CN207989087U - 一种发电机组三级混联旁路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种发电机组三级混联旁路系统，包括高压旁路系统、低压旁路系统和低低压旁路系统；高压旁路系统包括高压旁路过滤器、高压旁路阀和高压旁路隔离阀；低压旁路系统包括依次连接在再热蒸汽热段管道和凝汽器之间的低压旁路过滤器、低压旁路阀和低压旁路隔离阀；低低压旁路系统包括低压缸隔离阀和中压排气低压旁路连通阀；低压缸隔离阀设置在中压缸和低压缸之间的导气管上；中压排气低压旁路连通阀入口管道设置在中压缸排气管道上，出口管道设置在低压旁路阀与低压旁路隔离阀之间的管道上；高压旁路系统与低压旁路系统通过高低压旁路连通阀相连接，低压旁路阀与隔离阀之间的管道经低压旁路供热调节阀与热网加热器相连。

Description

一种发电机组三级混联旁路系统

技术领域

本实用新型属于蒸汽透平发电供热技术领域，尤其涉及一种发电机组三级混联旁路系统。

背景技术

大容量火力发电机组在启动过程、停用过程以及汽轮机故障时锅炉工况的调整过程中，锅炉和汽轮机间运行工况必须有良好的协调。发电机组的旁路系统是蒸汽中间再热单元机组热力系统的重要组成系统，是和汽轮机蒸汽通道并列的蒸汽通道系统，由旁路阀、旁路管道、暖管设施以及相应的控制装置和必要的隔音设施组成。从锅炉来的新蒸汽绕过汽轮机高压缸的，称为高压旁路；再热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸的，称为低压旁路；新蒸汽绕过整个汽轮机而直接排人凝汽器的，称为整机旁路，又称为大旁路。具有保护锅炉再热器、改善启动条件、加快启动速度、延长机组寿命、回收工质和热量的作用。通常分为两级串联旁路系统、一级大旁路系统、三级旁路系统、两级并联旁路系统和三用阀旁路系统。

两级串联旁路系统应用较为广泛，但是调峰能力有限；一级大旁路系统不能调节再热器温度，不适用于调峰机组；三级旁路系统功能齐全，但系统较为复杂，设备附件多，投资大，布置困难，运行不便，很少采用；两级并联旁路系统使用较少；三用阀系统旁路容量大、具有调节功能、截止功能和安全阀功能。

近年来随着风电规模高速增长和光伏发电实现跨越式发展，电力供应由总体平衡、局部偏紧的状态逐步转向相对宽松和局部过剩。非化石电源快速发展的同时，部分地区弃风、弃光和弃水问题突出，三北地区风电消纳困难，云南和四川两省弃水严重。局部地区电网调峰能力严重不足，尤其北方冬季采暖期调峰困难，进一步加剧了非化石能源消纳矛盾。火电机组深度调峰是解决上述矛盾的有效途径：利用现有机组的旁路系统，通过改造和调整旁路系统的运行方式，实现火电机组深度调峰。

不仅如此，由于发电机组过热器再热器长期运行不可避免产生并经常发生氧化皮脱落，蒸汽中高速流动的氧化皮不仅对机组会造成损伤，而且对系统旁路系统阀门有显著的固体颗粒侵蚀作用，导致阀门卡涩和内漏；通过改造和调整旁路系统的运行方式，达到消除固体颗粒侵蚀问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种发电机组三级混联旁路系统，具有提高现有火电机组的供热调峰灵活性和调峰幅度，防止固体颗粒侵蚀的效果。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种发电机组三级混联旁路系统，包括高压旁路系统、低压旁路系统和低低压旁路系统；

