CN114151145B - 一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法及系统，属于生产设备的技术领域。本发明针对事故凝汽器和蒸汽发电机两者各自的真空系统进行改造。在原有连接事故凝汽器和蒸汽发电机的真空管道加装隔离阀门，将真空泵分开独立运行，其中真空泵一负责控制蒸汽发电机的真空，真空泵二负责控制事故凝结器的真空。本发明使蒸汽汽轮机和事故凝汽器同步运行；这样既能平衡汽轮机入口管网的压力，又能将过剩的蒸汽充分消耗。

Description

一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法及系统
技术领域
本发明属于生产设备的技术领域，具体涉及一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法及系统。
背景技术
钢铁企业是能源消耗大户，其在生产过程中经常产生大量的余热余能，如炼钢转炉、轧钢加热炉等产生的饱和蒸汽，加强这些二次能源的回收利用是实现低碳经济、降低企业单位产品能耗的重要途径。其中加强余热余压的利用是钢铁企业提高二次能源回收利用率的重要措施之一。目前，钢铁企业的钢轧余热饱和蒸汽的回收利用，主要是通过由饱和蒸汽做功，推动汽轮机，用来发电。一旦发电机出现故障停机；过剩的蒸汽进入管网，进行排空放散。
“事故凝汽器”从名称上来看，就是汽轮机出现事故故障时，装置才被迫投入使用。它是将过剩的饱和蒸汽转化为凝结水，进行回收。有些企业安装了事故凝汽器，仅仅是在汽轮机出现停机故障时，不得已投入使用。
以上所述的饱和蒸汽的回收利用，是企业的常规操作方式。常规的操作方式存在以下的缺陷：
(1)炼钢转炉生产作业的特点，造成其产生的汽化冷却蒸汽流量压力波动较大；进而造成汽轮机组负荷变动频繁，无论对汽轮机本体的安全性，还是生产的连续性都是不利的。假若采用单一汽轮机发电的生产操作方式，从保护汽轮发电机机组安全性考虑；汽轮发电机需要经常处于停机状态；压力较小的蒸汽无法做功转化为电能，企业损失大量的经济效益。
(2)采用事故凝汽器回收蒸汽，转化为凝结水的方式；比排空浪费强一些，仅仅做到了水的回收，没有转化为能量做功。
钢轧余热饱和蒸汽汽轮机和事故凝汽器同步运行，难点在于既要保证汽轮机入口管网的压力需求，又能够将过剩的蒸汽转换为凝结水。
从目前的现状来看，两者同步运行要解决以下的缺陷：
(1)汽轮机和事故凝汽器两者运行，对真空度要求的标准不同，两者无法并行。
根据工艺操作手册要求，饱和蒸汽发电汽轮机正常运行时，真空度的标准是：机组负荷大于40％额定负荷时，真空应不低于(-0.09)MPa；负荷在20％-40％额定负荷时，真空不低于(-0.08)MPa；负荷在20％额定负荷时，真空不低于(-0.08)MPa。而事故凝结器正常运行时，真空度的标准是：真空度处于(-0.04～-0.06)MPa之间。如汽轮机与事故凝结器同时运行，共用一套真空系统，会引起汽轮机真空降低；导致汽轮机不能满负荷在最佳真空下运行，甚至引起汽轮机低真空保护装置动作，导致汽轮机停机。所以目前的操作方式不能够满足两者并行；必须优化操作方式，让汽轮机和事故凝结器的真空系统分别独立运行。
(2)汽轮机和事故凝汽器两者运行，对循环水系统供应能力要求不同，制约两者并行。
汽轮机凝结器型号：N560，需要冷却水量：1500t/h。事故凝结器型号N-800-B，冷却面积800m2需要冷却水量：3300t/h。现有循环水泵3台，流量均为：860m3/h，按照各自的冷却水量计算；假若汽轮机和事故凝结器同时运行，需三台循环泵同时投入运行。但是现有的操作模式，无法满足3台循环水泵同时运转。
(3)事故凝汽器凝结水的输送能力不足，两者并行；很容易造成汽轮机跳机。
