CN111288531A - 一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法 - Google Patents

一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法 Download PDF

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林轶
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赵若昱
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Abstract

本发明公开了一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法，包括锅炉、汽轮机、凝汽器、热网加热器以及除氧器；锅炉的过热器出口分别接高压缸的蒸汽入口和高压旁路减温减压阀门组的蒸汽入口；高压旁路减温减压阀门组的出口接锅炉的再热器入口；高压缸的出口与高压旁路减温减压阀门组的出口汇合后，接锅炉的再热器入口。本发明锅炉出口的主蒸汽经高压旁路阀减温减压后再进入到锅炉的再热器中以保证锅炉再热器壁温处于安全范围内，然后再经锅炉的再热器侧出口进入到热再抽汽管道，以在汽轮机或发电机发生故障进行检修时，有效避免本机采暖供热系统停运导致全厂采暖供热能力明显下降造成严重供热事故，提高全厂采暖供热系统的安全可靠性。

Description

一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法
【技术领域】
本发明属于热电联产技术领域，涉及一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法。
【背景技术】
随着大气污染防治工作的持续深入推进，燃煤清洁集中供热逐渐成为工业用汽、居民采暖的主要热源。根据《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)，热电联产机组在设计上应兼顾发电和供热两个功能，在对外供热期间，应具有较高的供热可靠性。对于供热式汽轮机，宜一机配一炉当一台容量最大的蒸汽锅炉停用时，其余锅炉的对外供汽能力若不能满足热力用户连续生产所需的100％生产用汽量、60％～75％(严寒地区取上限)冬季采暖、通风及生活用热量的要求时，应由热网配置其它备用热源。对于配置数台燃煤发电机组的供热电厂，锅炉通过原煤燃烧加热给水产生高温高压蒸汽，进入汽轮机发电供热，若汽轮机或发电机等设备在供热期内发生故障需检修时，将会造成供热质量下降或供热停止等问题，造成严重的民生事故。需通过技术改造提升采暖供热系统的安全可靠性。
高压旁路和低压旁路联合供热技术是实现一次再热燃煤热电联产机组应急供热的有效途径：锅炉新蒸汽经高压旁路减温减压至冷再母管，再进入锅炉再热器升温后，经低压旁路减温减压后汇入采暖蒸汽母管，实现停机不同炉采暖供热，在汽轮机或发电机故障时仍具备对外供热能力，大幅提升供热可靠性。
【发明内容】
本发明的目的在于解决现有技术中采暖供热技术安全可靠性待进一步提升的问题，提供一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法，该系统能够在汽轮机、发电机某一个或两个都故障进行检修时仍具备一定供热能力。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，包括：
锅炉，所述锅炉的过热器出口分别接高压缸的蒸汽入口和高压旁路减温减压阀门组的蒸汽侧入口；高压旁路减温减压阀门组的出口接锅炉的再热器入口；
高压缸，所述高压缸的出口与高压旁路减温减压阀门组的出口汇合后分为三路，一路接锅炉的再热器入口，一路接高压加热器的汽源入口，另一路接除氧器的汽源入口；再热后的蒸汽一部分进入中压缸，另一部分进入热网加热器；高压缸、中压缸、低压缸以及发电机的转轴同轴连接；中压缸的排汽与低压缸相连，低压缸的排汽进入凝汽器；
凝汽器，所述凝汽器的凝结水升压后进入除氧器；
热网加热器，所述热网加热器的疏水升压后进入除氧器；
除氧器，所述除氧器将凝结水升压后输送至高压加热器；高压加热器的出口一部分输送至高压旁路减温减压阀门组的水侧入口，另一部分输送至锅炉。
