CN111706898B - 一种高背压供热改造后机组提升供热能力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，系统中，再热蒸汽管道与中压缸相连，中压缸与低压缸相连，高背压供热机组的低压缸与凝汽器相连，凝汽器通过循环水进水管道和循环水出水管道与外部供热管网相连，低压旁路与再热蒸汽管道和凝汽器相连，低旁减温水管道与凝结水泵的出口相连，低旁减温水管道与低压旁路相连，凝结水泵与凝汽器相连，高压加热器和低压加热器与中压缸和低压缸相连。通过关小高压加热器、低压加热器进汽调整门，开大低压旁路调整门，增大低压缸排汽量，提高凝汽器热负荷和循环水出水温度，增大凝汽器对外供热量，能进一步提升高背压供热改造后机组的供热能力，增大调峰区间，提高高背压供热机组运行的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤机组节能技术领域，特别是涉及抽凝、纯凝机组进行高背压供热改造的热电联产机组。
背景技术
居民供热作为民生工程，为满足热网用户的采暖需求，热电联产企业需要按照热网最大热负荷供热。抽汽供热是目前使用最多的供热方式，但其存在抽汽利用效率低和冷源损失较大的现象，因此在北方供热城市出现了许多大容量高温循环水供热机组，为此，机组必须进行高背压供热改造。华能烟台电厂于2009年首次在150MW机组上完成了提高背压的技术改造，为超高压135MW-150MW等级机组的高背压供热改造进行了有益的探索，2011年华电国际十里泉发电厂首次在135MW等级机组上进行了“双背压双转子互换”的供热改造。双背压双转子互换技术是目前应用最多的一项高背压供热改造技术，一般在纯凝或抽凝式机组上实施。
汽轮机提高背压运行，凝汽器的排汽温度升高，提高了循环水出口温度。将凝汽器循环水系统与外部供热管网相连，热网循环水经凝汽器加热后，进入热网，满足用户采暖要求。机组高背压循环水供热将原来从冷却塔排入自然界的热量回收利用，节约供热用蒸汽，提升了供热能力，提高了汽轮机组的经济效益。据不完全统计，目前在全国范围内已有近30台135MW、200MW、300MW等级的机组实施了高背压供热技术改造。
抽凝机组、纯凝机组高背压供热改造后，供热能力达到较高的水平，且属于传统意义上的背压机组，实行“以热定电”、“热电耦合”的运行方式，运行方式和调节方式单一，限制了机组运行的灵活性和调峰能力。而改变高背压供热改造机组的热力系统运行方式，可以提高机组的供热能力和调峰能力。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，以解决高背压供热机组“以热定电”、“热电耦合”运行方式的缺点，提高机组的供热能力，提升机组调峰运行的灵活性，增大调峰区间。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，其特征在于，系统包括中压缸、高背压供热的低压缸、凝汽器、循环水进水管道、循环水出水管道、低压旁路、热力系统中的高压加热器和低压加热器、低旁减温水管道；所述再热蒸汽管道与中压缸相连，所述中压缸通过中低压缸连通管与低压缸相连，所述高背压供热机组的低压缸与凝汽器相连，低压缸排汽进入凝汽器，所述凝汽器通过循环水进水管道和循环水出水管道与外部供热管网相连，所述低压旁路与再热蒸汽管道和凝汽器相连，所述低旁减温水管道与凝结水泵的出口相连，且低旁减温水管道与低压旁路相连，所述凝结水泵与凝汽器相连，所述高压加热器和低压加热器与中压缸和低压缸相连，所述高压加热器和低压加热器的进汽管道上安装有调整门，所述低旁减温水管道上安装有低旁减温水调整门，所述低压旁路上安装有低压旁路调整门。
抽凝（纯凝）机组完成高背压供热改造后，在采暖季节实施高背压供热运行，属于热电联产机组，实行“以热定电”、“热电耦合”的运行方式，热负荷和电负荷之间相互牵制，同时供热能力达到较高的水平。
