本發(fā)明涉及一種利用機(jī)組旁路供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

圖1為某廠200mw供熱機(jī)組工況圖，在供熱量一定的情況下(圖中采暖抽汽量為350t/h)，其調(diào)峰上限為機(jī)組最大連續(xù)進(jìn)汽量所對應(yīng)的電負(fù)荷(圖1a點(diǎn)對應(yīng)的負(fù)荷)；調(diào)峰下限為在該抽汽量下與低壓缸最小排汽量限制線交點(diǎn)所對應(yīng)的電負(fù)荷(圖1b點(diǎn)對應(yīng)的負(fù)荷)。區(qū)間ab所對應(yīng)的區(qū)域，即為熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在一定熱負(fù)荷下的調(diào)峰范圍。很明顯，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供熱運(yùn)行時(shí)，其調(diào)峰能力相比純凝運(yùn)行時(shí)非常有限的。如前所述，當(dāng)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行至低壓缸最小排汽量限制線時(shí)，機(jī)組無法繼續(xù)調(diào)峰。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種利用機(jī)組旁路供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰系統(tǒng)及方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用機(jī)組旁路供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明涉及一種利用機(jī)組旁路供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰系統(tǒng)，包括：鍋爐、鍋爐的出汽口連通高壓缸、高壓缸排汽經(jīng)鍋爐再熱器加熱后連接中壓缸、中壓缸排汽連接低壓缸，低壓缸連接凝汽器，高壓旁路系統(tǒng)從主蒸汽管路接出，經(jīng)高壓旁路閥減壓、減溫后接至再熱冷段管路，低壓旁路系統(tǒng)蒸汽旁通汽輪機(jī)中低壓缸經(jīng)低壓旁路閥減壓、減溫后接至凝汽器，高壓缸的高旁控制閥前并接抽汽管線，所述抽汽管線上設(shè)置有控制閥組和減溫減壓裝置，所述抽汽管線連通至熱網(wǎng)加熱器。

進(jìn)一步的，在低旁控制閥及噴水減溫段后，蒸汽流態(tài)穩(wěn)定段設(shè)置抽汽管線，并在低旁至凝汽器入口處設(shè)置控制閥，利用低旁減溫減壓裝置，調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)滿足熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽要求，連接至熱網(wǎng)。

進(jìn)一步的，主蒸汽、冷再管道間并聯(lián)安裝有減溫減壓裝置及管道。

本發(fā)明利用機(jī)組旁路供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰方法，包括：僅高壓旁路運(yùn)行供熱、僅低壓旁路運(yùn)行供熱或高低壓旁路聯(lián)合供熱

僅低壓旁路運(yùn)行供熱為：機(jī)組調(diào)峰期間，調(diào)峰功率降至原有供熱抽汽流量對應(yīng)低壓缸最小排氣流量工況點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉新增低旁至凝汽器入口控制閥，開啟低旁控制閥及減溫器和補(bǔ)償抽汽閥組補(bǔ)償熱網(wǎng)負(fù)荷，降低原供熱抽汽量以進(jìn)一步降低電功率；

高低壓旁路聯(lián)合供熱是指通過高壓旁路的蒸汽，經(jīng)再熱器加熱后通過低壓旁路進(jìn)行供熱。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

當(dāng)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行至低壓缸最小排汽量限制線時(shí)，機(jī)組無法繼續(xù)調(diào)峰。本發(fā)明使蒸汽直接通過旁路用于補(bǔ)償供熱負(fù)荷，不但可實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰，也完全有可能使機(jī)組調(diào)峰期間，調(diào)峰深度進(jìn)入有償調(diào)峰補(bǔ)償基準(zhǔn)范圍。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是某廠200mw熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組工況圖；

圖2是本發(fā)明熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組高壓旁路改造后系統(tǒng)示意圖；

圖3是本發(fā)明熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組低壓旁路改造后系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參見圖2和圖3，本發(fā)明一較佳實(shí)施例所述的一種利用機(jī)組旁路供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰系統(tǒng)。

高壓旁路供熱改造

高壓旁路系統(tǒng)從主蒸汽管路接出，經(jīng)高壓旁路閥減壓、減溫后接至再熱冷段管路。

在原機(jī)組高旁控制閥前增加帶抽汽管線的補(bǔ)償抽汽管線，并增設(shè)適當(dāng)控制閥組和減溫減壓裝置，調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)滿足熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽要求，連接至熱網(wǎng)。

機(jī)組調(diào)峰期間，調(diào)峰功率降至原有供熱抽汽流量對應(yīng)低壓缸最小排氣流量工況點(diǎn)時(shí)，開啟高壓旁路補(bǔ)償抽汽閥組補(bǔ)償熱網(wǎng)負(fù)荷，同時(shí)降低原供熱抽汽量以進(jìn)一步降低電功率。

