CN214836591U - 一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组 - Google Patents
一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,高压给水泵的出水口管道上设置有多个测量高压给水泵出口压力的取样点;多个取样点上分别设有压力传感器,压力传感器连接模拟量变送器,模拟量变送器的电信号与DCS控制系统相连。本实用新型在高压给水泵出口处设置多个取样点,增加高压给水泵出口压力的多模拟量信号,并采用压力测点三取二的测量方式,提高了给水泵出口压力参数的可靠性,提升了高压给水泵出口压力调节的准确性,也提高了联锁的准确性和可靠性,解决了当单路模拟量信号出现故障时高压给水泵出口压力无法正常调节造成系统紊乱甚至非正常停机的问题,并解决了单点联锁所存在的拒动及误动风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气–蒸汽联合循环机组技术领域,具体而言,涉及一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组。
背景技术
电能是一种清洁的二次能源,由于电能不仅便于输送和分配,易于转换为其它的能源,且便于控制、管理和调度,易于实现自动化,故电能广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供,电力工业已成为我国实现现代化的基础,得到迅猛发展。其中,采用“燃气–蒸汽联合循环”技术发电,不仅发电效率高,且采用天然气发电可大大减少对环境的污染,因此,采用“燃气–蒸汽联合循环”技术发电逐渐成为我国电力发展的主力军。在现有技术中的燃气–蒸汽联合循环发电厂中,为使上游燃气集团所供给的天然气气体压力能够满足燃气轮机的使用需求,发电厂相应配置有天然气增压机,但若增压机出现故障,燃机系统所需的天然气供给将会中断,导致燃机系统无法正常运行发电,天然气系统的安全可靠性得不到保障。此外,高压给水泵出口压力作为重要控制参数,其单点运行存在不可靠性,不利于高压给水泵出口压力的调节,高压给水泵出口压力无法正常调节易造成系统紊乱甚至非正常停机,且单点联锁存在拒动及误动等风险。
发明内容
本说明书提供一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
根据本说明书实施例,提供了一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,所述燃气–蒸汽联合循环机组包括:两套锅炉系统、蒸汽轮机系统、凝汽器系统、两套燃机系统以及电机系统;其中,
所述锅炉系统包括余热锅炉、低压汽包、中压汽包、高压汽包、中压给水泵、高压给水泵以及设置于所述余热锅炉内的低压省煤器、低压蒸发器、低压过热器、中压省煤器、中压蒸发器、中压过热器、一级再热器、二级再热器、高压省煤器、高压蒸发器、高压过热器;所述低压省煤器的出水端连接所述低压汽包;所述低压蒸发器的两端分别与所述低压汽包相连通;所述低压过热器的进汽端与所述低压汽包相连通,出汽端连接低压蒸汽输送管道;所述中压给水泵的进水端与所述低压汽包相连通,出水端连通所述中压省煤器;所述中压省煤器的出水端与所述中压汽包相连通;所述中压蒸发器的两端分别与所述中压汽包相连通;所述中压过热器的进汽端连通所述中压汽包,出汽端经中压过热蒸汽输送管道与所述一级再热器相连通;所述一级再热器与所述二级再热器相连通;所述二级再热器的出汽端连接再热蒸汽输送管道;所述高压给水泵的进水端与所述低压汽包相连通,出水端连通所述高压省煤器;所述高压给水泵的出水口管道上设置有多个测量所述高压给水泵出口压力的取样点;多个所述取样点上分别设有压力传感器,所述压力传感器连接模拟量变送器,所述模拟量变送器的电信号与DCS控制系统相连;所述高压省煤器的出水端与所述高压汽包相连通;所述高压蒸发器的两端分别与所述高压汽包相连通;所述高压过热器的进汽端与所述高压汽包相连通,出汽端连接高压蒸汽输送管道;
