CN114738066A - 一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及加热给水方法 - Google Patents

Abstract

一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及加热给水方法。目前在启动初期，给水的温度主要靠除氧器加热，汽源一般为辅汽，而辅汽的汽量有限，因此给水温度很难提高。本发明组成包括：主蒸汽入口管路，主蒸汽入口管路分别通过高压主汽门（18）、高压旁路调节阀（1）与高压缸（4）、再热器管路连接，高压缸通过高排逆止门（2）与再热器管路连接，再热器入口管路通过中压主汽门（19）与中压缸（5）连接，中压缸通过管路分别与低压缸A（6）、低压缸B（17）连接，低压缸A、低压缸B分别与空冷凝汽器A（15）、空冷凝汽器B（16）连接，高压缸底部通过第一阀门组（7）与高压加热器A（12）连接。本发明用于汽轮机旁路热量加热给水装置。

Description

一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及加热给水方法

技术领域

本发明涉及一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及加热给水方法。

背景技术

超临界机组启动，锅炉冲洗过程中，为提高锅炉进水冲洗效果，要求将给水温度提高到120℃左右，但单凭投除氧器加热很难达到此要求，通常情况下给水流量650-750t/h时只能将给水温度加热到70℃左右，为了提高给水温度，一般都是增加除氧器的进汽量，但是除氧器的进汽量受限于临机的辅助蒸汽供汽量，特别是临机停运使用启动锅炉供辅助蒸汽时，由于机组启动初期辅助蒸汽用户较多，除了除氧器加热蒸气外还有汽轮机的轴封用汽、锅炉空气预热器连续吹灰用汽、等离子点火暖风器用汽、一二次风暖风器用汽，特别是使用汽动给水泵启动方式，给水泵汽轮机的汽源也是辅助蒸汽，这些辅助蒸汽的用户必须先保证其他用户用汽，而除氧器加热蒸汽量就大幅度受限了；

特别是近年来火电机组频繁参与网调启停调峰，机组经常需要在热态下启动，如果给水温度低往往会造成锅炉省煤器、水冷壁过冷却而产生热应力，减少管材的使用寿命，影响锅炉的安全运行，为了增强火电机组参与网调启停调峰适应能力，减小给水与锅炉蒸发受热面金属管壁间的热偏差，这就需要我们尽可能提高锅炉给水温度；目前现有技术在启动初期，给水的温度主要靠除氧器加热，除氧器的加热汽源一般为辅汽，而辅汽的汽量有限，特别是启动锅炉供汽时，因此给水温度一般很难提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及加热给水方法，该结构及方法利用旁路热量，投运高压加热器汽侧运行，以提高给水温度，不仅提高锅炉冲洗效果，而且缩短机组启动时间，节约燃料，降低机组启动成本，从而提高了经济效益。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置，其组成包括：主蒸汽入口管路，其特征是：所述的主蒸汽入口管路分别通过高压主汽门、高压旁路调节阀与高压缸、再热器管路连接，所述的高压缸通过高排逆止门与所述的再热器管路连接，再热器入口管路通过中压主汽门与中压缸连接，所述的中压缸通过管路分别与低压缸A、低压缸B连接，所述的低压缸A、所述的低压缸B分别与空冷凝汽器A、空冷凝汽器B连接，所述的高压缸底部通过第一阀门组与高压加热器A连接，所述的中压缸底部通过第三阀门组与高压加热器C连接，所述的高压加热器C通过第五阀门组与所述的再热器管路连接。

所述的利用汽轮机旁路热量加热给水装置，所述的高压加热器A分别通过管路与第四阀门组、高压加热器B连接，所述的第四阀门组与所述的再热器管路连接，所述的高压加热器B通过第二阀门组与所述的再热器管路连接，所述的高压加热器C通过第五阀门组与所述的再热器入口管路连接，所述的再热器入口管路分别通过低压旁路调节阀A、低压旁路调节阀B与所述的空冷凝汽器A、所述的空冷凝汽器B连接。

一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及加热给水方法，该方法包括如下步骤：

首先是锅炉产生的主蒸汽进入汽轮机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流出，经过4根高压导汽管进入汽轮机高压缸，进入汽轮机高压缸的蒸汽通过一个冲动式调节级和13个反动式压力级后，由高压缸外部两个排汽口进入再热器；

