CN212027896U - 一种高压引射式热电解耦供热系统 - Google Patents
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Abstract
一种高压引射式热电解耦供热系统，属于热电联产与集中供热技术领域。针对热电厂大量高压供汽与大范围调节电负荷的矛盾，设置高压引射解耦装置，其中驱动蒸汽进口与新蒸汽管相连，低压蒸汽进口与高压缸排汽管相连，引射排汽出口与锅炉再热器进口的冷再管相连，锅炉再热器出口热再管设置抽汽口以抽出所需高压力蒸汽，设置再热器旁路并分别与冷再管和热再抽气管相连，中联门前设置中压减压阀。控制方法：热再管外供抽汽量与引射器驱动蒸汽量加减温水量之和相等；再热器旁路流量与引射减温器的减温水量相同；中压减压阀提高热再及高排压力以调节引射比；则机炉可自动实现换热及受力平衡，实现大范围高压供汽及全负荷热电解耦。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压引射式热电解耦供热系统，属于热电联产和集中供热技术领域。
背景技术
热电联产系统具有供热与发电耦合问题，随着城市供热及工业供汽需求增大，对火电机组的热电解耦的要求日趋迫切，目前常用的热电解耦方案及其主要问题汇总如下：储热方案、电锅炉方案，占地及投资规模很大，无法全面深度解耦；低压缸零出力改造，包括光轴方案，和直接调小或关闭低压缸进汽量、另引少量冷却汽对末级和排汽口进行冷却的方案，对增加供热量影响不大；高、低旁联合配汽方案，问题在于低发电负荷率时因汽机进汽量大幅减少而导致再热器近期压力大幅降低，从而体积流量大幅增大、使得再热器通流能力及换热量大幅降低，再热器烟温难以有效降低、导致再热器及其后的受热面超温、损毁；汽缸打孔抽汽、低真空循环水供暖等都无法有效降低发电负荷率；直接由主蒸汽打孔抽汽、或高压缸排汽出口的再热器冷段管道（冷再）打孔抽汽、或再热器出口的热段（热再）打孔抽汽，虽可大幅度降低发电负荷率，但抽汽量较大时必然存在再热器过热、汽轮机轴向推力超限等一系列安全性问题。
针对工业园区或自备电厂经常遇到的大负荷高压供汽条件下的热电解耦，目前已发展了高旁加中联门参调等方案，但仍存在大量抽汽时电负荷率较高、高压抽汽量相对过小等问题。
采用引射式蒸汽压力匹配技术、引射式热泵乏汽余热回收技术，将可实现完备的热电解耦功能，例如如下专利实现了大幅度热电解耦，基于完全热电解耦的引射式热泵乏汽回收供热方式及系统（发明，2019110728319），基于轴向推力平衡及再热平衡的引射配气热电解耦方式（发明，2019110733266）等，适用于大幅提供城市供热能力这类大负荷低压抽汽的场景，但未解决工业园区大负荷高压供汽条件下的宽负荷热电解耦问题，但存在逻辑及控制较为复杂、热电联产运行管理难度相对较大等问题。
发明内容
本发明的目的和任务是，针对上述大负荷高压供汽条件下深度热电解耦中存在的固有问题，采用高压引射器、中压减压阀参调和再热器旁路流量控制等技术措施，可自动实现再热器冷却换热平衡、汽轮机轴向推力平衡，从根本上保证机炉的安全性运行，并最大幅度地实现热电解耦。
本发明的具体描述是：一种高压引射式热电解耦供热系统，包括锅炉过热器、再热器、汽轮机高压缸、中压缸、低压缸、发电机、解耦引射装置、减温减压装置、连接管路及配套阀门部件，其特征在于：解耦引射装置包括高压引射器20，高压引射器20的驱动蒸汽进口段21通过主蒸汽管9分别与锅炉1的过热器3的出口、高压缸4的进口和原高旁管10的进口相连，高压引射器20的低压蒸汽进口段22经低压引射阀18通过冷再管12的高排出口段分别与高压缸4的排汽口、原高旁管10的出口和冷再止回阀26的进口相连，高压引射器20的引射排汽出口段23通过冷再管12的锅炉进口段与锅炉1的再热器2的进口和冷再止回阀26的出口相连，再热器2的蒸汽出口通过热再管13除与中压缸5的蒸汽进口相连外，还通过高压减温减压器27与蒸汽热用户Y相通，再热器2的进口还通过再热器旁路28上的再热调节阀29与热再管13和高压减温减压器27的进口相连。
热再管13还设置有中压减压阀16，中压减压阀16的出口经中联门14与中压缸5的进口相连。
高压引射器20的引射排汽出口段23与冷再管12的锅炉进口段之间的管段上设置有配气减温器24和配气止回阀25，其中配气减温器24的减温水进口与减温水阀11的出口相连。
高压引射器20采用无级调节联调型结构。
中压缸5的排汽口与凝汽器30的低旁蒸汽进口通过低旁管相连，当凝汽器30用于加热热网回水、且电负荷降低到近零时低旁管阀门打开，此时电负荷取决于0，而全系统的高压蒸汽供热量和供暖热量之和达到最大值，实现近全负荷热电解耦。
本发明的技术效果和优势是：采用引射式技术原理，利用高压引射器和中压减压阀参调的方法提高再热器进出口压力，并在允许范围内提高高压缸排汽压力，保持再热器旁路流量与引射减温水流量一致，即可自动实现锅炉再热器换热平衡和汽轮机轴向推力平衡，从而高效稳定地实现机炉的安全运行；可实现大幅度外供高压抽汽；可实现大幅度调整热电比，从根本上实现了热电解耦；无需自主蒸汽管道、冷再、热再直接打孔大量抽汽，避免了其必然存在的严重安全性问题；系统简单可靠，占用空间小，改造工作量小；系统造价比常规解耦方式降低30%～70%；无额外能耗及原材料耗费，运行维护需求小，运行成本低。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图1中各部件编号与名称如下。
