CN111472856A - 一种湿冷机组低压缸零功率供热系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种湿冷机组低压缸零功率供热系统及工作方法，包括汽轮机高中压缸、汽轮机低压缸，连接汽轮机低压缸进气端和汽轮机高中压缸排汽端的中低压连通管道，汽轮机低压缸的排汽端通过凝汽器、第六阀门组、第七阀门组连接至本机组的凉水塔；还可以设置冷却旁路管道，所述凝汽器通过冷却旁路管道连接至另一个机组的凉水塔。通过相邻的机组的凉水塔进行降温，从而本机组的凉水塔和凉水塔连接的循环水泵处于不工作状态，避免较少的流量的水进入凉水塔导致凉水塔的结冰损坏，同时减少了整个机组的循环水泵和凉水塔的开机数量，可以大大减少能耗。

Description

一种湿冷机组低压缸零功率供热系统及工作方法

技术领域

本公开涉及热电联产系统相关技术领域，具体的说，是涉及一种湿冷机组低压缸零功率供热系统及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

近年来，国家为了提高清洁能源的利用率，要压缩传统火电电负荷来给清洁能源利用让路，降低火电机组发电负荷，来保证清洁能源的上网。但北方火电机组有一部分热电联产集中供暖机组，机组运行时按以热定电方式运行，即电负荷和热负荷时相互关联的，电负荷的增减会造成热负荷的增减，造成供热期存在供热负荷需要增加而电负荷需要减少的矛盾现象。另外,为了最大限度降低供电煤耗，满足国家相关节能减排政策要求，减少冷源损失是主要改造思路。

发明人发现，传统的热电联产改造后实现背压运行，低压缸处于零功率运行状态，导致存在如下问题：

1、大部分的蒸汽用于供热，导致在低温状态下进入凉水塔的水量较少，导致凉水塔上冻损坏。

2、大量蒸汽用于供热导致从高中压缸输出蒸汽用于供热的管道压力较大，容易导致管道损坏。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种湿冷机组低压缸零功率供热系统及工作方法，通过改造湿冷机组运行管道结构，使传统湿冷抽凝机组，可灵活的在纯凝方式运行、抽凝供热方式运行、背压机供热方式运行中灵活切换，实现湿冷机组热电解耦、增加供热能力和降低供电煤耗。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，包括汽轮机高中压缸，汽轮机低压缸，以及连接汽轮机低压缸进气端和汽轮机高中压缸排汽端的中低压连通管道，汽轮机低压缸的排汽端通过凝汽器、第六阀门组、第七阀门组连接至本机组的凉水塔；还设置冷却旁路管道，所述凝汽器通过冷却旁路管道连接至另一个机组的凉水塔。

一个或多个实施例提供了一种湿冷机组低压缸零功率供热系统的工作方法，包括背压供热方式运行控制方法、抽凝供热运行方式控制方法和纯凝运行方式控制方法，所述背压供热方式运行控制方法，包括如下步骤：

打开第一阀门组、第四阀门组和疏水泵；

打开减温蒸汽管路的第三阀门组、减温减压器、汽水分离器及测量模块；

获取减温蒸汽管路检测的蒸汽参数数据，当检测的蒸汽参数数据符合低压缸零功率运行的蒸汽条件，切换低压缸的运行状态为零功率运行，同时关闭第二阀门组，打开第九阀门组、第五阀门组和第八阀门组，通过第五阀门组和第八阀门组连接至另一机组的凉水塔；

关闭本机组的循环水管路的第六阀门组、第七阀门组、本机组的凉水塔和循环水泵。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开通过在凝汽器输出端设置冷却旁路管道，连接除本机组以外的其他机组的凉水塔，可以在本机组的低压缸处于零功率运行状态时，蒸汽量较少的情况下，通过相邻的机组的凉水塔进行冷却，从而本机组的凉水塔和凉水塔连接的循环水泵处于不工作状态，避免较少的流量的水进入凉水塔导致凉水塔的结冰损坏，同时减少了整个机组的循环水泵和凉水塔的开机数量，可以大大减少能耗。

本公开的热电联产系统简单切换灵活方案，在供热期运行时，可根据不同工况，进行灵活切换达到机组经济和技术指标最佳。背压供热方式运行，低压缸仅有极少量冷却蒸汽进入低压缸，其余所有蒸汽经过第二抽汽管道与供热抽汽管道到热网首站加热器进行加热热网循环水供热，疏水回到除氧器，完成一个循环，实现降低了电负荷，增加了热负荷，同时冷源损失又基本为零。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的装置的框图；

