CN109854319A - 一种耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***及其运行方法,包括燃气轮机组和蒸汽轮机组;燃气轮机组包括燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机透平和发电机,蒸汽轮机组包括余热锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机低压缸、发电机、凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、除氧器、补水泵、压力匹配器、减温减压装置和蒸汽蓄热器;基于能量梯级利用原理,并结合供汽参数与用汽参数间的蒸汽压力匹配方式,进行不同抽汽方式的集成设计,有效提高9E型联合循环机组热电解耦运行能力;同时利用蒸汽蓄热器,既实现了联合循环机组电力调峰与供热的协同匹配,又提升了联合循环机组在纯凝工况下的调峰调频能力,实现了联合循环机组全工况下的电力调峰。
Description
技术领域
本发明属于提升热电机组灵活性的技术领域,具体涉及一种耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***及其运行方法。
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,使得火电机组的发展面临严峻考验。当前,为提高火电机组的综合能源利用效率,并争取更多的发电利用小时数,深度挖掘火电机组的供热能力,越来越得到社会各界的重视。燃气热电联产是一种热能、电能同时生产的能源利用形式,它将高品位的热能用于发电,低品位的热能用于供热,既提高能源的利用效率,又减少了环境污染,在节能降耗和减少污染排放方面具有很大的应用价值。
目前,燃气热电联产集中供热***主要面临的问题是热电比偏低,常规燃气热电联产组合所产生的热电比例是有一定局限的,越是先进的、转换效率高的机组,热电比越小,以10万kW机组为例,其热电比为0.7左右。特别是面临当前火电深度调峰的严峻形势下,机组常以低负荷工况运行,此时机组对外供热能力更低,由此对供热安全性造成了严重影响。然而,现有技术如专利“一种联合循环的热电联供***(专利号201310401252.0)”,是利用高排抽汽减温减压后对外供热,该技术缺陷是:(1)未考虑能量的梯级利用,直接减温减压的做功能力损失较大;(2)未考虑火电深度调峰需要,为满足外界供热,机组需以高负荷运行,机组调峰能力差。现有技术如专利“燃气蒸汽联合循环供热***(专利号201710534092.5)”,是利用中排抽汽或余热锅炉的低压补汽为外界提供供热所需的蒸汽及制冷所需的蒸汽,多余低压补汽可输送至临机蒸汽管中,该技术的特点是仅考虑外界供热需求,而未考虑机组电力调峰需求,仅利用中压排汽或锅炉低压补汽作为抽汽来源,无法充分挖掘机组的调峰能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种设计合理、性能可靠的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***及其运行方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,包括:燃气轮机组和蒸汽轮机组;
所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机透平和第一发电机,所述燃气轮机压气机的排气口与燃气轮机燃烧室的进气口连接,所述燃气轮机燃烧室的排气口与燃气轮机透平的进气口连接,所述燃气轮机透平的排气口通过烟气排放管与余热锅炉的烟气进口连接,所述燃气轮机透平驱动第一发电机发电,且燃气轮机透平与燃气轮机压气机同轴连接;
