CN217382910U - 一种基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，属于热电联产与集中供热技术领域。针对热电厂大量高压供汽、大负荷供暖与大范围调节电负荷的矛盾，设置高压引射减温解耦装置与机炉旁路系统，其中引射装置的驱动蒸汽进口与主蒸汽管相连，低压蒸汽进口与高压缸排汽管相连，引射排汽出口与锅炉再热器进口的冷再管和锅炉再热器旁路相连，锅炉再热器出口热再管与再热器旁路和高压抽汽管相连，中联门前设置中压减压阀，上述措施可实现大量高压供汽与大范围调节电负荷。高压缸排汽口与中压缸排汽口和凝汽器、供暖热用户之间设置有高中低联合旁路，可实现高中压缸全部切缸及热待机、锅炉满负荷供热，从而实现了火电厂全负荷解耦及全面灵活性调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，属于热电联产和集中供热技术领域。
背景技术
热电联产系统具有供热与发电耦合问题，随着城市供热及工业供汽需求增大，特别是碳达峰碳中和背景下的能源动力系统、集中供热系统等均将发生革命性的技术变化，其中火电厂的核心技术功能将逐渐转为整体电网系统的调峰运行和满足供热需求，从而火电厂的全面灵活性调整、火电机组的热电解耦的要求日趋迫切。目前常用的热电解耦方案及其主要问题汇总如下：储热方案、电锅炉方案，占地及投资规模很大，无法全面深度解耦；低压缸零出力改造，包括光轴方案，和直接调小或关闭低压缸进汽量、另引少量冷却汽对末级和排汽口进行冷却的方案，对增加供热量影响不大，且需配套进行季节切换；高、低旁联合配汽方案，问题在于低发电负荷率时因汽机进汽量大幅减少而导致再热器进汽压力大幅降低，从而体积流量大幅增大、使得再热器通流能力及换热量大幅降低，再热器出口烟温难以有效降低、导致再热器及其后的受热面超温、损毁；汽缸打孔抽汽、低真空循环水供暖等都无法有效降低发电负荷率；直接由主蒸汽打孔抽汽、或高压缸排汽出口的再热器冷段管道（冷再）打孔抽汽、或再热器出口的热段（热再）打孔抽汽，虽可大幅度降低发电负荷率，但抽汽量较大时必然存在再热器过热、汽轮机轴向推力超限等一系列安全性问题。
针对工业园区或自备电厂经常遇到的大负荷高压供汽条件下的热电解耦，目前已发展了高旁加中联门参调等方案，但仍存在大量抽汽时电负荷率较高、高压抽汽量相对过小等问题。
采用引射式蒸汽压力匹配技术、引射式热泵乏汽余热回收技术，将可实现完备的热电解耦功能，适用于大幅提供城市供热能力这类大负荷低压抽汽的场景，但未解决工业园区大负荷高压供汽条件下的全负荷热电解耦问题，仍需维持一定幅度的发电负荷率，无法实现全部锅炉新蒸汽用于供热的完全解耦过程。
发明内容
本发明的目的和任务是，针对上述大负荷高压供汽及供暖条件下深度热电解耦中存在的固有问题，采用高压引射减温装置、中压减压阀参调、再热器旁路流量控制、高中低联合旁路等技术措施，可在保证再热器冷却换热平衡、汽轮机轴向推力平衡的前提下，实现热电全负荷解耦。
本发明的具体描述是：一种基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，包括锅炉、汽轮机、发电机、解耦引射减温装置、锅炉及汽轮机旁路、连接管路及配套阀门部件，其特征在于：解耦引射减温装置包括高压引射器20、主汽减温器24和连接管路及配套阀门部件，锅炉及汽轮机旁路包括锅炉的再热器旁路28、汽轮机的高中低联合旁路34，其中主汽减温器24的蒸汽进口通过主蒸汽管9分别与锅炉1的过热器3的出口、高压缸4的进口和原高旁管10的进口相连，主汽减温器24的蒸汽出口通过高压引射器20的执行机构19与驱动蒸汽进口段21相连，高压引射器20的低压蒸汽进口段22经低压引射阀18通过冷再管12的高排出口段分别与高压缸4的排汽口、原高旁管10的出口和冷再止回阀26的进口相连，高压引射器20的引射排汽出口段23通过冷再管12的锅炉进口段与锅炉1的再热器2的进口和冷再止回阀26的出口相连，再热器2的蒸汽出口通过热再管13除与中压缸5的蒸汽进口相连外，还通过高压减温减压器27与蒸汽热用户Y1相通，再热器2的进口还通过再热器旁路28上的再热调节阀29与热再管13和高压减温减压器27的进口相连，高压缸4的排汽口还与高中低联合旁路34的进口相连，高中低联合旁路34的出口通过联合旁路阀31分别经中压排汽阀32与中压缸4的排汽口相连、经紧急旁路阀33与凝汽器30的旁路进汽口相连、并和供暖热用户Y2的加热器进口相连。
