CN220849795U - 一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统。该系统主要包括空冷燃煤发电机组和蒸汽引射器的供汽系统，可代替传统热电联产机组直接抽汽。高压缸旁路蒸汽与来自除氧器的减温水混合，减温后一部分进入锅炉再热器，供汽系统以另一部分减温蒸汽作为蒸汽引射器的高压驱动汽源，引射机组中压缸排汽，获得中间压力蒸汽。中间压力蒸汽进入工业供汽母管，向工业抽汽用户供汽。该系统充分利用了蒸汽引射器的自身优势，帮助热电厂提高热电解耦能力，提升系统整体的灵活性，并提升机组的经济性。
Description
技术领域
本实用新型属于热电联产技术领域，特别涉及一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统。
背景技术
2020年中国明确提出了“碳达峰”、“碳中和”目标，中国能源结构中可再生能源占比将可预见地不断提高，意味着火电机组面临更大的挑战。此外按照地方规划，各类工业园区开始以火力机组为中心进行建设。因此，火电企业也相继对机组进行了供热、供汽改造，使得机组在满足基本电负荷的同时，还对周边城市及工业园区供热、供汽。
热电联产机组具有综合能源利用效率高的特点，不仅给电厂带来丰厚收益，还能一定程度上满足供热、供汽需求。但受到锅炉再热器超温的影响，通常再热蒸汽为汽源的工业供汽方案收到很大限制。因此，如何增加机组最大工业供汽能力成为一个重要的研究目标。
目前对机组进行供汽改造主要有三种方式：
一、主蒸汽减温减压后直接对外供汽，该技术必将伴随较大的损，使机组/>效率降低。锅炉负荷增大，增加主蒸汽量的同时，再热蒸汽量不变，容易导致再热器超温。
二、将主蒸汽抽汽经部分减温减压后送入背压机做功，背压机排汽对外供汽。该技术的缺点在于背压式小汽轮机成本较高，且小汽机背压由供汽参数决定，改造难度同样较大。
三、再热蒸汽经适当减温减压后对外供汽，该技术损相对较小，若以冷再蒸汽为汽源，同样容易导致再热器超温；而无论冷再或热再抽汽，容易影响汽轮机轴向推力。
本实用新型提供一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，使用蒸汽引射器作为引射配气的关键装置，实现蒸汽压力的匹配，实现能量的梯级利用。
实用新型内容
本实用新型从我国“双碳”目标出发，针对目前供汽方案损较大、再热器易超温的问题，提出了一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，旨在对相关技术问题，找到可行的解决方案。
为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下：
一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，系统包括锅炉、汽轮机、发电机、空冷凝汽器、高低温回热加热器、除氧器、蒸汽引射器及工业供汽母管，所述锅炉主蒸汽出口通过控制阀Ⅰ与混合器Ⅰ进口连接；混合器Ⅰ出口连接至混合器Ⅱ，同时通过控制阀Ⅲ与蒸汽引射器的高压蒸汽进口连接；除氧器出口和给水泵连接后，通过控制阀Ⅱ与混合器Ⅰ进口连接；中压缸的排汽口通过控制阀Ⅳ与蒸汽引射器的低压蒸汽进口连接；蒸汽引射器利用高压缸旁路减温后蒸汽作为高温热源引射中压缸的排汽，通过调节两股蒸汽管道上的控制阀Ⅲ和控制阀Ⅳ的开度来控制蒸汽引射器出口中品位蒸汽的参数；蒸汽引射器出口蒸汽通过控制阀Ⅴ连接至工业供汽母管。
所述锅炉出口主蒸汽分两路，一路进入高压缸旁路与混合器Ⅰ连接，另一路进入高压缸做功，高压缸排汽进入锅炉再次加热成为再热蒸汽，再热蒸汽进入中压缸做功；中压缸排汽再进入低压缸做功；低压缸排汽进入空冷凝汽器冷却为饱和水；饱和水在凝结水泵和给水泵的作用下依次进入低温回热器、除氧器、高温回热器中加热，最后返回锅炉。
高压缸、中压缸、低压缸与发电机处于同一主轴，带动发电机发电。
所述控制阀Ⅰ控制高压缸旁路的启停与开度，控制阀Ⅰ开启后需要开启控制阀Ⅱ，高旁蒸汽进入混合器Ⅰ后与来自除氧器的减温水混合，高旁蒸汽减温后的蒸汽参数可通过控制阀Ⅱ开度控制。
所述高温回热器以高压缸抽汽为加热汽源；除氧器以中压缸抽汽为加热汽源；低温回热器以低压缸抽汽为加热汽源；高温回热器抽汽疏水与除氧器除氧水混合，低温回热器疏水与空冷凝汽器凝结水混合。
本实用新型具有以下优势和有益效果：
采用引射技术，该系统蒸汽引射器利用来自高压缸旁路的高旁蒸汽，从、中压缸排汽口抽引中排蒸汽，提高最大供汽能力；以主蒸汽为汽源进行扩容，一定程度上提高了机组的热电解耦能力。
附图说明
如图1所示为一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统的示意图。
图中：1-锅炉、2-汽轮机高压缸、3-汽轮机中压缸、4-汽轮机低压缸、5-主发电机、6-空冷凝汽器、7-凝结水泵、8-低压加热器、9-除氧器、10-给水泵、11-高压加热器、12-控制阀Ⅰ、13-控制阀Ⅱ、14-控制阀Ⅲ、15-混合器Ⅰ、16-混合器Ⅱ、17-控制阀Ⅳ、18-蒸汽引射器、19-控制阀Ⅴ、20-工业供汽母管。
具体实施方式
