CN114934817B - 一种中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统及运行方法 - Google Patents
一种中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统及运行方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统及运行方法。适用于火力发电厂设计技术领域。本发明所采用的技术方案是：一种汽轮发电机组轴封供汽系统，其特征在于：具有连通所述高压缸前轴封、高压缸后轴封中低压缸前轴封和中低压缸后轴封进汽侧的轴封供汽母管，该轴封供汽母管上接有主蒸汽轴封供汽站、辅助蒸汽轴封供汽站、轴封溢流站和疏水模块；所述主蒸汽轴封供汽站的汽源来自该机组中锅炉过热器出口，该汽源依次经主蒸汽供汽管道上的电动截止阀Ⅰ和气动调节阀Ⅰ连通轴封供汽母管，电动截止阀Ⅰ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅰ连通，气动调节阀Ⅰ和轴封供汽母管之间接有疏水模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统及运行方法。适用于火力发电厂设计技术领域。
背景技术
高压缸和中低压合缸型式的汽轮发电机组为国内外各大汽轮机主要设备制造商推出的亚临界125MW～300MW等级汽轮机的机型。该机型区别于高中压缸和低压缸分缸型式的汽轮机，取消了中低压缸的连通管，并采用切向全周进汽方式，具有更高的效率和更好的安全可靠性，广泛应用于火力发电厂。
轴封供汽系统是汽轮机的重要辅助系统，轴封供汽系统的作用是在汽轮机启动和停机阶段，防止汽轮机内部的蒸汽在高中压轴端漏到大气环境中，提高汽轮机的效率；防止大气环境中的冷空气通过低压轴端进入汽轮机，确保汽轮机转子不会因此引起冷热温差引起的转子弯曲和热应力。
常规轴封供汽系统的汽源有启动锅炉产生的蒸汽、辅助蒸汽、再热冷段、汽轮机四段抽汽，由于高压缸和中低压缸合缸型式的汽轮机在热态和极热态启动时，在中低压缸前轴封的轴封供汽最低温度在350℃至400℃，而上述轴封系统的汽源温度无法保证汽轮机在热态和极热态启动时的温度要求，因此该轴封供汽系统还需要配置轴封电加热器，通过轴封电加热器加热轴封供汽的温度，保证汽轮机在热态和极热态启动时的轴封供汽温度要求。轴封电加热器不仅会增加发电厂的厂用电，而且在长时间运行后，电加热部件容易损坏，从而降低轴封供汽系统和整个汽轮发电机组的可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种一种中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统及运行方法。
本发明所采用的技术方案是：一种汽轮发电机组轴封供汽系统，用于为高压缸的高压缸前轴封和高压缸后轴封，以及中低压缸的中低压缸前轴封和中低压缸后轴封供汽，其特征在于：具有连通所述高压缸前轴封、高压缸后轴封中低压缸前轴封和中低压缸后轴封进汽侧的轴封供汽母管，该轴封供汽母管上接有主蒸汽轴封供汽站、辅助蒸汽轴封供汽站、轴封溢流站和疏水模块；
所述主蒸汽轴封供汽站的汽源来自该机组中锅炉过热器出口，该汽源依次经主蒸汽供汽管道上的电动截止阀Ⅰ和气动调节阀Ⅰ连通轴封供汽母管，电动截止阀Ⅰ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅰ连通，气动调节阀Ⅰ和轴封供汽母管之间接有疏水模块；
