CN109826681B - 一种用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统及其运行方法 - Google Patents
一种用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统及其运行方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统及其运行方法,属于热电联产技术领域。本发明包括燃气轮机组和蒸汽轮机组;燃气轮机组包括燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机透平和第一发电机;蒸汽轮机组包括余热锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、第二发电机、凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、除氧器、第一减温减压装置、蒸汽冷却器、压力匹配器、第二减温减压装置和补水泵。运用本发明,在深度挖掘联合循环机组对外供热能力的同时,有效降低了供热过程中的做功能力损失,另外,又满足了当前严峻的电力调峰政策需求,实现火电机组的深度调峰能力,切实满足了电网对机组调峰的需求。
Description
技术领域
本发明属于热电联产技术领域,具体涉及一种用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统及其运行方法。
背景技术
目前,我国政策逐渐重视新能源的推广,降低火电机组的比例,使得火电机组的发展面临严峻考验。当前,为提高火电机组的综合能源利用效率,并争取更多的发电利用小时数,深度挖掘火电机组的供热能力,越来越得到社会各界的重视。燃气热电联产是一种热能、电能同时生产的能源利用形式,它将高品位的热能用于发电,低品位的热能用于供热,既提高能源的利用效率,又减少了环境污染,在节能降耗和减少污染排放方面具有很大的应用价值。
目前,燃气热电联产集中供热系统主要面临的问题是热电比偏低,常规燃气热电联产组合所产生的热电比例是有一定局限的,越是先进的、转换效率高的机组,热电比越小,以10万kW机组为例,其热电比为0.7左右。特别是面临当前火电深度调峰的严峻形势下,机组常以低负荷工况运行,此时机组对外供热能力更低,由此对供热安全性造成了严重影响。然而,现有技术如专利“一种联合循环的热电联供系统(专利号201310401252.0)”,是利用高排抽汽减温减压后对外供热,该技术缺陷是:(1)未考虑能量的梯级利用,直接减温减压的做功能力损失较大;(2)未考虑火电深度调峰需要,为满足外界供热,机组需以高负荷运行,机组调峰能力差。
发明内容
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、性能可靠的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统及其运行方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,其特征在于,包括:燃气轮机组和蒸汽轮机组;
所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机透平和第一发电机,所述燃气轮机压气机的排气口与燃气轮机燃烧室的进气口连接,所述燃气轮机燃烧室的排气口与燃气轮机透平的进气口连接,所述燃气轮机透平的排气口通过烟气排放管与余热锅炉的烟气进口连接,所述燃气轮机透平驱动第一发电机发电,且燃气轮机透平与燃气轮机压气机同轴连接;
所述蒸汽轮机组包括余热锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、第二发电机、凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、除氧器、第一减温减压装置、蒸汽冷却器、压力匹配器、第二减温减压装置和补水泵,所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸同轴连接,且驱动第二发电机发电,所述余热锅炉包括烟气预热器、低压汽包、低压过热器、高压汽包、再热器和高压过热器,所述烟气预热器的出水口同时与低压汽包的进水口和高压汽包的进水口连接,所述低压汽包的出汽口与低压过热器的进汽口连接,所述高压汽包的出汽口与高压过热器的进汽口连接,所述汽轮机高压缸的进汽口通过高压蒸汽管与高压过热器的