CN217584406U - 一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，包括锅炉启动炉水循环泵、过热器减温水进口管道与锅炉启动炉水循环泵的进口管道之间的连接管道及相应的电动截止阀、锅炉启动炉水循环泵出口管道与过热器减温水进口总管电动截止阀后管道的连接管道及相应的电动截止阀。该系统充分利用锅炉启动炉水循环泵在机组正常运行阶段停运的特点，用于解决在火电机组深度调峰工况下，过热器减温水压力偏低导致过热器减温水无法喷入过热器内的问题。

Description

一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统

技术领域

本实用新型属于锅炉过热器汽温调节技术领域，具体涉及一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统。

背景技术

火力发电厂的锅炉出口过热汽温调控手段包括锅炉燃烧侧调整和蒸汽侧喷水减温调整。火电机组在非深度调峰工况下，过热器减温水引出口(取自给水泵出口管道或末级高压加热器出口管道)的压力高于锅炉内一级过热器出口压力和屏式过热器出口压力，当锅炉出口过热汽温偏高，为防止过热器壁温超温，可在一级过热器出口和屏式过热器出口喷水降温，从而使过热汽温达到设计值。目前，为解决日益严重的弃风、光、水问题，提高新能源的消纳能力，提供火电机组的灵活性已是迫在眉睫的任务。提升机组灵活性预计将使热电机组增加20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到40％-50％额定容量；纯凝机组增加15-20％额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30％-35％额定容量。有些区域发电公司甚至要求火电机组具备深度调峰至20％额定容量的能力。火电机组在深度调峰工况下，给水流量比设计值偏小很多，过低的给水流量导致过热器减温水引出口和锅炉过热器内的压差变小，加之系统阻力和高差的影响，导致过热器减温水在阀门全开的状态下仍没有流量流入，造成过热汽温控制困难，从而引起锅炉过热器壁温超温。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，以解决现有的火电机组深度调峰工况下，给水流量偏小的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，包括高压加热单元，所述高压加热单元的出口连接有过热减温水进口管道，过热减温水进口管道的终端连接至过热器出口集箱单元；

所述过热减温水进口管道上设置有第二电动截止阀，所述过热减温水进口管道在第二电动截止阀前设置有分支，所述分支为第二连接管道；所述第二连接管道连接至锅炉启动炉水循环泵的进口管道，锅炉启动炉水循环泵设置在锅炉启动炉水循环泵管道上，锅炉启动炉水循环泵管道在锅炉启动炉水循环泵的出口处设置有第一电动截止阀，第一电动截止阀连接有第一连接管道，第一连接管道的终端汇入至第二电动截止阀后的过热减温水进口管道中；

所述第二连接管道上设置有第五电动截止阀，所述第一连接管道上设置有第六电动截止阀。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，所述锅炉启动炉水循环泵管道的进口连接有第七电动截止阀，第七电动截止阀的另一端连接有贮水箱。

优选的，所述贮水箱的进水口连接至汽水分离器的底部，汽水分离器的进水口连接至省煤器，汽水分离器的出汽口和过热器进口集箱单元连接；所述省煤器的进水口连接和高压加热单元连接。

