CN110030050A - 一种联合循环系统及操作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种联合循环系统，增设了主蒸汽母管，各套燃气蒸汽联合循环机组的余热锅炉、汽轮机与主蒸汽母管相连通，各汽轮机从主蒸汽母管直接抽取蒸汽输入对外供热，使得各套机组中的余热锅炉所产生的蒸汽可供自身及其他机组中的汽轮机进行供热，增加了各套机组之间的关联，使对外供热时得以相互配合；同时提供了联合循环系统的操作工艺，多种供热模式的选择，调节灵活，系统中发电与供热的转换关联度降低，更好地满足了热网及电网各自的需求，此发明用于能量循环技术领域。

Description

一种联合循环系统及操作工艺
技术领域
本发明涉及能量循环技术领域，特别是涉及一种联合循环系统及操作工艺。
背景技术
现有技术中的燃气蒸汽联合循环系统，在热源点只有汽轮机的抽汽段才可以对外供热；且对外供热时必须启动整套联合循环机组，其中包括燃气轮发电机组、余热锅炉、汽轮发电机组，才能从汽轮机的抽汽端将蒸汽引出供热。
同时，并列设置的多台套燃气蒸汽联合循环系统之间没有关联，不能实现对外供热的相互配合，而且各系统中发电和供热之间的转换关联度较高，当发电、供热二者之间出现矛盾时，难以同时满足电网及热网的双重需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现多种供热及发电模式，调节灵活的联合循环系统及操作工艺。
本发明所采取的技术方案是：
一种联合循环系统，包括主蒸汽母管、对外供热汽母管、至少一套与所述主蒸汽母管及对外供热汽母管联通的燃气蒸汽联合循环机组，各套所述燃气蒸汽联合循环机组包括燃气轮机、余热锅炉及汽轮机，所述余热锅炉的进气口与燃气轮机直接相连，所述余热锅炉的蒸汽出口与主蒸汽母管之间通过余热蒸汽管连接，所述汽轮机的进汽口通过汽轮蒸汽管与主蒸汽母管相连通。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述主蒸汽母管与对外供热汽母管之间设置有至少一根供热支管。设置供热支管，增加了系统中的供热通道，使得各台余热锅炉所产生的蒸汽可直接对外供热。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述供热支管上分别安装有温度压力调节模块。温度压力调节模块的设置，使得可根据用户实际需要对供热蒸汽的温度与压力进行调整，更好地满足不同用户的需求。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述温度压力调节模块分为温度模块及压力模块，所述温度模块包括温度测量反馈单元、喷水减温装置，所述压力模块包括压力测量反馈单元、调压阀。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述喷水减温装置上设有接收温度测量反馈单元信息的接收模块。温度测量反馈单元通过接收模块直接对喷水降温装置进行控制，信息反馈后喷水减温装置直接执行喷水操作，减少了人工操作的中间流程，提高了调温效率。
进一步作为本发明技术方案的改进，还包括一台燃气锅炉，所述燃气锅炉通过锅炉供热管连通至对外供热汽母管。增加配置一台燃气锅炉，由于燃气锅炉可产生蒸汽直接对外供热，如此设置即直接在系统中再增加了一路供热通道。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述汽轮机的抽汽端与对外供热汽母管之间分别通过一汽轮供热管接通。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述燃气轮机和汽轮机分别与一发电机联接。
进一步作为本发明技术方案的改进，利用内燃机替代燃气轮机。
一种操作联合循环系统的操作工艺，包括以下步骤：准备至少一套包含余热锅炉、与发电机相连的燃气轮机及汽轮机的燃气蒸汽联合循环机组和一台燃气锅炉，将各所述余热锅炉的蒸汽出口及各汽轮机的进汽口连通至主蒸汽母管，将所述汽轮机的抽汽段和燃气锅炉接通至对外供热汽母管，并在所述主蒸汽母管与对外供热汽母管之间连接至少一根装有温度压力调节模块的供热支管；启动任意一套所述燃气蒸汽联合循环机组的燃气轮机、与燃气轮机相连的发电机及余热锅炉；所述主蒸汽母管内建立压力后，对所述温度压力调节模块进行调整，并启动至少一套所述燃气蒸汽联合循环机组的汽轮机；外部热负荷需求下降时，关闭至少一套所述燃气蒸汽联合循环机组的汽轮机，并开启与未关闭的所述汽轮机相连的发电机；外部热负荷需求增加时，启动全部所述燃气蒸汽联合循环机组的燃气轮机、与燃气轮机相连的发电机及余热锅炉，或启动所述燃气锅炉；各所述燃气轮机进行检修时，启动所述燃气锅炉对外供热。
