CN113175363A - 一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法，包括汽轮机组汽水***及增设***。增设主蒸汽连通母管、再热冷段蒸汽连通母管、再热热段蒸汽连通母管和高压加热器***进水连通母管。部分机组锅炉停运、热备用或二班制运行时，可通过控制各母管与机组间连接阀组使停炉机组汽轮机获得主、再热蒸汽，并回收停炉机组冷再热蒸汽，实现停炉不停机，此外，通过调整可实现某台机组高压缸进汽量减小、高压回热***不工作，给水进入其他机组中进行加热，从而显著提高给水温度。采用本发明方法，机组在“少炉多机”运行工况下，可实现进一步的“机、炉解耦”，在投运锅炉正常运行条件下，进一步降低深度调峰运行工况下的汽轮发电机组输出电动率。

Description

一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法

技术领域

本发明属于热力发电领域，具体涉及一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法。

背景技术

现代科学技术暂时还不能解决大容量电能的经济性存储问题，电网中发供电设备的出力必须时刻与变动着的用电负荷保持动态平衡。随着国民经济的不断发展和用电结构的变化，电力***面临电网峰谷差偏大，调峰能力不足的矛盾。另一方面，光电、风电等新型清洁能源的大量投用，大规模间歇性能源的并网发电，加剧了电网的波动性，因此电网对火电机组参与调峰甚至是深度调峰提出了更高的要求。

目前，国内大容量火力发电厂广泛采用单元制的运行方法，即一台锅炉为一台汽轮机供应蒸汽，汽轮机带动发电机进行发电，形成一个锅炉-汽轮机-发电机的独立发电单元。各个独立单元之间基本无横向联系。由于锅炉设备的正常运行对机组负荷存在最低限值，从而限制了深度调峰运行工况下的机组最低负荷值，极大降低了机组深度调峰运行工况下的灵活性；此外，在锅炉设备需要进行检修、出现故障、机组两班制运行、机组热备用状态或其他需要停运锅炉设备的时候，配套的汽轮机以及发电机也会被迫同时停止，这样极大地影响了机组的运行灵活性和发电量。

近年来，随着火电机组升级改造工作的不断推进，迫切需要提出一种能够实现大容量火电机组间锅炉与汽轮机互连的***以及运行方法，来提升机组深度调峰运行工况下的灵活性以及锅炉设备事故状态下的机组发电量。

目前，国内电力市场火电机组占比仍然很大，而“碳达峰”、“碳中和”的远景战略目标已经制定，这将在未来很长一段时间内促进新能源发电装机蓬勃增长。为了维持电网稳定，除了配备相应的储能***外，电网将对火力发电企业机组提出更高要求，未来火电机组将更多承担调峰任务，尤其是深度调峰任务。

但是，锅炉设备即使在进行了“低负荷稳燃”技术改造及优化后，调峰能力仍受到较大限制；进行了“热电解耦”改造的机组，也仅能在供热工况下才能够在一定范围内提高机组灵活性。

此外，火电机组在深度调峰工况下，由于锅炉设备、汽轮机设备的运行状态与设计状态存在较大差别，机组整体效率显著下降。例如，当机组单元制运行时，由于汽轮机进汽量减小，导致高压缸抽汽压力显著降低，从而导致给水温度随之降低，从而间接导致机组整体能耗显著上升。

因此，为了满足国家战略要求，火电机组必须提高机组深度调峰能力，为了提高火电机组盈利水平，提高深度调峰工况下的经济性成为了必然选择。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法，从而实现提升机组深度调峰运行工况下的多台机组间负荷分配，并使机组在锅炉停运情况下，仍具有发电能力。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种调整高压缸做功的母管制连接***，包括汽轮机组汽水***及增设***；其中，增设***包括：主蒸汽连通母管、再热冷段蒸汽连通母管、再热热段蒸汽连通母管和高压加热器***进水连通母管；

主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口阀组与汽轮机进汽阀组之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀；

再热冷段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热冷段蒸汽管道，连接点介于汽轮机高压缸出口与锅炉再热器蒸汽入口阀组之间的管道上，连接点至再热冷段蒸汽连通母管间设置单机至再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；

再热热段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热热段蒸汽管道，连接点介于锅炉再热器蒸汽出口阀组与汽轮机中压缸入口之间的管道上，连接点至再热热段蒸汽连通母管间设置单机至再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；

高压加热器***进水连通母管连接各机组高压加热器***进水管道，连接点介于给水泵出口与高压加热器***进水口之间的管道上，连接点至高压加热器***进水连通母管间设置单机至高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组，在连接点与高压加热器***进水口之间设置给水泵后隔离、控制阀组。

本发明进一步的改进在于，汽轮机组汽水***包括锅炉1、2、……、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热***的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热***的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热***、除氧器、给水泵与高压加热***的进出水口依次相连通，高压加热***的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。

