CN109611166A - 一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统及运行方法，包括电站锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸、第三汽轮机低压缸、凝汽器、冷却塔、热网加热器、压力匹配器、蒸汽冷却器和蒸汽加热器；利用汽轮机中压缸的排汽和第一汽轮机低压缸的回热抽汽生成第一路冷却蒸汽，对第二和第三汽轮机低压缸进行冷却，利用第一汽轮机低压缸的回热抽汽生成第二路冷却蒸汽，对第二和第三汽轮机低压缸的末级进行冷却。在背压工况变负荷运行时，有效提升了第一路冷却蒸汽的品质，保证了汽轮机低压缸不进汽运行的安全性；并通过新增第二路冷却蒸汽，对低压缸的末级进行冷却，有效提升了末级长叶片运行的安全性。

Description

一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统及运行 方法

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统及运行方法。

背景技术

对于火力发电厂，汽轮机的乏汽通常是通过空冷或者水冷方式直接排放掉的，这就造成了巨大的冷端损失。例如300MW亚临界纯凝机组的能量利用率约为38%，其中冷端损失约占45%，采用抽汽供热后机组的能量利用率提升至60%，但是仍有20%的冷凝低温余热被排放掉，这部分热量由于品位低而难以直接利用。同时，由于电网为消纳新能源电力，对煤电机组火电灵活性的要求不断加强，煤电机组需实现超低负荷运行，才能满足电网的调峰需求，这给燃煤热电机组带来了极大的挑战。

目前，专利“汽轮机抽凝背系统及其调节方法（专利号201710193938.3）”，无需更换转子，即可实现低压缸不投入运行，该技术既可以最大程度的增加对外供热量，又可以高效益的实现机组低负荷发电。专利“切除低压缸供热的冷却系统及工作方法（专利号201711165679.X）”，实现了低压缸不进汽时对低压缸进行有效冷却，而直接用中压缸排汽作为冷却蒸汽，由于温度和压力参数过高，需要先减温减压，一定程度上造成了不可逆损失，另一方面当采用喷水减温时容易引起冷却蒸汽中含有水滴而降低冷却蒸汽的品质。特别是热电机组在全工况运行时，在不同运行负荷下，对应位置的抽汽参数也会发生变化，如何保证热电机组在切除低压缸进汽做功的全工况运行时，也能产生参数稳定的高品质冷却蒸汽，则对低压缸充分冷却、提高机组运行安全来说，至关重要。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理，性能可靠，用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统及运行方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，它包括：电站锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸、第三汽轮机低压缸、凝汽器、冷却塔、热网加热器、压力匹配器、蒸汽冷却器和蒸汽加热器；所述电站锅炉的进水口连接有锅炉给水管，所述电站锅炉的主蒸汽出口通过主蒸汽管与汽轮机高压缸的进汽口连接，所述汽轮机高压缸的排汽口通过冷再蒸汽管与电站锅炉的再热器进汽口连接，所述电站锅炉的再热器出汽口通过热再蒸汽管与汽轮机中压缸的进汽口连接，所述汽轮机中压缸的排汽口通过中压连通管同时与第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的进汽口连接，且在中压连通管上安装有液压蝶阀，所述第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的排汽口均与凝汽器的汽侧连接，所述凝汽器的水侧通过循环回水管和循环供水管与冷却塔连接，且在循环回水管和循环供水管上分别安装有第十七阀门和第十六阀门，所述热网加热器通过采暖抽汽管与汽轮机中压缸的排汽口连接，且在采暖抽汽管上安装有第一阀门，中压抽汽管的进汽端口与汽轮机中压缸的排汽口连接，所述中压抽汽管的出汽端口通过第一中压抽汽支管与压力匹配器的高压进汽口连接，且在中压抽汽管上安装有第一流量仪，在第一中压抽汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第三阀门和第一蒸汽参数测量仪，低压抽汽管的进汽端口与第一汽轮机低压缸的回热抽汽口连接，所述低压抽汽管的出汽端口同时与第一低压抽汽支管的一端和第二低压抽汽支管的一端连接，且在低压抽汽管上安装有第四蒸汽参数测量仪，所述第一低压抽汽支管的另一端与压力匹配器的低压进汽口连接，且在第一低压抽汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第六阀门和第三流量仪，所述压力匹配器的中压出汽口通过匹配蒸汽输送管与蒸汽冷却器的进汽口连接，且在匹配蒸汽输送管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第四阀门和第二蒸汽参数测量仪，所述蒸汽冷却器的出汽口通过第一冷却蒸汽管同时与第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的进汽口连接，且在第一冷却蒸汽管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第三蒸汽参数测量仪、第二流量仪、第五阀门和闸阀，所述蒸汽冷却器的冷却水侧通过循环回水支管和循环供水支管分别与循环回水管和循环供水管连接，且在循环回水支管和循环供水支管上分别安装有第十五阀门和第十四阀门，所述第二低压抽汽支管的另一端与蒸汽加热器的低温蒸汽进口连接，且在第二低压抽汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第七阀门和第四流量仪，所述蒸汽加热器的低温蒸汽出口与低压冷却蒸汽管的一端连接，所述低压冷却蒸汽管的另一端通过第三冷却蒸汽管和第二冷却蒸汽管分别与第二汽轮机低压缸的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸的回热抽汽口连接，且在低压冷却蒸汽管上安装有第五蒸汽参数测量仪，在第三冷却蒸汽管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第五流量仪和第十一阀门，在第二冷却蒸汽管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第六流量仪和第十二阀门，所述蒸汽加热器的高温蒸汽侧通过加热抽汽管与汽轮机中压缸的排汽口连接，且在加热抽汽管上沿着蒸汽流动方向依次安装有第十三阀门和第七流量仪。

