CN112197252A - 一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统 - Google Patents

一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统，包括汽轮机组和蒸汽加热单元，所述汽轮机组和蒸汽加热单元之间设置有蒸汽管道和冷段管道，所述蒸汽加热单元的蒸汽输出端通过蒸汽管道与汽轮机组的蒸汽输入端连接，汽轮机组的蒸汽输出端通过冷段管道与蒸汽加热单元的蒸汽输入端连接，所述蒸汽管道包括主蒸汽管道和再热蒸汽管道，所述主蒸汽管道和冷段管道之间设置有补汽旁路单元，具有满足热力发电厂的工业供热系的热负荷需求，提高现有热电厂工业供汽热源供汽能力。

Description

一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统
技术领域
本发明属于热力发电厂技术领域，具体涉及一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统。
背景技术
常规设计的供热系统其热源大多采用汽轮机抽汽直供、减温减压或压力匹配或带背压机梯级利用做功后对热用户供热。这种常规供热系统的供汽能力往往受汽轮机或锅炉结构所限，在热用户出现新的热负荷需求时，热力发电厂在当前主机本体结构不进行改造，其供汽能往往无法满足新的蒸汽参数及流量的需求，并且再热器设计壁温所限，一般锅炉厂允许的主蒸汽抽汽量不能超再热器流量的10%，若新增工业抽汽量超过主蒸汽抽汽量，为避免再热器壁温超温，主蒸汽抽汽量满足不了热负荷需求，进而电厂对外供热能力受到制约，影响电厂的经济收益。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统。
一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统，包括汽轮机组和蒸汽加热单元，所述汽轮机组和蒸汽加热单元之间设置有蒸汽管道和冷段管道，所述蒸汽加热单元的蒸汽输出端通过蒸汽管道与汽轮机组的蒸汽输入端连接，汽轮机组的蒸汽输出端通过冷段管道与蒸汽加热单元的蒸汽输入端连接，所述蒸汽管道包括主蒸汽管道和再热蒸汽管道，所述主蒸汽管道和冷段管道之间设置有补汽旁路单元。
所述补汽旁路单元包括主蒸汽抽汽管道、蒸汽抽汽主路、蒸汽抽汽支路和再热冷段管道，其中，蒸汽抽汽主路的蒸汽输入端通过主蒸汽抽汽管道与主蒸汽管道连接，蒸汽抽汽主路的蒸汽输出端通过再热冷段管道与冷段管道连接；蒸汽抽汽支路的蒸汽输入端通过主蒸汽抽汽管道与主蒸汽管道连接，蒸汽抽汽支路的蒸汽输出端设置有热网用户端口，所述蒸汽抽汽支路的蒸汽输出端与热网用户端口连接。
所述主蒸汽抽汽管道上依次串联设置有第一泄压安全阀、第一电动闸阀和气动止回阀。
所述蒸汽抽汽支路上设置有支路管道、第二电动闸阀、液动调节阀、梯级利用装置、第二泄压安全阀、第三电动闸阀，其中，梯级利用装置的输入端通过支路管道依次串联有第二电动闸阀和液动调节阀；梯级利用装置的输出端通过支路管道依次串联有第二泄压安全阀和第三电动阀。
所述梯级利用装置为背压机或减温减压器。
所述蒸汽抽汽主路上设置有主路管道、第四电动闸阀、第一减温减压器、第三泄压安全阀和第五电动闸阀，所述第四电动闸阀、第一减温减压器、第三泄压安全阀和第五电动闸阀通过主路管道依次串联连接，所述第五电动闸阀通过再热冷段管道与冷段管道连接。
所述第一减温减压器上还设置有第一减温水管。
所述汽轮机组包括汽轮机中压缸和汽轮机高压缸，所述蒸汽加热单元包括过热器和再热器，其中，再热器的输出端通过再热蒸汽管道与汽轮机中压缸连接，过热器的输出端通过主蒸汽管道与汽轮机高压缸的蒸汽输入端连接，汽轮机高压缸的蒸汽输出端与冷段管道连接，所述冷段管道与过热器的输入端连接，所述冷段管道与再热器的输入端连接。
