CN207905873U - 一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电厂发电领域，尤其涉及一种优化启动或停运燃气‑蒸汽联合循环机组的结构，包括连接所述联合循环机组的余热锅炉系统，余热锅炉系统包括高压汽包、中压汽包、低压汽包、高压蒸发器、中压蒸发器、低压蒸发器，高压汽包连接高压蒸发器、中压汽包连接中压蒸发器、低压汽包连接低压蒸发器，高压汽包与中压汽包相连接，用于向中压汽包补充蒸汽，中压汽包中的蒸汽用于为燃气‑蒸汽联合循环机组提供轴封蒸汽，低压汽包中的蒸汽用于为燃气‑蒸汽联合循环机组提供低压缸冷却蒸汽；利用余热锅炉提供辅助蒸汽替代启动锅炉供辅助蒸汽，节约大量用启动锅炉启动联合循环机组消耗的天然气及电量。

Description

一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构

技术领域

本实用新型涉及电厂发电领域，尤其涉及一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构。

背景技术

燃气-蒸汽联合循环机组具有启停速度快、调峰能力强的特点，被电网用做调峰机组，采用早启晚停的运行方式。机组在启动、停运过程中需要由辅助蒸汽提供轴封蒸汽和低压缸冷却蒸汽。机组温热态启动前，要送入轴封蒸汽才能对凝汽器建立真空；机组启动升速至2250rpm后或者停机时转速将至2250r/min之前，均需要足够的低压缸冷却蒸汽来冷却带走低压叶片因鼓风摩擦产生的热量；因此，轴封蒸汽和低压缸冷却蒸汽的正常运行是保障机组成功启动必不可少的条件。

电厂配备的启动锅炉，用于提供机组启动过程中的厂用辅助蒸汽，当机组高压进汽且高压轴封漏汽能提供机组自密封蒸汽后，启动锅炉转为备用状态。机组停运过程中，在高压轴封漏汽不能自密封之前，需要再次启动锅炉提供轴封密封蒸汽和低压缸冷却蒸汽，直至机组盘车投入，真空至零。虽然启动锅炉热效率较高，但为了供机组启动用辅助蒸汽每年仍需消耗上千吨标煤，而这些消耗没有产生直接的经济效益，仅仅是为了燃气-蒸汽联合循环机组启动做准备。启动锅炉在运行中还存在因燃烧器控制不良、风机挡板卡涩、烟气挡板调整性能差和供气安全阀跳闸等缺陷的存在，陆续发生无法启动及正常运行中多次跳闸现象。造成机组启动过程中辅助蒸汽供气不足、轴封蒸汽不能正常供给，导致机组启动过程中被迫启动中断和延时启动的事件偶尔发生，影响了机组的准时并网发电及经济性考核，给公司经济效益造成一定的失。

鉴于以上原因，两班制发电过程中，需寻找一个替代启动锅炉供辅助蒸汽的其他途径，才能改变这种只能依靠启动锅炉才能启动机组或停运机组的被动局面及相应减少启动锅炉能量消耗。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型利用余热锅炉提供辅助蒸汽启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组。

为实现上述目的，一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，包括连接所述联合循环机组的余热锅炉系统，余热锅炉系统包括高压汽包、中压汽包、低压气包、高压蒸发器、中压蒸发器、低压蒸发器。高压汽包连接高压蒸发器、中压汽包连接中压蒸发器、低压汽包连接低压蒸发器。高压汽包与中压汽包相连接，用于向中压汽包补充蒸汽。中压汽包中的蒸汽用于为燃气-蒸汽联合循环机组提供轴封蒸汽，低压汽包中的蒸汽用于为燃气-蒸汽联合循环机组提供低压缸冷却蒸汽。

本实用新型中，蒸发器将转化后的饱和蒸汽储存在汽包中，高压汽包与中压汽包用于提供轴封蒸汽，其中高压汽包与中压汽包串联，用于向中压汽包补充蒸汽，低压汽包提供低压缸冷却蒸汽。利用余热锅炉系统提供辅助蒸汽达到启动或停运机组，降低了锅炉的维护成本，减少了气量、电量的消耗，达到节能减排的效果。

进一步地，还包括中压过热器和/或低压过热器，所述中压过热器与中压汽包相连，所述低压过热器与低压汽包相连。余热锅炉直接输出的蒸汽即中压汽包与低压汽包中的蒸汽均为“饱和蒸汽”也叫“湿蒸汽”，一般含有3％左右的水。过热器的目的是去除饱和蒸汽中的水分，使中压蒸汽以及低压蒸汽的过热度符合要求，保护汽轮机免受水冲击。。