作为优选，所述中压抽汽管的出汽端口还通过第二中压抽汽支管与第四阀门的出汽端口连接，且在第二中压抽汽支管上安装有第二阀门。

作为优选，所述蒸汽加热器的低温蒸汽侧设置有低压蒸汽旁路，且在蒸汽加热器的低温蒸汽进口、低温蒸汽出口和低压蒸汽旁路上分别安装有第八阀门、第九阀门和第十阀门。

作为优选，所述汽轮机中压缸和第一汽轮机低压缸为同缸连接在一起，所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、第一汽轮机低压缸、第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸为同轴连接在一起。

作为优选，所述液压蝶阀为无机械限位的阀门，当液压蝶阀全关时流体无泄漏。

作为优选，所述循环回水支管的进水端设置于第十七阀门的进口，所述循环供水支管的出水端设置于第十六阀门的出口。

作为优选，所述汽轮机中压缸的排汽口同时连接着中压连通管、采暖抽汽管、中压抽汽管和加热抽汽管。

用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统的运行方法如下：

在抽汽供热工况运行时：

仅开启液压蝶阀、第一阀门、第十六阀门和第十七阀门，汽轮机中压缸的一部分排汽通过中压连通管进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸进行做功，汽轮机中压缸的另一部分排汽通过采暖抽汽管进入热网加热器对外进行供热；

在背压供热工况运行时：

关闭液压蝶阀，开启第一阀门，汽轮机中压缸的排汽不再进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸进行做功，而是通过采暖抽汽管进入热网加热器对外进行供热；

此时，若热电机组在满负荷工况下运行，则关闭第二阀门、第八阀门、第九阀门和第十三阀门，开启第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十四阀门、第十五阀门、第十六阀门和第十七阀门，压力匹配器和蒸汽冷却器投入运行，蒸汽加热器停止运行，来自汽轮机中压缸的排汽和来自第一汽轮机低压缸的回热抽汽同时进入压力匹配器进行匹配后输出中低压蒸汽，再进入蒸汽冷却器，利用循环水对中低压蒸汽进行冷却后生成温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽，最后通过第一冷却蒸汽管分别进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸，对第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸同时进行冷却，为保证第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的末级长叶片得到充分冷却，同时利用来自第一汽轮机低压缸的回热抽汽直接作为冷却蒸汽，通过第三冷却蒸汽管和第二冷却蒸汽管分别从第二汽轮机低压缸的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸的回热抽汽口进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸，对第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的末级进行冷却；

