CN105545386A - 一种基于e级alstom联合循环的抽凝和背压联合机组 - Google Patents

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光旭
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Abstract

一种基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，它包括背压机组和抽凝机组相连并组成联合发电机组，在E级燃汽轮机后设有为抽凝机组与背压机组提供蒸汽的三压式余热锅炉，利用余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽进行“热电冷”联产，其中还包括采用母管制的、可切换运行的汽水***；所述余热锅炉产生的高压蒸汽为主蒸汽，它分别进入抽凝机组和背压机组做功发电；余热锅炉产生的中压蒸汽可用于进入抽凝机组进行发电、对外供热以及对全厂提供辅汽；所述余热锅炉产生的低压蒸汽通过管道连接于配置的真空除氧器并用于除氧，并在两台机组同时运行时，所述余热锅炉产生的低压蒸汽还补入抽凝机组的低压缸进行发电。

Description

一种基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组
技术领域
本发明涉及的是一种基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，尤其是采用ALSTOMGT13E2燃气轮机的“一拖一”多轴燃机，属于燃气-蒸汽联合循环机组技术领域。
背景技术
国内燃机联合循环电厂采用的汽轮机通常包括两种主要形式，即背压机组和抽凝机组。背压机组热电比及热效率皆较高，是理想的供热机组形式，但是其供热量易受下游用户的限制；抽凝机组运行方式则相对灵活，供热参数较高，特别适用于工业用汽用户。
在燃机方面，F级联合循环机组燃气轮机排汽温度可达到584～640℃。给蒸汽循环留有较大的余地，蒸汽循环可采用参数较高的三压、再热循环，整个联合循环的效率较高。而E级联合循环机组燃机排汽温度普遍低于F级燃机，最高的V94.2也只有571℃，给蒸汽循环的温降空间较小，因此目前E级燃机通常采用参数较低双压式、无再热循环，即在余热锅炉中产生高压过热蒸汽外，还产生低压蒸汽，补入低压缸做功。
在供热汽轮机方面，背压机组排汽全部用于供热，没有冷源损失，因此热效率高，适合热负荷较大且稳定的地区。供热用抽凝机组中，利用抽汽进行供热，减少了部分冷源损失，但对热负荷较大的地区通常需要几台抽凝机组同时供热。
在燃气蒸汽联合循环中，由于背压机需要调节进汽量来调节负荷，而燃机在低负荷状态下的效率较低，因此9E级联合循环“一拖一”抽凝背压机组在国内尚无投产先例。
发明内容
本发明的目的在于在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构布置合理，使用方便可靠，利用ALSTOMGT13E2“一拖一”多轴燃机——抽凝和背压机组联合循环的特点来实现机组整体效率提高，优化抽凝背压机组启停特性的基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，它包括背压机组和抽凝机组相连并组成联合发电机组，在E级燃汽轮机后设有为抽凝机组与背压机组提供蒸汽的三压式余热锅炉，利用余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽进行“热电冷”联产，其中还包括采用母管制的、可切换运行的汽水***；
所述余热锅炉产生的高压蒸汽为主蒸汽，它分别进入抽凝机组和背压机组做功发电；余热锅炉产生的中压蒸汽可用于进入抽凝机组进行发电、对外供热以及对全厂提供辅汽；所述余热锅炉产生的低压蒸汽通过管道连接于配置的真空除氧器并用于除氧，并在两台机组同时运行时，所述余热锅炉产生的低压蒸汽还补入抽凝机组的低压缸进行发电，同时所述的余热锅炉产生的低压蒸汽还作为配置的溴化锂机组驱动汽源。
本发明所述的真空除氧器有一台并被布置于主厂房0米处，所述的溴化锂机组有两台，该溴化锂机组是利用部分低压饱和蒸汽进行“冷热”联产，剩余的低压饱和蒸汽通过背压机组的排气旁路连接于凝汽器。
本发明所述的背压机组通过排汽供热管与凝汽器联通，用于排出多余的蒸汽；所述的背压机组和抽凝机组共设置七个旁路，且该七个旁路分别为：抽凝机组100%的高、中、低压旁路，背压机组侧的10%高压旁路、10%中压旁路以及15%背压机组的排汽中压旁路，100%的低压旁路；所述七个旁路汇合成高、中、低压三路旁路母管，接入抽凝机组的凝汽器；所述的100%、10%、15%均为余热锅炉在性能保证工况下的燃气轮机负荷比例数。
本发明具有结构布置合理，使用方便可靠，利用ALSTOMGT13E2“一拖一”多轴燃机——抽凝和背压机组联合循环的特点，通过采用三压式的余热锅炉和汽轮机，增设真空除氧器降低余热锅炉进水温度来提高机组整体效率，通过设置7个旁路的方式优化抽凝背压机组启停特性等特点。
附图说明
图1是本发明用于9E级燃燃气蒸汽联合循环的主蒸汽***图。
图2是本发明用于9E级燃燃气蒸汽联合循环的中压蒸汽***图。