改造后的影響

(1)對鍋爐運(yùn)行影響

此方案改變了原有汽水循環(huán)，將原本應(yīng)進(jìn)入高壓缸做功后蒸汽直接引出用于熱網(wǎng)加熱，減少了進(jìn)入再熱器蒸汽量，將引起再熱器溫度升高，需考慮保護(hù)再熱器降溫措施。高溫再熱器的計(jì)算金屬壁溫與電廠實(shí)測溫度,和安全使用極限溫度之間范圍，應(yīng)作為高旁補(bǔ)償抽汽量的主要參考。

近年來一些純凝機(jī)組為提高經(jīng)濟(jì)性，如已進(jìn)行高旁抽汽供熱改造或再熱器實(shí)測溫度已接近極限溫度且無有效降溫措施，則應(yīng)選用其他方案。

(2)對汽輪機(jī)運(yùn)行影響

本方案采用的旁路抽汽來源于高壓旁路控制閥前端，汽源位于汽輪機(jī)主汽門之前，將不會對機(jī)組軸系及汽機(jī)各級配汽產(chǎn)生直接功能性影響，不會影響機(jī)組原設(shè)計(jì)抽汽工況及熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行安全。

新增閥組不影響原有旁路系統(tǒng)主要路徑和尺寸，不改變原有高壓旁路功能及保護(hù)特性。由于此種工況旁路管線參與機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)增加必要預(yù)熱管路，避免了蒸汽通過時(shí)對系統(tǒng)管路產(chǎn)生熱沖擊。

低壓旁路供熱改造

低壓旁路系統(tǒng)蒸汽旁通汽輪機(jī)中低壓缸經(jīng)低壓旁路閥減壓、減溫后接至凝汽器。

低壓旁路的改造內(nèi)容

在原機(jī)組低旁控制閥及噴水減溫段后，蒸汽流態(tài)穩(wěn)定段增加抽汽管線，并在原低旁至凝汽器入口處增加控制閥，利用原低旁減溫減壓裝置，調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)滿足熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽要求，連接至熱網(wǎng)。

低壓旁路實(shí)施供熱改造后，在運(yùn)行方式上可以采取低壓旁路直接供熱、高低壓旁路聯(lián)合供熱方式，下面就兩種運(yùn)行方式進(jìn)行說明。

僅低壓旁路運(yùn)行供熱

(1)改造后機(jī)組調(diào)峰能力分析

機(jī)組調(diào)峰期間，調(diào)峰功率降至原有供熱抽汽流量對應(yīng)低壓缸最小排氣流量工況點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉新增低旁至凝汽器入口控制閥，開啟低旁控制閥及減溫器和補(bǔ)償抽汽閥組補(bǔ)償熱網(wǎng)負(fù)荷，降低原供熱抽汽量以進(jìn)一步降低電功率。

改造后的影響

a)對鍋爐運(yùn)行影響

低旁改造方案抽汽引自再熱器出口，將不會直接對鍋爐、環(huán)保設(shè)施產(chǎn)生功能上影響。

b)對汽輪機(jī)運(yùn)行影響

此方案改變了原機(jī)組熱力循環(huán)，將原本應(yīng)進(jìn)入中、低壓缸做功蒸汽直接引出用于熱網(wǎng)加熱，減少了進(jìn)入中、低壓缸蒸汽量，將引起汽輪機(jī)各級配汽改變，應(yīng)重新進(jìn)行軸向推力核算，新核算后的中低壓通流各級動靜部件強(qiáng)度不超過設(shè)計(jì)值，抽汽后脹差和軸位移變化不超過設(shè)計(jì)值。關(guān)于新增低壓旁路補(bǔ)償抽汽的最大抽汽負(fù)荷，需針對具體機(jī)組具體分析后給出。

新增低旁閥組由于增加了旁路至凝汽器入口控制閥，應(yīng)考慮與原旁路控制閥連鎖邏輯，使用旁路功能時(shí)可以同時(shí)開啟。

近年來一些純凝機(jī)組已對中低壓聯(lián)通管或高壓缸排氣進(jìn)行改造用于供熱，或者已對機(jī)組冷再熱段加以抽汽利用，這樣使得機(jī)組各項(xiàng)限值已接近限值，應(yīng)考慮其他方案。

高低壓旁路聯(lián)合運(yùn)行供熱

(1)改造后機(jī)組調(diào)峰能力分析

高低壓旁路聯(lián)合供熱是指通過高壓旁路的蒸汽，經(jīng)再熱器加熱后通過低壓旁路進(jìn)行供熱。因此，高低旁路聯(lián)合供熱方式其調(diào)峰能力、供熱能力與高壓旁路抽汽供熱方案一致，即對于200mw熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，有60t/h新蒸汽通過高低壓旁路對外供熱，可降低電功率15.36mw，增加供熱20.25mw。

