CN109869199B - 一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机低压缸切缸相关技术领域，具体是一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法，旨在解决现有切缸技术不够成熟且存在较大风险的技术问题。在现有低压缸进气调节阀上并联一个切缸调节蝶阀，并配置有相应的控制器，采用本发明所述的控制方法，由于蝶阀的精度比现有的汽轮机上的低压缸进气调节阀的精度高，所以能够在不完全关闭阀门的前提下将低压缸的进汽压力调节更小，以满足低发电量和高供热量的需求，并且低压缸并未完全停止工作，随时处于待复位工作的状态，当需要重新调回至抽凝状态时，可有效挺高启动效率，也避免了因低压缸停止工作带来的风险；同时增加了喷水装置，降低了因低压缸进气量少导致的温度过高造成的安全隐患。

Description

一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法

技术领域

本发明涉及汽轮机低压缸切缸相关技术领域，具体是一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法。

背景技术

目前，传统供热火电机组热电耦合严重，一般采用“以热定电”的方式运行，即：供热量确定，发电量也随之确定。在冬季低负荷时期，为满足取暖需要，供热量增加，供电量也相应增加，但风能、太阳能等新能源发电不够稳定，峰值较低，这样的供电量会导致电网接纳新能源能力下降，无法满足新能源发电的上网需求，弃风、弃光现象严重。为克服上述缺陷，现有研究出一种较好的方法，即：通过低压缸“切缸”的方式运行。这种方法可全面提高供热机组的运行灵活性，在增强机组的下限调峰能力的同时增强了机组的供热能力。但是，现有一般的切缸方法，由于汽轮机中低缸连通调节阀的精度低，在低压缸维持最小进气压力的时候亦不能满足协调新能源上网的需求，所以需要完全关闭低压缸进气调节阀，这时低压缸内没有气体通入，气体会液化成水珠，腐蚀低压缸，并且当电网需要重新增大电量的时候，由于低压缸已停止工作，会跟不上启动节奏，影响启动效率。综上，现有切缸技术不够成熟，且运行也存在一定的风险，急需研究一种新的切缸技术来克服上述缺陷。

发明内容

本发明旨在解决现有切缸技术不够成熟且存在较大风险的技术问题。为此，本发明提出一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽轮机结构，包括高压缸、中压缸及低压缸，所述中压缸的排气管道分为两条支路，第一支路连通低压缸且第一支路上设置有低压缸进气调节阀，第二支路连通热网加热器且第二支路上设置有供热调节阀，所述低压缸连接有凝汽器，所述低压缸进气调节阀并联有切缸调节蝶阀；还包括控制器，所述控制器包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块控制供热调节阀和切缸调节蝶阀做开闭相反动作以保障流经供热调节阀和切缸调节蝶阀的流体量之和不变，所述第二控制模块控制低压缸进气调节阀和切缸调节蝶阀做开闭相反动作以保障低压缸进气调节阀和切缸调节阀并联支路的流体输出量不变，所述低压缸连接有喷水装置。

一种基于上述汽轮机结构的低压缸切缸控制方法，包括以下步骤：

S1、确认汽轮机状态，保障汽轮机机组处于抽凝状态，且低压缸进气调节阀保障低压缸的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力，此时供热量达到非切缸状态的最大值；

S2、接通第二控制模块，打开切缸调节蝶阀，同时低压缸进气调节阀关闭，第二控制模块随之切断，此时切缸调节蝶阀保障低压缸的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力；

S3、接通第一控制模块，调节切缸调节蝶阀，使其关小至保障低压缸进气压力为切缸状态的最小进气压力，供热量随之增大至切缸状态的最大供热量，同时启动喷水装置保障低压缸温度正常，切缸投入完成；

S4、维持第一控制模块接通，调节切缸调节蝶阀，使其开大至保障低压缸进气压力为非切缸状态的最小进气压力，同时，供热量随之减小至非切缸状态的最大供热量；

S5、切断第一控制模块，同时接通第二控制模块，打开低压缸进气调节阀，直至切缸调节蝶阀完全关闭，此时，低压缸进气调节阀保障低压缸的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力，切缸退出完成；

