CN107687352A - 燃气蒸汽联合循环供热系统 - Google Patents

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武洋
杨劲
范永春
李伟科
赵琪
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Abstract

本发明公开了一种燃气蒸汽联合循环供热系统，包括高中压缸；低压缸；同步离合器，同步离合器的一端与高中压缸的轴端连接、另一端与低压缸的轴端连接；连通管，连通管的一端与高中压缸的出汽端连通、另一端与低压缸的进汽端连通；控制阀，控制阀连通于连通管中；高压主蒸汽管道，高压主蒸汽管道的一端与高中压缸的进汽端连通；及抽汽供热管，抽汽供热管的一端与连通管连通另一端用于供给用户热源。低压缸可通过同步离合器与高中压缸在线解列脱开，使得原来用于冷却低压缸的那一部分蒸汽流量也通过抽汽供热管流通至用户端，从而提高机组对外供热能力，实现能源的高效利用，产生最大化的供热经济效益，同时减少污染物排放，保护环境卫生。

Description

燃气蒸汽联合循环供热系统
技术领域
本发明涉及能量循环利用技术领域，特别是涉及一种燃气蒸汽联合循环供热系统。
背景技术
燃气蒸汽联合循环发电是一种清洁发电技术，是将天燃气或其它可燃气体经燃气压缩机加压，然后与压送至燃烧室的空气充分混合燃烧，并生成高温、高压的气体；高温高压气体经燃气透平机膨胀做功，最后带动燃机发电机发电。此外，从燃气透平机中排出的废气则被引至余热锅炉，产生高温、高压的蒸汽驱动蒸汽汽轮机工作，进而带动蒸汽发电机发电。
经济要发展，使得各地政府要建设大量的工业园区便于招商引资。工业园区的生产企业需要大量的蒸汽来生产各自的产品，目前较为普遍运行方式是各个企业各自采用燃煤、燃油锅炉来产生蒸汽供给生产，如此不仅会排放过多的燃烧污染物，影响周边环境卫生，同时该种分散供热方式的供热能力有限，无法实现能源的高效利用，无法产生最大化的供热经济效益。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种燃气蒸汽联合循环供热系统，能够提高供热能力，实现能源的高效利用，产生最大化的供热经济效益，同时减少污染物排放，保护环境卫生。
其技术方案如下：
一种燃气蒸汽联合循环供热系统，包括：
高中压缸；
低压缸；
同步离合器，所述同步离合器的一端与所述高中压缸的轴端连接、另一端与所述低压缸的轴端连接；
连通管，所述连通管的一端与所述高中压缸的出汽端连通、另一端与所述低压缸的进汽端连通；
控制阀，所述控制阀连通于所述连通管中；
高压主蒸汽管道，所述高压主蒸汽管道的一端与所述高中压缸的进汽端连通、另一端用于与余热锅炉的高压排汽口连通；及
抽汽供热管，所述抽汽供热管的一端与所述连通管连通并位于所述控制阀的上游、另一端用于供给用户热源。
上述燃气蒸汽联合循环供热系统工作时，通过高压主蒸汽管道的两端分别与余热锅炉的高压排汽口以及高中压缸的进汽端连通，从而实现为系统供给高压蒸汽，提供可靠蒸汽热源；之后将高中压缸的轴端与低压缸的轴端通过同步离合器连接，并使连通管的两端分别与高中压缸的出汽端以及低压缸的进汽端连通，之后将控制阀连通在连通管中，同时将抽汽供热管与连通管连通并位于控制阀的上游。如此，当外界热负荷需求增大而需求系统提供最大能力的供热时，低压缸可通过同步离合器与高中压缸在线解列脱开，此时关闭控制阀使低压缸解列，汽轮机处于背压运行状态，使得原来用于冷却低压缸的那一部分蒸汽流量也通过抽汽供热管流通至用户端，从而提高机组对外供热能力，实现能源的高效利用，产生最大化的供热经济效益，同时减少污染物排放，保护环境卫生。
下面对本申请的技术方案作进一步地说明：
在其中一个实施例中，还包括高压主汽阀，所述高压主汽阀连通于所述高压主蒸汽管道中。
在其中一个实施例中，还包括抽汽快关阀，所述抽汽快关阀连通于所述抽汽供热管中。
在其中一个实施例中，还包括抽汽止回阀，所述抽汽止回阀连通于所述抽汽供热管中、并位于所述抽汽快关阀的上游。
在其中一个实施例中，还包括低压主蒸汽管道，所述低压主蒸汽管道的一端与所述连通管连通、另一端用于与余热锅炉的低压排汽口连通，且所述低压主蒸汽管道与所述连通管的接合处位于所述抽汽供热管与所述连通管的接合处的上游；或还包括采暖/制冷蒸汽管，所述低压主蒸汽管道与所述采暖/制冷蒸汽管接通，所述低压主蒸汽管道远离采暖/制冷蒸汽管的一端用于与余热锅炉的低压排汽口连通，所述采暖/制冷蒸汽管接通远离所述低压主蒸汽管道的一端用于与采暖/制冷设备接通。
在其中一个实施例中，还包括低压主汽阀，所述低压主汽阀连通于所述低压主蒸汽管道中；或所述低压主汽阀连通于所述低压主蒸汽管道与所述采暖/制冷蒸汽管的接合处。
在其中一个实施例中，还包括临机蒸汽管，所述临机蒸汽管的一端与所述低压主蒸汽管道连通、另一端用于与临机设备连接。
在其中一个实施例中，还包括第一低压主汽切换阀，所述第一低压主汽切换阀连通于所述临机蒸汽管中。
在其中一个实施例中，还包括第二低压主汽切换阀，所述第二低压主汽切换阀连通于所述低压主蒸汽管道中、并位于所述低压主汽阀的上游。
