CN114017146B - 一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法，包括汽泵和前置泵，所述汽泵上连接有汽泵出口电动阀和汽泵出口逆止门，所述泵组件还包括汽泵再循环调节阀以及汽泵再循环电动阀，所述汽泵再循环调节阀与所述汽泵再循环电动阀均设置于所述前置泵与除氧器之间。启动方式结合了电动给水泵与汽动给水泵启动的优势，即变流器‑MEH联合控制方式，解决了双机回热小汽轮机启动阶段多变量、多系统参与、控制难度大的问题；带发电机的双机回热小汽轮机的启动方式目前国内暂无先例，为后续同类型机组提供一种启动方法。

Description

一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，特别是一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法。

背景技术

给水泵是火力发电厂重要辅助设备，目前大中型火电机组多采用汽动给水泵，在提高整个机组的热效率，降低厂用电率方面，汽动给水泵较电动给水泵优势明显，但随着火电机组往大容量、高参数方向发展，汽动给水泵的抽汽压力、温度相应提高，导致小机进汽节流损耗增大，小机效率下降，针对这种情况，目前前沿技术采用一种新型的热力系统，即双机回热循环系统，通过抽汽背压式小汽轮机，将部分高压蒸汽设计为小汽轮机进汽，主汽轮机高、中压缸不设置回热抽汽，相应的各级回热抽汽由小汽轮机引出，降低了抽汽过热度，提高能级利用率，提高了热效率。

双机回热小汽轮机即一种双机回热小汽轮机装置，小汽轮机除了带给水泵外，另一端还连着一台小发电机，相比于常规小汽轮机，双机回热小汽轮机在带动给水泵供水的同时，还要考虑抽汽、排汽、补汽与溢流情况，同时还要考虑小发电机带电负荷情况，因此双机回热小汽轮机的控制方式比较复杂，尤以启动阶段为甚，带双机回热小汽轮机的机组通常设计有电动给水泵，在启动阶段由电动给水泵上水，当冲机汽源参数符合要求时，双机回热小汽轮机冲转、升负荷、并列、退出电动给水泵，此时双机回热小汽轮机启动方式与常规小汽轮机启动方式差异不大，对于未设计电动给水泵的机组，双机回热小汽轮机的启动方式尤为复杂，目前国内暂无先例。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于如何解决双机回热小汽轮机启动过程中多系统参与、多参数控制、协调难度高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法，其包括，双机回热小汽轮机启动前，打开双机回热小汽轮机排汽至凝汽器排汽阀，并关闭与双机回热小汽轮机连接的各级电动阀；

打开辅汽至双机回热小汽轮机进汽电动阀以及辅汽至双机回热小汽轮机进汽调节阀，调整辅汽参数，并启动变流器，此过程中为变流器—MEH联合控制状态，变流器控制小机转速，MEH控制主调门开度；

为锅炉上水，并在一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀全开后，通过设置偏置，将双机回热小汽轮机主调门全开，双机回热小汽轮机由变流器—MEH联合控制切换为变流器主控状态；

依次投入除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加；双机回热小汽轮机进入正常运行状态，双机回热小汽轮机的溢出功率通过best发电机对外输出功率。

作为本发明所述双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：所述辅汽参数调整为：压力1.0～1.5MPa，温度320℃。

作为本发明所述双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：所述变流器将双机回热小汽轮机转速升速至2440r/min。

作为本发明所述双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：在给锅炉上水时，打开best汽泵出口电动阀、给水旁路调节阀后电动阀、水旁路调节阀以及给水旁路调节阀前电动阀，关闭上水主路电动阀。

作为本发明所述小机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：一次再热冷段参数满足要求后，打开一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽电动阀、一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀。

作为本发明所述小机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：一次再热冷段参数继续升高时，关闭辅汽至双机回热小汽轮机进汽电动阀、辅汽至双机回热小汽轮机进汽调节阀，双机回热小汽轮机汽源从辅汽切换至一次再热冷段。

作为本发明所述小机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：然后打开七抽电动阀，关闭双机回热小汽轮机排汽至凝汽器排汽阀。

作为本发明所述小机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：在投入除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加是，依次逐步打开六抽电动阀、五抽电动阀、四抽电动阀、三抽电动阀、二抽电动阀。

作为本发明所述小机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：所述双机回热小汽轮机的汽源为超高压缸的排汽，即一次低温再热蒸汽。