出汽口连接,且在汽轮机高压缸的进汽口安装有一号阀门,所述汽轮机高压缸的排汽口通过冷再蒸汽管与再热器的进汽口连接,且在再热器的进汽口安装有四号阀门,所述再热器的出汽口通过热再蒸汽管与汽轮机中压缸的进汽口连接,且在汽轮机中压缸的进汽口安装有六号阀门,所述汽轮机中压缸的排汽口通过连通管与汽轮机低压缸的进汽口连接,且在汽轮机低压缸的进汽口安装有液压蝶阀,所述连通管与低压蒸汽管的一端连接,且在低压蒸汽管的一端安装有十三号阀门,所述低压过热器的出汽口与低压蒸汽管的另一端连接,且在低压蒸汽管的另一端安装有十二号阀门,所述汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器连接,锅炉给水管的进水端与凝汽器连接,所述锅炉给水管的出水端与烟气预热器的进水口连接,且在锅炉给水管上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵、轴封加热器和除氧器,所述轴封加热器的进水口安装有二十号阀门,所述除氧器通过除氧抽汽管与低压蒸汽管连接,且在除氧抽汽管上安装有十六号阀门,冷再蒸汽旁路的进汽端与冷再蒸汽管连接,所述冷再蒸汽旁路的出汽端与中压工业供汽管的进汽端连接,且在冷再蒸汽旁路上安装有五号阀门,高压蒸汽旁路的进汽端与高压蒸汽管连接,所述高压蒸汽旁路的出汽端与冷再蒸汽旁路的出汽端连接,且在高压蒸汽旁路上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门、第一减温减压装置和三号阀门,热再蒸汽旁路的进汽端与热再蒸汽管连接,所述热再蒸汽旁路的出汽端与冷再蒸汽旁路的出汽端连接,且在热再蒸汽旁路沿着蒸汽流动方向依次安装有七号阀门、蒸汽冷却器和八号阀门,所述蒸汽冷却器的冷却水进口通过冷却水输入管与凝结水泵的出水口连接,且在冷却水输入管上安装有十七号阀门,所述蒸汽冷却器的冷却水出口通过第一冷却水输出管与凝汽器连接,且在第一冷却水输出管上安装有十八号阀门,所述压力匹配器的低压蒸汽进口通过低压蒸汽旁路与低压蒸汽管连接,且在低压蒸汽旁路上安装有十四号阀门,所述压力匹配器的高压蒸汽进口通过第一中压蒸汽支管与冷再蒸汽旁路的出汽端连接,且在第一中压蒸汽支管上安装有九号阀门,所述压力匹配器的中压蒸汽出口与低压工业供汽管的进汽端连接,且在压力匹配器的中压蒸汽出口安装有十五号阀门,所述第二减温减压装置的进汽口通过第二中压蒸汽支管与冷再蒸汽旁路的出汽端连接,且在第二中压蒸汽支管上安装有十号阀门,所述第二减温减压装置的出汽口与低压工业供汽管的进汽端连接,且在第二减温减压装置的出汽口安装有十一号阀门。
进一步而言,锅炉补水管与凝结水泵的出水口连接,且在锅炉补水管上沿着水流动方向依次安装有补水泵和十九号阀门。
进一步而言,所述蒸汽冷却器的冷却水出口还通过第二冷却水输出管与轴封加热器的出水口连接,且在第二冷却水输出管上安装有二十一号阀门。
进一步而言,所述第一中压蒸汽支管的进汽端同时与高压蒸汽旁路的出汽端、热再蒸汽旁路的出汽端和冷再蒸汽旁路的出汽端连接。
进一步而言,所述第二中压蒸汽支管的进汽端同时与高压蒸汽旁路的出汽端、热再蒸汽旁路的出汽端和冷再蒸汽旁路的出汽端连接。
进一步而言,所述中压工业供汽管的进汽端同时与高压蒸汽旁路的出汽端、热再蒸汽旁路的出汽端和冷再蒸汽旁路的出汽端连接。
进一步而言,所述蒸汽轮机组同时为不同的热用户提供高参数蒸汽和低参数蒸汽,分别通过中压工业供汽管和低压工业供汽管对外供出。
所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统的运行方法如下:
当机组处于供热工况,为热用户提供低参数蒸汽时:
(A)可以通过压力匹配器产生低参数蒸汽,操作如下:
打开十四号阀门,同时打开十二号阀门或者十三号阀门,利用来自低压过热器的低压补汽或者来自汽轮机中压缸的中压排汽作为压力匹配器的低压蒸汽来源;打开九号阀门,同时打开五号阀门、或者七号阀门和八号阀门、或者二号阀门和三号阀门,利用来自汽轮机高压缸的高压排汽或者再热器的热再蒸汽或者高压过热器的主蒸汽作为压力匹配器的高压蒸汽来源;
此时,打开十五号阀门,高压蒸汽和低压蒸汽经过压力匹配器后产生中压蒸汽,由低压工业供汽管对外供出;
此时,当再热器的热再蒸汽作为压力匹配器的高压蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门和二十号阀门的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器被加热,另一部分进入蒸汽冷却器对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门和二十一号阀门的开度,在蒸汽冷却器中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器,另一部分重新输送至凝汽器而被冷却;