本发明的有益效果：此联合循环系统，增设了主蒸汽母管，各套燃气蒸汽联合循环机组的余热锅炉、汽轮机与主蒸汽母管相连通，各汽轮机从主蒸汽母管直接抽取蒸汽输入对外供热，使得各套机组中的余热锅炉所产生的蒸汽可供自身及其他机组中的汽轮机进行供热，增加了各套机组之间的关联，使对外供热时得以相互配合；同时提供了联合循环系统的操作工艺，多种供热模式的选择，调节灵活，系统中发电与供热的转换关联度降低，更好地满足了热网及电网各自的需求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1，为本发明实施例显示了一种联合循环系统，包括主蒸汽母管1、对外供热汽母管2、与主蒸汽母管1和对外供热汽母管2联通的一号燃气蒸汽联合循环机组1A及二号燃气蒸汽联合循环机组2A，一号燃气蒸汽联合循环机组1A与二号燃气蒸汽联合循环机组2A分别包括燃气轮机3、余热锅炉4及汽轮机5，各余热锅炉4的进气口与同一机组的燃气轮机3直接相连，各余热锅炉4的蒸汽出口与主蒸汽母管1之间通过余热蒸汽管41连接，汽轮机5的进汽口通过汽轮蒸汽管51与主蒸汽母管1相连通。进一步地，各台燃气轮机3和汽轮机5分别与一发电机9联接。
此联合循环系统中增设了主蒸汽母管1，各套燃气蒸汽联合循环机组的余热锅炉4、汽轮机5通过余热蒸汽管41、汽轮蒸汽管51与主蒸汽母管1相连通，各汽轮机5从主蒸汽母管1直接抽取蒸汽输入对外供热，使得各套机组中的余热锅炉4所产生的蒸汽可供自身及其他机组中的汽轮机5进行供热，增加了各套机组之间的关联，对外供热时两套机组之间得以相互配合，实现多种供热模式的选择，且降低了系统当中发电与供热的转换关联度，能更好地满足热网及电网各自的需求。
各套机组中分为制热段和供热段，制热段包括燃气轮机3、与燃气轮机3相连的发电机9及余热锅炉4，供热段包括汽轮机5及与其相连的发电机9。本联合循环系统的结构设计，制热段与供热段之间可有多重组合，使同一机组中的制热段与供热段之间的依赖性减弱，系统调节更为灵活。当一号燃气蒸汽联合循环机组1A的制热段的余热锅炉4或燃气轮机3发生故障时，其供热段的汽轮机5可与二号燃气蒸汽联合循环机组2A的制热段相配合启动，增加了系统调节的多样性，提高系统整体的稳定性。
作为本发明优选的实施方式，主蒸汽母管1与对外供热汽母管2之间设置了一根供热支管6。进一步地，此供热支管6上分别安装有温度压力调节模块7。供热支管6的增加，使启动余热锅炉4时无需捆绑启动汽轮机5即可对外供热，又余热锅炉4中产生的为高温高压蒸汽，直接输出对外供热可实现机组的最大供热量的输出，提高了系统的供热温度的最大值，使供热温度范围更加宽泛。加上设置了温度压力调节模块7，可根据用户需求提供对外供热热量，避免了热量输出后再由用户作进一步调整，有效减小了系统中不必要的热量损耗。
作为本发明优选的实施方式，温度压力调节模块7分为温度模块及压力模块，温度模块包括温度测量反馈单元、喷水减温装置，压力模块包括压力测量反馈单元、调压阀。进一步地，喷水减温装置上设有接收温度测量反馈单元信息的接收模块。
作为本发明优选的实施方式，还包括一台燃气锅炉8，燃气锅炉8通过锅炉供热管81连通至对外供热汽母管2。单独启动燃气锅炉8可使系统实现纯供热不发电的供热模式，且燃气锅炉8的供热负荷调节范围广，在额定负荷10％～100％的范围之间可以灵活调节，能满足多种不同供热需要。
作为本发明优选的实施方式，各汽轮机5的抽汽端与对外供热汽母管2之间分别通过一汽轮供热管52接通。
作为本发明优选的实施方式，利用内燃机替代燃气轮机3。
本实施例的联合循环系统，比传统系统增加了两条对外供热通道，根据电网和热网的需求，通过各机组中的不同启动配合，可实现多样化的供电和供热方式，如单独启动燃气锅炉8，则可实现纯供热不发电的供热方式；而单独启动两套机组中的制热段或供热段，则可实现两套机组中的最大供热量或最大发电量的输出。
一种联合循环系统的操作工艺，包括以下步骤：准备包含余热锅炉4、与发电机9相连的燃气轮机3及汽轮机5的一号燃气蒸汽联合循环机组1A、二号燃气蒸汽联合循环机组2A和一台燃气锅炉8，将各余热锅炉4的蒸汽出口及各汽轮机5的进汽口分别通过余热蒸汽管41、汽轮蒸汽管51连通至主蒸汽母管1，将汽轮机5的抽汽段和燃气锅炉8分别通过汽轮供热管52、锅炉供热管81接通至对外供热汽母管2，并在主蒸汽母管1与对外供热汽母管2之间连接一根装有温度压力调节模块7的供热支管6。接下来，启动一号燃气蒸汽联合循环机组1A或者二号燃气蒸汽联合循环机组2A的燃气轮机3、与燃气轮机3相连的发电机9及余热锅炉4，燃气轮机3带动发电机9做功后，产生的排烟尾气进入余热锅炉4将水加热，余热锅炉4所产生蒸汽供应到主蒸汽母管1内；主蒸汽母管1内建立压力后，对温度压力调节模块7进行调整，从供热支管6供应蒸汽至对外供热汽母管2，并启动系统中的全部汽轮机5。