所述蒸汽轮机组包括余热锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机低压缸、第二发电机、凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、除氧器、补水泵、第一压力匹配器、第一减温减压装置、第二压力匹配器、蒸汽蓄热器和第二减温减压装置,所述汽轮机高压缸和汽轮机低压缸为同缸连接,且驱动第二发电机发电,所述余热锅炉包括烟气预热器、低压汽包、低压过热器、高压汽包和高压过热器,所述烟气预热器的出水口同时与低压汽包的进水口和高压汽包的进水口连接,所述低压汽包的出汽口与低压过热器的进汽口连接,所述高压汽包的出汽口与高压过热器的进汽口连接,所述汽轮机高压缸的进汽口通过高压蒸汽管与高压过热器的出汽口连接,且在汽轮机高压缸的进汽口安装有二号阀门,所述汽轮机低压缸的进汽口通过低压蒸汽管与低压过热器的出汽口连接,且在汽轮机低压缸的进汽口和低压过热器的出汽口分别安装有四号阀门和五号阀门,所述汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器连接,锅炉给水管的进水端与凝汽器连接,所述锅炉给水管的出水端与烟气预热器的进水口连接,且在锅炉给水管上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵、轴封加热器和除氧器,所述除氧器通过除氧抽汽管与低压蒸汽管连接,且在除氧抽汽管上安装有十九号阀门,所述高压蒸汽管与高压蒸汽旁路的进汽端连接,且在高压蒸汽旁路上安装有三号阀门,所述高压蒸汽旁路的出汽端与第一高压蒸汽支管的进汽端连接,且在第一高压蒸汽支管上安装有九号阀门,所述第一压力匹配器的高压蒸汽进口与第一高压蒸汽支管的出汽端连接,所述第一压力匹配器的低压蒸汽进口通过第二低压蒸汽支管与低压蒸汽管连接,且在第二低压蒸汽支管上安装有十号阀门,所述第一压力匹配器的中压蒸汽出口与工业供汽管连接,且在第一压力匹配器的中压蒸汽出口和工业供汽管上分别安装有十一号阀门和二十号阀门,所述高压蒸汽旁路的出汽端还与第二高压蒸汽支管的进汽端连接,所述第二高压蒸汽支管的出汽端与第一减温减压装置的进汽口连接,且在第二高压蒸汽支管上安装有十二号阀门,所述第一减温减压装置的出汽口与工业供汽管连接,且在第一减温减压装置的出汽口安装有十三号阀门,所述高压蒸汽旁路的出汽端还与第三高压蒸汽支管的进汽端连接,所述第三高压蒸汽支管的出汽端与第二压力匹配器的高压蒸汽进口连接,且在第三高压蒸汽支管上安装有十四号阀门,所述第二压力匹配器的低压蒸汽进口通过第一低压抽汽管与汽轮机低压缸的低压抽汽口连接,且在第一低压抽汽管上安装有六号阀门,所述第二压力匹配器的中压蒸汽出口通过中压蒸汽管与蒸汽蓄热器的蒸汽进口连接,且在中压蒸汽管上安装有十五号阀门,所述蒸汽蓄热器的蒸汽出口与工业供汽管连接,且在蒸汽蓄热器的蒸汽出口安装有十六号阀门。
进一步而言,锅炉补水管与凝结水泵的出水口连接,且在锅炉补水管上沿着水流动方向依次安装有补水泵和一号阀门。
进一步而言,所述蒸汽蓄热器的出汽口还通过低压蒸汽旁路与低压蒸汽管连接,且在低压蒸汽旁路上沿着蒸汽流动方向依次安装有十七号阀门、第二减温减压装置和十八号阀门。
进一步而言,所述第一压力匹配器的低压蒸汽进口还通过第二低压抽汽管与汽轮机低压缸的低压抽汽口连接,且在第二低压抽汽管上安装有七号阀门。
进一步而言,所述第二压力匹配器的低压蒸汽进口还通过第一低压蒸汽支管与低压蒸汽管连接,且在第一低压蒸汽支管上安装有八号阀门。
进一步而言,所述工业供汽管同时与第一压力匹配器、第一减温减压装置和蒸汽蓄热器连接。
进一步而言,所述高压蒸汽旁路同时与第一压力匹配器、第一减温减压装置和第二压力匹配器连接。
所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法如下:
当机组处于纯凝工况,无电力调峰需求时:
打开二号阀门、四号阀门、五号阀门和十九号阀门,联合循环机组不对外进行供热,且除氧器的除氧蒸汽来自于低压过热器的低压补汽;
当机组处于纯凝工况,有电力调峰需求时:
A、机组需要降低对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器来进行蒸汽蓄热,降低进入汽轮机做功的蒸汽流量,此时:
打开三号阀门和十四号阀门,来自高压过热器的高压蒸汽进入第二压力匹配器,打开六号阀门或八号阀门,来自汽轮机低压缸的低压抽汽或低压过热器的低压补汽进入第二压力匹配器,然后打开十五号阀门,来自第二压力匹配器的中压蒸汽输送至蒸汽蓄热器进行蓄热,从而降低进入汽轮机做功的蒸汽流量;