当外部热负荷高于机组最大电负荷下的最大供热能力，或电网调度机组电负荷较小、机组在相应电负荷工况下的供热能力不能满足外部热负荷的要求时，需要对高背压供热机组的热力系统进行调整，以增大机组的供热量。
当高背压供热机组的供热能力不能满足外部热负荷的要求时，关小与中压缸和低压缸相连的高压加热器进汽调整门和低压加热器进汽调整门，通过增大低压缸的排汽量和排汽压力提高凝汽器的热负荷和对外供热量。
当高背压供热机组的供热能力不能满足外网要求时，开大低压旁路调整门，通过增大低压旁路到凝汽器的排汽量，提高凝汽器的热负荷和对外供热量。
通过调整机组回热系统中的抽汽调整门、低压旁路调整门，在锅炉负荷相同的情况下，增大凝汽器热负荷和对外供热量，降低机组发电功率，在保证供热的条件下，拓宽了高背压供热机组的调峰区间。
具体包括以下步骤：
第一步：按照热网热负荷的需求，在电网调度不限制机组发电出力的前提下，调整锅炉蒸发量达到最大，调整机组发电出力达到最大，同步提高凝汽器的循环水出水温度，增大凝汽器的供热量；
第二步：稳定锅炉蒸发量和机组主、再热蒸汽参数；
第三步：关小与中压缸和低压缸连接的高压加热器和低压加热器的进汽调整门，增大中压缸和低压缸的通流量，增大低压缸的排汽量和排汽压力，提高循环水出水温度，凝汽器的供热量增加；
第四步：开大低压旁路调整门，增大低压旁路到凝汽器的排汽量，凝汽器热负荷增加，凝汽器背压增加，循环水出水温度增加，凝汽器的供热量增加；
第五步：开大低压旁路调整门的同时，开大低旁减温水调整门，控制低压缸的排汽压力和排汽温度不超过制造厂给定的上限值。
进一步的，当在电网调度机组负荷较低时，通过第三步、第四步、第五步调整热力系统，能够提高凝汽器的供热量至最大值，增大了机组的调峰区间；在调整过程中，需要监控低压旁路的安全阀不启跳、机组轴系安全指标不超限。
进一步的，如高压加热器进汽调整门、低压加热器进汽调整门、低压旁路调整门或低旁减温水调整门不易调整和操作，则将该调整门引至容易操作的位置，并能实现手动连续操作。
进一步的，为了保证凝结水除氧效果，维持除氧器进汽调整门的开度不变，所以除氧器的调整不包括在本发明中。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、机组采暖季节实施高背压供热运行，在采暖热负荷较大的情况下，可以通过关小与中压缸、低压缸相连的高压加热器、低压加热器的进汽调整门，开大低压旁路调整门，增大低压缸排汽量，增大凝汽器热负荷和对外供热量；
2、在电网调度要求机组最低电负荷运行时，机组凝汽器供热量和循环水出水温度较低，不满足热用户需求，可以通过关小与中压缸、低压缸相连的高压加热器、低压加热器的进汽调整门，开大低压旁路调整门，增大机组低压缸排汽量，增大凝汽器热负荷和对外供热量，增大高背压供热机组的调峰区间；
3、可以优化高背压供热机组的运行工况，提高高背压供热机组的供热能力，增大调峰区间。
4、本发明能进一步提升高背压供热改造后机组的供热能力，解决低负荷工况下机组供热量少或一定的电负荷工况下，机组供热量不能满足需求的问题，提高机组的供热能力，增大调峰区间，提高高背压供热机组运行的灵活性。
附图说明
图1是本发明实施例中热力系统的结构示意图。
图中：再热蒸汽管道1、中压缸2、中低压缸连通管3、低压缸4、低压旁路5、低压旁路调整门6、低旁减温水管道7、低旁减温水调整门8、凝汽器9、凝结水泵10、循环水进水管道11、循环水出水管道12、#4低压加热器进汽调整门13、#5低压加热器进汽调整门14、#6低压加热器进汽调整门15、#4低压加热器16、#5低压加热器17、#6低压加热器18。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中的高背压供热改造机组为135MW等级超高压、一次中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，机组回热系统有7级，供2台高压加热器、1台除氧器、4台低压加热器。由于热负荷增加的需要，采用双背压双转子互换技术对该机组进行了高背压供热改造。采暖季节，机组在高背压状态下运行，利用高温循环水对用户供热。
