CN113107623A - 一种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置及方法 - Google Patents

一种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置，包括高压缸、中压缸、锅炉再热器、A低压缸、B低压缸、A低压缸进汽蝶阀、B低压缸进汽蝶阀、低压第一级抽汽和低压第二级抽汽；高压缸排汽口通过再热冷段连接至锅炉再热器，锅炉再热器通过再热热段连接至中压缸进汽口，中压缸排汽口分别连接至A低压缸和B低压缸进汽口。本发明的有益效果是：本发明在两个低压缸进汽联通管处各加装一个进汽蝶阀，蝶阀后面加装压力变送器，监测进低压缸蒸汽压力，机组低负荷运行时，通过依次关小单个低压缸进汽蝶阀开度来提升供热抽汽压力，能够满足机组低负荷段运行时外界供热用户所需的最低压力需求，机组运行经济性较高。

Description

一种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置 及方法
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置及方法。
背景技术
随着电力消费结构的改变，电网昼夜峰谷差持续增加，这将会造成现有的调峰容量无法满足电网调峰发展的趋势，火电机组将会长期出现在50％负荷下运行。
目前，浙江省内统调燃煤机组均参与深度调峰。大型燃煤机组，特别是60万等级及以上机组已成为电网调峰的主力，最低出力已降至40％额定负荷，部分节假日，深度调峰负荷甚至低至30％负荷。
浙江省内供热机组主要以工业抽汽供热为主，对于供热汽源为再热冷段或再热热段的机组，由于深度调峰的影响，低负荷运行时供热参数可能达不到用户需求，部分机组通过关小中压调门提升供热抽汽压力，造成进中压缸做功蒸汽都产生了节流损失，或者通过选取更高参数汽源供热，如锅炉主蒸汽、屏式过热器打孔抽汽供热，降低了机组运行经济性。
发明内容
本发明的目的是针对双低压缸汽轮机组低负荷运行时，再热冷段或热段作为抽汽供热汽源不能满足用户需求时，通过关小中压调门提升供热抽汽压力，或选用更高参数蒸汽供热方式，如锅炉主蒸汽、屏式过热器打孔抽汽等，经济性较差的问题，提供一种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置及方法。
这种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置，包括高压缸、中压缸、锅炉再热器、A低压缸、B低压缸、A低压缸进汽蝶阀、B低压缸进汽蝶阀、低压第一级抽汽和低压第二级抽汽；高压缸排汽口通过再热冷段连接至锅炉再热器，锅炉再热器通过再热热段连接至中压缸进汽口，中压缸排汽口分别连接至A低压缸和B低压缸进汽口；再热冷段设有再热冷段抽汽供热和再热冷段抽汽压力变送器，再热热段设有再热热段抽汽供热和再热热段抽汽压力变送器；A低压缸进汽口设有A低压缸进汽蝶阀，A低压缸进汽蝶阀后端设有A低压缸进汽蝶阀后压力变送器；B低压缸进汽口设有B低压缸进汽蝶阀，B低压缸进汽蝶阀后端设有B低压缸进汽蝶阀后压力变送器；低压第一级抽汽设有两个分支，A低压缸的低压第一级抽汽第一分支和B低压缸的低压第一级抽汽第二分支汇合连接至低压第一级抽汽；低压第二级抽汽设有两个分支，A低压缸的低压第二级抽汽第一分支和B低压缸的低压第二级抽汽第二分支汇合连接至低压第二级抽汽。
作为优选：中压缸两个进汽口分别设有第一中压缸进汽调阀和第二中压缸进汽调阀。
作为优选：低压第一级抽汽设有低压第一级抽汽逆止阀和低压第一级抽汽电动隔离阀。
作为优选：低压第二级抽汽设有低压第二级抽汽逆止阀和低压第二级抽汽电动隔离阀。
这种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置的试验方法，包括以下步骤：
步骤1：根据热平衡图或机组实际运行数据，确定机组再热冷段或再热热段抽汽供热参数满足用户需求的最低抽汽参数对应的负荷值Pe1；
