽器端差的差值；汽轮机组热网加热器作为尖峰加热器对乏汽一次加热后的热网循环水进行二次加热，将热网循环水温度提高到供热系统设计的供热温度值。
本实施例，充分利用高背压机组的乏汽和提高全厂的热经济性，在热网回水和高背压机组凝汽器循环水间增设联络管，将全厂的主要热网循环水先引入高背压机组凝汽器进行一次加热，经乏汽一次加热后再送至热网加热器进行二次加热。同时对热网供回水母管进行增容，以满足热量输出的要求。
实施例2
本实施例高背压双转子电热机组供热系统，在实施例1的基础上，所述汽轮机组的低压缸转子包括非供热期间使用的纯凝转子和供热期间使用的高背压转子，其中，纯凝转子级数为2×6级，高背压转子级数为2×4级，整锻无中心孔，高背压转子比纯凝转子减少两级叶轮；纯凝转子和高背压转子两端的半联轴器，在对中心、两半联轴器螺栓孔的精度一致。
进一步地，纯凝转子和高背压转子的更换结构：采用液压膨胀连轴器螺栓，依靠连轴器销孔的定位和镗孔精度保证。
所谓低压缸高背压双转子互换，即：供热期间使用动静叶片级数相对减少的低压转子，凝汽器高背压运行；非供备热期使用原设计配的转子，凝汽器低背压运行。在冬季采暖期间利用新设计的转子机组高背压运行，发挥其改造后的供热能力，夏季纯凝工况运行换回原来的转子，保证企业全年综合盈利能力的大幅提升。
如图2所示，上述各实施例中，连接所述低压缸转子与电机转子的联轴器之间设有设有盘车大齿轮5；
所述低压缸转子的联轴器23的端面上设有第一限位凸台24，所述盘车大齿轮面对所述低压缸转子的联轴器23的端面上设有与所述的第一限位凸台相适配的第二限位凹槽51；
所述电机联轴器31的端面上设有第三限位凹槽，所述盘车大齿轮面对所述电机联轴器的端面上设有与所述的第三限位凹槽相适配的第四限位凸台52。
本实施例还可以为如下结构的拓展(未有视图)：其一结构，所述低压缸转子的联轴器的端面上设有第一限位凹槽，所述盘车大齿轮面对所述低压缸转子的联轴器23的端面上设有与所述的第一限位凹槽相适配的第二限位凸台。
所述电机联轴器的端面上设有第三限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述电机联轴器的端面上设有与所述的第三限位凸台相适配的第四限位凹槽。
或其二结构，所述低压缸转子的联轴器的端面上设有第一限位凹槽，所述盘车大齿轮面对所述低压缸转子的联轴器的端面上设有与所述的第一限位凹槽相适配的第二限位凸台。
所述电机联轴器的端面上设有第三限位凹槽，所述盘车大齿轮面对所述电机联轴器的端面上设有与所述的第三限位凹槽相适配的第四限位凸台。
或其三结构，所述低压缸转子的联轴器的端面上设有第一限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述低压缸转子的联轴器的端面上设有与所述的第一限位凸台相适配的第二限位凹槽。
所述电机联轴器的端面上设有第三限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述电机联轴器的端面上设有与所述的第三限位凸台相适配的第四限位凹槽。
上述各实施例中，所述的汽轮机为对上海汽轮机厂有限公司生产 C300-16.7/0.43/537/537型汽轮机的进行改变结构得到的汽轮机，其中，将原来的低压双层内缸更换为单层内缸结构，对抽汽管道割除并重新焊接，后两级隔板改造成现场可装配的结构形式，供热工况时，低压内缸前四级供热用隔板安装在现场可装配的低压持环中，将低压持环更换为对应高背压转子的低压持环，将低压末两级隔板拆下，换为带有隔板槽保护功能的导流板，转子同时换成高背压供热转子；非供热工况时，拆除导流板，安装低压末两级隔板及带有前四级纯凝用隔板的低压持环，低压内缸配合纯凝转子运行。
上述各实施例中，还包括汽轮机回热加热系统以及凝结水精处理系统，其中，汽轮机回热加热系统包括4台低压加热器、3台高压加热器以及2台轴封加热器，凝汽器的出水口与串联的两台低压加热器相连通，经过串联的两台低压加热器后凝结水输入至凝结水精处理系统，从凝结水精处理系统输出的凝结水通过管道输入至并联设置的两台轴封加热器中，由轴封加热器中输出的凝结水依次通过串联的另外两台低压加热器以及串联的三台高压加热器，然后凝结水输出至锅炉。
上述各实施例中，在低压加热器和高压加热器之间还设有除氧器。
上述各实施例中，在凝汽器汽侧壳体和后端管板之间加装管束膨胀节，后水室装有滑动支撑支座。
上述各实施例中，在凝汽器循环水入口处设有二次滤网，热网循环水管上设有热网循环水取样接口。
上述各实施例中，所述凝汽器的换热面积为19000m2，凝汽器换热管选用 TP317L焊接不锈钢直管。
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 (10)
