一种基于中调门参调的宽负荷中压供热方式

摘要

本发明涉及一种基于中调门参调的宽负荷中压供热方式。首先，统计电厂对应机组全年平均负荷，根据热力计算找出在该平均负荷下接近供热抽汽参数的位置，以平均负荷作为设计点，以该位置作为供热抽汽口。在设计点负荷以上，抽汽压力无需进行压力调节；在设计点负荷以下，通过中调门调整抽汽压力，避免抽汽压力参数不满足要求。其次，另置二号再热器，抽出的蒸汽不经过再热管道，直接进入二号再热器。供热时，经二号再热器加热，提高蒸汽温度后用于工业供热。非供热时，从二号再热器出来的蒸汽经减温减压后，回到再热冷段管道。本发明针对中压供热提出一个新方式，解决高品质蒸汽浪费、供热参数不足的问题,实现高效、可靠、持续、可调峰供热。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于中调门参调的宽负荷中压供热方式，属于火力发电热电联产领域技术领域。

背景技术

热电联产是减低机组排放，提高电厂经济收益的有效手段。随着我国生物制药、化工等行业的蓬勃发展，对高参数蒸汽（4MPa~7MPa）的需求日益增长。大型火力发电机组锅炉效率较小锅炉燃烧效率高，脱硫脱硝等设备配备完善，环保监管严格，是提供高参数蒸汽的清洁来源；大型火力发电机组发电效率高，设备安全性高，是提供高参数蒸汽的可靠、稳定来源。目前利用大型火力发电机组提供高参数蒸汽的方式主要是将高品质蒸汽进行减温减压处理，或者是在汽轮机再热管道上打孔抽汽，但上述方法均存在不足，如：1、主蒸汽直接减温减压供热，经济性损失较大。2、主蒸汽带小背压机，利用背压机排汽供热，其本质上仍是减温减压，可回收部分电负荷，但小背压机发电效率远低于大型机组，且高参数小背压机需用与大机一样的高温合金材料，造价昂贵。3、再热管道上打孔抽汽，所供蒸汽压力（通常为3~5MPa）、温度无法满足需求，特别是低负荷工况。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种使得机组具备宽负荷供热能力，并提升机组综合经济性的基于中调门参调的宽负荷中压供热方式。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于中调门参调的宽负荷中压供热方式，该供热方式统计电厂机组的平均负荷，并根据热力计算找出在该平均负荷下最接近供热抽汽参数的位置；以平均负荷作为设计点，以该位置作为供热抽汽口，在设计点负荷以下，通过设置于再热热段管道上的中调门调整抽汽压力。

对上述技术方案的进一步设计为：所述电厂机组设置有二号再热器，所述二号再热器进汽管道与供热抽汽口连接，二号再热器出汽管道与供热管道连接。

所述二号再热器出汽管道还与再热冷段管道连接。

所述二号再热器出汽管道与再热冷段管道之间的管道上设有减温减压器和截止阀。

所述供热管道上设有抽汽止回阀、抽汽调节阀和抽汽关断阀。

在设计点负荷以下，利用中调门调整抽汽压力的方法为：逐渐减小中调门开度，直到供热抽汽口压力达到供热需求值时，对外供汽；并通过抽汽调节阀调整抽汽流量。

所述电厂机组包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸的再热蒸汽出口与再热冷段管道连接，再热冷段管道与再热器入口连接，再热器出口与再热热段管道连接，再热热段管道与中压缸连接。

所述供热抽汽口位于高压缸上。

所述高压缸的内缸在供热抽汽口处设有抽汽通道，高压缸外缸在对应位置设有开孔，外缸外侧沿开孔周向堆焊有连接平台，所述连接平台焊接有抽汽短管，所述抽汽短管与抽汽管道连接；所述内缸与外缸之间设置抽汽插管。

所述中压缸与低压缸之间设有推力轴承，供热时对机组推力进行重新校核和设计的方法为：在允许范围内放大纯凝工况机组正向推力，保证抽汽工况下，负向推力增大后负向推力也在允许范围内；增大推力轴承面积，同时增大推力轴承润滑油量。