本实施例中的机组热力系统包括再热蒸汽管道1、中压缸2、中低压缸连通管3、低压缸4、低压旁路5、低压旁路调整门6、低旁减温水管道7、低旁减温水调整门8、凝汽器9、凝结水泵10、循环水进水管道11、循环水出水管道12、#4低压加热器进汽调整门13、#5低压加热器进汽调整门14、#6低压加热器进汽调整门15、#4低压加热器16、#5低压加热器17、#6低压加热器18。机组在高背压供热状态下运行，7号低压加热器退出运行，因此不包含在本实施例中；为了保证凝结水的除氧效果，除氧器进汽门不参与调整，所以除氧器也不包括在本实施例中。
本实施例中，再热蒸汽管道1与中压缸2相连，中压缸2通过中低压缸连通管3与低压缸4相连，凝汽器9连接在低压缸4的下部，低压缸4排汽到凝汽器9；低压旁路5从再热蒸汽管道1引出，通过低压旁路调整门6与凝汽器9相连；低旁减温水管道7与低压旁路5和凝结水泵10相连，低旁减温水来自于凝结水泵10的出口，凝结水泵10与凝汽器9相连，凝汽器9通过循环水进水管道11、循环水出水管道12与外部供热管网相连；#4低压加热器16、#5低压加热器17经#4低压加热器进汽调整门13、#5低压加热器进汽调整门14与中压缸2相连，#6低压加热器18经#6低压加热器进汽调整门15与中压缸4相连。
本实施例中，机组高背压供热工况运行时，机组凝结水、给水依次经过低压加热器、除氧器、高压加热器，利用本体回热抽汽加热后进入锅炉，机组回热抽汽管道上的进汽调整门全开，低压旁路调整门全关，利用高背压的低压缸排汽加热热网循环水，利用高温循环水实现对外部热网的供热。
本实施例中，机组高背压供热工况运行时，实行“以热定电”的运行方式，机组运行的电负荷由外部热网的热负荷决定，变化区间较小。一旦外部热负荷增加幅度较大，机组最大电负荷也不能满足供热需求，或当电网调度电负荷较低、机组供热量减小，也不能满足外部热网需求时，需要对热力系统进行调整，增大机组供热量。
本实施例中，高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，步骤如下：
第一步：按照热网热负荷的需求，在电网调度不限制机组发电出力的前提下，调整锅炉蒸发量达到最大，调整机组发电出力达到最大，同步提高凝汽器9循环水出水的温度，增大凝汽器9的对外供热量；
第二步：稳定锅炉蒸发量和机组主、再热蒸汽参数；
第三步：关小#4低压加热器进汽调整门13、#5低压加热器进汽调整门14和#6低压加热器进汽调整门15，增大中压缸2和低压缸4的通流量，增大低压缸4到凝汽器9的排汽量和排汽压力，循环水出水管道12中循环水出水的温度上升，凝汽器9的供热量增加；
第四步：开大低压旁路调整门6，增大低压旁路5到凝汽器9的排汽量，凝汽器9的热负荷增加，凝汽器9的背压增加，循环水出水管道12中循环水出水12的温度上升，凝汽器9的供热量增加；
第五步：开大低压旁路调整门6的同时，开大低旁减温水调整门8，控制低压缸4的排汽压力和排汽温度不超过制造厂给定的上限值。
本实施例中，在电网调度机组负荷较低时，凝汽器9的热负荷相应也较低，循环水出水的温度低，机组供热能力低，不能满足外部热负荷的需求，通过第三步、第四步、第五步调整#4低压加热器进汽调整门13、#5低压加热器进汽调整门14和#6低压加热器进汽调整门15，以及低压旁路调整门6和低旁减温水调整门8，能够提高机组循环水出水的温度，增大机组供热量至最大值，同时拓宽机组的调峰区间。在调整过程中，需要监控低压旁路5的安全阀不启跳、机组轴系安全指标不超限。
如#4低压加热器进汽调整门13、#5低压加热器进汽调整门14和#6低压加热器进汽调整门15，以及低压旁路调整门6和低旁减温水调整门8不易调整和操作，则将调整门引至容易操作的位置，并能实现手动连续操作。
