汽輪機凝汽器的真空調節裝置及其控制方法與流程

2023-07-19 15:48:46 3

本發明涉及一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置及其控制方法，屬於汽輪機發電技術領域。

背景技術：

真空系統是汽輪機重要輔助系統，汽輪機真空系統主要由凝汽器、循環水泵、凝結水泵、抽氣機等組成。

凝汽器的作用是：降低汽輪機的排氣壓力即形成高度真空，以增大蒸汽在汽輪機內的理想焓降；將汽輪機排汽冷卻成為凝結水，回收工質和一部分熱量；在機組啟、停中回收疏水；對凝結水和凝汽器補水進行一級真空除氧。

抽氣機的作用有二：一是在機組啟、停過程中，抽出凝汽器內的空氣，建立啟動真空；二是在機組運行中，連續不斷地抽出凝汽器內漏入的空氣等不凝結氣體和蒸汽，維持凝汽器內的真空，以保證凝汽器的工作效率和提高機組經濟性。

循環水泵的作用是：連續不斷地向凝汽器及其他冷卻器(空冷器、冷油器)等提供一定壓力和流量的冷卻水，以保證它們工作需要。

凝結水泵的作用是：將凝汽器中的凝結水連續不斷地輸送出去，送至除氧器作為鍋爐給水，以達到回收工質的作用。

在某些工況下，如汽輪機啟動階段中速暖機或汽輪機解列後減少惰轉時間，需要對已建立的真空度進行一定程度的破壞，常規的做法是：由運行操作人員手動打開真空調節閥，降低抽氣機的工作效果，靠凝汽器內漏入的空氣或不凝結蒸汽來緩慢調節真空。這種方法的缺點是：調節真空速度慢，調節手段被動；純手動操作，增加誤操作概率，對機組運行有一定安全風險。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置及其控制方法，能夠安全、準確地調節汽輪機凝汽器內的真空度。

為實現上述目的，本發明提供一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置，採用如下技術方案：一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置，所述凝汽器連接於汽輪機的排汽口，所述凝汽器通過連接管道連接在抽氣機的吸氣口上，連接管道上設有真空隔絕閥；凝汽器上還連接有真空度測量儀和第一真空度調節閥，第一真空度調節閥具有與外界大氣連通的第一進氣口，所述真空度測量儀、第一真空度調節閥均與控制裝置連接，真空度測量儀檢測凝汽器內的真空度並將測量信息發給控制裝置，控制裝置根據所接收的測量信息來調節第一真空度調節閥的第一進氣口的開度大小。

優選地，所述第一真空度調節閥通過第一連接管連接在凝汽器上；所述凝汽器上還連接有真空破壞閥，真空破壞閥通過第二連接管連接在凝汽器上，真空破壞閥具有與外界大氣連通的第二進氣口；所述第二連接管的直徑大於第一連接管的直徑。

優選地，所述凝汽器上還連接有真空破壞閥，真空破壞閥通過第二連接管連接在凝汽器上，真空破壞閥具有與外界大氣連通的第二進氣口；所述第一真空度調節閥通過第一連接管連接在第二連接管上；所述第二連接管的直徑大於第一連接管的直徑。

優選地，所述抽氣機的出氣口連接有氣水分離器，氣水分離器具有與外界大氣連通的出口。

更為優選地，所述氣水分離器上設有支路接口，真空隔絕閥與抽氣機的吸氣口之間的連接管道上設有連接口，連接口與所述支路接口之間連接有支路管道，支路管道上設有第二真空度調節閥。

