CN116717784A - 汽轮机给水温度的加热系统和加热方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种汽轮机给水温度的加热系统和加热方法，所述加热系统包括抽汽管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器；所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通；所述第一高压加热器通过所述第一管道与所述抽汽管道连通，所述第二高压加热器通过所述第二管道与所述抽汽管道连通，所述第三高压加热器通过所述第三管道与所述抽汽管道连通，所述除氧器通过所述第四管道与所述抽汽管道连通。利用汽轮机低压旁路蒸汽管道内的蒸汽对第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器进行加热，降低冷源损失，减少了凝泵耗电量，降低了机组的厂用电。

Description

汽轮机给水温度的加热系统和加热方法

技术领域

本公开涉及汽轮机技术领域，具体地，涉及一种汽轮机给水温度的加热系统和加热方法。

背景技术

发电厂的热效率等于锅炉效率、汽轮机效率、管道效率、发电机效率四者之积。汽轮机热效率很低，一般为30％-40％，这是因为汽轮机将蒸汽的热能转变为机械能时不可避免地要产生冷源损失。温度和压力很高的蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，从末级叶片出来的蒸汽温度和压力都很低，为了使蒸汽能充分膨胀，凝汽器内应维持很高的真空度，同时为了使膨胀做功后的蒸汽回到锅炉中去，必须将汽轮机的排气凝结成水，用水泵打入锅炉形成热力循环。汽轮机的排汽进入凝汽器，由冷却水将排汽凝结成水，并将排汽的潜热带走，这部分热量约占主蒸汽含热量的50％以上。这部分热量对凝汽式电厂来说不但不可避免，而且也无法利用。

如果将在汽轮机中膨胀做了一部分供的蒸汽抽出来加热给水，蒸汽的潜热得到完全利用。由于这部分蒸汽既发了电，又避免了冷源损失，发电厂的循环热效率显著提高，所以几乎所有的发电机组都有利用汽轮机抽汽加热的给水加热器用来提高水温。提高给水温度可以提高电厂的循环热效率，从而降低发电煤耗。所以，给水温度是电厂的重要经济指标。但是在启动初期，由于汽轮机中没有或只有少量蒸汽，无法用汽轮机抽汽加热给水。

发明内容

本公开的目的是提供一种汽轮机给水温度的加热系统，该汽轮机给水温度的加热系统能够解决相关技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种汽轮机给水温度的加热系统，所述加热系统包括抽汽管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器；所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通；所述第一高压加热器通过所述第一管道与所述抽汽管道连通，所述第二高压加热器通过所述第二管道与所述抽汽管道连通，所述第三高压加热器通过所述第三管道与所述抽汽管道连通，所述除氧器通过所述第四管道与所述抽汽管道连通。

可选地，所述加热系统包括减温减压器、温度检测件以及压力检测件，所述减温减压器设置于所述抽汽管道，所述温度检测件设置于所述抽汽管道并位于所述减温减压器的后方，所述压力检测件设置于所述抽汽管道并位于所述温度检测件的后方，所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道以及所述第四管道均位于所述压力检测件的后方。

可选地，所述加热系统还包括第一隔离阀、第一逆止阀、第二隔离阀、第二逆止阀、第三隔离阀以及第三逆止阀；所述第一隔离阀和所述第一逆止阀设置于所述第一管道，且所述第一逆止阀设置于所述第一隔离阀的后方；所述第二隔离阀和所述第二逆止阀设置于所述第二管道，且所述第二逆止阀设置于所述第二隔离阀的后方；所述第三隔离阀和所述第三逆止阀设置于所述第三管道，且所述第三逆止阀设置于所述第三隔离阀的后方。

可选地，所述第一隔离阀、所述第二隔离阀以及所述第三隔离阀均构造为电动隔离阀。

可选地，所述加热系统还包括第一疏水阀，所述第一疏水阀设置于所述抽汽管道并位于所述减温减压器和所述温度检测件之间。

可选地，所述加热系统还包括高压缸、第一高压管道、第二高压管道、中压缸、第一中压管道以及第二中压管道；所述第一高压加热器通过所述第一高压管道与所述高压缸连通，所述第二高压加热器通过所述第二高压管道与所述高压缸连通；所述第三高压加热器通过所述第一中压管道与所述中压缸连通，所述除氧器通过所述第二中压管道与所述中压缸连通。