本发明进一步的改进在于，当只有两台机组时，两台机组管道设备间使用配备隔离、控制阀组的连通管连接。

一种调整高压缸做功的母管制连接***的运行方法，该方法基于所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括：

当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组、再热冷段与热段蒸汽隔离阀组，防止蒸汽倒流至停运锅炉中；打开锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其它机组的锅炉同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；打开再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，1号机组冷再热蒸汽进入再热冷段蒸汽连通母管，其他机组的锅炉对1号机再热冷段蒸汽进行加热；打开再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其他机组的锅炉对1号汽轮机和本机组中压缸供应再热热段蒸汽；1号机高压缸不进行抽汽，高压加热器***不工作；1号机不进行三段抽汽，第三级高压加热器不工作；蒸汽经过低压缸后进入凝汽器，凝结水经过凝结水泵输送至低压加热器***加热后，进入除氧器；关闭给水泵后隔离、控制阀组，打开高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组，给水经由给水泵输送至高压加热器***进水连通母管，然后送至其他机组高压加热器***进行加热。

本发明进一步的改进在于，锅炉停运指的是在锅炉检修、故障、机组两班制运行、机组热备用状态，以及其它所有对于锅炉设备有计划或者意外停运的情况。

本发明进一步的改进在于，阀组指的是用到的调节阀、隔离阀。

本发明进一步的改进在于，阀的种类为电动阀、气动阀、液动阀和手动阀。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

(1)采用本发明方法，机组可实现“少炉多机”运行方式，从而实现“机、炉解耦”功能，即部分锅炉停运情况下，各台汽轮发电机仍然能够正常运行发电；

(2)采用本发明方法，由于机组可以实现“少炉多机”运行，因此可以显著提高多台机组整体的深度调峰能力；

(3)采用本发明方法，可通过调整进入某台机组的主蒸汽流量，同时停运某台机组高压缸抽汽，并将高压给水输送至负荷高压缸做功较大的汽轮机高压加热器中，从而实现提高给水温度的目的，可提高深度调峰运行工况下的机组运行效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记说明(Pn指第n台机组的泵，Vn指第n台机组的阀门)：

Pn-1、给水泵，

Pn-2、凝结水泵，

Vn-1、主蒸汽连通母管控制、隔离阀组，

Vn-2、锅炉主蒸汽控制、隔离阀组，

Vn-3、再热冷段段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，

Vn-4、再热冷段蒸汽控制、隔离阀组，

Vn-5、再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，

Vn-6、再热热段蒸汽控制、隔离阀组，

Vn-7、高压缸进汽控制、隔离阀组，

Vn-8、中压缸进汽控制、隔离阀组，

Vn-9、低压缸进汽控制、隔离阀组，

Vn-10、高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组，

Vn-11、给水泵后隔离、控制阀组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明提供的一种调整高压缸做功的母管制连接***，包括常规锅炉、汽轮机组汽水***及增设***。其中，增设***包括：主蒸汽连通母管、再热冷段蒸汽连通母管、再热热段蒸汽连通母管、高压缸抽汽连通母管、除氧器抽汽连通母管、三段抽汽连通母管、最终给水连通母管、中压缸排汽连通母管、低压缸抽汽连通母管、凝汽器热井倒水泵、凝汽器热井水连通母管及相应控制、关断阀组。

其中，所述的汽轮机组汽水***包括锅炉1、2、……、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热***的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热***的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热***、除氧器、给水泵与高压加热***的进出水口依次相连通，高压加热***的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。

所述的增设***中主蒸汽连通母管连接方式为：主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口阀组Vn-2与汽轮机进汽阀组Vn-7之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀组Vn-1。

所述的增设***中再热冷段蒸汽连通母管连接方式为：再热冷段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热冷段蒸汽管道，连接点介于汽轮机高压缸出口与锅炉再热器蒸汽入口阀组Vn-4之间的管道上，连接点至再热冷段蒸汽连通母管间设置单机至再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组Vn-3。

所述的增设***中再热热段蒸汽连通母管连接方式为：再热热段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热热段蒸汽管道，连接点介于锅炉再热器蒸汽出口阀组Vn-6与汽轮机中压缸进汽阀组Vn-8之间的管道上，连接点至再热热段蒸汽连通母管间设置单机至再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组Vn-5。

所述的增设***中高压加热器***进水连通母管的连接方式为：高压加热器***进水连通母管连接各机组高压加热器***进水管道，连接点介于给水泵Pn-1出口与高压加热器***进水口之间的管道上，连接点至高压加热器***进水连通母管间设置单机至高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组Vn-10，在连接点与高压加热器***进水口之间设置给水泵后隔离、控制阀组Vn-11。