與本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置相應地，本發明還提供一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法，採用如下技術方案：一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法，採用上述技術方案或其任一優選的技術方案所述的汽輪機凝汽器的真空調節裝置進行作業，包括如下作業步驟：1)抽氣機對凝汽器進行抽真空時，打開真空隔絕閥，關閉第一真空度調節閥；2)需要降低凝汽器內真空度時，控制裝置調節第一真空度調節閥使第一進氣口的開度增大，外界空氣從第一進氣口進入凝汽器而使凝汽器內真空度降低；控制裝置從真空度測量儀獲取凝汽器內的真空度；當凝汽器內的真空度降低至第一期望值時，控制裝置停止調節第一真空度調節閥的第一進氣口開度；3)需要升高凝汽器內真空度時，控制裝置調節第一真空度調節閥使第一進氣口的開度減小從而使凝汽器內真空度升高；控制裝置從真空度測量儀獲取凝汽器內的真空度；當凝汽器內的真空度升高至第二期望值時，控制裝置停止調節第一真空度調節閥的第一進氣口開度。

優選地，所述凝汽器上連接有真空破壞閥，真空破壞閥具有與外界大氣連通的第二進氣口，第二進氣口大於所述第一進氣口；還包括以下作業步驟：4)需要破除凝汽器內真空度時，打開所述真空破壞閥使外界大氣從第二進氣口進入凝汽器。

優選地，所述抽氣機的出氣口連接有氣水分離器，氣水分離器具有與外界大氣連通的出氣口；所述氣水分離器上設有支路接口，真空隔絕閥與抽氣機的吸氣口之間的連接管道上設有連接口，連接口與所述支路接口之間連接有支路管道，支路管道上設有第二真空度調節閥；還包括如下步驟：5)需要降低凝汽器內真空度時，還可以調節第二真空調節閥使支路管道導通。

如上所述，本發明涉及的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置及其控制方法，具有以下有益效果：在本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置中，由於在凝汽器上連接有真空度測量儀和第一真空度調節閥，所述真空度測量儀、第一真空度調節閥均與控制裝置連接，這樣，當抽氣機對凝汽器內進行抽真空時，真空度測量儀檢測凝汽器內的真空度並將測量信息發給控制裝置，控制裝置根據所接收的測量信息來調節第一真空度調節閥的第一進氣口的開度大小，從而調節凝汽器內的真空度至期望值。由此可見，本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置及其控制方法能夠自動地調節凝汽器內的真空度，過程安全、結果準確。

附圖說明

圖1所示為凝汽器和汽輪機等設備在發電廠系統中的一種連接形式的示意圖。

圖2顯示為本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的結構示意圖。

元件標號說明

1進汽管道14第一真空度調節閥

2旁路管道15第一進氣口

3旁路控制閥16第一連接管

4汽輪機17真空破壞閥

5發電機18第二連接管

6排汽口19第二進氣口

7凝汽器20出氣口

8給水管道21氣水分離器

9連接管道22出口

10抽氣機23支路接口

11吸氣口24連接口

12真空隔絕閥25支路管道

13真空度測量儀26第二真空度調節閥

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。

在採用汽輪機發電的電廠中，凝汽器是重要的設備之一，圖1顯示為凝汽器在汽輪機4發電廠中的一種較為常見的連接結構，進汽管道1和鍋爐連接，從鍋爐中流出的高溫高壓蒸汽進入汽輪機4中做功並最終從汽輪機4的排汽口6流出，進汽管道1和汽輪機4的排汽口6之間設有旁路管道2，旁路管道2上連接有旁路控制閥3，在汽輪機4啟動階段，進汽管道1中的部分蒸汽進入汽輪機4對汽輪機4進行暖缸並使汽輪機4低速轉動，另一部分蒸汽通過旁路管道2排至凝汽器7中，將旁路控制閥3的開度逐漸減小，則進入汽輪機4中的蒸汽增多，汽輪機4轉速加快，直至併網發電。汽輪機4的透平轉動而帶動發電機5發電；凝汽器7連接在汽輪機4的排汽口6上，從汽輪機4的排汽口6流入到凝汽器7中的蒸汽凝結成水並由給水泵經給水管道8壓至鍋爐，鍋爐將進入到鍋爐中的液態水加熱成高溫高壓蒸汽再輸入至汽輪機4進行做功。