此时,打开十九号阀门,开启补水泵,通过锅炉补水管为锅炉给水系统进行补水;
(B)还可以通过第二减温减压装置产生低参数蒸汽,操作如下:
打开十号阀门,同时打开五号阀门、或者七号阀门和八号阀门、或者二号阀门和三号阀门,利用来自汽轮机高压缸的高压排汽或者再热器的热再蒸汽或者高压过热器的主蒸汽作为第二减温减压装置的高压蒸汽来源,高压蒸汽经过第二减温减压装置后产生中压蒸汽,然后打开十一号阀门,由低压工业供汽管对外供出;
此时,当再热器的热再蒸汽作为第二减温减压装置的高压蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门和二十号阀门的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器被加热,另一部分进入蒸汽冷却器对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门和二十一号阀门的开度,在蒸汽冷却器中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器,另一部分重新输送至凝汽器而被冷却;
此时,打开十九号阀门,开启补水泵,通过锅炉补水管为锅炉给水系统进行补水;
当机组处于供热工况,为热用户提供高参数蒸汽时:
打开五号阀门、或者七号阀门和八号阀门、或者二号阀门和三号阀门,利用来自汽轮机高压缸的高压排汽或者再热器的热再蒸汽或者高压过热器的主蒸汽作为高参数蒸汽来源,由中压工业供汽管对外供出;
此时,当再热器的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门和二十号阀门的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器被加热,另一部分进入蒸汽冷却器对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门和二十一号阀门的开度,在蒸汽冷却器中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器,另一部分重新输送至凝汽器而被冷却;
此时,打开十九号阀门,开启补水泵,通过锅炉补水管为锅炉给水系统进行补水。
当机组处于供热工况,为热用户提供低参数蒸汽时,优先选择压力匹配器产生低参数蒸汽对外供热,其次选择第二减温减压装置产生低参数蒸汽对外供热;同时,优先选择汽轮机高压缸的高压排汽作为高参数蒸汽来源,其次选择再热器的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源,最后选择高压过热器的主蒸汽作为高参数蒸汽来源;
当机组处于供热工况,为热用户提供高参数蒸汽时,优先选择汽轮机高压缸的高压排汽作为高参数蒸汽来源,其次选择再热器的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源,最后选择高压过热器的主蒸汽作为高参数蒸汽来源。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:结构简单,设计合理,性能可靠,基于能量梯级利用原理,进行不同抽汽方式的集成设计,有效提高了联合循环机组热电解耦运行能力;运用了本发明之后,在深度挖掘联合循环机组对外供热能力的同时,有效降低了供热过程中的做功能力损失,另外,又满足了当前严峻的电力调峰政策需求,实现火电机组的深度调峰能力,切实满足了电网对机组调峰的需求,具有较高地实际运用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
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,本实施例中的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,包括:燃气轮机组和蒸汽轮机组;
燃气轮机组包括燃气轮机压气机1、燃气轮机燃烧室2、燃气轮机透平3和第一发电机4,燃气轮机压气机1的排气口与燃气轮机燃烧室2的进气口连接,燃气轮机燃烧室2的排气口与燃气轮机透平3的进气口连接,燃气轮机透平3的排气口通过烟气排放管21与余热锅炉5的烟气进口连接,燃气轮机透平3驱动第一发电机4发电,且燃气轮机透平3与燃气轮机压气机1同轴连接;