随着热电机组的运行负荷逐渐降低，若热电机组在低负荷工况下运行，则关闭第三阀门、第四阀门、第六阀门和第十阀门，开启第二阀门、第五阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门、第十五阀门、第十六阀门和第十七阀门，蒸汽冷却器和蒸汽加热器投入运行，压力匹配器停止运行，此时的汽轮机中压缸排汽压力较低，直接利用汽轮机中压缸的排汽作为冷却蒸汽来源，汽轮机中压缸的排汽先进入蒸汽冷却器，利用循环水对汽轮机中压缸的排汽进行冷却后生成温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽，再通过第一冷却蒸汽管分别进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸，对第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸同时进行冷却，为保证第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的末级长叶片得到充分冷却，同时利用来自第一汽轮机低压缸的回热抽汽作为另一种冷却蒸汽来源，第一汽轮机低压缸的回热抽汽先进入蒸汽加热器，利用来自加热抽汽管的汽轮机中压缸的排汽，对第一汽轮机低压缸的回热抽汽进行加热后生成具有一定过热度的冷却蒸汽，再通过第三冷却蒸汽管和第二冷却蒸汽管分别从第二汽轮机低压缸的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸的回热抽汽口进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸，对第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的末级进行冷却。

作为优选，所述闸阀具有截断的功能，其它阀门均具有调节管道流量的功能；

所有的蒸汽参数测量仪均能测量蒸汽的压力参数和温度参数，并能读取测量数值；

在抽汽供热工况运行时，通过调节液压蝶阀和第一阀门的开度，分别调节进入热网加热器、第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的中压缸排汽流量，从而根据外界供热需求，改变热电机组的对外供热量；

在背压供热工况运行时，根据热电机组的低压缸DCS监测系统所监测的缸内温度数值，依据各类流量仪和蒸汽参数测量仪的数值反馈，来调节进入第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸的冷却蒸汽流量、压力和温度等参数值，以实现对第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸进行充分冷却。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）本发明设计合理，结构简单，性能可靠，创造了一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统；（2）本发明通过直接抽汽与压力匹配器的耦合，并结合蒸汽间接换热的冷却，在热电机组背压工况变负荷运行下，保证了冷却蒸汽系统所需的蒸汽参数，提升了冷却蒸汽的品质，从而保证了汽轮机低压缸不进汽运行的安全性；（3）利用第一汽轮机低压缸的低压回热抽汽直接作为冷却蒸汽，对第二汽轮机低压缸和第三汽轮机低压缸进行冷却，从而实现对低压缸末级长叶片的充分冷却，保证低压缸末级运行的安全性；（4）利用进入低压缸的冷却蒸汽过热度对循环水进行加热，提升了背压工况下的进塔水温，避免了因为上塔循环水热量不足而使得冷却塔出现结霜、上冻的现象，提高热电机组运行的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例中用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统的整体结构示意图。

图2是本发明实施例中用于抽汽供热工况条件下的多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统示意图。

图3是本发明实施例中用于背压供热工况机组高负荷运行条件下的多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统示意图。

图4是本发明实施例中用于背压供热工况机组低负荷运行条件下的多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，它包括：电站锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、第一汽轮机低压缸4、第二汽轮机低压缸5、第三汽轮机低压缸6、凝汽器7、冷却塔8、热网加热器9、压力匹配器10、蒸汽冷却器11和蒸汽加热器12。