其中：1、第一阀门组，2、第二阀门组，3、第三阀门组，4、第四阀门组，5、第五阀门组，6、第六阀门组，7、第七阀门组，8、第八阀门组，9、第九阀门组，10、连通管道，11、第二抽汽管道，12、供热抽汽管道，13、冷却旁路管道，14、减温蒸汽管道，15、减温减压器，16、汽水分离器，17、测量模块，18、凝结水再循环管路，19、凝结水泵，20、轴封加热器，21、低压加热器组，22、疏水泵。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

实施例1

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，包括汽轮机高中压缸,汽轮机低压缸，以及连接汽轮机低压缸进气端和汽轮机高中压缸排汽端的中低压连通管道10，汽轮机低压缸的排汽端通过凝汽器、第六阀门组6、第七阀门组7连接至本机组的凉水塔；还可以设置冷却旁路管道13，所述凝汽器通过冷却旁路管道13连接至另一个机组的凉水塔。

本实施例通过在凝汽器输出端设置冷却旁路管道，连接除本机组以外的其他机组的凉水塔，可以在本机组的低压缸处于零功率运行状态时，排汽量较少的情况下，通过相邻的机组的凉水塔进行冷却，从而本机组的凉水塔和凉水塔连接的循环水泵处于不工作状态，避免由于排汽量较少，较冷循环水进入凉水塔，导致凉水塔的结冰损坏，同时减少了整个机组的循环水泵的开机数量，可以大大减少能耗。

本实施例的另一个机组是指除本机组之外的其他机组，当整个热电联产的所有机组都处于背压运行方式时，可以根据实际情况设置每个机组的冷却旁路管道13，可选的，可以连接至同一个机组的凉水塔进行冷却，只要开启一个机组的凉水塔和循环水泵可以实现少量循环水的冷却回收。

可选的，当热电联产系统中有机组是在抽凝或者纯凝运行模式下，可以根据距离远近选择较近并在抽凝或者纯凝运行模式下的机组，将本机组的冷却旁路管道13连接选择的机组。

作为一种可以实现的连接结构，所述冷却旁路管道13包括连接凝汽器出水端的输水管道和连接凝汽器回水端的回水管道，输水管道通过第五阀门组5连接至另一湿冷机组的凉水塔，回水管道通过第八阀门组8连接至同一湿冷机组凉水塔输出端的循环水泵。

为实现供热，所述汽轮机高中压缸的排汽端设置供热抽汽管道12连接至供热首站，与连通低压缸的中低压连通管道10形成汽轮机高中压缸的蒸汽两路输出，在低压缸零功率运行模式下需要的蒸汽流量较少。对于热电联产系统，由于按照蒸汽总量分别设计中低压连通管道10和供热抽汽管道12的管径，在机组处于背压运行模式下，供热抽汽管道12的压力较大，有可能超出原热电联产系统设计时供热抽汽管道12可以承受的压力，容易造成管道损坏。

作为进一步地改进，还包括第二抽汽管道11，所述第二抽汽管道11连通中低压连通管道10和供热首站，所述中低压连通管道10上设置第二阀门组2，所述第二抽汽管道11上设置第一阀门组1。

可选的，可以设置第二抽汽管道11的管径和供热抽汽管道12的管径之和接近中低压连通管道10的管径。

在另一些实施例中，可实现的，可以在中低压连通管道10的管道上开口，通过设置三通阀实现连通。

第二抽汽管道11作为供热抽汽管道12并联的管道，可以同时为供热首站进行供热，减小了供热抽汽管道12的压力。

作为进一步的改进，为实现低压缸的零功率运行，需要对进入低压缸的蒸汽进行减温减压处理，还包括低压缸减温蒸汽管道14，所述低压缸减温蒸汽管道14连接汽轮机高中压缸的蒸汽输出端和低压缸的蒸汽输入端，所述低压缸减温蒸汽管道14上依次设置第三阀门组3、减温减压器15和测量模块17。

可实现的，减温减压器15通过通入减温水对蒸汽的温度和压力进行调整。

在一些实施例中，所述测量模块17包括相互电连接的传感器组和控制器。

可选的，所述传感器组包括温度传感器、湿度传感器、流量传感器和压力传感器。

可选的，所述测量模块17还包括显示器，显示器与控制器连接，用于实时显示检测的数据。

在另一些实施例中，所述测量模块17之前还可以设置汽水分离器16，所述汽水分离器16将蒸汽中的液态水分离，避免液态水对测量模块的各个传感器的影响，造成测量精度下降。

