CN107524478A - 用于抽凝背***的低压缸冷却装置及其应用 - Google Patents
用于抽凝背***的低压缸冷却装置及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置及其应用，包括中压缸排汽管、低压缸、凝汽器、凝结水泵、冷却蒸汽管、减温***和采暖抽汽管；所述中压缸排汽管分别与采暖抽汽管、低压缸连接，且在管路上分别装有第一阀门、第二阀门；所述冷却蒸汽管与低压缸连接，且在冷却蒸汽管至低压缸上依次设置有第三阀门、减温***、截断阀；所述减温***中设置有温度湿度测试仪。本发明设计合理，结构简单，性能可靠，可以根据冷却蒸汽的压力和湿度，有效的对冷却蒸汽先进行再冷却，再冷却后的冷却蒸汽，其温度更低，湿度也符合设计要求，可以使得低压缸更好的得到冷却，扩大了汽轮机抽凝背***的应用范围，填补了这一技术领域的空白。
Description
技术领域
本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置及其应用，尤其适用于进行供热的火电厂。
背景技术
目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例。对于火力发电厂，汽轮机的乏汽通常是通过空冷或者水冷方式直接排放掉的，这就造成了巨大的冷端损失。例如300MW亚临界纯凝机组的能量利用率约为38％，其中冷端损失约占45％，采用抽汽供热后机组的能量利用率提升至60％，但是仍有20％的冷凝低温余热被排放掉，这部分热量由于品位低而难以直接利用。同时，由于电网为消纳新能源电力，对煤电机组火电灵活性的要求不断加强，煤电机组需实现超低负荷运行，才能满足电网的调峰需求，这给燃煤热电机组带来了极大的挑战。
目前，发明申请“汽轮机抽凝背***及其调节方法(申请号2017101939383)”，无需更换转子，即可实现低压缸不投入运行，该技术既可以最大程度的增加对外供热量，又可以高效益的实现机组低负荷发电。但是，若对冷却蒸汽先进行再冷却，再进入低压缸，则可以更好的冷却低压缸。而在这方面上，目前还没有较好的技术可以实现对冷却蒸汽先进行再冷却。
发明内容
基于目标本领域的技术空白，本发明公开了一种设计合理，性能可靠，有利于实现抽凝背***低压缸更好冷却的装置及其应用。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该用于抽凝背***的低压缸冷却方法及装置，其特征在于，它包括：中压缸排汽管、低压缸、凝汽器、凝结水泵、冷却蒸汽管、减温***和采暖抽汽管；所述中压缸排汽管分别与采暖抽汽管、低压缸连接，且在管路上分别装有第一阀门、第二阀门；所述冷却蒸汽管与低压缸连接，且在冷却蒸汽管至低压缸上依次设置有第三阀门、减温***、截断阀；所述减温***中设置有温度湿度测试仪。
作为优选，本发明所述的第一阀门、第二阀门具有调节功能，所述第三阀门具有调节和节流功能。
作为优选，本发明所述的减温***的进口设置有压力表测试仪。
作为优选，所述的减温***包括温度湿度测试仪、减温装置、减温水管、第一调节阀、止回阀。此种冷却蒸汽的减温方式，***相对简单，易于操作与执行。
作为另外一种优选，所述减温***包括温度湿度测试仪、汽水换热器、第二调节阀门、第三调节阀门、第四调节阀门；汽水换热器的进口与凝结水泵的出口连接，且在进口处安装有第三调节阀门；汽水换热器的出口与除氧器连接，且在出口处安装有第二调节阀门；汽水换热器的水侧设置有给水旁路，且在旁路上安装有第四调节阀门。此种减温***最大的优势是可以回收利用冷却蒸汽的热量，实现能量的梯级利用，提高能源利用效率。
作为优选，所述低压缸中还包括叶片，对所述叶片进行硬化处理。本发明所述的低压缸的叶片表面上增加一层硬化涂层，或对叶片进行淬火硬化。硬化后可以增加叶片的强度，防止叶片受到汽蚀或水蚀而产生损伤。两种硬化方式适用的场合不同，另外增加涂层工艺流程相对于淬火硬化，易于操作，但不是所有机组的叶片都适宜增加涂层。
