CN217001992U - 凝汽机组改背压机组配套辅机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种凝汽机组改背压机组配套辅机系统，可以在凝汽机组改造为背压机组后，保证除氧器的补水温度，进而保证进入锅炉除氧水的含氧量要求。低压加热器为多台，串联在一起，最末一级低压加热器的出水口与除氧器的补水口连接；外供排汽管线一端与汽轮机的背压排汽口连接，另一端接至蒸汽外供用户；排汽减温器安装在外供排汽管线上；自用汽母管连接外供排汽管线；低压加热器的蒸汽进口通过加热器自用汽支管与自用汽母管连接；除氧器的蒸汽进口通过除氧器自用汽支管与自用汽母管连接；加热器自用汽支管和除氧器自用汽支管上均安装有自用汽调节阀。

Description

凝汽机组改背压机组配套辅机系统

技术领域

本实用新型涉及一种凝汽机组改背压机组配套辅机系统。

背景技术

电力行业是煤炭消耗的主要行业之一,是国家节能减排工作重点管控行业。进一步降低煤电机组能耗,提升灵活性和调节能力,提高清洁高效水平,促进电力行业清洁低碳转型,将极大助力全国碳达峰、碳中和目标如期实现。

鼓励现有燃煤发电机组替代供热, 推动具备条件的凝汽机组改造为背压机组。优先对城市或工业园区周边具备改造条件且运行未满15年的在役凝汽发电机组实施采暖供热改造。在落实热负荷需求的前提下,“十四五”期间改造规模力争达到5000万千瓦。

原凝汽机组配套的抽汽回热系统中，在凝汽机组改造为背压机组后，低于改造后背压压力参数的抽汽无蒸汽来源，导致相应抽汽配套的回热加热器无法加热除氧器补水；同时，根据外供蒸汽用户需求，背压机组的排汽压力波动要求很小，基本不变，因此，变负荷工况时，背压机组、除氧器和其他配套回热加热器运行方式均为定压运行，进而除氧器的出水温度基本不变。由此，除氧器补水的温度低于改造前参数，基于原除氧器的除氧设计能力，使得除氧器出口的给水溶解氧严重超标，必然加速锅炉等设备及管道的氧化腐蚀，严重威胁机组的安全、经济运行，缩短电站正常运行寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的凝汽机组改背压机组配套辅机系统，可以在凝汽机组改造为背压机组后，保证除氧器的补水温度，进而保证进入锅炉除氧水的含氧量要求。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种凝汽机组改背压机组配套辅机系统，包括汽轮机、低压加热器和除氧器，低压加热器为多台，串联在一起，最末一级低压加热器的出水口与除氧器的补水口连接；其特征在于：还包括外供排汽管线、自用汽母管、排汽减温器、加热器自用汽支管、除氧器自用汽支管和自用汽调节阀；外供排汽管线一端与汽轮机的背压排汽口连接，另一端接至蒸汽外供用户；排汽减温器安装在外供排汽管线上；自用汽母管连接外供排汽管线；低压加热器的蒸汽进口通过加热器自用汽支管与自用汽母管连接；除氧器的蒸汽进口通过除氧器自用汽支管与自用汽母管连接；加热器自用汽支管和除氧器自用汽支管上均安装有自用汽调节阀。

本实用新型还包括联通管线，所述的自用汽母管通过联通管线连接外供排汽管线。

本实用新型所述的低压加热器为3台。

本实用新型还包括补水旁路管线，补水旁路管线与低压加热器并联；在补水旁路管线、低压加热器的进水口和低压加热器的出水口上均安装有关断阀。

本实用新型还包括疏水管线，低压加热器的疏水出口通过疏水管线与除氧器的补水口连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

（1）利用改造后背压机组排汽作为除氧器补水低压各加热器的加热蒸汽，用于加热进入除氧器的补水，从而保证进入除氧器的补水温度，进一步保证除氧器出口给水溶解氧含量满足设计要求。

（2）可以使得定压运行的背压机组在任何连续稳定运行负荷工况时，除氧器补水全温升基本不变，从而保证变负荷工况时除氧器出口给水溶解氧含量满足设计要求。

（3）可以使得定压运行的背压机组在任何连续稳定运行负荷工况时, 各加热器出力同额定工况波动范围不大，保证了各加热器的稳定性和高效性，继而保证电站运行经济性。

附图说明

图1为常规纯凝发电机组的系统示意图。

图2为本实用新型实施例的系统示意图。

图3为本实用新型实施例的局部系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

本实用新型实施例包括外供排汽管线1、自用汽母管2、联通管线3、汽轮机4、排汽减温器5、低压加热器6、加热器自用汽支管7、除氧器8、除氧器自用汽支管9、自用汽调节阀10、补水旁路管线11、关断阀12和疏水管线13。