所述辅助蒸汽轴封供汽站的汽源来自辅助蒸汽联箱，该辅助蒸汽联箱的汽源有包括该机组的汽轮机四段抽汽、低温再热蒸汽和电厂内其余机组的辅助蒸汽，辅助蒸汽联箱依次经辅助蒸汽供汽管道上的电动截止阀Ⅱ、电动截止阀Ⅲ和气动调节阀Ⅱ连通轴封供汽母管，电动截止阀Ⅱ和轴封供汽母管之间还经电动截止阀Ⅳ连通，电动截止阀Ⅲ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅱ连通。
所述轴封溢流站具有轴封溢流管道，轴封溢流管道一端连通轴封供汽母管，另一端连通冷凝器，轴封溢流管道上装有气动调节阀Ⅲ和电动闸阀，气动调节阀Ⅲ上并联有电动截止阀Ⅴ。
所述轴封供汽母管上接有安全管路，安全管路一端连通轴封供汽母管，另一端连通大气环境，安全管路上设有安全阀。
所述轴封供汽母管上对应所述中低压缸后轴封设有减温器，轴封供汽母管经减温器减温后为中低压缸后轴封供汽；所述轴封供汽母管上设有测温点T1和T2，分别位于减温器的前后。
所述蒸汽供汽管道上设有测温点T3。
所述高压缸前轴封、高压缸后轴封中低压缸前轴封和中低压缸后轴封均经漏气管道连通轴封漏气母管。
一种所述汽轮发电机组轴封供汽系统的运行方法，其特征在于：
A、当机组冷态或温态启动，且整个电厂只建设一套汽轮发电机组或电厂的其他的汽轮发电机组均处于停机检修保养状态时，由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽；
当机组并网后且低温再热蒸汽温度达到轴封供汽温度要求后，轴封供汽汽源由主蒸汽逐渐切换至辅助蒸汽轴封供气站的辅助蒸汽；
当机组负荷不断升高，汽轮机四段抽汽压力满足轴封供汽压力时，将辅汽汽源逐渐由低温再热蒸汽切换成汽轮机四段抽汽；
当机组的轴封系统逐渐转为自密封状态后，将辅助蒸汽轴封供气站的气动调节阀Ⅱ开度关小，并利用轴封溢流站维持轴封供汽母管的温度和压力；
B、当机组冷态或温态启动，整个电厂建设两套及以上的汽轮发电机组，并且至少有一台机组在正常运行时，机组的轴封供汽汽源由其他正常运行机组的辅助蒸汽通过全厂辅助蒸汽联络管供至该未运行机组的辅助蒸汽联箱，进而通过辅汽供汽站向轴封供汽母管供汽；
C、当机组热态或极热态启动或甩负荷停机时，由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽，并通过轴封溢流站维持轴封供汽母管的温度和压力。
所述由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽，包括：
在供汽前，先开启电动截止阀Ⅰ，通过节流孔板Ⅰ对气动调节阀Ⅰ及轴封供汽母管进行暖管，并通过气动调节阀Ⅰ后和轴封供汽母管上的疏水模块及时排掉冷凝水，在完成暖管后打开气动调节阀Ⅰ向轴封供汽母管供汽。
所述当机组并网后且低温再热蒸汽温度达到轴封供汽温度要求后，轴封供汽汽源由主蒸汽逐渐切换至辅助蒸汽轴封供气站的辅助蒸汽，包括：
打开电动截止阀Ⅱ和电动截止阀Ⅲ对辅助蒸汽供汽管道进行暖管，逐渐关闭气动调节阀Ⅰ，并开启辅助蒸汽轴封供汽站的气动调节阀Ⅱ，逐渐完成轴封供汽汽源的切换。
当机组的轴封系统逐渐转为自密封状态后，将辅助蒸汽轴封供气站的气动调节阀Ⅱ开度关小至5％左右。
本发明的有益效果是：本发明在机组冷态或温态启动时可通过主蒸汽轴封供汽站为轴封系统供汽，该主蒸汽轴封供汽站以机组中锅炉过热器出口的蒸汽作为汽源；随着机组的运行切换为辅助蒸汽轴封供气站为轴封系统供汽，辅助蒸汽轴封供气站的汽源来自辅助蒸汽联箱，该辅助蒸汽联箱的汽源有包括该机组的汽轮机四段抽汽、低温再热蒸汽和电厂内其余机组的辅助蒸汽。