所述蒸汽轮机系统包括同轴连接的高中压缸、低压缸以及连通管、高压排汽管道、进汽自动关断阀、低压进汽调节阀、预暖管道、进汽控制阀、出汽控制阀、多个疏水管路、进口阀门、疏水器、出口阀门、旁路手动门;所述高中压缸的中压出汽端通过所述连通管与所述低压缸的进汽端相连通;两套所述锅炉系统的所述低压蒸汽输送管道汇合后共同与所述连通管相连;两套所述锅炉系统的所述再热蒸汽输送管道汇合后共同连接至所述高中压缸的中压进汽端;两套所述锅炉系统的所述高压蒸汽输送管道共同汇合后共同连接至所述高中压缸的高压进汽端;所述高中压缸的高压出汽端经两路所述高压排汽管道分别与两套所述锅炉系统的所述中压过热蒸汽输送管道相连;所述连通管上沿蒸汽输送方向依次设置所述进汽自动关断阀、低压进汽调节阀;所述进汽自动关断阀、低压进汽调节阀之间的所述连通管上连接有所述预暖管道;所述预暖管道连通辅助蒸汽联箱;所述预暖管道上沿蒸汽输送方向设置有所述进汽控制阀、出汽控制阀;所述进汽控制阀、出汽控制阀之间的所述预暖管道上引出多路所述疏水管路;所述疏水管路上沿疏水流动方向依次设置有所述进口阀门、疏水器、出口阀门;所述旁路手动门与所述进口阀门、疏水器、出口阀门并联;
所述凝汽器系统包括凝汽器、凝结水泵;所述凝汽器的出水端与所述凝结水泵的进水端相连通;所述凝结水泵的出水端分别与两套所述锅炉系统的所述低压省煤器的进水端相连通;
两套所述燃机系统分别与两套所述锅炉系统一一相对应,所述燃机系统包括TCA系统、燃气轮机、天然气输送管道、天然气增压机、气动控制阀、天然气旁路管道、气动快速启闭阀、气源供应系统、翻板式止回阀、启闭控制阀门、FGH系统、第一止回阀;所述TCA系统的一端与所述高压给水泵的出水端相连,另一端连接所述高压省煤器的出水端;所述燃气轮机连通所述余热锅炉的进气端;所述燃气轮机的天然气进气端与所述FGH系统的天然气出气端相连通,所述FGH系统的天然气进气端与所述天然气输送管道相连,所述天然气输送管道连通天然气气源;所述天然气输送管道上安装有所述天然气增压机;所述天然气增压机与所述FGH系统之间的所述天然气输送管道上安装有所述气动控制阀;所述天然气增压机并联有所述天然气旁路管道;所述天然气旁路管道上沿天然气输送的方向依次安装有所述翻板式止回阀、气动快速启闭阀;所述气动快速启闭阀连通所述气源供应系统,由所述气源供应系统供给所述气动快速启闭阀开关动作所需的驱动气源;所述气源供应系统与所述气动快速启闭阀之间设置有所述启闭控制阀门;所述FGH系统的进水端与所述中压省煤器的出水端相连通,出水端通过所述第一止回阀与所述低压省煤器的进水端相连通;
所述电机系统包括两台燃气轮机发电机、一台蒸汽轮发电机;两台所述燃气轮机发电机分别与两套所述燃机系统的燃气轮机同轴连接;所述蒸汽轮发电机与所述高中压缸同轴连接。
可选地,所述低压蒸汽输送管道上引出一路与所述凝汽器相连的低压旁路;所述低压旁路上安装有低压旁路压力调门。
可选地,所述中压过热蒸汽输送管道上安装有第二止回阀。
可选地,所述再热蒸汽输送管道上引出一路与所述凝汽器相连的中压旁路;所述中压旁路上安装有中压旁路压力调门。
可选地,所述高压排汽管道上安装有第三止回阀。
可选地,所述高压蒸汽输送管道与所述高压排汽管道之间设置有高压旁路压力调门。
可选地,所述低压蒸汽输送管道上安装有低压并汽门;所述再热蒸汽输送管道上安装有中压并汽门;所述高压蒸汽输送管道上安装有高压并汽门。
进一步可选地,所述低压并汽门、中压并汽门、高压并汽门均为电动阀门。
可选地,所述进汽控制阀、出汽控制阀均为手动阀门。
可选地,所述燃机系统还包括空气换热器;所述燃气轮机的空气进气端连接有所述空气换热器。
本说明书实施例的有益效果如下:
在高压给水泵出口处设置多个取样点,增加高压给水泵出口压力的多模拟量信号,并采用压力测点三取二的测量方式,提高了给水泵出口压力参数的可靠性,提升了高压给水泵出口压力调节的准确性,也提高了联锁的准确性和可靠性,解决了当单路模拟量信号出现故障时高压给水泵出口压力无法正常调节造成系统紊乱甚至非正常停机的问题,并解决了单点联锁所存在的拒动及误动等风险,实现了重要联锁与保护相统一。