所述系统中还包括高压加热器，所述高压加热器与汽轮机高压缸的输出端连接。
所述再热器上还设置有再热器减温水管道。
本发明公开了一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统，主蒸汽管道主路将过热器输出的蒸汽经过第一减温减压装置，将主蒸汽参数调节至与冷段旁路管道相同的蒸汽参数，由于主蒸汽抽汽外供至热网用户后，从汽轮机高压缸回至再热器的汽量不足以满足再热器的冷却流量，而主蒸汽管路中的冷段旁路管道输出的蒸汽可以增加再热器的冷却蒸汽量，避免了再热器的壁温超温，解决了热电厂通过简单的热力系统改造达到满足新增热负荷的需求，并且主蒸汽支路中的梯级利用装置输出的乏汽可以外供给热用户，增加热源的供汽量。
此外由于主蒸汽在进入汽轮机高压缸前进行了抽气，使得汽轮机高压缸进汽量减少，减少了机组的输出功率，提高了热电机组供电的灵活性。
所述补汽旁路的主蒸汽供热系统可以在现有机组无法扩容或不经过重大的升级改造，满足热力发电厂的工业供热系的热负荷需求，提高现有热电厂工业供汽热源供汽能力。
附图说明
图1是带补汽旁路的主蒸汽供热系统总体结构示意图。
图2是带补汽旁路的主蒸汽供热系统的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做、出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统，包括汽轮机组26、蒸汽管道27、冷段管道13和蒸汽加热单元28，蒸汽加热单元28的蒸汽输出端通过蒸汽管道27与汽轮机组26的蒸汽输入端连接，汽轮机组26的蒸汽输出端通过冷段管道13与蒸汽加热单元28的蒸汽输入端连接，所述蒸汽管道27包括主蒸汽管道5和再热蒸汽管道31，主蒸汽管道5和冷段管道13之间设置有补汽旁路单元29。
所述补汽旁路单元29包括主蒸汽抽汽管道6、蒸汽抽汽主路8、蒸汽抽汽支路7和再热冷段管道12，其中，蒸汽抽汽主路8的蒸汽输入端通过主蒸汽抽汽管道6与主蒸汽管道5连接，蒸汽抽汽主路8的蒸汽输出端通过再热冷段管道12与冷段管道13连接；蒸汽抽汽支路7的蒸汽输入端通过主蒸汽抽汽管道6与主蒸汽管道5连接，蒸汽抽汽支路7的蒸汽输出端设置有热网用户端口，所述蒸汽抽汽支路7的蒸汽输出端与热网用户端口连接。
所述主蒸汽抽汽管道6上依次串联设置有第一泄压安全阀22、第一电动闸阀14和气动止回阀18。所述第一泄压安全阀22可根据系统的工作压力能自动启闭，当主蒸汽管道5内的压力超过第一泄压安全阀22设定的压力时，所述第一泄压安全阀22即可自动开启对主蒸汽管道5进行泄压，保证了主蒸汽管道5能在设定压之下输送蒸汽至汽轮机高压缸1中，推动汽轮机高压缸1的工作，所述第一泄压安全阀22不仅保证主蒸汽管道5的使用安全，而且可以将主蒸汽管道5内的多余蒸汽通过主蒸汽抽汽管道6引入补汽旁路单元29中。
所述第一电动闸阀14为利用电动执行器控制的阀门，从而实现阀门的开和关，所述第一电动闸阀14分为上下两部分，上板部分为电动执行器，下半部分为阀门。所述第一电动闸阀14的电动闸阀开关动作速度可以调整、具有结构简单、容易维护，响应灵敏和安全可靠的特点。所述第一电动闸阀14为补汽旁路单元29的蒸汽进入开关，所述气动止回阀18的作用是防止蒸汽倒流。
所述蒸汽抽汽支路7上设置有支路管道、第二电动闸阀15、液动调节阀19、梯级利用装置21、第二泄压安全阀23、第三电动闸阀16，其中，梯级利用装置21的输入端通过支路管道依次串联有第二电动闸阀15和液动调节阀19；梯级利用装置21的输出端通过支路管道依次串联有第二泄压安全阀23和第三电动阀16。
