CN102996191A - 火电机组双抽可调供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火电机组供热改造领域，公开了一种火电机组双抽可调供热系统，通过对汽轮机供热管道进行改造，分别在高压缸、中压缸蒸汽供汽管道上增设与高压缸、中压缸并联的第一旁路管道和第二旁路管道，每个旁路管道上连接有调门、喷水减温器和压力匹配器，第一旁路管道的压力匹配器引射高压缸排汽，实现高压供汽；第二旁路管道引射中压缸低压抽汽，实现中压供汽；同时，中调门的开度可调，根据负荷变化引起的高压缸排汽压力和再热蒸汽压力变化，调整中调门的开度，达到对外供汽压力需求，保证供汽压力的合格，实现机组高压、中压工业用汽双抽可调供热的目的，节约对机组本体改造的费用，并且具有节能减排的效果。

Description

火电机组双抽可调供热系统

技术领域

本发明涉及利用火电机组供热领域，具体涉及一种火电机组双抽可调供热系统。

背景技术

发展热电联产技术一直是国家重点推介的节能项目。随着热力市场的开拓，机组承担的供热负荷进一步增加，就必须对原有的机组进行改造升级，以满足日益增长的供热需求。

由于机组的变工况运行特性，以及工业抽汽压力要求相对稳定的特点，需采用较高参数的工业抽汽点，以满足不同负荷下工业抽汽参数的要求。另外，受汽机结构的影响，机组的抽汽参数随负荷变化较大，所以要对汽轮机本体进行改造，才能保证工业供热的参数稳定，进一步提高机组的供热能力。

如图1所示是火电纯凝机组结构连接图，包括通过管道依次连接的高压缸G₁、再热器H和中压缸G₂，高压缸G₁的进汽口与主蒸汽供给设备V管道连接，连接再热器H与中压缸G₂的管道上设有中调门T。中调门T根据纯凝机组的工作需要只能完全打开或者关闭，中调门T的开度不能根据需求进行调节。若将纯凝机组改造为工业供热机组，或者采暖供热机组改造为可调工业抽汽和采暖供热双重目标的机组，为保证工业抽汽参数的需求，常规的改造方法是选择与工业负荷需求参数偏高的抽汽点作为工业供热的汽源。其中，一般选择主蒸汽作为高压供汽汽源，选择中压缸的四段抽汽作为中压供汽汽源。因汽轮机的各段抽汽参数随机组负荷的升降而相应变化，为了确保供汽稳定不变的压力、温度需求，高压缸及中压缸的汽机本体及转子都需要重新设计改造，并在相应抽汽点前加装旋转隔板，以满足机组变负荷时保证供汽参数不变的需求。

上述常规改造方法，一方面，因供热参数选择偏高，整体机组经济性差；另一方面，需要对汽轮机本体进行改造，投资相对较高，而且本体改造还会存在因基础框架的影响而不能实现的技术风险。因此，需要寻求新的改造方法，提供一种能够满足工业用户需要的参数高、供应稳定的供热系统，且与机组的变工况运行特征相结合，实现工业供汽可调供热。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何在不对本体进行改造下，实现不同负荷下均能提供满足用户的高压供汽，以及进一步实现提供满足用户的中压供汽。

（二）技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种火电机组双抽可调供热系统，包括通过管道依次连接的高压缸、再热器和中压缸，所述高压缸的进汽口与主蒸汽供给设备管道连接，连接所述再热器与中压缸的管道上设有中调门；所述中调门开度可调；所述供热系统还包括与所述高压缸并联设置的第一旁路管道，所述第一旁路管道上依次设有第一喷水减温器和第一压力匹配器；所述第一压力匹配器的高压进汽口与所述第一喷水减温器连接，其低压进汽口与所述高压缸的排汽口连接，所述第一压力匹配器的排汽口与高压供汽用户连接。

