一種火力發(fā)電單元機組的中壓缸快速啟動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種單元制火力發(fā)電機組快速啟動系統(tǒng)的改進，針對于采用中壓缸啟動方式的機組。屬于燃煤發(fā)電領(lǐng)域，尤其適用于大中型燃煤發(fā)電單元機組。
【背景技術(shù)】
[0002]在火力發(fā)電機組焚燒大量化石燃料，排放大量有害氣體及粉塵，導(dǎo)致氣候變化以及霧霾的背景下，風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電被越來越多地引入電網(wǎng)。然而，由于可再生能源發(fā)電的間歇性和不可控性，電網(wǎng)需要越來越大的備用容量。一方面，基于我國目前以煤炭為燃料的火力發(fā)電占有相當(dāng)大比重的具體國情，會有大量的火力發(fā)電機組長期低負荷運行，以實現(xiàn)在保證足夠的備用發(fā)電容量的同時，保證調(diào)峰性能。然而，火力發(fā)電機組在低負荷下運行，會使其效率大幅降低，粗略估算，在發(fā)出同樣多的電能情況下，低負荷發(fā)電會比滿負荷發(fā)電多消耗10%的燃料，既降低了發(fā)電的經(jīng)濟性，又增加了有害氣體及粉塵的排放；另一方面，由于燃氣輪機發(fā)電機組的啟動速度快于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電機組，目前我國電網(wǎng)中安裝了一定數(shù)量的，以天然氣為燃料的燃氣發(fā)電機組，用于平衡可再生能源發(fā)電的間歇性。然而，天然氣的價格較高并需要大量進口，若大量使用燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)峰，在推高電價的同時，也對國家的能源安全造成威脅。
[0003]一般來說，以煤炭為燃料的火力發(fā)電機組中，鍋爐和汽輪機均是由大量的厚壁金屬部件構(gòu)成，其啟動過程中首先需要將鍋爐點火并穩(wěn)定燃燒，然后再以一定速率加熱這些金屬部件至工作溫度。所以，發(fā)電機組的啟動時間很長，難以滿足為電網(wǎng)快速調(diào)峰的要求。
[0004]所以，現(xiàn)在需要有一種能夠縮短燃煤發(fā)電機組啟動時間的系統(tǒng)設(shè)計。首先，縮短機組啟動時間后，可以減少啟動期間不做功的燃料消耗，啟動費用將大大降低，并減少了啟動過程中的污染物排放。其次，若燃煤發(fā)電機組的啟動時間能夠滿足電網(wǎng)快速調(diào)峰的要求，則可以將原電網(wǎng)中部分帶低負荷燃煤機組停止掛網(wǎng)運行處于熱備用狀態(tài)，同時提高另一部分燃煤機組的負荷，提高機組運行效率。最后，若燃煤發(fā)電機組能夠達到燃氣輪機發(fā)電機組的啟動速度，則在國家層面一方面利于減少電價和電力建設(shè)的成本，另一方面保障了國家的能源安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在傳統(tǒng)燃煤(火力)發(fā)電廠單元機組汽水管路設(shè)計的基礎(chǔ)上，對其進行了改進，引入了相鄰汽輪機的蒸汽來啟動本汽輪機，即實現(xiàn)鍋爐和汽輪機的同時、分別啟動。
[0006]這種改進的目的在于實現(xiàn)處于備用狀態(tài)的汽輪機在熱態(tài)或溫態(tài)下的快速啟動，以達到對調(diào)度負荷的快速響應(yīng)，并節(jié)省機組啟動燃料。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在原有火力發(fā)單元機組的設(shè)計基礎(chǔ)上，提供一種改進的快速啟動系統(tǒng)，針對于中壓缸啟動的機組。所述系統(tǒng)改進的部分包括:再熱蒸汽切換系統(tǒng)；機組水平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個【具體實施方式】，所述再熱蒸汽切換系統(tǒng)包括:本機組蒸汽切換截止閥(VI)、本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)、鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)、鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)、本機組再熱蒸汽管路(P1)，鄰機組供氣管路(P2)。
[0009]所述本機組再熱蒸汽管路(Pl)為機組原有管道，并在其上新增兩個閥門，即本機組蒸汽切換截止閥(Vl)以及本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)。其中，本機組蒸汽切換截止閥(Vl)在本機組汽輪機啟動過程中起到隔離作用，使本機組的鍋爐與汽輪機可以分別啟動；本機組蒸汽切換截止閥(Vl)和蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)在本機組鍋爐啟動結(jié)束、蒸汽參數(shù)達到要求后，逐漸開啟以實現(xiàn)本機組蒸汽與鄰機組蒸汽向本機組聯(lián)合供汽，并最終單獨向本機組供汽。