汽轮机4可以是带再热的汽轮机，也可以是不带再热的汽轮机。

根据区域供热情况，将凝汽机组改背压机组，避免了凝汽机组的冷源损失，具有很好的节能效果和经济效益。外供排汽管线1一端与汽轮机4的背压排汽口连接，另一端接至蒸汽外供用户。

排汽减温器5安装在外供排汽管线1上，根据区域供热温度需求情况，汽轮机背压排汽通过排汽减温器5减温后供给蒸汽外供用户。

根据改造后现场管线布置灵活性，可设置自用汽母管2来简化管道布置。自用汽母管2通过联通管线3连接外供排汽管线1。

低压加热器6为多台，串联在一起，最末一级低压加热器6的出水口与除氧器8的补水口连接，本实施例中，低压加热器6为3台。低压加热器6的蒸汽进口通过加热器自用汽支管7与自用汽母管2连接，利用改造后背压热电联产机组汽轮机4排汽，作为低压加热器6的加热蒸汽，除氧器补水依次通过多级低压加热器6加热到满足除氧器补水温度要求后进入除氧器2，从而保证进入除氧器8的补水温度，进一步保证除氧器8出口给水溶解氧含量满足设计要求。

除氧器8的蒸汽进口通过除氧器自用汽支管9与自用汽母管2连接。

加热器自用汽支管7和除氧器自用汽支管9上均安装有自用汽调节阀10，在变负荷工况时，可通过调整自用汽调节阀10开度，调整各加热器和除氧器自用汽用汽量。

补水旁路管线11与低压加热器6并联。在补水旁路管线11、低压加热器6的进水口和低压加热器6的出水口上均安装有关断阀12。

低压加热器6的疏水出口通过疏水管线13与除氧器8的补水口连接。

机组运行方式上，原凝汽机组、除氧器8和低压加热器6在机组额定功率时按额定压力运行；在低负荷时则以某一低于额定数值的压力运行，此时除氧器8的补水温度和出水温度根据机组变负荷工况同时联动。在凝汽机组改造为背压机组后，机组运行方式变为定压运行，变负荷工况时，汽轮机4进汽参数不变，通过改变进汽调节阀的个数和开度来改变进汽量，以满足热用户供热需求的变化。因此，变负荷工况时，基于背压机组、除氧器8和低压加热器6定压运行，则除氧器8的出水温度基本不变，如果补水温度较额度工况低太多后者补水温度较额度工况高太多，均会导致除氧器8出口的给水溶解氧严重超标。因此对于背压机组，在变负荷工况时，除氧器8的补水温度要求同额度工况相比基本不变。考虑到进入第一级低压加热器6的补水一般为化水站制水或者供热凝结水回水，则进入该低压加热器6的除氧器补水温度基本恒定。

综上，对于背压机组，变负荷工况时，除氧器8的补水温度和出水温度要求同额度工况相比基本不变。同时，进入第一级低压加热器6的除氧器补水温度基本恒定。将进入除氧器8的补水温度和进入第一级低压加热器6的补水温度差值，即进入除氧器8的补水全温升取ΔT，对于背压机组，无论额定工况还是变负荷工况，除氧器补水全温升ΔT要求基本不变。

本实用新型实施例中，为实现上述要求，改背压机组后低压加热器66配置原则如下：额定功率负荷时，三级低压加热器6串联运行满足除氧器补水全温升要求；三分之二额定功率负荷时，任两级低压加热器6串联运行满足除氧器补水全温升要求；三分之一额定功率负荷时，任一单级加热器运行满足除氧器补水全温升要求。

机组额定功率负荷时，取除氧器8的补水流量为Q，三级低压加热器6串联运行满足除氧器补水全温升要求，则进入每一级低压加热器6的补水换热量为1/3*Q*ΔT。三分之二额定功率负荷时，此时除氧器8的补水流量约为2/3*Q，任两级低压加热器6串联运行满足除氧器补水全温升要求，则进入每一级低压加热器6的补水换热量同样约为1/3*Q*ΔT；三分之一额定功率负荷时，此时除氧器8的补水流量约为1/3*Q，任一单级低压加热器6运行满足除氧器补水全温升要求，则进入该任一单级低压加热器6的补水换热量同样约为1/3*Q*ΔT。

