CN111706411A - 一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统及工作方法，本发明通过原始背压供热汽轮机排汽进行利用，新增排汽利用低压凝汽汽轮机，将现有的背压机组改造成为了抽凝机组。当供热需求量较小时，依然可保持原始背压供热汽轮机以设计流量进汽，通过增开背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的管道上的流量调整阀开度，控制工业用户供汽母管流量满足用户需求值，将富余的背压机组的排汽溢流至低压凝汽汽轮机进行发电。当供热需求量较高时，可提升锅炉蒸发量，同时通过减少背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的管道上的流量调整阀开度，将低压凝汽汽轮机进汽减小，以满足工业用户供汽母管流量满足用户需求值。
Description
技术领域
本发明属于汽轮机发电领域，具体涉及一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统及工作方法。
背景技术
为了满足工业用户供热需求，我国各区域工业园区内投产有一定数量及规模的小型背压供热机组。受限于地方政府供热机组补贴设备利用小时等优惠政策未到位、入驻企业没有达到规划预期或建设进度迟缓等多种内、外部因素影响，常常出现有工区供热远期规划与实际偏差较大，热负荷严重不及预期的现象。这将导致背压供热机组投产后不能达到设计产能，供热能力与区域热用户用热需求不匹配。在采暖期结束后，供热需求急剧降低，背压供热机组在汽轮机排汽鼓风因素的制约下，无法满足最低供热流量的技术要求，只能处于停机状态，少量的工业蒸汽直接锅炉减温减压供给至热用户，会造成高品质热量损失。而另一方面，汽轮机组的停运将使得厂用电出现较大缺口，导致热电厂每月需大量采购高价外网电量，热电厂盈利能力受到严重的影响。因此，对现有小型背压供热机组进行系统优化改造，解决供热负荷不足时，机组运行厂用电量消耗补给问题，对提升热电联产机组全年运行经济性具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统及工作方法，能够有效解决供热负荷较低时，厂用电量消耗补给的问题。
为了达到上述目的，一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统，包括背压供热汽轮机和低压凝汽汽轮机，背压供热汽轮机连接锅炉，背压供热汽轮机的供汽母管连接低压凝汽汽轮机，低压凝汽汽轮机的供汽母管上设置有流量调节阀，背压供热汽轮机连接第一级发电机，低压凝汽汽轮机连接第二级发电机。
压供热汽轮机设置有中压抽汽，中压抽汽压力通过的座缸阀调节。
背压供热汽轮机设置有第一级回热抽汽口，第一级回热抽汽与最高级高压加热器连接用于加热给水，最高级高压加热器的疏水进入次级高压加热器，背压供热汽轮机的排汽连接通过第二级回热抽汽口连接次级高压加热器和入除氧器的除氧器抽汽口，第二级回热抽汽口与次级高压加热器用于加热给水，次级高压加热器的疏水进入除氧器。
低压凝汽汽轮机设置有第三级回热抽汽口，第三级回热抽汽与除盐凝结水初级加热器连接用于加热除盐凝结水，除盐凝结水初级加热器的疏水进入凝汽器，低压凝汽汽轮机(13)的排汽进入凝汽器进行冷却，除盐凝结水初级加热器连接背压供热汽轮机的排汽。
一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统的工作方法，具体方法如下：
维持锅炉蒸发量较高，保持背压供热汽轮机以设计流量进汽，通过调整背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的流量，控制供汽母管流量满足用户需求值，将富余的背压机组的排汽溢流至低压凝汽汽轮机进行发电。
通过调整供气母管上的液压流量调整阀开度来调整背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的流量。
本发明通过原始背压供热汽轮机排汽进行利用，新增排汽利用低压凝汽汽轮机，将现有的背压机组改造成为了抽凝机组。与现有的系统相比，当供热需求量较小时，依然可保持原始背压供热汽轮机以设计流量进汽，通过增开背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的管道上的流量调整阀开度，控制工业用户供汽母管流量满足用户需求值，将富余的背压机组的排汽溢流至低压凝汽汽轮机进行发电。当供热需求量较高时，可提升锅炉蒸发量，同时通过减少背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的管道上的流量调整阀开度，将低压凝汽汽轮机进汽减小，以满足工业用户供汽母管流量满足用户需求值。新增低压凝汽汽轮机，将现有的背压机组改造成为抽凝机组后，当供热负荷较时汽轮机组仍可运行发电，这有效解决了机组运行厂用电量消耗补给问题，可以极大程度提升热电联产机组全年运行经济性。
附图说明
图1为现有背压供热汽轮机热力系统图；
图2为本发明的系统图。
图3热力系统仿真计算模型