作为进一步的改进，所述凝汽器连接热井，热井通过管道依次连接凝结水泵19、轴封加热器20、低压加热器组21、除氧器和锅炉，还包括凝结水再循环管路18，所述凝结水再循环管路18两端分别连接轴封加热器的输出端和热井，用于将流出轴封加热器的一部分水传输回热井，所述凝结水再循环管路18上还设置有第九阀门组9。

通过设置凝结水再循环管路18，可以保证热井水位的稳定，使凝结水泵19安全运行防止汽蚀，通过再循环管路18和循环水管路组联合运行，组成一个吸热和放热的平衡系统，保证了轴封加热器20的正常运行。

实施例2

本实施例提供了实施例1中所述一种湿冷机组低压缸零功率供热系统的工作方法，包括背压供热方式运行控制方法、抽凝供热运行方式控制方法和纯凝运行方式控制方法，所述背压供热方式运行控制方法，包括如下步骤：

步骤11、打开第一阀门组1、第四阀门组4和疏水泵22；

步骤12、打开减温蒸汽管路14的第三阀门组3、减温减压器15、汽水分离器16及测量模块17；

步骤13、获取减温蒸汽管路14检测的蒸汽参数数据，当检测的蒸汽参数数据符合低压缸零功率运行的蒸汽条件，切换低压缸的运行状态为零功率运行，同时关闭第二阀门组2，打开第九阀门组9、第五阀门组5和第八阀门组8，通过第五阀门组5和第八阀门组8连接至另一机组的凉水塔。

步骤14、关闭本机组的循环水管路的第六阀门组6、第七阀门组7、本机组的凉水塔和循环水泵。

背压供热方式运行控制方法所有打开的步骤在关闭步骤之前，所有的打开的步骤可以同时操作，所有关闭的步骤可以同时操作。

通过第五阀门组5和第八阀门组8连接至另一机组的凉水塔，所述另一机组为除本机组之外的其他机组，当整个热电联产的所有机组都处于背压运行方式时，可以根据实际情况设置每个机组的冷却旁路管道13，可选的，可以连接至同一个机组的凉水塔进行冷却，只要开启一个机组的凉水塔和循环水泵可以实现少量循环水的冷却回收。

可选的，当热电联产系统中有机组是在抽凝或者纯凝运行模式下，可以根据距离远近选择较近并在抽凝或者纯凝运行模式下的机组，将本机组的冷却旁路管道13连接选择的机组。

背压供热方式运行，低压缸仅有极少量冷却蒸汽进入低压缸，其余所有蒸汽经过第二抽汽管道11与供热抽汽管道12到热网首站加热器进行加热热网循环水供热，疏水回到除氧器，完成一个循环，实现降低了电负荷，增加了热负荷，同时冷源损失又基本为零。

可选的，抽凝供热运行方式控制方法，包括如下步骤：

步骤21、打开供热抽汽管道12的第四阀门组4，打开疏水泵；

步骤22、打开第二阀门组2，打开循环水管路的第六阀门组6和第七阀门组7；

步骤23、关闭第一阀门组1，关闭减温蒸汽管路13的第三阀门组3、减温减压器15、汽水分离器16及测量模块17；

步骤24、关闭冷却旁路管道13的第五阀门组5和第八阀门组8，关闭第九阀门组9。

抽凝供热运行方式控制方法所有打开的步骤在关闭步骤之前，所有的打开的步骤可以同时操作，所有关闭的步骤可以同时操作。

抽凝供热运行方式下，机组按常规抽凝方式运行，供热抽汽经中排供热抽汽管道到热网首站加热器进行加热热网循环水供热，其余蒸汽经中低压缸连通管进入低压缸做功，排入凝汽器。

可选的，纯凝运行方式控制方法，包括如下步骤：

步骤31、打开第二阀门组2，打开循环水管路的第六阀门组6和第七阀门组7；

步骤32、关闭第一阀门组1、供热抽汽管道12的第四阀门组4，关闭疏水泵；

步骤33、关闭冷却旁路管道13的第五阀门组5和第八阀门组8，关闭第九阀门组9。

步骤34、关闭减温蒸汽管路13的第三阀门组3、减温减压器15、汽水分离器16及测量模块17；

此时机组按常规纯凝方式运行，中压缸排汽全部经中低压缸连通管进入低压缸做功，不进行供热。纯凝运行方式控制方法所有打开的步骤在关闭步骤之前，所有的打开的步骤可以同时操作，所有关闭的步骤可以同时操作。