本发明进一步的改进在于：
所述高压缸和中压缸的入口处分别设置有高压缸进汽阀门和中压缸进汽阀门；锅炉的再热器出口通过采暖供热母管阀门组与热网加热器相连。
所述采暖供热母管阀门组的出口的一路连接锅炉暖风器。
所述除氧器和高压加热器的汽源入口出分别设置有第一阀门和第二阀门；高压加热器的给水出口与高压旁路减温减压阀门组之间的管路上设置有第三阀门；高压加热器的疏水出口通过第四阀门连接至除氧器。
所述除氧器的汽源入口与第一阀门之间的管路上还连接邻机辅汽管道，所述邻机辅汽管道与邻机辅助蒸汽联箱相连。
所述热网加热器的疏水通过疏水泵进行升压，升压后的疏水一部分输送至除氧器，另一部分作为减温水通过第五阀门输送至采暖供热母管阀门组进入采暖供热母管。
所述凝汽器的出口连接有凝结水泵，凝结水泵对凝结水进行升压后，输送至除氧器。
所述除氧器的出口连接有给水泵，给水泵对除氧水进行升压后，输送至高压加热器。
所述凝汽器上还连接有真空泵，用于在汽轮机停止运行或处于旋转备用状态时，防止空气漏入。
一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热方法，包括以下步骤：
当汽轮机或发电机某一个或两个都故障停运需停运检修时，关闭高压缸进汽阀门、中压缸进汽阀门和高排逆止门，发电机停运；真空泵维持正常运转；
锅炉维持稳燃负荷以上蒸发量运行，开启高压旁路减温减压阀门组和第三阀门，过热器出口的蒸汽经高压旁路减温减压阀门组进入冷再蒸汽母管，减温水由高压加热器出口提供；
开启第四阀门，冷再蒸汽一部分供给除氧器和高压加热器，另一部分进入锅炉的再热器再次吸热，以保护锅炉再热器壁温度处于安全范围内，再热器出口蒸汽经采暖供热母管阀门组减温减压后进入机组采暖供热母管，减温水取自疏水泵出口；
热网加热器出口疏水经疏水泵升压后进入除氧器入口，关闭凝汽器和凝结水泵；开启第一阀门和第二阀门，利用除氧器和高压加热器进行热力除氧和梯级加热，加热汽源取自冷再蒸汽或邻机辅汽；高压加热器疏水经第五阀门进入除氧器；
开启锅炉暖风器，锅炉暖风器的汽源取自热再抽汽减温减压后的蒸汽，疏水回至除氧器的入口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在当汽轮机或发电机某一个或两个都在故障状态下需要进行检修时，锅炉出口的主蒸汽经高压旁路阀减温减压后再进入到锅炉的再热器中以保证锅炉再热器壁温处于安全范围内，然后再经锅炉的再热器侧出口进入到热再抽汽管道，经减温减压后进入本机采暖供热母管，以在汽轮机或发电机发生故障进行检修时，有效避免本机采暖供热系统停运导致全厂采暖供热能力明显下降造成严重供热事故，提高全厂采暖供热系统的安全可靠性性。另外，进入到锅炉中的水经除氧器进行除氧和初步提温，经高压加热器实现二次提温，保证锅炉上水的安全运行，除氧器和高压加热器汽源取自冷再蒸汽或邻机辅汽联箱。
【附图说明】
图1为本发明供热系统的结构示意图。
其中：1-锅炉；2-高压缸；3-中压缸；4-低压缸；5-发电机；6-高压旁路减温减压阀门组；7-高排逆止门；8-高压缸进汽阀门；9-中压缸进汽阀门；10-采暖供热母管阀门组；11-凝汽器；12-凝结水泵；13-除氧器；14-给水泵；15-高压加热器；16-第一阀门；17-第二阀门；18-第三阀门；19-第五阀门；20-第四阀门；21-锅炉暖风器；22-热网加热器；23-疏水泵；24-真空泵。
【具体实施方式】
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图，一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统及方法，包括锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、凝汽器11、热网加热器22以及除氧器13；