所述第二电动闸阀15为蒸汽抽汽支路7上的蒸汽进入开关，所述液动调节阀19是蒸汽抽汽支路上的控制部件，所述液动调节阀19可以用来改变通路断面和介质的流动方向，具有导流、止回的功能，所述液动调节阀19的控制可以采用多种传动方式，如手动、电动、起动、电磁动等，可以在压力或温度传感信号的作用下，按预定的要求动作，从而改变蒸汽抽汽支路上流道面积的大小实现控制功能。
所述梯级利用装置21为背压机或减温减压器。
所述主蒸汽支路7将从主蒸汽抽汽管道6输入的蒸汽通过梯级利用装置21处理后输出的乏汽可以外供给热用户，增加热源的供汽量。
所述蒸汽抽汽主路8上设置有主路管道、第四电动闸阀17、第一减温减压器20、第三泄压安全阀24和第五电动闸阀25，所述第四电动闸阀17、第一减温减压器20、第三泄压安全阀24和第五电动闸阀25通过主路管道依次串联连接，所述第五电动闸阀25通过再热冷段管道12与冷段管道13连接。
所述第一减温减压器20上还设置有第一减温水管9，所述第一减温水管9与外部给水管道连接，所述第一减温减压器20可将高温高压的蒸汽降为能够使用的低压低温蒸汽。
所述汽轮机组包括汽轮机中压缸2和汽轮机高压缸1，所述蒸汽加热单元包括过热器4和再热器3，其中，再热器3的输出端通过再热蒸汽管道31与汽轮机中压缸2连接，过热器4的输出端通过主蒸汽管道5与汽轮机高压缸1的蒸汽输入端连接，汽轮机高压缸1的蒸汽输出端与冷段管道13连接，所述冷段管道13与过热器4的输入端连接，所述冷段管道13与再热器3的输入端连接。
所述过热器4可以将蒸汽进一步加热至过热温度，所述过热器4可以减少汽轮机排汽中的含水率，避免汽轮机叶片被腐蚀，为汽轮机进一步降低排汽压力及安全运行创造了有利条件。
所述再热器3是把做过功的低压蒸汽再进行加热并达到一定温度的蒸汽过热器，所述再热器3进一步提高了电厂循环的热效率，并使汽轮机叶片的蒸汽温度控制在允许范围内。所述再热器3不仅降低了水蒸汽的湿度，还有利于保护汽轮机叶片。
所述系统中还包括高压加热器30，所述高压加热器30与汽轮机高压缸1的输出端连接。
所述再热器3上还设置有再热器减温水管道10，所述再热器减温水管道与外部再热器减去温水系统连接。
所述带补汽旁路的主蒸汽供热系统的工作原理具体为：
当热负荷需要从主蒸汽抽汽管道6提供时，从过热器4与汽轮机高压缸1连接的主蒸汽管道5接出主蒸汽抽汽管道6，主蒸汽抽汽管道6上设置第一泄压安全阀22、第一电动闸阀14和气动止回阀18，所述气动止回阀18后安装三通阀，将主蒸汽抽汽管道6分成了两路管道，即蒸汽抽汽主路8和蒸汽抽汽支路7，其中，所述蒸汽抽汽支路7道通过第二电动闸阀15、液动调节阀19、梯级利用装置21、第二泄压安全阀23和第三电动闸阀16后，将乏汽外供热用户。液动调节阀19的作用可以起到调节主蒸汽抽汽管道6的抽汽量与蒸汽抽汽主路8上的蒸汽量。所述蒸汽抽汽主路8上通过第四电动闸阀17将蒸汽输入第一减温减压器20，减温减压装置20对蒸汽参数进行调节，所述减温减压器输出的蒸汽参数已调节至与再热冷段管道12的蒸汽参数一致，所述调节参数后的蒸汽通过第三泄压安全阀24和第五电动闸阀25，与再热冷段管道12中的蒸汽接至靠近再热器再热冷段管道入口处。
所述补汽旁路的作用为弥补因主蒸汽抽汽外供后，从汽轮机再热系统回至再热器3的汽量不足以满足再热器3的冷却流量，所述补汽旁路为再热器3提供补汽量以增加再热系统的冷却蒸汽量，在超过再热器3减温系统调节范围时，可保证再热器安全性。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带补汽旁路的主蒸汽供热系统，包括汽轮机组（26）和蒸汽加热单元（28），其特征在于：所述汽轮机组（26）和蒸汽加热单元（28）之间设置有蒸汽管道（27）和冷段管道（13），所述蒸汽加热单元（28）的蒸汽输出端通过蒸汽管道（27）与汽轮机组（26）的蒸汽输入端连接，汽轮机组（26）的蒸汽输出端通过冷段管道（13）与蒸汽加热单元（28）的蒸汽输入端连接，所述蒸汽管道（27）包括主蒸汽管道（5）和再热蒸汽管道（31），所述主蒸汽管道（5）和冷段管道（13）之间设置有补汽旁路单元（29）。