图3是本发明用于9E级燃燃气蒸汽联合循环的低压蒸汽***图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：一种基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，它包括背压机组和抽凝机组相连并组成联合发电机组，在E级燃汽轮机后设有为抽凝机组与背压机组提供蒸汽的三压式余热锅炉，利用余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽进行“热电冷”联产，其中还包括采用母管制的、可切换运行的汽水***；
所述余热锅炉产生的高压蒸汽为主蒸汽，它分别进入抽凝机组和背压机组做功发电；余热锅炉产生的中压蒸汽可用于进入抽凝机组进行发电、对外供热以及对全厂提供辅汽；所述余热锅炉产生的低压蒸汽通过管道连接于配置的真空除氧器并用于除氧，并在两台机组同时运行时，所述余热锅炉产生的低压蒸汽还补入抽凝机组的低压缸进行发电，同时所述的余热锅炉产生的低压蒸汽还作为配置的溴化锂机组驱动汽源。
本发明所述的真空除氧器有一台并被布置于主厂房0米处，所述的溴化锂机组有两台，该溴化锂机组是利用部分低压饱和蒸汽进行“冷热”联产，剩余的低压饱和蒸汽通过背压机组的排气旁路连接于凝汽器。
本发明所述的背压机组通过排汽供热管与凝汽器联通，用于排出多余的蒸汽；所述的背压机组和抽凝机组共设置七个旁路，且该七个旁路分别为：抽凝机组100%的高、中、低压旁路，背压机组侧的10%高压旁路、10%中压旁路以及15%背压机组的排汽中压旁路，100%的低压旁路；所述七个旁路汇合成高、中、低压三路旁路母管，接入抽凝机组的凝汽器；所述的100%、10%、15%均为余热锅炉在性能保证工况下的燃气轮机负荷比例数。
图1所示，2台余热锅炉产生的高压蒸汽经主蒸汽母管汇合后，分别进入抽凝机和背压机做功发电。两台余热锅炉主蒸汽管道上分别引出抽凝机和背压机高压旁路。图2所示，2台余热锅炉产生的中压蒸汽经母管汇合后，一部分进入鼓泡除氧器进行除氧，一部分进入#2供热集箱，剩下的进入抽凝机发电。图3所示，2台余热锅炉产生的低压过热蒸汽一部分用于溴化锂机组的驱动，一部分经母管汇合后进入抽凝机尾部发电。
实施例：
燃气轮机产生的烟气进入余热锅炉，产生高中低三种参数的蒸汽，单台余热锅炉产生的蒸汽量为：高压蒸汽220t/h，中压蒸汽50t/h，低压蒸汽25t/h。主要汽水管道采用母管制设计，可切换运行。高压蒸汽（7.733MPa，503.2℃）分别进入抽凝机和背压机用于发电；中压蒸汽（1.3MPa，300℃）一部分进入抽凝机用于发电，一部分进入供热集箱用于对外供热；低压饱和蒸汽（0.69MPa，182.2℃）进入真空除氧器对补水进行除氧；低压过热蒸汽（0.32MPa，182.2℃）一部分可进入抽凝机用于发电，另一部分进入溴化锂机组。背压机排汽供热管与凝汽器联通，用于排出多余的蒸汽。
真空除氧器除氧蒸汽采用低压饱和蒸汽，从而降低了余热锅炉进水温度，进而降低余热锅炉排烟温度，提高机组效率。在性能保证的情况下，两台余热锅炉的排烟温度为89.2℃和94℃，而现役E级燃气蒸汽联合循环余热锅炉排烟温度一般在95℃左右。此外，由于真空除氧器工作压力处于负压，出水温度饱和温度较低（30℃～60℃），所以可将真空除氧器布置于主厂房0米而不致引起凝泵入口的汽蚀，降低了土建投资，同时给运行检修带来了方便。3、设置溴化锂机组
当背压机单独运行时，低压蒸汽无法利用，可通过旁路低压过热器，降低低压过热蒸汽产量。设置溴化锂机组，可以利用部分低压饱和蒸汽，进行“冷热”联产，剩余的部分通过背压机排汽旁路进入凝汽器。
本发明设置联合启动旁路，在抽凝背压机组启停特性优化方面，全厂两台机组共设置7个旁路，分别为：抽凝机100%高、中、低压旁路，背压机侧10%高压旁路，10%中压旁路，15%背压机排汽中压旁路，100%低压旁路。7个旁路汇合成高中低压3路旁路母管，接入抽凝机凝汽器。（说明：100%、10%、15%均为余热锅炉在性能保证工况下的燃气轮机负荷）
本发明所述的旁路***运行如下：
1、背压机组设4个旁路，除低压旁路外，其余均为容量较小的启动旁路；
2、抽凝机组的凝汽器仅在最大抽汽工况时，可以接收背压机旁路的启动排汽；
3、启动时，高压蒸汽进入汽轮机发电，中压蒸汽直接供向联箱，低压蒸汽仅进入抽凝机发电；跳机时，高压蒸汽对空排汽，中压蒸汽继续供热，低压蒸汽可全部关闭；
4、排汽温度较低时，可通过15%背压机排汽旁路向凝汽器排放；
抽凝背压机组联合运行，大大增加了机组供热的灵活性和供热能力。
本发明所述的两台机组最大供热能力为476t/h，热负荷区间的运行方式为：
1、热负荷为0～200t/h时，单独运行抽凝机；
2、热负荷为200～272t/h时，抽凝机达到最大抽汽工况时，启动背压机；
3、热负荷为272t/h～476t/h时，背压机运行，抽凝机通过抽汽量进行调节；
本发明E级ALSTOM联合循环一抽凝一背压机组具有如下创新性成果：
一、国内首台9E级联合循环“一拖一”抽凝背压机组，采用ALSTOM燃机，无补燃三压余热锅炉。
二、主要汽水管道采用母管制设计，两台机组可切换运行；
三、设置真空除氧器，降低背压机组余热锅炉进水温度；
四、抽凝机侧和背压机侧余热锅炉排烟温度分别为89.2℃和94℃，低于现役E级燃气蒸汽联合循环余热锅炉排烟温度95℃；
五、真空除氧器布置于主厂房0米，降低了土建投资，给运行检修带来了方便；
六、设置溴化锂机组，可以利用低参数的低压过热蒸汽进行“冷热”联产，提高机组的经济性；
七、设置7个旁路，优化了机组启停特性；
八、抽凝背压机组联合运行，大大增加了机组供热的灵活性和供热能力。

