CN110344899A - 一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统及方法 - Google Patents

一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统及方法，所述系统包括锅炉、DCS控制装置以及主蒸汽支路、再热蒸汽支路、工业抽汽支路、引射蒸汽支路和抽汽支路，所述方法为在负荷高于设定值时，采用工业抽汽支路输送中压蒸汽，当负荷低于设定值时，关闭工业抽汽支路同时启动引射蒸汽支路输送中压蒸汽。本发明利用蒸汽引射式压缩技术，可以在负荷较低时使汽轮机恢复原设计热力平衡，既不影响主机性能，又能够实现足量供汽的目的，为大型汽轮发电机组的节能经济运行提供了保障。

Description

一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统及方法
技术领域
本发明涉及大型汽轮机发电机组工业抽汽供汽技术领域，特别是一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统及方法。
背景技术
近年来，随着国家环保形势越来越严峻，大量效率低、能耗高、污染大的分散小锅炉被强制拆除，导致大量工业园区内工业供汽汽源受限。这些工业供汽参数与电厂供热机组中原设计的工业抽汽点的抽汽参数不完全匹配，无论是对高参数蒸汽单纯的减温减压、还是靠调整供热调节门开度来保证工业供汽参数，都会在一定程度上影响电厂的经济性。
以某350MW超临界东方热电机组为例，根据机组原设计，可以对外提供120t/h、4.0MPa的中压工业蒸汽。由于外界工业用户需求参数较高，原供热机组设计工业抽汽从汽轮机再热热段3引出，减温后对外供出。但是，随着发电负荷的下降，再热热段的压力也在降低，为确保工业供汽压力，设计了通过关小中压缸进汽门5的开度的方式，采取憋压来满足调配的要求。然而，在实际运行中发现，采用关小中压缸进汽门进行调整的方式会带来以下弊端：一是关小中压缸进汽门开度后，通流能力降低，工业抽汽能力达不到设计出力；二是汽轮发电机组三缸效率降低明显，机组煤耗明显增加；三是造成汽轮机中低压缸进汽通流降低，会严重影响严寒期居民采暖供热抽汽量供应；四是使机组发电能力可调范围变窄、一次调频能力降低；因此，在满足外界工业抽汽参数的前提下，如何保障大型汽轮发电机组节能经济运行是面临的迫切问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统及方法，解决传统方法无法足量供汽或影响主机性能的弊端。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统，包括设置在锅炉上的主蒸汽管道和再热热段蒸汽管道，再热热段蒸汽管道上连通设置有末端为工业用户提供中压蒸汽的工业抽气管道；
自锅炉输出的主蒸汽管道上连通设置有动力蒸汽管道，动力蒸汽管道的末端连接引射汇流装置的动力接口，自锅炉至引射汇流装置之间的动力蒸汽管道上依次设置有第一电动截止阀和减温减压器；所述引射汇流装置的引射接口经被引射蒸汽管道连通至锅炉与工业抽气管道之间的再热热段蒸汽管道中，自锅炉至引射汇流装置之间的被引射蒸汽管道上依次设置有第二电动截止阀、第二减温器和逆止阀；所述引射汇流装置的出口经混合蒸汽管道连通至工业用户前端的工业抽气管道中，所述混合蒸汽管道上设置有第二电动截止门；
上述第一电动截止阀、第二电动截止阀、第二电动截止门、减温减压器、第二减温器的受控端分别与锅炉系统的DCS控制装置输出端连接。
上述一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统，所述引射汇流装置中设置有用于调节动力蒸汽压力的调整阀。
一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的方法，具体方法为：
根据发电厂汽轮机发电机组工业供汽设计负荷参数，在高于80％负荷条件下，第一电动截止阀、第二电动截止阀、第二电动截止门关闭，工业抽汽管道的压力参数满足用户需求，工业抽汽从设计工业抽汽管道输送给工业用户；
当汽轮机发电机组负荷低于80％时，关闭工业抽汽管道的第一电动截止门，开启第一电动截止阀、第二电动截止阀、第二电动截止门，动力蒸汽引射低参数蒸汽经引射汇流装置混合成所需的中压工业抽汽后供给工业用户。