B、机组需要增加对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器来进行蒸汽放热,增加进入汽轮机做功的蒸汽流量,此时:
关闭三号阀门、十四号阀门、六号阀门、八号阀门和十五号阀门,同时打开十六号阀门、十七号阀门和十八号阀门,蒸汽蓄热器输出蒸汽进入第二减温减压装置,经过减温减压后输送至汽轮机低压缸,且除氧器的除氧蒸汽来自于蒸汽蓄热器,从而增加进入汽轮机做功的蒸汽流量;
当机组处于供热工况,无电力调峰需求时:
则打开二十号阀门,通过工业供汽管给外界热用户供蒸汽,此时为外界热用户供蒸汽的具体操作方法如下:
打开三号阀门、九号阀门和十一号阀门,同时打开七号阀门或十号阀门,来自高压过热器的高压蒸汽进入第一压力匹配器,来自汽轮机低压缸的低压抽汽或低压过热器的低压补汽进入第一压力匹配器,在第一压力匹配器中进行匹配后输出中压蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽;
或者,打开三号阀门、十二号阀门和十三号阀门,来自高压过热器的高压蒸汽进入第一减温减压装置,经过减温减压后输出中压蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽;
当机组处于供热工况,有电力调峰需求时:
A、机组需要降低对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器来进行蒸汽蓄热,降低进入汽轮机做功的蒸汽流量,具体操作如下:
在利用第一压力匹配器或者第一减温减压装置为外界热用户提供蒸汽的同时,还打开三号阀门、十四号阀门和十五号阀门,并且打开六号阀门或八号阀门,来自高压过热器的高压蒸汽进入第二压力匹配器,来自汽轮机低压缸的低压抽汽或低压过热器的低压补汽进入第二压力匹配器,在第二压力匹配器中进行匹配后输出中压蒸汽,然后输送至蒸汽蓄热器进行蓄热,从而降低进入汽轮机做功的蒸汽流量;
B、机组需要增加对外输出电负荷时,利用蒸汽蓄热器替代第一压力匹配器和第一减温减压装置,通过蒸汽蓄热器进行蒸汽放热,来为外界热用户供蒸汽,从而增加进入汽轮机做功的蒸汽流量,具体操作如下:
关闭七号阀门、九号阀门、十号阀门和十一号阀门,第一压力匹配器不再工作;
关闭十二号阀门和十三号阀门,第一减温减压装置不再工作;
关闭三号阀门、六号阀门、八号阀门、十四号阀门和十五号阀门,第二压力匹配器不再工作;
此时,打开十六号阀门,蒸汽蓄热器输出蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽。
上述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法中:
当机组处于供热工况,有电力调峰需求时,蒸汽蓄热器还输出蒸汽,经过第二减温减压装置减温减压后输送至汽轮机低压缸,且除氧器的除氧蒸汽来自于蒸汽蓄热器,用于增加进入汽轮机做功的蒸汽流量。
上述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法中:
当机组处于供热工况且无电力调峰需求时,优先选择利用第一压力匹配器为外界热用户供蒸汽,其次选择利用第一减温减压装置为外界热用户供蒸汽;
当机组处于供热工况且有电力调峰需求时,优先选择利用蒸汽蓄热器为外界热用户供蒸汽,其次选择利用第一压力匹配器为外界热用户供蒸汽,最后选择利用第一减温减压装置为外界热用户供蒸汽。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:结构简单,设计合理,性能可靠,基于能量梯级利用原理,并结合供汽参数与用汽参数间的蒸汽压力匹配方式,进行不同抽汽方式的集成设计,有效提高9E型联合循环机组热电解耦运行能力;同时利用蒸汽蓄热器,既实现了联合循环机组电力调峰与供热的协同匹配,又提升了联合循环机组在纯凝工况下的调峰调频能力,实现了联合循环机组全工况下的电力调峰。运用了本发明之后,在深度挖掘联合循环机组对外供热能力的同时,有效降低了供热过程中的做功能力损失;另外,又满足了当前严峻的电力调峰调频政策需求,实现了火电机组深度调峰调频,具有较高地实际运用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,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。
