CN109827218A - 一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，包括：沿蒸汽流动方向依次布置的中压缸(1)、低压缸组和凝汽器(8)，所述中压缸(1)后设置有为Ⅰ级热用户供热的Ⅰ级蒸汽管道(17)，并增设进入Ⅱ级热用户的Ⅱ级蒸汽管道(10)，所述低压缸组包括相互并联的第一低压缸(2)和第二低压缸(6)，所述第一低压缸(2)和第二低压缸(6)之间连接有发电机(4)。与现有技术相比，本发明通过调节第一低压缸的进汽量使其排汽容积达到最佳即汽轮机排汽损失最小，剩余蒸汽全部进入Ⅱ级热用户，在提高机组经济性的同时实现机组的调峰及供暖能力。

Description

一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种抽汽供热系统，尤其是涉及一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统及控制方法。

背景技术

在2017年底我国总装机容量突破17.5亿千瓦，其总装机容量约为1949年的 961倍。由于发电总装机容量的不断提升导致发电产能过剩，从而引起发电设备利用小时数降低，为此在发电方面“大力发展天然汽、光伏和风电等清洁能源”。由于风电、太阳能等清洁能源发电的随机性、间歇性较强、不可调度性的并网以及在电网中承担尖峰负荷的中、小机组被淘汰，使现役大型发电机组经常需要通过降低负荷为新能源接纳提供受让空间。目前，国内600MW及以上的大型超临界发电机组己经执行调峰的调度指令。现役运行的燃煤机组所带负荷基本在50％～100％ THA负荷之间，但机组在晚间或其他恶劣条件下运行时，其所带的负荷量要接近机组所能稳定燃烧的最小下限负荷。

机组在担任调峰时，低压缸的进汽量降低进而使低压缸排汽量也降低，导致低压缸效率降低和末级长叶片产生鼓风损失、超温、水蚀等问题，为保证末级长叶片安全运行一般要求低压缸排汽量不低于额定工况主蒸汽流量的10％～30％(低压缸最小流量)，因此，对于抽汽供热机组来说，由于低压缸所需的最小流量限制了机组的调峰及供热能力。

为提高机组的供热及调峰能力，部分机组对单台机组的低压缸进行高背压或光轴供热改造，其供热一般采用“以电定热”或“以热定电”的方式，而未考率汽轮机排汽损失的大小。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统及控制方法。

本发明通过在机组运行时完全切除第二台低压缸来解决低压缸最小流量问题；供热方式以最佳排汽容量为基础来进行供热，具体是通过调节第一低压缸的进汽量使其排汽容积达到最佳即汽轮机排汽损失最小，剩余蒸汽全部进入Ⅱ级热用户，在提高机组经济性的同时也从而实现机组的调峰及供暖能力。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，包括：沿蒸汽流动方向依次布置的中压缸、低压缸组和凝汽器，所述中压缸后设置有为Ⅰ级热用户供热的Ⅰ级蒸汽管道，并增设有进入Ⅱ级热用户的Ⅱ级蒸汽管道，

所述低压缸组包括相互并联的第一低压缸和第二低压缸，所述第一低压缸和第二低压缸之间连接有发电机，所述第二低压缸进汽处设置有第一控制阀组，所述第二低压缸和凝汽器之间设置有第三控制阀组。

进一步的，所述Ⅰ级蒸汽管道上设置有第五控制阀组。

进一步的，所述Ⅱ级蒸汽管道上设置有第二控制阀组。

进一步的，所述第二低压缸连接盘车装置。

进一步的，所述第一低压缸和发电机之间设置有第一联轴器。

进一步的，所述第二低压缸和发电机之间设置有第二联轴器。

进一步的，所述第一低压缸的进汽口设置第一体积流量计和第四控制阀组。

进一步的，所述第一低压缸的排汽口设置第二体积流量计。

一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统的控制方法，具体包括以下模式：

纯凝工况：关闭第二控制阀组、第五控制阀组，开启第一控制阀组、第三控制阀组、第四控制阀组，第一联轴器和第二联轴器运行，盘车装置停运；

抽汽供热模式：在只需Ⅰ级热用户需要供热时，第二控制阀组关闭，第一控制阀组、第三控制阀组开启，通过第五控制阀组的开度来调节进入Ⅰ级热用户的蒸汽量，满足供热需求；

第二低压缸零出力模式：在只需Ⅱ级热用户需要供热时，开启第二控制阀组，关闭第一控制阀组、第三控制阀组，断开第二联轴器，投运盘车装置。通过控制第四控制阀组的开度，调节进入第一低压缸的进汽量，通过第一体积流量计观察进汽量，使用第二体积流量计来确保其排汽容积达到最佳，剩余蒸汽进入Ⅱ级热用户；