作为本发明所述小机无电泵启动带负荷方法的一种优选方案，其中：所述双机回热小汽轮机为抽背式汽轮机，采用五抽一排方案。

本发明有益效果为：启动方式结合了电动给水泵与汽动给水泵启动的优势，即变流器-MEH联合控制方式，解决了双机回热小汽轮机启动阶段多变量、多系统参与、控制难度大的问题；带发电机的双机回热小汽轮机的启动方式目前国内暂无先例，为后续同类型机组提供一种启动方法，利用此方法启动，可避免启动过程中出现多系统参与难以调整参数，以至无法正常启动的情况发生；相比于纯粹汽源启动方式，本发明仅需少量暖机汽源，减少启动阶段苛刻的用汽依赖条件，增大适应性，启动初期双机回热小汽轮机所需的预暖汽源可由临机或启动锅炉提供。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的连接系统图。

图2为双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的大汽轮机与双机回热小汽轮机回热系统图。

图3为双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的双机回热小汽轮机转速—变流器功率曲线图。

图4为双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的小发电机输出功率控制回路示意图。

图5为双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的双机回热小汽轮机汽源图。

图6为双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法的best汽泵系统图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～6，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法，双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法包括

双机回热小汽轮机启动前，打开双机回热小汽轮机排汽至凝汽器排汽阀108，并关闭与双机回热小汽轮机连接的各级电动阀；

打开辅汽至双机回热小汽轮机进汽电动阀204以及辅汽至双机回热小汽轮机进汽调节阀205，调整辅汽参数，并启动变流器，此过程中为变流器—MEH联合控制状态，变流器控制小机转速，MEH控制主调门开度；

为锅炉上水，并在一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀202全开后，通过设置偏置，将双机回热小汽轮机主调门207全开，双机回热小汽轮机由变流器—MEH联合控制切换为变流器主控状态；

依次投入除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加；双机回热小汽轮机进入正常运行状态，双机回热小汽轮机的溢出功率通过best发电机对外输出功率。

辅汽参数调整为：压力1.0～1.5MPa，温度320℃。变流器将双机回热小汽轮机转速升速至2440r/min。

在给锅炉上水时，打开best汽泵出口电动阀305、给水旁路调节阀后电动阀301、水旁路调节阀302以及给水旁路调节阀前电动阀303，关闭上水主路电动阀304。

一次再热冷段参数满足要求后，打开一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽电动阀201、一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀202。

一次再热冷段参数继续升高时，关闭辅汽至双机回热小汽轮机进汽电动阀204、辅汽至双机回热小汽轮机进汽调节阀205，双机回热小汽轮机汽源从辅汽切换至一次再热冷段。

然后打开七抽电动阀107，关闭双机回热小汽轮机排汽至凝汽器排汽阀108。

在投入除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加是，依次逐步打开六抽电动阀106、五抽电动阀105、四抽电动阀104、三抽电动阀103、二抽电动阀102。

双机回热小汽轮机的汽源为超高压缸的排汽，即一次低温再热蒸汽。

双机回热小汽轮机为抽背式汽轮机，采用五抽一排方案。

双机回热小汽轮机一端连接有泵组件300，另一端连接有小功率发电机。

泵组件300包括best汽泵301和前置泵302，best汽泵301上连接有best汽泵出口电动阀303和best汽泵出口逆止门304。

泵组件300还包括best汽泵再循环调节阀305以及best汽泵再循环电动阀306，best汽泵再循环调节阀305与best汽泵再循环电动阀306均设置于前置泵302与除氧器之间。

还包括阀组件400，设置于给水管道上，包括给水泵主路电动阀401、给水旁路调节阀后电动阀402、给水旁路调节阀403以及给水旁路调节阀前电动阀404，水泵主路电动阀401设置于主管道上，给水旁路调节阀后电动阀402、给水旁路调节阀403和给水旁路调节阀前电动阀404均设置于与主管道并联的旁路管道上。

还包括过滤件500，设置于前置泵302与除氧器之间，包括第一过滤网501以及第二过滤网502，第一过滤网501安装于主管道上，第二过滤网502安装于与主管道并联的旁路管道上。

过滤件500还包括第一前电动阀503、第二前电动阀504、第一后电动阀505以及第二后电动阀506，第一前电动阀503与第一后电动阀505均安装于第一过滤网501所在管道上，第二前电动阀504与第二后电动阀506均安装于第二过滤网502所在管道上。