参见图1,本实施例中的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,包括:燃气轮机组和蒸汽轮机组;
燃气轮机组包括燃气轮机压气机1、燃气轮机燃烧室2、燃气轮机透平3和第一发电机4,燃气轮机压气机1的排气口与燃气轮机燃烧室2的进气口连接,燃气轮机燃烧室2的排气口与燃气轮机透平3的进气口连接,燃气轮机透平3的排气口通过烟气排放管23与余热锅炉5的烟气进口连接,燃气轮机透平3驱动第一发电机4发电,且燃气轮机透平3与燃气轮机压气机1同轴连接;
蒸汽轮机组包括余热锅炉5、汽轮机高压缸6、汽轮机低压缸7、第二发电机8、凝汽器9、凝结水泵10、轴封加热器11、除氧器12、补水泵13、第一压力匹配器14、第一减温减压装置15、第二压力匹配器16、蒸汽蓄热器17和第二减温减压装置18,汽轮机高压缸6和汽轮机低压缸7为同缸连接,且驱动第二发电机8发电,余热锅炉5包括烟气预热器501、低压汽包502、低压过热器503、高压汽包504和高压过热器505,烟气预热器501的出水口同时与低压汽包502的进水口和高压汽包504的进水口连接,低压汽包502的出汽口与低压过热器503的进汽口连接,高压汽包504的出汽口与高压过热器505的进汽口连接,汽轮机高压缸6的进汽口通过高压蒸汽管24与高压过热器505的出汽口连接,且在汽轮机高压缸6的进汽口安装有二号阀门42,汽轮机低压缸7的进汽口通过低压蒸汽管26与低压过热器503的出汽口连接,且在汽轮机低压缸7的进汽口和低压过热器503的出汽口分别安装有四号阀门44和五号阀门45,汽轮机低压缸7的排汽口与凝汽器9连接,锅炉给水管21的进水端与凝汽器9连接,锅炉给水管21的出水端与烟气预热器501的进水口连接,且在锅炉给水管21上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵10、轴封加热器11和除氧器12,除氧器12通过除氧抽汽管35与低压蒸汽管26连接,且在除氧抽汽管35上安装有十九号阀门59,高压蒸汽管24与高压蒸汽旁路25的进汽端连接,且在高压蒸汽旁路25上安装有三号阀门43,高压蒸汽旁路25的出汽端与第一高压蒸汽支管30的进汽端连接,且在第一高压蒸汽支管30上安装有九号阀门49,第一压力匹配器14的高压蒸汽进口与第一高压蒸汽支管30的出汽端连接,第一压力匹配器14的低压蒸汽进口通过第二低压蒸汽支管31与低压蒸汽管26连接,且在第二低压蒸汽支管31上安装有十号阀门50,第一压力匹配器14的中压蒸汽出口与工业供汽管37连接,且在第一压力匹配器14的中压蒸汽出口和工业供汽管37上分别安装有十一号阀门51和二十号阀门60,高压蒸汽旁路25的出汽端还与第二高压蒸汽支管32的进汽端连接,第二高压蒸汽支管32的出汽端与第一减温减压装置15的进汽口连接,且在第二高压蒸汽支管32上安装有十二号阀门52,第一减温减压装置15的出汽口与工业供汽管37连接,且在第一减温减压装置15的出汽口安装有十三号阀门53,高压蒸汽旁路25的出汽端还与第三高压蒸汽支管33的进汽端连接,第三高压蒸汽支管33的出汽端与第二压力匹配器16的高压蒸汽进口连接,且在第三高压蒸汽支管33上安装有十四号阀门54,第二压力匹配器16的低压蒸汽进口通过第一低压抽汽管27与汽轮机低压缸7的低压抽汽口连接,且在第一低压抽汽管27上安装有六号阀门46,第二压力匹配器16的中压蒸汽出口通过中压蒸汽管34与蒸汽蓄热器17的蒸汽进口连接,且在中压蒸汽管34上安装有十五号阀门55,蒸汽蓄热器17的蒸汽出口与工业供汽管37连接,且在蒸汽蓄热器17的蒸汽出口安装有十六号阀门56。
锅炉补水管22与凝结水泵10的出水口连接,且在锅炉补水管22上沿着水流动方向依次安装有补水泵13和一号阀门41。
蒸汽蓄热器17的出汽口还通过低压蒸汽旁路36与低压蒸汽管26连接,且在低压蒸汽旁路36上沿着蒸汽流动方向依次安装有十七号阀门57、第二减温减压装置18和十八号阀门58。
第一压力匹配器14的低压蒸汽进口还通过第二低压抽汽管28与汽轮机低压缸7的低压抽汽口连接,且在第二低压抽汽管28上安装有七号阀门47。
第二压力匹配器16的低压蒸汽进口还通过第一低压蒸汽支管29与低压蒸汽管26连接,且在第一低压蒸汽支管29上安装有八号阀门48。