其中，所述第一旁路管道上还设有第一调门，所述第一调门与所述第一喷水减温器连接。

其中，还包括与所述中调门和中压缸并联设置的第二旁路管道，所述第二旁路管道上依次设有第二调门、第二喷水减温器和第二压力匹配器，所述第二压力匹配器的高压进汽口与第二喷水减温器连接，所述第二压力匹配器的低压进汽口与所述中压缸低压抽汽口连接，所述第二压力匹配器的排汽口与中压供汽用户连接。

（三）有益效果

本发明提供的一种火电机组双抽可调供热系统，包括通过管道依次连接的高压缸、再热器和中压缸，高压缸的进汽口与主蒸汽供给设备管道连接，连接再热器与中压缸的管道上设有中调门，中调门开度可调；还包括与高压缸并联设置的第一旁路管道，第一旁路管道上依次设有第一喷水减温器和第一压力匹配器，第一压力匹配器的高压进汽口与第一喷水减温器连接，第一压力匹配器的低压进汽口连接高压缸的排汽口，第一压力匹配器的排汽口连接高压供汽用户。压力匹配器高压进汽口的主蒸汽引射高压缸排汽，主蒸汽和高压缸排汽混合作为工业用户需求的高压供汽，形成高压供汽系统。利用本系统实现高压供汽可调供热，能够根据机组负荷变化，调节中调门的开度以调节高压缸排汽口和中调门前的压力，为高压供汽用户提供稳定参数的高压供汽，实现了在不同负荷下均能提供满足用户的高压供汽。

进一步的，在第一旁路管道设有第一调门，可以根据需要调整主蒸汽的供给量。

进一步的，在中压缸蒸汽供汽管道上增设与中调门和中压缸并联的第二旁路管道，第二旁路管道上依次设有第二调门、第二喷水减温器和第二压力匹配器，第二压力匹配器的高压进汽口与第二喷水减温器连接，第二压力匹配器的低压进汽口与中压缸的低压排汽口连接，第二压力匹配器的排汽口连接中压供汽用户。第二压力匹配器由中压缸蒸汽引射中压缸低压排汽，混合后作为中压供汽，形成中压供汽系统，实现中压供汽可调供热。通过中调门可调的高压、中压供汽双抽供热系统，中调门开度可调，通过调节中调门的开度以调节高压缸排汽压力和中调门前的再热蒸汽压力，同时联合高、中压供热系统的调门及喷水减温器的调节，实现高、中压工业供汽参数的稳定，最终实现高、中压工业供汽的双抽可调供热。本供热系统无须对机组本体进行大的改造，节省投资成本；而且利用本供热系统，发电效率提高，耗煤量降低，具有显著的节能减排效果。

附图说明

图1为现有技术中一种火电纯凝机组结构连接图；

图2为本发明一种火电机组双抽可调供热系统连接示意图；

图中，V：主蒸汽供给设备；H：再热器；T：中调门；T₁：第一调门；T₂：第二调门；P₁：第一喷水减温器；P₂：第二喷水减温器；Y₁：第一压力匹配器；Y₂：第二压力匹配器；G₁：高压缸；G₂：中压缸；U₁：高压供汽用户；U₂：中压供汽用户。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图2所示，本发明一种火电机组双抽可调供热系统，在发电机组中高压缸G₁、再热器H、中调门T和中压缸G₂依次用管道连接，高压缸G₁的进汽口与主蒸汽供给设备V用管道连接，主蒸汽由管道进入高压缸G₁。高压缸G₁排汽口连接着再热器H，高压缸G₁排汽被再热器H加热后形成再热蒸汽，再热蒸汽经过装在管道上的中调门T流入中压缸G₂，为中压缸G₂的供汽。在高压缸G₁的进汽口与主蒸汽供给设备V连接的主蒸汽进汽管道上设置有与高压缸G₁并联的第一旁路管道，第一旁路管道依次连接第一喷水减温器P₁、第一压力匹配器Y₁，第一压力匹配器Y₁的高压进汽口与第一喷水减温器P₁连接，第一压力匹配器Y₁的低压进汽口连接高压缸G₁的排汽口。第一压力匹配器Y₁出口与高压供汽用户U₁连接，为用户提供所需要的高压供汽；第一压力匹配器Y₁根据高压进汽口的主蒸汽进汽量，引射高压缸G₁排汽口排汽，混合后为工业用户提供高压供汽。中调门T的开度可以调节，可以通过控制系统实现中调门T的开度可调；当机组负荷变化发生变化时，中调门T的开度根据需要进行调节，高压缸G₁排汽口的压力和中调门T前的再热蒸汽压力发生相应的变化，第一压力匹配器Y₁引射的高压缸G₁排汽量相应发生变化；同时，第一喷水减温器P₁进行相应的调节，实现在不同负荷下供热系统提供的高压供汽符合客户需求。