再热后的蒸汽进入汽轮机两侧的两个再热主汽调节联合阀，再由每侧各两个中压调节阀流出，经过4根中压导汽管由中部进入汽轮机中压缸，进入汽轮机中压缸的蒸汽经过7级反动式压力级后，从中压缸上部排汽口排出，经过中低压连通管，分别进入低压缸A、低压缸B中部，蒸汽从通流部分的中部流入，经过正反向各6级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一个低压缸下部的排汽装置，经过排汽主管道和蒸汽分配管分别进入空冷凝汽器A、空冷凝汽器B；

所述的高压缸与所述的中压缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热，回热系统设计有三台高压加热器，高压加热器采取的是卧式u型管表面加热器，高压加热器A的加热蒸汽从高压缸的第7级后抽出，高压加热器B的加热蒸汽从高排逆止门后的冷再母管抽出，高压加热器C的加热蒸汽从中压缸的第3级后抽出；

在汽轮机机组启动前，高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的抽汽截止门和逆止门关闭严密，打开高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的危机疏水门，高压加热器的水位保护正常投入，锅炉点火，汽轮机旁路系统投运后，打开从高压旁路和低压旁路至高压加热器B、高压加热器C的管道截止门，微开调整门进行暖管，各管道充分暖管疏水后，在高、低压旁路维持主、再热蒸汽管道压力和流量满足机组启动要求的情况下，逐渐开大高压旁路和低压旁路至高压加热器B、高压加热器C调整门，缓慢投入高压加热器加热汽源。

有益效果：

1.本发明是一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置及其加热给水方法，该结构及方法是在机组启动过程中充分利用旁路热量，投运高压加热器汽侧运行，引入旁路蒸汽加热给水，给水温度可显著提高，可以有效缩短机组启动时间，节约燃料，提高锅炉冲洗效果。

本发明在机组启动过程中充分利用旁路热量，投运高压加热器汽侧运行，提高给水温度，减小给水与锅炉蒸发受热面金属管壁间的温差，增强了火电机组参与网调调峰下的热态启动能力。

本发明机组启动过程中利用旁路热量，投运高压加热器汽侧运行，以提高给水温度，不仅提高锅炉冲洗效果，而且缩短机组启动时间，节约燃料，降低机组启动成本，从而提高了经济效益，同时随着给水温度的提高，进而提高了锅炉省煤器、蒸发受热面和炉膛温度，对锅炉启动初期燃烧有利，有利于锅炉的安全运行。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

其中：1、高压旁路调节阀，2、高排逆止门，3、低压旁路调节阀A，4、高压缸，5、中压缸，6、低压缸A，7、第一阀门组，8、第二阀门组，9、第三阀门组，10、第四阀门组，11、第五阀门组，12、高压加热器A，13、高压加热器B，14、高压加热器C，15、空冷凝汽器A，16、空冷凝汽器B，17、低压缸B，18、高压主汽门，19、中压主汽门，20、低压旁路调节阀B。

具体实施方式：

实施例1：

一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置，其组成包括：主蒸汽入口管路，其特征是：所述的主蒸汽入口管路分别通过高压主汽门18、高压旁路调节阀1与高压缸4、再热器管路连接，所述的高压缸通过高排逆止门2与所述的再热器管路连接，再热器入口管路通过中压主汽门19与中压缸5连接，所述的中压缸通过管路分别与低压缸A6、低压缸B17连接，所述的低压缸A、所述的低压缸B分别与空冷凝汽器A15、空冷凝汽器B16连接，所述的高压缸底部通过第一阀门组7与高压加热器A12连接，所述的中压缸底部通过第三阀门组9与高压加热器C14连接，所述的高压加热器C通过第五阀门组11与所述的再热器管路连接。

实施例2：

根据实施例1所述的利用汽轮机旁路热量加热给水装置，所述的高压加热器A分别通过管路与第四阀门组10、高压加热器B13连接，所述的第四阀门组与所述的再热器管路连接，所述的高压加热器B通过第二阀门组8与所述的再热器管路连接，所述的高压加热器C通过第五阀门组与所述的再热器入口管路连接，所述的再热器入口管路分别通过低压旁路调节阀A3、低压旁路调节阀B20与所述的空冷凝汽器A、所述的空冷凝汽器B连接。

