CN208982130U - 一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，小汽轮机在带动发电机运转的同时，其蒸汽输出至凝汽器，在凝汽器内被冷却，发电机带动电厂内的辅机；凝汽器内的冷源管路包括热网水及冷却水；供热季，小汽轮机采用高压转子，高背压运行模式，小汽轮机排汽余热在凝汽器内全部传递给热网循环水，无冷源损失，热经济性高；非供热季，小汽轮机采用低压转子，低背压运行模式，凝汽器内的蒸汽全部通过冷却水冷却，小汽轮机纯凝形式运行，保证小汽轮机具有较高的效率；本实用新型将统调动力源和对外供热联合，消除了部分冷源损失，系统简单，热经济性好。

Description

一种双转子供热小汽轮机驱动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，尤其涉及一种双转子供热小汽轮机驱动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。比较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。

与此同时，为充分利用火力发电厂能源，现火力发电厂多承担冬季对外供热的任务，在为辅机提供统调动力源的同时，如何保证对外供热，是需要解决的问题。

【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，提供一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，该系统将统调动力源和供热联合起来，可消除部分冷源损失，取得较好的热经济性。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，包括小汽轮机，小汽轮机的蒸汽输出管路和凝汽器的蒸汽输入端连通；凝汽器设置有热网水进水管路和热网水出水管路，以及冷却水进水管路和冷却水排水管路；小汽轮机的动力输出轴和发电机连接，发电机为负载提供电能；

供热季，小汽轮机采用高压转子，凝汽器的热网水进水管路和热网水出水管路连通，冷却水进水管路和冷却水排水管路切断；非供热季，小汽轮机采用低压转子，凝汽器的冷却水进水管路和冷却水排水管路连通，热网水进水管路和热网水出水管路切断；高压转子级数少于低压转子级数。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，凝汽器的热网水出水管路和尖峰加热器的热网水进水端连通；尖峰加热器的热网水出水管路和外部供热系统连通。

优选的，凝汽器的冷却水进水管路为主机循环水进水管的分支；凝汽器的冷却水排水管路汇入至主机循环水回水管。

优选的，凝汽器的冷却水进水管路上设置有升压泵。

优选的，凝汽器设置有凝结水排水管路，凝结水排水管路和主机凝汽器连通。

优选的，凝结水排水管路上设置有凝结水泵。

优选的，凝汽器和真空泵连通。

优选的，凝汽器的热网水进水管路上设置有第四阀门，凝汽器的热网水出水管路上设置有第三阀门；凝汽器的冷却水进水管路上设置有第一阀门；凝汽器的冷却水出水管路上设置有第二阀门。

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双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，小汽轮机在带动发电机运转的同时，其蒸汽输出至凝汽器，在凝汽器内被冷却，发电机带动电厂内的辅机；凝汽器内的冷源管路包括热网水及冷却水；供热季，小汽轮机采用高压转子，高背压运行模式，小汽轮机排汽余热在凝汽器内全部传递给热网循环水，无冷源损失，热经济性高；非供热季，小汽轮机采用低压转子，低背压运行模式，凝汽器内的蒸汽全部通过冷却水冷却，小汽轮机纯凝形式运行，保证小汽轮机具有较高的效率；本实用新型将统调动力源和对外供热联合，消除了部分冷源损失，系统简单，热经济性好。

进一步的，本实用新型的热网水在凝汽器内被小汽轮机输出的蒸汽加热后，进入尖峰加热器进一步升温，然后对外供出，保证输出的热网水温度满足供热需求。

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管，冷却水冷却蒸汽后汇入至主机循环水出水管；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路上设置有循环水升压泵，推动主机循环水进水管中的循环水流入至凝汽器中。

进一步的，本实用新型由小汽轮机排出的蒸汽进入凝汽器，冷凝成凝结水后，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。

进一步的，本实用新型的凝汽器和真空泵连通，当小汽轮机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，便于小汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器内。