优选的，所述高压加热单元的出口还连接有给水主路，所述给水主路和过热减温水进口管道并联，所述给水主路的另一端和省煤器连接；所述给水主路上设置有给水主路电动截止阀。

优选的，给水主路电动截止阀并联有给水旁路，所述给水旁路上设置有第一给水旁路电动截止阀、给水旁路调节阀和第二给水旁路电动截止阀。

优选的，所述给水主路在电动截止阀后设置有分支，所述分支连接至锅炉启动炉水循环泵管道上。

优选的，所述分支上设置有第一电动截止阀。

优选的，所述高压加热单元包括三个依次串联的高压加热器，高压加热单元的进水口连接有给水泵。

优选的，所述过热器出口集箱单元包括一级过热器、屏式过热器和二级过热器。

优选的，所述过热减温水进口管道的终端分为两个支路，一个支路连接至所述一级过热器和所述屏式过热器的连接管路上，另一个支路连接至所述屏式过热器和所述二级过热器的连接管路上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，包括锅炉启动炉水循环泵、过热器减温水进口管道与锅炉启动炉水循环泵的进口管道之间的连接管道及相应的电动截止阀、锅炉启动炉水循环泵出口管道与过热器减温水进口总管电动截止阀后管道的连接管道及相应的电动截止阀。该系统充分利用锅炉启动炉水循环泵在机组正常运行阶段停运的特点，用于解决在火电机组深度调峰工况下，过热器减温水压力偏低导致过热器减温水无法喷入过热器内的问题。火电机组深度调峰工况下，关闭过热器减温水进口总阀，过热器减温水从高加出口引入锅炉启动炉水循环泵进口管道，原锅炉启动炉水循环泵进口电动总阀处于关闭状态。锅炉启动炉水循环泵的出口管道连接过热器减温水进口总管电动截止阀之后的管道，加压后的过热器减温水就能喷入过热器中。该系统避免了常规的过热器减温水加压方案的缺点：采用设置增压级的给水泵主要靠进口设备且常规状态下会增加给水泵的电耗和引起给水泵内水流扰动问题；在给水管道上过热器减温水引出口后加装开关型节流阀易卡涩且产生给水压力升高的弊端。

本实用新型设置相应的管道和阀门，实现锅炉启动阶段和正常运行阶段运行方式的互相切换。充分利用超临界锅炉启动炉水循环泵在锅炉启动后处于停用状态的特性，通过相应的管道和阀门连接，使锅炉启动炉水循环泵能够对过热器减温水进行加压，提高了过热器减温水的压力，使过热器减温水能顺利喷入锅炉过热器内，实现对锅炉过热汽温的控制，避免过热器壁温超温。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图；

其中：1-给水泵，2-第一高压加热器、3-第二高压加热器、4-第三高压加热器，5-给水主路电动截止阀，6-第一给水旁路电动截止阀，8-第二给水旁路电动截止阀，7-给水旁路调节阀，9-省煤器入口集箱，10-省煤器出口集箱，11-汽水分离器，12-一级过热器进口集箱，13-一级过热器出口集箱，14-屏式过热器进口集箱，15-屏式过热器出口集箱，16-二级过热器进口集箱，17-二级过热器出口集箱， 18-贮水箱，19-第七电动截止阀，20-锅炉启动炉水循环泵，21-第一电动调节阀、 22-第一电动截止阀、23-第二电动截止阀、24-第三电动截止阀、25-第二电动调节阀、26-第四电动截止阀、27-第三电动调节阀、28-第五电动截止阀、29-第六电动截止阀，30-过热减温水进口管道，31-锅炉启动炉水循环泵管道，32-第一连接管道、33-第二连接管道；34-给水主路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型公开了一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，该系统包括高压加热器单元、锅炉启动炉水循环泵20和过热器出口集箱单元。

高压加热单元包括三个依次连接的第一高压加热器2、第二高压加热器3和第三高压加热器4，第一高压加热器2的进口和给水泵1的出口连接，第三高压加热器4的出口分为两个支路，过热减温水进口管道30和给水主路34，给水主路34通向汽水分离器11，过热减温水进口管道30通向过热器出口集箱单元。

给水主路34上设置有给水主路电动截止阀5，给水主路电动截止阀5并联有给水旁路，给水旁路上设置有三个串联的电动阀门，依次为第一给水旁路电动截止阀6、给水旁路调节阀7和第二给水旁路电动截止阀8。给水主路电动截止阀5 的出口连接至省煤器入口集箱9，省煤器入口集箱9的出口连接有省煤器出口集箱10，省煤器出口集箱10的出口分为两路和汽水分离器11连通，汽水分离器 11的出水口和贮水箱18连通，汽水分离器11的汽体出口和一级过热器进口集箱 12单元连通。

给水主路电动截止阀5的出口管路设置有分支，该分支和锅炉启动炉水循环泵管道31的一端连通，锅炉启动炉水循环泵管道31的另一端和贮水箱18连通。沿从贮水箱18到给水主路电动截止阀5的出口管路的方向，锅炉启动炉水循环泵管道31上依次设置有第七电动截至阀19、锅炉启动炉水循环泵20、第一电动调节阀21和第一电动截止阀22。

