CN108035777B - 一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统及方法，涉及火电厂供热节能领域，系统包括中压缸、中压调门、低压缸、热网加热器、凝汽器、控制调节阀和冷却蒸汽系统，中压调门设置在中压缸进汽管道上，热网加热器蒸汽入口分别与中低压缸连通管以及中压缸进汽管道相连，管道上分别设置有调节阀，从中压缸进汽管引来的供热抽汽管道上设有减温减压装置，冷却蒸汽系统与低压缸蒸汽入口管道相连，冷却蒸汽管道上设置有调节阀、流量计及温度、压力测点，低压缸蒸汽出口与凝汽器相连，中低压缸连通管上设置具有密封功能的调节阀，该系统可在满足供热需求的情况下进一步提高机组调峰能力，并具有投资低、操作灵活的特点。

Description

一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统及方法
技术领域
本发明涉及热电厂供热节能领域，具体涉及一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统及方法，该系统能够充分提升机组的热、电调峰能力。
背景技术
近年来，我国以光伏和风电为主的可再生能源机组迅速增长，2017年上半年全国新增光伏、风电装机容量分别为2040万kW和601万kW，到6月底累计并网容量分别达到1.02亿kW和1.54亿kW，大力发展可再生能源是我国未来能源战略的重要组成部分。为配合可再生能源机组发电并网以及消除峰谷差日益增大对电网安全的影响，电网对火电机组的调峰次数和品质提出了更高的要求。在供暖季，受系统热力特性的限制热电厂均采取“以热定电”的模式运行，而供热负荷随时间变化缓慢，为保证供热质量，机组基本不具备调峰能力，稳定的供热需求和频繁的调峰需求之间存在矛盾。
目前，已有一些电厂通过建设蓄热式电锅炉或蓄热水罐来增强机组的调峰能力，缓解热负荷与电负荷之间不协调的问题，但是蓄热系统投资成本高，能量转换过程中存在热量耗散，整体经济性较差。此前西安热工院有限公司提出切除低压缸进汽的供热系统与方法，但对于双排汽200MW供热机组不能完全切除，调峰能力受限。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统及方法，与蓄热式电锅炉和蓄热水罐相比，该方法改造工程量小、投资低、操作灵活，与切除低压缸进汽的供热方法相比，具有调峰能力更强的特点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统，包括依次连接的高压缸15、中压缸1、第一低压缸2和第二低压缸3，与第一低压缸2和第二低压缸3连接的凝汽器4，其中，高压缸15和中压缸1联结在一起，第一低压缸1和第二低压缸3联结在一起；还包括热网加热器5、控制阀门以及中间管路；所述中压缸1蒸汽入口管道上设有第二阀门7，即中压调门，在第二阀门7前设置抽汽管道与热网加热器5相连，抽汽管道上设有第一阀门6和减温减压装置14；连通管连接中压缸1、第一低压缸2与第二低压缸3，连通管上设置第四阀门9，第四阀门9与中压缸1排汽口之间设有抽汽管道与热网加热器5相连，抽汽管道上设有第三阀门8；第四阀门9后设有冷却蒸汽管道，冷却蒸汽管道上设有第五阀门10、温度测点11、压力测点12和流量计13。
为提高热、电出力的调节范围，在第二阀门7和第四阀门9前分别设置了抽汽管道，通过控制阀门完成不同供热模式的切换，提高机组调峰能力。
为保证中压缸1、第一低压缸2和第二低压缸3的安全运行，必须控制第二阀门7的最小开度，充分利用了该阀门的调节控制功能。
为保证第一低压缸2和第二低压缸3的安全运行，在其入口处设置了冷却蒸汽系统。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明针对常规汽轮机组，其特征为高压缸15和中压缸1联结在一起，第一低压缸2和第二低压缸3联结在一起，可以通过第二阀门7实现中压缸1的最小出力，中压缸1与第一低压缸2和第二低压缸3之间互不影响。
附图说明
图1是本发明系统示意图。
图中：
1-中压缸      2-第一低压缸  3-第二低压缸      4-凝汽器
5-热网加热器  6-第一阀门    7-第二阀门        8-第三阀门
9-第四阀门    10-第五阀门   11-温度测点
12-压力测点   13-流量计     14-减温减压装置   15-高压缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，非供热期，机组按照纯凝工况运行，第一阀门6、第三阀门8和第五阀门10关闭，第二阀门7和第四阀门9保持开启，热网加热器6不运行。
供热期内，根据电负荷需求变化，采取不同的运行模式：
模式一(抽汽供热模式)：第一阀门6和第五阀门10关闭，第二阀门7、第三阀门8和第四阀门9保持开启，通过控制第三阀门8的开度调节热网加热器5的进汽量，满足供热需求。
模式二(部分低压缸零出力模式)：当要求热负荷增加或者电负荷降低时，第一阀门6和第四阀门9关闭，第二阀门7和第三阀门8开启，中压缸1排出的蒸汽全部进入热网加热器5进行供热。第四阀门9完全关闭时，导致第一低压缸2和第二低压缸3无蒸汽流入，末级叶片可能会出现超温风险，因此保持第五阀门10开启，可从第三阀门8与第四阀门9之间或其它加热器抽汽管道或辅汽联箱抽取部分冷却蒸汽，用于冷却第一低压缸2和第二低压缸3内的叶片。温度测点11、压力测点12和流量计13用于监测冷却蒸汽参数，保证第一低压缸2和第二低压缸3叶片安全。
模式三(中低压缸联合零出力模式)：当进一步要求热负荷增加或者电负荷降低时，第一阀门6、第二阀门7和第四阀门9开启，第三阀门8和第五阀门10关闭，通过调整减小第二阀门8的开度，使得进入中压缸的蒸汽适量，实现中压缸与第一低压缸2和第二低压缸3零出力运行，并能冷却第一低压缸2和第二低压缸3的鼓风发热。若第一低压缸2和第二低压缸3鼓风发热仍然偏大：可以通过保持第三阀门8关闭但开启第五阀门10，通入冷却蒸汽进入第一低压缸2和第二低压缸3；也可以通过增大第二阀门7的开度，增加蒸汽流量带走鼓风热量；若在第一低压缸2和第二低压缸3末级叶片处增设喷水减温装置，也可有效解决该问题。第二阀门7是中压调门组，属于机组已安装设备，开度可从0变化到100％，流量连续可调。
在供热期内，通过以上三种模式的灵活切换，可以大范围调节机组热、电出力，相较于蓄热式电锅炉和水罐，具有投资成本低、建设周期短、操作灵活、运行成本更低的优势。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (2)

