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直接空冷机组低压缸零功率运行系统及运行方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查; 驳回;
专利有效性 无效专利 当前状态 驳回
申请号 CN201911376699.0 申请日 2019-12-27
公开(公告)号 CN111058908A 公开(公告)日 2020-04-24
申请人 山东华电节能技术有限公司; 申请人类型 企业
发明人 洪涛; 宋彦峰; 周国锋; 岳建楠; 王爱民; 刘建华; 邹萌; 靳芳; 李超; 李媛; 第一发明人 洪涛
权利人 山东华电节能技术有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 山东华电节能技术有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:山东省 城市 当前专利权人所在城市:山东省济南市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:山东省济南市历下区经十路14958号 邮编 当前专利权人邮编:250014
主IPC国际分类 F01D25/24 所有IPC国际分类 F01D25/24F01D25/30F01D25/12F01D17/10F28B9/00F28B11/00
专利引用数量 6 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司 专利代理人 闫圣娟;
摘要 本公开提出了直接空冷机组低压缸零功率运行系统及运行方法,运行系统包括 汽轮机 、排汽装置和供热首站,所述汽轮机的高压缸或者中压缸的 蒸汽 输出管路分别连接供热首站和汽轮机的低压缸,汽轮机的低压缸的输出端连接排汽装置,还包括 串联 连接的第一 阀 门 组和第一减温 减压器 形成第一支路,汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路通过并联连接的第三阀门组和第一支路连接至低压缸的输入端。通过设置多个阀门组以及减温减压器对机组的蒸汽管路进行改进,通过减温减压器控制进入低压缸和空冷岛的蒸汽流量,避免了传统系统中直接切换蒸汽的流向,通过 控制阀 门组的开闭可实现机组在线进行抽凝背运行方式灵活切换,提高了机组运行的灵活性。
权利要求

1.直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:包括汽轮机、排汽装置和供热首站,所述汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路分别连接供热首站和汽轮机的低压缸,汽轮机的低压缸的输出端连接排汽装置,还包括串联连接的第一组和第一减温减压器形成第一支路,汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路通过并联连接的第三阀门组和第一支路连接至低压缸的输入端。
2.如权利要求1所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:还包括主控制器温度传感器,所述温度传感器、第一阀门组、第一减温减压器分别与主控制器电连接。
3.如权利要求2所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:在汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路与供热首站的连接管路上设置第四阀门组,第四阀门组与主控制器电连接。
4.如权利要求3所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:还包括串联连接的第二阀门组和第二减温减压器形成第二支路,按照蒸汽的流动方向,所述第四阀门组的后端的管道通过第二支路连接至空冷岛的气体输入端,所述第二减温减压器根据设定的空冷岛需求蒸汽量和环境温度控制传输至空冷岛的蒸汽量,第二减温减压器与主控制器电连接。
5.如权利要求1所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:供热首站的疏输出端通过疏水管路将疏水输送回机组的锅炉,所述疏水管路包括依次连接的第六阀门组和除器,第六阀门组与主控制器电连接。
6.如权利要求5所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:所述疏水管路还包括与第六阀门组并联连接的第二疏水管路,所述第二疏水管路包括串联连接的第五阀门组和疏水冷却器,所述疏水冷却器连接排汽装置,通过排汽装置连接至除氧器。
7.如权利要求5所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统,其特征是:所述疏水管路上还设置疏水水,用于为疏水的输送提供动
8.基于权利要求1-7任一项所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统的运行方法,其特征是,包括如下步骤:
获取用户配置的机组运行状态;机组运行状态包括零功率运行、抽凝运行和纯凝运行;
当为零功率运行时,关闭第三阀门组和第六阀门组,打开第一阀门组、第二阀门组、第四阀门组和第五阀门组,同时启动第一减温减压器和第二减温减压器;
获取检测的环境温度数据,获取低压缸零功率运行的低压缸蒸汽需求设定值及空冷岛蒸汽需求设定值;
根据低压缸蒸汽需求设定值控制进入低压缸的蒸汽流量,如果当前环境温度数据小于设定温度,根据蒸汽需求设定值控制进入空冷岛蒸汽流量。
9.如权利要求8所述的运行方法,其特征是:当获取的运行状态为抽凝运行,打开第三阀门组、第四阀门组和第六阀门组,关闭第一阀门组、第二阀门组、第五阀门组、第一减温减压器和第二减温减压器。
10.如权利要求8所述的运行方法,其特征是:当获取的运行状态为纯凝运行,打开第三阀门组,关闭第一阀门组、第二阀门组、第四阀门组、第五阀门组和第六阀门组,关闭第一减温减压器和第二减温减压器。