采用在天然气增压机处并联一旁路装置的方式,提高天然气系统的安全可靠性。旁路装置中的快速启闭阀根据天然气增压机的启动、停运等实时状态进行启闭动作,不需增加天然气增压机的投资费用,便可保证天然气增压机出现故障时,燃机天然气不会瞬间断供,保障燃机可以甩负荷正常停运,避免机组非停。同时,还可在上游供气压力能够直接满足燃机使用需求时,停运天然气增压机,通过旁路装置直接供应天然气,避免天然气通过增压机形成压降,提高了发电厂的经济效益。
在蒸汽轮机系统中增加低压缸预暖系统,蒸汽轮机启动前,采用低压缸预暖系统充分预暖低压内缸、低压转子和叶片,减小在启动过程到低负荷期间低压缸的热应力,并减小低压缸轴承振动,增加转子的使用寿命。
本说明书实施例的创新点包括:
1、本实施例中,在高压给水泵出口处设置多个取样点,增加高压给水泵出口压力的多模拟量信号,并采用压力测点三取二的测量方式,提高了给水泵出口压力参数的可靠性,提升了高压给水泵出口压力调节的准确性,也提高了联锁的准确性和可靠性,解决了当单路模拟量信号出现故障时高压给水泵出口压力无法正常调节造成系统紊乱甚至非正常停机的问题,并解决了单点联锁所存在的拒动及误动等风险,实现了重要联锁与保护相统一,是本说明书实施例的创新点之一。
2、本实施例中,采用在天然气增压机处并联一旁路装置的方式,提高天然气系统的安全可靠性。旁路装置中的快速启闭阀根据天然气增压机的启动、停运等实时状态进行启闭动作,不需增加天然气增压机的投资费用,便可保证天然气增压机出现故障时,燃机天然气不会瞬间断供,保障燃机可以甩负荷正常停运,避免机组非停。同时,还可在上游供气压力能够直接满足燃机使用需求时,停运天然气增压机,通过旁路装置直接供应天然气,避免天然气通过增压机形成压降,提高了发电厂的经济效益,是本说明书实施例的创新点之一。
3、本实施例中,在蒸汽轮机系统中增加低压缸预暖系统,蒸汽轮机启动前,采用低压缸预暖系统充分预暖低压内缸、低压转子和叶片,减小在启动过程到低负荷期间低压缸的热应力,并减小低压缸轴承振动,增加转子的使用寿命,是本说明书实施例的创新点之一。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例提供的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组的结构示意图;
图2为本说明书实施例提供的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组的局部放大图;
图3为本说明书实施例提供的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组的结构框图;
图中,1为余热锅炉、2为低压汽包、3为中压汽包、4为高压汽包、5 为中压给水泵、6为高压给水泵、7为低压省煤器、8为低压蒸发器、9为低压过热器、10为中压省煤器、11为中压蒸发器、12为中压过热器、13为一级再热器、14为二级再热器、15为高压省煤器、16为高压蒸发器、17为高压过热器、18为低压蒸汽输送管道、19为中压过热蒸汽输送管道、20为再热蒸汽输送管道、21为取样点、22为压力传感器、23为模拟量变送器、24 为DCS控制系统、25为高压蒸汽输送管道、26为高中压缸、27为低压缸、 28为连通管、29为高压排汽管道、30为进汽自动关断阀、31为低压进汽调节阀、32为预暖管道、33为进汽控制阀、34为出汽控制阀、35为疏水管路、 36为进口阀门、37为疏水器、38为出口阀门、39为旁路手动门、40为辅助蒸汽联箱、41为凝汽器、42为凝结水泵、43为TCA系统、44为燃气轮机、 45为天然气输送管道、46为天然气增压机、47为气动控制阀、48为天然气旁路管道、49为气动快速启闭阀、50为气源供应系统、51为翻板式止回阀、 52为启闭控制阀门、53为FGH系统、54为第一止回阀、55为燃气轮机发电机、56为蒸汽轮发电机、57为低压旁路、58为低压旁路压力调门、59为第二止回阀、60为中压旁路、61为中压旁路压力调门、62为第三止回阀、63 为高压旁路压力调门、64为低压并汽门、65为中压并汽门、66为高压并汽门、67为空气换热器。