S6、汽轮机机组恢复抽凝状态。

本发明的有益效果是：本发明提供一种汽轮机结构，在现有低压缸进气调节阀上并联一个切缸调节蝶阀，并配置有相应的控制器，采用本发明所述的控制方法，由于蝶阀的精度比现有的汽轮机上的低压缸进气调节阀的精度高，所以能够在不完全关闭阀门的前提下将低压缸的进汽压力调节更小，以满足低发电量和高供热量的需求，并且低压缸并未完全停止工作，随时处于待复位工作的状态，当需要重新调回至抽凝状态时，可有效挺高启动效率，也避免了因低压缸停止工作带来的风险；同时增加了喷水装置，降低了因低压缸进气量少导致的温度过高造成的安全隐患。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

一种汽轮机结构，包括高压缸1、中压缸2及低压缸3，所述中压缸2的排气管道分为两条支路，第一支路连通低压缸3且第一支路上设置有低压缸进气调节阀4，第二支路连通热网加热器5且第二支路上设置有供热调节阀6，所述低压缸3连接有凝汽器7，所述低压缸进气调节阀4并联有切缸调节蝶阀8；还包括控制器，所述控制器包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块控制供热调节阀6和切缸调节蝶阀8做开闭相反动作以保障流经供热调节阀6和切缸调节蝶阀8的流体量之和不变，所述第二控制模块控制低压缸进气调节阀4和切缸调节蝶阀8做开闭相反动作以保障低压缸进气调节阀4和切缸调节阀8并联支路的流体输出量不变，所述低压缸3连接有喷水装置9。低压缸3的进汽压力为低压缸进气调节阀4和切缸调节蝶阀8两部分的压力之和，中压缸2的排气压力为供热调节阀6、低压缸进气调节阀4和切缸调节蝶阀8三部分的压力之和。第二控制模块控制低压缸进气调节阀4和切缸调节蝶阀8做开闭相反动作以保障低压缸进气调节阀4和切缸调节阀8并联支路的流体输出量不变，即当低压缸进气调节阀4开大时，切缸调节蝶阀8对应开小，保障两者压力之和即低压缸3的进汽压力都维持在安全范围内；第一控制模块控制供热调节阀6和切缸调节蝶阀8做开闭相反动作以保障流经供热调节阀6和切缸调节蝶阀8的流体量之和不变，当供热调节阀6开大时，切缸调节蝶阀8对应开小，本装置使用时，在第一模块接通时，低压缸进气调节阀4皆处于关闭状态，所以第一模块用以保障每个瞬时，供热调节阀6和切缸调节蝶阀8的压力之和即中压缸2的排汽压力都维持在安全范围内。

本发明还提供一种基于上述汽轮机结构的低压缸切缸控制方法，包括以下步骤：

S1、确认汽轮机状态，保障汽轮机机组处于抽凝状态，且低压缸进气调节阀4保障低压缸3的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力，此时供热量达到非切缸状态的最大值。这一步骤是切缸的准备工作，主要通过原有的抽凝状态的相关控制机构来完成，之所以要将低压缸3的进汽压力调节到非切缸状态的最小进汽压力，有两个原因：一是为更好的适应切缸调节蝶阀8，因为蝶阀一般精度高，但能通过的流量最大值也较小；二是为提高后续切缸的效率，因为切缸调节阀门需要从0开至与低压缸进气调节阀4相同的大小，所以在切缸前将低压缸进气调节阀4调节至非切缸状态的最小，能够缩短切缸调节阀的调节时间，从而提高切缸的效率。

S2、接通第二控制模块，打开切缸调节蝶阀8，同时低压缸进气调节阀4关闭，第二控制模块随之切断，此时切缸调节蝶阀8保障低压缸3的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力。这一步骤主要是用以实现“倒缸”，即用切缸调节蝶阀8替换低压缸进气调节阀4。

