CN110159360A - 一种燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***及供汽方法 - Google Patents
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Abstract
一种燃气‑蒸汽联合循环电厂轴封供汽***及供汽方法，***包括连通余热锅炉出口主蒸汽的高压主蒸汽管道和低压主蒸汽管道，高压主蒸汽管道以及低压主蒸汽管道上分别引出抽汽管道，高压抽汽管道与低压抽汽管道共同汇入辅汽联箱；高压抽汽管道与低压抽汽管道上分别设置有调节阀门组，高压抽汽管道在其调节阀门组前设置一条分支管道，该分支管道上也设置有调节阀组并直接连接轴封供气管道，轴封供气管道上设置减温减压器；辅汽联箱引出辅汽联箱供汽管道并与轴封供气管道相接，辅汽联箱供汽管道上设有调节阀门。本发明采用高、低压主蒸汽向轴封供汽，既保证了机组的快速启停性，又实现了能源的梯级利用，提高了能源利用效率。
Description
技术领域
本发明属于热力发电领域，涉及一种燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***及供汽方法。
背景技术
经过近四十年的研究和不断改进，燃气-蒸汽联合循环发电不仅在效率上超过了蒸汽发电，而且在众多方面均体现出明显的优势。它已经成为全世界公认的发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短，占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。
基于上述特点，燃气-蒸汽联合循环机组已成为调峰和区域供能的首要选择。
轴封***承担着汽轮机密封的重要使命，一方面要阻止高压端蒸汽向外泄露，以提高机组的经济性，改善厂房环境质量；另一方面又要阻止低压端空气漏入机组，破坏凝汽器的真空度。按照供汽来源轴封可以分为外来汽源供汽轴封和自密封轴封。目前，联合循环采用的机组中，两种轴封形式都在使用。即使对于自密封形式的轴封，在机组启停过程中也需要投入轴封供汽***，而非自密封轴封则需要一直提供轴封供汽。
对于燃气-蒸汽联合循环机组，由于其主要的功能为调峰和区域功能，这就必然要求机组能够具有快速、频繁的启停能力。因此，对于燃气-蒸汽联合循环机组，轴封***的重要性更是不言而喻，设计一个安全、可靠、经济的轴封***对于联合循环机组是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***及供汽方法，既保证了机组的快速启停性能，又具有非常良好的经济性和稳定性。
为了实现上述目的，本发明燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***采用的技术方案为：
包括连通余热锅炉出口主蒸汽的高压主蒸汽管道和低压主蒸汽管道，高压主蒸汽管道以及低压主蒸汽管道上分别引出高压抽汽管道与低压抽汽管道，高压抽汽管道与低压抽汽管道共同汇入辅汽联箱；高压抽汽管道与低压抽汽管道上分别设置有调节阀门组，高压抽汽管道在其调节阀门组前设置一条分支管道，该分支管道设置有调节阀组并直接连接轴封供气管道，轴封供气管道上设置有能够调节供汽参数的减温减压器；辅汽联箱引出辅汽联箱供汽管道并与轴封供气管道相接，所述的辅汽联箱供汽管道上设有调节阀门。
所述的调节阀门组包括沿蒸汽流向依次设置的调节阀和止回阀；其中，所述高压抽汽管道连接抽汽母管的分支管道上设置第一调节阀和第一止回阀，直接连接轴封供气管道的分支管道上设置第二调节阀和第二止回阀；低压抽汽管道上设置第三调节阀和第三止回阀。
所述的辅汽联箱供汽管道上的调节阀门为第四调节阀。
所述的辅汽联箱供汽管道连接在减温减压器与第二止回阀之间的管路上。
所述的减温减压器当中通入凝结水。
所述的轴封供气管道分成两条支路分别连接在汽轮发电机组的两端。
所述的汽轮发电机组采用自密封轴封或者非自密封轴封。
本发明燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***的供汽方法，包括以下步骤：