(2)改造后的影響

a)對鍋爐運(yùn)行影響

高旁排汽經(jīng)減溫減壓流經(jīng)再熱器，開啟旁路期間應(yīng)注意監(jiān)視調(diào)節(jié)鍋爐再熱器溫度至正常范圍。

b)對汽輪機(jī)運(yùn)行影響

機(jī)組按此方案運(yùn)行，當(dāng)經(jīng)高旁的蒸汽量與低旁的蒸汽量相匹配時(shí)，將不會對機(jī)組軸系及汽機(jī)各級配汽產(chǎn)生直接功能性影響。但如何控制高低壓旁路蒸汽流量相匹配，是機(jī)組改造后運(yùn)行的關(guān)鍵。

此方案高旁部分完全利用原有旁路，低旁部分增加的抽汽閥組，需注意的問題與低壓旁路抽汽供熱方案相同。

旁路系統(tǒng)增容供熱改造

改造內(nèi)容

高壓旁路系統(tǒng)改造：更換高旁閥，增加高旁閥容量；高旁閥前、后管道更換，增大高旁閥口徑及高旁閥進(jìn)出口管道的管徑。也可在主蒸汽、冷再管道間并聯(lián)安裝減溫減壓裝置及管道，增加高旁容量。

低壓旁路系統(tǒng)改造：更換低旁閥，增加低旁閥容量；低旁閥前、后管道更換，增大低旁閥口徑及低旁閥進(jìn)出口管道的管徑；低旁閥后增加兩道蝶閥，增加低旁至熱網(wǎng)聯(lián)通管道。也可與低旁系統(tǒng)并聯(lián)安裝減溫減壓裝置及管道，進(jìn)行供熱。

兩臺機(jī)組熱網(wǎng)系統(tǒng)改造：連接兩臺機(jī)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽管道、熱加疏水管道，適應(yīng)機(jī)組系統(tǒng)改造后鍋爐直接供熱能力的增加。

除氧器、汽動給水泵汽源系統(tǒng)改造：核算冷再至輔汽聯(lián)箱的通流量，滿足除氧器及汽動給水泵用汽量需求；核算輔汽至除氧器進(jìn)汽調(diào)整門通流量，保證除氧器能夠在設(shè)計(jì)壓力用汽量。

其它：相應(yīng)改造部分支吊架及測點(diǎn)；對高、低壓旁路系統(tǒng)保護(hù)進(jìn)行邏輯優(yōu)化，使機(jī)組旁路系統(tǒng)能夠適應(yīng)旁路供熱的要求。

改造的主要原則

原有旁路系統(tǒng)主要路徑不變，只進(jìn)行局部增容改造；既不能改變旁路系統(tǒng)原有功能，又不能影響到機(jī)組原采暖供汽方式和能力；

經(jīng)旁路系統(tǒng)進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器的進(jìn)汽參數(shù)，應(yīng)滿足現(xiàn)有熱網(wǎng)加熱器的設(shè)計(jì)要求；

高、低壓旁路系統(tǒng)的通流能力，按機(jī)組停高加工況設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行校核；

改造后高低加不投用，僅投用除氧器，利用再熱冷段的蒸汽作為汽源；汽動給水泵的汽源亦由再熱冷段提供。

改造后鍋爐、熱網(wǎng)系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)施，應(yīng)能安全穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。

改造后機(jī)組調(diào)峰能力分析

機(jī)組僅保持鍋爐運(yùn)行，可經(jīng)旁路系統(tǒng)提供180％～200％供熱能力的熱負(fù)荷，對于200mw機(jī)組電負(fù)荷可減少140mw，對于300mw機(jī)組電負(fù)荷可減少220mw。

改造后鍋爐及熱網(wǎng)系統(tǒng)，能夠安全穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，環(huán)保設(shè)施正常投用、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

改造后影響

對鍋爐、汽輪機(jī)運(yùn)行影響

由于改造后運(yùn)行方式不同于機(jī)組啟動方式，旁路系統(tǒng)在供熱模式下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)解除凝汽器真空低聯(lián)鎖關(guān)閉低壓旁路閥門的保護(hù)；為有效保障系統(tǒng)安全性，在設(shè)計(jì)熱工保護(hù)中增加熱網(wǎng)加熱器跳閘聯(lián)鎖系統(tǒng)閥門及鍋爐mft邏輯保護(hù)回路功能，可進(jìn)一步增大熱網(wǎng)加熱器及系統(tǒng)安全性。

對環(huán)保設(shè)施影響

旁路系統(tǒng)增容改造后，鍋爐負(fù)荷接近甚至達(dá)到鍋爐brl工況的熱負(fù)荷，機(jī)組盡管給水溫度偏低，脫硝也能投入。因此，環(huán)保設(shè)施能夠正常運(yùn)行。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。