锅炉1的过热器出口分别接高压缸2的蒸汽入口和高压旁路减温减压阀门组6的蒸汽侧入口；高压旁路减温减压阀门组6的出口接锅炉1的再热器入口；高压缸2的出口与高压旁路减温减压阀门组6的出口汇合后分为三路，一路接锅炉1的再热器入口，一路接高压加热器15的汽源入口，另一路接除氧器13的汽源入口；再热后的蒸汽一部分进入中压缸3，另一部分进入热网加热器22；高压缸2、中压缸3、低压缸4以及发电机5的转轴同轴连接；中压缸3的排汽与低压缸4相连，低压缸4的排汽进入凝汽器11；凝汽器11的凝结水升压后进入除氧器13；热网加热器22的疏水升压后进入除氧器13；除氧器13将凝结水热力除氧后经给水泵14输送至高压加热器15；高压加热器15的出口给水一部分输送至高压旁路减温减压阀门组6的水侧入口，另一部分输送至锅炉1。
高压缸2和中压缸3的入口处分别设置有高压缸进汽阀门8和中压缸进汽阀门9；锅炉1的再热器出口通过采暖供热母管阀门组10与热网加热器22相连。采暖供热母管阀门组10的出口处一路连接锅炉暖风器21。
除氧器13和高压加热器15的汽源入口出分别设置有第一阀门16和第二阀门17；高压加热器15的给水出口与高压旁路减温减压阀门组6之间的管路上设置有第三阀门18；高压加热器15的疏水出口通过第四阀门20连接至除氧器13。除氧器13的汽源入口与第一阀门16之间的管路上还连接邻机辅汽管道，邻机辅汽管道与邻机辅助蒸汽联箱相连。
热网加热器22的疏水通过疏水泵23进行升压，升压后的疏水一部分输送至除氧器13，另一部分作为减温水通过第五阀门19输送至采暖供热母管阀门组10进入采暖供热母管。凝汽器11的出口连接有凝结水泵12，凝结水泵12对凝结水进行升压后，输送至除氧器13。除氧器13的出口连接有给水泵14，给水泵14对除氧水进行升压后，输送至高压加热器15。凝汽器11上还连接有真空泵24，用于在汽轮机停止运行或处于旋转备用状态时，防止空气漏入。
本发明的工作过程：
为保障机组正常运行的安全可靠性，本发明所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统宜新建一路高压旁路系统，配置和现有高压旁路相同，在热再蒸汽母管、现有低压旁路阀前设置三通，引热再蒸汽减温减压后汇至机组原采暖蒸汽母管，热再抽汽管道规格根据通流能力核算确定。
当汽轮机或发电机某一个或两个都故障停运需停运检修时，为避免本机采暖供热系统停运导致全厂采暖供热能力明显下降造成严重供热事故，本发明的应急采暖供热系统投入运行。高压缸进汽阀门8、中压缸进汽阀门9和高排逆止门7关闭，发电机5停运，由高压缸2、中压缸3和低压缸4组成的汽轮机停止运行或处于旋转备用状态，为防止空气漏入，抽真空系统24正常运行。
锅炉1维持稳燃负荷以上蒸发量运行，过热器出口的新蒸汽经高压旁路减温减压阀门组6进入冷再蒸汽母管，减温水由高压加热器15出口给水系统提供，此时高压旁路减温减压阀门组6和第三阀门18开启。
冷再蒸汽除一部分供给除氧器13和高压加热器15外，其余部分进入锅炉再热器1再次吸热，以保护锅炉再热器壁温度处于安全范围内，再热器出口蒸汽经采暖供热母管阀门组10减温减压后进入机组采暖供热母管，减温水取自疏水泵23出口，第四阀门19开启；热再蒸汽压力和温度由锅炉1、给水泵14、高压旁路减温减压阀门组6等设备统筹调节。为保证燃煤发电机组汽水平衡，热网加热器22出口疏水经疏水泵23升压后进入除氧器13入口，此时凝汽器11、凝结水泵12停运，为避免锅炉进冷水以及水中带氧引发安全隐患，投入除氧器13和高压加热器15实现热力除氧和梯级加热，加热汽源取自冷再蒸汽，第一阀门16和第二阀门17开启，高压加热器15疏水经第四阀门20进入除氧器；加热汽源亦可取自邻机辅助蒸汽联箱。为避免空气预热器冷端受热面的低温腐蚀，锅炉暖风器21需正常投运，汽源取自热再抽汽减温减压后的采暖蒸汽母管，疏水回至本机除氧器入口。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，包括：
锅炉(1)，所述锅炉(1)的过热器出口分别接高压缸(2)的蒸汽入口和高压旁路减温减压阀门组(6)的蒸汽侧入口；高压旁路减温减压阀门组(6)的出口接锅炉(1)的再热器入口；
高压缸(2)，所述高压缸(2)的出口与高压旁路减温减压阀门组(6)的出口汇合后分为三路，一路接锅炉(1)的再热器入口，一路接高压加热器(15)的汽源入口，另一路接除氧器(13)的汽源入口；再热后的蒸汽一部分进入中压缸(3)，另一部分进入热网加热器(22)；高压缸(2)、中压缸(3)、低压缸(4)以及发电机(5)的转轴同轴连接；中压缸(3)的排汽与低压缸(4)相连，低压缸(4)的排汽进入凝汽器(11)；
