CN108087049A - 一种工业供汽系统 - Google Patents

Abstract

一种工业供汽系统，包括由大型电站锅炉、主蒸汽管道、再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸组成的电厂汽轮机系统；还设置有蒸汽增汽机系统，增汽机系统的动力蒸汽入口接入第一路蒸汽管路，抽吸蒸汽入口可接入第二路蒸汽管路，并且第一路蒸汽压力大于第二路蒸汽压力，其排汽口输出连接汽轮机系统外部的其他工业用汽设备；在火电厂汽机系统基础上实现了对外供汽的汽源参数调整匹配灵活、汽源供应稳定，从而可将火电厂汽机系统中部分蒸汽或过量蒸汽广泛对外工业应用，具有很好的节能减排作用，经济效益显著。

Description

一种工业供汽系统

技术领域

本发明属于节能环保低碳领域，具体涉及一种基于增汽机的工业供汽系统。

背景技术

工业供汽是向工业生产过程或者工业设备提供一定品位和一定量值的蒸汽，其应用领域涉及到很多行业。比如，在火力发电行业，给水泵、鼓风机、循环水泵等大型机泵，既可以由电动机拖动，也可以由小汽轮机拖动。由电力拖动改为汽轮机拖动，节能效果显著。比如其他工业生产(比如化工，食品，医药，纺织，印染，农药，石化等等)过程中，也存在大量利用蒸汽的生产环节和用汽设备。火力发电行业电改汽项目的关键是给工业设备(如小汽轮机)供应品质和量值足够的蒸汽，电改汽项目的工业供汽一般来自发电厂大汽轮机抽汽。

对于火力发电行业电改汽项目，实践中经常遇到：大汽轮机抽汽参数(压力温度)符合小汽轮机的要求，但蒸汽流量不足；或者蒸汽流量足够，但蒸汽参数(压力温度)不符合要求。因此，解决汽源问题就成了困扰实施电改汽的一个关键因素。比如，某电厂装机为2台330MW直接空冷机组。出于节能的考虑，电厂计划把电动给水泵改为汽轮机拖动给水泵。但是，大汽轮机四段抽汽，参数(压力温度)符合小汽轮机对蒸汽品质的要求，但蒸汽流量不足；大汽轮机五段抽汽，蒸汽流量足够，但蒸汽参数(压力温度)不符合要求。因此，节能项目一直难以实施。另外在其他工业生产(比如化工，食品，医药，纺织，印染，农药，石化等等)过程中，所需要的蒸汽一般由燃煤或者燃气小锅炉提供，不仅能效低，能耗高，而且污染大，不方便脱硫脱硝处理。近年来，国家和各地要求工业生产过程中所需要的蒸汽尽可能采取电厂集中工业供汽方式解决。上述工业生产(比如化工，食品，医药，纺织，印染，农药，石化等等)过程或者用汽设备，所需蒸汽参数(压力温度)等级比较多，流量也比较零碎。比如，某化工厂所需要蒸汽压力和温度由近十个等级，如果将压力、温度、流量三个变量组合起来考核，该化工厂所需蒸汽品质多达20几个。

无论是电力行业自身的工业用汽，还是其他行业的工业供汽，需要有一种提供多样化蒸汽的技术手段和解决方式，才有可能适应工业生产环节对蒸汽的各种需求。如果工业生产(比如化工，食品，医药，纺织，印染，农药，石化等等)过程中的工业供汽得以解决，就可以利用大型热电厂向周围的工业生产装置提供工业蒸汽，从而减少各个工业生产企业里的燃煤或者燃气小锅炉，不仅节能，而且环保低碳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于增汽机的工业供汽系统。利用大型火力发电厂向工业过程或设备提供工业用汽，不再利用燃煤或者燃气小锅炉提供工业用汽。也适用于其他工业生产(比如化工，食品，医药，纺织，印染，农药，石化等等)过程中工业用汽的生产环节和设备。

一种工业供汽系统，包括由大型电站锅炉、主蒸汽管道、再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸组成的电厂汽轮机系统；大型电站锅炉引出主蒸汽管道进入高压缸，高压缸排汽进入再热器冷端，再热器热端引出管路连接中压缸，中压缸排汽进入低压缸；其特征在于，还设置有蒸汽增汽机系统，用于对上述汽轮机系统中不同品质和来源蒸汽进行混合，形成所需品质排出蒸汽对外工业供汽；增汽机系统的动力蒸汽入口接入第一路蒸汽管路，抽吸蒸汽入口可接入第二路蒸汽管路，并且第一路蒸汽压力大于第二路蒸汽压力，其排汽口输出连接汽轮机系统外部的其他工业用汽设备。

本申请工业供汽系统，在火电厂汽机系统基础上实现了对外供汽的汽源参数调整匹配灵活、汽源供应稳定。从而可将火电厂汽机系统中部分蒸汽或过量蒸汽广泛对外工业应用，具有很好的节能减排作用，经济效益显著。