蒸汽轮机组包括余热锅炉5、汽轮机高压缸6、汽轮机中压缸7、汽轮机低压缸8、第二发电机9、凝汽器10、凝结水泵11、轴封加热器12、除氧器13、第一减温减压装置14、蒸汽冷却器15、压力匹配器16、第二减温减压装置17和补水泵18,汽轮机高压缸6、汽轮机中压缸7和汽轮机低压缸8同轴连接,且驱动第二发电机9发电,余热锅炉5包括烟气预热器501、低压汽包502、低压过热器503、高压汽包504、再热器505和高压过热器506,烟气预热器501的出水口同时与低压汽包502的进水口和高压汽包504的进水口连接,低压汽包502的出汽口与低压过热器503的进汽口连接,高压汽包504的出汽口与高压过热器506的进汽口连接,汽轮机高压缸6的进汽口通过高压蒸汽管24与高压过热器506的出汽口连接,且在汽轮机高压缸6的进汽口安装有一号阀门41,汽轮机高压缸6的排汽口通过冷再蒸汽管25与再热器505的进汽口连接,且在再热器505的进汽口安装有四号阀门44,再热器505的出汽口通过热再蒸汽管26与汽轮机中压缸7的进汽口连接,且在汽轮机中压缸7的进汽口安装有六号阀门46,汽轮机中压缸7的排汽口通过连通管27与汽轮机低压缸8的进汽口连接,且在汽轮机低压缸8的进汽口安装有液压蝶阀54,连通管27与低压蒸汽管28的一端连接,且在低压蒸汽管28的一端安装有十三号阀门53,低压过热器503的出汽口与低压蒸汽管28的另一端连接,且在低压蒸汽管28的另一端安装有十二号阀门52,汽轮机低压缸8的排汽口与凝汽器10连接,锅炉给水管22的进水端与凝汽器10连接,锅炉给水管22的出水端与烟气预热器501的进水口连接,且在锅炉给水管22上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵11、轴封加热器12和除氧器13,轴封加热器12的进水口安装有二十号阀门61,除氧器13通过除氧抽汽管39与低压蒸汽管28连接,且在除氧抽汽管39上安装有十六号阀门57,冷再蒸汽旁路31的进汽端与冷再蒸汽管25连接,冷再蒸汽旁路31的出汽端与中压工业供汽管36的进汽端连接,且在冷再蒸汽旁路31上安装有五号阀门45,高压蒸汽旁路29的进汽端与高压蒸汽管24连接,高压蒸汽旁路29的出汽端与冷再蒸汽旁路31的出汽端连接,且在高压蒸汽旁路29上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门42、第一减温减压装置14和三号阀门43,热再蒸汽旁路30的进汽端与热再蒸汽管26连接,热再蒸汽旁路30的出汽端与冷再蒸汽旁路31的出汽端连接,且在热再蒸汽旁路30沿着蒸汽流动方向依次安装有七号阀门47、蒸汽冷却器15和八号阀门48,蒸汽冷却器15的冷却水进口通过冷却水输入管37与凝结水泵11的出水口连接,且在冷却水输入管37上安装有十七号阀门58,蒸汽冷却器15的冷却水出口通过第一冷却水输出管38与凝汽器10连接,且在第一冷却水输出管38上安装有十八号阀门59,压力匹配器16的低压蒸汽进口通过低压蒸汽旁路32与低压蒸汽管28连接,且在低压蒸汽旁路32上安装有十四号阀门55,压力匹配器16的高压蒸汽进口通过第一中压蒸汽支管33与冷再蒸汽旁路31的出汽端连接,且在第一中压蒸汽支管33上安装有九号阀门49,压力匹配器16的中压蒸汽出口与低压工业供汽管35的进汽端连接,且在压力匹配器16的中压蒸汽出口安装有十五号阀门56,第二减温减压装置17的进汽口通过第二中压蒸汽支管34与冷再蒸汽旁路31的出汽端连接,且在第二中压蒸汽支管34上安装有十号阀门50,第二减温减压装置17的出汽口与低压工业供汽管35的进汽端连接,且在第二减温减压装置17的出汽口安装有十一号阀门51。
本实施例中,锅炉补水管23与凝结水泵11的出水口连接,且在锅炉补水管23上沿着水流动方向依次安装有补水泵18和十九号阀门60。
本实施例中,蒸汽冷却器15的冷却水出口还通过第二冷却水输出管40与轴封加热器12的出水口连接,且在第二冷却水输出管40上安装有二十一号阀门62。
本实施例中,第一中压蒸汽支管33的进汽端同时与高压蒸汽旁路29的出汽端、热再蒸汽旁路30的出汽端和冷再蒸汽旁路31的出汽端连接。
本实施例中,第二中压蒸汽支管34的进汽端同时与高压蒸汽旁路29的出汽端、热再蒸汽旁路30的出汽端和冷再蒸汽旁路31的出汽端连接。
本实施例中,中压工业供汽管36的进汽端同时与高压蒸汽旁路29的出汽端、热再蒸汽旁路30的出汽端和冷再蒸汽旁路31的出汽端连接。