可选地，所述加热系统还包括低压旁路阀，所述低压旁路阀用于设置于汽轮机低压旁路蒸汽管道，且所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通并位于所述低压旁路阀的入口侧。

可选地，所述加热系统还包括第二疏水阀，所述第二疏水阀用于设置于汽轮机低压旁路蒸汽管道，所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通并位于所述低压旁路阀和所述第二疏水阀之间。

可选地，所述温度检测件构造为温度传感器，和/或，所述压力检测件构造为压力传感器。

本公开还提供一种汽轮机给水温度的加热方法，所述加热方法利用所述的加热系统，并包括：

利用高压旁路、低压旁路、第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器的参数要求设定抽汽管道的压力和温度；

在汽轮机启动升温升压阶段，获取低压旁路阀前的压力和温度数据，以确定投入抽汽的工况点；

在汽轮机启动升温升压阶段，依次投入第一高压加热器、第二高压加热器以及第三高压加热器进行抽汽，并控制第一高压加热器、第二高压加热器以及第三高压加热器各个升温率符合各个高温加热器的参数设定要求；

汽轮机并网后，获取给水压力、温度、低压旁路阀前的压力和温度数据，确定回切汽源的工况点。

在上述技术方案中，通过设置抽汽管道，并且该抽汽管道与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通，并且第一高压加热器通过第一管道与抽汽管道连通，第二高压加热器通过第二管道与抽汽管道连通，第三高压加热器通过第三管道与抽汽管道连通，除氧器通过第四管道与抽汽管道连通，从而可以利用汽轮机低压旁路蒸汽管道内的蒸汽对第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器进行加热，降低冷源损失，热量高的低旁乏汽得到有效地利用，减少了凝泵耗电量，降低了机组的厂用电。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的汽轮机给水温度的加热系统的结构示意图；

图2是本公开一种实施方式的汽轮机给水温度的加热方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

参照图1所示，本公开提供一种汽轮机给水温度的加热系统，加热系统包括抽汽管道10、第一管道1、第二管道2、第三管道3、第四管道4、第一高压加热器5、第二高压加热器6、第三高压加热器7以及除氧器8；抽汽管道10用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道100连通；第一高压加热器5通过第一管道1与抽汽管道10连通，第二高压加热器6通过第二管道2与抽汽管道10连通，第三高压加热器7通过第三管道3与抽汽管道10连通，除氧器8通过第四管道4与抽汽管道10连通。

在上述技术方案中，通过设置抽汽管道10，并且该抽汽管道10与汽轮机低压旁路蒸汽管道100连通，并且第一高压加热器5通过第一管道1与抽汽管道10连通，第二高压加热器6通过第二管道2与抽汽管道10连通，第三高压加热器7通过第三管道3与抽汽管道10连通，除氧器8通过第四管道4与抽汽管道10连通，从而可以利用汽轮机低压旁路蒸汽管道100内的蒸汽对第一高压加热器5、第二高压加热器6、第三高压加热器7以及除氧器8进行加热，降低冷源损失，热量高的低旁乏汽得到有效地利用，减少了凝泵耗电量，降低了机组的厂用电。

在一种实施方式中，加热系统包括减温减压器20、温度检测件30以及压力检测件40，减温减压器20设置于抽汽管道10，温度检测件30设置于抽汽管道10并位于减温减压器20的后方，压力检测件40设置于抽汽管道10并位于温度检测件30的后方，第一管道1、第二管道2、第三管道3以及第四管道4均位于压力检测件40的后方。

在该实施方式中，减温减压器20能够有效地降低蒸汽的温度和压力，温度检测件30和压力检测件40用于对蒸汽的温度和压力进行检测，避免蒸汽的温度或者压力过高。

可选地，参照图1所示，加热系统还包括第一隔离阀1011、第一逆止阀1012、第二隔离阀1021、第二逆止阀1022、第三隔离阀1031以及第三逆止阀1032；第一隔离阀1011和第一逆止阀1012设置于第一管道1，且第一逆止阀1012设置于第一隔离阀1011的后方；第二隔离阀1021和第二逆止阀1022设置于第二管道2，且第二逆止阀1022设置于第二隔离阀1021的后方；第三隔离阀1031和第三逆止阀1032设置于第三管道3，且第三逆止阀1032设置于第三隔离阀1031的后方。通过设置隔离阀和逆止阀可以有效地保证各个管道的安全性能。例如，第一隔离阀1011、第二隔离阀1021以及第三隔离阀1031均构造为电动隔离阀。但是本公开并不对一隔离阀1011、第二隔离阀1021以及第三隔离阀1031的具体类型作限定。

