CN112145244A - 一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统和方法，该系统包括汽轮机组汽水系统和工业供汽管道。本发明通过在传统三高加回热系统上加装零段抽汽至第一级高加蒸汽管道、一段抽汽至第二级高加蒸汽管道，在机组低负荷运行时，通过零段抽汽带第一级高加，一段抽汽带第二级高加，二段抽汽供工业供汽，使工业供汽的参数满足用户需求。更进一步，根据用户对蒸汽参数的需求，结合不同抽汽段蒸汽参数，通过匹配各段抽汽控制二段抽汽至工业供汽的参数。提供一种普适性和供汽参数调节能力较强，且无需增设零号高加装置，可用于对设计阶段或在役机组通流改造过程中的优化设计，提升其在低负荷工况下的工业供汽能力和机组效率的系统。

Description

一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统和方法
技术领域
本发明属于汽轮机抽汽供热技术领域，具体涉及一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统和方法。
背景技术
随着我国对节能减排的政策力度日益加大，同时为了更加深度挖掘热电联产技术的优势，充分利用该技术实现能源的高效多元化利用，越来越多的再热凝汽式机组被改造成为供热机组，进行民用或者工业供热供汽。然而，当机组在较低负荷工况下运行时，由于蒸汽压力和温度均有所下降，会造成供汽抽汽气源品质降低，供汽量不足等情况。同时，机组的给水温度下降，直接影响了机组运行的经济性。
目前也有一些通过加装零号高加来提高机组在低负荷工况下运行时的经济性，如申请公布日为2016年9月21日，申请公布号为CN105953213A的中国专利中，公开了一种热压式超超临界机组零号高加及其切换系统和提高火电机组低负荷运行经济性的新工艺流程。该发明主要工艺流程核心部分为热压机以及零号高压加热器及其连接的相关阀门和管件，其主要作用是在原抽汽回热系统上增加一级回热加热，可以有效提高机组低负荷时的热经济性，同时可以降低省煤器出口烟温。但其由于加装零号高压加热器及其附属设备，造成资金成本显著增加，并且需要大量设备空间，对于在役机组进行改造具有一定局限性。另外该发明也并未考虑高压工业供汽系统能力的提高，不适用于在役机组的供汽或供热改造。
综上所述，对于在役机组的供热改造而言，目前尚无一种普适性较强，可随工业供汽参数需求调节的，且无需设置零号高压加热器，可用于在低负荷工况下的提升工业供汽能力和机组效率的系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用性和参数调节能力较强，可用于对在役汽轮机组进行供热改造以提高其在低负荷工况下的机组给水温度及工业供汽能力的系统和方法。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，包括汽轮机组汽水系统和工业供汽管道；其中，所述的汽轮机组汽水系统包括锅炉，锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口连接再热器入口或者中压缸进汽口，高压缸的一段和二段抽汽口分别与第一级高压给水加热器H1和第二级高压给水加热器H2的进汽口相连通，第二级高压给水加热器H2和第一级高压给水加热器H1的进出水口依次相连通，第一级高压给水加热器H1的出水口与锅炉的给水管道入口相连通；在高压缸的一段抽汽前设有高压缸零段抽汽，与第一级高压给水加热器H1进汽口相连通，连接处设有第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器M1，一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口之间安装连接管，连接处设有第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器M2。
本发明进一步的改进在于，在高压缸的一段抽汽口安装有零段抽汽控制阀V1。
本发明进一步的改进在于，一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口之间安装连接管上设置有一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3。
本发明进一步的改进在于，第一级高压给水加热器H1和第二级高压给水加热器H2前分别设置有一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2和二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4。
本发明进一步的改进在于，在一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口连接处与工业抽汽管道入口之间安装有二段抽汽去工业供汽控制阀V5。
本发明进一步的改进在于，在零段抽汽管道抽汽口处安装有温度及压力测点，在一段抽汽管道抽汽口处安装有温度及压力测点，在第一级高压给水加热器进汽口处安装有温度及压力测点，在二段抽汽管道抽汽口处安装有温度及压力测点，在第二级高压给水加热器进汽口处安装有温度及压力测点。
一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的方法，该方法基于所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，包括：
当机组在较高负荷运行时，二段抽汽的温度和压力能够满足工业供汽的需求，此时关闭零段抽汽控制阀V1，关闭一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3，打开一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，打开二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，此时一段抽汽供第一级高压给水加热器的气源，二段抽汽供第二级高压给水加热器的气源以及工业供汽气源，机组按常规运行；