Claims (3)

1.一种基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，它包括背压机组和抽凝机组相连并组成联合发电机组，其特征在于：在E级燃汽轮机后设有为抽凝机组与背压机组提供蒸汽的三压式余热锅炉，利用余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽进行“热电冷”联产，其中还包括采用母管制的、可切换运行的汽水***；
所述余热锅炉产生的高压蒸汽为主蒸汽，它分别进入抽凝机组和背压机组做功发电；余热锅炉产生的中压蒸汽可用于进入抽凝机组进行发电、对外供热以及对全厂提供辅汽；所述余热锅炉产生的低压蒸汽通过管道连接于配置的真空除氧器并用于除氧，并在两台机组同时运行时，所述余热锅炉产生的低压蒸汽还补入抽凝机组的低压缸进行发电，同时所述的余热锅炉产生的低压蒸汽还作为配置的溴化锂机组驱动汽源。
2.根据权利要求1所述的基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，其特征在于所述的真空除氧器有一台并被布置于主厂房0米处，所述的溴化锂机组有两台，该溴化锂机组是利用部分低压饱和蒸汽进行“冷热”联产，剩余的低压饱和蒸汽通过背压机组的排气旁路连接于凝汽器。
3.根据权利要求1所述的基于E级ALSTOM联合循环的抽凝和背压联合机组，其特征在于所述的背压机组通过排汽供热管与凝汽器联通，用于排出多余的蒸汽；所述的背压机组和抽凝机组共设置七个旁路，且该七个旁路分别为：抽凝机组100%的高、中、低压旁路，背压机组侧的10%高压旁路、10%中压旁路以及15%背压机组的排汽中压旁路，100%的低压旁路；所述七个旁路汇合成高、中、低压三路旁路母管，接入抽凝机组的凝汽器；所述的100%、10%、15%均为余热锅炉在性能保证工况下的燃气轮机负荷比例数。
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