作为优选，本发明所述的一种用于抽凝背***的低压缸冷却的方法，其冷却方法如下：
首先，对低压缸的叶片进行硬化处理，可以在叶片的表面上增加一层硬化涂层，或对叶片进行淬火硬化，提高叶片的强度；
其次，在供热期，根据外界热负荷的变化，调节第一阀门、第二阀门的开度，从而保证采暖抽汽管供出的蒸汽热量与外界热负荷保持平衡；
当外界热负荷逐渐增大时，逐步开大第一阀门、关小第二阀门，直至第一阀门全开、第二阀门关闭；
当关小第二阀门时，中压缸排汽进入低压缸的流量逐渐减小；
当进入低压缸的排汽流量小于低压缸最小临界进汽量时，打开第三阀门、截断阀，蒸汽冷却***投入运行；
此时，根据压力表测试仪的数值来通过调节第三阀门对冷却蒸汽进行节流，使得冷却蒸汽的压力满足冷却低压缸的工艺需求，然后通过减温***对冷却蒸汽进行降温后输送至低压缸对其进行冷却，具体如下：
1)当选用减温***A时：
减温***A包括温度湿度测试仪、减温装置、减温水管、第一调节阀、止回阀；
打开第一调节阀、止回阀，减温水通过减温水管进入减温装置对冷却蒸汽进行降温；此时，根据温度湿度测试仪的测量值调节第一阀门的开度，从而调节进入减温装置的减温水流量；
2)当选用减温***B时：
减温***B包括温度湿度测试仪、汽水换热器、第二调节阀门、第三调节阀门、第四调节阀门；汽水换热器的进口与凝结水泵的出口连接，且在进口处安装有第三调节阀门；汽水换热器的出口与除氧器连接，且在在出口处安装有第二调节阀门；汽水换热器的水侧设置有给水旁路，且在旁路上安装有第四调节阀门；
打开第二调节阀门、第三调节阀门，凝结水通过凝结水泵进入汽水换热器对冷却蒸汽进行降温，吸收热量后的凝结水再输送至除氧器；此时，根据温度湿度测试仪的测量值调节第二调节阀门、第三调节阀门、第四调节阀门的开度，从而调节进入汽水换热器的凝结水流量。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1)目前还没有较好的技术可以实现对进入低压缸的冷却蒸汽先进行再冷却；2)本发明设计合理，结构简单，性能可靠，可以根据冷却蒸汽的压力和湿度，有效的对冷却蒸汽先进行再冷却；3)再冷却后的冷却蒸汽，其温度更低，湿度也符合设计要求，可以使得低压缸更好的得到冷却，扩大了“汽轮机抽凝背***”的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是对本发明的实施例的描述，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据技术方案进行简单变形或者名称变化，或者是采取惯用手段，也可以实现发明目的。
图1是本发明实施例中一种用于抽凝背***的低压缸冷却方法及装置的结构示意图。
图2是本发明实施例中第一种冷却方法的减温***的结构示意图。
图3是本发明实施例中第二种冷却方法的减温***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
参见图1，该实施例涉及的一种用于抽凝背***的低压缸冷却方法及装置，其特征在于，它包括：中压缸排汽管14、低压缸11、凝汽器12、凝结水泵13、冷却蒸汽管16、减温***17和采暖抽汽管15；所述中压缸排汽管14分别与采暖抽汽管15、低压缸11连接，且在管路上分别装有第一阀门21、第二阀门22；所述冷却蒸汽管16与低压缸11连接，且在冷却蒸汽管16上依次设置有第三阀门23、减温***17、截断阀24；所述减温***17中设置有温度湿度测试仪18。
在该实施例中，第一阀门21、第二阀门22具有调节功能，第三阀门23具有调节和节流功能。
在该实施例中，减温***17的进口设置有压力表测试仪20。
