CN111853754A - 一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统及方法，该系统包括除氧器、给水泵、高压加热器组、锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、发电机、凝汽器、凝结泵、低压加热器组；除氧器出口与给水泵连接；锅炉的再热汽管道一路引至所述中压缸入口，一路引至除氧器、一路引至凝汽器；凝结泵与低压加热器组连接，低压加热器组与所述除氧器连接；所述再热汽管道引入除氧器的支路上设有截止阀、调节阀、止回阀，用于将再热蒸汽全部或部分引入除氧器内，用以加热除氧器的凝结水。本发明能够回收利用机组启动过程中产生的能量，尤其是两班制运行的机组，达到了火电机组节能减排的目的，提高了机组的经济性。

Description

一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统及方法

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统及方法。

背景技术

未来我国能源发展将以新能源为主题，化石能源则以新能源的有效补充而存在。在这种能源革命的大趋势下，深入发掘火电机组的节能潜力是具有十分重要意义的课题。

当前，我国各大电网依然以火电机组为主，在未来的的很长一段时间内火电机组必然要承担调峰的重任。两班制运行方式是火电机组解决调峰问题的手段之一。然而，关于火电机组两班制运行的研究还并够不充分。

在我国的100MW机组、125MW机组以及200MW机组已经实践了两班制调峰运行方式的试验以及应用。

目前，关于火电机组启动阶段的节能方法还不完善，尤其是两班制运行的机组，必然面临频繁启动问题，这是其运行方式造成的必然。机组启停过程中存在大量的能量损失，尤其是两班制运行的机组。研究两班制运行机组启动过程的节能问题具有十分重要的现实意义。如果，可以有效利用机组在启动阶段能量，必然可以提高机组整体的经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统及方法，有效利用汽轮机启动过程中再热蒸汽的热量，从而达到燃煤火电机组节能减排，提高其经济性的目的。

本发明提供了一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统，包括除氧器、给水泵、高压加热器组、锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、发电机、凝汽器、凝结泵、低压加热器组；

所述除氧器出口与所述给水泵连接，所述给水泵出口与所述高压加热器组连接，所述高压加热器组与所述锅炉连接；所述锅炉的主蒸汽管道一路引至所述高压缸入口、一路直接与所述高压缸排汽管道连接；

所述锅炉的再热汽管道一路引至所述中压缸入口，一路引至所述除氧器、一路引至所述凝汽器；所述中压缸的排汽引至所述低压缸，所述低压缸的排汽引至所述凝汽器；所述凝汽器出口与所述凝结泵连接；所述低压加热器组前设置有凝结水旁路系统；所述凝结泵与所述低压加热器组连接，所述低压加热器组与所述除氧器连接；

所述再热汽管道引入除氧器的支路上设有截止阀、调节阀、止回阀，用于将再热蒸汽全部或部分引入除氧器内，用以加热除氧器的凝结水。

本发明还提供了一种利用火电机组启动阶段能量的节能方法，包括：

将锅炉产生的主蒸汽通过高压旁路经喷水减温减压后直接返回锅炉；

将再热蒸汽通过管路部分或全部引入除氧器内，使再热蒸汽与除氧器补水与凝结水换热，形成其压力下对应的饱和水；

将给水通过给水泵送至锅炉，再次形成高温高压的主蒸汽，完成一个完整的循环。

借由上述方案，通过利用火电机组启动阶段能量的节能系统及方法，回收利用机组启动过程中产生的能量，尤其是两班制运行的机组，达到了火电机组节能减排的目的，提高了机组的经济性，具有如下技术效果：

1)火电机组启动过程中，再热蒸汽不必全部引入凝汽器，而是部分或全部引入除氧器，用于加热除氧器内的凝结水，与传统方式相比启动方式更为灵活。

2)锅炉升温升压时间较原系统缩短，减少了操作人员的工作量。

3)提高了机组的安全性以及灵活性。

4)热力系统改造简单，可行性高。

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详细说明如后。

附图说明

图1是本发明利用火电机组启动阶段能量的节能系统的结构示意图。

图中标号：

1-除氧器；2-给水泵；3-高压加热器组；4-锅炉；5-高压缸；6-中压缸；7-低压缸；8-发电机；9-凝汽器；10-凝结泵；11-低压加热器组；12-截止阀；13-调节阀；14-止回阀。