本实施例中,蒸汽轮机组同时为不同的热用户提供高参数蒸汽和低参数蒸汽,分别通过中压工业供汽管36和低压工业供汽管35对外供出。
用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统的运行方法如下:
当机组处于供热工况,为热用户提供低参数蒸汽时:
(A)可以通过压力匹配器16产生低参数蒸汽,操作如下:
打开十四号阀门55,同时打开十二号阀门52或者十三号阀门53,利用来自低压过热器503的低压补汽或者来自汽轮机中压缸7的中压排汽作为压力匹配器16的低压蒸汽来源;打开九号阀门49,同时打开五号阀门45、或者七号阀门47和八号阀门48、或者二号阀门42和三号阀门43,利用来自汽轮机高压缸6的高压排汽或者再热器505的热再蒸汽或者高压过热器506的主蒸汽作为压力匹配器16的高压蒸汽来源;
此时,打开十五号阀门56,高压蒸汽和低压蒸汽经过压力匹配器16后产生中压蒸汽,由低压工业供汽管35对外供出;
此时,当再热器505的热再蒸汽作为压力匹配器16的高压蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门58和二十号阀门61的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器12被加热,另一部分进入蒸汽冷却器15对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门59和二十一号阀门62的开度,在蒸汽冷却器15中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器13,另一部分重新输送至凝汽器10而被冷却;
此时,打开十九号阀门60,开启补水泵18,通过锅炉补水管23为锅炉给水系统进行补水;
(B)还可以通过第二减温减压装置17产生低参数蒸汽,操作如下:
打开十号阀门50,同时打开五号阀门45、或者七号阀门47和八号阀门48、或者二号阀门42和三号阀门43,利用来自汽轮机高压缸6的高压排汽或者再热器505的热再蒸汽或者高压过热器506的主蒸汽作为第二减温减压装置17的高压蒸汽来源,高压蒸汽经过第二减温减压装置17后产生中压蒸汽,然后打开十一号阀门51,由低压工业供汽管35对外供出;
此时,当再热器505的热再蒸汽作为第二减温减压装置17的高压蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门58和二十号阀门61的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器12被加热,另一部分进入蒸汽冷却器15对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门59和二十一号阀门62的开度,在蒸汽冷却器15中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器13,另一部分重新输送至凝汽器10而被冷却;
此时,打开十九号阀门60,开启补水泵18,通过锅炉补水管23为锅炉给水系统进行补水;
当机组处于供热工况,为热用户提供高参数蒸汽时:
打开五号阀门45、或者七号阀门47和八号阀门48、或者二号阀门42和三号阀门43,利用来自汽轮机高压缸6的高压排汽或者再热器505的热再蒸汽或者高压过热器506的主蒸汽作为高参数蒸汽来源,由中压工业供汽管36对外供出;
此时,当再热器505的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门58和二十号阀门61的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器12被加热,另一部分进入蒸汽冷却器15对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门59和二十一号阀门62的开度,在蒸汽冷却器15中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器13,另一部分重新输送至凝汽器10而被冷却;
此时,打开十九号阀门60,开启补水泵18,通过锅炉补水管23为锅炉给水系统进行补水。
当机组处于供热工况,为热用户提供低参数蒸汽时,优先选择压力匹配器16产生低参数蒸汽对外供热,其次选择第二减温减压装置17产生低参数蒸汽对外供热;同时,优先选择汽轮机高压缸6的高压排汽作为高参数蒸汽来源,其次选择再热器505的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源,最后选择高压过热器506的主蒸汽作为高参数蒸汽来源;