凝汽器(11)，所述凝汽器(11)的凝结水升压后进入除氧器(13)；
热网加热器(22)，所述热网加热器(22)的疏水升压后进入除氧器(13)；
除氧器(13)，所述除氧器(13)将凝结水升压后输送至高压加热器(15)；高压加热器(15)的出口一部分输送至高压旁路减温减压阀门组(6)的水侧入口，另一部分输送至锅炉(1)。
2.根据权利要求1所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述高压缸(2)和中压缸(3)的入口处分别设置有高压缸进汽阀门(8)和中压缸进汽阀门(9)；锅炉(1)的再热器出口通过采暖供热母管阀门组(10)与热网加热器(22)相连。
3.根据权利要求2所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述采暖供热母管阀门组(10)的出口的一路连接锅炉暖风器(21)。
4.根据权利要求1或2所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述除氧器(13)和高压加热器(15)的汽源入口出分别设置有第一阀门(16)和第二阀门(17)；高压加热器(15)的给水出口与高压旁路减温减压阀门组(6)之间的管路上设置有第三阀门(18)；高压加热器(15)的疏水出口通过第四阀门(20)连接至除氧器(13)。
5.根据权利要求4所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述除氧器(13)的汽源入口与第一阀门(16)之间的管路上还连接邻机辅汽管道，所述邻机辅汽管道与邻机辅助蒸汽联箱相连。
6.根据权利要求2所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述热网加热器(22)的疏水通过疏水泵(23)进行升压，升压后的疏水一部分输送至除氧器(13)，另一部分作为减温水通过第五阀门(19)输送至采暖供热母管阀门组(10)进入采暖供热母管。
7.根据权利要求1所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述凝汽器(11)的出口连接有凝结水泵(12)，凝结水泵(12)对凝结水进行升压后，输送至除氧器(13)。
8.根据权利要求1所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述除氧器(13)的出口连接有给水泵(14)，给水泵(14)对除氧水进行升压后，输送至高压加热器(15)。
9.根据权利要求1所述的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热系统，其特征在于，所述凝汽器(11)上还连接有真空泵(24)，用于在汽轮机停止运行或处于旋转备用状态时，防止空气漏入。
10.一种采用权利要求1所述系统的基于高低压旁路联合供热的应急采暖供热方法，其特征在于，包括以下步骤：
当汽轮机或发电机某一个或两个都故障停运需停运检修时，关闭高压缸进汽阀门(8)、中压缸进汽阀门(9)和高排逆止门(7)，发电机(5)停运；真空泵(24)维持正常运转；
锅炉(1)维持稳燃负荷以上蒸发量运行，开启高压旁路减温减压阀门组(6)和第三阀门(18)，过热器出口的蒸汽经高压旁路减温减压阀门组(6)进入冷再蒸汽母管，减温水由高压加热器(15)出口提供；
开启第四阀门(19)，冷再蒸汽一部分供给除氧器(13)和高压加热器(15)，另一部分进入锅炉(1)的再热器再次吸热，以保护锅炉再热器壁温度处于安全范围内，再热器出口蒸汽经采暖供热母管阀门组(10)减温减压后进入机组采暖供热母管，减温水取自疏水泵(23)出口；
热网加热器(22)出口疏水经疏水泵(23)升压后进入除氧器(13)入口，关闭凝汽器(11)和凝结水泵(12)；开启第一阀门(16)和第二阀门(17)，利用除氧器(13)和高压加热器(15)进行热力除氧和梯级加热，加热汽源取自冷再蒸汽或邻机辅汽；高压加热器(15)疏水经第五阀门(20)进入除氧器；
开启锅炉暖风器(21)，锅炉暖风器(21)的汽源取自热再抽汽减温减压后的蒸汽，疏水回至除氧器(13)的入口。
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