CN208870655U - 一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，由高压缸输出的蒸汽一路通向低压缸，另一路通向热网加热器；每一个蒸汽管路上设置有阀门，控制蒸汽管路的通断。高压缸和低压缸为同一个动力输入轴，该动力输入轴的终端和发电机连接，驱动发电机，发电机带动负载运行。冬季供热时应用低压缸零出力技术，其余蒸汽均进入热网加热器实现对外供热。非供热季维持纯凝工况运行，高压缸和低压缸共同带动发电机发电；在进行供热转换时，只需调整不同蒸汽管路上的阀门，即可实现切缸功能，反应快速，系统简单；冬季小汽轮机排汽几乎全部用于供热，无冷源损失，热经济性高。

Description

一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统

【技术领域】

本实用新型属于燃煤机组节能降耗领域，具体涉及一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统。

【背景技术】

火力发电厂在进行设计时，辅机选型往往都按最大负荷选择并留有一定的裕量。而在实际运行时，由于偏离设计工况点，辅机运行效率一般均较设计值低，造成电能损耗，尤其是当火电机组参与调峰后，由于辅机效率偏低产生的电能损耗严重。因此，在条件允许的情况下，部分辅机采用调速运行，降低节流损失并提高其运行效率，往往可以产生比较好的节能效果。

通过高转速变转速汽轮机驱动发电频率可调的小发电机产生与需求运行频率相等的电能，继而带动各辅机运行，在减小系统节流损失提高传动效率的同时，系统更为集中、简单，便于维护。该驱动模式称之为辅机统调动力源。但以辅机统调动力源的形式带动电厂全部辅机，实现难度较大。可行的做法是以辅机统调动力源带动运行频率一致的主要辅机设备，其他辅机仍然通过厂用电源带动。根据电厂运行的实际情况，以辅机统调电力源拖动的辅机主要为三大风机(引风机、送风机、一次风机)。机组低负荷运行时，可以取得节能效果。现火力发电厂的机组多承担冬季供热任务，对于此类机组，需考虑在现有设备的条件下，如何结合统调动力源与对外供热。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统。该辅机统调动力源和冬季居民采暖供热联合，供热季可大幅减小排汽冷源损失，热经济性高。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，包括高压缸，高压缸的蒸汽输出管路分为两路，一路与低压缸的蒸汽进汽端连通，为第一蒸汽管路；另一路与热网加热器的蒸汽进汽端连通，为第二蒸汽管路；高压缸和低压缸依次串联在动力输入轴上，动力输入轴的终端和发电机连接，发电机为负载提供电能。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，高压缸和中压缸之间设置有冷却蒸汽旁路，冷却蒸汽旁路和第一蒸汽管路并联；冷却蒸汽管路上设置有冷却蒸汽阀门。

优选的，高压缸输出至热网加热器的蒸汽在热网加热器内被冷凝成疏水，疏水被疏水泵加压后流回至主机热力系统。

优选的，热网加热器通过高压缸输出的蒸汽加热热网水，热网水从热网加热器流出后进入尖峰加热器，在尖峰加热器内被加热后输出至外部供热系统。

优选的，低压缸输出的蒸汽在凝汽器内被冷却水冷却形成凝结水，凝结水输出至主机凝汽器。

优选的，凝汽器和主机凝汽器之间的凝结水传输管路上设置有凝结水泵；凝汽器和真空泵连通。

优选的，凝汽器的冷却水进水管道为主机循环水进水管的分支，凝汽器的冷却水排水管道汇入主机循环水出水管；凝汽器冷却水进水管道上设置有循环水升压泵。

优选的，高压缸的蒸汽输入端和锅炉或汽轮机的蒸汽输出端连通；第一蒸汽管路上设置有第一阀门，第二蒸汽管路上设置有第二阀门。

优选的，第一阀门选用蝶阀；第二阀门选用阀门组。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，由高压缸输出的蒸汽一路通向低压缸，另一路通向热网加热器；高压缸和低压缸为同一个动力输入轴，该动力输入轴的终端和发电机连接，驱动发电机，发电机带动负载运行。冬季供热时应用低压缸零出力技术，蒸汽均进入热网加热器实现对外供热。非供热季维持纯凝工况运行，高压缸和低压缸共同带动发电机发电；在进行供热转换时，只需调整不同蒸汽管路的通断，即可实现切缸功能，反应快速，系统简单；冬季小汽轮机排汽几乎全部用于供热，无冷源损失，热经济性高。

进一步的，本实用新型的低压缸在供热季与非供热季转换时，会进行启停转换，此时小汽轮机的蒸汽通流量很小，不足以带走低压缸内由于鼓风摩擦而产生的热量，从而排汽温度升高，排汽缸温度也随之升高；因此在高压缸和中压缸之间设置冷却蒸汽旁路，在切缸之间通入部分蒸汽冷却低压缸，降低缸内温度。