实施例3：

根据实施例1-2所述的利用汽轮机旁路热量加热给水装置的加热给水方法，该方法包括如下步骤：

首先是锅炉产生的主蒸汽进入汽轮机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流出，经过4根高压导汽管进入汽轮机高压缸，进入汽轮机高压缸的蒸汽通过一个冲动式调节级和13个反动式压力级后，由高压缸外部两个排汽口进入再热器；

再热后的蒸汽进入汽轮机两侧的两个再热主汽调节联合阀，再由每侧各两个中压调节阀流出，经过4根中压导汽管由中部进入汽轮机中压缸，进入汽轮机中压缸的蒸汽经过7级反动式压力级后，从中压缸上部排汽口排出，经过中低压连通管，分别进入低压缸A、低压缸B中部，蒸汽从通流部分的中部流入，经过正反向各6级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一个低压缸下部的排汽装置，经过排汽主管道和蒸汽分配管分别进入空冷凝汽器A、空冷凝汽器B；

所述的高压缸与所述的中压缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热，回热系统设计有三台高压加热器，高压加热器采取的是卧式u型管表面加热器，高压加热器A的加热蒸汽从高压缸的第7级后抽出，高压加热器B的加热蒸汽从高排逆止门后的冷再母管抽出，高压加热器C的加热蒸汽从中压缸的第3级后抽出；

在汽轮机机组启动前，高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的抽汽截止门和逆止门关闭严密，打开高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的危机疏水门，高压加热器的水位保护正常投入，锅炉点火，汽轮机旁路系统投运后，打开从高压旁路和低压旁路至高压加热器B、高压加热器C的管道截止门，微开调整门进行暖管，各管道充分暖管疏水后，在高、低压旁路维持主、再热蒸汽管道压力和流量满足机组启动要求的情况下，逐渐开大高压旁路和低压旁路至高压加热器B、高压加热器C调整门，缓慢投入高压加热器加热汽源。

所述的利用汽轮机旁路热量加热给水装置，锅炉主蒸汽分为两路，第一路经高压主汽门、高压调门进入高压缸，第二路经高压旁路调节阀进入锅炉再热器，高压旁路调节阀的出口分为三路，一路经第二阀门组接入高压加热器B，第二路经第四阀门组分别接入高压加热器A和高压加热器B，另一路与高排逆止门后管路汇合进入锅炉再热器；高压缸的出口经第一阀门组接入高压加热器A；中压缸的出口经第三阀门组接入高压加热器C，中压缸的排汽分别接入两个低压缸；锅炉再热蒸汽分为两路，第一路经中压主汽门、中压调门进入中压缸，第二路经低压旁路调节阀进入进入凝汽器；在低压旁路调节阀的入口管路经第五阀门组接入高压加热器C，其中，第一阀门组为一段抽汽逆止门及截止门，第二阀门组为二段抽汽逆止门及截止门，第三阀门组为三段抽汽逆止门及截止门，第四阀门组为高压旁路至高压加热器A、高压加热器B汽源管截止门、调节门及逆止门，第五阀门组为低压旁路至高压加热器C汽源管截止门、调节门及逆止门。

具体操作步骤：

（1）从汽轮机高压旁路调节阀后的高压旁路管道上连接管道至高压加热器A及高压加热器B；

（2）从汽轮机低压旁路调节阀后的低压旁路管道上连接管道至高压加热器C；

（3）在机组启动前，确保高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的抽汽截止门和逆止门关闭严密；打开高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的危机疏水门，确保高压加热器的水位保护正常投入；

锅炉点火，汽轮机旁路系统投运后，打开从高压旁路和低压旁路至高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的管道截止门，少开调整门进行暖管，各管道充分暖管疏水后，在高、低压旁路维持主、再热蒸汽管道压力和流量满足机组启动要求的情况下，逐渐开大高压旁路和低压旁路至高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C调整门，缓慢投入高压加热器加热汽源；

机组启动过程利用汽轮机旁路热量加热给水，按给水流量750t/h，给水压力11MPa，高加进水温度70℃，高加出水温度140℃计算（水的密度：ρ=1000Kg/m³，水的比热容：c=4.2KJ/Kg.℃），则：

