一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統及其以熱定電的方法
2023-10-22 09:26:32
一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統及其以熱定電的方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統及其以熱定電的方法，系統包括若干路並聯至去熱網供汽管的通道，每一路通道均包括依次連接的流量調整器、流量噴嘴以及三通閥，每一路的三通閥的一端並聯至中壓缸排汽管，每一路的三通閥的另一端並聯至緩衝器，緩衝器與低壓缸進汽管連通，所述三通閥包括全開和全關兩種狀態。本發明通過改變通流面積，能夠穩定、連續、定量的控制流體通過，以滿足熱網啟、停、事故及在不同熱負荷地輸出要求。正常運行中，供熱量確定後，根據國家規定的熱電比計算發電機功率，已知供熱量和發電機功率，再根據機組熱電特性方程確定主蒸汽流量。
【專利說明】一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統及其以熱定電的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統及其以熱定電的方法。
【背景技術】
[0002]根據國家產業政策，300MW機組要求改供熱，因此許多純凝運行的300MW機組在中低壓連通管上加裝蝶閥，作為抽汽調整閥。通過現場試驗發現，改造後機組不能在設計範圍內進行熱電負荷調整，主要原因是抽汽蝶閥卡澀或限位較大，機組在低負荷、高供熱抽汽流量時，由於蝶閥前後壓差大，造成蝶閥卡澀甚至斷裂。為了安全起見，電廠一般採取限制的措施，也就是蝶閥開度不能過小，相應地如果供熱負荷大，機組負荷也不能過低。部分電廠為了保證低壓缸葉片的安全，抽汽碟閥限位整定值偏高，個別電廠抽汽碟閥開度在25%左右即不能繼續向下關閉，導致降低負荷過程中抽汽流量無法保證。
[0003]同時現有300MW以上供熱機組為了減少主汽壓力損失，主蒸汽管道上不設置節流裝置來測量主汽流量，這樣不能保證測量準確性。由於安全性及測量準確性的影響，熱電機組以熱定電一直無法實現。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決上述問題，提出了一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統及其以熱定電的方法，該方法實現了主汽流量的測量、調整和事故情況下迅速切斷進汽及供汽，已實現對汽輪機的保護，同時降低了主汽壓力的節流損失，保證了高壓缸較高的通流效率，實現了機組以熱定電運行。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0006]一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，包括配汽機構和抽汽調整閥系統，其中，所述配汽機構的輸入管道連接在上遊直管段上，其輸出管道連接汽輪機高壓缸；所述抽汽調整閥系統的輸入通道連接中壓缸排汽管，輸入通道經過三通閥分別連接到低壓缸進汽管和去熱網供汽管。
[0007]所述配汽機構，包括若干路並聯至上遊直管段的輸入管道，每一路管道均包括依次連接的流量調節器、流量噴嘴I以及快速轉換閥，並且，每一路的快速轉換閥均通過緩衝器I與下遊直管段連通，所述快速轉換閥包括全開和全關兩種狀態。
[0008]所述流量調節器安裝於流量噴嘴I上遊20倍管道直徑處，所述快速轉換閥安裝於流量噴嘴I下遊10倍管道直徑處。
[0009]所述輸入管道有7路，其流通面積分別為1%，2%，3%，7%，14%，28%，55%。
[0010]所述抽汽調整閥系統，包括若干路並聯至去熱網供汽管的輸入通道，每一路通道均包括依次連接的流量調整器、流量噴嘴II以及三通閥，每一路的三通閥的一端並聯至中壓缸排汽管，每一路的三通閥的另一端並聯至緩衝器II，緩衝器II與低壓缸進汽管連通，所述三通閥包括全開和全關兩種狀態。
