CN211975086U - 一种电厂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电厂系统，所公开的电厂系统包括汽轮机、背压机、供热系统和压力匹配器，汽轮机具有第一蒸汽排出口，第一蒸汽排出口通过背压管道与背压机的入口连通，背压管道设置有第一控制阀，背压机的出口通过第一管道与供热系统连通，第一管道设置有第二控制阀；电厂系统还包括第二管道，第二管道的一端与压力匹配器相连，第二管道的另一端连接在背压机的出口与第二控制阀之间，第二管道设置有第三控制阀，压力匹配器通过第三管道与汽轮机的第二蒸汽排出口相连，第三管道设置有第四控制阀。上述方案能够解决目前电厂系统存在能源的浪费以及系统运行经济性较差的问题。

Description

一种电厂系统

技术领域

本实用新型涉及电厂供热技术领域，尤其涉及一种电厂系统。

背景技术

目前的火电厂供热改造主要是通过直接在汽轮机的中低压缸连通管上打孔抽汽，通过对汽轮机的中低压缸连通管重新设计后，引出一根供热母管，作为供热汽源；并在中低压缸连通管上加装抽汽压力调整蝶阀，通过调节该阀来控制低压缸的流量，以满足抽汽汽源的压力，同时保证低压缸最低安全流量。抽汽从中低压缸连通管接出后，一般直接引入热网加热器与热网循环水进行换热。因大型火电厂汽轮机中压缸排汽压力较高，国产300MW、600MW纯凝机组的中压缸排汽压力约在0.8～1.2MPa之间，此压力远高于热网加热器所需求的供热抽汽压力。另外，目前我国供热循环水设计供水温度为130℃，回水温度70℃，对应的采暖蒸汽压力约在0.27MPa。考虑热网加热器留有适当裕量，采暖蒸汽参数保持在0.30MPa(对应饱和蒸汽温度133.5℃)左右即可满足要求。因此，如果将高参数的抽汽直接用来加热循环水，存在着较大的能量损失，会造成能源的浪费以及系统运行经济性较差。

与此同时，火电厂对外的工业供汽一般设计为高压缸排汽供出，压力较高，与用户需求参数不匹配，目前通常采用中间调整门节流的方式实现压力匹配，但此匹配过程存在着较大的能量损失，没有实现能量的梯级利用。

实用新型内容

本实用新型公开一种电厂系统，以解决目前电厂系统存在能源的浪费以及系统运行经济性较差的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种电厂系统，包括汽轮机、背压机、供热系统和压力匹配器，所述汽轮机具有第一蒸汽排出口，所述第一蒸汽排出口通过背压管道与所述背压机的入口连通，所述背压管道设置有第一控制阀，所述背压机的出口通过第一管道与所述供热系统连通，所述第一管道设置有第二控制阀；

所述电厂系统还包括第二管道，所述第二管道的一端与所述压力匹配器相连，所述第二管道的另一端连接在所述背压机的出口与所述第二控制阀之间，所述第二管道设置有第三控制阀，所述压力匹配器通过第三管道与所述汽轮机的第二蒸汽排出口相连，所述第三管道设置有第四控制阀。

本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本实用新型实施例公开的电厂系统中，利用能源梯级利用原则，将背压机连通在汽轮机之后，高参数的蒸汽首先通过背压机做功后，再进入供热系统，可挽回节流损失，提高电厂的经济效益和能源综合利用效率。除了满足正常的供热需求之外，此电厂系统还能通过背压机增加电厂发电量，满足调峰需要。与此同时，背压机的出口还通过第二管道与压力匹配器连通，且压力匹配器还与汽轮机的第二蒸汽排出口相连，压力匹配器能够将背压机排出参数较低的蒸汽与第二蒸汽排出口排出参数较高的蒸汽混合，两种蒸汽进行匹配，以使从压力匹配器中的蒸汽满足工业用气的要求，为工业供气，进一步挽回节流损失，提高电厂的经济效益和能源综合利用效率，从而实现能量的梯级利用，实现节能降耗的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的电厂系统的示意图。

附图标记说明：

100-汽轮机、110-高压缸、120-中压缸、130-低压缸；

200-背压机；

300-供热系统、310-热网加热器、320-热网回水管道、330-热网供水管道；

400-压力匹配器；

510-背压管道、520-第一管道、530-第二管道、540-第三管道、550-旁路管道、560-第四管道；

610-第一控制阀、620-第二控制阀、630-第三控制阀、640-第四控制阀、650-第五控制阀、660-第六控制阀、670-第七控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。

请参考图1，本实用新型实施例公开一种电厂系统，所公开的电厂系统包括汽轮机100、背压机200、供热系统300和压力匹配器400。

其中，汽轮机100也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，进而实现发电，汽轮机100是现代火力发电厂的主要设备。汽轮机100的具体结构及工作原理均为已知技术，为了文本简洁，在此不再赘述。具体地，汽轮机100的种类有多种，例如凝汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机和饱和蒸汽汽轮机等种类。