双机回热小汽轮机上有一次再热器冷段和辅助蒸汽段，一次再热冷段上安装有第一进汽逆止门203，辅助蒸汽段上安装有第二逆止门206。

双机回热小汽轮机启动前，投入旁路阀，即双机回热小汽轮机排汽至凝汽器排汽阀108背压控制自动，关闭双机回热小汽轮机各级抽汽，等效常规小汽轮机。

当机组具备条件开始启动后，打开主机辅汽联箱至双机回热小汽轮机供汽调门，对双机回热小汽轮机进汽管道进行预暖，由于此时主机未启动无自身汽源，一次再热冷段无法提供汽源，此时一次再热冷段供双机回热小汽轮机调门处于关闭状态，辅汽汽源来自临机汽源或启动锅炉，参数：压力1.0～1.5MPa，温度320℃。

双机回热小汽轮机进汽管道预暖完成后，双机回热小汽轮机开始冲转至1000r/min，对双机回热小汽轮机进行暖机，此时双机回热小汽轮机为MEH主控状态，由MEH控制主调门控制小机转速。

1000r/min暖机结束后，启动变流器的电动机运行模式，同时启动变流器的相关辅助设备，双机回热小汽轮机处于变流器控制模式，变流器(小发电机)拖动双机回热小汽轮机转动，直至双机回热小汽轮机升速至给水泵最低工作转速2440r/min。

变流器主控状态下增加逻辑：当正式汽源一次再热冷段供双机回热小汽轮机调门未全开时，即使变流器主控状态下，双机回热小汽轮机主调门207保持手动状态，防止进汽参数不够时，减小高转速状态下汽轮机缸温与低参数过量进汽不匹配带来的影响，此时双机回热小汽轮机为变流器—MEH联合控制状态，变流器控制小机转速，MEH控制主调门开度。

变流器—MEH联合控制状态下，双机回热小汽轮机已升速至给水泵最低工作转速2440r/min后，打开双机回热小汽轮机所带动给水泵的出口电动门，打开锅炉上水旁路调门，为锅炉上水，在上水过程中，通过调节上水旁路调门开度来调节给水流量，此时不需要改变双机回热小汽轮机转速；为能实现在线清理给水泵入口滤网，在前置泵302入口设置并联的双滤网，正常运行时一路打开一路关闭备用，当运行路滤网堵塞时，打开备用路滤网前后电动门，关闭堵塞路滤网前后电动门，对堵塞路滤网进行清理，不影响系统运行，增加给水泵的可靠性。

当锅炉点火、主汽轮机冲转、机组并网后，一次再热冷段参数逐步提高，当参数提高至接近辅汽参数时，并入一次再热冷段汽源，缓慢打开一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽电动阀201和一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀202开度至全开，将双机回热小汽轮机进汽汽源由辅汽切换至本机组一次再热冷段蒸汽。

一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽电动阀201和一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀202全开后，此时双机回热小汽轮机设定转速跟踪实际转速，同时在自动控制逻辑里为设定转速增加10转偏置，即设定转速永远比实际转速高10转，逐渐开大双机回热小汽轮机主调门207开度至全开，双机回热小汽轮机滑压运行，双机回热小汽轮机由变流器—MEH联合控制切换为变流器主控状态，整个双机回热小汽轮机系统切换到正常运行状态。

变流器主控、双机回热小汽轮机主调门207全开状态时，当正式汽源一次再热冷段参数偏高时，变流器可能会出现过负荷现象，此时变流器由电动机模式自动切换为发电机模式，对外输出功率，切换过程为无扰切换，双机回热小汽轮机转速保持不变。

一次再热冷段参数持续升高时，变流器对外输出功率同步增加，当功率增加到超过双机回热小汽轮机转速—变流器功率曲线4MW时，如图3所示，代表双机回热小汽轮机转速与当前变流器功率不匹配，即best小汽轮机进汽参数与转速不匹配。此时，通过内设逻辑曲线，自动关小双机回热小汽轮机主调门207开度，保持双机回热小汽轮机转速—功率曲线在合格范围之内；反之，当变流器对外输出功率低于双机回热小汽轮机转速—变流器功率曲线4MW时，如果双机回热小汽轮机主调门207未全开，则逐步开大主调门；如果双机回热小汽轮机主调门207已全开，则保持当前状态。

汽源切换完成后，将双机回热小汽轮机的排汽由排至凝汽器切换为排至7号低加，通过调节至7号低加抽汽阀开度来调节双机回热小汽轮机背压，然后按由低到高的顺序依次投入双机回热小汽轮机的各级抽汽，即依次为除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加；常规汽泵小机的转速由其进汽主调门进行闭环反馈控制。双机回热小汽轮机有别于常规的给水泵汽轮机，高加、除氧器等投切时对转速的影响较大，转速控制器需要快速响应，维持给水流量的稳定。转速控制器采用带前馈的PID运算，响应速度更快。

