CN107269326A - 一种背压式汽轮发电机组系统及其运行方法 - Google Patents

一种背压式汽轮发电机组系统及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种背压式汽轮发电机组系统,其包括背压式汽轮发电机组主干系统和蒸汽压差发电故障用旁路系统。本发明背压式汽轮发电机组系统通过设置蒸汽压差发电故障用旁路系统,在背压式汽轮机和/或发电机因故障等原因突然停机时,可在1秒内关闭背压式汽轮发电机组主干系统并在3秒内开启蒸汽压差发电故障用旁路系统,保证后续用汽的连续性和稳定性,还可将蒸汽压力控制在要求范围内。本发明背压式汽轮发电机组系统设置简单,实用性好,适合推广应用。

Description

一种背压式汽轮发电机组系统及其运行方法
技术领域
本发明属蒸汽发电设备改进技术领域,更具体地说,本发明涉及一种蒸汽压差发电故障用快速切换至旁路系统的背压式汽轮发电机组系统。
背景技术
在一些蒸汽需要减压使用的系统中,越来越多通过安装背压式汽轮机以利用需要减压的余能用于发电,同时设置减压旁路系统。正常情况下蒸汽走汽机通道利用蒸汽的压差能发电,通过汽机后的低压蒸汽再供后续工艺使用。在汽机停机时,蒸汽走旁路通过减压阀减压后供后续工艺使用。大型火力发电系统通常都有紧急旁路系统,但这种紧急旁路系统复杂且系统设备成本很高,在小型的余压压差发电系统中鲜有使用。在小型的余压利用的背压机组中,一般使用普通的调压阀与减温器组合成减温减压旁路系统,在正常情况下,这种系统可以通过主动操作切换,以保证后续用汽工艺的连续性和稳定性。
在汽机故障突然跳机的情况下,汽机通道的蒸汽流量通常在1秒之内从额定流量减少到0,但旁路系统的的减压阀通常都需要30~90秒才能将蒸汽正常切换到旁路系统供后续工艺使用。这会造成两个严重的问题,一是由于减压阀打开速度慢造成阀前蒸汽超压,高压安全阀动作,属于运行事故;二是由于后续供汽间断,在有些对用汽要求高的工艺中是不允许的,会造成设备故障或产品废品率增高等严重后果。
发明内容
本发明的目的在于:克服现有小型余压利用的背压机组中存在的问题,提供一种可以在3秒内快速切换至旁路系统的背压式汽轮发电机组系统及其运行方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种背压式汽轮发电机组系统,其包括背压式汽轮发电机组主干系统和蒸汽压差发电故障用旁路系统;所述背压式汽轮发电机组主干系统包括背压式汽轮机和发电机,还包括:
控制系统,用于监控所述背压式汽轮机和/或所述发电机是否发生紧急停机,并控制所述背压式汽轮发电机组主干系统与所述蒸汽压差发电故障用旁路系统的通断;
背压式汽轮机进口油动速关阀,设置于所述背压式汽轮机的蒸汽进口管路上,用于控制所述背压式汽轮发电机组主干系统的通断;
背压式汽轮机出口排汽止回阀,设置于所述背压式汽轮机的蒸汽出口管路上,在蒸汽正向压力作用下开启,蒸汽反向压力作用下关闭,用于控制所述背压式汽轮发电机组主干系统的通断,并防止蒸汽反向进入所述背压式汽轮发电机组主干系统;
所述蒸汽压差发电故障用旁路系统包括:
旁路油动速开阀,用于控制所述蒸汽压差发电故障用旁路系统的通断;
减压装置,用于降低蒸汽压;
其中,所述旁路油动速开阀与所述减压装置通过管路依次连接。
作为本发明背压式汽轮发电机组系统的一种改进,所述控制系统包括多功能控制器、背压式汽轮机监测器和发电机监测器;
其中,所述背压式汽轮机监测器用于监测所述背压式汽轮机是否发生紧急停机,当所述背压式汽轮机发生紧急停机时,所述背压式汽轮机监测器向所述多功能控制器发射信号;