可选地，参照图1所示，加热系统还包括第一疏水阀50，第一疏水阀50设置于抽汽管道10并位于减温减压器20和温度检测件30之间，便于蒸汽的流通。

在其他的实施方式中，加热系统还包括高压缸200、第一高压管道201、第二高压管道202、中压缸300、第一中压管道301以及第二中压管道302；第一高压加热器5通过第一高压管道201与高压缸200连通，第二高压加热器6通过第二高压管道202与高压缸200连通；第三高压加热器7通过第一中压管道301与中压缸300连通，除氧器8通过第二中压管道302与中压缸300连通。

可选地，加热系统还包括低压旁路阀，低压旁路阀用于设置于汽轮机低压旁路蒸汽管道100，且抽汽管道10用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道100连通并位于低压旁路阀的入口侧。便于对管道进行有效地控制。

可选地，加热系统还包括第二疏水阀，第二疏水阀用于设置于汽轮机低压旁路蒸汽管道100，抽汽管道10用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道100连通并位于低压旁路阀和第二疏水阀之间，提升汽轮机低压旁路蒸汽管道100内蒸汽的流通性能。

可选地，温度检测件30构造为温度传感器，和/或，压力检测件构造为压力传感器。但是本公开并不对温度检测件30和压力检测件40的具体类型作限定。

参照图2所示，本公开另外还提供一种汽轮机给水温度的加热方法，加热方法利用上述的加热系统，并包括：

S11，利用高压旁路、低压旁路、第一高压加热器5、第二高压加热器6、第三高压加热器7以及除氧器8的参数要求设定抽汽管道10的压力和温度；

S12，在汽轮机启动升温升压阶段，获取低压旁路阀前的压力和温度数据，以确定投入抽汽的工况点；

S13，在汽轮机启动升温升压阶段，依次投入第一高压加热器5、第二高压加热器6以及第三高压加热器7进行抽汽，并控制第一高压加热器5、第二高压加热器6以及第三高压加热器7各个升温率符合各个高温加热器的参数设定要求；

S14，汽轮机并网后，获取给水压力、温度、低压旁路阀前的压力和温度数据，确定回切汽源的工况点。

上述汽轮机给水温度的加热方法的一种实施例参照下文：

a.利用高低旁、除氧器、高加说明书设计最佳的抽汽压力和温度。高低旁设计参数：压力5.5Mpa、温度595℃，机组启动过程中压力禁止超过0.7Mpa；除氧器设计参数：压力1.3Mpa、温度350℃；高加设计参数均高于除氧器；不考虑管道压损的情况下，减温减压器后最佳的抽汽压力为0.7Mpa、温度为350℃。

b.在汽轮机启动的升温升压阶段，以冷态启动为例，按照启动一般规定的除氧器压力为0Mpa、温度为90℃，启动流量为345t/h，凝结水压力为1.5Mpa、温度32.6℃，同时以0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7Mpa抽汽压力为节点，利用热量守恒和质量守恒定律，找出抽汽压力最低的点为最佳投入点。排除过热度较小的节点，得出最佳投入点抽汽压力为0.3Mpa，抽汽量30.92t/h,凝结水量314.07t/h。

c.在汽轮机启动的升温升压阶段，以冷态启动为例，考虑设备使用寿命等因素，除氧器温升速率1.72℃/min，除氧器温度可以按照此速率及启动初期蒸汽量适当控制。低旁蒸汽温度高时，可以投入减温水，计算在流量中。为了防止回切步骤时，给水温度波动等其他影响，建议除氧器温度最高升至131℃。

d.考虑到高加热应力问题，除氧器温度达到131℃后，按原则逐渐投入高加抽汽，微操电动隔离门，控制温升率符合高加说明书要求。由于抽汽压力相同，高加疏水排至凝汽器；为了防止回切步骤时，给水温度波动等其他影响，建议高加出口给水温度最高升至216℃。

e.中速暖机过程中，低加随机投运，凝结水温度上升趋势。需调整抽汽热量，维持高加出口给水温度稳定。

F.汽轮机带负荷后，各监视段压力上升，根据各段参数实际情况，有序退出高加启动抽汽。高低旁关闭前，启动抽汽全部退出。

G.考虑直流炉需要在干湿转换前完成回切，且高低旁关闭前，启动抽汽应全部退出，回切至正常运行方式。利用热力性能图工况曲线，获得四抽压力为0.3Mpa、四抽温度327℃，以此为回切汽源的最佳工况点。