1.一种火电机组中低压缸联合零出力供热系统的供热方法，其特征在于：所述中低压缸联合零出力供热系统包括依次连接的高压缸(15)、中压缸(1)、第一低压缸(2)和第二低压缸(3)，与第一低压缸(2)和第二低压缸(3)连接的凝汽器(4)，其中，高压缸(15)和中压缸(1)联结在一起，第一低压缸(2)和第二低压缸(3)联结在一起；还包括热网加热器(5)、控制阀门以及中间管路；所述中压缸(1)蒸汽入口管道上设有第二阀门(7)，即中压调门，在第二阀门(7)前设置抽汽管道与热网加热器(5)相连，抽汽管道上设有第一阀门(6)和减温减压装置(14)；连通管连接中压缸(1)、第一低压缸(2)与第二低压缸(3)，连通管上设置第四阀门(9)，第四阀门(9)与中压缸(1)排汽口之间设有抽汽管道与热网加热器(5)相连，抽汽管道上设有第三阀门(8)；第四阀门(9)后设有冷却蒸汽管道，冷却蒸汽管道上设有第五阀门(10)、温度测点(11)、压力测点(12)和流量计(13)；
所述中低压缸联合零出力供热系统的供热方法，供热期内，根据电负荷需求变化，采取不同的运行模式：
模式一即抽汽供热模式：第一阀门(6)和第五阀门(10)关闭，第二阀门(7)、第三阀门(8)和第四阀门(9)保持开启，通过控制第三阀门(8)的开度调节热网加热器(5)的进汽量，满足供热需求；
模式二即部分低压缸零出力模式：当要求热负荷增加或者电负荷降低时，第一阀门(6)和第四阀门(9)关闭，第二阀门(7)和第三阀门(8)开启，中压缸(1)排出的蒸汽全部进入热网加热器(5)进行供热；第四阀门(9)完全关闭时，导致第一低压缸(2)和第二低压缸(3)无蒸汽流入，末级叶片可能会出现超温风险，因此保持第五阀门(10)开启，从第三阀门(8)与第四阀门(9)之间或其它加热器抽汽管道或辅汽联箱抽取部分冷却蒸汽，用于冷却第一低压缸(2)和第二低压缸(3)内的叶片；温度测点(11)、压力测点(12)和流量计(13)用于监测冷却蒸汽参数，保证第一低压缸(2)和第二低压缸(3)叶片安全；
模式三即中低压缸联合零出力模式：当进一步要求热负荷增加或者电负荷降低时，第一阀门(6)、第二阀门(7)和第四阀门(9)开启，第三阀门(8)和第五阀门(10)关闭，通过调整减小第二阀门(7)的开度，使得进入中压缸的蒸汽适量，实现中压缸与第一低压缸(2)和第二低压缸(3)零出力运行，并能冷却第一低压缸(2)和第二低压缸(3)的鼓风发热；若第一低压缸(2)和第二低压缸(3)鼓风发热仍然偏大：则通过保持第三阀门(8)关闭但开启第五阀门(10)，通入冷却蒸汽进入第一低压缸(2)和第二低压缸(3)；或通过增大第二阀门(7)的开度，增加蒸汽流量带走鼓风热量；若在第一低压缸(2)和第二低压缸(3)末级叶片处增设喷水减温装置，也能解决鼓风发热仍然偏大的问题；第二阀门(7)是中压调门组，属于机组已安装设备，开度可从0变化到100％，流量连续可调；
在供热期内，通过以上三种模式的灵活切换，能够大范围调节机组热、电出力。
2.根据权利要求1所述中低压缸联合零出力供热系统的供热方法，其特征在于：在第一低压缸(2)和第二低压缸(3)入口设有冷却蒸汽系统，防止小流量下低压缸的长叶片出现鼓风超温情况。
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