所述发电机监测器用于监测所述发电机是否发生紧急停机,当所述发电机发生紧急停机时,所述发电机监测器向所述多功能控制器发射信号。
作为本发明背压式汽轮发电机组系统的一种改进,所述减压装置为多级孔板减压装置,该多级孔板减压装置无运动部件,蒸汽可直接快速流过多级孔板减压装置实现减压,确保蒸汽快速切换。
作为本发明背压式汽轮发电机组系统的一种改进,所述背压式汽轮机进口油动速关阀和所述旁路油动速开阀均采用背压式汽轮机本体的压力油系统,以保证阀门的快速关闭与开启。
作为本发明背压式汽轮发电机组系统的一种改进,所述蒸汽压差发电故障用旁路系统还包括旁路止回阀,在蒸汽正向压力作用下开启,蒸汽反向压力作用下关闭,用于防止蒸汽回流;所述旁路油动速开阀、所述减压装置和所述旁路止回阀通过管路依次连接。
作为本发明背压式汽轮发电机组系统的一种改进,所述蒸汽压差发电故障用旁路系统还并联有一条设置有减压阀的管路,用于调节蒸汽压力。
作为本发明背压式汽轮发电机组系统的一种改进,所述蒸汽压差发电故障用旁路系统还包括电动截止阀,用于控制所述减压装置与所述减压阀的切换;所述电动截止阀、所述旁路油动速开阀和所述减压装置通过管路依次连接。本发明另一目的在于提供上述背压式汽轮发电机组系统的运行方法,包括如下:
所述控制系统监控所述背压式汽轮机和/或所述发电机是否发生紧急停机;
当所述背压式汽轮机和所述发电机正常工作时,所述背压式汽轮机进口油动速关阀和所述背压式汽轮机出口排汽止回阀处于开启状态,所述旁路油动速开阀和所述减压阀处于关闭状态;蒸汽从高压管网通过背压式汽轮机进口油动速关阀进入背压式汽轮机,背压排汽通过被压式汽轮机出口排汽止回阀进入低压管网;
当所述背压式汽轮机和/或所述发电机发生紧急停机时,所述控制系统关闭所述被压式汽轮机进口油动速关阀并开启所述旁路油动速开阀,且所述背压式汽轮机出口排汽止回阀在蒸汽反向压力作用下关闭;蒸汽从高压管网通过所述旁路油动速开阀、所述减压装置和所述旁路止回阀进入低压管网。
作为本发明上述运行方法的一种改进,所述高压管网上还设置有高压安全阀。
作为本发明上述运行方法的一种改进,所述低压管网上还设置有低压安全阀。
相对于现有技术,本发明背压式汽轮发电机组系统通过设置蒸汽压差发电故障用旁路系统,在背压式汽轮机和/或发电机因故障等原因突然停机时,可在1秒内关闭背压式汽轮发电机组主干系统并在3秒内开启蒸汽压差发电故障用旁路系统,保证后续用汽的连续性和稳定性,还可将蒸汽压力控制在要求范围内。本发明背压式汽轮发电机组系统设置简单,实用性好,适合推广应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式,对本发明内容及其有益效果进行详细说明。
图1为本发明背压式汽轮发电机组系统示意图。
附图标记说明:1-背压式汽轮机进口油动速关阀,2-旁路油动速开阀,3-多功能控制器,31-背压式汽轮机监测器,32-发电机监测器,4-减压装置,5-电动截止阀;6-减压阀,7-旁路止回阀,8-背压式汽轮机出口排汽止回阀,9-高压安全阀,10-低压安全阀,11-背压式汽轮机;12-发电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明,实施例的参数、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
请参阅图1,本发明背压式汽轮发电机组系统包括背压式汽轮发电机组主干系统和蒸汽压差发电故障用旁路系统;其中,背压式汽轮发电机组主干系统包括背压式汽轮机11、发电机12、控制系统、背压式汽轮机进口油动速关阀1和背压式汽轮机出口排汽止回阀8;蒸汽压差发电故障用旁路系统包括通过管路依次连接的旁路油动速开阀2和减压装置4。