进一步的，本实用新型凝汽器内的热网水循环管路上设置有第三阀门和第四阀门，冷却水循环管路上设置有第一阀门和第二阀门，分别用于控制热网水的通断和冷却水的通断。

【附图说明】

图1为本实用新型的系统结构示意图；

其中：1-小汽轮机；2-发电机；3-负载；4-真空泵；5-升压泵；6-凝汽器；7-凝结水泵；8-第一阀门；9-第二阀门；10-第三阀门；11-第四阀门；12-尖峰加热器；13-主机循环水进水管；14-主机循环水回水管；15-主机凝汽器；16-凝结水排水管路。

【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双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，包括小汽轮机1、发电机2、负载3、真空泵4、升压泵5、凝汽器6、凝结水泵7、第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10、第四阀门11、尖峰加热器12。

小汽轮机1的蒸汽输入端和整个主机的锅炉或汽机连通，蒸汽在小汽轮机1内带动小汽轮机1运转后，排出至凝汽器6；供热季，小汽轮机1选用高压转子，非供热季，小汽轮机1选用低压转子。凝汽器6设置有两个冷却蒸汽的管路，一路为冷却水进水管路和冷却水排水管路，另一路为热网水进水管路和热网水出水管路；冷却水进水管路为主机循环水进水管13的分支，冷却水排水管路汇入至主机循环水回水管14中，冷却水进水管路上设置有升压泵5，给主机循环冷却水加压，使其流入至凝汽器6中；凝汽器6的冷却水进水管路上设置有第一阀门8，控制凝汽器6冷却水进水的通断，凝汽器6的冷却水出水管路上设置有第二阀门9，控制凝汽器6冷却水排水的通断；凝汽器6的热网水出水管路和尖峰加热器12的热网水进水端连通；凝汽器6的热网水进水管路上设置有第四阀门11，凝汽器6的热网水出水管路上设置有第三阀门10，第三阀门10和第四阀门11控制热网水在凝汽器6内的通断；尖峰加热器12的热网水出水管路和外部供热系统连通。凝汽器6设置有凝结水排水管路16，凝结水排水管路16上设置有凝结水泵7，凝结水排水管路16最终和主机凝汽器15连通，蒸汽在凝汽器6内被冷凝后经凝结水泵7加压，流回至主机凝汽器15；凝汽器6和真空泵4连通，真空泵4用于抽走凝汽器6内无法冷凝的蒸汽，维持凝汽器6内的真空状态，便于小汽轮机1的蒸汽排入至凝汽器6内。

小汽轮机1的动力输出轴和发电机2连接，蒸汽在小汽轮机1内带动小汽轮机1内的转子转动，转子安装在动力输出轴上，动力输出轴的终端和发电机2连接，转子带动动力输出轴转动，动力输出轴带动发电机2运行发电，发电机2为负载3提供电力；发电机2优选为变频发电机，负载3包括频率变化规律相同的电厂引风机、送风机和一次风机。

工作原理：

高转速变转速汽轮机1汽源取自机组锅炉或汽轮机某处抽汽，通过减速箱和联轴器直驱变频发电机2，发电机2根据机组实际情况产生频率可调的电源驱动负载3经济运行；本实用新型带动的负载3包括引风机、送风机和一次风机，这三类风机为运行频率变化一致的主要辅机设备。小汽轮机1排汽全部进入凝汽器6，凝汽器6设置有两路冷却水源，一路取自主机循环冷却水进水管13，经升压泵5加压后进入凝汽器6冷凝排汽后流回至主机循环水回水管14，蒸汽冷凝后的凝结水经凝结水泵7加压后流回至主机凝汽器15；另一路取自热网回水，在凝汽器6吸热后进入尖峰加热器12进一步升温对外供出，凝汽器6内蒸汽冷凝后的凝结水经凝结水泵7加压后流回至主机凝汽器15。两路冷却水源的切换由第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10和第四阀门11控制，凝汽器6配置的真空泵4以抽取凝汽器6内部不凝结气体而维持凝汽器6内的真空状态。

