CN217841754U - 一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统及汽轮机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽轮机技术领域，具体而言，涉及一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统及汽轮机。本申请的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统中，第一调节阀能够调节第一喷水管路喷向第一排汽口的水量，第二调节阀能够调节第二喷水管路喷向第二排汽口的水量，控制器接收环境检测传感器检测到的环境数据并进行处理，得出各排汽口处需要的喷水量，然后根据各排汽口处需要的喷水量分别控制排汽口对应的调节阀的开度，从而使低压缸在低负荷工况下长期运行时，精确调节各排汽口处的喷水量，确保与实际的需求一致，解决了目前低压缸低负荷工况下长期运行时，低压缸两侧排汽温差大和低压缸的末级叶片容易出现水蚀较严重的技术问题。

Description

一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统及汽轮机

技术领域

本申请涉及汽轮机技术领域，具体而言，涉及一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统及汽轮机。

背景技术

这部分中描述仅提供与本申请有关的背景信息且可以不构成现有技术。

汽轮机的双流式低压缸为对称式结构，其中间进汽两端排汽，两端的排汽口分别为第一排汽口和第二排汽口。低压缸短时的启停机或者故障时，会出现短时的低负荷、小流量工况运行，此时低压缸第一排汽口和第二排汽口处的末级叶片会发生鼓风，导致第一排汽口和第二排汽口的排汽超温，在此工况下需要开启低压缸喷水减温系统，通过低压缸喷水减温系统向第一排汽口和第二排汽口喷水，能够控制低压缸的排汽温度，低压缸短时正常运行。但是，当需要低压缸长时间低负荷运行时，比如低压缸切缸工况、深度调峰工况等，低压缸的末级叶片水蚀较严重。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，用于解决低压缸低负荷工况下长期运行时低压缸的末级叶片容易出现水蚀较严重的技术问题。

本申请实施例的另一目的还在于提供一种使用上述低压缸喷水减温系统的汽轮机。

第一方面，提供了一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，包括：

第一喷水管路，具有用于向汽轮机双流式低压缸的第一排汽口喷水的第一喷口；所述第一喷水管路上设置有第一调节阀，第一调节阀用于调节所述第一喷水管路喷向所述第一排汽口的水量；

第二喷水管路，具有用于向汽轮机双流式低压缸的第二排汽口喷水的第二喷口；所述第二喷水管路上设置有第二调节阀，第二调节阀用于调节所述第二喷水管路喷向所述第二排汽口的水量；

第一环境检测传感器，设置在所述第一排汽口处检测所述第一排汽口处的环境数据；

第二环境检测传感器，设置在所述第二排汽口处检测所述第二排汽口处的环境数据；

控制器与所述第一环境检测传感器通讯连接以接收所述第一环境检测传感器的检测数据，控制器与所述第一调节阀通讯连接并根据所述第一环境检测传感器的检测数据控制所述第一调节阀的开度；

控制器还与所述第二环境检测传感器通讯连接以接收所述第二环境检测传感器的检测数据，控制器与所述第二调节阀通讯连接并根据第二环境检测传感器的检测数据控制所述第二调节阀的开度。

一种可能实施的方案中，所述第一喷水管路设置至少两个，所述控制器根据所述第一环境检测传感器的检测数据控制各所述第一喷水管路上的第一调节阀。

一种可能实施的方案中，各所述第一喷水管路中，一个第一喷水管路的最大供水量大于其余第一喷水管路的最大供水量。

一种可能实施的方案中，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括向各所述第一喷水管路供水的第一供水共用管路，所述第一供水共用管路上设置有第一流量仪。

一种可能实施的方案中，所述第二喷水管路设置至少两个，所述控制器根据所述第二环境检测传感器的检测数据控制各所述第二喷水管路上的第二调节阀。

一种可能实施的方案中，各所述第二喷水管路中，一个第二喷水管路的最大供水量大于其余第二喷水管路的最大供水量。

一种可能实施的方案中，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括向各所述第二喷水管路供水的第二供水共用管路，所述第二供水共用管路上设置有第二流量仪。

一种可能实施的方案中，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统包括主管路，第一喷水管路和第二喷水管路均与主管路连通并由主管路供水，主管路还连接有短时工况喷水管路，控制器在低压缸的排汽口需要喷水且汽轮机处于长期低负荷时能够控制第一喷水管路和第二喷水管路向低压缸的排汽口喷水，在低压缸排汽口需要喷水且汽轮机处于启短期低负荷时能够控制短时工况喷水管路向低压缸的排汽口喷水。