在其中一个实施例中，还包括发电机，所述发电机与所述高中压缸的排汽端连接。
附图说明
图1为本发明实施例所述的燃气蒸汽联合循环供热系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的燃气蒸汽联合循环供热系统的另一种实施方式的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的燃气蒸汽联合循环供热系统的另一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明：
100、高中压缸，200、低压缸，300、同步离合器，400、连通管，500、控制阀，600、高压主蒸汽管道，700、抽汽供热管，800、高压主汽阀，900、抽汽快关阀，1000、抽汽止回阀，1100、低压主蒸汽管道，1200、采暖/制冷蒸汽管，1300、低压主汽阀，1400、临机蒸汽管，1500、第一低压主汽切换阀，1600、第二低压主汽切换阀，1700、发电机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
如图1至图3所示，为本发明展示的一种实施例的燃气蒸汽联合循环供热系统，包括：高中压缸100；低压缸200；同步离合器300，所述同步离合器300的一端与所述高中压缸100的轴端连接、另一端与所述低压缸200的轴端连接；连通管400，所述连通管400的一端与所述高中压缸100的出汽端连通、另一端与所述低压缸200的进汽端连通；控制阀500，所述控制阀500连通于所述连通管400中；高压主蒸汽管道600，所述高压主蒸汽管道600的一端与所述高中压缸100的进汽端连通、另一端用于与余热锅炉的高压排汽口连通；及抽汽供热管700，所述抽汽供热管700的一端与所述连通管400连通并位于所述控制阀500的上游、另一端用于供给用户热源。
上述燃气蒸汽联合循环供热系统工作时，通过高压主蒸汽管道600的两端分别与余热锅炉的高压排汽口以及高中压缸100的进汽端连通，从而实现为系统供给高压蒸汽，提供可靠蒸汽热源；之后将高中压缸100的轴端与低压缸200的轴端通过同步离合器300连接，并使连通管400的两端分别与高中压缸100的出汽端以及低压缸200的进汽端连通，之后将控制阀500连通在连通管400中，同时将抽汽供热管700与连通管400连通并位于控制阀500的上游。如此，当外界热负荷需求增大而需求系统提供最大能力的供热时，低压缸200可通过同步离合器300与高中压缸100在线解列脱开，此时关闭控制阀500使低压缸200解列，切断蒸汽流入低压缸200的通道，汽轮机处于背压运行状态，使得原来用于冷却低压缸200的那一部分蒸汽流量也通过抽汽供热管700流通至用户端，从而提高机组对外供热能力，实现能源的高效利用，产生最大化的供热经济效益，同时减少污染物排放，保护环境卫生。
进一步地，当外界热负荷需求的抽汽量小于机组最大允许抽汽量的情况下，机组将低压缸200通过同步离合器300与高中压缸100连接，此时可部门或者全部开启控制阀500，使汽轮机变为抽汽、凝汽运行状态。如此又可使系统对外供热能力可以调节，满足用户(工业园区的企业)的变化的热负荷需求，运行方式灵活可靠。
请参照图1至图3，此外，还包括发电机1700，所述发电机1700与所述高中压缸100的排汽端连接。如此使得高中压缸的高压蒸汽用于发电机的发电，确保机组的发电效能，提升供电经济性。
具体的，上述控制阀500在本优选的实施例中采用蝶阀，具有调节灵活，启闭操作灵敏的优点，当然在其他实施方式中，也可以采用其他类型的阀门，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，还包括高压主汽阀800，所述高压主汽阀800连通于所述高压主蒸汽管道600中。如此，可以使机组根据实际工况灵活调整余热锅炉供给高压蒸汽的流量，提高热量利用效能，提升经济性。
如图1所示，进一步地，还包括抽汽快关阀900，所述抽汽快关阀900连通于所述抽汽供热管700中。还包括抽汽止回阀1000，所述抽汽止回阀1000连通于所述抽汽供热管700中、并位于所述抽汽快关阀900的上游。在本实施例中，当机组在外界无热负荷需求的运行工况下，将低压缸200的轴端通过同步离合器300与高中压缸100的轴端连接，同时全部开启控制阀500、关闭抽汽止回阀1000和抽汽快关阀900，从而使汽轮机转变为纯凝汽工况运行状态，如此可以使机组内全部的蒸汽都用于机组发电，进而根据电网调度的要求发出最大出力的电能，提高售电效益。其中，抽汽快关阀900用于快速关断抽汽供热管700的对外供热，提高机组的运行可靠性；抽汽止回阀1000则用于防止抽汽供热管700的残存蒸汽回流，影响机组的运行性能。