沿从高压加热器单元到过热器出口集箱单元的方向，过热减温水进口管道30 上设置有第二电动截止阀23。

第二电动截止阀23前的过热减温水进口管道30和锅炉启动炉水循环泵20 进口处的锅炉启动炉水循环泵管道31，之间通过第二连接管道33连通，第二连接管道33上设置有第五电动截止阀28。

第一电动调节阀21和第一电动截止阀22之间的锅炉启动炉水循环泵管道31 设置有分支为第一连接管道32，第一连接管道32的终端汇入至第二电动截止阀 23后的过热减温水进口管道30，第一连接管道32上设置有第六电动截止阀29。第一连接管道32的出口分为两个支路连接至过热器出口集箱单元。

过热器单元包括一级过热器进口集箱12，一级过热器进口集箱12的进汽口和汽水分离器11的排汽口连通，一级过热器进口集箱12的出汽口和一级过热器出口集箱13连通，一级过热器出口集箱13和屏式过热器进口集箱14的进汽口连通，屏式过热器进口集箱14的出汽口和屏式过热器出口集箱15的进汽口连通，屏式过热器出口集箱15连接至二级过热器进口集箱16，二级过热器进口集箱16 的出汽口和二级过热器出口集箱17的进汽口连通，二级过热器出口集箱17出口的过热蒸汽进入汽轮机侧做功。过热减温水进口管道30的终端分为两个支路，一个支路连接至所述一级过热器和所述屏式过热器的连接管路上，另一个支路连接至所述屏式过热器和所述二级过热器的连接管路上。

上述管道和阀门的设计尺寸和承压要求与原过热器减温水管道及阀门要求相同。

本实用新型的工作原理：

火电机组非深度调峰工况下，过热器减温水引自高压加热器4的出口管道，此时电动截止阀28和电动截止阀29处于关闭状态，过热器减温水经电动截止阀 23后，分两路分别进入一级过热器出口集箱13出口管道和屏式过热器出口集箱 15出口管道，用于调节锅炉过热器内的蒸汽温度。此种运行方式保留了常规机组设计的过热汽温调节方式。

在火电机组深度调峰工况下，关闭过热器减温水进口总管道上电动截止阀 23、贮水箱18出口电动截止阀19和锅炉启动炉水循环泵出口管道上的电动截止阀22(电动截止阀19和电动截止阀22在锅炉启动后一直处于关闭状态)，开启锅炉启动炉水循环泵20并打开锅炉启动炉水循环泵20出口调节阀21和电动截止阀28和电动截止阀29，过热器减温水从高压加热器4出口管道引出，经过热器减温水进口总管30、电动截止阀28、锅炉启动炉水循环泵20、锅炉启动炉水循环泵20出口电动调节阀21、电动截止阀29和相应的管道32后分两路分别进入一级过热器出口集箱13出口管道和屏式过热器出口集箱15出口管道，用于调节锅炉过热器内的蒸汽温度。

锅炉启动炉水循环泵20出口的电动调节阀21可用于调节过热器减温水的总流量。电动调节阀25可用于调节进入一级过热器出口集箱13出口的过热器减温水量，电动调节阀27可用于调节进入屏式过热器出口集箱15出口的过热器减温水量。从而实现锅炉过热汽温的实时精确控制。

锅炉启动炉水循环泵20在机组启动阶段投入运行，火电机组正常运行阶段是停运的。在深度调峰阶段，本实用新型充分利用了闲置的锅炉启动炉水循环泵 20，采用锅炉启动炉水循环泵20来提高过热器减温水的压力，使过热器减温水能顺利喷入锅炉过热器内。从而解决了深度调峰工况下锅炉过热器减温水压力偏低的问题。

锅炉启动炉水循环泵在机组启动阶段投入运行，火电机组正常运行阶段是停运的。在深度调峰阶段，本实用新型充分利用了闲置的锅炉启动炉水循环泵，采用锅炉启动炉水循环泵来加压过热器减温水，使过热器减温水能顺利喷入锅炉过热器内，只需增加相应的管道和控制阀门即可。具体的，锅炉启动炉水循环泵出口的电动调节阀可用于调节过热器减温水的总流量。一级过热器减温水支路上的电动调节阀可用于调节进入一级过热器出口集箱出口的过热器减温水量，屏式过热器减温水支路上的电动调节阀可用于调节进入屏式过热器出口集箱出口的过热器减温水量。