步骤2：开展机组低负荷段Pe1-Pe2典型负荷工况点提升抽汽供热压力试验，其中Pe2为现行机组深度调峰低限值，将Pe1-Pe2负荷段等分成若干负荷点；
步骤3：取第i个负荷点Pi，先逐渐关小A低压缸进汽蝶阀，再热冷段或再热热段抽汽供热压力会随之上升，当满足供热用户最低压力需求时，停止关小A低压缸进汽蝶阀；
步骤4：当A低压缸进汽蝶阀已关小至最低开度，再热冷段或再热热段抽汽供热压力仍未满足供热用户最低压力需求时，则保持A低压缸进汽蝶阀在最小开度运行，同时关小B低压缸进汽蝶阀，直到供热抽汽压力满足用户最低需求为止；
步骤5：重复上述步骤3-4，得到Pe1-Pe2低负荷段各典型工况点提升再热冷段或再热热段抽汽供热压力满足供热用户最低压力需求的试验方法及相关重要参数。
本发明的有益效果是：本发明在两个低压缸进汽联通管处各加装一个进汽蝶阀，蝶阀后面加装压力变送器，监测进低压缸蒸汽压力，机组低负荷运行时，通过依次关小单个低压缸进汽蝶阀开度来提升供热抽汽压力，能够满足机组低负荷段运行时外界供热用户所需的最低压力需求，机组运行经济性较高。
附图说明
图1为本发明双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置示意图。
附图标记说明：1—高压缸；2—中压缸；3—再热冷段抽汽供热；4—锅炉再热器；5—再热热段抽汽供热；6—再热冷段抽汽压力变送器；7—再热热段抽汽压力变送器；8—第一中压缸进汽调阀；9—第二中压缸进汽调阀；10—A低压缸；11—B低压缸；12—A低压缸进汽蝶阀；13—B低压缸进汽蝶阀；14—A低压缸进汽蝶阀后压力变送器；15—B低压缸进汽蝶阀后压力变送器；16—低压第一级抽汽逆止阀；17—低压第一级抽汽电动隔离阀；18—低压第一级抽汽；19—低压第二级抽汽逆止阀；20—低压第二级抽汽电动隔离阀；21—低压第二级抽汽；22—低压第一级抽汽第一分支；23—低压第一级抽汽第二分支；24—低压第二级抽汽第一分支；25—低压第二级抽汽第二分支。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
所述双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置，包括高压缸1、中压缸2、锅炉再热器4、A低压缸10、B低压缸11、A低压缸进汽蝶阀12、B低压缸进汽蝶阀13、低压第一级抽汽18和低压第二级抽汽21；高压缸1排汽口通过再热冷段连接至锅炉再热器4，锅炉再热器4通过再热热段连接至中压缸2进汽口，中压缸2排汽口分别连接至A低压缸10和B低压缸11进汽口；再热冷段设有再热冷段抽汽供热3和再热冷段抽汽压力变送器6，再热热段设有再热热段抽汽供热5和再热热段抽汽压力变送器7；A低压缸10进汽口设有A低压缸进汽蝶阀12，A低压缸进汽蝶阀12后端设有A低压缸进汽蝶阀后压力变送器14；B低压缸11进汽口设有B低压缸进汽蝶阀13，B低压缸进汽蝶阀13后端设有B低压缸进汽蝶阀后压力变送器15；低压第一级抽汽18设有两个分支，A低压缸10的低压第一级抽汽第一分支22和B低压缸11的低压第一级抽汽第二分支23汇合连接至低压第一级抽汽18；低压第二级抽汽21设有两个分支，A低压缸10的低压第二级抽汽第一分支24和B低压缸11的低压第二级抽汽第二分支25汇合连接至低压第二级抽汽21。
作为一种优选的实施例，中压缸2两个进汽口分别设有第一中压缸进汽调阀8和第二中压缸进汽调阀9。
作为一种优选的实施例，低压第一级抽汽18设有低压第一级抽汽逆止阀16和低压第一级抽汽电动隔离阀17；低压第二级抽汽21设有低压第二级抽汽逆止阀19和低压第二级抽汽电动隔离阀20。
实施例二
本发明通过在A低压缸10和B低压缸11进汽管道上分别设置A低压缸进汽蝶阀12和B低压缸进汽蝶阀13，进汽蝶阀后分别加装A低压缸进汽蝶阀后压力变送器14和B低压缸进汽蝶阀后压力变送器15，监测进低压缸蒸汽压力，机组低负荷运行时，通过依次关小A低压缸进汽蝶阀12或B低压缸进汽蝶阀13，以提高再热冷段抽汽供热压力或再热热段抽汽供热压力。