本发明在机组冷态或温态启动时可通过辅助蒸汽轴封供汽站为轴封系统供汽，辅助蒸汽轴封供汽站的汽源为辅助蒸汽联箱，辅助蒸汽联箱由电厂内其他正常运行机组的辅助蒸汽供汽。
基于本发明的改进，可取消发电厂的启动锅炉，减少设备的初投资；可取消轴封电加热器，降低设备的初投资；可取消低温再热蒸汽供汽站和供汽管道，降低设备和管道的初投资；本发明通过取消轴封电加热器和低温再热蒸汽轴封供汽站，减少汽机房的容积，降低土建初投资。
附图说明
图1为实施例的结构示意图。
1、高压缸；2、中低压缸；3、高压缸前轴封；4、高压缸后轴封；5、中低压缸前轴封；6、中低压缸后轴封；7、电动截止阀Ⅰ；8、气动调节阀Ⅰ；9、电动截止阀Ⅱ；10、电动截止阀Ⅲ；11、气动调节阀Ⅱ；12、电动截止阀Ⅳ；13、气动调节阀Ⅲ；14、电动闸阀；15、电动截止阀Ⅴ；16、安全阀；17、减温器；18、手动截止阀；19、滤网；20、节流孔板Ⅰ；21、节流孔板Ⅱ；31、主蒸汽轴封供汽站汽源；32、辅助蒸汽联箱；33、凝汽器；34、大气环境；35、轴封冷却器；41、疏水模块。
具体实施方式
本实施例为一种发电厂中的高压缸和低压合缸型式的汽轮发电机组轴封供汽系统，用于为高压缸的高压缸前轴封和高压缸后轴封，以及中低压缸的中低压缸前轴封和中低压缸后轴封供汽。
本例中轴封供汽系统具有轴封供汽母管，轴封供汽母管的一端接有主蒸汽轴封供汽站、辅助蒸汽轴封供汽站和轴封溢流站，轴封供汽母管的另一端依次经轴封供汽管道连接高压缸后轴封、高压缸前轴封、中低压缸前轴封和中低压缸后轴封的进汽侧，其中在中低压缸前轴封和中低压缸后轴封之间轴封供汽母管上装有减温器并连接疏水模块；在轴封供汽管道上沿蒸汽流动方向依次设有截止阀和滤网。
本实施例在轴封供汽母管上设置测温点T1和T2，分别位于轴封减温器的前后，用于监测反馈整个轴封供汽温度。
本实施例中在各轴封完成密封后剩余的蒸汽分别经漏汽管道进入轴封漏气母管，轴封漏气母管的蒸汽去往轴封冷却器。
本例中主蒸汽轴封供汽站的汽源来自于锅炉过热器出口，锅炉过热器出口输出的主蒸汽通过主蒸汽管道和进入汽轮机高压缸，自主蒸汽管道的高压旁路前引出蒸汽通过主蒸汽轴封供汽站向轴封供汽母管供汽。
本实施例中蒸汽轴封供汽站汽源经主蒸汽供汽管道连通轴封供汽母管，主蒸汽供汽管道上依次设有温度测点T3、电动截止阀Ⅰ和气动调节阀Ⅰ，其中电动截止阀Ⅰ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅰ连通；气动调节阀Ⅰ和轴封供汽母管之间管道连接疏水模块。
本例中辅助蒸汽轴封供汽站的汽源来自辅助蒸汽联箱，该辅助蒸汽联箱的汽源有包括该机组的汽轮机四段抽汽、低温再热蒸汽(低温再热蒸汽为汽轮机高压缸的排汽，去往锅炉进行再热)和电厂内其余机组的辅助蒸汽(若电厂有两台及以上汽轮发电机组)。
本实施例中辅助蒸汽联箱经辅助蒸汽供汽管道连接轴封供汽母管，轴封供汽母管上依次设有电动截止阀Ⅱ、电动截止阀Ⅲ和气动调节阀Ⅱ，其中电动截止阀Ⅱ和电动截止阀Ⅲ之间管道连接疏水模块；气动调节阀Ⅱ和轴封供汽母管之间管道连接疏水模块；电动截止阀Ⅱ和轴封供汽母管之间还经电动截止阀Ⅳ连通；电动截止阀Ⅳ和轴封供汽母管之间管道连接疏水模块；电动截止阀Ⅲ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅱ连通。
本实施例中轴封溢流站具有轴封溢流管道，轴封溢流管道一端连通轴封供汽母管，另一端连通冷凝器，轴封溢流管道上装有气动调节阀Ⅲ和电动闸阀，气动调节阀Ⅲ上并联有电动截止阀Ⅴ，气动调节阀Ⅲ和轴封供汽母管之间管道连接疏水模块。