[0011]所述流量調整器安裝於流量噴嘴II上遊20倍管道直徑處，三通閥安裝於流量噴嘴II下遊10倍管道直徑處。
[0012]所述流量噴嘴I為長頸噴嘴或ISA1932噴嘴，並且，流量噴嘴I的壓損以及型式相同；所述流量噴嘴II為長頸噴嘴或ISA1932噴嘴，並且，流量噴嘴II的壓損以及型式相同。
[0013]所述輸入通道有7路，其流通面積分別為1%，2%，3%，7%，14%，28%，55%。
[0014]所述三通閥處於位置I時連通低壓缸，處於位置2時連通去熱網供汽管。
[0015]基於上述節流調整系統的以熱定電的方法，包括以下步驟:
[0016](I)啟動，暖管到快速轉換閥前，當蒸汽有50°C的過熱度後，全開閥門，對汽輪機進行暖機，調整三通閥處於位置I狀態，蒸汽全部進入低壓缸；
[0017](2)升負荷供熱，隨著負荷的增加，在保持定壓情況下，開啟快速轉換閥門，增大通流面積，增大汽輪機進汽量，當供汽壓力達到熱網要求後，調整三通閥開始供汽，同時監控低壓缸排汽溫度，根據供汽熱量及國家規定的熱電比計算發電機功率，根據計算的發電機功率和供汽流量和機組熱電特性方程確定主汽流量；
[0018](3)正常運行，在保證低壓缸排汽溫度正常的情況下，根據供汽流量調整發電機功率；
[0019](4)停機，開啟疏水，保持額定壓力，減少配汽機構通流面積直到鍋爐最低穩燃負荷，降壓力，降負荷，增大配汽機構面積直到負荷為零；
[0020](5)事故情況下，快速轉換閥快速關閉，切斷進汽；調整三通閥回到位置1，切斷供汽防止熱網汽進入汽輪機。
[0021]所述步驟(I)中，具體方法為:暖管到快速轉換閥前，當蒸汽有50°C的過熱度後，全開閥門，對汽輪機進行暖機，隨著主汽壓力的升高依據位置表，連續的關閉閥門，暖機合格後併網定速，隨著壓力的升高繼續減少通流面積升負荷，根據鍋爐最低穩燃的要求定壓後接帶部分負荷，此時抽汽調整閥所有閥門處於位置I狀態，蒸汽全部進入低壓缸。
[0022]所述步驟(4)中，停機過程中當供汽壓力低於熱網壓力時停止對外供汽，解列，減少配汽機構通流面積，直到轉速為零，配汽機構面積為零。
[0023]本發明的有益效果為:
[0024]1.設有流量調整器，通過改變通流面積，能夠穩定、連續、定量的控制流體通過，以滿足汽輪機啟動、停機、事故及在不同負荷段的功率輸出要求；
[0025]2.設有三通閥，通過改變通流面積，能夠穩定、連續、定量的控制流體通過，以滿足熱網啟、停、事故及在不同熱負荷地輸出要求；
[0026]3.保證了高壓缸較高的通流效率，實現了機組以熱定電運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的結構示意圖；
[0028]其中，1、流量調整器，2、流量噴嘴11，3、三通閥，4、緩衝器11，5、中壓缸排汽管，6、低壓缸進汽管，7、去熱網供汽管；8、流量調節器，9.流量噴嘴I，10.快速轉換閥，11.緩衝器I，12.上遊直管段，13.下遊直管段，14、高壓缸，15、中壓缸排汽管，16低壓缸進汽管。
【具體實施方式】
:
[0029]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0030]如圖1所示，一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，包括配汽機構和抽汽調整閥系統，其中，所述配汽機構的輸入管道連接在上遊直管段12上，其輸出管道連接汽輪機高壓缸14 ;所述抽汽調整閥系統的輸入通道連接中壓缸排汽管15，輸入通道經過三通閥3分別連接到低壓缸進汽管16和去熱網供汽管7。
[0031]配汽機構，包括若干路並聯至上遊直管段的輸入管道，每一路管道均包括依次連接的流量調節器8、流量噴嘴I以及快速轉換閥10，並且，每一路的快速轉換閥10均通過緩衝器Ill與下遊直管段13連通，所述快速轉換閥10包括全開和全關兩種狀態。
