一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，根據熱力發電廠原理，利用凝汽式汽輪機增容供熱節能改造或供熱汽輪機的調整抽汽，把火力發電廠汽輪機的內部熱化或外部熱化汽流經過一次再熱以后，作為熱化調峰汽輪發電機組的動力汽源，通過閥門的控制和切換，可以在不影響火力發電廠原汽輪機的運行功能的基礎上，凝汽式汽輪機實現擴大回熱效果的功能，供熱機組實現穩定其熱化負荷的功能，從而充分挖掘火力發電廠汽輪發電機組的潛能，充分運用汽輪機熱化汽流和蒸汽中間再熱整合作用提升循環熱效率的原理，完善火力發電廠熱力循環，達到大規模節能的目的。由此改建或新建的汽輪發電機組，將獲得可觀的火力發電廠節能減排的綜合效益。
【專利說明】一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱力發電系統，特別涉及一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統。
【背景技術】
[0002]“十二五”規劃對我國電力工業提出了節能和減排兩個約束性目標，火電機組在我國未來的能源結構中，仍然占60%以上，隨著能源結構優化及環境保護要求的提高，進一步節能減排的要求越來越高、難度越來越大。
[0003]大力發展高效可靠的熱電聯產和集中供熱系統已成為城市節能環保的重要手段。也是傳統火力發電廠大規模節能的有效方法，其中將原有的凝汽式機組改為供熱機組是實現熱電聯產和集中供熱；供熱機組保持合理運行工況，發揮熱化汽流潛能是當前需要解決的工程實際問題。但是。由于無論是凝汽式機組改造成供熱機組，還是現有供熱機組要保持全年總的熱經濟性，都不同程度受到地區能源結構、氣候季節變化、熱用戶負荷需求變化的影響。
[0004]當前，根據電網電源結構，采用300MW機組熱電聯產在我國比較適合，但新建大批300MW供熱機組需要較大的投資和較長的建設周期，因此，利用國內大量運行的300MW純凝機組進行供熱改造能夠滿足日益增長的城市民用和地區工業用戶的熱負荷需求。
[0005]以一臺凝汽式300麗火力機組為例，目前火力發電廠300麗機組中低壓分缸壓力多在0.6-0.9MPa之間，假定供熱參數恰好接近于分缸壓力，采用在主汽輪機中、低壓缸連通管上加裝調節閥控制供熱抽汽分流。若按增容供熱蒸汽200T/h用于熱化調峰汽輪機的汽源，可以增加功率50麗，使機組供電煤耗明顯下降。考慮到熱負荷特性，一般全年供熱150天計算，采用本發明熱力系統，對于供熱機組在非采暖供熱期間的215天期間，可以充分利用和發揮熱化氣流的優勢，實現電電聯合生產功能，配合終端能源消費電鍋爐替代燃煤供熱鍋爐的政策導向，因此，本發明在火力發電廠節能減排中的經濟效益和社會效益十分可觀。
【發明內容】
[0006]本發明是針對火力發電廠凝汽式汽輪機增容供熱節能改造和供熱汽輪機調整抽汽穩定供熱負荷的問題，提出了一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，利用火電廠主汽輪機熱化汽流的潛能再次發電，起到了電電聯合循環和熱電聯合循環的綜合節能減排的功效。
[0007]本發明的技術方案為:一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，包括火力發電廠鍋爐，過熱器，主汽輪機，外置式蒸汽再熱器，主發電機，熱化調峰汽輪機，熱化調峰發電機，凝汽器，凝結水泵，回熱加熱器組，給水泵，熱用戶，供熱回水泵、調節閥，主發電機由主汽輪機驅動，火力發電廠鍋爐的蒸汽，經過過熱器引出，進入到主汽輪機做功，做功以后的熱化汽流，一部分熱化氣流經過外置式蒸汽再熱器加熱后，進入熱化調峰汽輪機作為動力汽源，驅動熱化調峰發電機，構成電電聯產熱力系統；另一部分熱化汽流經過調節閥，進入熱用戶，構成熱電聯產熱力系統；熱化調峰汽輪機做功后的蒸汽進入凝汽器以后，凝汽器通過凝結水泵將水送入到回熱加熱器組，熱用戶通過供熱回水泵返回水進入到回熱加熱器組，回熱加熱器組的給水通過給水泵，把給水送到火力發電廠鍋爐，完成工質的熱力循環；其中熱化調峰汽輪機與熱用戶可以并列運行，也可以獨立運行。