热再管13还设置有中压减压阀16，中压减压阀16的出口经中联门14与中压缸5的进口相连。
高压引射器20的引射排汽出口段23与冷再管12的锅炉进口段之间的管段上设置有配气止回阀25。
主汽减温器24的减温水进口与减温水阀11的出口相连。
高压引射器20采用无级调节联调型结构。
本发明的技术效果和优势是：采用引射式技术原理，结合高压蒸汽减温措施，利用高压引射器和中压减压阀参调的方法提高再热器进出口压力，并在允许范围内提高高压缸排汽压力，其中再热器进口流量及温度满足换热量需求，多余蒸汽量及与引射减温水流量一致的蒸汽量均由再热器旁路通流，即可自动实现锅炉再热器换热平衡和汽轮机轴向推力平衡，从而高效稳定地实现机炉的安全运行；可实现大幅度外供高压抽汽；可实现大幅度调整热电比，并在必要时实现高、中压缸的热待机或带最小发电负荷，并结合切除低压缸，实现供电负荷率为0，而锅炉可最按可达到的最大供热负荷运行（此时由主汽减温器承担再热器冷却负荷，并结合再热器旁路的流量调整），从根本上实现了完全热电解耦；无需在主蒸汽管道、冷再、热再直接打孔大量抽汽，避免了其必然存在的严重安全性问题；系统简单可靠，占用空间小，改造工作量小；系统造价比常规解耦方式降低30%～70%；无额外能耗及原材料耗费，运行维护需求小，运行成本低。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图1中各部件编号与名称如下。
锅炉1、再热器2、过热器3、高压缸4、中压缸5、低压缸6、发电机7、进口蝶阀8、主蒸汽管9、原高旁管10、减温水阀11、冷再管12、热再管13、中联门14、高压缸进口阀15、中压减压阀16、引射关断阀17、低压引射阀18、执行机构19、高压引射器20、驱动蒸汽进口段21、低压蒸汽进口段22、引射排汽出口段23、主汽减温器24、配气止回阀25、冷再止回阀26、高压减温减压器27、再热器旁路28、再热调节阀29、凝汽器30、联合旁路阀31、中压排汽阀32、紧急旁路阀33、高中低联合旁路34、减温水C、锅炉给水G、凝结水N、蒸汽热用户Y1、供暖热用户Y2。
具体实施方式
图1是本发明的系统示意图和实施例。
本发明的具体实施例如下。
一种基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，包括锅炉、汽轮机、发电机、解耦引射减温装置、锅炉及汽轮机旁路、连接管路及配套阀门部件，其特征在于：解耦引射减温装置包括高压引射器20、主汽减温器24和连接管路及配套阀门部件，锅炉及汽轮机旁路包括锅炉的再热器旁路28、汽轮机的高中低联合旁路34，其中主汽减温器24的蒸汽进口通过主蒸汽管9分别与锅炉1的过热器3的出口、高压缸4的进口和原高旁管10的进口相连，主汽减温器24的蒸汽出口通过高压引射器20的执行机构19与驱动蒸汽进口段21相连，高压引射器20的低压蒸汽进口段22经低压引射阀18通过冷再管12的高排出口段分别与高压缸4的排汽口、原高旁管10的出口和冷再止回阀26的进口相连，高压引射器20的引射排汽出口段23通过冷再管12的锅炉进口段与锅炉1的再热器2的进口和冷再止回阀26的出口相连，再热器2的蒸汽出口通过热再管13除与中压缸5的蒸汽进口相连外，还通过高压减温减压器27与蒸汽热用户Y1相通，再热器2的进口还通过再热器旁路28上的再热调节阀29与热再管13和高压减温减压器27的进口相连，高压缸4的排汽口还与高中低联合旁路34的进口相连，高中低联合旁路34的出口通过联合旁路阀31分别经中压排汽阀32与中压缸4的排汽口相连、经紧急旁路阀33与凝汽器30的旁路进汽口相连、并和供暖热用户Y2的加热器进口相连。