进一步的，高压缸排出的蒸汽进入热网加热器，加热热网水后形成疏水，通过疏水泵加压后最终流回至主机热力系统，实现介质的循环利用，节省能源。

进一步的，热网水在热网加热器内被高压缸输出的蒸汽加热后，进入尖峰加热器进一步升温，然后对外供出，保证输出的蒸汽温度满足供热需求。

进一步的，本实用新型由低压缸排出的蒸汽进入凝汽器，冷凝成水后，凝结水流回至主机凝汽器，循环利用，冷源损失小。

进一步的，本实用新型的凝汽器和主机凝汽器之间设置有凝结水泵，以加压凝结水，推动凝结水流回至主机凝汽器；凝汽器和真空泵连通，当低压缸排出的蒸汽中存在无法冷凝的蒸汽时，由真空泵抽走，以维持凝汽器内的真空环境，便于低压缸排出的蒸汽流入凝汽器内。

进一步的，本实用新型凝汽器冷却蒸汽的冷却水取自主机循环水进水母管，冷却水冷却蒸汽后汇入至主机循环水出水母管；设备改造时投资小，主机循环水的利用率高。

进一步的，本实用新型的凝汽器冷却水进水管道上设置有循环水升压泵，推动主机循环水进水母管中的循环水流入至凝汽器中。

进一步的，本实用新型高压缸的蒸汽来源为锅炉或汽轮机的某处，无需额外的蒸汽来源，方便能量的循环利用；每一个蒸汽管路上设置有阀门，控制蒸汽管路的通断。

进一步的，本实用新型高压缸和低压缸之间的蒸汽管路上的第一阀门为蝶阀，能够控制高压缸通往低压缸蒸汽的流量。

【附图说明】

图1为本实用新型的系统结构示意图；

其中：1-高压缸；2-低压缸；3-发电机；4-第一阀门；5-冷却蒸汽旁路；6-循环水升压泵；7-真空泵；8-凝汽器；9-凝结水泵；10-热网加热器；11-疏水泵；12-尖峰加热器；13-负载；14-第二阀门；15-第一蒸汽管路；16-冷却蒸汽阀门；17-第二蒸汽管路；18-主机热力系统；19-主机凝汽器；20-主汽轮机循环水进水管；21-主汽轮机循环水出水管；22-动力输入轴。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型公开了一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，包括高压缸1、低压缸2、发电机3、第一阀门4、冷却蒸汽旁路5、循环水升压泵6、真空泵7、凝汽器8、凝结水泵9、热网加热器10、疏水泵11、尖峰加热器12、负载13、第二阀门14、第一蒸汽管路15、冷却蒸汽阀门16、第二蒸汽管路17、主机热力系统18、主机凝汽器19。

高压缸1的蒸汽源取自机组锅炉或汽轮机的某处抽汽，高压缸1的蒸汽输出管路分为两路，一路与低压缸2连通，另一路与热网加热器10连通；高压缸1与低压缸2连通的蒸汽管路上设置有第一阀门4，第一阀门4优选为蝶阀；高压缸1和热网加热器10连通的蒸汽管路上设置有第二阀门6，第二阀门6优选为阀门组；发电机2优选为变频发电机，高压缸1和低压缸2的动力输入轴为同一个动力输入轴22，高压缸1和低压缸2通过动力输入轴22上的减速箱和联轴器直驱发电机3，发电机3的动力输入轴和负载13连接，发电机3优选为变频发电机；高压缸1和低压缸2之间还设置有冷却蒸汽旁路5，可通过少量蒸汽，冷却蒸汽旁路5和第一蒸汽管路15并联；冷却蒸汽管路5上设置有冷却蒸汽阀门16。

高压缸1的另一条蒸汽输出管路和热网加热器10的蒸汽输入端连通，蒸汽在热网加热器10内加热热网水的同时，自身被冷却为疏水，热网加热器10的疏水输出管路和疏水泵11的疏水进入端连通，疏水泵11的疏水输出端和主机热力系统18连通。热网加热器10的热网水输出管路和尖峰加热器12的热网水输入管路连通，尖峰加热器12的热网水输出管路和外界供热系统连通，尖峰加热器12的气源来自锅炉或汽机。

低压缸2的蒸汽输出管路和凝汽器8的蒸汽输入端连接，凝汽器8的冷却水进水管道为主机循环水进水母管20的分支，凝汽器8的冷却水排水管道汇入主机循环水回水母管21，凝汽器8冷却水进水管道上设置有循环水升压泵6，用于引入主机循环水至凝汽器8；蒸汽在凝汽器8内被冷却成水，凝汽器8的冷却水输出管路和主机凝汽器19连通，之间设置有凝结水泵9；凝汽器8和真空泵7连通，当低压缸2排出的蒸汽中存在在凝汽器8内无法冷凝的蒸汽时，由真空泵7抽走，以维持凝汽器8内的真空环境，便于低压缸2排出的蒸汽流入凝汽器8内。

