CN216617604U - 一种超高温超高压抽凝背发电供热系统 - Google Patents

Abstract

一种超高温超高压抽凝背发电供热系统，属于火力发电、热电联产技术领域。解决了传统的热电联供汽轮机供热负荷无法灵活调整和无法提供最大化热负荷问题。该实用新型通过设置自动离合器6、变速器7，通过中压缸排汽调节门22、低压缸进汽调节门23，使整个机组在不停机的情况下切除和并入汽轮机低压缸3，可实现纯凝工况和背压工况的在线转换，减少了机组停机造成的经济损失，节省了低压缸冷却蒸汽，减少了能源的浪费，提高了效率。

Description

一种超高温超高压抽凝背发电供热系统

技术领域

一种超高温超高压抽凝背发电供热系统，属于火力发电、热电联产技术领域。

背景技术

电力行业是我国重工业的重要基础行业，同时也是高能耗、高水耗、高污染的行业，尤其是火力发电行业汽轮机的乏汽带走很大一部分热量，造成大量的能源浪费，以超高温超高压纯凝机组为例，发电效率约为37％-38％，汽轮机冷源损失约占总热量的40％-50％。近年来国家对火电机组要求越来越严格，300MW以下的纯凝发电燃煤机组已经不再审批。为提高能源利用效率，国家大力提倡热电联产机组。

热电联产机组是指火力发电厂采用抽凝式、或背压式汽轮发电机组，发电的同时也对外供热。热电联产的机组没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％，比大型凝汽式机组热效率要高得多。

热电联产不仅节能，而且可以改善环境条件，提高居民生活水平。但是热用户的性质不同，对蒸汽的温度和压力要求就不同，而且随着季节的变化，蒸汽用量也有很大的变化，这就导致传统的热电联产机组运行调节比较困难，不得不同时上不同参数、不同容量的机组，热电联产把电厂的发电与用户的用热紧密联系，降低了运行的灵活性，同时也增加了电厂的投资和运行调节费用。

实用新型内容

本实用新型在于提供了一种超高温超高压抽凝背发电供热系统，传统的热电联供汽轮机形式为背压式或抽汽凝汽式汽轮机，背压式汽轮机只能带基础热负荷，且供热负荷无法灵活调整；抽汽凝汽式汽轮机汽轮机抽汽带变动热负荷，缺点是汽轮机的最大抽汽量一般不超过汽轮机主蒸汽的50％，无法提供最大化热负荷。本实用新型超高温超高压抽凝背发电供热系统，结合背压式汽轮机和抽汽凝汽式汽轮机的优点，即可以在纯凝工况和抽凝工况下运行，也可以在背压方式下运行。即可以提供基础热负荷，也可以在变负荷下稳定运行。具有调节范围宽、运行稳定、效率高的特点。

本实用新型提供了一种超高温超高压抽凝背发电供热系统的主蒸汽运行压力为13.2MPa，温度为566℃。为解决超高温超高压热电联供系统供热最大化问题提供了方案。满足超高温超高压热电联供系统纯凝、抽凝和背压三种方式下稳定、高效运行。

一种超高温超高压抽凝背发电供热系统包括，汽轮机高压缸1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、汽轮发电机4、第一变速器5，自动离合器6、第二变速器7、凝汽器8、凝结水泵9、8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13、除氧器14、高压给水泵15、3#高压加热器16、2#高压加热器17、1#高压加热器18、锅炉19、高压主汽调节门20、中压联合汽门21、中压缸排汽调节门22、低压缸进汽调节门23。

汽轮机高压缸1与汽轮机中压缸2相连接，汽轮机高压缸1通过1#抽汽管道与1#高压加热器18相接，汽轮机高压缸1通过高压缸排汽管道和2#抽汽管道与2#高压加热器17相连接，汽轮机高压缸1通过高压缸排汽管道和冷再热蒸气管道与锅炉19相连接，并通过锅炉19顺次与再热主蒸汽管道、中压联合汽门21、汽轮机中压缸2相连接；汽轮机中压缸2通过3#抽汽管道与3#高压加热器16相连接，汽轮机中压缸2通过4#抽汽管道与除氧器14相连接，汽轮机中压缸2通过中压缸排汽调节门22与工业抽汽管网相连接，汽轮机中压缸2通过低压缸进汽调节门23与汽轮机低压缸3相连接；汽轮机低压缸3分别通过抽气管道与8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13相连接，汽轮机低压缸3通过低压缸凝汽器8与凝结水泵9相连接后，依次通过8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13连接到除氧器14；除氧器14通过高压给水泵15依次与3#高压加热器16、2#高压加热器17、1#高压加热器18连接到锅炉19，再通过锅炉19与高压主汽调节门20连接，高压主汽调节门20与汽轮机高压缸1相连接；汽轮发电机4通过第一变速器5与汽轮机高压缸1以刚性联轴器连接，汽轮机中压缸2依次通过自动离合器6和第二变速器7与汽轮机低压缸3以刚性联轴器连接。