[0032]流量調節器8安裝於流量噴嘴19上遊20倍管道直徑處，所述快速轉換閥10安裝於流量噴嘴19下遊10倍管道直徑處。
[0033]輸入管道有7路，其流通面積分別為1%，2%，3%，7%，14%，28%，55%。
[0034]一種熱電聯產汽輪機抽汽調整閥系統，包括7路並聯至上遊直管段5的通道，其流通面積分別為1%，2%，3%，7%，14%，28%，55%，每一路通道均包括依次連接的流量調整器1、流量噴嘴Π2以及三通閥3，並且，每一路的三通閥3均通過緩衝器114與下遊直管段6連通，三通閥3包括全開和全關兩種狀態。
[0035]流量調整器1，用於縮減上遊直管段長度，並使流體穩定流動；
[0036]流量噴嘴112，用於產生壓差，並測量流體流量，並實現通流面積的連續變化；
[0037]三通閥3，其包括全開和全關兩種狀態，這兩種狀態能夠在極短時間內轉換；
[0038]緩衝器114能夠緩衝I %的流量幅度變化所造成的壓力波動。
[0039]流量調整器I安裝於流量噴嘴112上遊20倍管道直徑處，三通閥3安裝於流量噴嘴112下遊10倍管道直徑處。
[0040]流量噴嘴112為長頸噴嘴或ISA1932噴嘴，並且，流量噴嘴112的壓損以及型式相同。
[0041]本發明的工作方法是:
[0042]步驟(I):啟動。暖管到快速轉換閥前，當蒸汽有50°C的過熱度後，全開閥門，對汽輪機進行暖機，隨著主汽壓力的升高依據位置表，連續的關閉閥門，暖機合格後併網定速，隨著壓力的升高繼續減少通流面積升負荷，根據鍋爐最低穩燃的要求定壓後接帶部分負荷。此時抽汽調整閥所有閥門處於位置I狀態，蒸汽全部進入低壓缸。
[0043]步驟(2):升負荷供熱。隨著負荷的增加，在保持定壓情況下，開啟快速轉換閥門，增大通流面積，增大汽輪機進汽量，當供汽壓力達到熱網要求後，控制抽汽調整三通閥開始供汽，同時監控低壓缸排汽溫度。根據供汽熱量及國家規定的熱電比計算發電機功率，根據計算的發電機功率和供汽流量和機組熱電特性方程確定主汽流量。
[0044]步驟(3):正常運行。在保證低壓缸排汽溫度正常的情況下，根據供汽流量調整發電機功率。
[0045]步驟(4):停機。開啟疏水，保持額定壓力，減少配汽機構通流面積直到鍋爐最低穩燃負荷，降壓力，降負荷，增大配汽機構面積直到負荷為零。停機過程中當供汽壓力低於熱網壓力時停止對外供汽。解列，減少配汽機構通流面積，直到轉速為零，配汽機構面積為零。
[0046]步驟(5):事故。事故情況下，三通閥3快速關閉，切斷進汽；抽汽調整三通閥回到位置1，切斷供汽防止熱網汽進入汽輪機。
[0047]實施例一:
[0048]某亞臨界30萬千瓦純凝機組，電廠利用國家燃煤機組綜合升級改造資金，委託製造廠進行改造，高壓缸去掉了調節級，配汽機構改為依據專利技術(專利號ZL201320280254.4)研發的節流閥系統。中低壓連通管上加裝所屬的抽汽調整閥。改造前額定工況考核試驗熱耗率8105，為改造後實測純凝工況熱耗率為7950kJ/kWh，高壓缸效率達到86%，配汽機構壓損小於0.5%。經過改造達到了設計值；尤其在60%低負荷時，機組定壓運行，高壓缸效率仍然保持86 %，循環效率也保持不變，實測熱耗率為7970kJ/kWh，相比原設計降低了近300kJ/kWh。這樣機組純凝工況在峰、谷、平三個負荷段熱耗率都在熱耗率7960kJ/kWh附近運行。通過本次升級改造後，機組純凝熱耗率最少降低140kJ/kWh，折合供電煤耗率5g/kWh。同時試驗驗證，經過配汽機構和抽汽調節閥改造升級後，機組能夠按照熱電聯產以熱定電的要求進行安全穩定運行。
[0049]表I閥位表
[0050]
【權利要求】
1.一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:包括配汽機構和抽汽調整閥系統，其中，所述配汽機構的輸入管道連接在上遊直管段上，其輸出管道連接汽輪機高壓缸；所述抽汽調整閥系統的輸入通道連接中壓缸排汽管，輸入通道經過三通閥分別連接到低壓缸進汽管和去熱網供汽管。