在该实施例中，低压缸11的叶片19需要通过做硬化处理，对叶片19进行防护，解决汽水冲蚀等造成的腐蚀问题，硬化方法为：1)在叶片19的表面上增加一层硬化涂层，可以利用电火花强化、热喷涂或激光熔覆等手段在叶片19的表面上形成一层硬化涂层，涂层材质是高强度的司太立合金、钛合金等硬质合金材料；2)可以采用火焰淬火、高频淬火、激光淬火等方法对叶片19进行淬火硬化，获得高硬度的马氏体组织和淬硬层。
在该实施例中，其冷却操作过程如下：
首先，根据实施例中的硬化处理方法，对低压缸11的叶片19进行硬化处理，提高叶片19的强度；硬化后可以增加叶片的强度，防止叶片受到汽蚀或水蚀而产生损伤。
其次，在非供热期，打开第二阀门22，关闭第一阀门21、第三阀门23、截断阀24，汽轮机组处于纯凝工况运行；
在供热期，打开并调节第一阀门21、第二阀门22的开度，关闭第三阀门23、截断阀24，汽轮机组处于抽汽供热工况运行；
在供热期，打开第一阀门21第三阀门23、截断阀24，关闭第二阀门22，汽轮机组处于背压供热工况运行；
此时，中压缸排汽通过采暖抽汽管15全部供出；调节第三阀门23的开度，通过第三阀门23对冷却蒸汽进行节流降压和流量调节，冷却蒸汽节流后压力表测试仪20显示的压力值满足工艺需求；然后通过减温***17对冷却蒸汽进行降温后输送至低压缸11对其进行冷却；冷却方法如下：
1)如图2所示，当选用减温***A171时：
减温***A171包括温度湿度测试仪18、减温装置1711、减温水管1712、第一调节阀1713、止回阀1714；
打开第一调节阀1713、止回阀1714，减温水通过减温水管1712进入减温装置对冷却蒸汽进行降温；此时，根据温度湿度测试仪18的测量值调节第一阀门1713的开度，从而调节进入减温装置的减温水流量；减温水的来源可以是锅炉补水、凝结水等；止回阀1714用于防止减温装置内的工质产生逆流。
2)如图3所示，当选用减温***B172时：
减温***B172包括温度湿度测试仪18、汽水换热器1721、第二调节阀门1722、第三调节阀门1723、第四调节阀门1724；汽水换热器1721的进口与凝结水泵13的出口连接，且在进口处安装有第三调节阀门1723；汽水换热器1721的出口与除氧器连接，且在在出口处安装有第二调节阀门1722；汽水换热器1721的水侧设置有给水旁路，且在旁路上安装有第四调节阀门1724；
打开第二调节阀门1722、第三调节阀门1723，凝结水通过凝结水泵13进入汽水换热器1721对冷却蒸汽进行降温，吸收热量后的凝结水再输送至除氧器；此时，根据温度湿度测试仪18的测量值调节第二调节阀门1722、第三调节阀门1723、第四调节阀门1724的开度，从而调节进入汽水换热器1721的凝结水流量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的变动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其特征在于，它包括：中压缸排汽管(14)、低压缸(11)、凝汽器(12)、凝结水泵(13)、冷却蒸汽管(16)、减温***(17)和采暖抽汽管(15)；所述中压缸排汽管(14)分别与采暖抽汽管(15)、低压缸(11)连接，且在管路上分别装有第一阀门(21)、第二阀门(22)；所述冷却蒸汽管(16)与低压缸(11)连接，且在冷却蒸汽管(16)至低压缸(11)上依次设置有第三阀门(23)、减温***(17)、截断阀(24)；所述减温***(17)中设置有温度湿度测试仪(18)；所述的第一阀门(21)、第二阀门(22)具有调节功能；所述第三阀门(23)具有调节和节流功能。
2.如权利要求1所述的一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其特征在于，所述减温***(17)的进口设置有压力表测试仪(20)。
3.如权利要求1或2所述的任意一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其特征在于，所述的减温***(17)包括温度湿度测试仪(18)、减温装置(1711)、减温水管(1712)、第一调节阀(1713)、止回阀(1714)。