本例在轴封溢流站用于调节轴封供汽母管压力，具有接于轴封供汽母管上的安全管路，安全管路一端连通轴封供汽母管，另一端连通大气环境，安全管路上设有安全阀。安全阀用于防止轴封供汽母管中的蒸汽压力超压，当管道中蒸汽压力超过设计压力时，蒸汽通过安全阀直接排向大气环境。
本实施例中汽轮发电机组轴封供汽系统的运行方法，包括以下几种：
A、机组冷态或温态启动，整个电厂只建设了一套汽轮发电机组或电厂的其他的汽轮发电机组均处于停机检修保养状态，由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽。在供汽前，先开启电动截止阀Ⅰ，通过节流孔板Ⅰ对气动调节阀Ⅰ及轴封供汽母管进行暖管，并通过气动调节阀Ⅰ后和轴封供汽母管上的疏水模块及时排掉冷凝水。在完成暖管后，打开气动调节阀向轴封供汽母管供汽。
当机组并网并后并且低温再热蒸汽温度达到轴封供汽温度要求后，轴封供汽汽源由主蒸汽逐渐切换至辅助蒸汽，辅助蒸汽汽源由低温再热蒸汽提供(利用低温再热蒸汽供辅助蒸汽系统的汽源，取消低温再热蒸汽直接至轴封供汽母管的管道)。此时首先打开电动截止阀Ⅱ和电动截止阀Ⅲ对辅汽供汽管道进行暖管，逐渐关闭气动调节阀Ⅰ，并开启辅汽轴封供汽站的气动调节阀Ⅱ，逐渐完成轴封供汽汽源的切换。
当机组负荷不断升高，汽轮机四段抽汽压力满足轴封供汽压力时，将辅汽汽源逐渐由低温再热蒸汽切换成汽轮机四段抽汽。
当机组的轴封系统逐渐转为自密封状态后，辅助蒸汽轴封供气站的气动调节阀Ⅱ开度关小至5％左右，并利用轴封溢流站的气动调节阀Ⅲ，维持轴封供汽母管的温度和压力。
B、机组冷态或温态启动，整个电厂建设了两套及以上的汽轮发电机组，并至少有一台机组在正常运行时，机组的轴封供汽汽源由正常运行的机组的辅助蒸汽通过全厂辅助蒸汽联络管供至本套机组的辅助蒸汽联箱，进而通过辅助蒸汽供汽站向轴封供汽母管供汽。
C、机组热态或极热态启动或甩负荷停机，此时轴封供汽最低温度要求在350℃至400℃，此时低温再热蒸汽温度和汽轮机四段抽汽温度等均无法满足轴封供汽温度要求，应由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽。先开启电动截止阀Ⅰ，再开启气动调节阀Ⅰ，并通过气动调节阀Ⅲ维持轴封母管温度和压力。
Claims (8)
1.一种中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，用于为高压缸的高压缸前轴封和高压缸后轴封，以及中低压缸的中低压缸前轴封和中低压缸后轴封供汽，其特征在于：
供汽系统具有连通所述高压缸前轴封、高压缸后轴封、中低压缸前轴封和中低压缸后轴封进汽侧的轴封供汽母管，该轴封供汽母管上接有主蒸汽轴封供汽站、辅助蒸汽轴封供汽站、轴封溢流站和疏水模块；
所述主蒸汽轴封供汽站的汽源来自机组中锅炉过热器出口，该汽源依次经主蒸汽供汽管道上的电动截止阀Ⅰ和气动调节阀Ⅰ连通轴封供汽母管，电动截止阀Ⅰ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅰ连通，气动调节阀Ⅰ和轴封供汽母管之间接有疏水模块；
所述辅助蒸汽轴封供汽站的汽源来自辅助蒸汽联箱，该辅助蒸汽联箱的汽源有包括该机组的汽轮机四段抽汽、低温再热蒸汽和电厂内其余机组的辅助蒸汽，辅助蒸汽联箱依次经辅助蒸汽供汽管道上的电动截止阀Ⅱ、电动截止阀Ⅲ和气动调节阀Ⅱ连通轴封供汽母管，电动截止阀Ⅱ和轴封供汽母管之间还经电动截止阀Ⅳ连通，电动截止阀Ⅲ和轴封供汽母管之间还经节流孔板Ⅱ连通；
所述轴封溢流站具有轴封溢流管道，轴封溢流管道一端连通轴封供汽母管，另一端连通冷凝器，轴封溢流管道上装有气动调节阀Ⅲ和电动闸阀，气动调节阀Ⅲ上并联有电动截止阀Ⅴ；