说明书全文

直接空冷机组低压缸零功率运行系统及运行方法

技术领域

[0001] 本公开涉及发电机组相关技术领域,具体的说,是涉及直接空冷机组低压缸零功率运行系统及运行方法。

背景技术

[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息,并不必然构成在先技术。
[0003] 随着国家对环境污染的治理度加大,和对落后产能和不符合相关强制性标准要求的机组要实施淘汰,加快淘汰单机容量300MW等级以下设计寿命期满和不实施供热改造的常规燃火电机组。为满足国家节能减排的要求,增加电厂指标竞争实力和机组运行的灵活性,对抽凝汽轮发电机组实施抽凝背供热改造。改造后,实现低压缸零功率运行,大幅增加供热能力和降低发电煤耗,满足国家政策要求。
[0004] 抽汽式汽轮机是由汽轮机中间级抽出一部分蒸汽供给用户,即在发电的同时还供热的汽轮机,由高中压缸和低压缸组成。新汽进入高中压缸作功,膨胀至一定压力后分为二股,一股抽出供给热用户,一股进入低压部分继续膨胀作功,最后排入凝汽器。为了实现由抽凝机组改造为抽凝背压机组,同时考虑供热期如冬季电负荷需求较低,供热负荷需求较大的矛盾,通过对低压缸进行零功率改造,解决供热期供热与发电不匹配的矛盾。
[0005] 空冷岛冷却方式的抽凝式汽机组又称为直接空冷机组,发明人发现,在对直接空冷机组进行零功率改造中,如果直接控制投切,控制中压缸的输出蒸汽至供热端,存在以下问题:
[0006] 1)空冷岛防冻问题:由于蒸汽量不足导致空冷岛冻结损坏。
[0007] 2)轴封加热器冷却问题:由于凝汽流量小,无法满足轴封冷却的要求。
[0008] 3)锅炉冷渣器冷却问题:由于首站疏水全部回除器,只有少量蒸汽凝结水进入锅炉冷渣器,不能满足冷渣器冷却需要。
[0009] 4)低压缸冷却问题:低压缸零功率运行时,由于低压缸不是绝对的真空,低压转子转动时存在较大鼓情况,引起低压缸温度过高影响机组安全。