电站锅炉1的进水口连接有锅炉给水管21，电站锅炉1的主蒸汽出口通过主蒸汽管22与汽轮机高压缸2的进汽口连接，汽轮机高压缸2的排汽口通过冷再蒸汽管23与电站锅炉1的再热器进汽口连接，电站锅炉1的再热器出汽口通过热再蒸汽管24与汽轮机中压缸3的进汽口连接，汽轮机中压缸3的排汽口通过中压连通管25同时与第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的进汽口连接，且在中压连通管25上安装有液压蝶阀51；第一汽轮机低压缸4、第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的排汽口均与凝汽器7的汽侧连接，凝汽器7的水侧通过循环回水管27和循环供水管28与冷却塔8连接，且在循环回水管27和循环供水管28上分别安装有第十七阀门68和第十六阀门67，热网加热器9通过采暖抽汽管26与汽轮机中压缸3的排汽口连接，且在采暖抽汽管26上安装有第一阀门52，中压抽汽管36的进汽端口与汽轮机中压缸3的排汽口连接，中压抽汽管36的出汽端口通过第一中压抽汽支管37与压力匹配器10的高压进汽口连接，且在中压抽汽管36上安装有第一流量仪71，在第一中压抽汽支管37上沿着蒸汽流动方向依次安装有第三阀门54和第一蒸汽参数测量仪72，中压抽汽管36的出汽端口还通过第二中压抽汽支管38与第四阀门55的出汽端口连接，且在第二中压抽汽支管38上安装有第二阀门53，低压抽汽管30的进汽端口与第一汽轮机低压缸4的回热抽汽口连接，低压抽汽管30的出汽端口同时与第一低压抽汽支管31的一端和第二低压抽汽支管32的一端连接，且在低压抽汽管30上安装有第四蒸汽参数测量仪76，第一低压抽汽支管31的另一端与压力匹配器10的低压进汽口连接，且在第一低压抽汽支管31上沿着蒸汽流动方向依次安装有第六阀门57和第三流量仪77，压力匹配器10的中压出汽口通过匹配蒸汽输送管39与蒸汽冷却器11的进汽口连接，且在匹配蒸汽输送管39上沿着蒸汽流动方向依次安装有第四阀门55和第二蒸汽参数测量仪73，蒸汽冷却器11的出汽口通过第一冷却蒸汽管40同时与第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的进汽口连接，且在第一冷却蒸汽管40上沿着蒸汽流动方向依次安装有第三蒸汽参数测量仪74、第二流量仪75、第五阀门56和闸阀69，蒸汽冷却器11的冷却水侧通过循环回水支管41和循环供水支管42分别与循环回水管27和循环供水管28连接，且在循环回水支管41和循环供水支管42上分别安装有第十五阀门66和第十四阀门65，第二低压抽汽支管32的另一端与蒸汽加热器12的低温蒸汽进口连接，且在第二低压抽汽支管32上沿着蒸汽流动方向依次安装有第七阀门58和第四流量仪78，蒸汽加热器12的低温蒸汽出口与低压冷却蒸汽管43的一端连接，蒸汽加热器12的低温蒸汽侧设置有低压蒸汽旁路33，且在蒸汽加热器12的低温蒸汽进口、低温蒸汽出口和低压蒸汽旁路33上分别安装有第八阀门59、第九阀门60和第十阀门61，低压冷却蒸汽管43的另一端通过第三冷却蒸汽管35和第二冷却蒸汽管34分别与第二汽轮机低压缸5的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸6的回热抽汽口连接，且在低压冷却蒸汽管43上安装有第五蒸汽参数测量仪79，在第三冷却蒸汽管35上沿着蒸汽流动方向依次安装有第五流量仪80和第十一阀门62，在第二冷却蒸汽管34上沿着蒸汽流动方向依次安装有第六流量仪81和第十二阀门63，蒸汽加热器12的高温蒸汽侧通过加热抽汽管29与汽轮机中压缸3的排汽口连接，且在加热抽汽管29上沿着蒸汽流动方向依次安装有第十三阀门64和第七流量仪82。

在本实施例中，汽轮机中压缸3和第一汽轮机低压缸4为同缸连接在一起，汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6为同轴连接在一起。

在本实施例中，液压蝶阀51为无机械限位的阀门，当阀门全关时流体无泄漏。

在本实施例中，循环回水支管41的进水端设置于第十七阀门68的进口，循环供水支管42的出水端设置于第十六阀门67的出口，利用进入汽轮机低压缸的冷却蒸汽过热度加热循环水，提升进入冷却塔8的循环水温度，从而对冷却塔8起到防冻的作用。

在本实施例中，闸阀69具有截断的功能，其它阀门均具有调节管道流量的功能；各类蒸汽参数测量仪均可测量蒸汽的压力参数和温度参数，并可读取测量数值。

在本实施例中，汽轮机中压缸3的排汽口同时连接着中压连通管25、采暖抽汽管26、中压抽汽管36和加热抽汽管29。

本实施例中，用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统的具体运行方法如下：

（1）在抽汽供热工况运行时，如图2所示：

仅开启液压蝶阀51、第一阀门52、第十六阀门67和第十七阀门68，汽轮机中压缸3的一部分排汽通过中压连通管25进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6进行做功，汽轮机中压缸3的另一部分排汽通过采暖抽汽管26进入热网加热器9对外进行供热。

（2）在背压供热工况运行时，如图3和图4所示：

关闭液压蝶阀51，开启第一阀门52，汽轮机中压缸3的排汽不再进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6进行做功，而是通过采暖抽汽管26进入热网加热器9对外进行供热；