关小低压缸进汽蝶阀过程中，应避免因低压进汽流量偏小而造成低压缸末几级叶片产生鼓风损失，可由制造厂通过热力计算确定低压缸最小进汽流量，并以蝶阀后低压进汽压力值来表征，此时对应的蝶阀开度即为阀门低限值；或以低压末级排汽温度作为监视目标，以低压缸排汽温度报警值为判据，低压缸进汽蝶阀最小开度对应下的排汽温度应不超过报警值，在不超报警值的前提下来调整进汽蝶阀开度。
附图1中，低压第一级抽汽18有两个分支，分别从A低压缸10、B低压缸11对称抽汽并汇成一路进入低压第1级加热器；低压第二级抽汽21与低压第一级抽汽18结构类似，不作多述。
对于低压某一级抽汽有两个分支并分别从两个低压缸对称抽汽的机组，本发明在关小第一个低压缸进汽蝶阀过程中，两个抽汽分支会发生窜汽现象：第一个低压缸因通流部分压力降低导致抽汽压力下降，另一个低压缸的抽汽分支会进入第一个低压缸的抽汽分支从而进入第一个低压缸，增加了第一个低压缸的冷却蒸汽，能够有效抑制鼓风损失的产生，并能进一步减少第一个低压缸进汽蝶阀的开度。更具体的，以低压第一级抽汽18为例，关小A低压缸进汽蝶阀12过程中，低压第1级抽汽两个分支压力不平衡，B低压缸11的低压第一级抽汽第二分支23压力高于A低压缸10的低压第一级抽汽第一分支22，且两个抽汽分支管路上无逆止阀，导致低压第一级抽汽第二分支23管路蒸汽经低压第一级抽汽第一分支22进入A低压缸10，增加了A低压缸10末几级蒸汽流量，相当于增加了A低压缸10冷却蒸汽流量，对抑制鼓风损失有一定好处，并能进一步降低A低压缸进汽蝶阀12开度。
一般地，对于双低压缸机组，低压缸效率指的是两个低压缸效率的平均值，并认为两个低压缸进汽流量为平均分配的。众所周知，低压缸效率曲线随排汽容积流量的减少而快速下降，机组低负荷段运行时，低压缸处在较低效率水平。
本发明通过在两个低压缸上加装进汽蝶阀，在保持负荷一定的前提下，在关小第一个低压缸进汽蝶阀过程中，两个低压缸进汽流量会重新分配，即第一个低压缸进汽流量会降低，第二个低压缸进汽流量相应会增加；当第二个低压缸效率增加值大于第一个低压缸效率下降值时，两个低压缸的平均效率值是提升的。更具体的，在保持负荷一定的前提下，在关小A低压缸进汽蝶阀12过程中，两个低压缸进汽流量会重新分配，即A低压缸10进汽流量会降低，B低压缸11进汽流量相应会增加。当A低压缸进汽蝶阀12关小至某一开度时，B低压缸11效率增加值大于A低压缸10效率下降值时，两个低压缸的平均效率值是提升的。
本发明认为依次关小两个低压缸进汽蝶阀，提升再热冷段或再热热段供热抽汽压力能够满足机组低负荷段运行时外界供热用户所需的最低压力需求。
实施例三
以提高再热冷段抽汽供热压力为实施例，本实施例限定依次关小A低压缸进汽蝶阀12和B低压缸进汽蝶阀13过程中，提升再热冷段抽汽供热压力后能够满足机组低负荷段运行时外界供热用户所需的最低压力需求。
通过对多台再热冷段抽汽供热机组调研发现：机组低负荷运行时，再热冷段压力较供热用户最低需求压力值相对偏低，且偏差不大。本实施例能够达到提升低负荷再热冷段压力来满足供热用户需求的目的。
具体如下：
根据机组热平衡图或实际运行数据，确定机组再热冷段抽汽供热压力满足供热用户需求所对应的最小负荷值Pe1。
开展机组低负荷段Pe1-Pe2典型负荷工况点提升再热冷段抽汽供热试验，其中Pe2为现行统调机组深度调峰负荷低限值，将Pe1-Pe2负荷段等分成若干负荷点。
步骤1：以第i个负荷点Pi为例，缓慢关闭A低压缸进汽蝶阀12，关闭过程中需记录机组负荷、A低压缸进汽蝶阀12开度、B低压缸进汽蝶阀13开度、A低压缸进汽蝶阀后压力(A低压缸进汽蝶阀后压力变送器14压力值)、B低压缸进汽蝶阀后压力(B低压缸进汽蝶阀后压力变送器15压力值)、再热冷段抽汽供热压力(再热冷段抽汽压力变送器6压力值)、A低压缸排汽温度、B低压缸排汽温度。