超高温超高压主蒸汽，压力13.2MPa，温度566℃，通过管道输送到高压主汽调节门20前，经过汽轮机高压缸1做功后，主蒸汽温度，压力均降低，通过高压缸排汽，一部分通过1#抽汽管道送至1#高压加热器18加热主给水，一部分通过2#抽汽管道送至2#高压加热器17加热主给水，另一部分通过冷再热管道送入锅炉19进行再热。经过锅炉19的加热，蒸汽温度上升，回到中压联合汽门21前，进入汽轮机中压缸2再次做功，蒸汽温度和压力降低，经过汽轮机中压缸2的蒸汽，一部分通过3#抽汽管道送入3#高压加热器16加热主给水，一部分通过4#除氧抽汽管道进入除氧器加热凝结水并除去凝结水中的氧。大部分蒸汽通过中压缸排汽调节门22送入厂区工业抽汽管网或通过低压缸进汽调节门23进入汽轮机低压缸3继续做功。进入汽轮机低压缸3的蒸汽一部分作为8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13的热源抽汽逐级加热凝结水，另一部分经过低压缸凝汽器8后冷凝为凝结水，通过凝结水泵9加压后送入除氧器14，凝结水经过除氧器14的除氧加热后，通过高压给水泵15加压后送入锅炉19。至此形成一个完整的热力循环。

本实用新型利用蒸汽参数为主蒸汽压力13.2MPa，主蒸汽温度566℃，具有机组参数高，发电效率高的优点。

本实用新型通过设置自动离合器6、变速器7，通过中压缸排汽调节门22、低压缸进汽调节门23的配合，,整个机组在不停机的情况下切除和并入汽轮机低压缸3，可实现纯凝工况和背压工况的在线转换，大大减少了机组停机造成的经济损失。

本实用新型纯凝和背压工况的转换由自动离合器6实现，避免了汽轮机低压缸3在背压工况下运行，相对于以往的抽凝背机组节省了低压缸冷却蒸汽，减少了能源的浪费，提高了效率。

本实用新型在热负荷需求很高的情况下可实现最大化供热的目的，实现一机两用，可大大节省投资。

附图说明

图1为一种超高温超高压抽凝背发电-供热系统示意图,

整个系统包括(见附图)：汽轮机高压缸部1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、汽轮发电机4、变速器5，自动离合器6、变速器7、凝汽器8、凝结水泵9、8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13、除氧器14、高压给水泵15、3#高压加热器16、2#高压加热器17、1#高压加热器18、锅炉19、高压主汽调节门20、中压联合汽门21、中压缸排汽调节门22、低压缸进汽调节门23。

具体实施方式

为使本实用新型的功能、技术优点和创新更加清楚的说明，结合一下具体实施方式，参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

1)纯凝工况

超高温超高压主蒸汽，压力13.2MPa，温度566℃，通过管道输送到高压主汽调节门20前，经过汽轮机高压缸1做功后，主蒸汽温度，压力均降低，通过高压缸排汽，一部分通过1#抽汽管道送至1#高压加热器18加热主给水，一部分通过2#抽汽管道送至2#高压加热器17加热主给水，另一部分通过冷再热管道送入锅炉19进行再热。经过锅炉19的加热，蒸汽温度上升，回到中压联合汽门21前，进入汽轮机中压缸2再次做功，蒸汽温度和压力降低，经过汽轮机中压缸2的蒸汽，一部分通过3#抽汽管道送入3#高压加热器16加热主给水，一部分通过4#除氧抽汽管道进入除氧器加热凝结水并除去凝结水中的氧。大部分蒸汽通过通过低压缸进汽调节门23进入汽轮机低压缸3继续做功。进入汽轮机低压缸3的蒸汽一部分作为8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13的热源抽汽逐级加热凝结水，另一部分经过低压缸凝汽器8后冷凝为凝结水，通过凝结水泵9加压后送入除氧器14，凝结水经过除氧器14的除氧加热后，通过高压给水泵15加压后送入锅炉19。纯凝工况汽轮机无工业抽汽，工业抽汽调节门22全关，低压缸进汽调节门23全开，此工况汽轮机低压缸3和凝汽器8都运行，发电量最大，全厂热效率最低。汽轮机低压缸3通过自动离合器6和变速器7与整个发电系统连接。