进一步的，为了调整第一旁路管道内主蒸汽的进汽流量和压力，在第一旁路管道上还设有第一调门T₁，第一调门T₁设置于主蒸汽管道与与第一喷水减温器P₁之间，第一调门T₁与第一喷水减温器P₁连接。工作时，第一调门T₁调节主蒸汽的进汽流量和压力，并由第一喷水减温器P₁调节主蒸汽的进汽温度后，进入第一压力匹配器Y₁。

具体工作中：1)当发电机组负荷下降、用户供热需求不变或增加时，配合中调门T开度减小，使高压缸G₁排汽压力提高，第一调门T₁开度增加，第一喷水减温器P₁的喷水量相应变化，提高主蒸汽的进汽流量，相应减少引射的高压缸排汽量，以保证高压供汽稳定不变的参数及流量需求。

2）当机组负荷不变、用户热量及参数需求增加时，开大第一调门T₁开度，增加主蒸汽进汽流量和压力，第一喷水减温器P₁的喷水量相应变化，引射的高压缸G₁排汽量相应减少，以保证用户所需高压供汽的参数需求。

高压缸G₁的排汽流向再热器H，经过加热形成再热蒸汽，再热蒸汽经过中调门T供给中压缸G₂。

进一步的，在再热器H与中调门T之间的管道上设置与中调门T和中压缸G₂并联的第二旁路管道，第二旁路管道依次连接第二调门T₂、第二喷水减温器P₂和第二压力匹配器Y₂；第二压力匹配器的高压进汽口与第二喷水减温器P₂连接，第二压力匹配器Y₂的低压进汽口连接中压缸G₂的低压抽汽口，引射中压缸G₂的低压排汽，第二压力匹配器Y₂的出口连接中压供汽用户U₂，为用户提供中压供汽。中压缸G₂的低压抽汽口优选在低压缸G₂的四段汽室开设汽口，第二压力匹配器Y₂根据高压进汽口的进汽量引射中压缸G₂的四段抽汽。工作时，中调门T和第二调门T₂共同调节再热蒸汽的进汽流量和压力，并由第二喷水减温器P₂调节再热蒸汽的进汽温度，再热蒸汽通过第二压力匹配器Y₂的高压进汽口进入第二压力匹配器Y₂，引射中压缸G₂低压抽汽口抽汽，混合成中压工业用户所需中压供汽，实现中压供汽可调供热。

具体工作中：1)当机组发电负荷下降、用户中压工业用汽要求提高或不变时，中调门T开度减少，以增加高压缸G₁排汽和中压缸G₂进汽压力。此时开大第一调门T₁的开度，增加主蒸汽进汽的流量，第一喷水减温器P₁的喷水量相应变化，并相应减少引射的高压缸G₁排汽的汽量，以保证高压供汽稳定不变的参数及流量需求；同时开大第二调门T₂的开度，增加再热蒸汽进汽的流量，第二喷水减温器P₂的喷水量相应变化，并相应减少引射的中压缸G₂四段抽汽的汽量，以保证中压供汽稳定不变的参数及流量需求。

2)当机组负荷不变、用户中压工业用汽热量及参数需求增加时，中调门T开度不变，第一调门T₁的开度增大，增加主蒸汽的流量和压力，第一喷水减温器P₁的喷水量相应变化，使得引射的高压缸G₁排汽的汽量相应减少，以确保用户高压供汽的参数需求；同时，第二调门T₂的开度增大，增加再热蒸汽的流量和压力，第二喷水减温器P₂的喷水量相应变化，使得引射的中压缸G₂四段抽汽的汽量相应减少，以确保用户中压供汽的参数需求。