步骤2：A低压缸进汽蝶阀12关闭过程中，再热冷段抽汽供热压力会增加，A低压缸进汽流量会减少，A低压缸进汽蝶阀后压力会降低，A低压缸排汽温度会上升，而B低压缸进汽流量会增加。
步骤3：当再热冷段抽汽供热压力满足供热用户最低压力需求时，则停止关闭A低压缸进汽蝶阀12，试验停止，并记录前述相关参数值。
步骤4：当A低压缸进汽蝶阀12关小至最低开度，再热冷段抽汽供热压力仍未能满足供热用户最低压力需求，则保持A低压缸进汽蝶阀12在最小开度，同时开始关小B低压缸进汽蝶阀13。
步骤5：当再热冷段抽汽供热压力满足供热用户最低压力需求时，则停止关闭B低压缸进汽蝶阀13，并记录前述相关参数值。
重复步骤1-步骤5，得到Pe1-Pe2低负荷段各典型工况点提升再热冷段抽汽供热压力满足供热用户最低压力需求的试验方法及相关重要参数。

Claims (4)

1.一种双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置，其特征在于：包括高压缸(1)、中压缸(2)、锅炉再热器(4)、A低压缸(10)、B低压缸(11)、A低压缸进汽蝶阀(12)、B低压缸进汽蝶阀(13)、低压第一级抽汽(18)和低压第二级抽汽(21)；高压缸(1)排汽口通过再热冷段连接至锅炉再热器(4)，锅炉再热器(4)通过再热热段连接至中压缸(2)进汽口，中压缸(2)排汽口分别连接至A低压缸(10)和B低压缸(11)进汽口；再热冷段设有再热冷段抽汽供热(3)和再热冷段抽汽压力变送器(6)，再热热段设有再热热段抽汽供热(5)和再热热段抽汽压力变送器(7)；A低压缸(10)进汽口设有A低压缸进汽蝶阀(12)，A低压缸进汽蝶阀(12)后端设有A低压缸进汽蝶阀后压力变送器(14)；B低压缸(11)进汽口设有B低压缸进汽蝶阀(13)，B低压缸进汽蝶阀(13)后端设有B低压缸进汽蝶阀后压力变送器(15)；低压第一级抽汽(18)设有两个分支，A低压缸(10)的低压第一级抽汽第一分支(22)和B低压缸(11)的低压第一级抽汽第二分支(23)汇合连接至低压第一级抽汽(18)；低压第二级抽汽(21)设有两个分支，A低压缸(10)的低压第二级抽汽第一分支(24)和B低压缸(11)的低压第二级抽汽第二分支(25)汇合连接至低压第二级抽汽(21)。
2.根据权利要求1所述的双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置，其特征在于：低压第一级抽汽(18)设有低压第一级抽汽逆止阀(16)和低压第一级抽汽电动隔离阀(17)。
3.根据权利要求1所述的双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置，其特征在于：低压第二级抽汽(21)设有低压第二级抽汽逆止阀(19)和低压第二级抽汽电动隔离阀(20)。
4.一种如权利要求1所述的双低压缸汽轮机低负荷运行时提升供热抽汽参数的装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据机组实际运行数据，确定机组再热冷段或再热热段抽汽供热参数满足用户需求的最低抽汽参数对应的负荷值Pe1；
步骤2：开展机组低负荷段Pe1-Pe2典型负荷工况点提升抽汽供热压力试验，其中Pe2为现行机组深度调峰低限值，将Pe1-Pe2负荷段等分成若干负荷点；
步骤3：取第i个负荷点Pi，先逐渐关小A低压缸进汽蝶阀，再热冷段或再热热段抽汽供热压力随之上升，当满足供热用户最低压力需求时，停止关小A低压缸进汽蝶阀；
步骤4：当A低压缸进汽蝶阀已关小至最低开度，再热冷段或再热热段抽汽供热压力仍未满足供热用户最低压力需求时，则保持A低压缸进汽蝶阀在最小开度运行，同时关小B低压缸进汽蝶阀，直到供热抽汽压力满足用户最低需求为止；
步骤5：重复上述步骤3-4，得到Pe1-Pe2低负荷段各典型工况点提升再热冷段或再热热段抽汽供热压力满足供热用户最低压力需求的试验方法及相关参数。
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