工业供汽管37同时与第一压力匹配器14、第一减温减压装置15和蒸汽蓄热器17连接。
高压蒸汽旁路25同时与第一压力匹配器14、第一减温减压装置15和第二压力匹配器16连接。
在本实施例的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法具体如下:
当机组处于纯凝工况,无电力调峰需求时:
打开二号阀门42、四号阀门44、五号阀门45和十九号阀门59,联合循环机组不对外进行供热,且除氧器12的除氧蒸汽来自于低压过热器503的低压补汽;
当机组处于纯凝工况,有电力调峰需求时:
A、机组需要降低对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器17来进行蒸汽蓄热,降低进入汽轮机做功的蒸汽流量,此时:
打开三号阀门43和十四号阀门54,来自高压过热器505的高压蒸汽进入第二压力匹配器16,打开六号阀门46或八号阀门48,来自汽轮机低压缸7的低压抽汽或低压过热器503的低压补汽进入第二压力匹配器16,然后打开十五号阀门55,来自第二压力匹配器16的中压蒸汽输送至蒸汽蓄热器17进行蓄热,从而降低进入汽轮机做功的蒸汽流量;
B、机组需要增加对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器17来进行蒸汽放热,增加进入汽轮机做功的蒸汽流量,此时:
关闭三号阀门43、十四号阀门54、六号阀门46、八号阀门48和十五号阀门55,同时打开十六号阀门56、十七号阀门57和十八号阀门58,蒸汽蓄热器17输出蒸汽进入第二减温减压装置18,经过减温减压后输送至汽轮机低压缸7,且除氧器12的除氧蒸汽来自于蒸汽蓄热器17,从而增加进入汽轮机做功的蒸汽流量;
当机组处于供热工况,无电力调峰需求时:
则打开二十号阀门60,通过工业供汽管37给外界热用户供蒸汽,此时为外界热用户供蒸汽的具体操作方法如下:
打开三号阀门43、九号阀门49和十一号阀门51,同时打开七号阀门47或十号阀门50,来自高压过热器505的高压蒸汽进入第一压力匹配器14,来自汽轮机低压缸7的低压抽汽或低压过热器503的低压补汽进入第一压力匹配器14,在第一压力匹配器14中进行匹配后输出中压蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽;
或者,打开三号阀门43、十二号阀门52和十三号阀门53,来自高压过热器505的高压蒸汽进入第一减温减压装置15,经过减温减压后输出中压蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽;
当机组处于供热工况,有电力调峰需求时:
A、机组需要降低对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器17来进行蒸汽蓄热,降低进入汽轮机做功的蒸汽流量,具体操作如下:
在利用第一压力匹配器14或者第一减温减压装置15为外界热用户提供蒸汽的同时,还打开三号阀门43、十四号阀门54和十五号阀门55,并且打开六号阀门46或八号阀门48,来自高压过热器505的高压蒸汽进入第二压力匹配器16,来自汽轮机低压缸7的低压抽汽或低压过热器503的低压补汽进入第二压力匹配器16,在第二压力匹配器16中进行匹配后输出中压蒸汽,然后输送至蒸汽蓄热器17进行蓄热,从而降低进入汽轮机做功的蒸汽流量;
B、机组需要增加对外输出电负荷时,利用蒸汽蓄热器17替代第一压力匹配器14和第一减温减压装置15,通过蒸汽蓄热器17进行蒸汽放热,来为外界热用户供蒸汽,从而增加进入汽轮机做功的蒸汽流量,具体操作如下:
关闭七号阀门47、九号阀门49、十号阀门50和十一号阀门51,第一压力匹配器14不再工作;
关闭十二号阀门52和十三号阀门53,第一减温减压装置15不再工作;
关闭三号阀门43、六号阀门46、八号阀门48、十四号阀门54和十五号阀门55,第二压力匹配器16不再工作;
此时,打开十六号阀门56,蒸汽蓄热器17输出蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽。