本发明背压式汽轮发电机组系统是通过以下方式工作的:
当本发明背压式汽轮发电机组系统中的背压式汽轮机11和发电机12正常工作时,背压式汽轮机进口油动速关阀1、电动截止阀5和背压式汽轮机出口排汽止回阀8处于开启状态,蒸汽从高压管网通过背压式汽轮机进口油动速关阀1进入背压式汽轮机11,推动背压式汽轮机11和发电机12发电,背压排汽通过背压式汽轮机出口排汽止回阀8后进入低压管网。此时蒸汽压差发电故障用旁路系统的旁路油动速开阀2处于关闭状态,没有蒸汽通过。
当本发明背压式汽轮发电机组系统中的背压式汽轮机11和/或发电机12发生紧急停机时,向控制系统发射停机信号,控制系统通过压力油系统,可在1s内关闭背压式汽轮机进口油动速关阀1,且蒸汽压差发电故障用旁路系统的旁路油动速开阀2通过控制系统连锁背压式汽轮机进口油动速关阀1关闭信号,在背压式汽轮机进口油动速关阀1关闭时立即打开,使高压蒸汽通过旁路油动速开阀2和减压装置4,变成低压蒸汽通过蒸汽压差发电故障用旁路系统。同时,背压式汽轮机出口排汽止回阀8在蒸汽反向压力作用下关闭,使蒸汽完全切换至蒸汽压差发电故障用旁路系统,切换时间少于3秒,实现背压式汽轮机11和/或发电机12发生紧急停机时快速切换至蒸汽压差发电故障用旁路系统,保证后续用汽的连续性和稳定性。
作为本发明一个优选的实施例,控制系统包括多功能控制器3、背压式汽轮机监测器31和发电机监测器32;其中,背压式汽轮机监测器31用于监测背压式汽轮机11是否发生紧急停机,当背压式汽轮机11发生紧急停机时,背压式汽轮机监测器31向多功能控制器3发射停机信号;发电机监测器32用于监测发电机12是否发生紧急停机,当发电机12发生紧急停机时,发电机监测器32向多功能控制器3发射停机信号。
作为本发明一个优选的实施例,减压装置4为多级孔板减压装置,该装置属于静态减压装置,其需要降低压力的大小通过孔板的大小和级数确定。该多级孔板减压装置无运动部件,蒸汽可直接快速流过多级孔板减压装置实现减压,确保蒸汽快速切换。
作为本发明一个优选的实施例,背压式汽轮机进口油动速关阀1和旁路油动速开阀2均采用背压式汽轮机11本体的压力油系统,以保证阀门的快速关闭与开启。
作为本发明一个优选的实施例,蒸汽压差发电故障用旁路系统还设置有旁路止回阀7,并与旁路油动速开阀2和减压装置4通过管路依次连接;旁路止回阀7在蒸汽正向压力作用下开启,蒸汽反向压力作用下关闭,用于防止蒸汽回流。
作为本发明一个优选的实施例,蒸汽压差发电故障用旁路系统还可并联有一条设置有减压阀6的管路,可在背压式汽轮机11和/或发电机12发生紧急停机快速切换至蒸汽压差发电故障用旁路系统时,通过手动缓慢开启减压阀6并关闭电动截止阀5,将蒸汽压差发电故障用旁路系统切换至减压阀自动控制,实现蒸汽压力可调。
作为本发明一个优选的实施例,还可在高压管网上设置高压安全阀9,在低压管网上设置低压安全阀10,以防止蒸汽压力过高或过低。经本发明实际运作检测发现,本发明通过上述蒸汽压差发电故障用旁路系统的设计,可确保蒸汽压力处于正常范围内,高压安全阀9和低压安全阀10不动作。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,包括背压式汽轮发电机组主干系统和蒸汽压差发电故障用旁路系统;所述背压式汽轮发电机组主干系统包括背压式汽轮机和发电机,还包括:
控制系统,用于监控所述背压式汽轮机和/或所述发电机是否发生紧急停机,并控制所述背压式汽轮发电机组主干系统与所述蒸汽压差发电故障用旁路系统的通断;