如图3所示，若热电机组在满负荷工况下运行，则关闭第二阀门53、第八阀门59、第九阀门60和第十三阀门64，开启第三阀门54、第四阀门55、第五阀门56、第六阀门57、第七阀门58、第十阀门61、第十一阀门62、第十二阀门63、第十四阀门65、第十五阀门66、第十六阀门67和第十七阀门68，压力匹配器10和蒸汽冷却器11投入运行，蒸汽加热器12停止运行，来自汽轮机中压缸3的排汽和来自第一汽轮机低压缸4的回热抽汽同时进入压力匹配器10进行匹配后输出中低压蒸汽，再进入蒸汽冷却器11，利用循环水对中低压蒸汽进行冷却后生成温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽，最后通过第一冷却蒸汽管40分别进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6，对第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6同时进行冷却，为保证第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的末级长叶片得到充分冷却，同时利用来自第一汽轮机低压缸4的回热抽汽直接作为冷却蒸汽，通过第三冷却蒸汽管35和第二冷却蒸汽管34分别从第二汽轮机低压缸5的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸6的回热抽汽口进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6，对第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的末级进行冷却；

随着热电机组的运行负荷逐渐降低，汽轮机中压缸3的排汽压力也逐渐降低，当热电机组在低负荷工况下运行，汽轮机中压缸3的排汽压力可以满足直接用于冷却汽轮机低压缸，如图4所示，则关闭第三阀门54、第四阀门55、第六阀门57和第十阀门61，开启第二阀门53、第五阀门56、第七阀门58、第八阀门59、第九阀门60、第十一阀门62、第十二阀门63、第十三阀门64、第十四阀门65、第十五阀门66、第十六阀门67和第十七阀门68，蒸汽冷却器11和蒸汽加热器12投入运行，压力匹配器10停止运行，此时的汽轮机中压缸3排汽压力较低，可直接利用汽轮机中压缸3的排汽作为冷却蒸汽来源，汽轮机中压缸3的排汽先进入蒸汽冷却器11，利用循环水对汽轮机中压缸3的排汽进行冷却后生成温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽，再通过第一冷却蒸汽管40分别进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6，对第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6同时进行冷却，为保证第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的末级长叶片得到充分冷却，同时利用来自第一汽轮机低压缸4的回热抽汽作为另一种冷却蒸汽来源，第一汽轮机低压缸4的回热抽汽先进入蒸汽加热器12，利用来自加热抽汽管29的汽轮机中压缸3的排汽，对第一汽轮机低压缸4的回热抽汽进行加热后生成具有一定过热度的冷却蒸汽，再通过第三冷却蒸汽管35和第二冷却蒸汽管34分别从第二汽轮机低压缸5的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸6的回热抽汽口进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6，对第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的末级进行冷却。

在本实施例的具体运行方法中，主要是通过DCS系统远程传输阀门的开度信号，来对各个阀门的开度进行调节，以实现对流量的调节。

在本实施例的具体运行方法中，在抽汽供热工况运行时，通过调节液压蝶阀51和第一阀门52的开度，分别调节进入热网加热器9、第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的中压缸排汽流量，从而根据外界供热需求，改变热电机组的对外供热量；

在本实施例的具体运行方法中，在背压供热工况运行时，根据热电机组的低压缸DCS监测系统所监测的缸内温度数值，依据各类流量仪和蒸汽参数测量仪的数值反馈，来调节进入第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6的冷却蒸汽流量、压力和温度等参数值，以实现对第二汽轮机低压缸5和第三汽轮机低压缸6进行充分冷却。

虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，它包括：电站锅炉（1）、汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）、第一汽轮机低压缸（4）、第二汽轮机低压缸（5）、第三汽轮机低压缸（6）、凝汽器（7）、冷却塔（8）、热网加热器（9）、压力匹配器（10）、蒸汽冷却器（11）和蒸汽加热器（12）；所述电站锅炉（1）的进水口连接有锅炉给水管（21），所述电站锅炉（1）的主蒸汽出口通过主蒸汽管（22）与汽轮机高压缸（2）的进汽口连接，所述汽轮机高压缸（2）的排汽口通过冷再蒸汽管（23）与电站锅炉（1）的再热器进汽口连接，所述电站锅炉（1）的再热器出汽口通过热再蒸汽管（24）与汽轮机中压缸（3）的进汽口连接，所述汽轮机中压缸（3）的排汽口通过中压连通管（25）同时与第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的进汽口连接，且在中压连通管（25）上安装有液压蝶阀（51），所述第一汽轮机低压缸（4）、第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的排汽口均与凝汽器（7）的汽侧连接，所述凝汽器（7）的水侧通过循环回水管（27）和循环供水管（28）与冷却塔（8）连接，且在循环回水管（27）和循环供水管（28）上分别安装有第十七阀门（68）和第十六阀门（67），所述热网加热器（9）通过采暖抽汽管（26）与汽轮机中压缸（3）的排汽口连接，且在采暖抽汽管（26）上安装有第一阀门（52），中压抽汽管（36）的进汽端口与汽轮机中压缸（3）的排汽口连接，所述中压抽汽管（36）的出汽端口通过第一中压抽汽支管（37）与压力匹配器（10）的高压进汽口连接，且在中压抽汽管（36）上安装有第一流量仪（71），在第一中压抽汽支管（37）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第三阀门（54）和第一蒸汽参数测量仪（72），低压抽汽管（30）的进汽端口与第一汽轮机低压缸（4）的回热抽汽口连接，所述低压抽汽管（30）的出汽端口同时与第一低压抽汽支管（31）的一端和第二低压抽汽支管（32）的一端连接，且在低压抽汽管（30）上安装有第四蒸汽参数测量仪（76），所述第一低压抽汽支管（31）的另一端与压力匹配器（10）的低压进汽口连接，且在第一低压抽汽支管（31）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第六阀门（57）和第三流量仪（77），所述压力匹配器（10）的中压出汽口通过匹配蒸汽输送管（39）与蒸汽冷却器（11）的进汽口连接，且在匹配蒸汽输送管（39）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第四阀门（55）和第二蒸汽参数测量仪（73），所述蒸汽冷却器（11）的出汽口通过第一冷却蒸汽管（40）同时与第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的进汽口连接，且在第一冷却蒸汽管（40）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第三蒸汽参数测量仪（74）、第二流量仪（75）、第五阀门（56）和闸阀（69），所述蒸汽冷却器（11）的冷却水侧通过循环回水支管（41）和循环供水支管（42）分别与循环回水管（27）和循环供水管（28）连接，且在循环回水支管（41）和循环供水支管（42）上分别安装有第十五阀门（66）和第十四阀门（65），所述第二低压抽汽支管（32）的另一端与蒸汽加热器（12）的低温蒸汽进口连接，且在第二低压抽汽支管（32）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第七阀门（58）和第四流量仪（78），所述蒸汽加热器（12）的低温蒸汽出口与低压冷却蒸汽管（43）的一端连接，所述低压冷却蒸汽管（43）的另一端通过第三冷却蒸汽管（35）和第二冷却蒸汽管（34）分别与第二汽轮机低压缸（5）的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸（6）的回热抽汽口连接，且在低压冷却蒸汽管（43）上安装有第五蒸汽参数测量仪（79），在第三冷却蒸汽管（35）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第五流量仪（80）和第十一阀门（62），在第二冷却蒸汽管（34）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第六流量仪（81）和第十二阀门（63），所述蒸汽加热器（12）的高温蒸汽侧通过加热抽汽管（29）与汽轮机中压缸（3）的排汽口连接，且在加热抽汽管（29）上沿着蒸汽流动方向依次安装有第十三阀门（64）和第七流量仪（82）。

2.根据权利要求1所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，所述中压抽汽管（36）的出汽端口还通过第二中压抽汽支管（38）与第四阀门（55）的出汽端口连接，且在第二中压抽汽支管（38）上安装有第二阀门（53）。

3.根据权利要求1所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，所述蒸汽加热器（12）的低温蒸汽侧设置有低压蒸汽旁路（33），且在蒸汽加热器（12）的低温蒸汽进口、低温蒸汽出口和低压蒸汽旁路（33）上分别安装有第八阀门（59）、第九阀门（60）和第十阀门（61）。

4.根据权利要求1所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，所述汽轮机中压缸（3）和第一汽轮机低压缸（4）为同缸连接在一起，所述汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）、第一汽轮机低压缸（4）、第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）为同轴连接在一起。

5.根据权利要求1所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，所述液压蝶阀（51）为无机械限位的阀门，当液压蝶阀（51）全关时流体无泄漏。

6.根据权利要求1所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，所述循环回水支管（41）的进水端设置于第十七阀门（68）的进口，所述循环供水支管（42）的出水端设置于第十六阀门（67）的出口。

7.根据权利要求1所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统，其特征在于，所述汽轮机中压缸（3）的排汽口同时连接着中压连通管（25）、采暖抽汽管（26）、中压抽汽管（36）和加热抽汽管（29）。