进一步地，中压过热器连接联合循环机组的机组辅汽母管，所述机组辅汽母管分为低压缸冷却蒸汽管道与轴封蒸汽管道，所述低压过热器连接至低压缸冷却蒸汽管道上，其排出的蒸汽用于为燃气-蒸汽联合循环机组提供低压缸冷却蒸汽。中压过热器连接机组辅汽母管，除了可以将蒸汽排入轴封蒸汽管道，为燃气-蒸汽联合循环机组提供轴封蒸汽之外，给实现蒸汽的其他利用方法提供了空间。

进一步地，机组辅汽母管还包括凝汽器除氧蒸汽管道。中压过热器向凝汽器提供除氧加热蒸汽，凝汽器在汽轮机排汽口建立并保持高度真空的状态。

进一步地，包括若干隔离阀与调节阀，所述隔离阀用于控制蒸汽的通过与隔离，所述调节阀用于控制蒸汽流量。在管道上设置隔离阀与调节阀，达到控制管道的开闭与所通过的蒸汽流量的目的。

进一步地，至少在高压汽包、中压汽包之间设有隔离阀与调节阀，所述隔离阀包括至少一个，所述调节阀包括至少一个。在高压汽包、中压汽包之间设有隔离阀，开启该隔离阀可以使高压汽包向中压汽包补充部分高压蒸汽，另外设有调节阀，通过调整其开度控制高压汽包至中压汽包的蒸汽流量。

进一步地，隔离阀为电动隔离阀。电动阀门动作力距比普通阀门大，其开关动作速度可以调整，结构简单，易维护。

进一步地，调节阀为气动调节阀。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。

利用余热锅炉提供辅助蒸汽替代启动锅炉供辅助蒸汽，节约大量用启动锅炉启动联合循环机组消耗的天然气及电量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中有高压汽包1、中压汽包2、低压汽包3、高压蒸发器4、中压蒸发器5、低压蒸发器6、中压过热器7、低压过热器8、机组辅汽母管9、低压缸冷却蒸汽管道10、轴封蒸汽管道11、凝汽器除氧蒸汽管道12、第一电动隔离阀13、第一气动调节阀14、第二电动隔离阀15、第二气动调节阀16、第三气动调节阀17、第三电动隔离阀18、第四电动隔离阀19、第四气动调节阀20、第五气动调节阀21第六气动调节阀22、第五电动隔离阀23、第七气动调节阀24。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步解释和说明。

如图1所示，本实用新型的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构包括燃气轮机、蒸汽轮机、发电机。燃气轮机、蒸汽轮机、发电机同轴依次串联排列。燃气轮机从外界大气环境吸入空气，利用燃气作为工作介质的燃烧，使燃气化学能部分转化为机械功，蒸汽轮机是将高温蒸汽的热能转化为旋转机械能。燃气-蒸汽联合循环机组还包括余热锅炉系统，该余热锅炉系统通过管道与燃气-蒸汽联合循环机组相连接，余热锅炉系统存储的蒸汽作为辅助蒸汽用于启动与停运燃气-蒸汽联合循环机组，代替用启动锅炉启动停运燃气-蒸汽联合循环机组。

如图1所示，余热锅炉系统包括高压汽包1、中压汽包2、低压汽包3、高压蒸发器4、中压蒸发器5、低压蒸发器6、中压过热器7、低压过热器8及多个连接管道。高压汽包1通过管道连接高压蒸发器4，中压汽包2通过管道连接中压蒸发器5，低压汽包3通过管道连接低压蒸发器6。中压汽包2连接中压过热器5，低压汽包6连接低压过热器8，经过中压过热器7的过热蒸汽为联合循环机组提供轴封蒸汽，经过低压过热器8的过热蒸汽为联合循环机组提供低压缸冷却用汽。高压汽包1存储高压蒸汽，高压蒸汽压力为7.0MPa、汽包饱和温度为300度左右；中压汽包2存储中压蒸汽，中压蒸汽压力为2.0MPa，中压过热器7使中压汽包2内的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，中压过热器7的温度大于300度；低压汽包3用于存储低压蒸汽，低压蒸汽压力为0.35MPa，低压过热器8的温度大于200度。在高压汽包1、中压汽包2之间设有第一电动隔离阀13和第一气动调节阀14，开启该第一电动隔离阀13可以使高压汽包1向中压汽包2补充部分高压蒸汽。通过调整第一气动调节阀14的开度控制高压汽包至中压汽包的蒸汽流量。