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利用火电机组启动阶段能量的节能系统，包括除氧器1给水泵2、高压加热器组3、锅炉4、高压缸5、中压缸6、低压缸7、发电机8、凝汽器9、凝结泵10、低压加热器组11、截止阀12、调节阀13、止回阀14。除氧器1出口与给水泵2连接。给水泵2出口与高压加热器组3相连接，高压加热器组3与锅炉4连接。锅炉4的主蒸汽管道一路引至高压缸5入口、一路直接与高压缸5排汽管道相连接。再热汽管道一路引至中压缸6入口、一路引至除氧器1、一路引至凝汽器9。中压缸6的排汽引至低压缸7，低压缸7的排汽引至凝汽器9。凝汽器9的出口与凝结泵10连接。低压加热器组11前设置有凝结水旁路系统。凝结泵10与低压加热器组11连接，低压加热器组11与除氧器1连接。除氧器1补水取自化学除盐水。低压旁路引入除氧器1的支路上设计有截止阀12、调节阀13以及止回阀14。

机组启动时，给水泵2将给水送至锅炉4，产生高温高压的蒸汽。高温高压的蒸汽不进入汽轮机，而是通过高压旁路，经喷水减温减压后引入冷再管道，再次被送至锅炉4吸热形成再热蒸汽。再热蒸汽通过低压旁路，经减温减压后引入凝汽器9内形成凝结水。如此，经过反复循环直至主蒸汽和再热蒸汽的压力和温度达到汽轮机冲转的参数。在此过程中，主蒸汽可以用于机组的辅汽联箱。而再热蒸汽的热量未能被有效利用，常规的燃煤机组，启停次数较少、此问题不明显。但是，由于两班制运行的机组需要频繁的启停，造成的损失就显得十分明显。本实施例中，在锅炉点火后汽轮机冲车并网前，主蒸汽经过减温减压后通过高压旁路返回锅炉。再热蒸汽可以全部或部分引入除氧器内，以用于加热除氧器的凝结水(剩余再热蒸汽引入凝汽器内，以回收工质)。本发明回收利用了火电机组启动过程中再热蒸汽的能量，从而达到机组节能减排，提高两机组经济性的目的。

该利用火电机组启动阶段能量的节能系统的运行方式如下：

火电机组的启动过程都是通过高、低旁路来实现的。锅炉4点火后，主蒸汽和再热蒸汽的温度与压力必然不能立即达到冲转汽轮机所要求。通过锅炉燃烧，主蒸汽与再热蒸汽的温度与压力不断增加，这期间少则需要一个小时、多则需要三四个小时。锅炉4产生的主蒸汽通过高压旁路，经喷水减温减压后直接返回锅炉。再热蒸汽通过调节阀13与止回阀14后，可部分或全部引入除氧器1内。在除氧器1内，再热蒸汽与除氧器1补水与凝结水换热，形成其压力下对应的饱和水。给水通过给水泵2至锅炉，再次形成高温高压的主蒸汽，完成一个完整的循环。

与传统的将再热蒸汽减温减压后引入凝汽器相比，本发明有着显著的优势。在具体实施中，可根据除氧器1的实际情况，决定引入除氧器内的再热蒸汽流量。按300MW机组为例进行计算，机组启动过程中，再热蒸汽的平均温度约为300℃，再热蒸汽压力平均约为0.4Mpa,假设凝结泵入口的温度为52℃、压力为14kpa。则初步可计算出每年约节省70万元。

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 (2)

1.一种利用火电机组启动阶段能量的节能系统，其特征在于，包括除氧器(1)、给水泵(2)、高压加热器组(3)、锅炉(4)、高压缸(5)、中压缸(6)、低压缸(7)、发电机(8)、凝汽器(9)、凝结泵(10)、低压加热器组(11)；

所述除氧器(1)出口与所述给水泵(2)连接，所述给水泵(2)出口与所述高压加热器组(3)连接，所述高压加热器组(3)与所述锅炉(4)连接；所述锅炉(4)的主蒸汽管道一路引至所述高压缸(5)入口、一路直接与所述高压缸(5)排汽管道连接；

所述锅炉(4)的再热汽管道一路引至所述中压缸(6)入口，一路引至所述除氧器(1)、一路引至所述凝汽器(9)；所述中压缸(6)的排汽引至所述低压缸(7)，所述低压缸(7)的排汽引至所述凝汽器(9)；所述凝汽器(9)出口与所述凝结泵(10)连接；所述低压加热器组(11)前设置有凝结水旁路系统；所述凝结泵(10)与所述低压加热器组(11)连接，所述低压加热器组(11)与所述除氧器(1)连接；

所述再热汽管道引入除氧器(1)的支路上设有截止阀(12)、调节阀(13)、止回阀(14)，用于将再热蒸汽全部或部分引入除氧器(1)内，用以加热除氧器(1)的凝结水。

2.一种利用火电机组启动阶段能量的节能方法，其特征在于，包括：

将锅炉产生的主蒸汽通过高压旁路经喷水减温减压后直接返回锅炉；

将再热蒸汽通过管路部分或全部引入除氧器内，使再热蒸汽与除氧器补水与凝结水换热，形成其压力下对应的饱和水；

将给水通过给水泵送至锅炉，再次形成高温高压的主蒸汽，完成一个完整的循环。

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