一种可能实施的方案中，第一喷水管路和第二喷水管路上均设置有节流阀，第一喷水管路和第二喷水管路上均设置有隔离阀。

第二方面，还提供一种汽轮机，包括双流式低压缸，所述低压缸具有第一排汽口和第二排汽口，还包括如第一方面任一可能实施方案中所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统。

本申请中的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统具有的有益效果：本申请的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统中，第一喷水管路和第二喷水管路均设置调节阀，第一调节阀能够调节第一喷水管路喷向第一排汽口的水量，第二调节阀能够调节第二喷水管路喷向第二排汽口的水量，控制器接收环境检测传感器检测到的环境数据并进行处理，得出各排汽口处需要的喷水量，然后根据各排汽口处需要的喷水量分别控制排汽口对应的调节阀的开度。需要低压缸长期低负荷运行时，比如低压缸切缸工况、深度调峰工况等工况，低压缸将出现长期的排汽超温、且两个排汽口温差大现象，通过本申请的喷水减温系统，能够使各排汽口处的喷水量与实际的需求一致，排汽口处的末级叶片不容易出现水蚀现象，解决了目前低压缸低负荷工况下长期运行时低压缸的一个排汽口处的末级叶片容易出现水蚀较严重的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为根据本申请一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统的一个实施例示出的结构示意图；

图2为根据本申请一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统的另一个实施例示出的结构示意图。

图中：1、第一喷水管路；1a、第一喷水管路；1b、第一喷水管路；2、第二喷水管路；2a、第二喷水管路；2b、第二喷水管路；3、第一排汽口；4、第二排汽口；5、第一调节阀；6、第二调节阀；7、主管路；8、过滤网；9、短时工况喷水管路；10、第一隔离阀；11、第二隔离阀；12、第一节流阀；13、第二节流阀；14、第一压力仪表；15、第二压力仪表；16、第一供水共用管路；17、第一流量仪；18、第二供水共用管路；19、第二流量仪。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据本申请的第一方面，首先提供了一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，图1为根据本申请实施例示出的一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统的结构示意图。

汽轮机双流式低压缸喷水减温系统包括第一喷水管路1和第二喷水管路2，第一喷水管路1具有用于向汽轮机双流式低压缸的第一排汽口3喷水的第一喷口；第二喷水管路2具有用于向汽轮机双流式低压缸的第二排汽口4喷水的第二喷口。

为了能够对低压缸的两个排汽口根据实际的需要供应不同的水量，第一喷水管路1上设置有第一调节阀5，第一调节阀5用于调节第一喷水管路1喷向第一排汽口3的水量。第二喷水管路2上设置有第二调节阀6，第二调节阀6用于调节第二喷水管路2喷向第二排汽口4的水量。

汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括第一环境检测传感器、第二环境检测传感器和控制器，第一环境检测传感器设置在第一排汽口3处检测第一排汽口3处的环境数据；第二环境检测传感器设置在第二排汽口4处检测第二排汽口4处的环境数据。

控制器与第一环境检测传感器通讯连接以接收第一环境检测传感器的检测数据，并根据第一环境检测传感器的数据计算第一排汽口3处需要的喷水量，控制器与第一调节阀5通讯连接并根据第一排汽口3处需要的喷水量控制第一调节阀5的开度。控制器还与第二环境检测传感器通讯连接以接收第二环境检测传感器的检测数据，并根据第二环境检测传感器的数据计算第二排汽口4处需要的喷水量，控制器与第二调节阀6通讯连接并根据第二排汽口4处需要的喷水量控制第二调节阀6的开度。

