CN213016560U - 一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设有前置冷却器的燃气‑蒸汽联合循环高压给水系统，包括按照水流方向依次连通的给水泵、给水减压阀、真空除氧器、低压给水泵、低压汽包、高压给水泵，高压给水泵分别连通有高压汽包和与高压汽包连通的TCA换热器，所述的给水减压阀并联有设置在高压给水泵与TCA换热器之间的TCA前置冷却器。本实用新型的有益效果是：本方案能够将进入TCA换热器之前的高压给水进行降温处理，从而控制TCA换热器气侧出口温度满足燃机转子冷却的要求，本方案对现有系统的改造工作量小，能够降低对现有系统的破坏以及使用成本。

Description

一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统

技术领域

本实用新型涉及气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉技术领域，具体的说，是一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统。

背景技术

随着国家能源结构和产业布局的调整，联合循环机组不仅要具备大容量、日起停、电网调峰的能力，还要具备供热量大的优势。目前国内投运最多的F级联合循环机组根据热用户需求可提供多种参数等级的抽汽：在寒冷的北方以采暖供热机组为主，供热参数约0.5MPa，240℃；在经济发达的南方则以工业抽汽为主，且多为1.0MPa～2.0MPa等级的工业用汽。该等级工业用蒸汽的抽汽方式有多种形式，但受各种因素制约，目前能达到的最大供热能力约300t/h，已不能满足像造纸厂、棉纺厂等集中度高且用汽量大的热负荷需求。

为了适应市场需求，提高联合循环机组的供热能力，汽轮机采用排汽为供热参数的单缸背压式汽轮机；余热锅炉采用双压系统，高压汽包产汽进汽轮机做功，做完功的乏汽去供热，低压汽包产汽直接供热。汽轮机排汽和低压汽包联合供热总量约450t/h,是常规机组最大供热能力的1.5倍。这种机组的水循环系统详见附图1。

由图1可知，给水经给水泵1、给水减压阀2后进入真空除氧器3；初步除氧的给水经低压给水泵4、低压省煤器、低压加热器后进入低压汽包5；低压汽包5产生的蒸汽直接供热，低压汽包5的水经高压给水泵6分为两路，主路经高压省煤器、高压加热器、高压过热器后进入高压汽包7，旁路进TCA换热器(气水换热管壳式)，高压给水在TCA换热器中吸收转子冷却用空气的热量后进入高压汽包7；高压汽包7产生的高温高压蒸汽进入汽轮机8做功；汽轮机8做功后的排汽减温减压后去供热。

燃气轮机安全高效运行要求进入燃机转子的转子冷却空气温度在230℃左右，若转子冷却空气温度偏高，将影响热通道部件寿命，若转子冷却空气温度偏低，燃气轮机效率降低，因此，TCA换热器的正常运行对联合循环机组至关重要。常规联合循环机组的TCA换热器给水入口温度在155℃左右，可保证燃机的最佳冷却效果。

当工业用汽压力高于1.2MPa时(即低压汽包的工作压力为1.2MPa以上)，对应的饱和温度已超过188℃，考虑高压给水泵压缩后的给水温升3～5℃，进入TCA换热器的给水温度在191℃以上。对于成熟定型设计的TCA换热器来说，191℃的给水温度显然偏高，导致进入燃机转子的转子冷却空气温度高于230℃而无法满足燃机转子进气侧温度不高于230℃的要求。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，用于控制进入燃机转子的转子冷却空气的温度，使其满足燃机转子进气侧的温度要求，保证燃气轮机的冷却效果。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，包括按照水流方向依次连通的给水泵、给水减压阀、真空除氧器、低压给水泵、低压汽包、高压给水泵，高压给水泵分别连通有高压汽包和与高压汽包连通的TCA换热器，所述的给水减压阀并联有设置在高压给水泵与TCA换热器之间的TCA前置冷却器。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的TCA前置冷却器与低压给水泵之间的管路上设置有A流量调节阀；TCA前置冷却器与给水泵之间的管路上设置有A关断阀。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的TCA前置冷却器与TCA换热器之间的管路上设置有热电偶。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的高压汽包与TCA换热器之间的管路上设置有B流量控制阀。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的TCA换热器与B流量控制阀之间的管路通过C流量调节阀连通有疏水灌。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的高压给水泵与TCA前置冷却器之间的管路上按照水流方向依次设置有A流量计和关断结构；高压给水泵与高压汽包之间设置有B流量计。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的关断阀结构包括两个并联的B关断阀。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的高压给水泵与高压汽包之间的管路上设置有高压省煤器压力调节阀。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的高压省煤器压力调节阀与高压汽包之间的管路上设置有高压省煤器