上述实施例以350MW机组配备50％容量串联高低压旁路为例，机组有冷态、温态、热态、极热态四种启动方式，本发明以最常见的冷态启动举例说明，如何实现提高除氧器温度。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统包括抽汽管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器；所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通；所述第一高压加热器通过所述第一管道与所述抽汽管道连通，所述第二高压加热器通过所述第二管道与所述抽汽管道连通，所述第三高压加热器通过所述第三管道与所述抽汽管道连通，所述除氧器通过所述第四管道与所述抽汽管道连通。

2.根据权利要求1所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统包括减温减压器、温度检测件以及压力检测件，所述减温减压器设置于所述抽汽管道，所述温度检测件设置于所述抽汽管道并位于所述减温减压器的后方，所述压力检测件设置于所述抽汽管道并位于所述温度检测件的后方，所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道以及所述第四管道均位于所述压力检测件的后方。

3.根据权利要求2所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统还包括第一隔离阀、第一逆止阀、第二隔离阀、第二逆止阀、第三隔离阀以及第三逆止阀；所述第一隔离阀和所述第一逆止阀设置于所述第一管道，且所述第一逆止阀设置于所述第一隔离阀的后方；所述第二隔离阀和所述第二逆止阀设置于所述第二管道，且所述第二逆止阀设置于所述第二隔离阀的后方；所述第三隔离阀和所述第三逆止阀设置于所述第三管道，且所述第三逆止阀设置于所述第三隔离阀的后方。

4.根据权利要求3所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述第一隔离阀、所述第二隔离阀以及所述第三隔离阀均构造为电动隔离阀。

5.根据权利要求2所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统还包括第一疏水阀，所述第一疏水阀设置于所述抽汽管道并位于所述减温减压器和所述温度检测件之间。

6.根据权利要求1所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统还包括高压缸、第一高压管道、第二高压管道、中压缸、第一中压管道以及第二中压管道；所述第一高压加热器通过所述第一高压管道与所述高压缸连通，所述第二高压加热器通过所述第二高压管道与所述高压缸连通；所述第三高压加热器通过所述第一中压管道与所述中压缸连通，所述除氧器通过所述第二中压管道与所述中压缸连通。

7.根据权利要求1所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统还包括低压旁路阀，所述低压旁路阀用于设置于汽轮机低压旁路蒸汽管道，且所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通并位于所述低压旁路阀的入口侧。

8.根据权利要求7所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述加热系统还包括第二疏水阀，所述第二疏水阀用于设置于汽轮机低压旁路蒸汽管道，所述抽汽管道用于与汽轮机低压旁路蒸汽管道连通并位于所述低压旁路阀和所述第二疏水阀之间。

9.根据权利要求2所述的汽轮机给水温度的加热系统，其特征在于，所述温度检测件构造为温度传感器，和/或，所述压力检测件构造为压力传感器。

10.一种汽轮机给水温度的加热方法，其特征在于，所述加热方法利用权利要求1-9中任意一项所述的加热系统，并包括：

利用高压旁路、低压旁路、第一高压加热器、第二高压加热器、第三高压加热器以及除氧器的参数要求设定抽汽管道的压力和温度；

在汽轮机启动升温升压阶段，获取低压旁路阀前的压力和温度数据，以确定投入抽汽的工况点；

在汽轮机启动升温升压阶段，依次投入第一高压加热器、第二高压加热器以及第三高压加热器进行抽汽，并控制第一高压加热器、第二高压加热器以及第三高压加热器各个升温率符合各个高温加热器的参数设定要求；

汽轮机并网后，获取给水压力、温度、低压旁路阀前的压力和温度数据，确定回切汽源的工况点。