所述的高压旁路系统包括依次连接在主蒸汽管道和再热蒸汽冷段管道之间的高压旁路过滤器、高压旁路阀和高压旁路隔离阀；

所述的低压旁路系统包括依次连接在再热蒸汽热段管道和凝汽器之间的低压旁路过滤器、低压旁路阀和低压旁路隔离阀；

所述的低低压旁路系统包括低压缸隔离阀和中压排气低压旁路连通阀；低压缸隔离阀设置在中压缸和低压缸之间的导气管上；中压排气低压旁路连通阀入口管道设置在中压缸排气管道上，出口管道设置在低压旁路阀与低压旁路隔离阀之间的管道上；

所述的高压旁路系统与低压旁路系统通过高低压旁路连通阀相连接，低压旁路阀与所述低压旁路隔离阀之间的管道经低压旁路供热调节阀与热网加热器相连。

优选的，所述的高压旁路过滤器入口与主蒸汽管道连接，高压旁路过滤器出口与高压旁路阀入口连接。

优选的，所述的低压旁路过滤器入口与再热蒸汽热段管道连接，低压旁路过滤器出口与低压旁路阀入口连接。

优选的，所述的高低压旁路连通阀入口设置在高压旁路阀与高压旁路隔离阀之间管道上，出口设置在低压旁路阀与低压旁路隔离阀之间的管道上。

优选的，高压旁路过滤器和低压旁路过滤器均包括分离器，设置在分离器一侧或顶部中央的进口管，设置在分离器顶部中央或一侧的出口管，设置在分离器内部将进口管的通路和出口管的通路分隔的滤网；进口管为过滤器入口，出口管为过滤器出口。

进一步，分离器呈圆筒状设置，底部设置有锥斗，滤网呈圆筒状固定在分离器的顶部；

进口管设置在分离器一侧时，滤网正对的一侧外部设置有护板，滤网底部封闭且与分离器底部锥斗呈间隙设置；

进口管设置在分离器顶部中央时，滤网底部开口且与分离器底部锥斗连接设置。

再进一步，分离器的底部依次经氧化皮排放一次门和氧化皮排放二次门连接呈筒状的氧化皮收集器。

进一步，氧化皮收集器内部设置的疏水过滤器，疏水过滤器的输出端连接疏水扩容器；疏水扩容器的蒸汽出口连接至低压旁路阀与低压旁路隔离阀之间的管道上，疏水出口连接至凝汽器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型所述的系统，通过三级旁路的依次设置，分别能够对高、中和低压缸进行旁路和保护，提高现有火电机组的供热调峰灵活性和调峰幅度、爬坡能力以及启停速度。通过设置的高压旁路和低压旁路上的过滤器，消除了发电机组旁路阀门的固体颗粒侵蚀作用，减少了旁路阀门磨损和内漏，有较为显著的安全效益和经济效益。

进一步的，通过过滤器的设置，消除了对高旁阀的磨损和内漏，而且消除了蒸汽中氧化皮对主汽门、高调门以及汽轮机的固粒侵蚀，有显著的安全效益。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种发电机组深度调峰三级混联旁路系统示意图。

