一種利用LNG冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統及方法與流程
2023-12-08 12:12:36 1
本發明涉及一種汽輪機排汽背壓控制系統及方法，尤其是涉及一種利用lng冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統及方法。
背景技術：
汽輪機作為火力發電廠中極為重要的能量轉換裝置，其熱耗的高低直接影響機組的經濟性能，而汽輪機的熱耗受排汽背壓影響很大。傳統汽輪機排汽背壓取決於凝汽器和冷卻塔設計參數、設備狀態和環境因素，其中環境因素的影響主要體現在循環水溫度的高低上，在夏季運行時，由於外界環境溫度的升高，循環水溫度也相應升高，導致凝汽器運行真空度降低，汽輪機排汽背壓升高，機組熱耗升高，常規採用的手段是增大循環水泵出力或開啟備用的循環水泵，增加循環水流量，通過循環水量的增加調整汽輪機排汽背壓，但是調節效果有限，因此目前尚未有一種有效的方法能夠控制環境溫度升高導致的汽輪機排汽背壓升高難題。
另一方面，目前常用的液化天然氣氣化方式為海水加熱氣化，未有效利用液化天然氣巨大的冷量。
有鑑於此，在公告號為cn104533650a的專利文獻中公開了空冷汽輪機低壓排汽缸噴水冷卻方法及系統，本發明公開一種空冷汽輪機低壓排汽缸噴水冷卻方法，當機組運行在常規背壓狀態凝結水溫度低於排汽溫度時，用凝結水去噴淋低壓排汽缸內的排汽；當機組運行在高背壓狀態凝結水溫度高於排汽溫度時，先用潤滑油冷卻器出口的排放水去冷卻凝結水，降低凝結水的溫度，再用該降溫後的凝結水去噴淋低壓排汽缸內的排汽，對比文件中的冷卻過程比較複雜，而且冷卻達不到理想的冷卻效果，而本發明先通過冷卻塔冷卻在通過水天然氣換熱器冷卻，從而達到更好的冷卻效果。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的利用lng冷能協同控制循環水溫度，進而調節汽輪機排汽背壓系統及方法。
本發明解決上述問題所採用的技術方案是：
一種利用lng冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統包括管道、鍋爐、蒸發器、進氣調節閥、主汽輪機、凝汽器、給水泵、加熱器、一號管道、冷卻塔、二號管道、循環水泵、一號閥門、三號管道、四號管道、二號閥門、五號管道、水天然氣換熱器、六號管道、天然氣氣源、七號管道、升壓泵、三號閥門、八號管道、液化天然氣儲罐、九號管道、液化天然氣氣源、十號管道、排汽溫度壓力傳感器、凝結水溫度傳感器、循環水溫度傳感器和控制裝置，所述鍋爐、蒸發器、進氣調節閥、主汽輪機、凝汽器、給水泵和加熱器通過管道順次連接；所述凝汽器與冷卻塔通過一號管道連接，所述冷卻塔與一號閥門通過二號管道連接，所述循環水泵設置在二號管道上，所述一號閥門與凝汽器通過三號管道連接；所述二號閥門與二號管道通過四號管道連接，所述水天然氣換熱器與二號閥門通過五號管道連接，所述天然氣氣源與水天然氣換熱器通過六號管道連接，所述三號閥門與水天然氣換熱器通過七號管道連接，所述升壓泵設置在七號管道上，所述液化天然氣儲罐與三號閥門通過八號管道連接，所述液化天然氣氣源與液化天然氣儲罐通過九號管道連接，所述水天然氣換熱器與三號管道通過十號管道連接；所述一號閥門、二號閥門、三號閥門、排汽溫度壓力傳感器、凝結水溫度傳感器和循環水溫度傳感器均與控制裝置連接。
進一步地，所述冷卻塔內設有噴頭。
進一步地，所述還包括電機，所述電機與主汽輪機連接。
進一步地，本發明的另一目的是提供一種利用lng冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統的方法。
本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的，利用lng冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統的方法如下：
步驟1，首先以汽輪機排汽背壓為目標值，調整進入凝汽器的循環水溫度；
步驟2，其次循環水溫度受兩方面的影響，一是冷卻塔冷卻效果的影響，二是水天然氣換熱器中循環水量的影響，通過調整進入水天然氣換熱器的循環水流量，來控制進入凝汽器的循環水溫度；
步驟3，再次控制裝置對主要溫度點進行監控，根據排汽溫度壓力傳感器、凝結水溫度傳感器、循環水溫度傳感器所監控的溫度值來調整一號閥門、二號閥門、三號閥門的開度，即循環水進入水天然氣換熱器的流量和液化天然氣的流量；
步驟4，最後冷卻後的循環水與三號管道內的循環水匯集後進入凝汽器。
進一步地，所述步驟3的具體操作方法如下：
（1）當汽輪機排汽背壓高於設定值時，關小一號閥門，開大二號閥門和三號閥門，並通過排汽溫度壓力傳感器監控汽輪機排汽背壓和凝結水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結水過冷度在設定範圍內；