发明内容

[0010] 本公开为了解决上述问题,提出了直接空冷机组低压缸零功率运行系统,通过蒸汽管路改造解决空冷岛防冻问题、轴封加热器冷却问题、锅炉冷渣器冷却问题和低压缸冷却问题,使得机组改造低压缸零功率运行系统时能满足运行要求,又能保护机组的设备。通过设置多个组以及减温减压器对机组的蒸汽管路进行改进,通过减温减压器控制进入低压缸和空冷岛的蒸汽流量,避免了传统系统中直接切换蒸汽的流向,通过控制阀门组的开闭可实现机组在线进行抽凝背运行方式灵活切换,提高了机组运行的灵活性。
[0011] 为了实现上述目的,本公开采用如下技术方案:
[0012] 一个或多个实施例提供了直接空冷机组低压缸零功率运行系统,包括汽轮机、排汽装置和供热首站,所述汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路分别连接供热首站和汽轮机的低压缸,汽轮机的低压缸的输出端连接排汽装置,还包括串联连接的第一阀门组和第一减温减压器形成第一支路,汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路通过并联连接的第三阀门组和第一支路连接至低压缸的输入端。
[0013] 进一步地,还包括主控制器和温度传感器,所述温度传感器、第一阀门组、第一减温减压器分别与主控制器电连接。
[0014] 进一步地,在汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路与供热首站的连接管路上设置第四阀门组,第四阀门组与主控制器电连接。
[0015] 进一步地,还包括串联连接的第二阀门组和第二减温减压器形成第二支路,按照蒸汽的流动方向,所述第四阀门组的后端的管道通过第二支路连接至空冷岛的气体输入端,所述第二减温减压器根据设定的空冷岛需求蒸汽量和环境温度控制传输至空冷岛的蒸汽量,第二减温减压器与主控制器电连接。
[0016] 进一步地,供热首站的疏水输出端通过疏水管路将疏水输送回机组的锅炉,所述疏水管路包括依次连接的第六阀门组和除氧器,第六阀门组与主控制器电连接。
[0017] 进一步地,所述疏水管路还包括与第六阀门组并联连接的第二疏水管路,所述第二疏水管路包括串联连接的第五阀门组和疏水冷却器,所述疏水冷却器连接排汽装置,通过排汽装置连接至除氧器。
[0018] 进一步地,所述疏水管路上还设置疏水水,用于为疏水的输送提供动力。
[0019] 基于上述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统的运行方法,包括如下步骤:
[0020] 获取用户配置的机组运行状态;机组运行状态包括零功率运行、抽凝运行和纯凝运行。
[0021] 当为零功率运行时,关闭第三阀门组和第六阀门组,打开第一阀门组、第二阀门组、第四阀门组和第五阀门组,同时启动第一减温减压器和第二减温减压器;
[0022] 获取检测的环境温度数据,获取低压缸零功率运行的低压缸蒸汽需求设定值及空冷岛蒸汽需求设定值;
[0023] 根据低压缸蒸汽需求设定值控制进入低压缸的蒸汽流量,如果当前环境温度数据小于设定温度,根据蒸汽需求设定值控制进入空冷岛蒸汽流量。
[0024] 进一步地,当获取的运行状态为抽凝运行,打开第三阀门组、第四阀门组和第六阀门组,关闭第一阀门组、第二阀门组、第五阀门组、第一减温减压器和第二减温减压器。
[0025] 进一步地,当获取的运行状态为纯凝运行,打开第三阀门组,关闭第一阀门组、第二阀门组、第四阀门组、第五阀门组和第六阀门组,关闭第一减温减压器和第二减温减压器。
[0026] 与现有技术相比,本公开的有益效果为:
[0027] (1)本公开在高压蒸汽的输出端至低压缸的输入端管路上旁通第一支路,1、增加空冷岛防冻蒸汽管路,在低压缸零功率运行状态开通,为低压缸提供需要的冷却蒸汽,使得低压缸能够安全冷却,提高机组的使用寿命。
[0028] (2)本公开改进了疏水输送管道,由原疏水回除氧器旁路为经疏水冷却器降温后回机组排汽装置,在低压缸零功率运行状态时,将疏水通过疏水冷却器降温后旁路传输至排气装置,保证轴封加热器与锅炉冷渣器的正常冷却运行。
[0029] (3)本公开在高压蒸汽的输出端至空冷岛之间设置第二支路,通过第二支路为空冷岛提供需要的蒸汽量,避免了在低压缸零功率运行中,由于蒸汽量减少使得空冷岛出现冻结损坏。附图说明
[0030] 构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的限定。
[0031] 图1是本公开实施例1的系统结构示意图;
[0032] 其中:1、第一阀门组,2、第二阀门组,3、第三阀门组,4、第四阀门组,5、第五阀门组,6、第六阀门组,7、第一减温减压器,8、第二减温减压器,9、疏水水泵。具体实施方式:
[0033] 下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0034] 应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0035] 需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
[0036] 在一个或多个实施方式中公开的技术方案中,如图1所示,直接空冷机组低压缸零功率运行系统,是可以在保证设备安全运行的同时实现低压缸的零功率运行的系统,包括汽轮机、排汽装置和供热首站,所述汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路分别连接供热首站和汽轮机的低压缸,汽轮机的低压缸的输出端连接排汽装置,还包括串联连接的第一阀门组1和第一减温减压器7形成第一支路,汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路通过并联连接的第三阀门组3和第一支路连接至低压缸的输入端。