2.如權利要求1所述的一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:所述配汽機構，包括若干路並聯至上遊直管段的輸入管道，每一路管道均包括依次連接的流量調節器、流量噴嘴I以及快速轉換閥，並且，每一路的快速轉換閥均通過緩衝器I與下遊直管段連通，所述快速轉換閥包括全開和全關兩種狀態。
3.如權利要求2所述的一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:所述流量調節器安裝於流量噴嘴I上遊20倍管道直徑處，所述快速轉換閥安裝於流量噴嘴I下遊10倍管道直徑處，所述流量噴嘴I為長頸噴嘴或ISA1932噴嘴，並且，流量噴嘴I的壓損以及型式相同。
4.如權利要求2所述的一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:所述輸入管道有7路，其流通面積分別為1%，2%，3%，7%，14%，28%，55%。
5.如權利要求1所述的一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:所述抽汽調整閥系統，包括若干路並聯至去熱網供汽管的輸入通道，每一路通道均包括依次連接的流量調整器、流量噴嘴II以及三通閥，每一路的三通閥的一端並聯至中壓缸排汽管，每一路的三通閥的另一端並聯至緩衝器II，緩衝器II與低壓缸進汽管連通，所述三通閥包括全開和全關兩種狀態；所述三通閥處於位置I時連通低壓缸，處於位置2時連通去熱網供汽管。
6.如權利要求5所述的一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:所述流量調整器安裝於流量噴嘴II上遊20倍管道直徑處，三通閥安裝於流量噴嘴II下遊10倍管道直徑處。
7.如權利要求5所述的一種熱電聯產汽輪機組節流調整系統，其特徵是:所述輸入通道有7路，其流通面積分別為1%，2%，3%，7%，14%，28%，55%。
8.基於上述節流調整系統的以熱定電的方法，其特徵是:包括以下步驟: (1)啟動，暖管到快速轉換閥前，當蒸汽有50°C的過熱度後，全開閥門，對汽輪機進行暖機，調整三通閥處於位置I狀態，蒸汽全部進入低壓缸； (2)升負荷供熱，隨著負荷的增加，在保持定壓情況下，開啟快速轉換閥門，增大通流面積，增大汽輪機進汽量，當供汽壓力達到熱網要求後，調整三通閥開始供汽，同時監控低壓缸排汽溫度，根據供汽熱量及國家規定的熱電比計算發電機功率，根據計算的發電機功率和供汽流量和機組熱電特性方程確定主汽流量； (3)正常運行，在保證低壓缸排汽溫度正常的情況下，根據供汽流量調整發電機功率； (4)停機，開啟疏水，保持額定壓力，減少配汽機構通流面積直到鍋爐最低穩燃負荷，降壓力，降負荷，增大配汽機構面積直到負荷為零； (5)事故情況下，快速轉換閥快速關閉，切斷進汽；調整三通閥回到位置1，切斷供汽防止熱網汽進入汽輪機。
9.如權利要求8所述的熱電聯產汽輪機組節流調整系統的工作方法，其特徵是:所述步驟(1)中，具體方法為:暖管到快速轉換閥前，當蒸汽有50°C的過熱度後，全開閥門，對汽輪機進行暖機，隨著主汽壓力的升高依據位置表，連續的關閉閥門，暖機合格後併網定速，隨著壓力的升高繼續減少通流面積升負荷，根據鍋爐最低穩燃的要求定壓後接帶部分負荷，此時抽汽調整閥所有閥門處於位置I狀態，蒸汽全部進入低壓缸。
10.如權利要求8所述的熱電聯產汽輪機組節流調整系統的工作方法，其特徵是:所述步驟(4)中，停機過程中當供汽壓力低於熱網壓力時停止對外供汽，解列，減少配汽機構通流面積，直到轉速 為零，配汽機構面積為零。
【文檔編號】F01D17/10GK104074561SQ201410241848
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】呂海禎, 丁俊齊 申請人:國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院