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅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付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。
需要说明的是,本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本说明书实施例公开了一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组。以下分别进行详细说明。
图1、图2、图3示出了根据本说明实施例提供的一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组。如图1、图2、图3所示,本实用新型实施例中的燃气–蒸汽联合循环机组为二拖一燃机联合循环机组,其包括两套锅炉系统、蒸汽轮机系统、凝汽器系统、两套燃机系统以及电机系统,电机系统包括两台燃气轮机发电机55、一台蒸汽轮发电机56,两台燃气轮机发电机55分别与两套燃机系统的燃气轮机44同轴连接,蒸汽轮发电机56与蒸汽轮机系统的高中压缸26同轴连接。两套燃机系统分别与两套锅炉系统一一相对应,凝汽器系统为两套锅炉系统提供所需水源,燃机系统中燃气轮机44所排出的高温气体输送至与其相连通的余热锅炉1内,将余热锅炉1内的水加热成蒸汽推动蒸汽轮机作业,带动蒸汽轮发电机56发电。
在本实施例中,蒸汽轮机系统中的蒸汽轮机采用高中压合缸结构,包括同轴连接的高中压缸26、低压缸27,使得蒸汽轮机总体结构紧凑,布置简单,且锅炉系统可同时产生低、中、高蒸汽,分别驱动蒸汽轮机的低压缸27、高中压缸26,最充分地把天然气的热能转换成机械功,提高电厂的经济效益。
其中,为解决现有技术中每次蒸汽轮机启动时低压缸进气温度变化率过快的问题,避免转子表面和转子中心温差大、径向温度场可能不均、热应力较大的现象发生,蒸汽轮机系统设置有低压缸预暖系统,具体的,高中压缸 26的中压出汽端通过连通管28与低压缸27的进汽端相连通;连通管28上沿蒸汽输送方向依次设置进汽自动关断阀30、低压进汽调节阀31,其中,进汽自动关断阀30用于隔断低压缸27的进汽,在蒸汽轮机背压方式运行时处于关闭状态,其他方式运行时开启,低压进汽调节阀31在蒸汽轮机供热方式运行时用于调节低压缸27的进汽量,其他方式运行时处于全开状态;进汽自动关断阀30、低压进汽调节阀31之间的连通管28上连接有预暖管道32,通过预暖管道32向低压缸27输送预暖蒸汽;预暖管道32连通辅助蒸汽联箱 40,辅助蒸汽联箱40为其提供所需预暖蒸汽;预暖管道32上沿蒸汽输送方向设置有进汽控制阀33、出汽控制阀34,优选的,进汽控制阀33、出汽控制阀34均为手动阀门,利用进汽控制阀33控制预暖管道32内的蒸汽进入量,利用出汽控制阀34控制低压缸27的预暖蒸汽进汽量。
此外,由于开始预暖时预暖管道32管壁的温度相对于预暖蒸汽的温度较低,当辅助蒸汽联箱40中蒸汽输入后,会在预暖管道32管壁上形成凝结水,为保证低压缸预暖系统的热效率,需要将预暖管道32内的凝结水及时排出,同时为避免预暖蒸汽的外漏,在进汽控制阀33、出汽控制阀34之间的预暖管道32上引出多路疏水管路35,利用多路疏水管路35阻汽排水,其中,多路疏水管路35可根据系统设备进行分别设计;疏水管路35上沿疏水流动方向依次设置有进口阀门36、疏水器37、出口阀门38;旁路手动门39与进口阀门36、疏水器37、出口阀门38并联,利用进口阀门36、疏水器37、出口阀门38及旁路手动门39将预暖管道32内的凝结水及时快速排出。