在本实施例的具体运行方法中,当机组处于供热工况,有电力调峰需求时,蒸汽蓄热器17还输出蒸汽,经过第二减温减压装置18减温减压后输送至汽轮机低压缸7,且除氧器12的除氧蒸汽来自于蒸汽蓄热器17,用于增加进入汽轮机做功的蒸汽流量。
在本实施例的具体运行方法中,当机组处于供热工况且无电力调峰需求时,优先选择利用第一压力匹配器14为外界热用户供蒸汽,其次选择利用第一减温减压装置15为外界热用户供蒸汽;
当机组处于供热工况且有电力调峰需求时,优先选择利用蒸汽蓄热器17为外界热用户供蒸汽,其次选择利用第一压力匹配器14为外界热用户供蒸汽,最后选择利用第一减温减压装置15为外界热用户供蒸汽。
在本实施例的具体运行方法中,所有阀门不仅都具有调节管道流体流量的功能,还具有截断的功能。
在本实施例的具体运行方法中,所有阀门的开度调节,通过联合循环机组的DCS控制***远程操作完成;另外,联合循环机组锅炉给水***的补水流量由对外供热的蒸汽流量和蒸汽蓄热器17进行蓄放热的蒸汽流量来共同决定;蒸汽蓄热器17的蓄放热能力和蓄放热时间需同时考虑电力深度调峰调频要求、机组对外供热能力以及机组抽汽集成***调节能力等综合因素来确定。
虽然本发明以实施例公开如上,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更动与润饰,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,包括:燃气轮机组和蒸汽轮机组;
所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机(1)、燃气轮机燃烧室(2)、燃气轮机透平(3)和第一发电机(4),所述燃气轮机压气机(1)的排气口与燃气轮机燃烧室(2)的进气口连接,所述燃气轮机燃烧室(2)的排气口与燃气轮机透平(3)的进气口连接,所述燃气轮机透平(3)的排气口通过烟气排放管(23)与余热锅炉(5)的烟气进口连接,所述燃气轮机透平(3)驱动第一发电机(4)发电,且燃气轮机透平(3)与燃气轮机压气机(1)同轴连接;
所述蒸汽轮机组包括余热锅炉(5)、汽轮机高压缸(6)、汽轮机低压缸(7)、第二发电机(8)、凝汽器(9)、凝结水泵(10)、轴封加热器(11)、除氧器(12)、补水泵(13)、第一压力匹配器(14)、第一减温减压装置(15)、第二压力匹配器(16)、蒸汽蓄热器(17)和第二减温减压装置(18),所述汽轮机高压缸(6)和汽轮机低压缸(7)为同缸连接,且驱动第二发电机(8)发电,所述余热锅炉(5)包括烟气预热器(501)、低压汽包(502)、低压过热器(503)、高压汽包(504)和高压过热器(505),所述烟气预热器(501)的出水口同时与低压汽包(502)的进水口和高压汽包(504)的进水口连接,所述低压汽包(502)的出汽口与低压过热器(503)的进汽口连接,所述高压汽包(504)的出汽口与高压过热器(505)的进汽口连接,所述汽轮机高压缸(6)的进汽口通过高压蒸汽管(24)与高压过热器(505)的出汽口连接,且在汽轮机高压缸(6)的进汽口安装有二号阀门(42),所述汽轮机低压缸(7)的进汽口通过低压蒸汽管(26)与低压过热器(503)的出汽口连接,且在汽轮机低压缸(7)的进汽口和低压过热器(503)的出汽口分别安装有四号阀门(44)和五号阀门(45),所述汽轮机低压缸(7)的排汽口与凝汽器(9)连接,锅炉给水管(21)的进水端与凝汽器(9)连接,所述锅炉给水管(21)的出水端与烟气预热器(501)的进水口连接,且在锅炉给水管(21)上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵(10)、轴封加热器(11)和除氧器(12),所述除氧器(12)通过除氧抽汽管(35)与低压蒸汽管(26)连接,且在除氧抽汽管(35)上安装有十九号阀门(59),所述高压蒸汽管(24)与高压蒸汽旁路(25)的进汽端连接,且在高压蒸汽旁路(25)上安装有三号阀门(43),所述高压蒸汽旁路(25)的出汽端与第一高压蒸汽支管(30)的进汽端连接,且在第一高压蒸汽支管(30)上安装有九号阀门(49),所述第一压力匹配器(14)的高压蒸汽进口与第一高压蒸汽支管(30)的出汽端连接,所述第一压力匹配器(14)的低压蒸汽进口通过第二低压蒸汽支管(31)与低压蒸汽管(26)连