CN110056402B - 蒸汽余能利用耦合抽汽供热***及调节方法 - Google Patents

蒸汽余能利用耦合抽汽供热***及调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***及调节方法，属于热电联产技术领域。该***包括：汽轮机高压缸、再热器、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、蒸汽发生器、压力匹配器、除氧器、二号给水泵和工业热用户；蒸汽发生器利用来自再热器的热再蒸汽作为热源，加热来自除氧器的低温给水来生产高压蒸汽，作为压力匹配器的高压汽源，驱动来自汽轮机中压缸的工业抽汽，生产工业热用户所需要的蒸汽。本发明通过压力匹配器和蒸汽发生器与原有工业抽汽方式的耦合，使得燃煤热电机组在高、低负荷运行时均能有效地满足外界供汽需求，实现燃煤热电机组的电力调峰。由此可见，本发明具有较大的实际运用价值。

Description

蒸汽余能利用耦合抽汽供热***及调节方法
技术领域
本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***及调节方法。
背景技术
当前，对于早期已经实现工业抽汽集中供热的热电厂，由于供热技术简单粗放，能量损失严重，使得热电厂的综合能源利用效率无法进一步提高，许多已经进行工业供热的热电厂并没有实现盈利，甚至出现亏损的情况。造成这一现象主要原因就是机组供热设计都是按工况设计，而在实际运行中，机组负荷波动频繁，特别是机组处于低负荷运行时，为了满足工业供热所需蒸汽参数，通常都采用节流等方式，所造成的能量损失十分严重，由此造成了热电机组无法实现盈利。
目前，该领域主要专利技术：（1）中低压联通蝶阀调节联合热压机中低压工业供汽方法与***《专利号201610320911.1》和（2）新型热电联供汽轮机《专利号200810013170.8》，存在着以下技术局限性，一是高参数蒸汽的过热度未得到充分利用，二是热压机或压力匹配器的高、低压蒸汽的温度参数不可调，无法提升热压机或压力匹配器的效率数。因此，该两项专利技术在提高能效方面扔存在一定的局限性。
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，有利于实现燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***及调节方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，其特征在于，它包括：汽轮机高压缸、再热器、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、蒸汽发生器、压力匹配器、除氧器、二号给水泵和工业热用户，所述汽轮机高压缸的排汽口与再热器的进汽口连接，所述再热器的出汽口通过热再蒸汽管与汽轮机中压缸的进汽口连接，且在热再蒸汽管上安装有一号阀门，所述汽轮机中压缸的排汽口通过中低压连通管与汽轮机低压缸的进汽口连接，且在中低压连通管上安装有液压蝶阀，所述再热器的出汽口还通过热再蒸汽支管与蒸汽发生器的高温进汽口连接，且在热再蒸汽支管上安装有二号阀门，所述蒸汽发生器的低温出汽口通过第一蒸汽管与工业供汽管连接，且在第一蒸汽管上安装有五号阀门，所述蒸汽发生器的低温进水口通过给水管与除氧器的出水口连接，且在给水管上沿着水流动方向依次安装有三号阀门和二号给水泵，所述蒸汽发生器的高压出汽口通过高压蒸汽管与压力匹配器的高压进汽口连接，且在高压蒸汽管上安装有四号阀门，所述汽轮机中压缸的工业抽汽口通过工业抽汽管与工业供汽管连接，且在工业抽汽管上安装有六号阀门，所述汽轮机中压缸的工业抽汽口还通过工业抽汽支管与压力匹配器的低压进汽口连接，且在工业抽汽支管上安装有七号阀门，所述压力匹配器的中压出汽口通过第二蒸汽管与工业供汽管连接，且在第二蒸汽管上安装有八号阀门，所述工业供汽管的出汽端与工业热用户连接。