背压机200也是一种通过蒸汽进行发电的发电设备，且背压机200是热电联合生产(热电联产)运行的机组，热电联产使能源得到合理利用，是节约能源的一项重要措施。在众多的汽轮发电机组中，背压机200由于消除了凝汽器的冷源损失，在热力循环效率方面是最高的，从而降低了发电煤耗、节约能源。

供热系统300能够利用汽轮机100做功后的蒸汽，在寒冷的冬季为用户提供暖气，供用户采暖。在本实施例中，压力匹配器400能够使压力参数较低的蒸汽与压力参数较高的蒸汽混合，且使混合后的蒸汽满足预设的参数要求，从而使得压力匹配器400中的蒸汽可以为工业提供用汽。需要说明的是，蒸汽的参数是指蒸汽的气压、温度等。

在本实用新型实施例中，汽轮机100具有第一蒸汽排出口，第一蒸汽排出口通过背压管道510与背压机200的入口连通，背压管道510设置有第一控制阀610，背压机200的出口通过第一管道520与供热系统300连通，第一管道设置有第二控制阀620。

电厂系统还包括第二管道530，第二管道530的一端与压力匹配器400相连，第二管道530的另一端连接在背压机200的出口与第二控制阀620之间，第二管道530设置有第三控制阀630，压力匹配器400通过第三管道540与汽轮机100的第二蒸汽排出口相连，第三管道540设置有第四控制阀640。

具体地，第一控制阀610能够断开或导通汽轮机100的第一蒸汽排出口至背压机200的蒸汽流动管道，第二控制阀620能够断开或导通背压机200至供热系统300的蒸汽流动管道，第三控制阀630能够断开或导通背压机200至压力匹配器400的蒸汽流动管道，第四控制阀640能够断开或导通汽轮机100的第二蒸汽排出口至压力匹配器400的蒸汽流动管道，实现对每个管道的通断控制。

本实用新型实施例公开的电厂系统中，利用能源梯级利用原则，将背压机200连通在汽轮机100之后，高参数的蒸汽首先通过背压机200做功后，再进入供热系统300，可挽回节流损失，提高电厂的经济效益和能源综合利用效率。除了满足正常的供热需求之外，此电厂系统还能通过背压机200增加电厂发电量，满足调峰需要。与此同时，背压机200的出口还通过第二管道530与压力匹配器400连通，且压力匹配器400还与汽轮机100的第二蒸汽排出口相连，压力匹配器能够将背压机200排出参数较低的蒸汽与第二蒸汽排出口排出参数较高的蒸汽混合，两种蒸汽进行匹配，以使从压力匹配器400中的蒸汽满足工业用气的要求，为工业供气，进一步挽回节流损失，提高电厂的经济效益和能源综合利用效率，从而实现能量的梯级利用，实现节能降耗的效果。

在供热季，供热系统300的负载较膏，需要参数较高的蒸汽，而通过背压机200的出口进入供热系统300的蒸汽可能较难满足供热系统300的需求，导致供热效果较差，也就是供热温度较低。基于此，在一种可选的实施例中，电厂系统还可以包括旁路管道550，旁路管道550的第一端连接在第一蒸汽排出口与背压机200的入口之间，旁路管道550的第二端连接在供热系统300与第二控制阀620之间，且旁路管道550设置有第五控制阀650。

具体地，第五控制阀650能够断开或导通汽轮机100的第一蒸汽排出口至供热系统300的蒸汽流动管道，实现对旁路管道550的通断控制。

在供热季，打开第五控制阀650，以使从汽轮机100的第一蒸汽排出口流出的蒸汽能够直接进入供热系统300，从而使得参数较高的蒸汽进入供热系统300，进而满足在供热季供热系统300的需求，防止供热温度较低，提高该电厂系统的可调控性。

在非供热季，关闭第五控制阀650，以使从汽轮机100的第一蒸汽排出口流出的蒸汽能够全部进入背压机200进行发电，避免非供热季蒸汽能量的浪费。同时，在非供热季时，供热系统300无需运行，此时可以关闭第二控制阀620，以及打开第四控制阀640，以使从背压机200的出口排出的蒸汽全部进入压力匹配器400，在压力匹配器400中于第二蒸汽排出口排出的蒸汽缓混合，在压力匹配器400匹配之下，满足工业用气的需求，进一步利用蒸汽中的能量，避免其浪费，实现能量的梯级利用，实现节能降耗的效果。

