CN115405391A - 一种新型供热小汽轮机装置及相关系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,属于供热小汽轮机领域,一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,包括由主机供热抽汽系统、小机抽汽系统、小机乏汽系统、热网循环水系统、疏水系统及控制器构成,上述所述系统还包括供热小汽轮机、原大容量汽轮机组、高背压乏汽凝汽器、热网循环泵、热网加热器、原机组抽汽管道、供热小机抽汽管道、供热小机乏汽管道和疏水管道,它可以实现,解决现有汽轮机组供热改造时未能充分利用高品质抽汽的做功能力,提供一种降低了排汽压力并设有抽汽的供热小汽轮机装置,以及利用乏汽、抽汽对热网水进行梯级加热的供热系统,既能增加小汽轮机发电出力,又减少换热环节的不可逆损失。
Description
技术领域
本发明涉及供热小汽轮机领域,更具体地说,涉及由该供热小机装置组成的节能供热系统。
背景技术
热电联产因对节约能源、改善环境,提高人民生活质量具有重大意义,近年来在国内已得到广泛应用。为实现低碳战略目标,走绿色低碳发展之路,各地加大可再生能源建设,同时倡导对煤电机组实施“三改”联动改造,即煤电节能降耗改造、供热改造和灵活性改造。目前,全国多台煤电机组正开展由纯凝机组改为供热机组的改造,供热改造中的节能提效值得重点关注。
而且汽轮机中低压缸联通管打孔抽汽是常用的供热方式,现有的汽轮机中低压分缸点压力较高,抽汽蒸汽参数较高,也就是说直接用于采暖供热的热经济性较差。例如600MW亚临界汽轮机组抽汽参数通常为压力1MPa(a)、温度350℃左右,该蒸汽直接加热热网循环水,没有充分利用高品质蒸汽的做功能力。目前的节能措施是增设背压小汽轮机,蒸汽通过背压小机做功后,排汽参数降低到0.3MPa(a)、220℃左右,再去加热热网水。这样可以起到较好的节能效果。
热网回水温度一般为40-50℃,长输热网回水温度低到30℃,现有背压小机排汽温度220℃,存在较大温差。降低常规背压小机的排汽参数可减少传热温差,既减少换热环节的不可逆损又增加小机出力;另外,还需要设置必要的抽汽,将热网循环水温度加热到要求的温度。因此,优化供热小机装置及相关系统,进一步提高供热机组的总体效率是十分必要的。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,它可以实现,解决现有汽轮机组供热改造时未能充分利用高品质抽汽的做功能力,提供一种降低了排汽压力并设有抽汽的供热小汽轮机装置,以及利用乏汽、抽汽对热网水进行梯级加热的供热系统,既能增加小汽轮机发电出力,又减少换热环节的不可逆损失。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,包括由主机供热抽汽系统、小机抽汽系统、小机乏汽系统、热网循环水系统、疏水系统及控制器构成,上述所述系统还包括供热小汽轮机、原大容量汽轮机组、高背压乏汽凝汽器、热网循环泵、热网加热器、原机组抽汽管道、供热小机抽汽管道、供热小机乏汽管道和疏水管道;
所述供热小汽轮机与原机组抽汽管道装配连接,所述原机组抽汽管道另一端与原大容量汽轮机组连接,所述供热小汽轮机上还装配连接有供热小机抽汽管道和供热小机乏汽管道,所述供热小机抽汽管道另一端与热网加热器连接,所述供热小机乏汽管道另一端与高背压乏汽凝汽器,所述热网加热器与高背压乏汽凝汽器上均连接有疏水回主机凝结水系统,所述疏水回主机凝结水系统上均设置有循环储能系统,所述热网加热器与高背压乏汽凝汽器之间装配有热网循环泵。
进一步的,所述原大容量汽轮机组包括高压缸、中压缸和低压缸,所述供热小汽轮机气源来自主机供热抽汽系统中中压缸排汽,小机抽汽系统增设有抽汽口,抽汽参数与采暖要求相匹配;
新型小机降低了终端排汽参数,提高了小汽机的出力,小机与发电机相连,发出的电力为厂用电系统提供电源,降低厂用电率。
所述主机供热抽汽系统来自原大容量汽轮机组的中压缸排汽,该抽汽管道作为新型供热小机的进汽管道;
小机抽汽系统包括供热小汽轮机、热网加热器、供热小机抽汽管道,抽汽放热后转变成疏水返回到热力系统中去;
小机乏汽系统包括供热小汽轮机、高背压乏汽凝汽器、供热小机乏汽管道,乏汽放热后转变成疏水返回到主机热力系统中去。
进一步的,所述疏水回主机凝结水系统包括疏水管道,所述疏水管道分别与热网加热器和高背压乏汽凝汽器连通。
进一步的,所述高背压乏汽凝汽器上连接有热网回水母管,所述热网加热器上连接有热网供水母管;
当循环水从热网回水母管进入高背压乏汽凝汽器内时,温度从30-50℃提升至68-80℃,再通过热网循环泵进入热网加热器,利用供热小机抽汽继续将热网水加热到125℃外供。