当机组负荷降低时，二段抽汽的温度和压力不能满足工业供汽的需求，通过工业供汽管道上的工业供汽压力测点P1和工业供汽温度测点T1，将实际测量值与需求值进行对比，并控制零段抽汽控制阀V1与一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，通过控制阀开度以及第一级与第二级加热器进汽处的第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器M1和第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器M2，最终使得工业供汽参数满足供汽需求；
当机组在更低负荷运行时，二段抽汽的温度和压力不能满足工业供汽的需求，此时打开零段抽汽控制阀V1，关闭一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，零段抽汽供第一级高压给水加热器的气源，一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3，关闭二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，一段抽汽供第二级高压给水加热器的气源，打开二段抽汽去工业供汽控制阀V5，二段抽汽完全供应工业蒸汽，从而满足工业供汽的需求。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统和方法，首先通过同时调节零段抽汽控制阀和一段抽汽与二段抽汽管道连通管上的控制阀的开度，使二段抽汽供应的工业供汽压力和流量同时满足用户需求。然后根据用户的需求调整各段抽汽参数，通过压力匹配器减少节流损失，从而满足用户侧需求。该发明提供了一种更具普适性和供热蒸汽参数调节能力较强，且无需设置第零级高压加热器，可用于对在役机组进行供热改造，提升其在低负荷工况下的工业供汽能力和机组效率的系统。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1、锅炉，2、高压缸，H1、第一级高压给水加热器，H2、第二级高压给水加热器，M1、第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器，M2、第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器，V1、零段抽汽控制阀，V2、一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀，V3、一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀，V4、二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀，V5、二段抽汽去工业供汽控制阀，T1、工业供汽温度测点，P1、工业供汽压力测点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参见图1，本发明提供的一种提高汽轮机在低负荷工况下的机组给水温度及供汽能力的系统，包括汽轮机组汽水系统和工业供汽管道。
其中，所述的汽轮机组汽水系统包括锅炉1，锅炉1的过热蒸汽管道出口与高压缸2进汽口相连通，高压缸2的排汽口连接再热器入口或者中压缸进汽口，高压缸2的一段和二段抽汽口分别与第一级高压给水加热器H1和第二级高压给水加热器H2的进汽口压力匹配器相连通，进压力匹配器前分别设有一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2、二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，高压缸2的零段抽汽与第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器M1相连通，在抽汽口处设有零段抽汽控制阀V1，高压缸2的一段抽汽与第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器M2相连通，进压力匹配器前设有一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3。在一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口连接处与工业抽汽管道入口之间安装有二段抽汽去工业供汽控制阀V5。本发明增设零段抽汽管道，不需要第零级加热器，节约了设备成本以及设备安放空间。联通一段抽汽管道与二段抽汽管道，增加了机组灵活性，提高了机组运行给水温度和供汽能力。
所述工业供汽管道由二段抽汽管道中间引出，由工业供汽管道控制阀V5控制工业供汽量，阀后设有温度测点T1，和压力测点P1。
本发明提供一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的方法，包括如下步骤：
步骤一：当机组在较高负荷运行时，二段抽汽的温度和压力能够满足工业供汽的需求，此时关闭零段抽汽控制阀V1，关闭一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3，打开一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，打开二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，此时一段抽汽供第一级高压给水加热器的气源，二段抽汽供第二级高压给水加热器的气源以及工业供汽气源，机组按常规运行；
步骤二：当机组负荷降低时，二段抽汽的温度和压力不能满足工业供汽的需求，通过工业供汽管道上的工业供汽压力测点P1和工业供汽温度测点T1，将实际测量值与需求值进行对比，并控制零段抽汽控制阀V1与一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，通过控制阀开度以及第一级与第二级加热器进汽处的第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器M1和第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器M2，最终使得工业供汽参数满足供汽需求。