在一个具体实施例中,机组的蒸汽轮机启动前,正式投入低压缸预暖系统前,提前开启多路疏水管路35上疏水器37前后的进口阀门36和出口阀门 38以及旁路手动门39,稍开进汽控制阀33,从辅助蒸汽联箱40向预暖管道 32内通入少量蒸汽,利用所输入的蒸汽对预暖管道32进行暖管作业,在此过程中,蒸汽遇冷在管壁上形成凝结水,凝结水通过多路疏水管路35排出,从而保证蒸汽不外漏。暖管完毕且温度大于低压轴封温度后,关闭进口阀门36和出口阀门38,逐渐开启出汽控制阀34,并开启低压进汽调节阀31,对低压缸27进行预暖作业,预暖作业完成后,停运低压缸预暖系统。
凝汽器系统中的凝汽器41出水端与凝结水泵42的进水端相连通,凝结水泵42的出水端分别与两套锅炉系统的低压省煤器7的进水端相连通,从而在凝结水泵42的作用下将凝汽器41内的凝结水输送至低压省煤器7中,为两套锅炉系统供给所需水源。
低压省煤器7的出水端连接低压汽包2;低压蒸发器8的两端分别与低压汽包2相连通;低压过热器9的进汽端与低压汽包2相连通,出汽端连接低压蒸汽输送管道18;低压蒸汽输送管道18上安装有低压并汽门64,低压并汽门64优选为电动阀门,自动化强;两套锅炉系统的低压蒸汽输送管道 18汇合后共同与连通管28相连。经凝结水泵42输送来的凝结水通过低压省煤器7预热后输入低压汽包2,低压汽包2连通着低压蒸发器8,水在低压蒸发器8内加热成饱和蒸汽上升至低压汽包2中,饱和蒸汽从低压汽包2输出再通过低压过热器9加热,产生低压过热蒸汽,两套锅炉系统的低压过热蒸汽汇合再与高中压缸26的中压排汽混合后,共同输送至低压缸27中,驱动低压缸27旋转做功,带动蒸汽轮发电机56发电。
中压给水泵5的进水端与低压汽包2相连通,出水端连通中压省煤器10;中压省煤器10的出水端与中压汽包3相连通;中压蒸发器11的两端分别与中压汽包3相连通;中压过热器12的进汽端连通中压汽包3,出汽端经中压过热蒸汽输送管道19与一级再热器13相连通;一级再热器13与二级再热器 14相连通;二级再热器14的出汽端连接再热蒸汽输送管道20;再热蒸汽输送管道20上安装有中压并汽门65,中压并汽门65优选为电动阀门,自动化强;两套锅炉系统的再热蒸汽输送管道20汇合后共同连接至高中压缸26的中压进汽端。此外,高中压缸26的高压出汽端经两路高压排汽管道29分别与两套锅炉系统的中压过热蒸汽输送管道19相连。通过低压汽包2输出的水由中压给水泵5注入中压省煤器10中继续加热,然后进入中压汽包3,在中压蒸发器11内加热成饱和蒸汽上升至中压汽包3。从中压汽包3输出的饱和蒸汽通过中压过热器12加热,然后再与高中压缸26的高压出汽端排出的蒸汽混合,一同依次经过一级再热器13、二级再热器14加热,产生中压再热蒸汽,两套锅炉系统的中压再热蒸汽汇合后共同输送至高中压缸26的中压进汽端,驱动高中压缸26旋转做功,带动蒸汽轮发电机54发电。
高压给水泵6的进水端与低压汽包2相连通,出水端连通高压省煤器15;高压省煤器15的出水端与高压汽包4相连通;高压蒸发器16的两端分别与高压汽包4相连通;高压过热器17的进汽端与高压汽包4相连通,出汽端连接高压蒸汽输送管道25;两套锅炉系统的高压蒸汽输送管道25共同汇合后共同连接至高中压缸26的高压进汽端。通过低压汽包2输出的水由高压给水泵6注入高压省煤器15中继续加热,然后进入高压汽包4,在高压蒸发器16内加热成饱和蒸汽上升至高压汽包4,从高压汽包4输出的饱和蒸汽通过高压过热器17加热,产生高压过热蒸汽,两套锅炉系统的高压过热蒸汽汇合后共同输送至高中压缸26的高压进汽端,驱动高中压缸26旋转做功,带动蒸汽轮发电机54发电。
其中,为提升高压给水泵出口压力调节、联锁的准确性和可靠性,解决了当单路模拟量信号出现故障时高压给水泵出口压力无法正常调节造成系统紊乱甚至非正常停机的问题,在本实用新型实施例中,高压给水泵6的出水口管道上设置有多个测量高压给水泵6出口压力的取样点21;多个取样点21 上分别设有压力传感器22,压力传感器22连接模拟量变送器23,模拟量变送器23的电信号与DCS控制系统24相连。