运行原理：

以往的汽轮机带动发电机驱动辅机统调动力源系统中，汽轮机多为一个单独运行的汽轮机，本实用新型中高转速变转速汽轮机两个缸体组成，包括高压缸1和低压缸2，高压缸1的汽源取自机组锅炉或汽轮机某处抽汽，蒸汽进入高压缸1后能够进入低压缸2或者热网加热器10；高压缸1和低压缸2共同通过动力输入轴22驱动发电机3运行，发电机3带动负载。

采暖季，第一阀门4关闭，低压缸2不运行；冷却蒸汽阀门16和第二阀门14开启，蒸汽在高压缸1做功后除少量蒸汽经冷却蒸汽旁路5进入低压缸冷却鼓风热量外，其余排汽进入热网加热器10加热热网水；蒸汽在热网加热器10加热热网水的同时，被冷却成疏水，疏水经疏水泵11加压后回至主机热力系统18。因高压缸1内正常工作，动力输入轴22带动发电机3运行，发电机3产生的电能带动负载13。因动力输入轴22在低压缸2内转动，低压缸2内仍然有热量产生，通过冷却蒸汽旁路5输入的蒸汽，冷却低压缸2的缸温；由低压缸2输出的少量蒸汽在凝汽器8内被冷凝成冷却水后流回至主机凝汽器19；循环水升压泵6、真空泵7和凝结水泵9均正常运行。

非采暖季，第二阀门14关闭，冷却蒸汽旁路5关闭。热网加热器10、尖峰加热器12以及疏水泵11均不运行。蒸汽在高压缸1做功后排汽全部进入低压缸2继续做功，低压缸2的排汽全部进入凝汽器8冷凝，凝结水经凝结水泵9加压后回至主机19凝汽器。取自主机循环水进水管20的冷却水经循环水升压泵6加压后，在凝汽器8吸热后回至主机循环水回水管21。

采暖季与非采暖季交替时，整个小汽轮机会进行运行模式的转换，因此低压缸2会进行启停转换，此时低压缸2内存在因鼓风摩擦而产生的热量，从而排汽温度升高，排汽缸温度也随之升高；通过冷却蒸汽旁路5通入的蒸汽，能够冷却低压缸2内的缸温。

供热季或非供热季期间，在本系统带动发电机3运转过程中，当发电机3产生的电量无法满足负载13需求时，由其他供电系统为负载13提供电量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，包括高压缸(1)，高压缸(1)的蒸汽输出管路分为两路，一路通向低压缸(2)的蒸汽进汽端，为第一蒸汽管路(15)；另一路通向热网加热器(10)的蒸汽进汽端连通，为第二蒸汽管路(17)；高压缸(1)和低压缸(2)依次串联在动力输入轴(22)上，动力输入轴(22)的终端和发电机(3)连接，发电机(3)为负载(13)提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，高压缸(1)和中压缸(3)之间设置有冷却蒸汽旁路(5)，冷却蒸汽旁路(5)和第一蒸汽管路(15)并联；冷却蒸汽管路(5)上设置有冷却蒸汽阀门(16)。

3.根据权利要求1所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，高压缸(1)输出至热网加热器(10)的蒸汽在热网加热器(10)内被冷凝成疏水，疏水被疏水泵(11)加压后流回至主机热力系统(18)。

4.根据权利要求1所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，热网加热器(10)通过高压缸(1)输出的蒸汽加热热网水，热网水从热网加热器(10)流出后进入尖峰加热器(12)，在尖峰加热器(12)内被加热后输出至外部供热系统。

5.根据权利要求1所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，低压缸(2)输出的蒸汽在凝汽器(8)内被冷却水冷却形成凝结水，凝结水输出至主机凝汽器(19)。

6.根据权利要求5所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝汽器(8)和主机凝汽器(19)之间的凝结水传输管路上设置有凝结水泵(9)；凝汽器(8)和真空泵(7)连通。

7.根据权利要求5所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝汽器(8)的冷却水进水管道为主机循环水进水管(20)的分支，凝汽器(8)的冷却水排水管道汇入主机循环水出水管(21)；凝汽器(8)冷却水进水管道上设置有循环水升压泵(6)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，高压缸(1)的蒸汽输入端和锅炉或汽轮机的蒸汽输出端连通；第一蒸汽管路(15)上设置有第一阀门(4)，第二蒸汽管路(17)上设置有第二阀门(14)。

9.根据权利要求8所述的一种具备切缸功能带供热的辅机统调动力源系统，其特征在于，第一阀门(4)选用蝶阀；第二阀门(14)选用阀门组。