其中，1、锅炉，2、背压供热汽轮机，3、中压抽汽管道，4、座缸阀，5、第一级回热抽汽口，6、最高级高压加热器，7、第二级回热抽汽口，8、次级高压加热器，9、除氧器抽汽口，10、除氧器，11、供汽母管，12、第一级发电机，13、低压凝汽汽轮机，14、流量调节阀，15、第三级回热抽汽，16、除盐凝结水初级加热器，17、凝汽器，18、第二级发电机，19、给水泵，20、凝结水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图2，本发明包括背压供热汽轮机2和低压凝汽汽轮机13，背压供热汽轮机2连接锅炉1，背压供热汽轮机2的供汽母管11连接低压凝汽汽轮机13，低压凝汽汽轮机13的供汽母管11上设置有流量调节阀14，背压供热汽轮机2连接第一级发电机12，低压凝汽汽轮机13连接第二级发电机18。压供热汽轮机2设置有中压抽汽3，中压抽汽3压力通过的座缸阀4调节。供汽母管11的蒸汽对外供热。
背压供热汽轮机2设置有第一级回热抽汽口5，第一级回热抽汽5与最高级高压加热器6连接用于加热给水，最高级高压加热器6的疏水进入次级高压加热器8，背压供热汽轮机2的排汽连接通过第二级回热抽汽口7连接次级高压加热器8和入除氧器10的除氧器抽汽口9，第二级回热抽汽口7与次级高压加热器8用于加热给水，次级高压加热器8的疏水进入除氧器10。
低压凝汽汽轮机13设置有第三级回热抽汽口15，第三级回热抽汽15与除盐凝结水初级加热器16连接用于加热除盐凝结水，除盐凝结水初级加热器16的疏水进入凝汽器17，低压凝汽汽轮机13的排汽进入凝汽器17进行冷却，除盐凝结水初级加热器16连接背压供热汽轮机2的排汽。
在本发明中，即使当供热需求量较小时，可维持锅炉1蒸发量较高，保持原始背压供热汽轮机2以设计流量进汽，通过增开背压供热汽轮机的排汽到低压凝汽汽轮机进汽的管道上的液压流量调整阀14开度，控制供汽母管11流量满足用户需求值，将富余的背压机组的排汽溢流至低压凝汽汽轮机13进行发电。工作过程中，热力系统中各回热加热器可正常投运，提高了凝结水及给水的温度，提升了朗肯循环的效率，减小了工质热
损失。
本发明有效解决了小型背压机组在非采暖季由于供热负荷较低导致的机组被迫停运而产生的运行厂用电量消耗的补给问题，可以极大程度提升热电联产机组全年运行经济性。
参见图3，以某电厂为例进行了热力系统仿真计算，由于非采暖供热季汽轮机工业供汽量较小，平均约43t/h，导致汽轮机排汽鼓风损失大，在供暖期结束后，无法满足机组最低流量的的运行要求，只能处于停机状态。因此，电厂每月需大量采购外网电量，经计算厂用电缺口约为2.6MW。
本发明应用时，汽轮机进汽量可提升至70t/h左右，在保证43t/h的供汽用量的前提下，原汽轮机排汽压力提升至1.4MPa，低压凝汽汽轮机进汽量为13.5t/h，此时，汽轮机发电量为4.4MW，低压缸发电量为2.3MW，合计发电量为5.7MW，可满足厂用电需求。
低压凝汽汽轮机相关参数如下表：
本发明应用后每月可减少外网购电2.6MW，根据购电价格为0.49元/千瓦计算，每月减少购电费用约90万元，考虑年非采暖期6个月，每年减少购电费用约540万元，因此可以极大程度提升热电联产机组全年运行经济性。
Claims (6)
1.一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统，其特征在于，包括背压供热汽轮机(2)和低压凝汽汽轮机(13)，背压供热汽轮机(2)连接锅炉(1)，背压供热汽轮机(2)的供汽母管(11)连接低压凝汽汽轮机(13)，低压凝汽汽轮机(13)的供汽母管(11)上设置有流量调节阀(14)，背压供热汽轮机(2)连接第一级发电机(12)，低压凝汽汽轮机(13)连接第二级发电机(18)。
2.根据权利要求1所述的一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统，其特征在于，压供热汽轮机(2)设置有中压抽汽(3)，中压抽汽(3)压力通过的座缸阀(4)调节。
3.根据权利要求1所述的一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统，其特征在于，背压供热汽轮机(2)设置有第一级回热抽汽口(5)，第一级回热抽汽(5)与最高级高压加热器(6)连接用于加热给水，最高级高压加热器(6)的疏水进入次级高压加热器(8)，背压供热汽轮机(2)的排汽连接通过第二级回热抽汽口(7)连接次级高压加热器(8)和入除氧器(10)的除氧器抽汽口(9)，第二级回热抽汽口(7)与次级高压加热器(8)用于加热给水，次级高压加热器(8)的疏水进入除氧器(10)。
4.根据权利要求1所述的一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统，其特征在于，低压凝汽汽轮机(13)设置有第三级回热抽汽口(15)，第三级回热抽汽(15)与除盐凝结水初级加热器(16)连接用于加热除盐凝结水，除盐凝结水初级加热器(16)的疏水进入凝汽器(17)，低压凝汽汽轮机(13)的排汽进入凝汽器(17)进行冷却，除盐凝结水初级加热器(16)连接背压供热汽轮机(2)的排汽。
5.权利要求1所述的一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统的工作方法，其特征在于，具体方法如下：
维持锅炉(1)蒸发量较高，保持背压供热汽轮机(2)以设计流量进汽，通过调整背压供热汽轮机(2)的排汽到低压凝汽汽轮机(13)进汽的流量，控制供汽母管(11)流量满足用户需求值，将富余的背压机组的排汽溢流至低压凝汽汽轮机(13)进行发电。
6.权利要求5所述的一种背压机组改造为抽凝机组的热力系统的工作方法，其特征在于，通过调整供气母管(11)上的液压流量调整阀(14)开度来调整背压供热汽轮机(2)的排汽到低压凝汽汽轮机(13)进汽的流量。
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