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的高压省煤器与高压汽包之间的管路上设置有高压汽包水位控制阀。

本方案所取得的有益效果是：

本方案能够将进入TCA换热器之前的高压给水进行降温处理，从而控制TCA换热器气侧出口温度满足燃机转子冷却的要求，本方案对现有系统的改造工作量小，能够降低对现有系统的破坏以及使用成本。

附图说明

图1为本方案的结构示意图；

图2为现有燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉高压给水系统；

其中1-低压汽包；2-高压给水泵；3-A流量计；4-B关断阀；5-TCA前置冷却器；6-热电偶；7-TCA换热器；8-B流量调节阀；9-高压汽包；10-C流量调节阀；11-疏水罐；12-B流量计；13-高压省煤器压力调节阀；14-高压省煤器；15-高压汽包水位控制阀；16-给水泵；17-A关断阀；18-A流量调节阀；19-给水减压阀；20-真空除氧器；21-低压给水泵。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例中，一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，包括按照水流方向依次连通的给水泵16、给水减压阀19、真空除氧器20、低压给水泵21、低压汽包1、高压给水泵2，高压给水泵2分别连通有高压汽包9和与高压汽包9连通的TCA换热器7，所述的给水减压阀19并联有设置在高压给水泵2与TCA换热器7之间的TCA前置冷却器5。

本实施例中，通过给水泵16向系统内供水，经过给水泵16的供水分为两路，一路作为冷却用水进入TCA前置冷却器5，一路进入真空除氧器20除氧后由低压给水泵21泵入低压汽包1内产出蒸汽和高压给水。

在系统启动阶段，TCA换热器7由低压给水泵21供水，TCA换热器7的出水排出系统内部而不去高压汽包9。启动阶段结束，进入正常运行阶段，TCA换热器7切换到低压汽包1提供高压给水，TCA换热器7的出水进入高压汽包9。

正常运行阶段，进入TCA换热器7的高压给水在TCA前置冷却器5内与给水泵16分流的冷却用水进行热交换，从而降低高压给水的温度，将高压给水的温度控制在155℃，高温空气在TCA换热器7内与高压给水进行热交换而降低温度至最高温度为230℃以形成冷却空气，冷却空气用于对燃机转子进行降温。

冷却用水经过换热之后进入真空除氧器20除氧，然后再进入低压汽包1内产出蒸汽和高压给水，冷却用水在TCA前置冷却器5能够起到预热的效果，有利于提高低压汽包1的效率，加快系统从启动到正常运行的速度。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的TCA前置冷却器5与低压给水泵20之间的管路上设置有A流量调节阀18；TCA前置冷却器5与给水泵16之间的管路上设置有A关断阀17。

利用A关断阀17能够控制TCA前置冷却器5与给水泵16的连通或关闭，从而根据需要控制冷却用水进入TCA前置冷却器5。

利用A流量调节阀18能够控制进入TCA前置冷却器5的冷却用水的流量、流速，从而控制TCA前置冷却器5内的热交换效率以及高压给水的温度。

本实施例中，所述的TCA前置冷却器5与TCA换热器7之间的管路上设置有热电偶6。

利用热电偶6能够实时检测TCA前置冷却器5排出的高压给水的温度，从而便于对TCA前置冷却器5所排出高压给水的温度进行控制。

本实施例中，所述的热电偶6通信连接有控制器，所述的A流量调节阀18采用与控制器电连接的电磁阀，热电偶6将检测到的数据传输给控制器，由控制器判断温度是否满足要求。

如果TCA前置冷却器5所排出高压给水的温度低于155℃，控制器控制A流量调节阀18减小开度，降低冷却用水的流量、流速，从而降低热交换的效率，使高压给水的温度增加。