如圖2所示，本發明提供一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置，所述凝汽器7連接於汽輪機4的排汽口6，所述凝汽器7通過連接管道9連接在抽氣機10的吸氣口11上，連接管道9上設有真空隔絕閥12；凝汽器7上還連接有真空度測量儀13和第一真空度調節閥14，第一真空度調節閥14具有與外界大氣連通的第一進氣口15，所述真空度測量儀13、第一真空度調節閥14均與控制裝置連接，真空度測量儀13檢測凝汽器7內的真空度並將測量信息發給控制裝置，控制裝置根據所接收的測量信息來調節第一真空度調節閥14的第一進氣口15的開度大小。由於在凝汽器7上連接有真空度測量儀13和第一真空度調節閥14，所述真空度測量儀13、第一真空度調節閥14均與控制裝置連接，這樣，當抽氣機10對凝汽器7內進行抽真空時，真空度測量儀13檢測凝汽器7內的真空度並將測量信息發給控制裝置，控制裝置根據所接收的測量信息來調節第一真空度調節閥14的第一進氣口15的開度大小，從而調節凝汽器7內的真空度至期望值。由此可見，本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置能夠自動地調節凝汽器7內的真空度，過程安全、結果易控且準確。

在汽輪機4機組的啟、停過程中，抽氣機10抽出凝汽器7內的空氣使凝汽器7內保持較高的真空度；在機組運行中，抽氣機10連續不斷地抽出凝汽器7內漏入的空氣等不凝結氣體和蒸汽，維持凝汽器7內的真空度，以保證凝汽器7的工作效率和提高機組經濟性。在本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置中，在抽氣機10對凝汽器7進行抽真空時，真空隔絕閥12打開而使連接管道9導通。如圖2所示，作為一種優選的方式，所述第一真空度調節閥14通過第一連接管16連接在凝汽器7上；在某些緊急情況下，需要快速地破除凝汽器7內的真空度，使凝汽器7內的真空度迅速地降低，為此，如圖2所示，所述凝汽器7上還連接有真空破壞閥17，真空破壞閥17通過第二連接管18連接在凝汽器7上，真空破壞閥17具有與外界大氣連通的第二進氣口19；所述第二連接管18的直徑大於第一連接管16的直徑，真空破壞閥17的第二進氣口19所能夠打開的最大開度大於第一真空度調節閥14的第一進氣口15所能夠打開的最大開度，所以，通過打開真空破壞閥17能夠快速地破除凝汽器7內的真空度，使凝汽器7內的真空度迅速地降低。作為一種優選的方式，可以將所述第一真空度調節閥14通過第一連接管16連接在第二連接管18上。為了防止凝汽器7內的真空度降低過快，可以將第一連接管16的管徑設置的比較小，這樣就能限制外界空氣進入到凝汽器7內的流速，第一連接管16的直徑根據所需要調節的真空度範圍而設置，同樣，選用最大閥口開度較小的第一真空度調節閥14也可以限制外界空氣進入到凝汽器7內的流速，防止凝汽器7內的真空度降低過快。

抽氣機10將凝汽器7中的殘留蒸汽抽出以使凝汽器7內保持較好的真空度，為了使這些殘留蒸汽凝結下來，如圖2所示，所述抽氣機10的出氣口20連接有氣水分離器21，氣水分離器21具有與外界大氣連通的出口22，抽氣機10將殘留蒸汽從凝汽器7內抽出並排放至氣水分離器21中，殘留蒸汽在氣水分離器21中溫度降低而凝結成水並儲存在氣水分離器21中，殘留蒸汽中未能凝結下來的餘氣從氣水分離器21的出口22排至大氣中。作為一種優選的方式，如圖2所示，所述氣水分離器21上設有支路接口23，真空隔絕閥12與抽氣機10的吸氣口11之間的連接管道9上設有連接口24，連接口24與所述支路接口23之間連接有支路管道25，支路管道25上設有第二真空度調節閥26，將第二真空度調節閥26打開可以使支路管道25導通，則氣水分離器21與抽氣機10的吸氣口11相連通，抽氣機10的吸氣口11抽吸的氣體為從凝汽器7和氣水分離器21中進入到抽氣機10吸氣口11中的氣體總和，這樣，在抽氣機10的功率不變的情況下，第二真空度調節閥26的開度增大，則抽氣機10從凝汽器7中抽吸的蒸汽就會減少，凝汽器7內的真空度就會降低。若需要對凝汽器7內的真空度升高，則將第二真空度調節閥26的閥口開度關小直至完全關閉。所以，通過調節第二真空度調節閥26也能夠對凝汽器7內的真空度起到調節作用。