根据工艺操作的要求，两者都有各自的凝结水外送设计能力。事故凝结器的凝结水泵扬程：125m，流量：80m3/h，轴功率：49.5kW，效率55％。汽轮机凝结泵扬程：123m，流量：22m3/h，轴功率：15kW，效率49％。假如汽轮机与事故凝结器同时运行，两套凝结水系统需要并入一条凝结水母管外供。因为事故凝汽器的凝结水泵工作能力大于汽轮机的凝结水泵工作能力；一旦母管不畅，或者两者工艺参数调整不当，母管中的水发生阻塞；事故凝结器的凝结水会通过汽轮机凝结水循环管道进入汽轮机凝结器，造成汽轮机凝结器注满水；进而造成汽轮机真空度下降，严重者造成汽轮机水冲击事故，发生汽轮机跳机事故。
因此需要设计一种流程简单、操作方便的事故凝汽器与汽轮机并行的操作技术方法，来解决两者并行存在的问题。
发明内容
针对现有技术中蒸汽发电机与事故凝汽器无法同时运行的问题，本发明提供一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法及系统，以解决上述问题。
一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法，包括以下步骤：
(1)将连接蒸汽发电机中汽轮机的真空泵一与连接事故凝汽器的真空泵二分开独立运行，同时在连接蒸汽发电机和事故凝汽器的真空管道上设置隔离阀门；
(2)确认钢轧饱和蒸汽管网压力符合蒸汽发电机开机条件，然后开机运行；
(3)根据蒸汽管网压力，逐步开启减温减压器与事故凝汽器，利用调整减压电动调节阀的开度，来调整事故凝汽器的蒸汽输入量；
(4)观察汽轮机组循环水出口管道水温和循环水入口管道水温的差值；当差值接近预定值时，减小事故凝结器循环水的出水量。
优选的，运行过程中，蒸汽发电机产生的凝结水压力始终高于事故凝汽器凝结水的压力。这样可以保证蒸汽发电机产生的凝结水顺利外排。
优选的，所述真空泵一的汽水分离罐的温度＜60℃。当温度超过60℃时，补充除盐水降温，并确保蒸汽发电机及事故凝结器真空系统正常运行，保证蒸汽发电机在最佳真空状态下运行，降低机组汽耗率。
优选的，所述步骤(2)中，蒸汽压力≥1.2MPa。
优选的，所述步骤(4)中，温差≤10℃。
优选的，所述步骤(4)中，循环水入口管道水温≤35℃。
一种用于蒸汽发电机和事故凝汽器的真空系统，包括蒸汽发电机、事故凝汽器、真空泵一和真空泵二。所述真空泵一与蒸汽发电机通过真空管道连接，真空管道设有阀门一；所述真空泵二与事故凝汽器通过真空管道连接，真空管道设有阀门二；连接蒸汽发电机与事故凝汽器的真空管道上设有阀门三。
优选的，所述阀门二为电动减压阀。
本发明的有益效果为：
本发明针对现有蒸汽发电机与事故凝汽器无法同时运行的问题，找到了一种能够解决两者同步运行的技术方案。对事故凝汽器和蒸汽发电机两者各自的真空系统进行改造。在原有真空管道加装隔离阀门；将真空泵分开独立运行，其中真空泵一负责控制蒸汽发电机的真空，真空泵二负责控制事故凝结器的真空。本发明使蒸汽汽轮机和事故凝汽器同步运行；这样两者并行的优点在于既能平衡汽轮机入口管网的压力，又能将过剩的蒸汽充分消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的真空系统结构示意图。
图中，1-真空泵一，2-真空泵二，3-蒸汽发电机，4-事故凝汽器，5-阀门一，6-阀门二，7-阀门三。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于蒸汽发电机和事故凝汽器的真空系统，包括蒸汽发电机3、事故凝汽器4、真空泵一1和真空泵二2。所述真空泵一1与蒸汽发电机3通过真空管道连接，真空管道设有阀门一5；所述真空泵二2与事故凝汽器4通过真空管道连接，真空管道设有阀门二6；连接蒸汽发电机3与事故凝汽器4的真空管道上设有阀门三7。