抽汽供热和第二低压缸零出力模式共存：在Ⅰ级热用户和Ⅱ级热用户同时需要供热时，当要求电负荷降低或热负荷增加时，开启第二控制阀组、第五控制阀组，关闭第一控制阀组、第三控制阀组，断开第二联轴器，投运盘车装置。通过控制第五控制阀组开度来调节进入Ⅰ级热用户的蒸汽量，满足供热需求，同时通过控制第四控制阀组的开度调节进入第一低压缸的进汽量，通过第一体积流量计观察进汽量，使用第二体积流量计来确保其排汽容积达到最佳，剩余蒸汽进入Ⅱ级热用户。

为保证第二低压缸的停运安全，在彻底切除第二低压缸时，逐步关闭第一控制阀组和第三控制阀组，同时逐步打开第二控制阀组，过程中注意观察蒸汽参数，保持切缸过程中蒸汽参数及系统的稳定，直至第一控制阀组和第三控制阀组完全关闭及第二控制阀组完全打开，并及时断开联轴器，使第二低压缸转子转速逐渐降低，当转速达到某一速度时，投用盘车装置使第二低压缸转子逐渐停转。第三控制阀组采用气动止回阀，流向为第二低压缸排汽至凝汽器，达到压力值时开启，未达则常闭，可防止切缸过程中第一低压缸排汽流至第二低压缸。另第二低压缸停机后缸内余汽可通过抽汽管道排出。

为保证第二低压缸切除后的启动安全，在启动第二低压缸时逐步开启第一控制阀组和第三控制阀组，同时逐步关闭第二控制阀组，过程中注意观察蒸汽参数，保持启动过程中蒸汽参数及系统的稳定，直至第一控制阀组和第三控制阀组完全打开及第二控制阀组完全关闭，并及时连接联轴器，使第二低压缸转子转速逐渐增加，当转速达到某一速度时，停运盘车装置使第二低压缸转子逐渐达到额定转速。

为保证第二低压缸的启动及停运安全，必须时刻监视低压缸内、外壁和转子的温差及升(降)温率(℃/min)，防止产生热应力、热变形及胀差的危害。

为保证第一低压缸的安全，在彻底切除第二低压缸后，根据第一体积流量计的流量来控制阀组开度，使第一低压缸的流量不超过TMCR工况时单台低压缸的最大流量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的控制方法采用低压缸排汽损失最小为原则来控制供热蒸汽量，在实现机组的调峰及供暖能力的同时减少能耗；

2、本发明能够在第二低压缸零出力时保证第一低压缸安全运行。

附图说明

图1为本发明系统的示意图。

图中标号所示：

1-中压缸，2-第一低压缸，3-第一联轴器，4-发电机，5-第二联轴器，6-第二低压缸，7-盘车装置，8-凝汽器，9-第一控制阀组，10-Ⅱ级蒸汽管道，11-第二控制阀组，12-第三控制阀组，13-第一体积流量计，14-第四控制阀组，15-第二体积流量计，16-第五控制阀组，17-Ⅰ级蒸汽管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统及控制方法，如图1所示，包括中压缸1，中压缸1通过转子与第一低压缸2相连，第一低压缸2通过第一联轴器3与发电机4连接，发电机4通过第二联轴器5与第二低压缸6连接，第二低压缸6 通过转子与盘车装置7连接。中压缸2的排汽进入第一低压缸2和第二低压缸6，第一低压缸2和第二低压缸6的排汽进入凝汽器8，第一低压缸2与第二低压缸6 之间的蒸汽管道上设置有第一控制阀组9，中压缸1上引出一根Ⅰ级蒸汽管道17 作为Ⅰ级热用户的抽汽汽源，在第一低压缸2与第二低压缸6之间的蒸汽管道上增设一根Ⅱ级蒸汽管道10作为Ⅱ级热用户的抽汽汽源，Ⅱ级蒸汽管道10上设置有第二控制阀组11。

为彻底实现切除第二低压缸6，在第一低压缸2与第二低压缸6之间的进汽管道上设置第一控制阀组9，在第二低压缸6排汽管道上设置第三控制阀组12。

在第一低压缸2的进汽口设置第一体积流量计13和第四控制阀组14、排汽口设置第二体积流量计15。

非供热期，机组按照纯凝工况运行，第二控制阀组11、第五控制阀组16关闭，第一控制阀组9、第三控制阀组12、第四控制阀组14开启，第一联轴器3和第二联轴器5运行，盘车装置7停运。