上述变负荷工况时，对于未投运的加热器，该加热器除氧器补水主路管线200上的关断阀（20、21）关闭，补水旁路管线11上的关断阀22开启，除氧器补水从该加热器的补水旁路管线11通过。

为了灵活实现背压机组任何连续稳定运行负荷工况下除氧器补水全温升基本不变的要求。上述低压加热器6配置原则下，通背压机组变负荷工况，各加热器加热蒸汽耗量相比额定工况，波动的范围最大为0-±1/(2*n)，n为加热器个数，此实施例n取3，详见表1。

表1 上述低压加热器6配置原则下背压机组负荷调节范围

实际运行中，背压机组的最小连续稳定运行工况一般为30%额定功率，最大连续稳定运行工况一般为110%额定功率。因此，上述低压加热器6配置原则下，通过调节加热器自用汽支管7中的自用汽调节阀10开度（调节范围为，0—±1/6，约0—±17%），可以灵活实现背压机组任何连续稳定运行负荷工况下除氧器补水全温升基本不变的要求。相应的，各加热器设计出厂的换热面积裕量可取17%。上述加热器配置原则下，各加热器加热蒸汽耗量在任何连续稳定运行负荷工况下波动范围不大（波动范围0—±17%），有利于各加热器安全稳定运行。

对于各低压加热器6的疏水，本实用新型实施例中，各级低压加热器6的疏水通过各自的疏水管线13单独接至除氧器2。在任何负荷工况下，当自用汽调节阀10开度相比额定工况向下调节时，进入各低压加热器的自用汽蒸汽调节阀前后的压损最大。上述各级低压加热器6配置原则下，各加热器自用汽支管7中的自用汽调节阀10开度向下调节范围最大为向下17%，此调节范围时，进入各级低压加热器6的自用汽蒸汽压力调节阀前后的压损不大。因此，系统设计上，除氧器自用汽支管8上设置的自用汽调节阀12，根据项目情况适度调节除氧器2工作压力，使除氧器2工作压力低于各低压加热器6调节阀后的蒸汽压力，即可实现在任何连续稳定运行负荷工况下，各低压加热器6的疏水均可回收至除氧器2，各低压加热器6的疏水热量和疏水压头得到充分回收利用，进一步提升全厂的节能设计，同时各低压加热器6疏水独立接至除氧器2，使得各低压加热器6的疏水压头相互独立，不受干扰，从而使得加热器自用汽支管7中的调节阀10开度调节相互独立，流量调整不受干扰。

图中其余系统为常规配置，机组改造前后保持不变，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种凝汽机组改背压机组配套辅机系统，包括汽轮机、低压加热器和除氧器，低压加热器为多台，串联在一起，最末一级低压加热器的出水口与除氧器的补水口连接；其特征在于：还包括外供排汽管线、自用汽母管、排汽减温器、加热器自用汽支管、除氧器自用汽支管和自用汽调节阀；外供排汽管线一端与汽轮机的背压排汽口连接，另一端接至蒸汽外供用户；排汽减温器安装在外供排汽管线上；自用汽母管连接外供排汽管线；低压加热器的蒸汽进口通过加热器自用汽支管与自用汽母管连接；除氧器的蒸汽进口通过除氧器自用汽支管与自用汽母管连接；加热器自用汽支管和除氧器自用汽支管上均安装有自用汽调节阀。

2.根据权利要求1所述的凝汽机组改背压机组配套辅机系统，其特征在于：还包括联通管线，所述的自用汽母管通过联通管线连接外供排汽管线。

3.根据权利要求1所述的凝汽机组改背压机组配套辅机系统，其特征在于：所述的低压加热器为3台。

4.根据权利要求1所述的凝汽机组改背压机组配套辅机系统，其特征在于：还包括补水旁路管线，补水旁路管线与低压加热器并联；在补水旁路管线、低压加热器的进水口和低压加热器的出水口上均安装有关断阀。

5.根据权利要求1所述的凝汽机组改背压机组配套辅机系统，其特征在于：还包括疏水管线，低压加热器的疏水出口通过疏水管线与除氧器的补水口连接。

Images