如上文所述，在供热季时，打开第五控制阀650，从汽轮机100的第一蒸汽排出口流出的蒸汽一部分直接进入了供热系统300，另一部分进入了背压机200，当进入供热系统300中的该部分蒸汽还不满足供热系统300的需求时，也会导致供热效果较差。因此，在一种可选的实施例中，背压管道510还可以设置有第六控制阀660，且第一端位于第一控制阀610与第六控制阀660之间。

上述方案中，在进入供热系统300中的部分蒸汽还不能够满足供热系统300的需求时，关闭第六控制阀660，以使汽轮机100的第一蒸汽排出口流出的蒸汽全部进入供热系统300，从而满足供热系统300的需求，进一步提高供热效果，为用户提供温度较高的暖气。

具体地，当汽轮机100的第一蒸汽排出口流出的蒸汽全部进入供热系统300时，该全部蒸汽可能会高于供热系统300的需求，导致供热系统300不能较为充分地利用该全部蒸汽中的能量，导致部分能量的浪费。基于此，在一种可选的实施例中，第五控制阀650和第六控制阀660均可以包括快关阀和电动调节阀。快关阀可以迅速断开或连通与其对应的管道，电动调节阀能够调节通过其的流量，从而能够较为精准地控制蒸汽的流向以及流量的大小，进而使得该电厂系统能够根据具体实际情况调整其运行方式，满足能量的梯级利用的要求，以及供热系统300在供热季的需求。

具体地，在蒸汽的流动方向上，快关阀和电动调节阀可以依次设置，或者在蒸汽的流动方向上，电动调节阀和快关阀可以依次设置，本实用新型实施例中对此不做限制。

在一种可选的实施例中，汽轮机100可以包括高压缸110和中压缸120；高压缸110和中压缸120连通，第一蒸汽排出口位于中压缸120的出汽口，中压缸120的出汽口排出的蒸汽经过高压缸110和中压缸120做功后，该蒸汽中的参数较小，从而能够避免从第一蒸汽排出口排出的蒸汽参数较高，导致蒸汽能量的浪费，不满足能量梯级利用原则。

可选地，第二蒸汽排出口可以位于高压缸110的出汽口。因此此处蒸汽的参数较高，此部分蒸汽需要与参数较低的蒸汽在压力匹配器400中混合，避免因第二蒸汽排出口排出的蒸汽参数较低，蒸汽混合后不能满足工业用气的要求，进而提高该电厂系统的可靠性。

为了进一步提高该电厂的经济效益和能源综合利用效率，在一种可选的实施例中，汽轮机100还可以包括低压缸130，低压缸130的进汽口通过第四管道560与中压缸120连通，低压缸130的进汽口处设置有第七控制阀670。此种情况下，当中压缸120中的蒸汽较多时，在满足背压机200或供热系统300正常运行的条件，还能够将一部分的蒸汽流入低压缸130进行发电，避免多余蒸汽的浪费。同时，低压缸130做功后能够进一步提高增加电厂发电量，从而进一步提高该电厂的经济效益和能源综合利用效率。

具体地，第七控制阀670能够断开或导通中压缸120至低压缸130的蒸汽流动管道，实现对第四管道560的通断控制。

需要说明的是，从蒸汽的流动方向上来说，从锅炉产生等蒸汽首先进入高压缸110进行做功，然后再进入中压缸120进行做功，最后进入低压缸130进行做功。从蒸汽的温度及压力来说，高压缸110中做功的蒸汽的温度及压力较大，中压缸120做功的蒸汽的温度及压力次之，低压缸130中的做功的蒸汽的温度及压力较小。

在一种可选的实施例中，第一控制阀610、第二控制阀620、第三控制阀630和第四控制阀640均包括快关阀和电动调节阀。快关阀可以迅速断开或连通与其对应的管道，方便控制该电厂系统中蒸汽的流向以及各部件是否运行。电动调节阀能够调节通过其对应管道的流量，从而能够较为精准地控制蒸汽流量的大小，进而使得该电厂系统能够根据具体实际情况调整其运行方式，满足能量的梯级利用的要求。

相似地，在蒸汽的流动方向上，快关阀和电动调节阀依次设置，或者在蒸汽的流动方向上，电动调节阀和快关阀依次设置，本实用新型实施例中对此不做限制。

进一步地，第一控制阀610还包括逆止阀，背压管道510在第一蒸汽排出口流向背压机200的入口的方向上，背压管道510上设置有逆止阀。逆止阀能够防止蒸汽回流，影响汽轮机100的正常运行，例如回流的蒸汽参数较低，进入汽轮机100后与参数较高的蒸汽混合，导致汽轮机100中的蒸汽参数变低，致使汽轮机100的做功减少，从而导致电厂的发电量降低。