本发明的有益效果为：

本发明的中压供热方式根据年平均负荷进行供热设计，能最大程度提高机组供热的灵活性及经济性。

供热抽汽口取在高压通流部分，供热压力高达4~7MPa，温度可达500℃以上，同时可降低锅炉再热器干烧的危险。

在设计点负荷以下时，利用中调门进行调节，可以保证机组在较低负荷时也能具备抽汽能力；在高负荷时，中调门全开减少节流损失。

将年平均负荷作为设计匹配点，保证机组在一年中大部分时间供热参数正好处于供热需求压力附近，使得机组具备宽负荷供热能力，极大的提升机组综合经济性。

本发明针对中压供热（4MPa~7MPa）提出一个新方式，解决高品质蒸汽浪费、供热参数不足的问题,实现高效、可靠、持续、可调峰供热。

附图说明

图1为本发明实施例中中压供热系统示意图；

图2为本发明实施例中高压缸在供热抽汽口处示意图。

图中：1-中调门、2-供热抽汽口、3-推力轴承定位面、4-推力轴承非定位面、5-抽汽止回阀、6-抽汽调节阀、7-抽汽关断阀、8-二号再热器、81-再热器、9-减温减压器、10-截止阀、11-内缸、12-抽汽插管、13-外缸、14-抽汽短管、15-抽汽管道。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本实施例的一种基于中调门参调的宽负荷中压供热方式，应用于电厂火力发电机组中，如图1所示，本实施例的中压供热方式用到的供热系统，包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，中压缸与低压缸之间设有推力轴承，推力轴承靠近中压缸一侧为推力轴承非定位面4，靠近低压缸一侧为推力轴承定位面3；所述高压缸的再热蒸汽出口与再热冷段管道连接，再热冷段管道与再热器81进汽口连接，再热器出汽口与再热热段管道连接，再热热段管道与中压缸连接，再热热段管道上设有中调门1。

所述高压缸上设有供热抽汽口2，该系统中还设置有二号再热器8，所述二号再热器8进汽管道与供热抽汽口2连接，二号再热器8出汽管道与供热管道连接，所述供热管道上设有抽汽止回阀5、抽汽调节阀6和抽汽关断阀7。二号再热器8出汽管道还通过管道与再热冷段管道连接，二号再热器8出汽管道与再热冷段管道之间的管道上设有减温减压器9和截止阀10。

本实施例的供热方式，首先，统计电厂对应机组全年平均负荷，根据热力计算找出在该平均负荷下最接近供热抽汽参数的位置，以该平均负荷作为设计点，以该位置作为供热抽汽口。例如，某机组年平均负荷为70%，抽汽压力要求为4.5MPa，热力计算得出70%负荷时高压第6级后压力为4.6MPa，第7级后压力为4.2MPa，则选择第6级后作为抽汽口。在设计点负荷以上，抽汽压力无需进行压力调节，避免高品质蒸汽的能源损耗；在设计点负荷以下，通过中调门1调整抽汽压力，避免抽汽压力参数不满足要求。

其次，本实施例在在锅炉炉膛内另置二号再热器8，从供热抽汽口2抽出的蒸汽不经过再热管道，直接进入二号再热器8。供热时，经二号再热器8加热，提高蒸汽温度后用于工业供热。这样做的好处，一是提升蒸汽温度，二是维持住较高的蒸汽压力，从而避免了高品质蒸汽浪费。非供热时，从二号再热器8出来的蒸汽经减温减压后，回到再热冷段管道，经锅炉汇入再热热段管道，然后进入中压缸。

本实施例由于在高压缸上设有供热抽汽口2，因此需要在汽缸上半设置插管抽汽装置，结构如图2所示，汽轮机高压内缸11采用铸造工艺制成，在选定的供热抽汽口处铸出抽汽通道，内缸11外侧铸出连接法兰。

高压外缸13上半在对用位置进行补充开孔，外侧沿开孔周向堆焊出连接平台，连接平台与抽汽短管14焊接，抽汽短管14与抽汽管道15连接，引出蒸汽。为保证机组检修，抽汽短管14与抽汽管道15之间以法兰连接。

内缸11与外缸13之间设置抽汽插管12，蒸汽从供热抽汽口抽出，经抽汽插管12引出至抽汽管道15。抽汽插管12与内缸11之间由法兰密封，与外缸13之间靠密封环密封。

本实施例的中压供热方式在低负荷时的压力调节方式如下：

在低负荷工况抽汽压力不满足时，通过关小中调门1开度来提高抽汽压力。对中调门1进行优化设计，使其具备良好的调节性能，满足抽汽压力调整的需求。

由于机组从高压通流部分抽汽，高压抽口前压差增大，中压部分压差减小，造成机组抽汽工况负向推力增大。因此该供热方式必须对机组推力进行重新校核和设计。采取的措施如下：在允许范围内适当放大纯凝工况机组正向推力，保证抽汽工况下，负向推力增大后负向推力也在允许范围内；增大推力轴承面积，提高轴承承载能力，同时增大推力轴承润滑油量。

本实施例的中压供热方式的工作过程如下：

供热时，关闭截止阀10，开启抽汽止回阀5抽汽调节阀6和抽汽关断阀7。蒸汽经二号再热器8提高蒸汽温度后用于工业供热。在设计点负荷以上，中调门1无需参调，供热抽汽口2参数满足供热需求，由抽汽调节阀6调整抽汽流量；在设计负荷点以下，中调门1逐渐减小开度，直到供热抽汽口2压力达到供热需求值时，方可对外供汽，并由抽汽调节阀6调整抽汽流量。

非供热时，关闭抽汽止回阀5抽汽调节阀6和抽汽关断阀7，开启截止阀10。蒸汽从二号再热器8出来，经减温减压器9后，回到再热冷段管道，经锅炉汇入再热热段管道，然后进入中压缸。

本发明的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。