当机组处于供热工况,为热用户提供高参数蒸汽时,优先选择汽轮机高压缸6的高压排汽作为高参数蒸汽来源,其次选择再热器505的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源,最后选择高压过热器506的主蒸汽作为高参数蒸汽来源。
在本实施例的具体运行方法中,所有阀门均具有调节管道流体流量的功能;除液压蝶阀54之外,其它阀门均具有截断的功能。
在本实施例的具体运行方法中,在供热工况时,所有阀门的开度调节,通过联合循环机组的DCS控制系统远程操作完成;另外,联合循环机组锅炉给水系统的补水流量由对外供热的蒸汽流量决定。
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 (7)
1.一种用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,其特征在于,包括:燃气轮机组和蒸汽轮机组;
所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机(1)、燃气轮机燃烧室(2)、燃气轮机透平(3)和第一发电机(4),所述燃气轮机压气机(1)的排气口与燃气轮机燃烧室(2)的进气口连接,所述燃气轮机燃烧室(2)的排气口与燃气轮机透平(3)的进气口连接,所述燃气轮机透平(3)的排气口通过烟气排放管(21)与余热锅炉(5)的烟气进口连接,所述燃气轮机透平(3)驱动第一发电机(4)发电,且燃气轮机透平(3)与燃气轮机压气机(1)同轴连接;
所述蒸汽轮机组包括余热锅炉(5)、汽轮机高压缸(6)、汽轮机中压缸(7)、汽轮机低压缸(8)、第二发电机(9)、凝汽器(10)、凝结水泵(11)、轴封加热器(12)、除氧器(13)、第一减温减压装置(14)、蒸汽冷却器(15)、压力匹配器(16)、第二减温减压装置(17)和补水泵(18),所述汽轮机高压缸(6)、汽轮机中压缸(7)和汽轮机低压缸(8)同轴连接,且驱动第二发电机(9)发电,所述余热锅炉(5)包括烟气预热器(501)、低压汽包(502)、低压过热器(503)、高压汽包(504)、再热器(505)和高压过热器(506),所述烟气预热器(501)的出水口同时与低压汽包(502)的进水口和高压汽包(504)的进水口连接,所述低压汽包(502)的出汽口与低压过热器(503)的进汽口连接,所述高压汽包(504)的出汽口与高压过热器(506)的进汽口连接,所述汽轮机高压缸(6)的进汽口通过高压蒸汽管(24)与高压过热器(506)的出汽口连接,且在汽轮机高压缸(6)的进汽口安装有一号阀门(41),所述汽轮机高压缸(6)的排汽口通过冷再蒸汽管(25)与再热器(505)的进汽口连接,且在再热器(505)的进汽口安装有四号阀门(44),所述再热器(505)的出汽口通过热再蒸汽管(26)与汽轮机中压缸(7)的进汽口连接,且在汽轮机中压缸(7)的进汽口安装有六号阀门(46),所述汽轮机中压缸(7)的排汽口通过连通管(27)与汽轮机低压缸(8)的进汽口连接,且在汽轮机低压缸(8)的进汽口安装有液压蝶阀(54),所述连通管(27)与低压蒸汽管(28)的一端连接,且在低压蒸汽管(28)的一端安装有十三号阀门(53),所述低压过热器(503)的出汽口与低压蒸汽管(28)的另一端连接,且在低压蒸汽管(28)的另一端安装有十二号阀门(52),所述汽轮机低压缸(8)的排汽口与凝汽器(10)连接,锅炉给水管(22)的进水端与凝汽器(10)连接,所述锅炉给水管(22)的出水端与烟气预热器(501)的进水口连接,且在锅炉给水管(22)上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵(11)、轴封加热器(12)和除氧器(13),所述轴封加热器(12)的进水口安装有二十号阀门(61),所述除氧器(13)通过除氧抽汽管(39)与低压蒸汽管(28)连接,且在除氧抽汽管(39)上安装有十六号阀门(57),冷再蒸汽旁路(31)的进汽端与冷再蒸汽管(25)连接,所述冷再蒸汽旁路(31)的出汽端与中压工业供汽管(36)的进汽端连接,且在冷再蒸汽旁路(31)上安装有五号阀门(45),高压蒸汽旁路(29)的进汽端与高压蒸汽管(24)连接,所述高压蒸汽旁路(29)的出汽端与冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