进一步的,所述原机组抽汽管道上装配有快关逆止阀门。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本发明通过供热小汽轮机排汽参数降低,增大了小汽轮机的出力,提高了高品质蒸汽的利用效率,降低了厂用电率。
(2)本发明采用梯级加热的方式加热热网循环水,减少了加热环节的不可逆损失,降低了供热成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号说明:
1、供热小汽轮机;2、原大容量汽轮机组;3、高背压乏汽凝汽器;4、热网循环泵;5、热网加热器;6、原机组抽汽管道;7、供热小机抽汽管道; 8、供热小机乏汽管道;9、疏水管道;10、高压缸;11、中压缸;12、低压缸;13、热网回水母管;14、热网供水母管;15、疏水回主机凝结水系统; 16、快关逆止阀门。
具体实施方式
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,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
请参阅图1,一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,包括由主机供热抽汽系统、小机抽汽系统、小机乏汽系统、热网循环水系统、疏水系统及控制器26构成,上述系统还包括供热小汽轮机1、原大容量汽轮机组2、高背压乏汽凝汽器3、热网循环泵4、热网加热器5、原机组抽汽管道6、供热小机抽汽管道7、供热小机乏汽管道8和疏水管道9;
供热小汽轮机1与原机组抽汽管道6装配连接,原机组抽汽管道6另一端与原大容量汽轮机组2连接,原机组抽汽管道6上装配有快关逆止阀门16,供热小汽轮机1上还装配连接有供热小机抽汽管道7和供热小机乏汽管道8,供热小机抽汽管道7另一端与热网加热器5连接,供热小机乏汽管道8另一端与高背压乏汽凝汽器3,热网加热器5与高背压乏汽凝汽器3上均连接有疏水回主机凝结水系统15,疏水回主机凝结水系统15上均设置有循环储能系统,热网加热器5与高背压乏汽凝汽器3之间装配有热网循环泵4,通过供热小汽轮机1排汽参数降低,增大了小汽轮机的出力,提高了高品质蒸汽的利用效率,降低了厂用电率。
参阅图1,原大容量汽轮机组2包括高压缸10、中压缸11和低压缸12,供热小汽轮机1气源来自主机供热抽汽系统中中压缸11排汽,小机抽汽系统增设有抽汽口,抽汽参数与采暖要求相匹配;
新型小机降低了终端排汽参数,提高了小汽机的出力,小机与发电机相连,发出的电力为厂用电系统提供电源,降低厂用电率。
参阅图1,主机供热抽汽系统来自原大容量汽轮机组2的中压缸11排汽,该抽汽管道作为新型供热小机的进汽管道;
小机抽汽系统包括供热小汽轮机1、热网加热器5、供热小机抽汽管道7,抽汽放热后转变成疏水返回到热力系统中去;
小机乏汽系统包括供热小汽轮机1、高背压乏汽凝汽器3、供热小机乏汽管道8,乏汽放热后转变成疏水返回到主机热力系统中去,采用梯级加热的方式加热热网循环水,减少了加热环节的不可逆损失,降低了供热成本。
参阅图1,疏水回主机凝结水系统15包括疏水管道9,疏水管道9分别与热网加热器5和高背压乏汽凝汽器3连通。
高背压乏汽凝汽器3上连接有热网回水母管13,热网加热器5上连接有热网供水母管14;
当循环水从热网回水母管13进入高背压乏汽凝汽器3内时,温度从 30-50℃提升至68-80℃,再通过热网循环泵4进入热网加热器5,利用供热小机抽汽继续将热网水加热到125℃外供。
循环储能系统包括水箱17,水箱17左右侧壁分别固定连接有送水管18 和出水管19,送水管18另一端与疏水回主机凝结水系统15连通,疏水管道 9侧壁安装有第一水流传感器20,出水管19侧壁安装有第二水流传感器21,出水管19侧壁上装配有水泵22,水箱17侧壁上连接有辅助加注管25。
其中:
1、确定供热小汽机设计参数
供热小机进汽参数,根据原汽轮机组的抽汽参数确定,例如600MW亚临界汽轮机组抽汽参数通常为压力1.0MPa(a)、温度350℃左右,进汽参数应适应原机组变负荷工况要求;
供热小机抽汽参数,根据热网循环水供水温度选取,例如热网循环水供水温度为125℃,小机抽汽参数压力0.3MPa(a)、温度220℃左右。
供热小机排汽背压,根据热网回水温度40-50℃(长输大温差热水管网回水温度可以低到30℃或以下),小机排汽背压可采用类似空冷机组的高背压,例如排汽背压取32-52kPa,乏汽可以将热网回水加热到68-80℃。
2、系统设计关键点
