CN110486094A - 一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，包括抽汽背压式给水泵小汽轮机、高效液力调速装置、给水泵、功率平衡小发电机及主汽轮机；小汽轮机一端输出轴与高效液力调速装置相连接，另一端输出轴与功率平衡小发电机的输入轴相连接；高效液力调速装置与给水泵相连接，主汽轮机通过中间抽汽管道与小汽轮机进汽管相连接。本发明能够保证小汽轮机进汽调节阀保持全开运行以减少节流损失，可提高小汽轮机的设计效率4‑5％。此外，由于液力调速装置采用了液力耦合器、液力变矩器和行星齿轮的内部结构，相比传统纯液力耦合器传动调速，可大幅提高调速装置效率4％，调速范围可达10‑100％，同时整体传动变速可靠性较高。

Description

一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统。

背景技术

超超临界燃煤发电机组在国内已经发展十余年，当前已经进入二次再热超超临界阶段，由于多了一个再热循环，机组热效率更加提高，促进了节能减排。

在二次再热百万机组系统中，为了提高整套机组的循环热效率和供电效率，由于给泵功耗占比较大，高功率的给水泵驱动系统的效率是影响整体效率的关键之一。

在高参数二次再热百万机组之中，给水泵小汽轮机已有采用抽汽背压式机组的应用。但是如何提高该类型热力系统的效率，需要针对研发高效给泵汽轮机调速装置。

传统调速装置比如液力耦合器系统使用广泛，但是存在整体调速调节效率较低，以及随着负荷变化效率劣化较快的不利因素，因而限制了其在高参数超超临界机组条件下大功率给水泵调速中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，可实现小汽轮机无进汽节流调节和给水泵的宽范围高效调速。

本发明提供了一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，包括抽汽背压式给水泵小汽轮机、高效液力调速装置、给水泵、功率平衡小发电机及主汽轮机；

所述抽汽背压式给水泵小汽轮机一端输出轴与所述高效液力调速装置相连接，另一端输出轴与所述功率平衡小发电机的输入轴相连接；

所述高效液力调速装置与所述给水泵相连接，所述主汽轮机通过中间抽汽管道与所述抽汽背压式给水泵小汽轮机进汽管相连接；

所述抽汽背压式给水泵小汽轮机由所述主汽轮机提供驱动汽源及驱动功率；所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的主要功率通过所述高效液力调速装置传递给所述给水泵；所述给水泵的转速和流量通过所述高效液力调速装置进行调节；所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的轴系剩余功率用于驱动功率平衡小发电机进行对外发电。

进一步地，所述高效液力调速装置包括液力耦合器、液力变矩器、行星齿轮，所述液力变矩器与所述液力耦合器及行星齿轮相连接；所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的一端输出轴与所述液力耦合器输入轴相连接；所述行星齿轮的输出轴与所述给水泵输入轴相连接。

进一步地，所述系统的运行方法包括：

正常运行时，所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的进汽调节阀保持全开，以减少进汽节流损失，提高系统运行效率；所述给水泵的转速和流量调节通过所述高效液力调速装置完成，轴系剩余功率由功率平衡小发电机对外发电进行平衡；所述高效液力调速装置由所述液力变矩器和行星齿轮进行变速调节，使所述液力耦合器处于非调速同步随动状态。

进一步地，所述系统的运行方法还包括：

启停条件下，所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的进汽调节阀参与节流调节，使所述液力耦合器处于调速状态，所述液力变矩器处于非调速状态，功率由所述液力耦合器和行星齿轮传递对外输出到所述给水泵；整个轴系的不平衡功率由所述功率平衡小发电机进行消化对外发电。

进一步地，所述系统的运行方法还包括：

将所述功率平衡小发电机与电网连接，启动阶段，在所述功率平衡小汽轮机不进汽的条件下，使所述功率平衡小发电机进入电动机模式同轴驱动所述给水泵，所述高效调速装置由所述液力耦合器和行星齿轮联合对外输出功率和进行调速，并向所述功率平衡小汽轮机通入小流量的冷却蒸汽。

借由上述方案，通过带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，可保证小汽轮机进汽调节阀保持全开运行以减少节流损失，可提高小汽轮机的设计效率4-5％。此外，由于液力调速装置采用了液力耦合器、液力变矩器和行星齿轮的内部结构，相比传统纯液力耦合器传动调速，可大幅提高调速装置效率4％，调速范围可达10-100％，同时整体传动变速可靠性较高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统的结构示意图。

图中标号：

1-抽汽背压式给水泵小汽轮机；2-高效液力调速装置；3-给水泵；4-功率平衡小发电机；5-液力耦合器；6-液力变矩器；7-行星齿轮；8-主汽轮机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，包括抽汽背压式给水泵小汽轮机1、高效液力调速装置2、给水泵3、功率平衡小发电机4及主汽轮机8；抽汽背压式给水泵小汽轮机1一端输出轴与高效液力调速装置2相连接，另一端输出轴与功率平衡小发电机4的输入轴相连接；高效液力调速装置2与给水泵3相连接，主汽轮机8通过中间抽汽管道与抽汽背压式给水泵小汽轮机1进汽管相连接；