供热期，根据电负荷要求变化，采取不同的运行模式。

模式一(抽汽供热模式)：在只需Ⅰ级热用户需要供热时，第二控制阀组11 关闭，第一控制阀组9、第三控制阀组12开启，通过第五控制阀组16的开度来调节进入Ⅰ级热用户的蒸汽量，满足供热需求。

模式二(第二低压缸零出力模式)：在只需Ⅱ级热用户需要供热时，开启第二控制阀组11，关闭第一控制阀组9、第三控制阀组12，断开第二联轴器5，投运盘车装置7。通过控制第四控制阀组14的开度调节进入第一低压缸的进汽量，通过第一体积流量计13观察进汽量，使用第二体积流量计15确保其排汽容积达到最佳，剩余蒸汽进入Ⅱ级热用户。

模式三(抽汽供热和第二低压缸零出力模式共存)：在Ⅰ级热用户和Ⅱ级热用户同时需要供热时，当要求电负荷降低或热负荷增加时，开启第二控制阀组11、第五控制阀组16，关闭第一控制阀组9、第三控制阀组12，断开第二联轴器5，投运盘车装置7。通过控制第五控制阀组16开度来调节进入Ⅰ级热用户的蒸汽量，满足供热需求，同时通过控制第四控制阀组14的开度调节进入第一低压缸的进汽量，通过第一体积流量计13观察进汽量，使用第二体积流量计15确保其排汽容积达到最佳，剩余蒸汽进入Ⅱ级热用户。

在供暖期，通过以上三种模式的切换，可以大幅度调节机组出力及供热能力。

实际在切除第二低压缸6的运行中，第一低压缸2的进汽量或排汽压力的变化均会使机组的排汽容积发生变化，使其排汽容积偏离最佳值。因此，在实际过程中，需要采用自动调节系统及时对第一低压缸2的排汽容积进行控制使其等于或接近最佳值。基本控制原则为：保证第一低压缸2排汽容积维持在最佳值附近，来控制第四控制阀组14的开度来调节第一低压缸的进汽量，使多余蒸汽量进入Ⅱ级热用户。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，包括：沿蒸汽流动方向依次布置的中压缸(1)、低压缸组和凝汽器(8)，所述中压缸(1)后设置有为Ⅰ级热用户供热的Ⅰ级蒸汽管道(17)，并增设进入Ⅱ级热用户的Ⅱ级蒸汽管道(10)，

所述低压缸组包括相互并联的第一低压缸(2)和第二低压缸(6)，所述第一低压缸(2)和第二低压缸(6)之间连接有发电机(4)，所述第二低压缸(6)进汽处设置有第一控制阀组(9)，所述第二低压缸(6)和凝汽器(8)之间设置有第三控制阀组(12)。

2.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述Ⅰ级蒸汽管道(17)上设置有第五控制阀组(16)。

3.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述Ⅱ级蒸汽管道(10)上设置有第二控制阀组(11)。

4.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述第二低压缸(6)连接盘车装置(7)。

5.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述第一低压缸(2)和发电机(4)之间设置有第一联轴器(3)。

6.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述第二低压缸(6)和发电机(4)之间设置有第二联轴器(5)。

7.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述第一低压缸(2)的进汽口设置第一体积流量计(13)和第四控制阀组(14)。

8.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统，其特征在于，所述第一低压缸(2)的排汽口设置第二体积流量计(15)。

9.根据权利要求1所述的一种彻底切除单台低压缸的抽汽供热系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下模式：

纯凝工况：开启第一控制阀组(9)和第三控制阀组(12)，中压缸(1)和低压缸组均运行；

抽汽供热模式：在只需Ⅰ级热用户需要供热时，第一控制阀组(9)和第三控制阀组(12)开启，第一低压缸(2)和第二低压缸(6)运行；

第二低压缸(6)零出力模式：在只需Ⅱ级热用户需要供热时，关闭第一控制阀组(9)、第三控制阀组(12)，调节进入第一低压缸(2)的进汽量使其排汽容积达到最佳，剩余蒸汽进入Ⅱ级热用户；

抽汽供热和第二低压缸(6)零出力模式共存：在Ⅰ级热用户和Ⅱ级热用户同时需要供热时，当要求电负荷降低或热负荷增加时，关闭第一控制阀组(9)、第三控制阀组(12)，调节进入Ⅰ级热用户的蒸汽量，满足供热需求，同时调节进入第一低压缸(2)的进汽量使其排汽容积达到最佳，剩余蒸汽进入Ⅱ级热用户。