如图1所示，余热锅炉系统为燃气-蒸汽联合循环机组提供辅助蒸汽包括轴封蒸汽及低压缸冷却蒸汽，正常运行的轴封蒸汽及低压缸冷却蒸汽是保障机组成功启动必备条件。在机组启动条件，首先对汽轮机内凝汽器建立真空的操作，因此在启动机组时，将轴封蒸汽送入汽轮机轴封系统，使汽轮机内凝汽器内形成真空。机组在启动升速至2250r/min后或者停机时转速降至2250r/min之前，由于叶片摩擦产生热量，必须用足够的冷却蒸汽带走低压缸内低压叶片的鼓风摩擦产生的热量，保证机组的正常启动。中压过热器7提供的部分蒸汽经过第二电动隔离阀15、第二气动调节阀16进入到机组辅汽母管9，机组辅汽母管9分为低压缸冷却蒸汽管道10、轴封蒸汽管道11及凝汽器除氧蒸汽管道12。

本实用新型的工作原理：在余热锅炉高压汽包1饱和蒸汽侧设置有一路饱和蒸汽通过第一电动隔离阀13和第一气动调节阀14连接至中压汽包2，中压汽包2的蒸汽经过中压过热器7提供一部分蒸汽，该部分蒸汽经过第五气动调节阀21提供轴封蒸汽用于启动燃气-蒸汽联合循环机组。低压汽包3饱和蒸汽经过低压过热器8提供蒸汽，该蒸汽经过第三电动隔离阀18作为低压缸冷却蒸汽，用于启动和停运燃气-蒸汽联合循环机组。

当联合循环机组部分负荷时或燃气汽轮机、蒸汽轮机运行中跳闸时，需要提供足够的辅助蒸汽供低压缸进行冷却及轴封系统进行凝汽器真空操作，这种情况可能导致中压汽包2压力偏低，需要从高压汽包1补充一部分蒸汽，作为中压系统产汽量不足或用汽量过大时的补充汽源。开启第一电动隔离阀13和第一气动调节阀14，第一气动调节阀14通过调整开度控制高压汽包1至中压汽包2的蒸汽流量，使中压汽包2处于需求压力下的平衡稳定状态。

中压过热器7提供的蒸汽除了用作轴封蒸汽之外，还包括经过第四电动隔离阀19、第四气动调节阀20提供低压缸冷却用汽；经过第五气动调节阀21提供轴封蒸汽，经过第六气动调节阀22疏水到凝汽器；经过第五电动隔离阀23、第七气动调节阀24至凝汽器除氧。另外，中压过热器7提供的蒸汽在第二电动隔离阀15、第二气动调节阀之间输入一支路，经过第三气动调节阀17疏水至管扩。

本实用新型利用余热锅炉提供辅助蒸汽启动与停运燃气-蒸汽联合循环机组成功率达到99％以上，提高余热锅炉的利用效率；节约能源，利用余热锅炉提供辅助蒸汽替代启动锅炉供辅助蒸汽，节约大量用启动锅炉启动联合循环机组消耗的天然气及电量。

Claims (8)

1.一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，包括连接所述联合循环机组的余热锅炉系统，其特征在于，所述余热锅炉系统包括高压汽包、中压汽包、低压汽包、高压蒸发器、中压蒸发器、低压蒸发器，所述高压汽包连接高压蒸发器、中压汽包连接中压蒸发器、低压汽包连接低压蒸发器，高压汽包与中压汽包相连接，用于向中压汽包补充蒸汽，所述中压汽包中的蒸汽用于为燃气-蒸汽联合循环机组提供轴封蒸汽，所述低压汽包中的蒸汽用于为燃气-蒸汽联合循环机组提供低压缸冷却蒸汽。

2.根据权利要求1所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，还包括中压过热器和/或低压过热器，所述中压过热器与中压汽包相连，所述低压过热器与低压汽包相连。

3.根据权利要求2所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，所述中压过热器连接机组辅汽母管，所述机组辅汽母管分为低压缸冷却蒸汽管道与轴封蒸汽管道，所述低压过热器连接至低压缸冷却蒸汽管道上。

4.根据权利要求3所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，机组辅汽母管还包括凝汽器除氧蒸汽管道。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，还包括若干隔离阀与调节阀，所述隔离阀用于控制蒸汽的通过与隔离，所述调节阀用于控制蒸汽流量。

6.根据权利要求5所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，至少在高压汽包、中压汽包之间设有隔离阀与调节阀。

7.根据权利要求5所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，所述隔离阀为电动隔离阀。

8.根据权利要求5所述的一种优化启动或停运燃气-蒸汽联合循环机组的结构，其特征在于，所述调节阀为气动调节阀。