2)抽凝工况

超高温超高压主蒸汽，压力13.2MPa，温度566℃，通过管道输送到高压主汽调节门20前，经过汽轮机高压缸1做功后，主蒸汽温度，压力均降低，通过高压缸排汽，一部分通过1#抽汽管道送至1#高压加热器18加热主给水，一部分通过2#抽汽管道送至2#高压加热器17加热主给水，另一部分通过冷再热管道送入锅炉19进行再热。经过锅炉19的加热，蒸汽温度上升，回到中压联合汽门21前，进入汽轮机中压缸2再次做功，蒸汽温度和压力降低，经过汽轮机中压缸2的蒸汽，一部分通过3#抽汽管道送入3#高压加热器16加热主给水，一部分通过4#除氧抽汽管道进入除氧器加热凝结水并除去凝结水中的氧。大部分蒸汽通过中压缸排汽调节门22送入厂区工业抽汽管网或通过低压缸进汽调节门23进入汽轮机低压缸3继续做功。工业抽汽的量根据热负荷的大小，由中压缸排汽调节门22的开度实现控制。进入汽轮机低压缸3的蒸汽一部分作为8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13的热源抽汽逐级加热凝结水，另一部分经过低压缸凝汽器8后冷凝为凝结水，通过凝结水泵9加压后送入除氧器14，凝结水经过除氧器14的除氧加热后，通过高压给水泵15加压后送入锅炉19。抽凝工况汽轮机有部分工业抽汽，通过工业抽汽调节门22的开度实现工业抽汽量的调节，此工况汽轮机低压缸3和凝汽器8都运行。此种工况汽轮机抽汽的量一般不能超过主蒸汽量的50％。

3)背压工况

超高温超高压主蒸汽，压力13.2MPa，温度566℃，通过管道输送到高压主汽调节门20前，经过汽轮机高压缸1做功后，主蒸汽温度，压力均降低，通过高压缸排汽，一部分通过1#抽汽管道送至1#高压加热器18加热主给水，一部分通过2#抽汽管道送至2#高压加热器17加热主给水，另一部分通过冷再热管道送入锅炉19进行再热。经过锅炉19的加热，蒸汽温度上升，回到中压联合汽门21前，进入汽轮机中压缸2再次做功，蒸汽温度和压力降低，经过汽轮机中压缸2的蒸汽，一部分通过3#抽汽管道送入3#高压加热器16加热主给水，一部分通过4#除氧抽汽管道进入除氧器加热凝结水并除去凝结水中的氧。剩余的全部蒸汽通过中压缸排汽调节门22送入厂区工业抽汽管网。背压工况汽轮机低压缸3和凝汽器8都不运行，通过设置在汽轮机低压缸3和汽轮机中压缸2之间的自动离合器6和变速器7及低压缸进汽调节门23，实现汽轮机低压缸3的在线切除。同时凝汽器8、凝结水泵9和汽轮机的低压回热抽汽系统即8#低压加热器10、7#低压加热器11、6#低压加热器12、5#低压加热器13切除，不再运行。此工况可实现热负荷的最大化，汽轮机发电量最小，热利用率最大。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种超高温超高压抽凝背发电供热系统，其特征在于：系统包括汽轮机高压缸(1)、汽轮机中压缸(2)、汽轮机低压缸(3)、汽轮发电机(4)、第一变速器(5)，自动离合器(6)、第二变速器(7)、凝汽器(8)、凝结水泵(9)、8#低压加热器(10)、7#低压加热器(11)、6#低压加热器(12)、5#低压加热器(13)、除氧器(14)、高压给水泵(15)、3#高压加热器(16)、2#高压加热器(17)、1#高压加热器(18)、锅炉(19)、高压主汽调节门(20)、中压联合汽门(21)、中压缸排汽调节门(22)、低压缸进汽调节门(23)；

汽轮机高压缸(1)与汽轮机中压缸(2)相连接，汽轮机高压缸(1)通过1#抽汽管道与1#高压加热器(18)相接，汽轮机高压缸(1)通过高压缸排汽管道和2#抽汽管道与2#高压加热器(17)相连接，汽轮机高压缸(1)通过高压缸排汽管道和冷再热蒸气管道与锅炉(19)相连接，并通过锅炉(19)顺次与再热主蒸汽管道、中压联合汽门(21)、汽轮机中压缸(2)相连接；汽轮机中压缸(2)通过3#抽汽管道与3#高压加热器(16)相连接，汽轮机中压缸(2)通过4#抽汽管道与除氧器(14)相连接，汽轮机中压缸(2)通过中压缸排汽调节门(22)与工业抽汽管网相连接，汽轮机中压缸(2)通过低压缸进汽调节门(23)与汽轮机低压缸(3)相连接；汽轮机低压缸(3)分别通过抽气管道与8#低压加热器(10)、7#低压加热器(11)、6#低压加热器(12)、5#低压加热器(13)相连接，汽轮机低压缸(3)通过低压缸凝汽器(8)与凝结水泵(9)相连接后，依次通过8#低压加热器(10)、7#低压加热器(11)、6#低压加热器(12)、5#低压加热器(13)连接到除氧器(14)；除氧器(14)通过高压给水泵(15)依次与3#高压加热器(16)、2#高压加热器(17)、1#高压加热器(18)连接到锅炉(19)，再通过锅炉(19)与高压主汽调节门(20)连接，高压主汽调节门(20)与汽轮机高压缸(1)相连接；汽轮发电机(4)通过第一变速器(5)与汽轮机高压缸(1)以刚性联轴器连接，汽轮机中压缸(2)依次通过自动离合器(6)和第二变速器(7)与汽轮机低压缸(3)以刚性联轴器连接。

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