本发明提供一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括如下操作内容：

当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组V1-2、再热冷段蒸汽隔离阀组V1-4与再热热段蒸汽隔离阀组V1-6，防止蒸汽倒流至停运锅炉中。打开1号机组锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组V1-1，并打开其它运行机组锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组Vm-1(m＝2,3,4,…,n，为其它运行机组编号，可以是多台机组)，其它机组的锅炉可以同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；打开再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组V1-3，1号机组冷再热蒸汽进入再热冷段蒸汽连通母管，并打开其它运行机组再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组Vm-3，其他机组的锅炉对1号机再热冷段蒸汽进行加热；打开再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组V1-5，并打开其它运行机组再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组Vm-5，其他机组的锅炉对1号汽轮机和本机组中压缸供应再热热段蒸汽；1号机高压缸不进行抽汽，高压加热器***不工作；1号机不进行三段抽汽，第三级高压加热器不工作；蒸汽经过低压缸后进入凝汽器，凝结水经过凝结水泵P1-2输送至低压加热器***加热后，进入除氧器；关闭给水泵后隔离、控制阀组V1-11，打开高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组V1-10，给水经由给水泵输送至高压加热器***进水连通母管，然后送至其他机组高压加热器***进行加热。

表1是机组在常规单元制运行工况下***主要阀门、设备的运行状态和利用本发明方法在少炉多机运行工况下***主要阀门、设备的运行状态的对比。

表1以两台机组为例，单元制运行为两台机组均正常运行，少炉多机制运行为1号机组锅炉停运，2号机组锅炉同时给1号机组汽轮机和2号机组汽轮机供应主蒸汽。

本发明提供的一种调整高压缸做功的母管制连接***及运行方法，机组可实现在“少炉多机”运行，从而实现一定的“机、炉解耦”运行功能，在投运锅炉正常运行条件下，进一步降低深度调峰运行工况下的汽轮发电机组输出电动率。利用本发明，在深度调峰运行工况下，可实现停炉机组的高压回热***不工作，停炉机组高压缸不抽汽，蒸汽大部分输送至低压缸做功，提高多台机组平均的低压缸实际运行效率。

Claims (8)

1.一种调整高压缸做功的母管制连接***，其特征在于，包括汽轮机组汽水***及增设***；其中，增设***包括：主蒸汽连通母管、再热冷段蒸汽连通母管、再热热段蒸汽连通母管和高压加热器***进水连通母管；

主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口阀组与汽轮机进汽阀组之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀；

再热冷段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热冷段蒸汽管道，连接点介于汽轮机高压缸出口与锅炉再热器蒸汽入口阀组之间的管道上，连接点至再热冷段蒸汽连通母管间设置单机至再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；

再热热段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热热段蒸汽管道，连接点介于锅炉再热器蒸汽出口阀组与汽轮机中压缸入口之间的管道上，连接点至再热热段蒸汽连通母管间设置单机至再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；

高压加热器***进水连通母管连接各机组高压加热器***进水管道，连接点介于给水泵出口与高压加热器***进水口之间的管道上，连接点至高压加热器***进水连通母管间设置单机至高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组，在连接点与高压加热器***进水口之间设置给水泵后隔离、控制阀组。

2.根据权利要求1所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***，其特征在于，汽轮机组汽水***包括锅炉1、2、……、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热***的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热***的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热***、除氧器、给水泵与高压加热***的进出水口依次相连通，高压加热***的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。

3.根据权利要求1所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***，其特征在于，当只有两台机组时，两台机组管道设备间使用配备隔离、控制阀组的连通管连接。

4.一种调整高压缸做功的母管制连接***的运行方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至3中任一项所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括：

当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组、再热冷段与热段蒸汽隔离阀组，防止蒸汽倒流至停运锅炉中；打开锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其它机组的锅炉同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；打开再热冷段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，1号机组冷再热蒸汽进入再热冷段蒸汽连通母管，其他机组的锅炉对1号机再热冷段蒸汽进行加热；打开再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其他机组的锅炉对1号汽轮机和本机组中压缸供应再热热段蒸汽；1号机高压缸不进行抽汽，高压加热器***不工作；1号机不进行三段抽汽，第三级高压加热器不工作；蒸汽经过低压缸后进入凝汽器，凝结水经过凝结水泵输送至低压加热器***加热后，进入除氧器；关闭给水泵后隔离、控制阀组，打开高压加热器***进水连通母管隔离、控制阀组，给水经由给水泵输送至高压加热器***进水连通母管，然后送至其他机组高压加热器***进行加热。

5.根据权利要求4所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***的运行方法，其特征在于，锅炉停运指的是在锅炉检修、故障、机组两班制运行、机组热备用状态，以及其它所有对于锅炉设备有计划或者意外停运的情况。

6.根据权利要求4所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***的运行方法，其特征在于，阀组指的是用到的调节阀。

7.根据权利要求4所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***的运行方法，其特征在于，阀组指的是用到的隔离阀。

8.根据权利要求6或7所述的一种调整高压缸做功的母管制连接***的运行方法，其特征在于，阀的种类为电动阀、气动阀、液动阀和手动阀。

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