本实用新型提出了一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，下面结合附图和实例予以说明。
一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，其构成如图1所示，系统包括锅炉、汽轮机、发电机、空冷凝汽器、高低温回热加热器、除氧器、蒸汽引射器及工业供汽母管，所述锅炉1主蒸汽出口通过控制阀Ⅰ12与混合器Ⅰ15进口连接；混合器Ⅰ15出口连接至混合器Ⅱ16，同时通过控制阀Ⅲ14与蒸汽引射器18的高压蒸汽进口连接；除氧器9出口和给水泵10连接后，通过控制阀Ⅱ13与混合器Ⅰ15进口连接；中压缸3的排汽口通过控制阀Ⅳ17与蒸汽引射器18的低压蒸汽进口连接；蒸汽引射器18利用高压缸2旁路减温后蒸汽作为高温热源引射中压缸3的排汽，通过调节两股蒸汽管道上的控制阀Ⅲ14和控制阀Ⅳ17的开度来控制蒸汽引射器18出口中品位蒸汽的参数；蒸汽引射器18出口蒸汽通过控制阀Ⅴ19连接至工业供汽母管20。
一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，所述锅炉1出口主蒸汽分两路，一路进入高压缸旁路与混合器Ⅰ15连接，另一路进入高压缸2做功，高压缸2排汽进入锅炉1再次加热成为再热蒸汽，再热蒸汽进入中压缸3做功；中压缸3排汽再进入低压缸4做功；低压缸4排汽进入空冷凝汽器6冷却为饱和水；饱和水在凝结水泵7和给水泵10的作用下依次进入低温回热器8、除氧器9、高温回热器11中加热，最后返回锅炉1。
所述高压缸2、中压缸3、低压缸4与发电机5处于同一主轴，带动发电机5发电。
所述控制阀Ⅰ12控制高压缸旁路的启停与开度，控制阀Ⅰ12开启后需要开启控制阀Ⅱ13，高旁蒸汽进入混合器Ⅰ15后与来自除氧器9的减温水混合，高旁蒸汽减温后的蒸汽参数可通过控制阀Ⅱ13开度控制。所述高温回热器11以高压缸2抽汽为加热汽源；除氧器9以中压缸3抽汽为加热汽源；低温回热器8以低压缸4抽汽为加热汽源；高温回热器11抽汽疏水与除氧器9除氧水混合，低温回热器8疏水与空冷凝汽器6凝结水混合。
需要说明的是，通过对进入蒸汽引射器18进口控制阀Ⅲ14和控制阀Ⅳ17的控制，可以获得不同蒸汽参数的工业供汽，满足不同工业用户的供汽需求；为了保证机组汽水质量流量守恒，在获得一定供汽量的同时，需要注意在空冷凝汽器进行补水。
上述具体实施仅用以说明本实用新型的技术方案有益效果展示，而非对其限制，本领域的普通技术人员可以理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，系统包括锅炉、汽轮机、发电机、空冷凝汽器、高低温回热加热器、除氧器、蒸汽引射器及工业供汽母管，其特征是：锅炉(1)主蒸汽出口通过控制阀Ⅰ(12)与混合器Ⅰ(15)进口连接；混合器Ⅰ(15)出口连接至混合器Ⅱ(16)，同时通过控制阀Ⅲ(14)与蒸汽引射器(18)的高压蒸汽进口连接；除氧器(9)出口和给水泵(10)连接后，通过控制阀Ⅱ(13)与混合器Ⅰ(15)进口连接；中压缸(3)的排汽口通过控制阀Ⅳ(17)与蒸汽引射器(18)的低压蒸汽进口连接；蒸汽引射器(18)利用高压缸(2)旁路减温后蒸汽作为高温热源引射中压缸(3)的排汽，通过调节两股蒸汽管道上的控制阀Ⅲ(14)和控制阀Ⅳ(17)的开度来控制蒸汽引射器(18)出口中品位蒸汽的参数；蒸汽引射器(18)出口蒸汽通过控制阀Ⅴ(19)连接至工业供汽母管(20)。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，其特征是：锅炉(1)出口主蒸汽分两路，一路进入高压缸旁路与混合器Ⅰ(15)连接，另一路进入高压缸(2)做功，高压缸(2)排汽进入锅炉(1)再次加热成为再热蒸汽，再热蒸汽进入中压缸(3)做功；中压缸(3)排汽再进入低压缸(4)做功；低压缸(4)排汽进入空冷凝汽器(6)冷却为饱和水；饱和水在凝结水泵(7)和给水泵(10)的作用下依次进入低温回热器(8)、除氧器(9)、高温回热器(11)中加热，最后返回锅炉(1)。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，其特征是：高压缸(2)、中压缸(3)、低压缸(4)与发电机(5)处于同一主轴，带动发电机(5)发电。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，其特征是：所述控制阀Ⅰ(12)控制高压缸旁路的启停与开度，控制阀Ⅰ(12)开启后需要开启控制阀Ⅱ(13)，高旁蒸汽进入混合器Ⅰ(15)后与来自除氧器(9)的减温水混合，高旁蒸汽减温后的蒸汽参数可通过控制阀Ⅱ(13)开度控制。
5.根据权利要求2所述的一种火电厂高旁蒸汽梯级利用工业供汽系统，其特征是：高温回热器(11)以高压缸(2)抽汽为加热汽源；除氧器(9)以中压缸(3)抽汽为加热汽源；低温回热器(8)以低压缸(4)抽汽为加热汽源；高温回热器(11)抽汽疏水与除氧器(9)除氧水混合，低温回热器(8)疏水与空冷凝汽器(6)凝结水混合。
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