非供热季运行方式：小汽轮机1选用低压转子，维持低背压运行，第三阀门10和第四阀门11关闭，尖峰加热器12不运行。第一阀门8和第二阀门9开启，蒸汽在小汽轮机1做功后排汽全部进入凝汽器6冷凝，凝结水经凝结水泵7加压后回至主机凝汽器15。取自主机循环水进水管13的冷却水经循环水升压泵5加压后在凝汽器6吸热后回至主机循环水回水管14。真空泵4运行以抽取凝汽器内部不凝结气体从而维持真空。小汽轮机1直驱的发电机2，根据机组实际需求发出频率可调的电源驱动负载3经济运行。

供热季运行方式：小汽轮机1选用高压转子，维持高背压运行，第一阀门8和第二阀门9关闭，循环水升压泵5不运行。第三阀门10和第四阀门11开启，蒸汽在小汽轮机1做功后排汽全部进入凝汽器6冷凝，凝结水经凝结水泵7加压后回至主机凝汽器15。取自热网回水母管的热网水在凝汽器6吸热后进入尖峰加热器12进一步升温后对外供出。真空泵4运行以抽取凝汽器6内部不凝结气体从而维持真空。小汽轮机1直驱的发电机2，根据机组实际需求发出频率可调的电源驱动负载3经济运行。

在供热期时，为解决排汽温度过高和叶片颤振，更换为专门设计的效率较高的动静叶片，高背压转子的转子级数少于低背压转子的级数。在纯凝期时，对低压转子的通流部分进行优化设计，实现高效的焓降分配，最后一级按照高背压运行的末级叶片设计，并进行防汽蚀处理。在进行转子互换时，采用液压膨胀联轴器螺栓保证精度。

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 (6)

1.一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，其特征在于，包括小汽轮机(1)，小汽轮机(1)的蒸汽输出管路和凝汽器(6)的蒸汽输入端连通；凝汽器(6)设置有热网水进水管路和热网水出水管路，以及冷却水进水管路和冷却水排水管路；小汽轮机(1)的动力输出轴和发电机(2)连接，发电机(2)为负载(3)提供电能；

供热季，小汽轮机(1)采用高压转子，凝汽器(6)的热网水进水管路和热网水出水管路连通，冷却水进水管路和冷却水排水管路切断；非供热季，小汽轮机(1)采用低压转子，凝汽器(6)的冷却水进水管路和冷却水排水管路连通，热网水进水管路和热网水出水管路切断；高压转子的转子级数少于低压转子级数；

凝汽器(6)的热网水出水管路和尖峰加热器(12)的热网水进水端连通；尖峰加热器(12)的热网水出水管路和外部供热系统连通；

凝汽器(6)设置有凝结水排水管路(16)，凝结水排水管路(16)和主机凝汽器(15)连通。

2.根据权利要求1所述的一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝汽器(6)的冷却水进水管路为主机循环水进水管(13)的分支；凝汽器(6)的冷却水排水管路汇入至主机循环水回水管(14)。

3.根据权利要求2所述的一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝汽器(6)的冷却水进水管路上设置有升压泵(5)。

4.根据权利要求1所述的一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝结水排水管路(16)上设置有凝结水泵(7)。

5.根据权利要求1所述的一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝汽器(6)和真空泵(4)连通。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种双转子供热小汽轮机驱动的辅机统调动力源系统，其特征在于，凝汽器(6)的热网水进水管路上设置有第四阀门(11)，凝汽器(6)的热网水出水管路上设置有第三阀门(10)；凝汽器(6)的冷却水进水管路上设置有第一阀门(8)；凝汽器(6)的冷却水出水管路上设置有第二阀门(9)。