图2是本实用新型所述的一种分离器的结构示意图。

图3是本实用新型所述的另一种分离器的结构示意图。

图中：1-高压旁路过滤器、2-高压旁路阀、3-高压旁路隔离阀、4-低压旁路过滤器、5-低压旁路阀、6-低压旁路隔离阀、7-高低压旁路连通阀、8低压缸隔离阀、9-中压排气低压旁路连通阀、10-低压旁路供热调节阀、11-锅炉、12-高压缸、13-中压缸、14-低压缸、15-发电机、16-凝汽器、17-给水泵、18-过热器、19-再热器、20-分离器、21-进口管、22-出口管、23-滤网、24-氧化皮排放一次门、25-氧化皮排放二次门、26-氧化皮收集器、27-疏水过滤器、28-护板、29-疏水扩容器。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型所述的一种发电机组深度调峰三级混联旁路系统，包括高压旁路系统、低压旁路系统和低低压旁路系统，如图1所示，其具体包括高压旁路过滤器1、高压旁路阀2、高压旁路隔离阀3、低压旁路过滤器4、低压旁路阀5、低压旁路隔离阀6、高低压旁路连通阀7、低压缸隔离阀8、中压排气低压旁路连通阀9、低压旁路供热调节阀10、锅炉11、高压缸12、中压缸13、低压缸14、发电机15、凝汽器16、给水泵17、过热器18和再热器19；其中高压旁路系统包括高压旁路过滤器1、高压旁路阀2和高压旁路隔离阀3，低压旁路系统包括低压旁路过滤器4、低压旁路阀5和低压旁路隔离阀6，低低压旁路系统包括低压缸隔离阀8和中压排气低压旁路连通阀9；高压旁路系统与低压旁路系统通过高低压旁路连通阀7相连接，低压旁路系统与低低压旁路系统通过中压排气低压旁路连通阀9相连接；低压旁路供热调节阀10入口设置在低压旁路阀5与低压旁路隔离阀6之间的管道上，低压旁路供热调节阀10出口与热网加热器相连。

其中，锅炉11、过热器18、高压缸12、再热器19、中压缸13、低压缸14、凝汽器16和给水泵17依次连接形成发电机组水汽循环回路，蒸汽通过高压缸12、中压缸13和低压缸14驱动发电机15形成发电机组；高压旁路过滤器1入口与主蒸汽管道连接，高压旁路过滤器1出口与高压旁路阀2入口连接；高压旁路隔离阀3设置在高压旁路阀2与再热蒸汽冷段管道之间；低压旁路过滤器4入口与再热蒸汽热段管道连接，出口经低压旁路阀5和低压旁路隔离阀6连接凝汽器16入口；高低压旁路连通阀7入口设置在高压旁路阀2与高压旁路隔离阀3之间管道上，高低压旁路连通阀7出口设置在低压旁路阀5与低压旁路隔离阀6之间的管道上；低压缸隔离阀8设置在中压缸13与低压缸14之间的导气管上，中压排气低压旁路连通阀9入口管道设置在中压缸13排气管道上，中压排气低压旁路连通阀9出口管道设置在低压旁路阀5与低压旁路隔离阀6之间的管道上。

如图2所示，高压旁路过滤器1和低压旁路过滤器4均包括分离器20，设置在分离器20一侧的进口管21，设置在分离器20顶部中央的出口管22，设置在分离器20内部将进口管21的通路和出口管22的通路分隔的滤网23；进口管21为过滤器入口，出口管22为过滤器出口。

其中，分离器20呈圆筒状设置，底部设置有锥斗，滤网23呈圆筒状同轴固定在分离器20的顶部，与进口管21正对的一侧外部设置有护板28，滤网23底部封闭且与分离器20底部锥斗呈间隙设置，从而形成两个相对隔离的腔室，氧化皮从外部腔室排出。

如图3所示，分离器20的进口管21设置在顶部中央，出口管22设置在一侧；滤网23底部开口且与分离器20底部锥斗连接设置，从而形成两个相对隔离的腔室，氧化皮从内部腔室排出。

分离器20的底部依次经氧化皮排放一次门24和氧化皮排放二次门25连接呈筒状的氧化皮收集器26。氧化皮收集器26内部同轴设置的疏水过滤器27，本优选实例中，疏水过滤器27同轴固定在氧化皮收集器26的底部，氧化皮收集器26的底部中央设置的疏水过滤器27的输出端连接疏水扩容器29；如图1所示，疏水扩容器29的蒸汽出口连接至低压旁路阀5与低压旁路隔离阀6之间的管道上，疏水出口连接至凝汽器16。

本实用新型所述的一种发电机组深度调峰三级混联旁路系统，其调节方法包括如下步骤，

S1，设置高压旁路、低压旁路和低低压旁路；

S2，分别连通高压旁路与低压旁路，低压旁路与低低压旁路；

S3，机组深度调峰时，调整高压旁路、低压旁路、低低压旁路阀门以及高低压旁路连通阀、中压排气低压旁路连通阀开度，深度降低汽轮机蒸汽量，减小汽轮机出力及发电机发电负荷，提高供热能力。