进一步而言，所述蒸汽发生器所需的低温给水来自燃煤热电机组的除氧器，利用除氧器中经过汽轮机中压缸的低压回热抽汽加热的锅炉给水作为低温给水，减少蒸汽发生器中消耗的高参数蒸汽能。
进一步而言，所述蒸汽发生器利用来自再热器的热再蒸汽作为热源，通过加热来自除氧器的低温给水来生产高压蒸汽。
进一步而言，所述压力匹配器利用来自蒸汽发生器的高压蒸汽驱动来自汽轮机中压缸的工业抽汽，生产工业热用户所需的中压蒸汽。
进一步而言，所述工业热用户所需的蒸汽来自汽轮机中压缸的工业抽汽、压力匹配器生产的中压蒸汽和经过蒸汽发生器减温后的热再蒸汽。
所述的用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***的调节方法如下：
当燃煤热电机组高负荷运行时，此时：
打开一号阀门和液压蝶阀，打开并调节六号阀门，汽轮机中压缸的工业抽汽依次通过工业抽汽管和工业供汽管输送至工业热用户；
当燃煤热电机组低负荷运行时，此时：
关闭六号阀门，打开液压蝶阀，打开并调节一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号阀门、七号阀门和八号阀门，来自再热器的热再蒸汽通过热再蒸汽支管输送至蒸汽发生器，加热来自除氧器的低温给水来生产高压蒸汽，经过蒸汽发生器减温后的热再蒸汽依次通过第一蒸汽管和工业供汽管输送至工业热用户，蒸汽发生器产生的高压蒸汽经过高压蒸汽管进入压力匹配器，驱动来自汽轮机中压缸的工业抽汽来生产中压蒸汽，压力匹配器产生的中压蒸汽依次通过第二蒸汽管和工业供汽管输送至工业热用户。
上述的用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***的调节方法中：
燃煤热电机组参与电力调峰的过程中，当燃煤热电机组高负荷运行时，仅利用汽轮机中压缸的工业抽汽作为工业热用户所需的蒸汽，当燃煤热电机组低负荷运行时，仅利用压力匹配器生产的中压蒸汽和经过蒸汽发生器减温后的热再蒸汽作为工业热用户所需的蒸汽。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：设计合理，结构简单，性能可靠，合理设计用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，从而实现：（1）利用来自再热器的热再蒸汽生产高压蒸汽，充分回收利用热再蒸汽的过热度；（2）利用除氧器中经过汽轮机中压缸的低压回热抽汽加热的锅炉给水作为低温给水，减少蒸汽发生器中消耗的高参数蒸汽能；（3）通过调节蒸汽发生器生产的高压蒸汽参数，实现与压力匹配器的参数匹配，进一步提高压力匹配器的性能；（4）通过压力匹配器和蒸汽发生器与原有工业抽汽方式的耦合，使得燃煤热电机组在高、低负荷运行时均能有效地满足外界供汽需求，实现燃煤热电机组的电力调峰。由此可见，本发明具有较大的实际运用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例中燃煤热电机组的回热***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至图2，本实施例中的用于燃煤热电机组电力调峰的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，它包括：汽轮机高压缸1、再热器2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、蒸汽发生器5、压力匹配器6、除氧器7、二号给水泵8和工业热用户9，汽轮机高压缸1的排汽口与再热器2的进汽口连接，再热器2的出汽口通过热再蒸汽管22与汽轮机中压缸3的进汽口连接，且在热再蒸汽管22上安装有一号阀门11，汽轮机中压缸3的排汽口通过中低压连通管21与汽轮机低压缸4的进汽口连接，且在中低压连通管