在一个具体的实施例中,取样点21的个数为三个。从高压给水泵6出口另取两路取样,作为高压给水出口压力的测量源,就地新增两路模拟量变送器23,利用高压给水泵出口压力的多模拟量信号参与辅机控制,提升了高压给水泵出口压力调节、联锁的准确性和可靠性,解决了当单路模拟量信号出现故障时高压给水泵出口压力无法正常调节造成系统紊乱甚至非正常停机的问题。对应新增测量源,与原单路信号在DCS控制系统24中进行三取二整合,实现高压给水泵6出口压力连锁逻辑的保护化,即利用更高级别设计逻辑达到重要联锁的可靠性,可提高了系统设备远方监控的准确性。
此外,为了提高系统的安全性,中压过热蒸汽输送管道19上安装有第二止回阀59,高压排汽管道29上安装有第三止回阀62,利用第二止回阀59、第三止回阀62防止管道内的蒸汽、凝结水回流,保证系统安全。同时,高压蒸汽输送管道25与高压排汽管道29之间设置有高压旁路压力调门63,利用高压旁路压力调门63将高压蒸汽输送管道25内的蒸汽输送至高压排汽管道29内,再经中压旁路60排入凝汽器41内;低压蒸汽输送管道18上引出一路与凝汽器41相连的低压旁路57,低压旁路57上安装有低压旁路压力调门 58,通过控制低压旁路压力调门58将低压蒸汽输送管道18内的蒸汽经低压旁路57排入凝汽器41内;再热蒸汽输送管道20上引出一路与凝汽器41相连的中压旁路60,中压旁路60上安装有中压旁路压力调门61,通过控制中压旁路压力调门61将再热蒸汽输送管道20内的蒸汽经中压旁路60排入凝汽器41内,排入凝汽器41内的蒸汽冷却形成凝结水进行循环利用,节约水资源。
在本实施例中,燃机系统采用TCA系统43为燃气轮机44的透平环境控制提供服务,保障燃气轮机44透平的安全运行并影响燃气轮机44出力,同时,利用FGH系统53将天然气加热到系统所需的温度后供给燃气轮机44,预热后的燃气有助于燃料的燃烧和平均吸热温度的提高,进而达到提高效率的目的。其中,TCA系统43的一端与高压给水泵6的出水端相连,另一端连接高压省煤器15的出水端;燃气轮机44的天然气进气端与FGH系统53 的天然气出气端相连通,FGH系统53的进水端与中压省煤器10的出水端相连通,出水端通过第一止回阀54与低压省煤器7的进水端相连通,利用中压省煤器10所预热后的水与天然气进行热交换,预热天然气,热交换后的水经第一止回阀54重新输送至低压省煤器7进行加热,节约水资源。
其中,在本说明书中,TCA系统指的是透平冷却空气系统(Turbine Cooling Air,TCA),FGH系统指的是燃料性能加热器系统(Fuel Gas Heater, FGH)。
为提高燃机系统的安全可靠性,避免天然气增压机46发生故障时机组非停,采用在燃气轮机44的天然气增压机46处并联一旁路装置,通过旁路装置对燃气轮机44的天然气供给进行补充。具体的,FGH系统53的天然气进气端与天然气输送管道45相连,天然气输送管道45连通天然气气源;天然气输送管道45上安装有天然气增压机46;天然气增压机46与FGH系统53 之间的天然气输送管道45上安装有气动控制阀47;天然气增压机46并联有天然气旁路管道48;天然气旁路管道48上沿天然气输送的方向依次安装有翻板式止回阀51、气动快速启闭阀49;气动快速启闭阀49连通气源供应系统50,由气源供应系统50供给气动快速启闭阀49开关动作所需的驱动气源;气源供应系统50与气动快速启闭阀49之间设置有启闭控制阀门52;燃气轮机44的空气进气端连接有空气换热器67,利用空气换热器67对进入燃气轮机44压气机的空气进行热交换,以提高机组效率。
当上游燃气集团供气压力可直接满足燃气轮机44的使用需求时,即使不通过天然气增压机46,也可将天然气输送至燃气轮机44内进行燃烧,因此,为避免天然气通过天然气增压机46形成压降,停运天然气增压机46,然后由气源供应系统50供给气动快速启闭阀49开关动作的驱动气源,开启气动快速启闭阀49,使天然气直接通过天然气旁路管道48进行输送,不仅提高了传输速度,还可减少不必要的能量浪费;当上游燃气集团供气压力不能满足燃气轮机44的使用需求时,气动快速启闭阀49关闭,天然气增压机46正常运行,为燃气轮机44提供满足使用需求的天然气;当天然气增压机46在运行过程中发生故障停运时,开启气动快速启闭阀49,天然气由天然气旁路管道48进行输送,确保燃气轮机44所需的天然气不会瞬间断供,保障燃气轮机44可以甩负荷正常停运,避免机组非停。在一个具体的实施例中,气源供应系统50所供给的驱动气源可选取自厂用压缩空气母管,所采用的驱动气源压力为0.8MPa左右。
