[发明专利]一种实现汽轮机凝汽器高真空运行的供热改造方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电机组的应用领域，尤其是涉及火力发电机组增加供热能力改造的方法。

背景技术

当前火电占全国装机容量的65%左右，可以预见在未来相当长的一段时间内火电都将是我国能源系统的重要组成部分。节能减排是我国经济实现可持续发展的国策。对于火力发电行业，进行热电联产改造，是实现国家节能减排目标的重要手段。在当前推进能源革命的大背景下，热电联产将迎来新一轮难得的发展机遇，智能化、清洁化、规范化将是其重要的发展特征，其在燃煤发电领域的地位将更加凸显。随着城市化进程的加快，城市需要集中供暖的面积逐渐增加，北方地区城市周边纯凝机组基本已经改为抽凝式供热机组，根据发展需求一些抽凝式供热机组有通过改造增加供热能力的需求。

目前主流增加抽凝式机组供热能力的热电联产改造形式有以下几种：

1、低真空供热改造：也可称为高背压供热改造技术，该技术是将汽轮机凝汽器运行背压提高到30-50kPa左右，使得汽轮机排汽可以直接加热热网循环水，可加热热网循环水至70-80℃，为了解决排汽温度高和叶片颤振，采暖期需更换成专门设计的供热低压转子，供热结束后换回到纯凝低压转子。该技术优点是：供热量大，供热面积足够大的情况下可将汽轮机冷段损失降为零，负荷要求稳定，安全性高。缺点是：投资偏大，需增加热网循环水量，供热高峰期需中排抽汽进行尖峰加热，每年需要例行更换转子，降低了机组负荷调节灵活性，不能适应较低电负荷运行。

2、溴化锂吸收式热泵供热改造：该技术是以溴化锂溶液为工质，以中排抽汽作为驱动蒸汽，回收冷却循环水余热，利用热泵将热网循环加热至70-90℃，采暖高峰期再通过中排抽汽加热至热用户需求温度供出。该技术优点是：不对汽轮机本体进行较大改造，可增加机组供热能力，运行灵活，不影响汽轮机组带负荷，对低温余热的温度要求低，不需要降低机组真空。缺点是：投资巨大，溴化锂热泵寿命短，维护工作量较大。

3、低压缸光轴改造：该技术是将汽轮机低压转子更换为光轴，使得中压缸排汽可全部供热，以牺牲部分发电能力为代价，低压转子更换成光轴，仅仅起到与发电机连接作用。该技术优点是：安全性高，相对投资较小，增加供热能力较大。缺点是：对于中排压力设计较高的机组，考虑中压缸叶片安全性，不太适应改造，改造后运行经济性较差，影响发电量较多。

申请号：201510739574.5中国发明专利公布了纯凝——高背压循环水供热双模式单转子汽轮机及其系统，该系统包括汽轮机内依次连接的高压缸、中压缸、中低压靠背轮、低压缸、低压靠背轮和发电机，中压缸与低压缸之间连接有低压缸进汽阀，低压缸内安装有低压转子，低压转子上安装有若干级叶片，叶片中的末级叶片长度比同等级的纯凝汽轮机末级叶片短，末级叶片长度比同等级的高背压循环水供热汽轮机末级叶片长。该发明的有益效果是在高背压循环水供热期与非供热期纯凝交替时，无需停机互换叶片完全不同的两根低压缸转子，只需不停机使用同一根转子即可，达到了夏季热耗不高、冬季冷源损失为零的目的安全监控装置和高背压循环水供热应急热力装置保证了末级叶片动应力不超限。该技术是提高汽轮机排汽背压，即降低凝汽器真空，用汽轮汽排汽直接加热热网循环水。此外该技术需对汽轮机本体做一系列改造，改造费用较高，施工难度大，周期长。该专利与本发明所述技术路线有本质区别，本发明所述系统无需对汽轮机本体进行改造，技术方式以提高真空运行增加中排抽汽能力，改造量较小，费用低。

申请号：CN201610251992.4中国发明专利公布了一种光轴高背压供热汽轮机，它涉及一种供热汽轮机。该发明解决了现有蝶阀调整抽汽供热机组在供热工况下，低压转子易产生鼓风发热现象，且机组热效率低，供热抽汽能力较差的问题。该发明的低压转子为光轴转子，低压缸的上端设有两个低压进汽口，每个低压进汽口各与一个堵板密封连接，采暖抽汽管道的下端与中压缸上方的两个中压排气口连通，采暖抽汽管道的上端管壁上分别开设有第一供汽口和第二供汽口，第一供汽口与现有热网加热器连接，第二供汽口与冷却蒸汽管道的一端连接，冷却蒸汽管道的另一端穿过其中一个堵板与相应的低压进汽口连通，减温减压装置设置在冷却蒸汽管道内。该发明需对汽轮机低压缸转子进行光轴改造，牺牲机组部分发电能力，运行经济性差，改造费用较高，与本发明所述技术有本质区别。

综上，现有技术中的缺陷主要在于：

1、低真空供热改造：投资偏大，需增加热网循环水量，供热高峰期需中排抽汽进行尖峰加热，每年需要例行更换转子，降低了机组负荷调节灵活性，不能适应较低电负荷运行。