锅炉1、再热器2、过热器3、高压缸4、中压缸5、低压缸6、发电机7、进口蝶阀8、主蒸汽管9、原高旁管10、减温水阀11、冷再管12、热再管13、中联门14、高压缸进口阀15、中压减压阀16、引射关断阀17、低压引射阀18、执行机构19、高压引射器20、驱动蒸汽进口段21、低压蒸汽进口段22、引射排汽出口段23、配气减温器24、配气止回阀25、冷再止回阀26、高压减温减压器27、再热器旁路28、再热调节阀29、凝汽器30、减温水C、锅炉给水G、凝结水N、蒸汽热用户Y。
具体实施方式
图1是本发明的系统示意图和实施例。
本发明的具体实施例1如下。
一种高压引射式热电解耦供热系统，一种高压引射式热电解耦供热系统，包括锅炉过热器、再热器、汽轮机高压缸、中压缸、低压缸、发电机、解耦引射装置、减温减压装置、连接管路及配套阀门部件，解耦引射装置包括高压引射器20，高压引射器20的驱动蒸汽进口段21通过主蒸汽管9分别与锅炉1的过热器3的出口、高压缸4的进口和原高旁管10的进口相连，高压引射器20的低压蒸汽进口段22经低压引射阀18通过冷再管12的高排出口段分别与高压缸4的排汽口、原高旁管10的出口和冷再止回阀26的进口相连，高压引射器20的引射排汽出口段23通过冷再管12的锅炉进口段与锅炉1的再热器2的进口和冷再止回阀26的出口相连，再热器2的蒸汽出口通过热再管13除与中压缸5的蒸汽进口相连外，还通过高压减温减压器27与蒸汽热用户Y相通，再热器2的进口还通过再热器旁路28上的再热调节阀29与热再管13和高压减温减压器27的进口相连。
热再管13还设置有中压减压阀16，中压减压阀16的出口经中联门14与中压缸5的进口相连。
高压引射器20的引射排汽出口段23与冷再管12的锅炉进口段之间的管段上设置有配气减温器24和配气止回阀25，其中配气减温器24的减温水进口与减温水阀11的出口相连。
高压引射器20采用无级调节联调型结构。
中压缸5的排汽口与凝汽器30的低旁蒸汽进口通过低旁管相连，当凝汽器30用于加热热网回水、且电负荷降低到近零时低旁管阀门打开，此时供电负荷取决于0，而全系统的高压蒸汽供热量和供暖热量之和达到最大值，实现近全负荷热电解耦。
需要说明的是，本发明提出了具有创新性的自动实现高压供汽全负荷热电解耦及灵活性改造的技术原理、技术方法与系统构成，并给出了控制方法，和如何实现上述目的的具体实施方法，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种或数种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如采用不同的引射器结构；配气减温器24设置在高压引射器20之前；或进行普通专业人士均可想到的变形方式等，均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高压引射式热电解耦供热系统，包括锅炉过热器、再热器、汽轮机高压缸、中压缸、低压缸、发电机、解耦引射装置、减温减压装置、连接管路及配套阀门部件，其特征在于：解耦引射装置包括高压引射器（20），高压引射器（20）的驱动蒸汽进口段（21）通过主蒸汽管（9）分别与锅炉（1）的过热器（3）的出口、高压缸（4）的进口和原高旁管（10）的进口相连，高压引射器（20）的低压蒸汽进口段（22）经低压引射阀（18）通过冷再管（12）的高排出口段分别与高压缸（4）的排汽口、原高旁管（10）的出口和冷再止回阀（26）的进口相连，高压引射器（20）的引射排汽出口段（23）通过冷再管（12）的锅炉进口段与锅炉（1）的再热器（2）的进口和冷再止回阀（26）的出口相连，再热器（2）的蒸汽出口通过热再管（13）除与中压缸（5）的蒸汽进口相连外，还通过高压减温减压器（27）与蒸汽热用户（Y）相通，再热器（2）的进口还通过再热器旁路（28）上的再热调节阀（29）与热再管（13）和高压减温减压器（27）的进口相连。
2.如权利要求1所述的高压引射式热电解耦供热系统，其特征在于所述的热再管（13）还设置有中压减压阀（16），中压减压阀（16）的出口经中联门（14）与中压缸（5）的进口相连。
3.如权利要求2所述的高压引射式热电解耦供热系统，其特征在于所述的高压引射器（20）的引射排汽出口段（23）与冷再管（12）的锅炉进口段之间的管段上设置有配气减温器（24）和配气止回阀（25），其中配气减温器（24）的减温水进口与减温水阀（11）的出口相连。
4.如权利要求1所述的高压引射式热电解耦供热系统，其特征在于所述的高压引射器（20）采用无级调节联调型结构。
5.如权利要求1所述的高压引射式热电解耦供热系统，其特征在于所述的中压缸（5）的排汽口与凝汽器（30）的低旁蒸汽进口通过低旁管相连。
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| CN111396155A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-10 | 清华大学 | 中压阀参调的引射自平衡式高压供汽全负荷热电解耦方法 |
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| CN111396155B (zh) * | 2020-03-24 | 2024-04-19 | 清华大学 | 中压阀参调的引射自平衡式高压供汽全负荷热电解耦方法 |
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