综上所述,本说明书公开一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,在高压给水泵出口处设置多个取样点,增加高压给水泵出口压力的多模拟量信号,并采用压力测点三取二的测量方式,提高了给水泵出口压力参数的可靠性,提升了高压给水泵出口压力调节的准确性,也提高了联锁的准确性和可靠性,解决了当单路模拟量信号出现故障时高压给水泵出口压力无法正常调节造成系统紊乱甚至非正常停机的问题,并解决了单点联锁所存在的拒动及误动等风险,实现了重要联锁与保护相统一。
采用在天然气增压机处并联一旁路装置的方式,提高天然气系统的安全可靠性。旁路装置中的快速启闭阀根据天然气增压机的启动、停运等实时状态进行启闭动作,不需增加天然气增压机的投资费用,便可保证天然气增压机出现故障时,燃机天然气不会瞬间断供,保障燃机可以甩负荷正常停运,避免机组非停。同时,还可在上游供气压力能够直接满足燃机使用需求时,停运天然气增压机,通过旁路装置直接供应天然气,避免天然气通过增压机形成压降,提高了发电厂的经济效益。
在蒸汽轮机系统中增加低压缸预暖系统,蒸汽轮机启动前,采用低压缸预暖系统充分预暖低压内缸、低压转子和叶片,减小在启动过程到低负荷期间低压缸的热应力,并减小低压缸轴承振动,增加转子的使用寿命。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述燃气–蒸汽联合循环机组包括:两套锅炉系统、蒸汽轮机系统、凝汽器系统、两套燃机系统以及电机系统;其中,
所述锅炉系统包括余热锅炉、低压汽包、中压汽包、高压汽包、中压给水泵、高压给水泵以及设置于所述余热锅炉内的低压省煤器、低压蒸发器、低压过热器、中压省煤器、中压蒸发器、中压过热器、一级再热器、二级再热器、高压省煤器、高压蒸发器、高压过热器;所述低压省煤器的出水端连接所述低压汽包;所述低压蒸发器的两端分别与所述低压汽包相连通;所述低压过热器的进汽端与所述低压汽包相连通,出汽端连接低压蒸汽输送管道;所述中压给水泵的进水端与所述低压汽包相连通,出水端连通所述中压省煤器;所述中压省煤器的出水端与所述中压汽包相连通;所述中压蒸发器的两端分别与所述中压汽包相连通;所述中压过热器的进汽端连通所述中压汽包,出汽端经中压过热蒸汽输送管道与所述一级再热器相连通;所述一级再热器与所述二级再热器相连通;所述二级再热器的出汽端连接再热蒸汽输送管道;所述高压给水泵的进水端与所述低压汽包相连通,出水端连通所述高压省煤器;所述高压给水泵的出水口管道上设置有多个测量所述高压给水泵出口压力的取样点;多个所述取样点上分别设有压力传感器,所述压力传感器连接模拟量变送器,所述模拟量变送器的电信号与DCS控制系统相连;所述高压省煤器的出水端与所述高压汽包相连通;所述高压蒸发器的两端分别与所述高压汽包相连通;所述高压过热器的进汽端与所述高压汽包相连通,出汽端连接高压蒸汽输送管道;
所述蒸汽轮机系统包括同轴连接的高中压缸、低压缸以及连通管、高压排汽管道、进汽自动关断阀、低压进汽调节阀、预暖管道、进汽控制阀、出汽控制阀、多个疏水管路、进口阀门、疏水器、出口阀门、旁路手动门;所述高中压缸的中压出汽端通过所述连通管与所述低压缸的进汽端相连通;两套所述锅炉系统的所述低压蒸汽输送管道汇合后共同与所述连通管相连;两套所述锅炉系统的所述再热蒸汽输送管道汇合后共同连接至所述高中压缸的中压进汽端;两套所述锅炉系统的所述高压蒸汽输送管道共同汇合后共同连接至所述高中压缸的高压进汽端;所述高中压缸的高压出汽端经两路所述高压排汽管道分别与两套所述锅炉系统的所述中压过热蒸汽输送管道相连;所述连通管上沿蒸汽输送方向依次设置所述进汽自动关断阀、低压进汽调节阀;所述进汽自动关断阀、低压进汽调节阀之间的所述连通管上连接有所述预暖管道;所述预暖管道连通辅助蒸汽联箱;所述预暖管道上沿蒸汽输送方向设置有所述进汽控制阀、出汽控制阀;所述进汽控制阀、出汽控制阀之间的所述预暖管道上引出多路所述疏水管路;所述疏水管路上沿疏水流动方向依次设置有所述进口阀门、疏水器、出口阀门;所述旁路手动门与所述进口阀门、疏水器、出口阀门并联;