热再管13还设置有中压减压阀16，中压减压阀16的出口经中联门14与中压缸5的进口相连。
高压引射器20的引射排汽出口段23与冷再管12的锅炉进口段之间的管段上设置有配气止回阀25。
主汽减温器24的减温水进口与减温水阀11的出口相连。
高压引射器20采用无级调节联调型结构。
需要说明的是，本专利提出了具有创新性的自动实现高压供汽全负荷热电解耦及灵活性改造的技术系统构成，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种或数种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，均落入本专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，包括锅炉、汽轮机、发电机、解耦引射减温装置、锅炉及汽轮机旁路、连接管路及配套阀门部件，其特征在于：解耦引射减温装置包括高压引射器（20）、主汽减温器（24）和连接管路及配套阀门部件，锅炉及汽轮机旁路包括锅炉的再热器旁路（28）、汽轮机的高中低联合旁路（34），其中主汽减温器（24）的蒸汽进口通过主蒸汽管（9）分别与锅炉（1）的过热器（3）的出口、高压缸（4）的进口和原高旁管（10）的进口相连，主汽减温器（24）的蒸汽出口通过高压引射器（20）的执行机构（19）与驱动蒸汽进口段（21）相连，高压引射器（20）的低压蒸汽进口段（22）经低压引射阀（18）通过冷再管（12）的高排出口段分别与高压缸（4）的排汽口、原高旁管（10）的出口和冷再止回阀（26）的进口相连，高压引射器（20）的引射排汽出口段（23）通过冷再管（12）的锅炉进口段与锅炉（1）的再热器（2）的进口和冷再止回阀（26）的出口相连，再热器（2）的蒸汽出口通过热再管（13）除与中压缸（5）的蒸汽进口相连外，还通过高压减温减压器（27）与蒸汽热用户（Y1）相通，再热器（2）的进口还通过再热器旁路（28）上的再热调节阀（29）与热再管（13）和高压减温减压器（27）的进口相连，高压缸（4）的排汽口还与高中低联合旁路（34）的进口相连，高中低联合旁路（34）的出口通过联合旁路阀（31）分别经中压排汽阀（32）与中压缸（5）的排汽口相连、经紧急旁路阀（33）与凝汽器（30）的旁路进汽口相连、并和供暖热用户（Y2）的加热器进口相连。
2.如权利要求1所述的基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，其特征在于所述的热再管（13）还设置有中压减压阀（16），中压减压阀（16）的出口经中联门（14）与中压缸（5）的进口相连。
3.如权利要求1所述的基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，其特征在于所述的高压引射器（20）的引射排汽出口段（23）与冷再管（12）的锅炉进口段之间的管段上设置有配气止回阀（25）。
4.如权利要求1所述的基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，其特征在于所述的主汽减温器（24）的减温水进口与减温水阀（11）的出口相连。
5.如权利要求1所述的基于高压引射减温热电解耦的全切缸热电联产系统，其特征在于所述的高压引射器（20）采用无级调节联调型结构。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115853608A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-03-28 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种汽轮机中联门参调供热系统及提高其蒸汽流量的方法 |
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2022
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