高压抽汽管道直接连接轴封供气管道的分支管道为第一高压抽汽分支管道，连接辅汽联箱的分支管道为第二高压抽汽分支管道；机组快速启动时，首先通过高压抽汽管道以及第一高压抽汽分支管道向汽轮发电机组的轴封直接供汽，通过减温减压器调节供汽参数；第二高压抽汽分支管道上设置有第一调节阀和第一止回阀，第一高压抽汽分支管道上设置有第二调节阀和第二止回阀，低压抽汽管道上设置第三调节阀和第三止回阀；随着机组负荷逐渐提高，逐渐打开第三调节阀和第一调节阀使高压主汽和低压主汽同时汇入辅汽联箱；汇入辅汽联箱中蒸汽的温度通过调整第三调节阀和第一调节阀的开度来控制，当温度低于轴封供汽要求时，增大第一调节阀的开度，减小第三调节阀的开度；当温度高于轴封供气管道时，增加第三调节阀的开度，减小第一调节阀的开度，同时打开辅汽联箱供汽管道上的第四调节阀，并逐渐同步关闭第二调节阀，由辅汽联箱中的混合蒸汽逐步向轴封供气管道供汽。
对于非自密封轴封，正常运行时，分为两种状况；第一种情况：当机组的低压主蒸汽参数满足轴封供汽参数要求时，在启动工况下减小高压主蒸汽量，直至为零，完全由低压主蒸汽向轴封供气管道供汽，供汽参数通过减温减压器调节；第二种情况：当机组低压主蒸汽参数不能满足要求时，在正常运行工况下，采用由高压抽汽管道来的高压主蒸汽和低压主蒸汽抽汽管道来的低压主蒸汽通过辅汽联箱向轴封供气管道供汽，第二调节阀完全关闭，供汽参数由高压主蒸汽和低压主蒸汽的混合比例和减温减压器共同调节。对于非自密封轴封，停机过程中，随着机组负荷逐渐降低，高压主蒸汽和低压主蒸汽参数也逐渐降低，直至低压主蒸汽参数不能满足供汽参数，此时逐渐关闭第三调节阀，减小低压主汽供汽量，直至高压主蒸汽参数低于轴封供汽参数，此时通过辅汽联箱中保存的蒸汽继续供汽，直至完全停机。
与现有技术相比，本发明通过阀门之间的开、关组合以及不同阀门的开度调节，能够在汽轮发电机组启动阶段前期，当高压蒸汽达到轴封供汽要求时，仅由高压主汽向轴封***供汽，随着参数进一步升高，逐渐减小高压主蒸汽量，低压主蒸汽逐渐投入，直至全部由低压主蒸汽供汽，停机的时候过程相反。通过设置辅汽联箱，既保证了高低压蒸汽充分掺混，又能保证即使主汽抽汽管道阀门全部关闭后，仍然能够在一定的时间内向轴封提供用汽。本发明采用高、低压主蒸汽向轴封供汽，既保证了机组的快速启停性，又实现了能源的梯级利用，提高了能源利用效率；本发明无需启动锅炉以及从启动锅炉到辅汽联箱的蒸汽管道建设，降低了***的初投资，节约了启动锅炉运维成本和燃料费用；操作时简化了启动步骤，降低了启动难度和工作量；轴封供汽***调节性能优异，同时兼顾了调整的灵敏性和供汽稳定性。本发明高压抽汽管道在其调节阀门组前设置一条分支管道，该分支管道设置有调节阀并直接连接轴封供气管道，设置该分支管道，一方面在启动机组时，能够实现高压主蒸汽向轴封直接供汽，减小辅汽联箱等缓冲作用，有效缩短启动时间；另一方面在正常运行时，当检测到来自辅汽联箱的供汽低于轴封供汽要求时，通过调节阀组能够迅速将高压主蒸汽和辅汽联箱的出口供汽直接混合，能够迅速提高供汽参数，实现供汽参数的实时动态调节。
附图说明
图1本发明轴封供汽***的整体结构示意图；
1-余热锅炉；2-高压主蒸汽管道；3-高压抽汽管道；4-第一高压抽汽分支管道；5-第二高压抽汽分支管道；6-第一调节阀；7-第一止回阀；8-第二调节阀；9-第二止回阀；10-减温减压器；11-轴封供气管道；12-低压主蒸汽管道；13-低压抽汽管道；14-第三调节阀；15-第三止回阀；16-辅汽联箱；17-辅汽联箱供汽管道；18-第四调节阀；19-汽轮发电机组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，本发明的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，包括连通余热锅炉1出口主蒸汽的高压主蒸汽管道2和低压主蒸汽管道12，高压主蒸汽管道2以及低压主蒸汽管道12上分别引出高压抽汽管道3与低压抽汽管道13，高压抽汽管道3与低压抽汽管道13共同汇入辅汽联箱16；高压抽汽管道3与低压抽汽管道13上分别设置有调节阀门组，高压抽汽管道3在其调节阀门组前设置一条分支管道，该分支管道上也设置有调节阀组并直接连接轴封供气管道11，高压抽汽管道3直接连接轴封供气管道11的分支管道为第一高压抽汽分支管道4，连接辅汽联箱16的分支管道为第二高压抽汽分支管道5。