4.如权利要求1或2所述的任意一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其特征在于，所述减温***(17)包括温度湿度测试仪(18)、汽水换热器(1721)、第二调节阀门(1722)、第三调节阀门(1723)、第四调节阀门(1724)；汽水换热器(1721)的进口与凝结水泵(13)的出口连接，且在进口处安装有第三调节阀门(1723)；汽水换热器(1721)的出口与除氧器连接，且在出口处安装有第二调节阀门(1722)；汽水换热器(1721)的水侧设置有给水旁路，且在旁路上安装有第四调节阀门(1724)。
5.如权利要求1或2所述的任意一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其特征在于，所述低压缸(11)中还包括叶片(19)，对所述叶片(19)进行硬化处理。
6.如权利要求5所述的一种用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其特征在于，所述对所述叶片进行硬化处理为在叶片(19)表面上增加一层硬化涂层，或对叶片(19)进行淬火硬化。
7.一种用于抽凝背***的低压缸冷却方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的用于抽凝背***的低压缸冷却装置，其冷却方法如下：
根据外界热负荷的变化，调节第一阀门(21)、第二阀门(22)的开度，从而保证采暖抽汽管(15)供出的蒸汽热量与外界热负荷保持平衡；
当外界热负荷逐渐增大时，逐步开大第一阀门(21)、关小第二阀门(22)，直至第一阀门(21)全开、第二阀门(22)关闭；
当关小第二阀门(22)时，中压缸排汽进入低压缸的流量逐渐减小；
当进入低压缸的排汽流量小于低压缸最小临界进汽量时，打开第三阀门(23)、截断阀(24)，蒸汽冷却***投入运行；
此时，根据压力表测试仪(20)的数值来通过调节第三阀门(23)对冷却蒸汽进行节流，使得冷却蒸汽的压力满足冷却低压缸的工艺需求，然后再通过减温***对冷却蒸汽进行降温后输送至低压缸对其进行冷却。
8.如权利要求7所述的一种用于抽凝背***的低压缸冷却方法，其特征在于，所述的减温***(17)包括温度湿度测试仪(18)、减温装置(1711)、减温水管(1712)、第一调节阀(1713)、止回阀(1714)；
打开第一调节阀(1713)、止回阀(1714)，减温水通过减温水管(1712)进入减温装置对冷却蒸汽进行降温；此时，根据温度湿度测试仪(18)的测量值调节第一阀门(1713)的开度，从而调节进入减温装置的减温水流量。
9.如权利要求7所述的一种用于抽凝背***的低压缸冷却方法，其特征在于，所述减温***(17)包括温度湿度测试仪(18)、汽水换热器(1721)、第二调节阀门(1722)、第三调节阀门(1723)、第四调节阀门(1724)；汽水换热器(1721)的进口与凝结水泵(13)的出口连接，且在进口处安装有第三调节阀门(1723)；汽水换热器(1721)的出口与除氧器连接，且在出口处安装有第二调节阀门(1722)；汽水换热器(1721)的水侧设置有给水旁路，且在旁路上安装有第四调节阀门(1724)；
打开第二调节阀门(1722)、第三调节阀门(1723)，凝结水通过凝结水泵(13)进入汽水换热器(1721)对冷却蒸汽进行降温，吸收热量后的凝结水再输送至除氧器；此时，根据温度湿度测试仪(18)的测量值调节第二调节阀门(1722)、第三调节阀门(1723)、第四调节阀门(1724)的开度，从而调节进入汽水换热器(1721)的凝结水流量。
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