每小时可利用旁路热量：热量（q）=密度（ρ）×流量（Q）×温差(△t)×比热容（c），即

q=1000Kg/m³×700t/h×(140-70)℃×4.2KJ/Kg.℃ =2058×10⁵KJ

折算标煤量：B=q/29271=2058×10⁵/29271≈7000Kg=7t

即，机组启动过程投运高压加热器加汽侧，每小时可节约标煤量7吨，

按每次开机汽轮机挂闸前投运高压加热器汽侧4小时计算，每次开机可节约标煤28吨。按每吨标煤800元计算，每次开机启动过程投运高压加热器汽侧可节约资金2.24万元；

两台机组每年启动次数各按5次计算，则全年可节约标煤约280吨，节约人民币22.4万元，由此可见，机组启动过程中利用旁路热量，投运高压加热器汽侧运行，以提高给水温度，不仅提高锅炉冲洗效果，而且缩短机组启动时间，节约燃料，降低机组启动成本，从而提高了经济效益。

Claims (3)

1.一种利用汽轮机旁路热量加热给水装置，其组成包括：主蒸汽入口管路，其特征是：所述的主蒸汽入口管路分别通过高压主汽门、高压旁路调节阀与高压缸、再热器管路连接，所述的高压缸通过高排逆止门与所述的再热器管路连接，再热器入口管路通过中压主汽门与中压缸连接，所述的中压缸通过管路分别与低压缸A、低压缸B连接，所述的低压缸A、所述的低压缸B分别与空冷凝汽器A、空冷凝汽器B连接，所述的高压缸底部通过第一阀门组与高压加热器A连接，所述的中压缸底部通过第三阀门组与高压加热器C连接，所述的高压加热器C通过第五阀门组与所述的再热器管路连接。

2.根据权利要求1所述的利用汽轮机旁路热量加热给水装置，其特征是：所述的高压加热器A分别通过管路与第四阀门组、高压加热器B连接，所述的第四阀门组与所述的再热器管路连接，所述的高压加热器B通过第二阀门组与所述的再热器管路连接，所述的高压加热器C通过第五阀门组与所述的再热器入口管路连接，所述的再热器入口管路分别通过低压旁路调节阀A、低压旁路调节阀B与所述的空冷凝汽器A、所述的空冷凝汽器B连接。

3.根据权利要求1或2之一所述的利用汽轮机旁路热量加热给水装置的加热给水方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

首先是锅炉产生的主蒸汽进入汽轮机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流出，经过4根高压导汽管进入汽轮机高压缸，进入汽轮机高压缸的蒸汽通过一个冲动式调节级和13个反动式压力级后，由高压缸外部两个排汽口进入再热器；

再热后的蒸汽进入汽轮机两侧的两个再热主汽调节联合阀，再由每侧各两个中压调节阀流出，经过4根中压导汽管由中部进入汽轮机中压缸，进入汽轮机中压缸的蒸汽经过7级反动式压力级后，从中压缸上部排汽口排出，经过中低压连通管，分别进入低压缸A、低压缸B中部，蒸汽从通流部分的中部流入，经过正反向各6级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一个低压缸下部的排汽装置，经过排汽主管道和蒸汽分配管分别进入空冷凝汽器A、空冷凝汽器B；

所述的高压缸与所述的中压缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热，回热系统设计有三台高压加热器，高压加热器采取的是卧式u型管表面加热器，高压加热器A的加热蒸汽从高压缸的第7级后抽出，高压加热器B的加热蒸汽从高排逆止门后的冷再母管抽出，高压加热器C的加热蒸汽从中压缸的第3级后抽出；

在汽轮机机组启动前，高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的抽汽截止门和逆止门关闭严密，打开高压加热器A、高压加热器B、高压加热器C的危机疏水门，高压加热器的水位保护正常投入，锅炉点火，汽轮机旁路系统投运后，打开从高压旁路和低压旁路至高压加热器B、高压加热器C的管道截止门，微开调整门进行暖管，各管道充分暖管疏水后，在高、低压旁路维持主、再热蒸汽管道压力和流量满足机组启动要求的情况下，逐渐开大高压旁路和低压旁路至高压加热器B、高压加热器C调整门，缓慢投入高压加热器加热汽源。

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