S3、接通第一控制模块，调节切缸调节蝶阀8，使其关小至保障低压缸3进气压力为切缸状态的最小进气压力，供热量随之增大至切缸状态的最大供热量，同时启动喷水装置9保障低压缸3温度正常，切缸投入完成。这里切缸状态的最大供热量即可满足在冬季的大供热量，同时，切缸状态的低压缸3进汽压力，进入低压缸3的蒸汽已经不会再做功，保障了低压缸3的零出力，降低了发电量，能够满足电网的负荷指令，有利于电厂深度调峰，能够满足新能源的上网要求，同时，仍有少量蒸汽进入低压缸3，降低了完全切缸导致的风险，且为再次回到抽凝状态做好了准备。

在步骤S2和S3中，切缸调节蝶阀8的启动及控制可通过手动或自动操控，优选为自动操控，一方面效率高，另一方面调节精度高。如果采用自动控制，在控制器上集成有用以控制切缸调节蝶阀8的控制电路即可。

S4、维持第一控制模块接通，调节切缸调节蝶阀8，使其开大至保障低压缸3进气压力为非切缸状态的最小进气压力，同时，供热量随之减小至非切缸状态的最大供热量。这步主要是为切缸退出过程的“再次倒缸”做准备。

S5、切断第一控制模块，同时接通第二控制模块，打开低压缸进气调节阀4，直至切缸调节蝶阀8完全关闭，此时，低压缸进气调节阀4保障低压缸3的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力，切缸退出完成；

S6、汽轮机机组恢复抽凝状态。

以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.一种汽轮机结构的低压缸切缸控制方法，所述汽轮机结构包括高压缸（1）、中压缸（2）及低压缸（3），所述中压缸（2）的排气管道分为两条支路，第一支路连通低压缸（3）且第一支路上设置有低压缸进气调节阀（4），第二支路连通热网加热器（5）且第二支路上设置有供热调节阀（6），所述低压缸（3）连接有凝汽器（7），所述低压缸进气调节阀（4）并联有切缸调节蝶阀（8）；还包括控制器，所述控制器包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块控制供热调节阀（6）和切缸调节蝶阀（8）做开闭相反动作以保障流经供热调节阀（6）和切缸调节蝶阀（8）的流体量之和不变，所述第二控制模块控制低压缸进气调节阀（4）和切缸调节蝶阀（8）做开闭相反动作以保障低压缸进气调节阀（4）和切缸调节阀（8）并联支路的流体输出量不变，所述低压缸（3）连接有喷水装置（9），其特征在于，所述低压缸切缸控制方法包括以下步骤：

S1、确认汽轮机状态，保障汽轮机机组处于抽凝状态，且低压缸进气调节阀（4）保障低压缸（3）的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力，此时供热量达到非切缸状态的最大值；

S2、接通第二控制模块，打开切缸调节蝶阀（8），同时低压缸进气调节阀（4）关闭，第二控制模块随之切断，此时切缸调节蝶阀（8）保障低压缸（3）的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力；

S3、接通第一控制模块，调节切缸调节蝶阀（8），使其关小至保障低压缸（3）进气压力为切缸状态的最小进气压力，供热量随之增大至切缸状态的最大供热量，同时启动喷水装置（9）保障低压缸（3）温度正常，切缸投入完成；

S4、维持第一控制模块接通，调节切缸调节蝶阀（8），使其开大至保障低压缸（3）进气压力为非切缸状态的最小进气压力，同时，供热量随之减小至非切缸状态的最大供热量；

S5、切断第一控制模块，同时接通第二控制模块，打开低压缸进气调节阀（4），同时切缸调节蝶阀（8）关闭，此时，低压缸进气调节阀（4）保障低压缸（3）的进汽压力为非切缸状态的最小进汽压力，切缸退出完成；

S6、汽轮机机组恢复抽凝状态。

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