通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，是135MW等级的超高压纯凝机组，对于已广泛开展高背压供热改造的135MW、200MW、300MW等级的纯凝和抽凝机组，其热力系统组成、系统连接方式、高低压加热器的台数和所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的原理或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明专利的保护范围。
Claims (3)
1.一种高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，其特征在于，系统包括中压缸（2）、高背压供热的低压缸（4）、凝汽器（9）、循环水进水管道（11）、循环水出水管道（12）、低压旁路（5）、热力系统中的高压加热器和低压加热器、低旁减温水管道（7）；再热蒸汽管道（1）与中压缸（2）相连，所述中压缸（2）通过中低压缸连通管（3）与低压缸（4）相连，高背压供热机组的低压缸（4）与凝汽器（9）相连，所述凝汽器（9）通过循环水进水管道（11）和循环水出水管道（12）与外部供热管网相连，所述低压旁路（5）与再热蒸汽管道（1）和凝汽器（9）相连，所述低旁减温水管道（7）与凝结水泵（10）的出口相连，且低旁减温水管道（7）与低压旁路（5）相连，所述凝结水泵（10）与凝汽器（9）相连，所述高压加热器和低压加热器与中压缸（2）和低压缸（4）相连，所述高压加热器和低压加热器的进汽管道上安装有调整门，所述低旁减温水管道（7）上安装有低旁减温水调整门（8），所述低压旁路（5）上安装有低压旁路调整门（6）；
当外部热负荷高于机组最大电负荷下的最大供热能力，或电网调度机组电负荷较小、机组在相应电负荷工况下的供热能力不能满足外部热负荷的要求时，对高背压供热机组的热力系统进行调整，以增大机组的供热量；
当高背压供热机组的供热能力不能满足外部热负荷的要求时，关小与中压缸（2）和低压缸（4）相连的高压加热器进汽调整门和低压加热器进汽调整门，通过增大低压缸（4）的排汽量和排汽压力提高凝汽器（9）的热负荷和对外供热量；
当高背压供热机组的供热能力不能满足外网要求时，开大低压旁路调整门（6），通过增大低压旁路（5）到凝汽器（9）的排汽量，提高凝汽器（9）的热负荷和对外供热量；
所述方法包括以下步骤：
第一步：按照热网热负荷的需求，在电网调度不限制机组发电出力的前提下，调整锅炉蒸发量达到最大，调整机组发电出力达到最大，同步提高凝汽器（9）的循环水出水温度，增大凝汽器（9）的供热量；
第二步：稳定锅炉蒸发量和机组主、再热蒸汽参数；
第三步：关小与中压缸（2）和低压缸（4）连接的高压加热器和低压加热器的进汽调整门，增大中压缸（2）和低压缸（4）的通流量，增大低压缸（4）的排汽量和排汽压力，提高循环水出水温度，凝汽器（9）的供热量增加；
第四步：开大低压旁路调整门（6），增大低压旁路（5）到凝汽器（9）的排汽量，凝汽器（9）热负荷增加，凝汽器（9）背压增加，循环水出水温度增加，凝汽器（9）的供热量增加；
第五步：开大低压旁路调整门（6）的同时，开大低旁减温水调整门（8），控制低压缸（4）的排汽压力和排汽温度不超过制造厂给定的上限值。
2.根据权利要求1所述的高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，其特征在于，当在电网调度机组负荷较低时，通过第三步、第四步、第五步调整热力系统，提高凝汽器（9）的供热量至最大值，增大机组的调峰区间；在调整过程中，监控低压旁路（5）的安全阀不启跳、机组轴系安全指标不超限。
3.根据权利要求1所述的高背压供热改造后机组提升供热能力的方法，其特征在于，当高压加热器进汽调整门、低压加热器进汽调整门、低压旁路调整门（6）或低旁减温水调整门（8）不易调整和操作时，则将高压加热器进汽调整门、低压加热器进汽调整门、低压旁路调整门（6）或低旁减温水调整门（8）引至容易操作的位置，并能实现手动连续操作。
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