作为本发明优选的实施方式，外部热负荷需求下降时，选择关闭一号燃气蒸汽联合循环机组1A、二号燃气蒸汽联合循环机组2A中一套或两套里的汽轮机5，并开启与未关闭的汽轮机5相连的发电机9，将主蒸汽母管1上的部分蒸汽用于对外供热，其余部分蒸汽进行发电，其中具体的机组关闭选择根据实际情况进行。进一步地，外部热负荷需求增加时，启动全部燃气轮机3、与燃气轮机3相连的发电机9及余热锅炉4，或启动燃气锅炉8，以实现对外供热负荷的增加。
作为本发明优选的实施方式，各燃气轮机3进行检修时，启动燃气锅炉8对外供热，从而得以保证对外供热的不间断，保障用户的用热需求。
当然，本发明的设计创造并不局限于上述实施方式，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作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种联合循环系统，其特征在于：包括主蒸汽母管(1)、对外供热汽母管(2)、至少一套与所述主蒸汽母管(1)及对外供热汽母管(2)联通的燃气蒸汽联合循环机组，各套所述燃气蒸汽联合循环机组包括燃气轮机(3)、余热锅炉(4)及汽轮机(5)，所述余热锅炉(4)的进气口与燃气轮机(3)直接相连，所述余热锅炉(4)的蒸汽出口与主蒸汽母管(1)之间通过余热蒸汽管(41)连接，所述汽轮机(5)的进汽口通过汽轮蒸汽管(51)与主蒸汽母管(1)相连通。
2.根据权利要求1所述的联合循环系统，其特征在于：所述主蒸汽母管(1)与对外供热汽母管(2)之间设置有至少一根供热支管(6)。
3.根据权利要求2所述的联合循环系统，其特征在于：各所述供热支管(6)上分别安装有温度压力调节模块(7)。
4.根据权利要求3所述的联合循环系统，其特征在于：所述温度压力调节模块(7)分为温度模块及压力模块，所述温度模块包括温度测量反馈单元、喷水减温装置，所述压力模块包括压力测量反馈单元、调压阀。
5.根据权利要求4所述的联合循环系统，其特征在于：所述喷水减温装置上设有接收温度测量反馈单元信息的接收模块。
6.根据权利要求1所述的联合循环系统，其特征在于：还包括一台燃气锅炉(8)，所述燃气锅炉(8)通过锅炉供热管(81)连通至对外供热汽母管(2)。
7.根据权利要求1所述的联合循环系统，其特征在于：各所述汽轮机(5)的抽汽端与对外供热汽母管(2)之间分别通过一汽轮供热管(52)接通。
8.根据权利要求1所述的联合循环系统，其特征在于：各所述燃气轮机(3)和汽轮机(5)分别与一发电机(9)联接。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的联合循环系统，其特征在于：利用内燃机替代燃气轮机(3)。
10.一种联合循环系统的操作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
准备至少一套包含余热锅炉(4)、与发电机(9)相连的燃气轮机(3)及汽轮机(5)的燃气蒸汽联合循环机组和一台燃气锅炉(8)，将各所述余热锅炉(4)的蒸汽出口及各汽轮机(5)的进汽口连通至主蒸汽母管(1)，将所述汽轮机(5)的抽汽段和燃气锅炉(8)接通至对外供热汽母管(2)，并在所述主蒸汽母管(1)与对外供热汽母管(2)之间连接至少一根装有温度压力调节模块(7)的供热支管(6)；
启动任意一套所述燃气蒸汽联合循环机组的燃气轮机(3)、与燃气轮机(3)相连的发电机(9)及余热锅炉(4)；
所述主蒸汽母管(1)内建立压力后，对所述温度压力调节模块(7)进行调整，并启动至少一套所述燃气蒸汽联合循环机组的汽轮机(5)；
外部热负荷需求下降时，关闭至少一套所述燃气蒸汽联合循环机组的汽轮机(5)，并开启与未关闭的所述汽轮机(5)相连的发电机(9)；
外部热负荷需求增加时，启动全部所述燃气蒸汽联合循环机组的燃气轮机(3)、与燃气轮机(3)相连的发电机(9)及余热锅炉(4)，或启动所述燃气锅炉(8)；
各所述燃气轮机(3)进行检修时，启动所述燃气锅炉(8)对外供热。
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