所述凝汽器系统包括凝汽器、凝结水泵;所述凝汽器的出水端与所述凝结水泵的进水端相连通;所述凝结水泵的出水端分别与两套所述锅炉系统的所述低压省煤器的进水端相连通;
两套所述燃机系统分别与两套所述锅炉系统一一相对应,所述燃机系统包括TCA系统、燃气轮机、天然气输送管道、天然气增压机、气动控制阀、天然气旁路管道、气动快速启闭阀、气源供应系统、翻板式止回阀、启闭控制阀门、FGH系统、第一止回阀;所述TCA系统的一端与所述高压给水泵的出水端相连,另一端连接所述高压省煤器的出水端;所述燃气轮机连通所述余热锅炉的进气端;所述燃气轮机的天然气进气端与所述FGH系统的天然气出气端相连通,所述FGH系统的天然气进气端与所述天然气输送管道相连,所述天然气输送管道连通天然气气源;所述天然气输送管道上安装有所述天然气增压机;所述天然气增压机与所述FGH系统之间的所述天然气输送管道上安装有所述气动控制阀;所述天然气增压机并联有所述天然气旁路管道;所述天然气旁路管道上沿天然气输送的方向依次安装有所述翻板式止回阀、气动快速启闭阀;所述气动快速启闭阀连通所述气源供应系统,由所述气源供应系统供给所述气动快速启闭阀开关动作所需的驱动气源;所述气源供应系统与所述气动快速启闭阀之间设置有所述启闭控制阀门;所述FGH系统的进水端与所述中压省煤器的出水端相连通,出水端通过所述第一止回阀与所述低压省煤器的进水端相连通;
所述电机系统包括两台燃气轮机发电机、一台蒸汽轮发电机;两台所述燃气轮机发电机分别与两套所述燃机系统的燃气轮机同轴连接;所述蒸汽轮发电机与所述高中压缸同轴连接。
2.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述低压蒸汽输送管道上引出一路与所述凝汽器相连的低压旁路;所述低压旁路上安装有低压旁路压力调门。
3.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述中压过热蒸汽输送管道上安装有第二止回阀。
4.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述再热蒸汽输送管道上引出一路与所述凝汽器相连的中压旁路;所述中压旁路上安装有中压旁路压力调门。
5.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述高压排汽管道上安装有第三止回阀。
6.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述高压蒸汽输送管道与所述高压排汽管道之间设置有高压旁路压力调门。
7.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述低压蒸汽输送管道上安装有低压并汽门;所述再热蒸汽输送管道上安装有中压并汽门;所述高压蒸汽输送管道上安装有高压并汽门。
8.根据权利要求7所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述低压并汽门、中压并汽门、高压并汽门均为电动阀门。
9.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述进汽控制阀、出汽控制阀均为手动阀门。
10.根据权利要求1所述的高压给水泵出口多取样点的燃气–蒸汽联合循环机组,其特征在于,所述燃机系统还包括空气换热器;所述燃气轮机的空气进气端连接有所述空气换热器。
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