在上述供汽调节过程中，通过调整了中调门T的开度，中调门T前的压力发生变化，高压缸G₁排汽口处的压力也发生了变化，根据需要对第一旁路管道上的供汽量进行调节，以保证高压供汽参数的稳定。同理，在调整高压供汽的参数时，相应的调节中调门T和第二旁路管道上的供汽，实现中压供汽参数稳定供热。

利用通过改造的本供热系统，中调门T的开度可调参与调整，由主蒸汽和高压缸G₁排汽匹配提供高压供汽；由再热段蒸汽和中压缸G₂四段排汽匹配提供中压供汽，实现机组双抽可调供热。在实现工业高压供汽和中压供汽双抽可调供热后，冬、夏季节能效果显著，经济性好。夏季的发电热耗率约6900kj/kWh，相当于发电煤耗约258.5g/kWh，与改造前相比，煤耗下降了约51.5g/kWh；冬季的发电热耗率约4910kj/kWh，相当于发电煤耗约184g/kWh，比改造前下降了约81g/kWh。

由上述实施例表明，本发明一种火电机组双抽可调供热系统，包括通过管道依次连接的高压缸、再热器和中压缸，高压缸的进汽口与主蒸汽供给设备管道连接，连接再热器与中压缸的管道上设有中调门；还包括与高压缸并联设置的第一旁路管道，第一旁路管道上依次设有第一喷水减温器和第一压力匹配器，第一压力匹配器的低压进汽口连接高压缸的排汽口，第一压力匹配器的排汽口连接高压供汽用户。第一压力匹配器高压进汽口的主蒸汽引射高压缸排汽，在第一旁路管道设有第一调门，可以根据需要调整主蒸汽的供给量。主蒸汽和高压缸排汽混合作为工业用户需求的高压供汽。在中压缸蒸汽供汽管道上增设与中调门和中压缸并联的第二旁路管道，第二旁路管道上连接第二调门、第二喷水减温器和第二压力匹配器，第二匹配器由再热蒸汽引射中压缸低压排汽，混合后作为工业用户需求的中压供汽。中调门开度可根据机组负荷变化或者用户参数变化调节中调门的开度，用以调节高压缸排汽和中调门前的压力，再配合高、中压供热系统的调门、喷水减温器及压力匹配器的调节，分别为高压、中压供汽用户提供稳定供汽参数，实现了在不同负荷下均能提供满足用户的高、中压工业双抽可调供汽。利用本系统的改造方法，无须对机组本体进行大的改造，节省投资成本，并且发电效率提高，耗煤量降低，具有显著的节能减排效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种火电机组双抽可调供热系统，包括通过管道依次连接的高压缸、再热器和中压缸，所述高压缸的进汽口与主蒸汽供给设备管道连接，连接所述再热器与中压缸的管道上设有中调门；其特征在于，所述中调门开度可调；所述供热系统还包括与所述高压缸并联设置的第一旁路管道，所述第一旁路管道上依次设有第一喷水减温器和第一压力匹配器；所述第一压力匹配器的高压进汽口与所述第一喷水减温器连接，其低压进汽口与所述高压缸的排汽口连接，所述第一压力匹配器的排汽口与高压供汽用户连接。

2.如权利要求1所述的火电机组双抽可调供热系统，其特征在于，所述第一旁路管道上还设有第一调门，所述第一调门与所述第一喷水减温器连接。

3.如根据权利要求1或者2之一所述的火电机组双抽可调供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括与所述中调门和中压缸并联设置的第二旁路管道所述第二旁路管道上依次设有第二调门、第二喷水减温器和第二压力匹配器，所述第二压力匹配器的高压进汽口与所述第二喷水减温器连接，所述第二压力匹配器的低压进汽口与所述中压缸低压抽汽口连接，所述第二压力匹配器的排汽口与中压供汽用户连接。

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