8.一种如权利要求1-7中任一项权利要求所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法如下：

在抽汽供热工况运行时：

仅开启液压蝶阀（51）、第一阀门（52）、第十六阀门（67）和第十七阀门（68），汽轮机中压缸（3）的一部分排汽通过中压连通管（25）进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）进行做功，汽轮机中压缸（3）的另一部分排汽通过采暖抽汽管（26）进入热网加热器（9）对外进行供热；

在背压供热工况运行时：

关闭液压蝶阀（51），开启第一阀门（52），汽轮机中压缸（3）的排汽不再进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）进行做功，而是通过采暖抽汽管（26）进入热网加热器（9）对外进行供热；

此时，若热电机组在满负荷工况下运行，则关闭第二阀门（53）、第八阀门（59）、第九阀门（60）和第十三阀门（64），开启第三阀门（54）、第四阀门（55）、第五阀门（56）、第六阀门（57）、第七阀门（58）、第十阀门（61）、第十一阀门（62）、第十二阀门（63）、第十四阀门（65）、第十五阀门（66）、第十六阀门（67）和第十七阀门（68），压力匹配器（10）和蒸汽冷却器（11）投入运行，蒸汽加热器（12）停止运行，来自汽轮机中压缸（3）的排汽和来自第一汽轮机低压缸（4）的回热抽汽同时进入压力匹配器（10）进行匹配后输出中低压蒸汽，再进入蒸汽冷却器（11），利用循环水对中低压蒸汽进行冷却后生成温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽，最后通过第一冷却蒸汽管（40）分别进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6），对第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）同时进行冷却，为保证第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的末级长叶片得到充分冷却，同时利用来自第一汽轮机低压缸（4）的回热抽汽直接作为冷却蒸汽，通过第三冷却蒸汽管（35）和第二冷却蒸汽管（34）分别从第二汽轮机低压缸（5）的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸（6）的回热抽汽口进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6），对第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的末级进行冷却；

随着热电机组的运行负荷逐渐降低，若热电机组在低负荷工况下运行，则关闭第三阀门（54）、第四阀门（55）、第六阀门（57）和第十阀门（61），开启第二阀门（53）、第五阀门（56）、第七阀门（58）、第八阀门（59）、第九阀门（60）、第十一阀门（62）、第十二阀门（63）、第十三阀门（64）、第十四阀门（65）、第十五阀门（66）、第十六阀门（67）和第十七阀门（68），蒸汽冷却器（11）和蒸汽加热器（12）投入运行，压力匹配器（10）停止运行，此时的汽轮机中压缸（3）排汽压力较低，直接利用汽轮机中压缸（3）的排汽作为冷却蒸汽来源，汽轮机中压缸（3）的排汽先进入蒸汽冷却器（11），利用循环水对汽轮机中压缸（3）的排汽进行冷却后生成温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽，再通过第一冷却蒸汽管（40）分别进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6），对第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）同时进行冷却，为保证第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的末级长叶片得到充分冷却，同时利用来自第一汽轮机低压缸（4）的回热抽汽作为另一种冷却蒸汽来源，第一汽轮机低压缸（4）的回热抽汽先进入蒸汽加热器（12），利用来自加热抽汽管（29）的汽轮机中压缸（3）的排汽，对第一汽轮机低压缸（4）的回热抽汽进行加热后生成具有一定过热度的冷却蒸汽，再通过第三冷却蒸汽管（35）和第二冷却蒸汽管（34）分别从第二汽轮机低压缸（5）的回热抽汽口和第三汽轮机低压缸（6）的回热抽汽口进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6），对第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的末级进行冷却。

9.根据权利要求8所述的用于多低压缸汽轮机变工况的凝抽背供热系统的运行方法，其特征在于：

所述闸阀（69）具有截断的功能，其它阀门均具有调节管道流量的功能；

所有的蒸汽参数测量仪均能测量蒸汽的压力参数和温度参数，并能读取测量数值；

在抽汽供热工况运行时，通过调节液压蝶阀（51）和第一阀门（52）的开度，分别调节进入热网加热器（9）、第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的中压缸排汽流量，从而根据外界供热需求，改变热电机组的对外供热量；

在背压供热工况运行时，根据热电机组的低压缸DCS监测系统所监测的缸内温度数值，依据各类流量仪和蒸汽参数测量仪的数值反馈，来调节进入第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）的冷却蒸汽流量、压力和温度参数值，以实现对第二汽轮机低压缸（5）和第三汽轮机低压缸（6）进行充分冷却。