附图说明

图1是基于增汽机的工业供汽系统实施例1示意图；

图2是基于增汽机的工业供汽系统实施例2示意图；

其中大型电站锅炉(1)、主蒸汽管道(2)、再热器(3)、汽轮机高压缸(4)、汽轮机中压缸(5)、汽轮机低压缸(6)、增汽机(7)、再热器冷端蒸汽管道(8)、再热器热端蒸汽管道(9)、工业用汽设备(10)、喷淋减温装置(11)、增汽机动力蒸汽管道(A)、增汽机引射蒸汽管道(B)、增汽机排汽管道(C)、高参数蒸汽输出(X)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请的工业供汽系统中包括大型电站锅炉(1)、主蒸汽管道(2)、再热器(3)、汽轮机高压缸(4)、汽轮机中压缸(5)、汽轮机低压缸(6)。大型电站锅炉(1)引出主蒸汽管道(2)进入高压缸，高压缸排汽进入再热器(3)冷端，再热器(3)热端引出管路连接中压缸，中压缸排汽进入低压缸。

另外，还设置有蒸汽增汽机系统，用于对不同品质蒸汽进行混合，形成所需品质排出蒸汽。增汽机系统的动力蒸汽入口可接入高压蒸汽，抽吸蒸汽入口可接入低压蒸汽，其排汽口输出中压蒸汽。

增汽机系统中可由一台或多台增汽机构成，多台增汽机可形成并联、串联或并串联混合布置方式。并联时多台增汽机的动力蒸汽入口、抽吸蒸汽入口和排汽口分别汇合；串联时首级增汽机的排汽口可连接次级增汽机的动力蒸汽入口或抽吸蒸汽入口；并串联混合布置时，采用先并联后串联或先串联后并联的连接结构。多台增汽机的各自型号根据具体蒸汽参数选择调整。

另外，动力蒸汽入口、抽吸蒸汽入口的连接管路上可设置喷淋减温装置，用于对高温高压蒸汽进行参数调整处理，以适应增汽机的设备要求。喷淋减温装置采用凝结水作为水源。增汽机动力蒸汽、抽汽蒸汽管道上还设有调节阀，以调节蒸汽流量。

增汽机动力蒸汽来源可为主蒸汽、再热器冷端或者热端蒸汽、或者汽轮机高压端一抽、二抽、三抽蒸汽其中一个或多个。抽吸蒸汽来源可为锅炉再热器冷端或者热端，或者汽轮机五抽蒸汽、四抽蒸汽或者三抽蒸汽其中一个或多个。动力蒸汽与抽吸蒸汽在参数(压力、温度)上具有差异，动力蒸汽品质高于抽吸蒸汽品质。

增汽机排出蒸汽管道与工业用汽设备(如小汽轮机、化工加热设备)相连接；增汽机排汽作为工业用汽设备的蒸汽汽源。

增汽机的型式不限，可以是固定喷嘴式，也可以是可调喷嘴式。增汽机动力蒸汽参数、抽吸蒸汽参数(温度压力流量)不限，以满足工业用汽设备所需为原则，以不影响大型电站锅炉和大汽轮机安全可靠运行为原则，以获取方便为原则。

实施例一：利用热再蒸汽抽吸五段蒸汽

某电厂，装机为2台330MW直接空冷机组。由电动给水泵改为汽轮机拖动给水泵。大汽轮机四段抽汽参数(压力温度)符合小汽轮机的要求，但蒸汽流量不足；大汽轮机五段抽汽，蒸汽流量足够，但蒸汽参数(压力温度)不符合要求。需要解决汽源参数的问题。

基于增汽机的工业供汽系统，利用增汽机来提供小汽轮机的汽源。

大型电站锅炉再热器热端蒸汽管道与增汽机动力蒸汽入口相连接；再热器热端蒸汽作为增汽机的动力蒸汽。汽轮机五抽蒸汽管道与增汽机抽吸蒸汽入口相连接；汽轮机五抽蒸汽作为增汽机抽吸蒸汽。增汽机排出蒸汽管道与小汽轮机进汽系统相连接；增汽机排汽作为小汽轮机的蒸汽汽源。

系统中安排了两只增汽机，并联运行。增汽机的型式为可调喷嘴式。

增汽机动力蒸汽管道上设有喷淋减温装置，以调节蒸汽温度。增汽机动力蒸汽、抽汽蒸汽管道上设有调节阀，以调节蒸汽流量。

另外在其他工业生产(比如化工，食品，医药，纺织，印染，农药，石化等等)过程中，也存在大量需要工业供汽的生产环节。上述基于增汽机的工业供汽系统，可相应给其他工业生产过程供应一定品质和一定量值的蒸汽，即提供工业供汽应用，可以推广到很宽范围的不同行业和应用。