如图1，图3所示，此外，还包括低压主蒸汽管道1100，所述低压主蒸汽管道1100的一端与所述连通管400连通、另一端用于与余热锅炉的低压排汽口连通，且所述低压主蒸汽管道1100与所述连通管400的接合处位于所述抽汽供热管700与所述连通管400的接合处的上游；如此可以是余热锅炉排出的低压蒸汽供给机组运行使用，提升机组的能源利用效率，提升运行经济性。或还包括采暖/制冷蒸汽管1200，所述低压主蒸汽管道1100与所述采暖/制冷蒸汽管1200接通，所述低压主蒸汽管道1100远离采暖/制冷蒸汽管1200的一端用于与余热锅炉的低压排汽口连通，所述采暖/制冷蒸汽管1200接通远离所述低压主蒸汽管道1100的一端用于与采暖/制冷设备接通。如此当外界热负荷的压力需求较高时，余热锅炉的低压蒸汽可直接通过采暖/制冷蒸汽管1200供给采暖/制冷设备使用，实现能源的综合利用。
进一步地，还包括低压主汽阀1300，所述低压主汽阀1300连通于所述低压主蒸汽管道1100中；或所述低压主汽阀1300连通于所述低压主蒸汽管道1100与所述采暖/制冷蒸汽管1200的接合处。如此通过低压主汽阀1300可灵活调整进入低压主蒸汽管道1100或采暖/制冷蒸汽管1200内的低压蒸汽流量，以适应不同热负荷需求下的系统供热。
请参照图2，在上述任一实施例的基础上，还包括临机蒸汽管1400，所述临机蒸汽管1400的一端与所述低压主蒸汽管道1100连通、另一端用于与临机设备连接。如此可使低压蒸汽直接进入临机进行低压补汽。
进一步地，还包括第一低压主汽切换阀1500，所述第一低压主汽切换阀1500连通于所述临机蒸汽管1400中。还包括第二低压主汽切换阀1600，所述第二低压主汽切换阀1600连通于所述低压主蒸汽管道1100中、并位于所述低压主汽阀1300的上游。其中，第一低压主汽切换阀1500用于调节进入临机蒸汽管1400的低压蒸汽流量，满足不同热负荷需求的临机需要；第二低压主汽切换阀1600则可以调控进入临机蒸汽管1400和低压缸200内的低压蒸汽流量，进而实现低压蒸汽的综合利用，提升机组的运行效能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，包括：
高中压缸；
低压缸；
同步离合器，所述同步离合器的一端与所述高中压缸的轴端连接、另一端与所述低压缸的轴端连接；
连通管，所述连通管的一端与所述高中压缸的出汽端连通、另一端与所述低压缸的进汽端连通；
控制阀，所述控制阀连通于所述连通管中；
高压主蒸汽管道，所述高压主蒸汽管道的一端与所述高中压缸的进汽端连通、另一端用于与余热锅炉的高压排汽口连通；及
抽汽供热管，所述抽汽供热管的一端与所述连通管连通并位于所述控制阀的上游、另一端用于供给用户热源。
2.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括高压主汽阀，所述高压主汽阀连通于所述高压主蒸汽管道中。
3.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括抽汽快关阀，所述抽汽快关阀连通于所述抽汽供热管中。
4.根据权利要求3所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括抽汽止回阀，所述抽汽止回阀连通于所述抽汽供热管中、并位于所述抽汽快关阀的上游。
5.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括低压主蒸汽管道，所述低压主蒸汽管道的一端与所述连通管连通、另一端用于与余热锅炉的低压排汽口连通，且所述低压主蒸汽管道与所述连通管的接合处位于所述抽汽供热管与所述连通管的接合处的上游；或还包括采暖/制冷蒸汽管，所述低压主蒸汽管道与所述采暖/制冷蒸汽管接通，所述低压主蒸汽管道远离采暖/制冷蒸汽管的一端用于与余热锅炉的低压排汽口连通，所述采暖/制冷蒸汽管接通远离所述低压主蒸汽管道的一端用于与采暖/制冷设备接通。
6.根据权利要求5所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括低压主汽阀，所述低压主汽阀连通于所述低压主蒸汽管道中；或所述低压主汽阀连通于所述低压主蒸汽管道与所述采暖/制冷蒸汽管的接合处。
7.根据权利要求5所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括临机蒸汽管，所述临机蒸汽管的一端与所述低压主蒸汽管道连通、另一端用于与临机设备连接。
8.根据权利要求7所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括第一低压主汽切换阀，所述第一低压主汽切换阀连通于所述临机蒸汽管中。
9.根据权利要求6所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括第二低压主汽切换阀，所述第二低压主汽切换阀连通于所述低压主蒸汽管道中、并位于所述低压主汽阀的上游。
10.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环供热系统，其特征在于，还包括发电机，所述发电机与所述高中压缸的排汽端连接。
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