21上安装有液压蝶阀12，再热器2的出汽口还通过热再蒸汽支管23与蒸汽发生器5的高温进汽口连接，且在热再蒸汽支管23上安装有二号阀门13，蒸汽发生器5的低温出汽口通过第一蒸汽管26与工业供汽管30连接，且在第一蒸汽管26上安装有五号阀门16，蒸汽发生器5的低温进水口通过给水管24与除氧器7的出水口连接，且在给水管24上沿着水流动方向依次安装有三号阀门14和二号给水泵8，蒸汽发生器5的高压出汽口通过高压蒸汽管25与压力匹配器6的高压进汽口连接，且在高压蒸汽管25上安装有四号阀门15，汽轮机中压缸3的工业抽汽口通过工业抽汽管27与工业供汽管30连接，且在工业抽汽管27上安装有六号阀门17，汽轮机中压缸3的工业抽汽口还通过工业抽汽支管28与压力匹配器6的低压进汽口连接，且在工业抽汽支管28上安装有七号阀门18，压力匹配器6的中压出汽口通过第二蒸汽管29与工业供汽管30连接，且在第二蒸汽管29上安装有八号阀门19，工业供汽管30的出汽端与工业热用户9连接。
在本实施例中，蒸汽发生器5所需的低温给水来自燃煤热电机组的除氧器7，利用除氧器7中经过汽轮机中压缸3的低压回热抽汽加热的锅炉给水作为低温给水，减少蒸汽发生器5中消耗的高参数蒸汽能；蒸汽发生器5利用来自再热器2的热再蒸汽作为热源，通过加热来自除氧器7的低温给水来生产高压蒸汽。
在本实施例中，压力匹配器6利用来自蒸汽发生器5的高压蒸汽驱动来自汽轮机中压缸3的工业抽汽，生产工业热用户9所需的中压蒸汽。这是由于燃煤热电机组低负荷运行时汽轮机中压缸3的工业抽汽压力低于燃煤热电机组额定工况运行时汽轮机中压缸3的工业抽汽压力，无法满足工业热用户9的需求。
在本实施例中，工业热用户9所需的蒸汽来自汽轮机中压缸3的工业抽汽、压力匹配器6生产的中压蒸汽和经过蒸汽发生器5减温后的热再蒸汽。
本实施例涉及的调节方法如下：
当燃煤热电机组高负荷运行时，此时：打开一号阀门11和液压蝶阀12，打开并调节六号阀门17，汽轮机中压缸3的工业抽汽依次通过工业抽汽管27和工业供汽管30输送至工业热用户9；
当燃煤热电机组低负荷运行时，此时：关闭六号阀门17，打开液压蝶阀12，打开并调节一号阀门11、二号阀门13、三号阀门14、四号阀门15、五号阀门16、七号阀门18和八号阀门19，来自再热器2的热再蒸汽通过热再蒸汽支管23输送至蒸汽发生器5，加热来自除氧器7的低温给水来生产高压蒸汽，经过蒸汽发生器5减温后的热再蒸汽依次通过第一蒸汽管26和工业供汽管30输送至工业热用户9，蒸汽发生器5产生的高压蒸汽经过高压蒸汽管25进入压力匹配器6，驱动来自汽轮机中压缸3的工业抽汽来生产中压蒸汽，压力匹配器6产生的中压蒸汽依次通过第二蒸汽管29和工业供汽管30输送至工业热用户9。
在本实施例的具体运行方法中，燃煤热电机组参与电力调峰的过程中，当燃煤热电机组高负荷运行时，仅利用汽轮机中压缸3的工业抽汽作为工业热用户9所需的蒸汽，当燃煤热电机组低负荷运行时，仅利用压力匹配器6生产的中压蒸汽和经过蒸汽发生器5减温后的热再蒸汽作为工业热用户9所需的蒸汽。
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 (6)

1.一种蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，其特征在于，用于燃煤热电机组电力调峰，它包括：汽轮机高压缸（1）、再热器（2）、汽轮机中压缸（3）、汽轮机低压缸（4）、蒸汽发生器（5）、压力匹配器（6）、除氧器（7）、二号给水泵（8）和工业热用户（9），所述汽轮机高压缸（1）的排汽口与再热器（2）的进汽口连接，所述再热器（2）的出汽口通过热再蒸汽管（22）与汽轮机中压缸（3）的进汽口连接，且在热再蒸汽管（22）上安装有一号阀门（11），所述汽轮机中压缸（3）的排汽口通过中低压连通管（21）与汽轮机低压缸（4）的进汽口连接，且在中低压连通管（21）上安装有液压蝶阀（12），所述再热器（