背压式汽轮机进口油动速关阀,设置于所述背压式汽轮机的蒸汽进口管路上,用于控制所述背压式汽轮发电机组主干系统的通断;
背压式汽轮机出口排汽止回阀,设置于所述背压式汽轮机的蒸汽出口管路上,在蒸汽正向压力作用下开启,蒸汽反向压力作用下关闭,用于控制所述背压式汽轮发电机组主干系统的通断,并防止蒸汽反向进入所述背压式汽轮发电机组主干系统;
所述蒸汽压差发电故障用旁路系统包括:
旁路油动速开阀,用于控制所述蒸汽压差发电故障用旁路系统的通断;
减压装置,用于降低蒸汽压;
其中,所述旁路油动速开阀与所述减压装置通过管路依次连接。
2.根据权利要求1所述的背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,所述控制系统包括多功能控制器、背压式汽轮机监测器和发电机监测器;
其中,所述背压式汽轮机监测器用于监测所述背压式汽轮机是否发生紧急停机,当所述背压式汽轮机发生紧急停机时,所述背压式汽轮机监测器向所述多功能控制器发射信号;
所述发电机监测器用于监测所述发电机是否发生紧急停机,当所述发电机发生紧急停机时,所述发电机监测器向所述多功能控制器发射信号。
3.根据权利要求1所述的背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,所述减压装置为多级孔板减压装置。
4.根据权利要求1所述的背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,所述背压式汽轮机进口油动速关阀和所述旁路油动速开阀均采用背压式汽轮机本体的压力油系统。
5.根据权利要求1所述的背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,所述蒸汽压差发电故障用旁路系统还包括旁路止回阀,在蒸汽正向压力作用下开启,蒸汽反向压力作用下关闭,用于防止蒸汽回流;所述旁路油动速开阀、所述减压装置和所述旁路止回阀通过管路依次连接。
6.根据权利要求1所述的背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,所述蒸汽压差发电故障用旁路系统还并联有一条设置有减压阀的管路,用于调节蒸汽压力。
7.根据权利要求6所述的背压式汽轮发电机组系统,其特征在于,所述蒸汽压差发电故障用旁路系统还包括电动截止阀,用于控制所述减压装置与所述减压阀的切换;所述电动截止阀、所述旁路油动速开阀和所述减压装置通过管路依次连接。
8.权利要求1~7中任意一条权利要求所述背压式汽轮发电机组系统的运行方法,其特征在于,包括如下:
所述控制系统监测所述背压式汽轮机和/或所述发电机是否发生紧急停机;
当所述背压式汽轮机和所述发电机正常工作时,所述背压式汽轮机进口油动速关阀和所述背压式汽轮机出口排汽止回阀处于开启状态,所述旁路油动速开阀和所述减压阀处于关闭状态;蒸汽从高压管网通过背压式汽轮机进口油动速关阀进入背压式汽轮机,背压排汽通过被压式汽轮机出口排汽止回阀进入低压管网;
当所述背压式汽轮机和/或所述发电机发生紧急停机时,所述控制系统关闭所述被压式汽轮机进口油动速关阀并开启所述旁路油动速开阀,且所述背压式汽轮机出口排汽止回阀在蒸汽反向压力作用下关闭;蒸汽从高压管网通过所述旁路油动速开阀、所述减压装置和所述旁路止回阀进入低压管网。
9.根据权利要求8所述背压式汽轮发电机组系统的运行方法,其特征在于,所述高压管网上还设置有高压安全阀。
10.根据权利要求8所述背压式汽轮发电机组系统的运行方法,其特征在于,所述低压管网上还设置有低压安全阀。
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