[0010]所述鄰機組供氣管路(P2)為新增管路，由相鄰機組的主蒸汽或再熱蒸汽管路接引至本機組汽輪機中壓主汽閥前，并在其上新增兩個閥門，即鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)以及鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)。其中，鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)主要起到隔離作用。鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)在本機組啟動時調(diào)節(jié)引自相鄰機組的蒸汽溫度和壓力，使之與本機組啟動要求的參數(shù)匹配，作為本機沖動，定速，并網(wǎng)和帶初始負荷的蒸汽源。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個【具體實施方式】，所述機組水平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:機組水平衡調(diào)節(jié)閥(V5 )、去鄰機組凝結(jié)水管路(P3 )。
[0012]其中，去鄰機凝結(jié)水管路(P3)為新增管路，由本機組凝結(jié)水管路接至相鄰機組凝汽器。并在其上新增一個閥門，即機組水平衡調(diào)節(jié)閥(V5)。其目的在于將部分本機的凝結(jié)水輸送回鄰機，以達到兩臺機組汽水平衡的目的。
【附圖說明】
[0013]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明提供的一種在傳統(tǒng)燃煤(火力)發(fā)電廠單元機組汽水管路設(shè)計的基礎(chǔ)上的改進系統(tǒng)，針對于采用中壓缸啟動的機組。
[0014]附圖中點畫線內(nèi)部的區(qū)域為系統(tǒng)的改進部分，點畫線外部的區(qū)域為原有系統(tǒng)。
[0015]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0016]參考圖1，圖1所示為本發(fā)明所指出的的一種系統(tǒng)改進辦法。其中，點畫線以內(nèi)的部分為改進部分，點畫線以外的部分為原系統(tǒng)。
[0017]機組啟動時，汽輪機側(cè)在新增設(shè)的本機組蒸汽切換截止閥(Vl)和本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)關(guān)閉的情況下，打開高壓缸抽真空閥，對高壓缸進行抽真空作業(yè)，并逐步打開鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)直至全開，然后逐步打開鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)。這時，相鄰汽輪機的主蒸汽(或再熱蒸汽)通過本機組中壓主汽閥前疏水閥加熱相關(guān)管道。當(dāng)本機中壓主汽閥前蒸汽溫度達到本機啟動參數(shù)后，逐漸打開本機中壓主汽閥及中壓調(diào)速汽閥，并按中壓缸啟動程序進行本機組的沖動、升速、暖機、定速、并網(wǎng)、帶初負荷等一系列作業(yè)。
[0018]機組啟動時，鍋爐側(cè)在新增設(shè)的本機組蒸汽切換截止閥(Vl)和本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)關(guān)閉的情況下，開始進行本爐的點火和暖管作業(yè)。鍋爐點火建議首先點燃最上層燃燒器，以便于過熱器的快速加熱。鍋爐點火后，開啟本汽輪機的一級旁路閥和二級旁路閥，用本爐的蒸汽加熱本機組的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道。在升溫過程中，要以鍋爐和管道允許的最快升溫速度增加本爐燃料供應(yīng)，并以被金屬溫升速度所限制的最快的速率開大本機的一級、二級旁路閥，使得本爐蒸汽快速達到與相鄰機組來汽相匹配的參數(shù)。
[0019]本機組啟動初期高壓主汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，高壓缸處于真空狀態(tài)。當(dāng)通過一級和二級旁路閥的聯(lián)合調(diào)節(jié)使得高壓主汽閥前的蒸汽參數(shù)達到高壓缸進汽條件后，開啟高壓主汽閥和調(diào)速汽閥使高壓缸進汽并帶負荷。
[0020]本機啟動初期，當(dāng)逐步打開鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)以及鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)，相鄰機組來汽向本機供汽后，逐漸開啟新增設(shè)的機組水平衡調(diào)節(jié)閥(V5)，并通過此閥門來調(diào)節(jié)向相鄰機組的供水，以平衡相鄰機組向本機供應(yīng)蒸汽所引起的水汽不平衡。
[0021]當(dāng)本爐再熱蒸汽參數(shù)達到要求后，打開新增設(shè)的本機組蒸汽切換截止閥(VI)，逐步關(guān)小本機的一級、二級旁路閥，同時逐步打開本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)，使得本爐與鄰爐組共同為本機供汽，期間，調(diào)節(jié)一級和二級旁路閥，使其逐漸關(guān)小直至關(guān)閉。隨著本爐燃料供應(yīng)的增加，逐步提高本爐所帶負荷。當(dāng)本爐負荷提高到一定程度時(約50%左右)，逐步關(guān)小鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)直至全部關(guān)閉，最后關(guān)閉鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)，本機快速啟動結(jié)束。