[0037] 第三阀门组3关闭和开启可以控制高压蒸汽是否进入低压缸,通过在第一支路设定的第一减温减压器7可以在低压缸零功率运行过程中,控制进入低压缸的蒸汽量,使得在保证多数蒸汽通向供热首站的同时,为低压缸提供少量的蒸汽,使得低压缸进行冷却。
[0038] 本系统的阀组的控制可以通过手动控制,也可以通过将各个阀组设置为电动阀实现自动控制,可选的,还可以包括主控制器和温度传感器,所述温度传感器、第一阀门组1、第一减温减压器7和第三阀门组3分别与主控制器连接,所述主控制器根据系统的运行设定,切换控制阀门组的开和闭,所述温度传感器用于检测环境温度,将温度数据传输至主控制器,主控制器将温度信号或者控制指令发送至第一减温减压器7,第一减温减压器7根据设定的蒸汽量以及环境温度的大小控制蒸汽的通过量。
[0039] 作为进一步的改进,在汽轮机的高压缸或者中压缸的蒸汽输出管路与供热首站的连接管路上设置第四阀门组4,第四阀门组4用于控制是否向供热首站的提供供热蒸汽。
[0040] 在一些实施例中,还包括串联连接的第二阀门组2和第二减温减压器8形成第二支路,按照蒸汽的流动方向,所述第四阀门组4的后端的管道通过第二支路连接空冷岛的气体输入端,所述第二减温减压器8根据设定的空冷岛需求蒸汽量和环境温度控制传输至空冷岛的蒸汽量。
[0041] 可选的,供热首站吸收蒸汽温度后,蒸汽凝结为凝结水,供热首站的疏水输出端通过疏水管路将疏水输送回机组的锅炉,所述疏水管路包括依次连接的第六阀门组6和除氧器,或者,更进一步地,所述疏水管路还包括与第六阀门组6并联连接的第二疏水管路,所述第二疏水管路包括串联连接的第五阀门组5、疏水冷却器,所述疏水冷却器连接排汽装置,通过排汽装置连接至除氧器。
[0042] 本实施例通过疏水冷却器连接排汽装置,供热首站疏水经疏水冷却器冷却后进入排汽装置,保证轴封加热器与锅炉冷渣器的正常冷却运行,改造之前首站疏水温度较高直接进入除氧器运行,改造后由于中压缸排汽蒸汽基本全都通过供热管道排到首站热网加热器,造成排汽装置凝结水流量大幅度减少,锅炉冷渣器和轴封加热器都是用排汽装置的凝结水对设备进行冷却的,现在冷却水大幅度减少就造成了轴封加热器和锅炉冷渣器由于缺少冷却水而不能正常运行,通过增加首站疏水旁路,由原疏水回除氧器旁路为经疏水冷却器降温后回机组排汽装置,解决了轴封加热器冷却问题和锅炉冷渣器冷却问题。
[0043] 在一些实施例中,可以在疏水管路上还设置疏水水泵9,用于为疏水的输送提供动力。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例提供一种基于实施例1所述的直接空冷机组低压缸零功率运行系统的运行方法,包括如下步骤:
[0046] 步骤1、获取用户配置的机组运行状态;机组运行状态包括零功率运行、抽凝运行和纯凝运行。
[0047] 步骤2、当为零功率运行时,关闭第三阀门组3和第六阀门组6,打开第一阀门组1、第二阀门组2、第四阀门组4和第五阀门组5,同时启动第一减温减压器7和第二减温减压器8;
[0048] 步骤3、获取检测的环境温度数据,获取低压缸零功率运行的低压缸蒸汽需求设定值及空冷岛蒸汽需求设定值;
[0049] 步骤4、根据低压缸蒸汽需求设定值控制进入低压缸的蒸汽流量,如果当前环境温度数据小于设定温度,根据蒸汽需求设定值控制进入空冷岛蒸汽流量。
[0050] 可选的,设定温度为结温度可以设定为大于等于0摄氏度。
[0051] 如图1所示,本实施例通过上述步骤机组中压缸排汽经第四阀门组4进入供热首站,只保留少量冷却蒸汽进入低压缸对低压缸进行冷却;考虑空冷岛在极端天气的结冻问题,通过阀门组2与减温减压器7对空冷岛防冻流量进行控制,达到防冻的目的;供热首站疏水经阀门组5与疏水冷却器后进入排汽装置,保证轴封加热器与冷渣器的正常冷却运行。
[0052] 进一步的,步骤1之后如果获取的运行状态为抽凝运行,打开第三阀门组3、第四阀门组4和第六阀门组6,关闭第一阀门组1、第二阀门组2、第五阀门组5,第一减温减压器7和第二减温减压器8。
[0053] 进一步的,步骤1之后如果获取的运行状态为纯凝运行,打开第三阀门组3,关闭第一阀门组1、第二阀门组2、第四阀门组4、第五阀门组5和第六阀门组6,关闭第一减温减压器7和第二减温减压器8。
[0054] 本公开实施例通过设置多个阀门组以及减温减压器对机组的蒸汽管路进行改进,通过减温减压器控制进去低压缸和空冷岛的蒸汽流量,避免了传统系统中直接切换蒸汽的流向,解决了空冷岛防冻问题、轴封加热器冷却问题、锅炉冷渣器冷却问题和低压缸冷却问题,通过控制阀门组的开闭可实现机组在线进行抽凝背运行方式灵活切换,提高了机组运行的灵活性。
[0055] 以上所述仅为本公开的优选实施例而已,并不用于限制本公开,对于本领域的技术人员来说,本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
[0056] 上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述,但并非对本公开保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本公开的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
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