一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的方法，所述动力蒸汽管道中的动力蒸汽经减温减压器减温减压后输送给引射汇流装置，经减温减压后的动力蒸汽温度为400～450℃，压力为12-15MPa；被引射蒸汽管道中的被引射蒸汽经第二减温器减温后输送至引射汇流装置，减温后的被引射蒸汽温度为300～350℃。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明利用蒸汽引射式压缩技术，从主蒸汽管道开孔接出高压动力蒸汽管道，在低负荷下使用引射汇流装置引射低压再热热段蒸汽，在排汽口混合成所需要参数的中压工业蒸汽参数输送给用户；由于引射汇流装置是在负压腔形成真空区，因此被引射蒸汽是被负压吸入，不需要中调门参与调解，便可以使汽轮机恢复原设计热力平衡，既不影响主机性能，又能够实现足量供汽的目的，为大型汽轮发电机组的节能经济运行提供了保障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1.锅炉，2.主蒸汽管道，3.再热热段蒸汽管道，4.高压缸，5.中压缸进气门，6.中压缸，7.排汽调节阀，8.低压缸，9.采暖抽汽管道，10.凝汽器，11.凝结水泵，12.低压加热器，13.除氧器，14.给水泵，15.高压加热器，16.再热冷段蒸汽管道，17.工业抽汽管道，18.第一电动截止门，20.第一减温器，21.逆止门，22.被引射蒸汽管道，23.第二电动截止阀，25.第二减温器，26.逆止阀，27.动力蒸汽管道，28.第一电动截止阀，30.减温减压器，31.调整阀，32.引射汇流装置，33.混合蒸汽管道，34.第二电动截止门，35.工业用户，36.发电机。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统，包括锅炉、DCS控制装置以及主蒸汽支路、再热蒸汽支路、工业抽汽支路、引射蒸汽支路和抽汽支路，具体结构如图1所示。
主蒸汽支路包括主蒸汽管道2和高压缸4，主蒸汽管道2的一端连接锅炉，另一端连接高压缸4进汽口。
再热蒸汽支路包括再热冷段蒸汽管道16、再热热段蒸汽管道3、中压缸6、低压缸8、凝汽器|10、凝结水泵11、低压加热器12、除氧器13、给水泵14以及高压加热器15。上述高压缸的出汽口经再热冷段蒸汽管道16连通至锅炉内；再热热段蒸汽管道3输出再热蒸汽依次经中压缸6、低压缸8后进入发电机36发电；自低压缸输出的凝结水经管道返回锅炉；管道上自低压缸至锅炉依次设置有凝汽器10、凝结水泵11、低压加热器12、除氧器13、给水泵14以及高压加热器15。
工业抽汽支路用于工业用户提供中压蒸汽。包括工业抽气管道17、第一电动截止门18、第一减温器20和逆止门21，工业抽气管道17的一端与过路出口侧的再热热段蒸汽管道3连通，工业抽气管道17的末端为工业用户35。
抽汽支路用为用户供热，包括采暖抽汽管道9，采暖抽汽管道9的一端连接中压缸和低压缸输出端，采暖抽汽管道9的另一端连接至热网。
引射蒸汽支路主要包括引射汇流装置32和并列设置的动力蒸汽管道27和被引射蒸汽管道22；动力蒸汽管道27的一端连接自锅炉输出的主蒸汽管道2，动力蒸汽管道的末端连接引射汇流装置32的动力接口，自锅炉至引射汇流装置32之间的动力蒸汽管道27上依次设置有第一电动截止阀28和减温减压器30；被引射蒸汽管道22一端连接锅炉与工业抽气管道17之间的再热热段蒸汽管道3，另一端连接引射汇流装置32的引射接口，自锅炉至引射汇流装置32之间的被引射蒸汽管道22上依次设置有第二电动截止阀23、第二减温器25和逆止阀26。
引射汇流装置32中设置有调整阀31，用于调节动力蒸汽压力。引射汇流装置32的出口经混合蒸汽管道33连通至工业用户35前端的工业抽气管道17中，混合蒸汽管道33上设置有第二电动截止门34。
上述第一电动截止阀28、第二电动截止阀23、第二电动截止门34、减温减压器30、第二减温器25的受控端分别与锅炉系统的DCS控制装置输出端连接。
一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的方法，具体方法如下。
根据发电厂汽轮机发电机组工业供汽设计负荷参数，在高于80％负荷条件下，第一电动截止阀28、第二电动截止阀23、第二电动截止门34关闭，工业抽汽管道17的压力参数满足用户需求，工业抽汽从设计工业抽汽管道17输送给工业用户35。
本实施例以某350MW超临界东方热电机组为例，根据机组原设计，可以对外提供120t/h、4.0Mpa、400-450℃的中压工业蒸汽。当发电负荷80％以上时，不用关小中压缸进汽门5采用憋压方式，工业抽汽管道17输出的中压蒸汽压力等参数满足用户需求，工业抽汽从工业抽汽管道17送出。
当汽轮机发电机组负荷低于80％时，再热热段蒸汽管道3输送的蒸汽压力也就是工业抽汽管道17的中压蒸汽压力低于4.0MPa；当发电负荷在50％时，再热热段蒸汽管道3输送的蒸汽压力只有1.98MPa。在冬季采暖工况下，主蒸汽1012t/h、采暖抽汽量450t/h，由于关小中压缸进气门，发电量228MW，中压工业抽汽只有80t/h，远远不能满足设计120t/h要求以及实际日益增长的工业用气能力需求。
此时，关闭工业抽汽管道17的第一电动截止门18，开启第一电动截止阀28、第二电动截止阀23、第二电动截止门34，动力蒸汽管道中的动力蒸汽经减温减压器30减温减压后输送给引射汇流装置32，经减温减压后的动力蒸汽温度为400～450℃，压力为12-15MPa；被引射蒸汽管道中的被引射蒸汽经第二减温器25减温后输送至引射汇流装置32，减温后的被引射蒸汽温度为300～350℃。
动力蒸汽引射低参数蒸汽经引射汇流装置32混合成所需的中压工业抽汽后供给工业用户35。