进一步的，运行中过热器18中氧化皮分离时，关闭高压旁路隔离阀3、低压旁路阀5、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启高压旁路过滤器1、低压旁路隔离阀6；调节高压旁路阀2、高低压旁路连通阀7；使过热器18中氧化皮经过热蒸汽携带至高压旁路过滤器1分离。

进一步的，运行中再热器19中氧化皮分离时，关闭高压旁路阀2、高压旁路隔离阀3、高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启低压旁路过滤器4、低压旁路隔离阀6；调节低压旁路阀5开度；使再热器19中氧化皮经再热蒸汽携带至低压旁路过滤器4分离。

实施例1：

以某600MW供热机组为例，对现有二级串联旁路进行三级混合旁路改造。启动时，关闭高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启高压旁路过滤器1、高压旁路隔离阀3、低压旁路过滤器4和低压旁路隔离阀6；按照二级串联旁路系统正常启动、并网和带负荷。

深度调峰时，开启高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；关闭高压旁路隔离阀3、低压旁路隔离阀6；调节高压旁路阀2、高低压旁路连通阀7，降低高压缸进气量，减小高压缸出力；同时调节低压旁路阀5开度，降低中压缸进气量，减小中压缸出力；同时调节低压缸隔离阀8开度，维持低压缸最小进气量，调节中压排气低压旁路连通阀9、低压旁路供热调节阀10，增大供热负荷。

上述过程中，由于改变了汽轮机高中低缸的进气量，引起各级配汽改变，应重新校核轴向推力，确保各级动静部件强度不超过设计值、抽汽后差胀和轴向位移不超过设计值。

对现有二级串联旁路进行三级混合旁路改造后，热电机组增加20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40％-50％额定容量；纯凝机组增加15％-20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30％-35％额定容量。

实施例2：

以某600MW供热机组为例，对现有二级串联旁路进行三级混合旁路改造。

运行中如发现过热器中有氧化皮脱落时，可以采用运行中过热器的氧化皮分离：关闭高压旁路隔离阀3、低压旁路阀5、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启高压旁路过滤器1、低压旁路隔离阀6；调节高压旁路阀2、高低压旁路连通阀7；使过热器中氧化皮经过热蒸汽携带至高压旁路过滤器1分离，分离后的蒸汽回收至凝汽器12；分离结束后关闭高压旁路过滤器1、低压旁路隔离阀6、高压旁路阀2和高低压旁路连通阀7。

运行中如发现再热器中有氧化皮脱落时，可以采用运行中再热器的氧化皮分离：关闭高压旁路阀2、高压旁路隔离阀3、高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启低压旁路过滤器4、低压旁路隔离阀6；调节低压旁路阀5开度；使再热器中氧化皮经再热蒸汽携带至低压旁路过滤器4分离，分离后的蒸汽回收至凝汽器12；分离结束后关闭低压旁路过滤器4、低压旁路隔离阀6和低压旁路阀5开度。

在实际使用时，调节方法如下：

发电机组启动时，关闭高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启高压旁路过滤器1、高压旁路阀2、高压旁路隔离阀3、低压旁路过滤器4、低压旁路阀5和低压旁路隔离阀6；按照二级串联旁路系统正常启动、并网和带负荷；

供热深度调峰时，开启高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；关闭高压旁路隔离阀3和低压旁路隔离阀6；调节高压旁路阀2和高低压旁路连通阀7，降低高压缸进气量，减小高压缸出力；同时调节低压旁路阀5开度，降低中压缸进气量，减小中压缸出力；同时调节低压缸隔离阀8开度，维持低压缸最小进气量，调节中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10，增大供热负荷。