1.一种高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，包括汽轮机组、所述汽轮机组的低压缸的蒸汽输出装置连接凝汽器，还包括热网加热器、热网循环水系统以及冷水塔，其中，所述汽轮机组的高、中压缸的蒸汽输出机构连接热网加热器，热网循环水系统的热网回水管道与凝汽器水侧的进水口相连，凝汽器水侧的出水口通过热网循环水管连通热网加热器，热网加热器的出水口与热网循环水系统的热网供水管道相连，冷水塔的冷却给水管道以及冷却回水管道分别与凝汽器水侧的进水口和出水口相连，所述的热网循环水管、热网回水管道、冷却给水管道、冷却回水管道上分别设有开关阀门，所述热网循环水管上设有热网循环水泵；
在冬季供热期间，汽轮机组高背压运行，将凝汽器作为供热系统的基本热网加热器，利用机组低压缸排汽的汽化潜热对热网循环水进行一次加热，凝汽器出口热网循环水出口温度达到此工况下低压缸排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与凝汽器端差的差值；汽轮机组热网加热器作为尖峰加热器对乏汽一次加热后的热网循环水进行二次加热，将热网循环水温度提高到供热系统设计的供热温度值。
2.根据权利要求1所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，所述汽轮机组的低压缸转子包括非供热期间使用的纯凝转子和供热期间使用的高背压转子，其中，纯凝转子级数为2×6级，高背压转子级数为2×4级，整锻无中心孔，高背压转子比纯凝转子减少两级叶轮；纯凝转子和高背压转子两端的半联轴器，在对中心、两半联轴器螺栓孔的精度一致。
3.根据权利要求2所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，纯凝转子和高背压转子的更换结构：采用液压膨胀连轴器螺栓，依靠连轴器销孔的定位和镗孔精度保证。
4.根据权利要求3所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，连接所述低压缸转子与电机转子的联轴器之间设有设有盘车大齿轮；
所述低压缸转子的联轴器的端面上设有第一限位凹槽或第一限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述低压缸转子的联轴器的端面上设有与所述的第一限位凹槽或第一限位凸台相适配的第二限位凸台或第二限位凹槽；
所述电机联轴器的端面上设有第三限位凹槽或第三限位凸台，所述盘车大齿轮面对所述电机联轴器的端面上设有与所述的第三限位凹槽或第三限位凸台相适配的第四限位凸台或第四限位凹槽。
5.根据权利要求2所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，所述的汽轮机为对双层内缸汽轮机进行改变结构得到的汽轮机，其中，将原来的低压双层内缸更换为单层内缸结构，对抽汽管道割除并重新焊接，后两级隔板改造成现场可装配的结构形式，供热工况时，低压内缸前四级供热用隔板安装在现场可装配的低压持环中，将低压持环更换为对应高背压转子的低压持环，将低压末两级隔板拆下，换为带有隔板槽保护功能的导流板，转子同时换成高背压供热转子；非供热工况时，拆除导流板，安装低压末两级隔板及带有前四级纯凝用隔板的低压持环，低压内缸配合纯凝转子运行。
6.根据权利要求1所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，还包括汽轮机回热加热系统以及凝结水精处理系统，其中，汽轮机回热加热系统包括4台低压加热器、3台高压加热器以及2台轴封加热器，凝汽器的出水口与串联的两台低压加热器相连通，经过串联的两台低压加热器后凝结水输入至凝结水精处理系统，从凝结水精处理系统输出的凝结水通过管道输入至并联设置的两台轴封加热器中，由轴封加热器中输出的凝结水依次通过串联的另外两台低压加热器以及串联的三台高压加热器，然后凝结水输出至锅炉。
7.根据权利要求6所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，在低压加热器和高压加热器之间还设有除氧器。
8.根据权利要求7所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，在凝汽器汽侧壳体和后端管板之间加装管束膨胀节，后水室装有滑动支撑支座。
9.根据权利要求1所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，在凝汽器循环水入口处设有二次滤网，热网循环水管上设有热网循环水取样接口。
10.根据权利要求1所述的高背压双转子电热机组供热系统，其特征在于，所述凝汽器的换热面积为19000m2，凝汽器的换热管选用TP317L焊接不锈钢直管。
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