接,且在高压蒸汽旁路(29)上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门(42)、第一减温减压装置(14)和三号阀门(43),热再蒸汽旁路(30)的进汽端与热再蒸汽管(26)连接,所述热再蒸汽旁路(30)的出汽端与冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接,且在热再蒸汽旁路(30)沿着蒸汽流动方向依次安装有七号阀门(47)、蒸汽冷却器(15)和八号阀门(48),所述蒸汽冷却器(15)的冷却水进口通过冷却水输入管(37)与凝结水泵(11)的出水口连接,且在冷却水输入管(37)上安装有十七号阀门(58),所述蒸汽冷却器(15)的冷却水出口通过第一冷却水输出管(38)与凝汽器(10)连接,且在第一冷却水输出管(38)上安装有十八号阀门(59),所述压力匹配器(16)的低压蒸汽进口通过低压蒸汽旁路(32)与低压蒸汽管(28)连接,且在低压蒸汽旁路(32)上安装有十四号阀门(55),所述压力匹配器(16)的高压蒸汽进口通过第一中压蒸汽支管(33)与冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接,且在第一中压蒸汽支管(33)上安装有九号阀门(49),所述压力匹配器(16)的中压蒸汽出口与低压工业供汽管(35)的进汽端连接,且在压力匹配器(16)的中压蒸汽出口安装有十五号阀门(56),所述第二减温减压装置(17)的进汽口通过第二中压蒸汽支管(34)与冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接,且在第二中压蒸汽支管(34)上安装有十号阀门(50),所述第二减温减压装置(17)的出汽口与低压工业供汽管(35)的进汽端连接,且在第二减温减压装置(17)的出汽口安装有十一号阀门(51);锅炉补水管(23)与凝结水泵(11)的出水口连接,且在锅炉补水管(23)上沿着水流动方向依次安装有补水泵(18)和十九号阀门(60);所述蒸汽冷却器(15)的冷却水出口还通过第二冷却水输出管(40)与轴封加热器(12)的出水口连接,且在第二冷却水输出管(40)上安装有二十一号阀门(62)。
2.根据权利要求1所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,其特征在于,所述第一中压蒸汽支管(33)的进汽端同时与高压蒸汽旁路(29)的出汽端、热再蒸汽旁路(30)的出汽端和冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接。
3.根据权利要求1所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,其特征在于,所述第二中压蒸汽支管(34)的进汽端同时与高压蒸汽旁路(29)的出汽端、热再蒸汽旁路(30)的出汽端和冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接。
4.根据权利要求1所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,其特征在于,所述中压工业供汽管(36)的进汽端同时与高压蒸汽旁路(29)的出汽端、热再蒸汽旁路(30)的出汽端和冷再蒸汽旁路(31)的出汽端连接。
5.根据权利要求1所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统,其特征在于,所述蒸汽轮机组同时为不同的热用户提供高参数蒸汽和低参数蒸汽,分别通过中压工业供汽管(36)和低压工业供汽管(35)对外供出。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统的运行方法,其特征在于,所述运行方法如下:
当机组处于供热工况,为热用户提供低参数蒸汽时:
(A)通过压力匹配器(16)产生低参数蒸汽,操作如下:
打开十四号阀门(55),同时打开十二号阀门(52)或者十三号阀门(53),利用来自低压过热器(503)的低压补汽或者来自汽轮机中压缸(7)的中压排汽作为压力匹配器(16)的低压蒸汽来源;打开九号阀门(49),同时打开五号阀门(45)、或者七号阀门(47)和八号阀门(48)、或者二号阀门(42)和三号阀门(43),利用来自汽轮机高压缸(6)的高压排汽或者再热器(505)的热再蒸汽或者高压过热器(506)的主蒸汽作为压力匹配器(16)的高压蒸汽来源;