实施例2
在实施例1的基础上，一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法，包括以下步骤：
(1)确认工艺条件：钢轧饱和蒸汽管网压力稳定在1.2MPa以上，蒸汽压力符合蒸汽发电机开机条件，向能源管控中心申请蒸汽发电机开机，打开阀门一，保证蒸汽推动汽轮机转动做功；
(2)将蒸汽发电机开机并网运行，真空泵一投入运行，并根据管网压力逐渐带满负荷，此时蒸汽发电机真空在-95kPa以上，事故凝汽器循环水进口温度≤35℃，凝结水泵出口压力稳定在0.2MPa以上，蒸汽发电机发电量在2.5MW以上，饱和蒸汽管网压力仍高于1.3MPa；
(3)将真空泵二投入运行，将事故凝汽器真空建立在-85kPa以上，逐步投入减温减压器与事故凝汽器，利用调整阀门二的开合度，来调整事故凝汽器的蒸汽输入量，事故凝汽器热井液位超过800mm时，投入事故凝结水泵运行，并通过控制事故凝结水泵运行频率，调整事故凝结水泵出口压力不高于0.2MPa；
(4)事故凝汽器投入时要密切观察蒸汽发电机的循环水温差不得大于10℃，这里所叙述的“温差”；指的是循环水出口管道水温和循环水入口管道水温的差值。循环水温温差接近10℃时，要调整循环水的分配量，从而保证机组凝汽器真空数值≥-85kPa；
(5)保证蒸汽发电机凝结水压力始终高于事故凝汽器凝结水压力，使蒸汽发电机凝结水顺利外排，将并行的阀门三打开，确保蒸汽发电机和事故凝汽器并行稳定。
(6)观察事故凝汽器真空数值，若真空数值降低至-80kPa以下时，及时降低真空泵二汽水分离罐水温，从而提升事故凝汽器的真空；
(7)观察循环水入口水温，保证循环水入口水温不得高于35℃；接近此数值时需置换循环水池内部的水，增加水池的排污量与补水量，从而保证循环水入口水温低于35℃；
(8)观察蒸汽发电机与事故凝汽器各运行参数变化，事故凝汽器真空在-80kPa以上，循环水进口温度≤35℃，汽轮机机组事故凝汽器凝结水压力高于事故凝汽器凝结水压力，满足以上条件时，加大事故凝汽器入口阀门二的开度，增大事故凝汽器输入量，维持低压蒸汽管网压力在0.9～1.3MPa之间。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将连接蒸汽发电机中汽轮机的真空泵一与连接事故凝汽器的真空泵二分开独立运行，同时在连接蒸汽发电机和事故凝汽器的真空管道上设置隔离阀门；
（2）确认钢轧饱和蒸汽管网压力符合蒸汽发电机开机条件，然后开机运行；
（3）根据蒸汽管网压力，逐步开启减温减压器与事故凝汽器，利用调整减压电动调节阀的开度，来调整事故凝汽器的蒸汽输入量；
（4）观察汽轮机组循环水出口管道水温和循环水入口管道水温的差值；当差值接近预定值时，减小事故凝结器循环水的出水量；
运行过程中，蒸汽发电机产生的凝结水压力始终高于事故凝汽器凝结水的压力；
所述步骤（4）中，温差≤10℃。
2.如权利要求1所述的一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法，其特征在于，所述真空泵一的汽水分离罐的温度＜60℃。
3.如权利要求1所述的一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，蒸汽压力≥1.2MPa。
4.如权利要求1所述的一种使蒸汽发电机与事故凝汽器同步运行的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，循环水入口管道水温≤35℃。
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