與本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置相應地，本發明還提供一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法，採用如下技術方案：一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法，採用上述技術方案或其任一優選的技術方案所述的汽輪機凝汽器的真空調節裝置進行作業，包括如下作業步驟：

1)抽氣機10對凝汽器7進行抽真空時，打開真空隔絕閥12，關閉第一真空度調節閥14；

2)需要降低凝汽器7內真空度時，控制裝置調節第一真空度調節閥14使第一進氣口15的開度增大，外界空氣從第一進氣口15進入凝汽器7而使凝汽器7內真空度降低；控制裝置從真空度測量儀13獲取凝汽器7內的真空度；當凝汽器7內的真空度降低至第一期望值時，控制裝置停止調節第一真空度調節閥14的第一進氣口15開度；

3)需要升高凝汽器7內真空度時，控制裝置調節第一真空度調節閥14使第一進氣口15的開度減小從而使凝汽器7內真空度升高；控制裝置從真空度測量儀13獲取凝汽器7內的真空度；當凝汽器7內的真空度升高至第二期望值時，控制裝置停止調節第一真空度調節閥14的第一進氣口15開度。

在上述步驟2)和步驟3)中，第一期望值和第二期望值預先設置在控制裝置中，第一期望值和第二期望值的具體數值根據實際情況而確定，在此處並不能一一列舉。與本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置相應地，本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法當然具有上述本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的有益技術效果，此處不再贅述。

如圖2所示，在所述凝汽器7上連接有真空破壞閥17，真空破壞閥17具有與外界大氣連通的第二進氣口19，第二進氣口19大於所述第一進氣口15；作為一種優選的方式，本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法還包括以下作業步驟：

4)需要破除凝汽器7內真空度時，打開所述真空破壞閥17使外界大氣從第二進氣口19進入凝汽器7，從而使使凝汽器7內真空度降低。這樣，在某些緊急情況發生時，可以通過打開真空破壞閥17而破除凝汽器7內的真空度。

如圖2所示，所述抽氣機10的出氣口20連接有氣水分離器21，氣水分離器21具有與外界大氣連通的出氣口20；所述氣水分離器21上設有支路接口23，真空隔絕閥12與抽氣機10的吸氣口11之間的連接管道9上設有連接口24，連接口24與所述支路接口23之間連接有支路管道25，支路管道25上設有第二真空度調節閥26；本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置的控制方法還包括如下步驟：

5)需要降低凝汽器7內真空度時，還可以調節第二真空調節閥使支路管道25導通。

這樣，在抽氣機10的功率不變的情況下，第二真空度調節閥26的開度增大，則抽氣機10從凝汽器7中抽吸的蒸汽就會減少，凝汽器7內的真空度就會降低。若需要對凝汽器7內的真空度升高，則將第二真空度調節閥26的閥口開度關小直至完全關閉。所以，通過調節第二真空度調節閥26也能夠對凝汽器7內的真空度起到調節作用。

基於上述實施例的技術方案，本發明的一種汽輪機凝汽器的真空調節裝置及其控制方法能夠自動地調節凝汽器內的真空度，過程安全、結果準確。

綜上所述，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。