接,且在第二低压蒸汽支管(31)上安装有十号阀门(50),所述第一压力匹配器(14)的中压蒸汽出口与工业供汽管(37)连接,且在第一压力匹配器(14)的中压蒸汽出口和工业供汽管(37)上分别安装有十一号阀门(51)和二十号阀门(60),所述高压蒸汽旁路(25)的出汽端还与第二高压蒸汽支管(32)的进汽端连接,所述第二高压蒸汽支管(32)的出汽端与第一减温减压装置(15)的进汽口连接,且在第二高压蒸汽支管(32)上安装有十二号阀门(52),所述第一减温减压装置(15)的出汽口与工业供汽管(37)连接,且在第一减温减压装置(15)的出汽口安装有十三号阀门(53),所述高压蒸汽旁路(25)的出汽端还与第三高压蒸汽支管(33)的进汽端连接,所述第三高压蒸汽支管(33)的出汽端与第二压力匹配器(16)的高压蒸汽进口连接,且在第三高压蒸汽支管(33)上安装有十四号阀门(54),所述第二压力匹配器(16)的低压蒸汽进口通过第一低压抽汽管(27)与汽轮机低压缸(7)的低压抽汽口连接,且在第一低压抽汽管(27)上安装有六号阀门(46),所述第二压力匹配器(16)的中压蒸汽出口通过中压蒸汽管(34)与蒸汽蓄热器(17)的蒸汽进口连接,且在中压蒸汽管(34)上安装有十五号阀门(55),所述蒸汽蓄热器(17)的蒸汽出口与工业供汽管(37)连接,且在蒸汽蓄热器(17)的蒸汽出口安装有十六号阀门(56)。
2.根据权利要求1所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,锅炉补水管(22)与凝结水泵(10)的出水口连接,且在锅炉补水管(22)上沿着水流动方向依次安装有补水泵(13)和一号阀门(41)。
3.根据权利要求1所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,所述蒸汽蓄热器(17)的出汽口还通过低压蒸汽旁路(36)与低压蒸汽管(26)连接,且在低压蒸汽旁路(36)上沿着蒸汽流动方向依次安装有十七号阀门(57)、第二减温减压装置(18)和十八号阀门(58)。
4.根据权利要求1或3所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,所述第一压力匹配器(14)的低压蒸汽进口还通过第二低压抽汽管(28)与汽轮机低压缸(7)的低压抽汽口连接,且在第二低压抽汽管(28)上安装有七号阀门(47)。
5.根据权利要求1所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,所述第二压力匹配器(16)的低压蒸汽进口还通过第一低压蒸汽支管(29)与低压蒸汽管(26)连接,且在第一低压蒸汽支管(29)上安装有八号阀门(48)。
6.根据权利要求1所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,所述工业供汽管(37)同时与第一压力匹配器(14)、第一减温减压装置(15)和蒸汽蓄热器(17)连接。
7.根据权利要求1所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***,其特征在于,所述高压蒸汽旁路(25)同时与第一压力匹配器(14)、第一减温减压装置(15)和第二压力匹配器(16)连接。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法,其特征在于,所述运行方法如下:
当机组处于纯凝工况,无电力调峰需求时:
打开二号阀门(42)、四号阀门(44)、五号阀门(45)和十九号阀门(59),联合循环机组不对外进行供热,且除氧器(12)的除氧蒸汽来自于低压过热器(503)的低压补汽;
当机组处于纯凝工况,有电力调峰需求时:
A、机组需要降低对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器(17)来进行蒸汽蓄热,降低进入汽轮机做功的蒸汽流量,此时:
打开三号阀门(43)和十四号阀门(54),来自高压过热器(505)的高压蒸汽进入第二压力匹配器(16),打开六号阀门(46)或八号阀门(48),来自汽轮机低压缸(7)的低压抽汽或低压过热器(503)的低压补汽进入第二压力匹配器(16),然后打开十五号阀门(55),来自第二压力匹配器(16)的中压蒸汽输送至蒸汽蓄热器(17)进行蓄热,从而降低进入汽轮机做功的蒸汽流量;