通常情况下，供热系统300是将蒸汽的热量通过与流向用户端的水进行换热，将流向用户端的水通过蒸汽加热后为用户供暖，避免直接采用蒸汽供暖而浪费较多的蒸汽，使得蒸汽与流向用户端的水循环利用，避免能源的浪费。基于此，在一种可选的实施例中，供热系统300可以包括热网加热器310、热网回水管道320和热网供水管道330，背压机200的出口通过第一管道520与热网加热器310连通，热网加热器310分别与热网回水管道320和热网供水管道330连通。此方案中，蒸汽在热网加热器310中与流向用户端的水进行换热，加热后的水通过管道流向用户端，为用户供暖。供暖过程中，加热后的水的温度会逐渐降低，温度降低后的水通过热网回水管道320继续加热，实现水的循环利用，避免水资源浪费。同时，在供暖过程中，可能由于某个位置漏水，而导致供热系统300的中的水量不足，此时，热网供水管道330可能将需要补充的水流向热网加热器310进行加热，然后进入到供热循环中，保证供热系统300的稳定性。

为了较好地保证供热效果，在一种可选的实施例中，第一管道520上靠近供热系统300的一端依次设置有温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置。温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置能够测量进入供热系统300的蒸汽的参数，确保进入供热系统300的蒸汽满足供热需求，进而能够较好地保证供热效果。

具体地，当进入供热系统300的蒸汽的参数(例如压力、温度)较高时，可以通过增大背压机200的负载，以使蒸汽的参数降低。当进入供热系统300的蒸汽的参数较低时，可以通过减小背压机200的负载，以使蒸汽的参数上升。当然，还可以通过其他的方式实现对进入供热系统300中蒸汽的参数的调节作用，本实用新型实施例中对此不做限制。

本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电厂系统，其特征在于，包括汽轮机(100)、背压机(200)、供热系统(300)和压力匹配器(400)，所述汽轮机(100)具有第一蒸汽排出口，所述第一蒸汽排出口通过背压管道(510)与所述背压机(200)的入口连通，所述背压管道(510)设置有第一控制阀(610)，所述背压机(200)的出口通过第一管道(520)与所述供热系统(300)连通，所述第一管道设置有第二控制阀(620)；

所述电厂系统还包括第二管道(530)，所述第二管道(530)的一端与所述压力匹配器(400)相连，所述第二管道(530)的另一端连接在所述背压机(200)的出口与所述第二控制阀(620)之间，所述第二管道(530)设置有第三控制阀(630)，所述压力匹配器(400)通过第三管道(540)与所述汽轮机(100)的第二蒸汽排出口相连，所述第三管道(540)设置有第四控制阀(640)。

2.根据权利要求1所述的电厂系统，其特征在于，所述电厂系统还包括旁路管道(550)，所述旁路管道(550)的第一端连接在所述第一蒸汽排出口与所述背压机(200)的入口之间，所述旁路管道(550)的第二端连接在所述供热系统(300)与所述第二控制阀(620)之间，且所述旁路管道(550)设置有第五控制阀(650)。

3.根据权利要求2所述的电厂系统，其特征在于，所述背压管道(510)还设置有第六控制阀(660)，且所述第一端位于所述第一控制阀(610)与所述第六控制阀(660)之间。

4.根据权利要求3所述的电厂系统，其特征在于，所述第五控制阀(650)和所述第六控制阀(660)均包括快关阀和电动调节阀。

5.根据权利要求1所述的电厂系统，其特征在于，所述汽轮机(100)包括高压缸(110)和中压缸(120)；

所述高压缸(110)和所述中压缸(120)连通，所述第一蒸汽排出口位于所述中压缸(120)的出汽口，所述第二蒸汽排出口位于所述高压缸(110)的出汽口。

6.根据权利要求5所述的电厂系统，其特征在于，所述汽轮机(100)还包括低压缸(130)，所述低压缸(130)的进汽口通过第四管道(560)与所述中压缸(120)连通，所述低压缸(130)的进汽口处设置有第七控制阀(670)。

7.根据权利要求1所述的电厂系统，其特征在于，所述第一控制阀(610)、所述第二控制阀(620)、所述第三控制阀(630)和所述第四控制阀(640)均包括快关阀和电动调节阀。

8.根据权利要求7所述的电厂系统，其特征在于，所述第一控制阀(610)还包括逆止阀，所述背压管道(510)在所述第一蒸汽排出口流向所述背压机(200)的入口的方向上，所述背压管道(510)上设置有所述逆止阀。

9.根据权利要求1所述的电厂系统，其特征在于，所述供热系统(300)包括热网加热器(310)、热网回水管道(320)和热网供水管道(330)，所述背压机(200)的出口通过所述第一管道(520)与所述热网加热器(310)连通，所述热网加热器(310)分别与所述热网回水管道(320)和所述热网供水管道(330)连通。

10.根据权利要求1所述的电厂系统，其特征在于，所述第一管道(520)上靠近所述供热系统(300)的一端依次设置有温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置。

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