低压缸的第一排汽口3和第二排汽口4在低负荷小流量长期运行时，低压缸内的少量蒸汽在第一排汽口3和第二排汽口4会出现不等量分配的情况，两端的鼓风热量也不同，因此会出现一侧排汽口排汽温度较高，另一侧排汽口排汽温度较低的情况，采用现有技术中常规的喷水减温系统时，对第一排汽口3和第二排汽口4的喷水量相同，造成一个排汽口处的喷水量大于需求量，混合后形成湿蒸汽，湿蒸汽的液滴撞击末级叶片，造成叶片水蚀严重的问题。本申请的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统中，第一喷水管路1和第二喷水管路2均设置调节阀，第一调节阀5能够调节第一喷水管路1喷向第一排汽口3的水量，第二调节阀6能够调节第二喷水管路2喷向第二排汽口4的水量，控制器根据各排汽口处需要的喷水量分别控制排汽口对应的调节阀的开度，低压缸低负荷小流量工况下长期运行时，控制器能够控制各排汽口处的喷水量能够与实际的需求一致，两排汽口处的末级叶片不容易出现水蚀现象。当然，在低压缸的两个排汽口处需要相同的喷水量时，通过该减温系统也能够实现。

本申请中控制器的形式可以采用现有的PLC控制器或者单片机。

一种实施例中，第一喷水管路1上设置第一喷嘴组，第一喷嘴组的喷口构成第一喷口，第二喷水管路2上设置第二喷嘴组，第二喷嘴组的喷口构成第二喷口，第一喷嘴组用于设置在低压缸的第一排汽口3处，向低压缸的第一排汽口3处喷水降温，第二喷嘴组用于设置在低压缸的第二排汽口4处，向低压缸的第二排汽口4处喷水降温。第一喷嘴组和第二喷嘴组用于实现凝结水的雾化。

一种实施例中，第一调节阀5和第二调节阀6均为动力操作调节阀，根据低压缸排汽温度，实时精确调节喷水流量。具体的，动力操作调节阀为气动调节阀。一种实施例中，动力操作调节阀为电动调节阀。

一种实施例中，如图1所示，第一喷水管路1和第二喷水管路2均设置一个，第一喷水管路1和第二喷水管路2均与主管路7连接，主管路7上设置有过滤网8，过滤网8过滤水中杂质，保证进入低压缸的凝结水的清洁度。

主管路7连接原低压缸喷水系统的短时工况喷水管路9，在低压缸排汽口需要喷水且汽轮机处于短时的低负荷小流量工况(比如启停机或故障)时能够控制短时工况喷水管路9向低压缸的两排汽口喷水。短时工况喷水管路9在机组常规运行时使用，主管路7可以向短时工况喷水管路9供水。当低压缸进入长期低负荷小流量运行状态，本实施例中的第一喷水管路1和第二喷水管路2投入运行，短时工况喷水管路9关闭，总管路向第一喷水管路1和第二喷水管路2供水。

一种实施例中，第一喷水管路1上设置处于第一调节阀5上游的第一隔离阀10，第二喷水管路2上设置处于第二调节阀6上游的第二隔离阀11。隔离阀处于所在喷水管路上调节阀的上游，作为调节阀门的检修阀门，系统运行时保持常开。

一种实施例中，第一喷水管路1上设置处于第一调节阀5下游的第一节流阀12，第二喷水管路2上设置有处于第二调节阀6下游的第二节流阀13，节流阀处于所在喷水管路上调节阀的下游，控制喷嘴组前凝结水压力。一种实施例中，第一节流阀12和第二节流阀13均为手动操作阀门。

一种实施例中，第一节流阀12的下游设置有第一压力仪表14，第二节流阀13的下游设置有第二压力仪表15，压力仪表测量对应喷嘴组前凝结水的压力。压力仪表可以是就地压力表、远传压力变送器等，并包含必要的仪表阀门、管件等附件。

一种实施例中，第一喷水管路1上设置处于第一调节阀5上游的第一流量仪17，第二喷水管路2上设置处于第二调节阀6上游的第二流量仪19。第一流量仪17用于测量喷向第一排汽口的水流量，第二流量仪19用于测量喷向第二排汽口的水流量。

本申请中，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统的供水水源与现有技术相同，在此不再赘述。短时工况喷水管路9的工作状态由控制器控制，短时工况喷水管路9的结构为原系统自带的喷水管路，单个短时工况喷水管路9的结构与单个第一喷水管路1类似，不再详细赘述。

本申请中，通过精确控制每一路的喷水量，其中调节阀、节流阀及喷嘴组的匹配选型，可以实现在设计流量下的最优雾化效果，控制排汽口温度，并防止叶片水蚀，保证机组在低负荷、小流量下的安全稳定运行。