调节阀门组包括沿蒸汽流向依次设置的调节阀和止回阀，第二高压抽汽分支管道5上设置有第一调节阀6和第一止回阀7，第一高压抽汽分支管道4上设置有第二调节阀8和第二止回阀9，低压抽汽管道13上设置第三调节阀14和第三止回阀15。轴封供气管道11上设置有能够调节供汽参数的减温减压器10，减温减压器10当中通入凝结水。辅汽联箱16引出辅汽联箱供汽管道17并与轴封供气管道11相接，辅汽联箱供汽管道17上设有第四调节阀18。辅汽联箱供汽管道17连接在减温减压器10与第二止回阀9之间的管路上。
本发明燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***的供汽方法为：无论是自密封还是非自密封轴封，机组启动时，由于低压主蒸汽参数较低，为了实现机组快速启动，首先通过高压抽汽管道3、第一高压抽汽分支管道4向汽轮发电机组19轴封直接供汽，供汽参数可以通过减温减压器10调节。随着机组负荷逐渐提高，高压主蒸汽和低压主蒸汽的参数也逐渐提高，此时，逐渐打开第三调节阀14和第一调节阀6，高压主汽和低压主汽同时汇入辅汽联箱16。汇入辅汽联箱16中蒸汽的温度可以通过调整第三调节阀14和第一调节阀6的开度来控制，当温度低于轴封供汽要求时，增大第一调节阀6的开度，减小第三调节阀14开度；当温度高于轴封供汽管道时增加第三调节阀14开度，减小第一调节阀6的开度。同时打开第四调节阀18，并逐渐同步关闭第二调节阀8，由辅汽联箱中的混合蒸汽逐步向轴封***供汽。在此过程中，逐渐实现了由启动最初始状态的高压主蒸汽直接向轴封供汽逐渐切换为由低压主蒸汽和高压主蒸汽共同向轴封***供汽，并逐渐减小高压主蒸汽的供汽量增加低压主蒸汽的供汽量。
对于非自密封轴封，正常运行时，分为两种状况。第一种情况：当机组的低压主蒸汽参数满足轴封供汽参数要求时，在启动工况下，进一步减小高压主蒸汽量，直至为零。完全由低压主蒸汽向轴封供汽，供汽参数可以通过减温减压器10调节。第二种情况：当机组低压主蒸汽参数不能满足要求时，在正常运行工况下，采用由高压抽汽管道3来的高压主蒸汽和低压抽汽管道13来的低压主蒸汽通过辅汽联箱16向轴封***供汽，第二调节阀8完全关闭，供汽参数由高压主蒸汽和低压主蒸汽的混合比例和减温减压器10共同调节。
对于非自密封轴封，在停机过程中，随着机组负荷逐渐降低，高压主蒸汽和低压主蒸汽参数也逐渐降低，直至低压主蒸汽参数不能满足供汽参数，此时逐渐关闭第三调节阀14，减小低压主汽供汽量，直至高压主蒸汽参数低于轴封供汽参数，此时，辅汽联箱16中仍然保存有一定量满足条件的蒸汽，可以继续向轴封***供汽，直至完全停机。
需要特别说明的是：本发明的轴封供汽***设置第一高压抽汽分支管道4的目的在于：
一方面，在启动机组时，可以实现高压主蒸汽向轴封直接供汽，减小辅汽联箱16等缓冲作用，有效缩短启动时间；另一方面，在正常运行时，当检测到来自辅汽联箱16的供汽低于轴封供汽要求时，通过调节第二调节阀8，迅速将高压主蒸汽和辅汽联箱16出口供汽直接混合，可以迅速提高供汽参数，实现供汽参数的实时动态调节。
以上所述仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何形式上的限定，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，本发明还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均会落入权利要求所划定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：包括连通余热锅炉(1)出口主蒸汽的高压主蒸汽管道(2)和低压主蒸汽管道(12)，高压主蒸汽管道(2)以及低压主蒸汽管道(12)上分别引出高压抽汽管道(3)与低压抽汽管道(13)，高压抽汽管道(3)与低压抽汽管道(13)分别接入至辅汽联箱(16)；所述的高压抽汽管道(3)与低压抽汽管道(13)上分别设置有调节阀门组，高压抽汽管道(3)在其调节阀门组前设置一条分支管道，该分支管道设置有调节阀组并直接连接轴封供气管道(11)，轴封供气管道(11)上设置有能够调节供汽参数的减温减压器(10)；所述的辅汽联箱(16)引出辅汽联箱供汽管道(17)并与轴封供气管道(11)相接，所述的辅汽联箱供汽管道(17)上设置有调节阀门。