抽汽背压式给水泵小汽轮机1由主汽轮机8提供驱动汽源及驱动功率；抽汽背压式给水泵小汽轮机1的主要功率通过高效液力调速装置2传递给给水泵3；给水泵3的转速和流量通过高效液力调速装置2进行调节；抽汽背压式给水泵小汽轮机1的轴系剩余功率用于驱动功率平衡小发电机4进行对外发电。

在本实施例中，高效液力调速装置2包括液力耦合器5、液力变矩器6、行星齿轮7，液力变矩器6与液力耦合器5及行星齿轮7相连接；抽汽背压式给水泵小汽轮机1的一端输出轴与液力耦合器5输入轴相连接；行星齿轮7的输出轴与给水泵3输入轴相连接。

抽汽背压式给水泵小汽轮机1通过连接管路由主汽轮机8提供驱动汽源及驱动功率。抽汽背压式给水泵小汽轮机1主要功率通过高效液力调速装置2传递给给水泵3，轴系剩余功率用于驱动功率平衡小发电机4。

正常运行时，抽汽背压式给水泵小汽轮机1的进汽调节阀保持全开，以减少进汽节流损失，提高系统运行效率。而给水泵3的转速和流量调节通过高效液力调速装置2完成，轴系剩余功率可以由功率平衡小发电机4对外发电进行平衡。此时，高效液力调速装置2由液力变矩器6和行星齿轮7进行变速调节，而液力耦合器5处于非调速同步随动状态。

启停条件下，抽汽背压式给水泵小汽轮机1的进汽调节阀可参与节流调节，此时液力耦合器5处于调速状态，而液力变矩器6处于非调速状态，功率由液力耦合器5和行星齿轮7传递对外输出到给水泵3。同样，整个轴系的不平衡功率可由功率平衡小发电机4进行消化对外发电。

由于功率平衡小发电机4与电网进行连接，启动阶段，也可以在抽汽背压式给水泵小汽轮机1不进汽的条件下，功率平衡小发电机4进入电动机模式来同轴驱动给水泵3。而高效调速装置2依然由液力耦合器5和行星齿轮7联合对外输出功率和进行调速。此时，抽汽背压式给水泵小汽轮机1为了防止鼓风，需通入一定小流量的冷却蒸汽。

该高效调速系统可保证抽汽背压式给水泵小汽轮机1进汽调节阀保持全开运行以减少节流损失，可提高抽汽背压式给水泵小汽轮机1的设计效率4-5％。此外，由于高效液力调速装置2采用了液力耦合器5、液力变矩器6和行星齿轮7的内部结构，相比传统纯液力耦合器传动调速，可大幅提高调速装置效率4％，调速范围可达10-100％，同时整体传动变速可靠性较高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，其特征在于，包括抽汽背压式给水泵小汽轮机、高效液力调速装置、给水泵、功率平衡小发电机及主汽轮机；

所述抽汽背压式给水泵小汽轮机一端输出轴与所述高效液力调速装置相连接，另一端输出轴与所述功率平衡小发电机的输入轴相连接；

所述高效液力调速装置与所述给水泵相连接，所述主汽轮机通过中间抽汽管道与所述抽汽背压式给水泵小汽轮机进汽管相连接；

所述抽汽背压式给水泵小汽轮机由所述主汽轮机提供驱动汽源及驱动功率；所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的主要功率通过所述高效液力调速装置传递给所述给水泵；所述给水泵的转速和流量通过所述高效液力调速装置进行调节；所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的轴系剩余功率用于驱动功率平衡小发电机进行对外发电。

2.根据权利要求1所述的带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，其特征在于，所述高效液力调速装置包括液力耦合器、液力变矩器、行星齿轮，所述液力变矩器与所述液力耦合器及行星齿轮相连接；所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的一端输出轴与所述液力耦合器输入轴相连接；所述行星齿轮的输出轴与所述给水泵输入轴相连接。

3.根据权利要求2所述的带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，其特征在于，所述系统的运行方法包括：

正常运行时，所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的进汽调节阀保持全开，以减少进汽节流损失，提高系统运行效率；所述给水泵的转速和流量调节通过所述高效液力调速装置完成，轴系剩余功率由功率平衡小发电机对外发电进行平衡；所述高效液力调速装置由所述液力变矩器和行星齿轮进行变速调节，使所述液力耦合器处于非调速同步随动状态。

4.根据权利要求3所述的带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，其特征在于，所述系统的运行方法还包括：

启停条件下，所述抽汽背压式给水泵小汽轮机的进汽调节阀参与节流调节，使所述液力耦合器处于调速状态，所述液力变矩器处于非调速状态，功率由所述液力耦合器和行星齿轮传递对外输出到所述给水泵；整个轴系的不平衡功率由所述功率平衡小发电机进行消化对外发电。

5.根据权利要求4所述的带高效液力调速装置的抽汽背压式给水泵小汽轮机系统，其特征在于，所述系统的运行方法还包括：

将所述功率平衡小发电机与电网连接，启动阶段，在所述功率平衡小汽轮机不进汽的条件下，使所述功率平衡小发电机进入电动机模式同轴驱动所述给水泵，所述高效调速装置由所述液力耦合器和行星齿轮联合对外输出功率和进行调速，并向所述功率平衡小汽轮机通入小流量的冷却蒸汽。