如果TCA前置冷却器5所排出高压给水的温度高于155℃，控制器控制A流量调节阀18增加开度，提高冷却用水的流量、流速，从而提高热交换的效率，使高压给水的温度降低。

以此能够通过动态调控使高压给水的温度满足使用要求。

实施例3：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的高压汽包9与TCA换热器7之间的管路上设置有B流量控制阀8。

利用B流量控制阀8控制TCA换热器7出水的流量、流速，能够控制TCA换热器7内高温空气与高压给水的热交换效率，从而便于对经过热交换之后的冷却空气的温度进行控制。所述的B流量控制阀8也能够采用电磁阀而与控制器电连接，以便于实现远程控制，TCA换热器7的出气口能够设置温度检测装置以便于实时检测出气的温度而对B流量控制阀8进行相应的控制。

本实施例中，所述的TCA换热器7与B流量控制阀8之间的管路通过C流量调节阀10连通有疏水灌11。

系统启动阶段，TCA换热器7由低压给水泵21供水，TCA换热器7的出水通过C流量调节阀10而进入疏水灌11内进行收集以便于再利用。在系统正常运行之后，关闭C流量调节阀10，使高压给水能够进入高压汽包9。

实施例4：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的高压给水泵2与TCA前置冷却器5之间的管路上按照水流方向依次设置有A流量计3和关断结构；高压给水泵2与高压汽包9之间设置有B流量计12。

利用A流量计3、B流量计12能够分别测量两路高压给水的流量。

所述的关断阀结构包括两个并联的B关断阀4。

所述的高压给水泵2与高压汽包9之间的管路上设置有高压省煤器压力调节阀13。

所述的高压省煤器压力调节阀13与高压汽包9之间的管路上设置有高压省煤器14。

所述的高压省煤器14与高压汽包9之间的管路上设置有高压汽包水位控制阀15。

B流量计12到高压汽包水位控制阀15管路旨在向背压供热汽轮机提供做功蒸汽。B流量计12信号可接入电厂DCS系统，实时监测进入高压系统给水流量；高压省煤器压力调节阀13可控制省煤器内给水温度低于饱和温度，既吸收锅炉热量又保护换热器安全运行；高压汽包水位控制阀15调节汽包水位。此管路上的给水流量通过三级调节实现，给水自动调节系统接受以高压汽包9水位为主信号，B流量计12为反馈信号，进气汽机的蒸汽量为补偿信号，自动调整给水流量。

本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，包括按照水流方向依次连通的给水泵(16)、给水减压阀(19)、真空除氧器(20)、低压给水泵(21)、低压汽包(1)、高压给水泵(2)，高压给水泵(2)分别连通有高压汽包(9)和与高压汽包(9)连通的TCA换热器(7)，其特征在于：所述的给水减压阀(19)并联有设置在高压给水泵(2)与TCA换热器(7)之间的TCA前置冷却器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的TCA前置冷却器(5)与低压给水泵(21)之间的管路上设置有A流量调节阀(18)；TCA前置冷却器(5)与给水泵(16)之间的管路上设置有A关断阀(17)。

3.根据权利要求1所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的TCA前置冷却器(5)与TCA换热器(7)之间的管路上设置有热电偶(6)。

4.根据权利要求3所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的高压汽包(9)与TCA换热器(7)之间的管路上设置有B流量控制阀(8)。

5.根据权利要求4所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的TCA换热器(7)与B流量控制阀(8)之间的管路通过C流量调节阀(10)连通有疏水灌(11)。

6.根据权利要求1所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的高压给水泵(2)与TCA前置冷却器(5)之间的管路上按照水流方向依次设置有A流量计(3)和关断结构；高压给水泵(2)与高压汽包(9)之间设置有B流量计(12)。

7.根据权利要求6所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的关断结构包括两个并联的B关断阀(4)。

8.根据权利要求1所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的高压给水泵(2)与高压汽包(9)之间的管路上设置有高压省煤器压力调节阀(13)。

9.根据权利要求8所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的高压省煤器压力调节阀(13)与高压汽包(9)之间的管路上设置有高压省煤器(14)。

10.根据权利要求9所述的一种设有前置冷却器的燃气-蒸汽联合循环高压给水系统，其特征在于：所述的高压省煤器(14)与高压汽包(9)之间的管路上设置有高压汽包水位控制阀(15)。

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