进一步的，运行中过热器18中氧化皮分离时，关闭高压旁路隔离阀3、低压旁路阀5、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启高压旁路过滤器1、调节高压旁路阀2、低压旁路隔离阀6和高低压旁路连通阀7；使过热器18中氧化皮经过热蒸汽携带至高压旁路过滤器1分离；

进一步的，运行中再热器19中氧化皮分离时，关闭高压旁路阀2、高压旁路隔离阀3、高低压旁路连通阀7、中压排气低压旁路连通阀9和低压旁路供热调节阀10；开启低压旁路过滤器4和低压旁路隔离阀6，调节低压旁路阀5开度，使再热器19中氧化皮经再热蒸汽携带至低压旁路过滤器4分离。

本领域技术人员在考虑说明书及实践的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，包括高压旁路系统、低压旁路系统和低低压旁路系统；

所述的高压旁路系统包括依次连接在主蒸汽管道和再热蒸汽冷段管道之间的高压旁路过滤器(1)、高压旁路阀(2)和高压旁路隔离阀(3)；

所述的低压旁路系统包括依次连接在再热蒸汽热段管道和凝汽器(16)之间的低压旁路过滤器(4)、低压旁路阀(5)和低压旁路隔离阀(6)；

所述的低低压旁路系统包括低压缸隔离阀(8)和中压排气低压旁路连通阀(9)；低压缸隔离阀(8)设置在中压缸(13)和低压缸(14)之间的导气管上；中压排气低压旁路连通阀(9)入口管道设置在中压缸(13)排气管道上，出口管道设置在低压旁路阀(5)与低压旁路隔离阀(6)之间的管道上；

所述的高压旁路系统与低压旁路系统通过高低压旁路连通阀(7)相连接，低压旁路阀(5)与所述低压旁路隔离阀(6)之间的管道经低压旁路供热调节阀(10)与热网加热器相连。

2.根据权利要求1所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，所述的高压旁路过滤器(1)入口与主蒸汽管道连接，高压旁路过滤器(1)出口与高压旁路阀(2)入口连接。

3.根据权利要求1所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，所述的低压旁路过滤器(4)入口与再热蒸汽热段管道连接，低压旁路过滤器(4)出口与低压旁路阀(5)入口连接。

4.根据权利要求1所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，所述的高低压旁路连通阀(7)入口设置在高压旁路阀(2)与高压旁路隔离阀(3)之间管道上，出口设置在低压旁路阀(5)与低压旁路隔离阀(6)之间的管道上。

5.根据权利要求1所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，高压旁路过滤器(1)和低压旁路过滤器(4)均包括分离器(20)，设置在分离器(20)一侧或顶部中央的进口管(21)，设置在分离器(20)顶部中央或一侧的出口管(22)，设置在分离器(20)内部将进口管(21)的通路和出口管(22)的通路分隔的滤网(23)；进口管(21)为过滤器入口，出口管(22)为过滤器出口。

6.根据权利要求5所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，分离器(20)呈圆筒状设置，底部设置有锥斗，滤网(23)呈圆筒状固定在分离器(20)的顶部；

进口管(21)设置在分离器(20)一侧时，滤网(23)正对的一侧外部设置有护板(28)，滤网(23)底部封闭且与分离器(20)底部锥斗呈间隙设置；

进口管(21)设置在分离器(20)顶部中央时，滤网(23)底部开口且与分离器(20)底部锥斗连接设置。

7.根据权利要求5所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，分离器(20)的底部依次经氧化皮排放一次门(24)和氧化皮排放二次门(25)连接呈筒状的氧化皮收集器(26)。

8.根据权利要求7所述的一种发电机组三级混联旁路系统，其特征在于，氧化皮收集器(26)内部设置的疏水过滤器(27)，疏水过滤器(27)的输出端连接疏水扩容器(29)；疏水扩容器(29)的蒸汽出口连接至低压旁路阀(5)与低压旁路隔离阀(6)之间的管道上，疏水出口连接至凝汽器(16)。