（2）當汽輪機排汽背壓低於設定值時，開大一號閥門，關小二號閥門和三號閥門，並通過排汽溫度壓力傳感器監控汽輪機排汽背壓和凝結水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結水過冷度在設定範圍內。
進一步地，所述設定值為最優值。
相比現有技術，本發明具有以下優點：
1、火電廠汽輪機排汽背壓對汽輪機熱耗影響巨大，而排汽背壓直接受凝汽器中循環水溫度的影響，特別是夏季高溫季節，外界環境溫度升高，循環水溫度升高，循環水溫度最低能夠降低到和環境溫度持平，此時凝汽器的冷卻能力下降，使得汽輪機排汽背壓升高，汽輪機熱耗率升高，電廠整體效率和經濟性降低。
2、利用循環水冷量和lng冷能的冷量綜合控制凝汽器真空度和汽輪機排汽背壓，使得夏季機組也能夠高效運行。
3、通過控制系統調節進冷卻塔的循環水量和進入水天然氣換熱器的循環水流量，綜合調控。
4、一般電廠lng冷能採用海水汽化，浪費大量的lng冷能，本發明利用汽輪機排汽加熱lng，利用掉lng冷能。
附圖說明
圖1是本發明實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖並通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。
實施例:
參見圖1所示，本實施例中的利用lng冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統包括電機32、管道14、鍋爐15、蒸發器16、進氣調節閥17、主汽輪機18、凝汽器19、給水泵20、加熱器21、一號管道1、冷卻塔22、二號管道2、循環水泵23、一號閥門11、三號管道3、四號管道4、二號閥門12、五號管道5、水天然氣換熱器24、六號管道6、天然氣氣源、七號管道7、升壓泵25、三號閥門13、八號管道8、液化天然氣儲罐26、九號管道9、液化天然氣氣源、十號管道10、排汽溫度壓力傳感器27、凝結水溫度傳感器28、循環水溫度傳感器29和控制裝置30，鍋爐15、蒸發器16、進氣調節閥17、主汽輪機18、凝汽器19、給水泵20和加熱器21通過管道14順次連接，電機32與主汽輪機18連接。
凝汽器19與冷卻塔22通過一號管道1連接，冷卻塔22與一號閥門11通過二號管道2連接，循環水泵23設置在二號管道2上，一號閥門11與凝汽器19通過三號管道3連接，冷卻塔22內設有噴頭31。
二號閥門12與二號管道2通過四號管道4連接，水天然氣換熱器24與二號閥門12通過五號管道5連接，天然氣氣源與水天然氣換熱器24通過六號管道6連接，三號閥門13與水天然氣換熱器24通過七號管道7連接，升壓泵25設置在七號管道7上，液化天然氣儲罐26與三號閥門13通過八號管道8連接，液化天然氣氣源與液化天然氣儲罐26通過九號管道9連接，水天然氣換熱器24與三號管道3通過十號管道10連接。
一號閥門11、二號閥門12、三號閥門13、排汽溫度壓力傳感器27、凝結水溫度傳感器28和循環水溫度傳感器29均與控制裝置30連接。
本實施例中的利用lng冷能協同控制汽輪機排汽背壓系統的方法：
步驟1，首先以汽輪機排汽背壓為目標值，調整進入凝汽器19的循環水溫度；
步驟2，其次循環水溫度受兩方面的影響，一是冷卻塔22冷卻效果的影響，二是水天然氣換熱器24中循環水量的影響，通過調整進入水天然氣換熱器24的循環水流量，來控制進入凝汽器19的循環水溫度；
步驟3，再次控制裝置30對主要溫度點進行監控，根據排汽溫度壓力傳感器27、凝結水溫度傳感器28、循環水溫度傳感器29所監控的溫度值來調整一號閥門11、二號閥門12、三號閥門13的開度，即循環水進入水天然氣換熱器24的流量和液化天然氣的流量；
步驟4，最後冷卻後的循環水與三號管道3內的循環水匯集後進入凝汽器19。
本實施例中的步驟3的具體操作方法如下：
（1）當汽輪機排汽背壓高於設定值時，關小一號閥門，開大二號閥門和三號閥門，並通過排汽溫度壓力傳感器監控汽輪機排汽背壓和凝結水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結水過冷度在設定範圍內；
（2）當汽輪機排汽背壓低於設定值時，開大一號閥門，關小二號閥門和三號閥門，並通過排汽溫度壓力傳感器監控汽輪機排汽背壓和凝結水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結水過冷度在設定範圍內。
本實施例中的設定值為最優值。
本實施例中的最優值為本領域技術人員能夠根據實際情況準確無誤的制定。
此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明。凡依據本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。