取消轴封电加热器和低温再热蒸汽轴封供汽站，减少汽机房的容积，降低土建初投资；
供汽系统的运行方法为：
A、当机组冷态或温态启动，且整个电厂只建设一套汽轮发电机组或电厂的其他的汽轮发电机组均处于停机检修保养状态时，由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽；
当机组并网后且低温再热蒸汽温度达到轴封供汽温度要求后，轴封供汽汽源由主蒸汽逐渐切换至辅助蒸汽轴封供气站的辅助蒸汽；
当机组负荷不断升高，汽轮机四段抽汽压力满足轴封供汽压力时，将辅汽汽源逐渐由低温再热蒸汽切换成汽轮机四段抽汽；
当机组的轴封系统逐渐转为自密封状态后，将辅助蒸汽轴封供气站的气动调节阀Ⅱ开度关小，并利用轴封溢流站维持轴封供汽母管的温度和压力；
B、当机组冷态或温态启动，整个电厂建设两套及以上的汽轮发电机组，并且至少有一台机组在正常运行时，机组的轴封供汽汽源由其他正常运行机组的辅助蒸汽通过全厂辅助蒸汽联络管供至未运行机组的辅助蒸汽联箱，进而通过辅汽供汽站向轴封供汽母管供汽；
C、当机组热态或极热态启动或甩负荷停机时，由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽，并通过轴封溢流站维持轴封供汽母管的温度和压力。
2.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于：所述轴封供汽母管上接有安全管路，安全管路一端连通轴封供汽母管，另一端连通大气环境，安全管路上设有安全阀。
3.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于：所述轴封供汽母管上对应所述中低压缸后轴封设有减温器，轴封供汽母管经减温器减温后为中低压缸后轴封供汽；所述轴封供汽母管上设有测温点T1和T2，分别位于减温器的前后。
4.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于：所述蒸汽供汽管道上设有测温点T3。
5.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于：所述高压缸前轴封、高压缸后轴封、中低压缸前轴封和中低压缸后轴封均经漏气管道连通轴封漏气母管。
6.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于，所述由主蒸汽轴封供气站向机组的轴封供汽母管供汽，包括：
在供汽前，先开启电动截止阀Ⅰ，通过节流孔板Ⅰ对气动调节阀Ⅰ及轴封供汽母管进行暖管，并通过气动调节阀Ⅰ后和轴封供汽母管上的疏水模块及时排掉冷凝水，在完成暖管后打开气动调节阀Ⅰ向轴封供汽母管供汽。
7.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于，所述当机组并网后且低温再热蒸汽温度达到轴封供汽温度要求后，轴封供汽汽源由主蒸汽逐渐切换至辅助蒸汽轴封供气站的辅助蒸汽，包括：
打开电动截止阀Ⅱ和电动截止阀Ⅲ对辅助蒸汽供汽管道进行暖管，逐渐关闭气动调节阀Ⅰ，并开启辅助蒸汽轴封供汽站的气动调节阀Ⅱ，逐渐完成轴封供汽汽源的切换。
8.根据权利要求1所述的中低压合缸型汽轮机轴封供汽系统的运行方法，其特征在于：当机组的轴封系统逐渐转为自密封状态后，将辅助蒸汽轴封供气站的气动调节阀Ⅱ开度关小至5％。
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