主汽轮机负荷与双机回热小汽轮机剩余功率存在一定的相关性，给水泵汽轮机厂家提供一条主汽轮机负荷双机回热小汽轮机剩余功率曲线，所以best小发电机接受来自机组协调控制系统给定的主汽轮机负荷指令，并通过这条剩余功率曲线计算出best小发电机的功率设定值，此设定值再通过PID运算输出给变流器来实现best小发电机功率的控制，最终实现给水泵转速的闭环控制，具体控制方式如图4所示。

变流器的发电机与电动机之间的模式切换为无扰切换，当进汽汽源参数高可以外带功率时，变流器转化为发电机对外输出功率；进汽汽源参数低不足以满足双机回热小汽轮机带一定转速时，变流器转化为电动机对内补充不足，保持转速不变，模式的转换是由进汽参数决定的。

在变流器主控状态下，当变流器故障需要退出时，即变流器甩负荷工况，此时变流器主控迅速切换至MEH主控，双机回热小汽轮机主调门207自动关小至预设开度，再通过MEH调节主汽门开度保持双机回热小汽轮机转速不变。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种双机回热小汽轮机无电泵启动带负荷方法，其特征在于：包括，

双机回热小汽轮机启动前，打开双机回热小汽轮机排汽至凝汽器排汽阀，并关闭与双机回热小汽轮机连接的各级电动阀；

打开辅汽至双机回热小汽轮机进汽电动阀以及辅汽至双机回热小汽轮机进汽调节阀，调整辅汽参数，所述辅汽参数调整为：压力1 .0～1 .5MPa，温度320℃;双机回热小汽轮机进汽管道预暖完成后，双机回热小汽轮机开始冲转至1000r/ min，对双机回热小汽轮机进行暖机，此时双机回热小汽轮机为MEH主控状态，由MEH控制主调门控制小机转速;

1000r/min暖机结束后，启动变流器的电动机运行模式，同时启动变流器的相关辅助设备，双机回热小汽轮机处于变流器控制模式，变流器拖动双机回热小汽轮机转动，直至双机回热小汽轮机升速至给水泵最低工作转速2440r/min；

变流器主控状态下增加逻辑：当正式汽源一次再热冷段供双机回热小汽轮机调门未全开时，变流器主控状态下，双机回热小汽轮机主调门保持手动状态，防止进汽参数不够时，减小高转速状态下汽轮机缸温与低参数过量进汽不匹配带来的影响，此时双机回热小汽轮机为变流器—MEH联合控制状态，变流器控制双机回热小汽轮机转速，MEH控制主调门开度；

为锅炉上水，一次再热冷段参数满足要求后，打开一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽电动阀、一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀;一次再热冷段参数继续升高时，关闭辅汽至双机回热小汽轮机进汽电动阀、辅汽至双机回热小汽轮机进汽调节阀，双机回热小汽轮机汽源从辅汽切换至一次再热冷段;一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽电动阀和一次再热器冷端至双机回热小汽轮机进汽调节阀全开后，此时双机回热小汽轮机设定转速跟踪实际转速，同时在自动控制逻辑里为设定转速增加10转偏置，设定转速比实际转速高10转，逐渐开大双机回热小汽轮机主调门开度至全开，双机回热小汽轮机滑压运行，双机回热小汽轮机由变流器—MEH联合控制切换为变流器主控状态，整个双机回热小汽轮机系统切换到正常运行状态；

汽源切换完成后，将双机回热小汽轮机的排汽由排至凝汽器切换为排至7号低加， 通过调节至7号低加抽汽阀开度来调节双机回热小汽轮机背压，然后按由低到高的顺序依次投入双机回热小汽轮机的各级抽汽,依次投入除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加；双机回热小汽轮机进入正常运行状态，双机回热小汽轮机的溢出功率通过best发电机对外输出功率；

所述双机回热小汽轮机的汽源为超高压缸的排汽，一次低温再热蒸汽；

所述双机回热小汽轮机为抽背式汽轮机，采用五抽一排方案;

在给锅炉上水时，打开best汽泵出口电动阀、给水旁路调节阀后电动阀、水旁路调节阀以及给水旁路调节阀前电动阀，关闭上水主路电动阀;

在投入除氧器、五号高加、四号高加、三号高加、二号高加时，依次逐步打开六抽电动阀、五抽电动阀、四抽电动阀、三抽电动阀、二抽电动阀。