实施例二：利用主蒸汽抽吸热再蒸汽

某热电厂装机为2台300MW级水冷机组，附近一个工业园区的某轮胎厂需要从热电厂引接大容量高参数工业供汽。两台机组都参与工业供汽运行。

由于在热电厂实际运行过程，电网会明确调度要求汽轮发电机在某个时段低负荷工况(比如30％)运行。此时，如果满足了电网发电量低负荷指标，供汽量必须也得随之减量，工业供汽肯定同时无法满足。因此，需要解决汽源供应的时间稳定性问题。

基于增汽机的工业供汽系统，在汽机低负荷工况时，利用增汽机分流过量主蒸汽用于工业供汽，实现稳定供汽。

当汽轮机按电网要求低负荷运行(比如30％)，大型电站锅炉还可适当高负荷运行(比如70％)。大型电站锅炉来的蒸汽，一部分送往汽轮机做功，实现要求低负荷的电量(比如30％)；大型电站锅炉来的相当一部分过量蒸汽，不再进入汽轮机发电，蒸汽经过增汽机适当调整后用于工业供汽。

来自大型电站锅炉的主蒸汽，分成两路；其中一路与汽轮机高压缸相连接，部分主蒸汽进入汽轮机高压缸做功；另一路经过喷淋减温系统后，送往多台增汽机，喷淋减温后的主蒸汽作为增汽机的动力蒸汽。

再热器热端排汽管道分成两路，其中一路蒸汽通过中压缸进汽管道与汽轮机中压缸相连接，用于驱动汽轮机中压缸做功；第二路与多台增汽机相连接，作为增汽机吸入蒸汽。

增汽机排汽对外提供相应参数的工业供汽。

系统既可以实现汽轮机低负荷运行，也可以同时实现对外大容量高参数工业供汽。

另外，根据用户实际需要，经喷淋减温后的主蒸汽也可直接向外提供高参数蒸汽输出(X)，提供给参数匹配的工业用汽设备。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的解释，并不用于限制本发明，尽管对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业供汽系统，包括由大型电站锅炉、主蒸汽管道、再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸组成的电厂汽轮机系统；大型电站锅炉引出主蒸汽管道进入高压缸，高压缸排汽进入再热器冷端，再热器热端引出管路连接中压缸，中压缸排汽进入低压缸；其特征在于，还设置有蒸汽增汽机系统，用于对上述汽轮机系统中不同品质和来源蒸汽进行混合，形成所需品质排出蒸汽对外工业供汽；增汽机系统的动力蒸汽入口接入第一路蒸汽管路，抽吸蒸汽入口接入第二路蒸汽管路，并且第一路蒸汽压力大于第二路蒸汽压力，其排汽口输出连接汽轮机系统外部的其他工业用汽设备。

2.根据权利要求1所述的工业供汽系统，其特征在于，大型电站锅炉再热器热端蒸汽管道与增汽机动力蒸汽入口相连接；再热器热端蒸汽作为增汽机的动力蒸汽。

3.根据权利要求2所述的工业供汽系统，其特征在于，主蒸汽、或者再热器冷端、或者汽轮机高压端一抽、二抽、或三抽蒸汽管道分别与增汽机动力蒸汽入口相连接；主蒸汽、或者再热器冷端、或者汽轮机高压端一抽、二抽、三抽蒸汽分别作为增汽机的动力蒸汽。

4.根据权利要求1所述的工业供汽系统，其特征在于，汽轮机五抽蒸汽管道与增汽机抽吸蒸汽入口相连接；汽轮机五抽蒸汽作为增汽机抽吸蒸汽。

5.根据权利要求4所述的工业供汽系统，其特征在于，大型电站锅炉再热器冷端或者热端，或者汽轮机四抽蒸汽管道或三抽蒸汽管道分别与增汽机抽吸蒸汽入口相连接；再热器冷端或者热端、汽轮机四抽蒸汽或者三抽蒸汽分别作为增汽机抽吸蒸汽。

6.根据权利要求1所述的工业供汽系统，其特征在于，增汽机排出蒸汽管道与小汽轮机或化工加热设备相连接；增汽机排汽作为其工作蒸汽汽源。

7.根据权利要求1所述的工业供汽系统，其特征在于，增汽机系统中由一台或多台增汽机构成，多台增汽机形成并联、串联或并串联混合布置方式；并联时多台增汽机的动力蒸汽入口、抽吸蒸汽入口和排汽口分别汇合；串联时首级增汽机的排汽口连接次级增汽机的动力蒸汽入口或抽吸蒸汽入口；并串联混合布置时，采用先并联后串联或先串联后并联的连接结构。

8.根据权利要求7所述的工业供汽系统，其特征在于，多台增汽机的各自型号根据具体蒸汽参数选择调整。

9.根据权利要求7所述的工业供汽系统，其特征在于，增汽机动力蒸汽、抽汽蒸汽管道上设置喷淋减温装置，用于对高温高压蒸汽进行参数调整处理；增汽机动力蒸汽、抽汽蒸汽管道上还设有调节阀，以调节蒸汽流量。

10.根据权利要求7所述的工业供汽系统，其特征在于，增汽机的型式是固定喷嘴式或是可调喷嘴式。