本实用新型的实施例是以过热器减温水从高压加热器4出口引出的系统为例进行说明的，上述系统实施方式对过热器减温水从给水泵1出口引出的系统同样适用，可参考上述系统进行实施和运行调整。

现有的内容中，解决深度调峰工况下过热器减温水压力低的一种解决方案是设置带增压级的给水泵，而设置增压级的给水泵主要靠进口设备且常规状态下会增加给水泵的电耗和引起给水泵内水流扰动问题。而本实用新型系统不存在上述问题。

解决深度调峰工况下过热器减温水压力低的另一种解决方案是在过热器减温水引出口后加装开关型节流阀：当机组在深度调峰工况过热器减温水压力低而影响过热器减温水的喷入时，开关型节流阀处于关闭状态，形成节流憋压，从而把过热器减温水引出口压力抬高，使过热器减温水能顺利喷入过热器内。机组非深度调峰工况，由于过热器减温水压力能够满足运行要求，开关型节流阀处于打开状态，节流效果很小而没有造成给水压力的过多损失。目前，开关型节流阀在我国少数电厂有应用，而这种开关型节流阀均采用日本或欧洲进口阀门。由于该开关型节流阀在机组正常运行中长期处于打开状态，动作很少，易出现卡涩问题，调查中就有电厂出现过这种问题，从而使该开关型节流阀失去作用。本实用新型系统也不存在上述问题。由于不采用进口设备，易在国内机组上推广应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，包括高压加热单元，所述高压加热单元的出口连接有过热减温水进口管道(30)，过热减温水进口管道(30)的终端连接至过热器出口集箱单元；

所述过热减温水进口管道(30)上设置有第二电动截止阀(23)，所述过热减温水进口管道(30)在第二电动截止阀(23)前设置有分支，所述分支为第二连接管道(33)；所述第二连接管道(33)连接至锅炉启动炉水循环泵(20)的进口管道，锅炉启动炉水循环泵(20)设置在锅炉启动炉水循环泵管道(31)上，锅炉启动炉水循环泵管道(31)在锅炉启动炉水循环泵(20)的出口处设置有第一电动截止阀(22)，第一电动截止阀(22)连接有第一连接管道(32)，第一连接管道(32)的终端汇入至第二电动截止阀(23)后的过热减温水进口管道(30)中；

所述第二连接管道(33)上设置有第五电动截止阀(28)，所述第一连接管道(32)上设置有第六电动截止阀(29)。

2.根据权利要求1所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述锅炉启动炉水循环泵管道(31)的进口连接有第七电动截止阀(19)，第七电动截止阀(19)的另一端连接有贮水箱(18)。

3.根据权利要求2所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述贮水箱(18)的进水口连接至汽水分离器(11)的底部，汽水分离器(11)的进水口连接至省煤器，汽水分离器(11)的出汽口和过热器进口集箱单元连接；所述省煤器的进水口和高压加热单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述高压加热单元的出口还连接有给水主路(34)，所述给水主路(34)和过热减温水进口管道(30)并联，所述给水主路(34)的另一端和省煤器连接；所述给水主路(34)上设置有给水主路电动截止阀(5)。

5.根据权利要求4所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，给水主路电动截止阀(5)并联有给水旁路，所述给水旁路上设置有第一给水旁路电动截止阀(6)、给水旁路调节阀(7)和第二给水旁路电动截止阀(8)。

6.根据权利要求4所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述给水主路(34)在电动截止阀(5)后设置有分支，所述分支连接至锅炉启动炉水循环泵管道(31)上。

7.根据权利要求6所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述分支上设置有第一电动截止阀(22)。

8.根据权利要求1所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述高压加热单元包括三个依次串联的高压加热器，高压加热单元的进水口连接有给水泵(1)。

9.根据权利要求1所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述过热器出口集箱单元包括一级过热器、屏式过热器和二级过热器。

10.根据权利要求9所述的一种提高火电机组深度调峰工况下过热器减温水压力的系统，其特征在于，所述过热减温水进口管道(30)的终端分为两个支路，一个支路连接至所述一级过热器和所述屏式过热器的连接管路上，另一个支路连接至所述屏式过热器和所述二级过热器的连接管路上。

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