[0022]此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對應(yīng)實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對它們進行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種火力發(fā)電單元機組的中壓缸快速啟動系統(tǒng)，針對采用中壓缸啟動方式的機組，該系統(tǒng)對燃煤(火力)發(fā)電廠單元發(fā)電機組的汽水系統(tǒng)進行了改進，其中，所述系統(tǒng)的改進部分包括: 再熱蒸汽切換系統(tǒng)； 機組水平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 其中，再熱蒸汽切換系統(tǒng)位于本機組再熱器出口和相鄰機組主蒸汽(或再熱蒸汽)管道，與本機組中壓主汽閥之間；機組水平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)位于本機組凝結(jié)水管路與相鄰機組的凝結(jié)水系統(tǒng)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述再熱蒸汽切換系統(tǒng)包括:本機組蒸汽切換截止閥(VI)、本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)、鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)、鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)、本機組再熱蒸汽管路(Pl)和鄰機組供氣管路(P2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述本機組蒸汽切換截止閥(Vl)和本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)串聯(lián)接入本機組再熱蒸汽管路(P1)，在順序上，本機組蒸汽切換截止閥(Vl)位于本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述的鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)和鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)串聯(lián)接入鄰機組供汽管路(P2)，鄰機組的蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V4)的出口管道連接至本機組中壓主汽閥上游的管道上，在順序上，鄰機組蒸汽切換截止閥(V3)位于鄰機組蒸汽切換減溫減壓閥(V4)上游。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述本機組再熱蒸汽管路(Pl)為原有管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述鄰機組供氣管路(P2)為新增管路，由相鄰機組的主蒸汽或再熱蒸汽管路引來，接至本機組中壓主汽閥和本機組蒸汽切換調(diào)節(jié)閥(V2)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述機組水平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:機組水平衡調(diào)節(jié)閥(V5 )和去鄰機組凝結(jié)水管路(P3 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述機組水平衡調(diào)節(jié)閥(V5)安裝在去鄰機組凝結(jié)水管路(P3)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述去鄰機組凝結(jié)水管路(P3)為新增管路，由本機組凝結(jié)水管路引出，接至相鄰機組凝結(jié)水系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火力發(fā)電單元機組的中壓缸快速啟動系統(tǒng)，針對采用中壓缸啟動方式的機組，該系統(tǒng)對火力發(fā)電廠單元發(fā)電機組的汽水系統(tǒng)進行了改進，所述改進包括：在本機組汽輪機原有再熱蒸汽管路上增加截止閥（V1）及調(diào)節(jié)閥（V2）。在本機組的凝結(jié)水管路上新增一支路，經(jīng)過調(diào)節(jié)閥（V5）后供凝結(jié)水至相鄰機組凝汽器。在相鄰機組的主蒸汽（或再熱蒸汽）管路上新增一支路，經(jīng)過截止閥（V3）及減溫減壓閥（V4）后，供蒸汽至本汽輪機中壓主汽閥前；采用本發(fā)明的系統(tǒng)，可以縮短燃煤（火力）發(fā)電廠單元機組的啟動并網(wǎng)時間，改善燃煤（火力）發(fā)電機組調(diào)峰性能。
【IPC分類】F01D19-00
【公開號】CN104775858
【申請?zhí)枴緾N201510177456
【發(fā)明人】錢誠
【申請人】錢誠
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月15日