2）的出汽口还通过热再蒸汽支管（23）与蒸汽发生器（5）的高温进汽口连接，且在热再蒸汽支管（23）上安装有二号阀门（13），所述蒸汽发生器（5）的低温出汽口通过第一蒸汽管（26）与工业供汽管（30）连接，且在第一蒸汽管（26）上安装有五号阀门（16），所述蒸汽发生器（5）的低温进水口通过给水管（24）与除氧器（7）的出水口连接，且在给水管（24）上沿着水流动方向依次安装有三号阀门（14）和二号给水泵（8），所述蒸汽发生器（5）的高压出汽口通过高压蒸汽管（25）与压力匹配器（6）的高压进汽口连接，且在高压蒸汽管（25）上安装有四号阀门（15），所述汽轮机中压缸（3）的工业抽汽口通过工业抽汽管（27）与工业供汽管（30）连接，且在工业抽汽管（27）上安装有六号阀门（17），所述汽轮机中压缸（3）的工业抽汽口还通过工业抽汽支管（28）与压力匹配器（6）的低压进汽口连接，且在工业抽汽支管（28）上安装有七号阀门（18），所述压力匹配器（6）的中压出汽口通过第二蒸汽管（29）与工业供汽管（30）连接，且在第二蒸汽管（29）上安装有八号阀门（19），所述工业供汽管（30）的出汽端与工业热用户（9）连接；所述蒸汽发生器（5）所需的低温给水来自燃煤热电机组的除氧器（7）。
2.根据权利要求1所述的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，其特征在于，所述蒸汽发生器（5）利用来自再热器（2）的热再蒸汽作为热源，通过加热来自除氧器（7）的低温给水来生产高压蒸汽。
3.根据权利要求1所述的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，其特征在于，所述压力匹配器（6）利用来自蒸汽发生器（5）的高压蒸汽驱动来自汽轮机中压缸（3）的工业抽汽，生产工业热用户（9）所需的中压蒸汽。
4.根据权利要求1所述的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***，其特征在于，所述工业热用户（9）所需的蒸汽来自汽轮机中压缸（3）的工业抽汽、压力匹配器（6）生产的中压蒸汽和经过蒸汽发生器（5）减温后的热再蒸汽。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***的调节方法，其特征在于，调节方法如下：
当燃煤热电机组高负荷运行时，此时：
打开一号阀门（11）和液压蝶阀（12），打开并调节六号阀门（17），汽轮机中压缸（3）的工业抽汽依次通过工业抽汽管（27）和工业供汽管（30）输送至工业热用户（9）；
当燃煤热电机组低负荷运行时，此时：
关闭六号阀门（17），打开液压蝶阀（12），打开并调节一号阀门（11）、二号阀门（13）、三号阀门（14）、四号阀门（15）、五号阀门（16）、七号阀门（18）和八号阀门（19），来自再热器（2）的热再蒸汽通过热再蒸汽支管（23）输送至蒸汽发生器（5），加热来自除氧器（7）的低温给水来生产高压蒸汽，经过蒸汽发生器（5）减温后的热再蒸汽依次通过第一蒸汽管（26）和工业供汽管（30）输送至工业热用户（9），蒸汽发生器（5）产生的高压蒸汽经过高压蒸汽管（25）进入压力匹配器（6），驱动来自汽轮机中压缸（3）的工业抽汽来生产中压蒸汽，压力匹配器（6）产生的中压蒸汽依次通过第二蒸汽管（29）和工业供汽管（30）输送至工业热用户（9）。
6.根据权利要求5所述的蒸汽余能利用耦合抽汽供热***的调节方法，其特征在于：燃煤热电机组参与电力调峰的过程中，当燃煤热电机组高负荷运行时，仅利用汽轮机中压缸（3）的工业抽汽作为工业热用户（9）所需的蒸汽，当燃煤热电机组低负荷运行时，仅利用压力匹配器（6）生产的中压蒸汽和经过蒸汽发生器（5）减温后的热再蒸汽作为工业热用户（9）所需的蒸汽。
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