[发明专利]汽轮机抽凝背系统及其调节方法

说明书

本发明涉及一种汽轮机抽凝背系统及其调节方法，这种汽轮机抽凝背系统包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器和供热系统，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸同轴连接，汽轮机中压缸排汽通过连通管与汽轮机低压缸连接，连通管上装有第一阀门，供热系统的供热抽汽来自汽轮机中压缸排汽；所述汽轮机中压缸与第一阀门之间还通过供热抽汽管连接有供热系统，所述供热抽汽管上设置有第二阀门；所述凝汽器与汽轮机低压缸相连；所述的阀门均具有调节和截止功能。该系统在无需更换汽轮机转子或叶片的情况下，就能实现汽轮机在纯凝工况、抽汽工况及背压工况之间切换运行。

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种汽轮机抽凝背系统及调节方法，尤其适用于进行供热的火电厂。

背景技术

目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例。对于火力发电厂，汽轮机的乏汽通常是通过空冷或者水冷方式直接排放掉的，这就造成了巨大的冷端损失。例如300MW亚临界纯凝机组的能量利用率约为38％，其中冷端损失约占45％，采用抽汽供热后机组的能量利用率提升至60％，但是仍有20％的冷凝低温余热被排放掉，这部分热量由于品位低而难以直接利用。目前回收这部分热量利用最多的技术为吸收式热泵技术与低真空供热技术，该两种技术分别有投资大、对汽轮机本体改动大等不利因素。如专利“热电厂回收吸收式热泵余热水水式供热系统(专利号201110211962.8)”，系统比较复杂，各设备投资较高；如“300MW机组低压缸双背压双转子互换装置(专利号201320013166.8)”和“一种光轴高背压供热汽轮机(专利号201610251992.4)”，在供热与非供热期间，需要进行转子更换，不仅投资增大了，而且更换期间需启停机组，影响了发电经济效益。

发明内容

基于上述情况，本发明克服现有技术中对汽轮机本体改动大、投资大的问题，提出了一种设计合理，性能可靠，有利于实现机组排汽余热全部回收利用的一种汽轮机抽凝背系统及其调节方法。包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器和供热系统，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸同轴连接，汽轮机中压缸排汽通过连通管与汽轮机低压缸连接，连通管上装有第一阀门，供热系统的供热抽汽来自汽轮机中压缸排汽；所述汽轮机中压缸与第一阀门之间还通过供热抽汽管连接有供热系统，所述供热抽汽管上设置有第二阀门；所述凝汽器与汽轮机低压缸相连；所述的阀门均具有调节和截止功能。该系统在无需更换汽轮机转子或叶片的情况下，就能实现汽轮机在纯凝工况、抽汽工况及背压工况之间切换运行。

优选的是，所述汽轮机低压缸还连接有冷却蒸汽管，冷却蒸汽管与连通管旁路、汽轮机回热系统抽汽管或辅汽联箱相连，所述冷却蒸汽管上具有第三阀门。所述汽轮机低压缸的冷却汽可以来自于连通管旁路抽汽，也可以来自于汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽。所述第三阀门主要用于调节冷却蒸汽的流量，以保证低压缸能够得到有效冷却；且在非供暖期，第三阀门起到截断的作用。

作为优选，本发明所述的汽轮机在供暖期时为背压工况运行，凝汽器仍为低真空运行，运行背压不大于15kPa，且汽轮机低压缸的后缸喷水投入运行。

本发明还提供一种针对上述汽轮机抽凝背系统的调节方法，主要有以下几个步骤：

在非供暖期，关闭第二阀门、第三阀门，全开第一阀门，汽轮机组处于纯凝工况运行。

在供暖期，打开第二阀门，调节第一阀门的开度，汽轮机组处于抽汽供热工况运行，汽轮机中压缸排汽部分输送给供热系统。

在供暖期，打开第二阀门、第三阀门，完全关闭第一阀门，汽轮机组处于背压供热工况运行，汽轮机中压缸排汽全部输送给供热系统；

此时，汽轮机低压缸仍处于真空运行，背压不大于15kPa；

此时，所述汽轮机低压缸的冷却汽可以来自于连通管旁路抽汽，也可以来自于汽轮机回热系统抽汽或辅汽联箱抽汽，利用冷却汽对汽轮机低压缸转子进行冷却；

此时，汽轮机低压缸的后缸喷水投入运行，对汽轮机低压缸进行冷却，降低温度。