B、机组需要增加对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器(17)来进行蒸汽放热,增加进入汽轮机做功的蒸汽流量,此时:
关闭三号阀门(43)、十四号阀门(54)、六号阀门(46)、八号阀门(48)和十五号阀门(55),同时打开十六号阀门(56)、十七号阀门(57)和十八号阀门(58),蒸汽蓄热器(17)输出蒸汽进入第二减温减压装置(18),经过减温减压后输送至汽轮机低压缸(7),且除氧器(12)的除氧蒸汽来自于蒸汽蓄热器(17),从而增加进入汽轮机做功的蒸汽流量;
当机组处于供热工况,无电力调峰需求时:
则打开二十号阀门(60),通过工业供汽管(37)给外界热用户供蒸汽,此时为外界热用户供蒸汽的具体操作方法如下:
打开三号阀门(43)、九号阀门(49)和十一号阀门(51),同时打开七号阀门(47)或十号阀门(50),来自高压过热器(505)的高压蒸汽进入第一压力匹配器(14),来自汽轮机低压缸(7)的低压抽汽或低压过热器(503)的低压补汽进入第一压力匹配器(14),在第一压力匹配器(14)中进行匹配后输出中压蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽;
或者,打开三号阀门(43)、十二号阀门(52)和十三号阀门(53),来自高压过热器(505)的高压蒸汽进入第一减温减压装置(15),经过减温减压后输出中压蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽;
当机组处于供热工况,有电力调峰需求时:
A、机组需要降低对外输出电负荷时,主要通过蒸汽蓄热器(17)来进行蒸汽蓄热,降低进入汽轮机做功的蒸汽流量,具体操作如下:
在利用第一压力匹配器(14)或者第一减温减压装置(15)为外界热用户提供蒸汽的同时,还打开三号阀门(43)、十四号阀门(54)和十五号阀门(55),并且打开六号阀门(46)或八号阀门(48),来自高压过热器(505)的高压蒸汽进入第二压力匹配器(16),来自汽轮机低压缸(7)的低压抽汽或低压过热器(503)的低压补汽进入第二压力匹配器(16),在第二压力匹配器(16)中进行匹配后输出中压蒸汽,然后输送至蒸汽蓄热器(17)进行蓄热,从而降低进入汽轮机做功的蒸汽流量;
B、机组需要增加对外输出电负荷时,利用蒸汽蓄热器(17)替代第一压力匹配器(14)和第一减温减压装置(15),通过蒸汽蓄热器(17)进行蒸汽放热,来为外界热用户供蒸汽,从而增加进入汽轮机做功的蒸汽流量,具体操作如下:
关闭七号阀门(47)、九号阀门(49)、十号阀门(50)和十一号阀门(51),第一压力匹配器(14)不再工作;
关闭十二号阀门(52)和十三号阀门(53),第一减温减压装置(15)不再工作;
关闭三号阀门(43)、六号阀门(46)、八号阀门(48)、十四号阀门(54)和十五号阀门(55),第二压力匹配器(16)不再工作;
此时,打开十六号阀门(56),蒸汽蓄热器(17)输出蒸汽,用于为外界热用户供蒸汽。
9.根据权利要求8所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法,其特征在于:
当机组处于供热工况,有电力调峰需求时,蒸汽蓄热器(17)还输出蒸汽,经过第二减温减压装置(18)减温减压后输送至汽轮机低压缸(7),且除氧器(12)的除氧蒸汽来自于蒸汽蓄热器(17),用于增加进入汽轮机做功的蒸汽流量。
10.根据权利要求8所述的耦合压力匹配的联合循环抽汽供热集成***的运行方法,其特征在于:
当机组处于供热工况且无电力调峰需求时,优先选择利用第一压力匹配器(14)为外界热用户供蒸汽,其次选择利用第一减温减压装置(15)为外界热用户供蒸汽;
当机组处于供热工况且有电力调峰需求时,优先选择利用蒸汽蓄热器(17)为外界热用户供蒸汽,其次选择利用第一压力匹配器(14)为外界热用户供蒸汽,最后选择利用第一减温减压装置(15)为外界热用户供蒸汽。
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