2.根据权利要求1所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述补汽旁路单元（29）包括主蒸汽抽汽管道（6）、蒸汽抽汽主路（8）、蒸汽抽汽支路（7）和再热冷段管道（12），其中，蒸汽抽汽主路（8）的蒸汽输入端通过主蒸汽抽汽管道（6）与主蒸汽管道（5）连接，蒸汽抽汽主路（8）的蒸汽输出端通过再热冷段管道（12）与冷段管道（13）连接；蒸汽抽汽支路（7）的蒸汽输入端通过主蒸汽抽汽管道（6）与主蒸汽管道（5）连接，蒸汽抽汽支路（7）的蒸汽输出端设置有热网用户端口，所述蒸汽抽汽支路（7）的蒸汽输出端与热网用户端口连接。
3.根据权利要求2所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述主蒸汽抽汽管道（6）上依次串联设置有第一泄压安全阀（22）、第一电动闸阀（14）和气动止回阀（18）。
4.根据权利要求2所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述蒸汽抽汽支路（7）上设置有支路管道、第二电动闸阀（15）、液动调节阀（19）、梯级利用装置（21）、第二泄压安全阀（23）、第三电动闸阀（16），其中，梯级利用装置（21）的输入端通过支路管道依次串联有第二电动闸阀（15）和液动调节阀（19）；梯级利用装置（21）的输出端通过支路管道依次串联有第二泄压安全阀（23）和第三电动阀（16）。
5.根据权利要求4所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述梯级利用装置（21）为背压机或减温减压器。
6.根据权利要求2所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述蒸汽抽汽主路（8）上设置有主路管道、第四电动闸阀（17）、第一减温减压器（20）、第三泄压安全阀（24）和第五电动闸阀（25），所述第四电动闸阀（17）、第一减温减压器（20）、第三泄压安全阀（24）和第五电动闸阀（25）通过主路管道依次串联连接，所述第五电动闸阀（25）通过再热冷段管道（12）与冷段管道（13）连接。
7.根据权利要求6所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述第一减温减压器（20）上还设置有第一减温水管（9）。
8.根据权利要求1所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述汽轮机组包括汽轮机中压缸（2）和汽轮机高压缸（1），所述蒸汽加热单元包括过热器（4）和再热器（3），其中，再热器（3）的输出端通过再热蒸汽管道（31）与汽轮机中压缸（2）连接，过热器（4）的输出端通过主蒸汽管道（5）与汽轮机高压缸（1）的蒸汽输入端连接，汽轮机高压缸（1）的蒸汽输出端与冷段管道（13）连接，所述冷段管道（13）与过热器（4）的输入端连接，所述冷段管道（13）与再热器（3）的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述系统中还包括高压加热器（30），所述高压加热器（30）与汽轮机高压缸（1）的输出端连接。
10.根据权利要求8所述的带补汽旁路的主蒸汽供热系统，其特征在于：所述再热器（3）上还设置有再热器减温水管道（10）。
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