一种实施例中，如图2所示，第一喷水管路设置两个，分别为第一喷水管路1a和第一喷水管路1b，控制器根据第一排汽口3处需要的喷水量控制各第一喷水管路上的第一调节阀5。通过增加第一喷水管路的数量，可以增加低压缸第一排汽口3处的喷水策略。

为了增大供水量调节范围，本实施例中，第一喷水管路1a与第一喷水管路1b供水量不同，第一喷水管路1a的最大供水量大于第一喷水管路1b的最大供水量，这样，在第一排汽口3处的喷水量需要较少时，可以打开最大供水量较小的第一喷水管路，在第一排汽口3处的喷水量需要较多时，可以打开两个第一喷水管路，在第一排汽口3处的喷水量需求处于中等水平时，可以打开最第一喷水管路1a。第一调节阀5能够让第一喷水管路实现供水量的无级调节，通过第一喷水管路1a和第一喷水管路1b的设置，能够实现三段无级调节，适用于更大跨度的流量调节范围。

在一些实施例中，第一喷水管路的数量可以设置三个以上的任意数量，具体的数量根据需要设置。当采用三个以上数量的第一喷水管路时，可以使一个第一喷水管路的最大供水量大于其余第一水管路的最大供水量，当然，根据需要，各第一喷水管路的最大供水量也可以相等。

同理，第二喷水管路的布置方式与第一喷水管路的布置方式相同。一种实施例中，如图2所示，第二喷水管路设置两个，分别为第二喷水管路2a和第二喷水管路2b。控制器根据第二排汽口4处需要的喷水量控制各第二喷水管路上的第二调节阀6。第二喷水管路2a的最大供水量大于第二喷水管路2b的最大供水量。

在一些实施例中，第二喷水管路的数量可以设置三个以上的任意数量，具体的数量根据需要设置。当采用三个以上数量的第二喷水管路时，可以使一个第二喷水管路的最大供水量大于其余第二喷水管路2的最大供水量，当然，根据需要，各第二喷水管路的最大供水量也可以相等。

如图2所示，本申请的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统在工作时，能够实现三段无级调节，适用于更大跨度的流量调节范围，即，以低压缸第一排汽口3为例，在需要的喷水量较少时，开启第一喷水管路1a上的第一调节阀5，当需要的喷水量增加时，开启另一个第一调节阀5，当需要的喷水量继续增加时，同时开启两个第一调节阀5，通过第一调节阀5和第一喷嘴组的合适选型设计，实现喷水量的平滑无级调节，从而达到喷水量精确控制的目的，保证机组在低负荷小流量工况的安全稳定运行。第二排汽口4处的喷水量调节过程与上述原理相同，不再赘述。

一种实施例中，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括向各第一喷水管路供水的第一供水共用管路16，第一供水共用管路16上设置有第一流量仪17。第一流量仪17能够实时显示喷向第一排汽口3的总水量。

一种实施例中，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括向各第二喷水管路供水的第二供水共用管路18，第二供水共用管路18上设置有第二流量仪19。第二流量仪19能够实时显示喷向第二排汽口4的总流量。

第一供水共用管路16和第二供水共用管路18均与主管路7连通。流量仪测量喷向低压缸的水流量，可以是就地流量计、远传流量变送器等，其可以根据现场需求增减数量。

一种实施例中，第一环境检测传感器和第二环境检测传感器均采用温度传感器，根据低压缸两侧的排汽测量温度独立控制两个调节阀门。一种实施例中，第一环境检测传感器和第二环境检测传感器均采用超声波传感器，通过超声波传感器用于监测低压缸排汽口处的液滴粒径和浓度，根据低压缸排汽口的液滴粒径与浓度精确控制喷水量，使喷水量与排汽口处的需求量一致，改善因为过量喷水产生液滴撞击叶片造成的水蚀。本申请中超声波传感器为现有技术。一种实施例中，第一环境检测传感器同时采用温度传感器和超声波传感器，比如可以参考授权公告号为CN216588742U中公开的方式，在此不予赘述。

本申请针对现有系统设计的问题，新增两路喷水减温管路，与原短时工况喷水管路9配合使用，在机组常规运行时，依旧采用短时工况喷水管路9，在低负荷、小流量长期运行工况时，投入本申请的第一喷水管路1和第二喷水管路2，根据低压缸两排汽口处的喷水需求量独立控制两个调节阀门，从而精确的控制喷水量。本申请的相比较原喷水减温系统，更好、更安全、更精确的解决了低负荷、小流量运行的低压缸喷水减温问题，且具有更高的灵活性。