Claims (4)

1.一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统，包括设置在锅炉(1)上的主蒸汽管道(2)和再热热段蒸汽管道(3)，再热热段蒸汽管道(3)上连通设置有末端为工业用户(35)提供中压蒸汽的工业抽气管道(17)；
其特征在于：自锅炉输出的主蒸汽管道(2)上连通设置有动力蒸汽管道(27)，动力蒸汽管道的末端连接引射汇流装置(32)的动力接口，自锅炉至引射汇流装置(32)之间的动力蒸汽管道(27)上依次设置有第一电动截止阀(28)和减温减压器(30)；所述引射汇流装置(32)的引射接口经被引射蒸汽管道(22)连通至锅炉与工业抽气管道(17)之间的再热热段蒸汽管道(3)中，自锅炉至引射汇流装置(32)之间的被引射蒸汽管道(22)上依次设置有第二电动截止阀(23)、第二减温器(25)和逆止阀(26)；所述引射汇流装置(32)的出口经混合蒸汽管道(33)连通至工业用户(35)前端的工业抽气管道(17)中，所述混合蒸汽管道(33)上设置有第二电动截止门(34)；
上述第一电动截止阀(28)、第二电动截止阀(23)、第二电动截止门(34)、减温减压器(30)、第二减温器(25)的受控端分别与锅炉系统的DCS控制装置输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的系统，其特征在于：所述引射汇流装置(32)中设置有用于调节动力蒸汽压力的调整阀(31)。
3.基于权利要求1或2的一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的方法，其特征在于，具体方法为：
根据发电厂汽轮机发电机组工业供汽设计负荷参数，在高于80％负荷条件下，第一电动截止阀(28)、第二电动截止阀(23)、第二电动截止门(34)关闭，工业抽汽管道(17)的压力参数满足用户需求，工业抽汽从设计工业抽汽管道(17)输送给工业用户(35)；
当汽轮机发电机组负荷低于80％时，关闭工业抽汽管道(17)的第一电动截止门(18)，开启第一电动截止阀(28)、第二电动截止阀(23)、第二电动截止门(34)，动力蒸汽引射低参数蒸汽经引射汇流装置(32)混合成所需的中压工业抽汽后供给工业用户(35)。
4.根据权利要求3所述的一种发电厂低负荷下提高中压工业供汽能力的方法，其特征在于，所述动力蒸汽管道中的动力蒸汽经减温减压器(30)减温减压后输送给引射汇流装置(32)，经减温减压后的动力蒸汽温度为400～450℃，压力为12-15MPa；被引射蒸汽管道中的被引射蒸汽经第二减温器(25)减温后输送至引射汇流装置(32)，减温后的被引射蒸汽温度为300～350℃。
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