此时,打开十五号阀门(56),高压蒸汽和低压蒸汽经过压力匹配器(16)后产生中压蒸汽,由低压工业供汽管(35)对外供出;
此时,当再热器(505)的热再蒸汽作为压力匹配器(16)的高压蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门(58)和二十号阀门(61)的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器(12)被加热,另一部分进入蒸汽冷却器(15)对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门(59)和二十一号阀门(62)的开度,在蒸汽冷却器(15)中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器(13),另一部分重新输送至凝汽器(10)而被冷却;
此时,打开十九号阀门(60),开启补水泵(18),通过锅炉补水管(23)为锅炉给水系统进行补水;
(B)还能通过第二减温减压装置(17)产生低参数蒸汽,操作如下:
打开十号阀门(50),同时打开五号阀门(45)、或者七号阀门(47)和八号阀门(48)、或者二号阀门(42)和三号阀门(43),利用来自汽轮机高压缸(6)的高压排汽或者再热器(505)的热再蒸汽或者高压过热器(506)的主蒸汽作为第二减温减压装置(17)的高压蒸汽来源,高压蒸汽经过第二减温减压装置(17)后产生中压蒸汽,然后打开十一号阀门(51),由低压工业供汽管(35)对外供出;
此时,当再热器(505)的热再蒸汽作为第二减温减压装置(17)的高压蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门(58)和二十号阀门(61)的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器(12)被加热,另一部分进入蒸汽冷却器(15)对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门(59)和二十一号阀门(62)的开度,在蒸汽冷却器(15)中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器(13),另一部分重新输送至凝汽器(10)而被冷却;
此时,打开十九号阀门(60),开启补水泵(18),通过锅炉补水管(23)为锅炉给水系统进行补水;
当机组处于供热工况,为热用户提供高参数蒸汽时:
打开五号阀门(45)、或者七号阀门(47)和八号阀门(48)、或者二号阀门(42)和三号阀门(43),利用来自汽轮机高压缸(6)的高压排汽或者再热器(505)的热再蒸汽或者高压过热器(506)的主蒸汽作为高参数蒸汽来源,由中压工业供汽管(36)对外供出;
此时,当再热器(505)的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源时,打开并调节十七号阀门(58)和二十号阀门(61)的开度,锅炉给水一部分进入轴封加热器(12)被加热,另一部分进入蒸汽冷却器(15)对热再蒸汽进行冷却而被加热,同时打开并调节十八号阀门(59)和二十一号阀门(62)的开度,在蒸汽冷却器(15)中被加热的锅炉给水一部分返回除氧器(13),另一部分重新输送至凝汽器(10)而被冷却;
此时,打开十九号阀门(60),开启补水泵(18),通过锅炉补水管(23)为锅炉给水系统进行补水。
7.根据权利要求6所述的用于燃气蒸汽联合循环机组抽汽集成的工业供热系统的运行方法,其特征在于:
当机组处于供热工况,为热用户提供低参数蒸汽时,优先选择压力匹配器(16)产生低参数蒸汽对外供热,其次选择第二减温减压装置(17)产生低参数蒸汽对外供热;同时,优先选择汽轮机高压缸(6)的高压排汽作为高参数蒸汽来源,其次选择再热器(505)的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源,最后选择高压过热器(506)的主蒸汽作为高参数蒸汽来源;
当机组处于供热工况,为热用户提供高参数蒸汽时,优先选择汽轮机高压缸(6)的高压排汽作为高参数蒸汽来源,其次选择再热器(505)的热再蒸汽作为高参数蒸汽来源,最后选择高压过热器(506)的主蒸汽作为高参数蒸汽来源。
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