本申请中汽轮机的长期低负荷工况即长期低负荷小流量工况，具体有低压缸切缸工况、深度调峰工况。短期低负荷工况即短期低负荷小流量工况，具体有启停机工况、故障工况。

根据本申请的第二方面，还提供了一种使用上述汽轮机双流式低压缸喷水减温系统的汽轮机，包括双流式低压缸，低压缸具有第一排汽口和第二排汽口，还包括如第一方面任一实施例中所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，不再详细赘述。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，包括：

第一喷水管路(1、1a、1b)，具有用于向汽轮机双流式低压缸的第一排汽口(3)喷水的第一喷口；所述第一喷水管路(1、1a、1b)上设置有第一调节阀(5)，第一调节阀(5)用于调节所述第一喷水管路(1、1a、1b)喷向所述第一排汽口(3)的水量；

第二喷水管路(2、2a、2b)，具有用于向汽轮机双流式低压缸的第二排汽口(4)喷水的第二喷口；所述第二喷水管路(2、2a、2b)上设置有第二调节阀(6)，第二调节阀(6)用于调节所述第二喷水管路(2、2a、2b)喷向所述第二排汽口(4)的水量；

第一环境检测传感器，设置在所述第一排汽口(3)处检测所述第一排汽口(3)处的环境数据；

第二环境检测传感器，设置在所述第二排汽口(4)处检测所述第二排汽口(4)处的环境数据；

控制器与所述第一环境检测传感器通讯连接以接收所述第一环境检测传感器的检测数据，控制器与所述第一调节阀(5)通讯连接并根据所述第一环境检测传感器的检测数据控制所述第一调节阀(5)的开度；

控制器还与所述第二环境检测传感器通讯连接以接收所述第二环境检测传感器的检测数据，控制器与所述第二调节阀(6)通讯连接并根据第二环境检测传感器的检测数据控制所述第二调节阀(6)的开度。

2.根据权利要求1所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，所述第一喷水管路(1、1a、1b)设置至少两个，所述控制器根据所述第一环境检测传感器的检测数据控制各所述第一喷水管路(1、1a、1b)上的第一调节阀(5)。

3.根据权利要求2所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，各所述第一喷水管路(1、1a、1b)中，一个第一喷水管路(1、1a、1b)的最大供水量大于其余第一喷水管路(1、1a、1b)的最大供水量。

4.根据权利要求2所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括向各所述第一喷水管路(1、1a、1b)供水的第一供水共用管路(16)，所述第一供水共用管路(16)上设置有第一流量仪(17)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，所述第二喷水管路(2、2a、2b)设置至少两个，所述控制器根据所述第二环境检测传感器的检测数据控制各所述第二喷水管路(2、2a、2b)上的第二调节阀(6)。

6.根据权利要求5所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，各所述第二喷水管路(2、2a、2b)中，一个第二喷水管路(2、2a、2b)的最大供水量大于其余第二喷水管路(2、2a、2b)的最大供水量。

7.根据权利要求5所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统还包括向各所述第二喷水管路(2、2a、2b)供水的第二供水共用管路(18)，所述第二供水共用管路(18)上设置有第二流量仪(19)。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，汽轮机双流式低压缸喷水减温系统包括主管路(7)，第一喷水管路(1、1a、1b)和第二喷水管路(2、2a、2b)均与主管路(7)连通并由主管路(7)供水，主管路(7)还连接有短时工况喷水管路(9)，控制器在低压缸的排汽口需要喷水且汽轮机处于长期低负荷时能够控制第一喷水管路(1、1a、1b)和第二喷水管路(2、2a、2b)向低压缸的排汽口喷水，在低压缸排汽口需要喷水且汽轮机处于启短期低负荷时能够控制短时工况喷水管路(9)向低压缸的排汽口喷水。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统，其特征在于，第一喷水管路(1、1a、1b)和第二喷水管路(2、2a、2b)上均设置有节流阀，第一喷水管路(1、1a、1b)和第二喷水管路(2、2a、2b)上均设置有隔离阀。

10.一种汽轮机，包括双流式低压缸，所述低压缸具有第一排汽口(3)和第二排汽口(4)，其特征在于，还包括如权利要求1-9中任一项所述的汽轮机双流式低压缸喷水减温系统。

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