本实施例的热电联产系统的优点在于，系统简单切换灵活方案，在供热期运行时，可根据不同工况，进行灵活切换达到机组经济和技术指标最佳。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：包括汽轮机高中压缸,汽轮机低压缸，以及连接汽轮机低压缸进气端和汽轮机高中压缸排汽端的中低压连通管道，汽轮机低压缸的排汽端通过凝汽器、第六阀门组、第七阀门组连接至本机组的凉水塔；还设置冷却旁路管道，所述凝汽器通过冷却旁路管道连接至另一个机组的凉水塔。

2.如权利要求1所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：当整个热电联产的所有机组都处于背压运行方式时，开启其中一个机组的凉水塔以及与凉水塔输出端设置的循环水泵，其他机组的凝汽器均通过本机设置的冷却旁路管道连接至该开启的凉水塔。

3.如权利要求2所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：冷却旁路管道包括连接凝汽器出水端的输水管道和连接凝汽器回水端的回水管道，输水管道通过第五阀门组连接至另一湿冷机组的凉水塔，回水管道通过第八阀门组连接至同一湿冷机组凉水塔输出端的循环水泵。

4.如权利要求1所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：所述汽轮机高中压缸的排汽端设置供热抽汽管道连接至供热首站，还包括第二抽汽管道，所述第二抽汽管道连通中低压连通管道和供热首站，所述中低压连通管道上设置第二阀门组，所述第二抽汽管道上设置第一阀门组。

5.如权利要求1所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：还包括低压缸减温蒸汽管道，所述低压缸减温蒸汽管道连接汽轮机高中压缸的蒸汽输出端和低压缸的蒸汽输入端，所述低压缸减温蒸汽管道上依次设置第三阀门组、减温减压器和测量模块。

6.如权利要求1所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：测量模块包括相互电连接的传感器组和控制器；传感器组用于检测管道蒸汽的蒸汽参数传感数据，并将检测的传感数据传输至控制器处理。

7.如权利要求1所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：所述传感器组包括温度传感器、湿度传感器、流量传感器或/和压力传感器；

或者，所述测量模块还包括显示器，显示器与控制器连接；

或者，按照蒸汽的流通方向，蒸汽进入测量模块之前的管道上还设置有汽水分离器，所述汽水分离器将蒸汽中的液态水分离。

8.如权利要求1所述的一种湿冷机组低压缸零功率供热系统，其特征是：所述凝汽器连接热井，热井通过管道依次连接凝结水泵、轴封加热器、低压加热器组、除氧器和锅炉，还包括凝结水再循环管路，所述凝结水再循环管路两端分别连接轴封加热器的输出端和热井，用于将流出轴封加热器的一部分水传输回热井，所述凝结水再循环管路上还设置有第九阀门组。

9.一种湿冷机组低压缸零功率供热系统的工作方法，其特征是：包括背压供热方式运行控制方法、抽凝供热运行方式控制方法和纯凝运行方式控制方法，所述背压供热方式运行控制方法，包括如下步骤：

打开第一阀门组、第四阀门组和疏水泵；

打开减温蒸汽管路的第三阀门组、减温减压器、汽水分离器及测量模块；

获取减温蒸汽管路检测的蒸汽参数数据，当检测的蒸汽参数数据符合低压缸零功率运行的蒸汽条件，切换低压缸的运行状态为零功率运行，同时关闭第二阀门组，打开第九阀门组、第五阀门组和第八阀门组，通过第五阀门组和第八阀门组连接至另一机组的凉水塔；

关闭本机组的循环水管路的第六阀门组、第七阀门组、本机组的凉水塔和循环水泵。

10.如权利要求9所述一种湿冷机组低压缸零功率供热系统的工作方法，其特征是：

抽凝供热运行方式控制方法，包括如下步骤：

打开供热抽汽管道的第四阀门组，打开疏水泵；

打开第二阀门组，打开循环水管路的第六阀门组和第七阀门组；

关闭第一阀门组，关闭减温蒸汽管路的第三阀门组、减温减压器、汽水分离器及测量模块；

关闭冷却旁路管道的第五阀门组和第八阀门组，关闭第九阀门组；

或者，

纯凝运行方式控制方法，包括如下步骤：

打开第二阀门组，打开循环水管路的第六阀门组和第七阀门组；

关闭第一阀门组、供热抽汽管道的第四阀门组，关闭疏水泵；

关闭冷却旁路管道的第五阀门组和第八阀门组，关闭第九阀门组；

关闭减温蒸汽管路的第三阀门组、减温减压器、汽水分离器及测量模块。

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