2.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：所述的调节阀门组包括沿蒸汽流向依次设置的电动阀和止回阀；
其中，所述高压抽汽管道(3)连接辅汽联箱(16)的分支管道上设置第一调节阀(6)和第一止回阀(7)，直接连接轴封供气管道(11)的分支管道上设置第二调节阀(8)和第二止回阀(9)；低压抽汽管道(13)上设置第三调节阀(14)和第三止回阀(15)。
3.根据权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：所述的辅汽联箱供汽管道(17)上的调节阀门为第四调节阀(18)。
4.根据权利要求3所述的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：所述的辅汽联箱供汽管道(17)连接在减温减压器(10)与第二止回阀(9)之间的管路上。
5.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：所述的减温减压器(10)当中通入凝结水。
6.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：所述的轴封供气管道(11)分成两条支路分别连接在汽轮发电机组(19)的两端。
7.根据权利要求6所述的燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***，其特征在于：所述的汽轮发电机组(19)采用自密封轴封或者非自密封轴封。
8.一种基于权利要求1所述燃气-蒸汽联合循环电厂轴封供汽***的供汽方法，其特征在于，包括以下步骤：高压抽汽管道(3)直接连接轴封供气管道(11)的分支管道为第一高压抽汽分支管道(4)，连接辅汽联箱(16)的分支管道为第二高压抽汽分支管道(5)；
机组快速启动时，首先通过高压抽汽管道(3)以及第一高压抽汽分支管道(4)向汽轮发电机组(19)的轴封直接供汽，通过减温减压器(10)调节供汽参数；
第二高压抽汽分支管道(5)上设置有第一调节阀(6)和第一止回阀(7)，第一高压抽汽分支管道(4)上设置有第二调节阀(8)和第二止回阀(9)，低压抽汽管道(13)上设置第三调节阀(14)和第三止回阀(15)；随着机组负荷逐渐提高，逐渐打开第三调节阀(14)和第一调节阀(6)使高压主汽和低压主汽同时汇入辅汽联箱(16)中；汇入辅汽联箱(16)中蒸汽的温度通过调整第三调节阀(14)和第一调节阀(6)的开度来控制，当温度低于轴封供汽要求时，增大第一调节阀(6)的开度，减小第三调节阀(14)的开度；当温度高于轴封供气***要求时，增加第三调节阀(14)的开度，减小第一调节阀(6)的开度，同时打开辅汽联箱供汽管道(17)上的第四调节阀(18)，并逐渐同步关闭第二调节阀(8)，通过辅汽联箱(16)中的混合蒸汽逐步向轴封供气管道(11)供汽。
9.根据权利要求8所述的供汽方法，其特征在于，对于非自密封轴封，正常运行时，分为两种状况；第一种情况：当机组的低压主蒸汽参数满足轴封供汽参数要求时，在启动工况下减小高压主蒸汽量，直至为零，完全由低压主蒸汽向轴封供气管道(11)供汽，供汽参数通过减温减压器(10)调节；第二种情况：当机组低压主蒸汽参数不能满足要求时，在正常运行工况下，采用由高压抽汽管道(3)来的高压主蒸汽和低压主蒸汽抽汽管道(13)来的低压主蒸汽通过辅汽联箱(16)向轴封供气管道(11)供汽，第二调节阀(8)完全关闭，供汽参数由高压主蒸汽和低压主蒸汽的混合比例和减温减压器(10)共同调节。
10.根据权利要求8所述的供汽方法，其特征在于，对于非自密封轴封，停机过程中，随着机组负荷逐渐降低，高压主蒸汽和低压主蒸汽参数也逐渐降低，直至低压主蒸汽参数不能满足供汽参数，此时逐渐关闭第三调节阀(14)，减小低压主汽供汽量，直至高压主蒸汽参数低于轴封供汽参数，此时通过辅汽联箱(16)中保存的蒸汽继续供汽，直至完全停机。
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