步骤三：当机组在更低负荷运行时，二段抽汽的温度和压力不能满足工业供汽的需求，此时打开零段抽汽控制阀V1，关闭一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，零段抽汽供第一级高压给水加热器的气源，一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3，关闭二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，一段抽汽供第二级高压给水加热器的气源，打开二段抽汽去工业供汽控制阀V5，二段抽汽完全供应工业蒸汽，从而满足工业供汽的需求。
本发明提供的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统和方法，可以综合调节第一级和第二级高压给水加热器的进汽流量以及工业供汽量，不需要额外添加零号高压加热器，节省了资金成本和设备空间，故普适性和供热蒸汽参数调节能力较强，可用于对在役机组进行供热改造，提升其在低负荷工况下的机组给水温度和工业供汽能力。

Claims (7)

1.一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，其特征在于，包括汽轮机组汽水系统和工业供汽管道；其中，
所述的汽轮机组汽水系统包括锅炉(1)，锅炉(1)的过热蒸汽管道出口与高压缸(2)进汽口相连通，高压缸(2)的排汽口连接再热器入口或者中压缸进汽口，高压缸(2)的一段和二段抽汽口分别与第一级高压给水加热器H1和第二级高压给水加热器H2的进汽口相连通，第二级高压给水加热器H2和第一级高压给水加热器H1的进出水口依次相连通，第一级高压给水加热器H1的出水口与锅炉(1)的给水管道入口相连通；在高压缸(2)的一段抽汽前设有高压缸零段抽汽，与第一级高压给水加热器H1进汽口相连通，连接处设有第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器M1，一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口之间安装连接管，连接处设有第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器M2。
2.根据权利要求1所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，其特征在于，在高压缸(2)的一段抽汽口安装有零段抽汽控制阀V1。
3.根据权利要求2所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，其特征在于，一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口之间安装连接管上设置有一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3。
4.根据权利要求3所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，其特征在于，第一级高压给水加热器H1和第二级高压给水加热器H2前分别设置有一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2和二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4。
5.根据权利要求4所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，其特征在于，在一段抽汽管道和第二级高压给水加热器H2进汽口连接处与工业抽汽管道入口之间安装有二段抽汽去工业供汽控制阀V5。
6.根据权利要求5所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，其特征在于，在零段抽汽管道抽汽口处安装有温度及压力测点，在一段抽汽管道抽汽口处安装有温度及压力测点，在第一级高压给水加热器进汽口处安装有温度及压力测点，在二段抽汽管道抽汽口处安装有温度及压力测点，在第二级高压给水加热器进汽口处安装有温度及压力测点。
7.一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的方法，其特征在于，该方法基于权利要求6所述的一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的系统，包括：
当机组在较高负荷运行时，二段抽汽的温度和压力能够满足工业供汽的需求，此时关闭零段抽汽控制阀V1，关闭一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3，打开一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，打开二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，此时一段抽汽供第一级高压给水加热器的气源，二段抽汽供第二级高压给水加热器的气源以及工业供汽气源，机组按常规运行；
当机组负荷降低时，二段抽汽的温度和压力不能满足工业供汽的需求，通过工业供汽管道上的工业供汽压力测点P1和工业供汽温度测点T1，将实际测量值与需求值进行对比，并控制零段抽汽控制阀V1与一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，通过控制阀开度以及第一级与第二级加热器进汽处的第一级高压给水加热器进汽口压力匹配器M1和第二级高压给水加热器进汽口压力匹配器M2，最终使得工业供汽参数满足供汽需求；
当机组在更低负荷运行时，二段抽汽的温度和压力不能满足工业供汽的需求，此时打开零段抽汽控制阀V1，关闭一段抽汽进第一级高压给水加热器控制阀V2，零段抽汽供第一级高压给水加热器的气源，一段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V3，关闭二段抽汽进第二级高压给水加热器控制阀V4，一段抽汽供第二级高压给水加热器的气源，打开二段抽汽去工业供汽控制阀V5，二段抽汽完全供应工业蒸汽，从而满足工业供汽的需求。
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