设备数量选择:对于1台600MW汽轮机组,一般供热用中排抽汽量约为600-700t/h,供热小汽轮机1、高背压乏汽凝汽器3和热网加热器5建议各设置 2台或3台。
布置方案:供热小汽轮机1、高背压乏汽凝汽器3和热网加热器5布置在一个区域,根据现场条件,与原汽轮机组靠近布置或远离布置均可。
管道设计:各条管道上设置必要的隔离阀门,尤其抽汽管道上需设置快关逆止阀门16。
3、新型供热小汽轮机增加出力估计
以1台600MW汽轮机组供热改造为例,原机组中排额定抽汽量为600t/h,设置2台新型供热小机,新型供热小汽轮机和常规背压小机出力对比如下:
从上表看出,单台供热小汽轮机出力比常规背压小机增加了8.7MW,出力增加约1/3,2台供热小机共增加出力17.6MW,节能效果十分显著。
在使用时:热网循环水首先通过热网回水母管13进入高背压乏汽凝汽器 3中,此时,温度从30-50℃提升至68℃,然后通过热网循环泵4进入热网加热器5中,利用供热小机抽汽继续将热网水加热到125℃外供。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。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,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,包括由主机供热抽汽系统、小机抽汽系统、小机乏汽系统、热网循环水系统、疏水系统及控制器(26)构成,其特征在于:上述所述系统还包括供热小汽轮机(1)、原大容量汽轮机组(2)、高背压乏汽凝汽器(3)、热网循环泵(4)、热网加热器(5)、原机组抽汽管道(6)、供热小机抽汽管道(7)、供热小机乏汽管道(8)和疏水管道(9);
所述供热小汽轮机(1)与原机组抽汽管道(6)装配连接,所述原机组抽汽管道(6)另一端与原大容量汽轮机组(2)连接,所述供热小汽轮机(1)上还装配连接有供热小机抽汽管道(7)和供热小机乏汽管道(8),所述供热小机抽汽管道(7)另一端与热网加热器(5)连接,所述供热小机乏汽管道(8)另一端与高背压乏汽凝汽器(3),所述热网加热器(5)与高背压乏汽凝汽器(3)上均连接有疏水回主机凝结水系统(15),所述疏水回主机凝结水系统(15)上均设置有循环储能系统,所述热网加热器(5)与高背压乏汽凝汽器(3)之间装配有热网循环泵(4)。
2.根据权利要求1所述的一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,其特征在于:所述原大容量汽轮机组(2)包括高压缸(10)、中压缸(11)和低压缸(12),所述供热小汽轮机(1)气源来自主机供热抽汽系统中中压缸(11)排汽,小机抽汽系统增设有抽汽口,抽汽参数与采暖要求相匹配;
新型小机降低了终端排汽参数,提高了小汽机的出力,小机与发电机相连,发出的电力为厂用电系统提供电源,降低厂用电率。
3.根据权利要求1所述的一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,其特征在于:所述主机供热抽汽系统来自原大容量汽轮机组(2)的中压缸(11)排汽,该抽汽管道作为新型供热小机的进汽管道;
小机抽汽系统包括供热小汽轮机(1)、热网加热器(5)、供热小机抽汽管道(7),抽汽放热后转变成疏水返回到热力系统中去;
小机乏汽系统包括供热小汽轮机(1)、高背压乏汽凝汽器(3)、供热小机乏汽管道(8),乏汽放热后转变成疏水返回到主机热力系统中去。
4.根据权利要求1所述的一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,其特征在于:所述疏水回主机凝结水系统(15)包括疏水管道(9),所述疏水管道(9)分别与热网加热器(5)和高背压乏汽凝汽器(3)连通。
5.根据权利要求1所述的一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,其特征在于:所述高背压乏汽凝汽器(3)上连接有热网回水母管(13),所述热网加热器(5)上连接有热网供水母管(14);
当循环水从热网回水母管(13)进入高背压乏汽凝汽器(3)内时,温度从30-50℃提升至68-80℃,再通过热网循环泵(4)进入热网加热器(5),利用供热小机抽汽继续将热网水加热到125℃外供。
6.根据权利要求1所述的一种新型供热小汽轮机装置及相关系统,其特征在于:所述原机组抽汽管道(6)上装配有快关逆止阀门(16)。
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