[0008]所述外置式蒸汽再熱器的熱源，通過火力發電廠鍋爐的煙道引入余熱，然后通過另一煙道回到火力發電廠鍋爐。
[0009]所述熱化調峰汽輪機的汽源可以是自過熱器的分支汽流經過外置式蒸汽再熱器加熱后的一次蒸汽；也可以是主汽輪機抽汽管路經過外置式蒸汽再熱器加熱后的二次蒸汽；還可以是主汽輪機出汽管路經過再熱器的分支汽流經過外置式蒸汽再熱器加熱后的二次蒸汽。所述一次蒸汽和二次蒸汽可以相互切換以后，作為進入熱化調峰汽輪機的汽源。所述熱化調峰汽輪機為背壓機時，熱化調峰汽輪機排汽一部分進入熱用戶，另一部分進入到鍋爐內再熱器。
[0010]本發明的有益效果在于:本發明汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，運用熱力發電廠原理，采用完善火力發電廠大規模節能的有效方法，將原有的凝汽式機組進行增容供熱改造，實現電電聯產和熱電聯產供熱；若火力發電廠原有機組為供熱機組，則本發明技術可以保持其合理的運行工況，發揮機組熱化汽流潛能。該技術在熱力學方面，使火力發電機組的熱力循環更趨完善，使機組熱化汽流熱負荷更加穩定，在經濟性方面，改造后火力發電機組全年的綜合技術經濟優勢更加突出，將會產生巨大的火力發電廠節能減排的綜合效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統原理示意圖；
[0012]圖2為本發明一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示的為本發明一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統原理示意圖，包括火力發電廠鍋爐1，主汽輪機5、6、7，外置式蒸汽再熱器3、熱化調峰汽輪機4、調節閥23、回熱加熱器組9，給水泵15，熱用戶12，管路30、32、33、34、40、41、42等。
[0014]火力發電廠鍋爐I的蒸汽通過管路34、32、30，進入到主汽輪機汽缸5、6、7做功，做功以后的熱化汽流通過連通管40分流，其中一部分蒸汽通過管路41進入到外置式蒸汽再熱器3加熱，加熱以后的蒸汽進入到熱化調峰汽輪機4做功，該汽流完成電電聯合生產功能；另一部分蒸汽經管路42并通過調節閥23的調節進入到熱用戶12供熱，該汽流完成熱電聯合能量生產；熱化調峰汽輪機4做功后的蒸汽進入凝汽器8以后，送入到回熱加熱器組9，熱用戶12的生產返回水進入到回熱加熱器組9，回熱加熱器組9的給水通過給水泵15，把給水送到火力發電廠鍋爐1，完成工質的熱力循環，其中熱化調峰汽輪機4與熱用戶12 (熱網)可以并列運行，也可以獨立運行。
[0015]如圖2所示一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統結構示意圖，來自火力發電廠鍋爐I的蒸汽，經過過熱器2引出后，一部分蒸汽通過管路34進入主汽輪機第一汽缸5，做功以后的蒸汽通過管路31，進入第一再熱器16加熱，加熱以后再經過第二再熱器17加熱，加熱以后的蒸汽經過管路32進入到主汽輪機第二汽缸6做功，做功以后的蒸汽由連通管30引入主汽輪機第三汽缸7繼續做功，做功以后的蒸汽，經過排氣管48進入凝汽器8凝結成水之后，由凝結水泵13升壓通過管路47送入回熱加熱器組9，然后由給水泵15再升壓后，通過給水管33送入火力發電廠鍋爐I，完成原汽輪發電機組的熱力循環。
[0016]來自火力發電廠鍋爐I的蒸汽，經過過熱器2引出后的另外一部分蒸汽通過管路35，經過隔離閥20進入外置式蒸汽再熱器3加熱，加熱以后的蒸汽依次經過隔離閥53、管路36、隔離閥18、管路28進入熱化調峰汽輪機4做功，該蒸汽與來自管路29的汽源會合，由熱化調峰汽輪機4的排氣管37引出，依次經過管路38、隔離閥25送入凝汽器8 ;來自管路29的熱化調峰汽輪機4的汽源，由連通管30的分支汽流經過管路40、隔離閥22、管路41進入到外置式蒸汽再熱器3加熱，加熱以后的蒸汽依次經過隔離閥19，送入管路29，然后，該汽流進入熱化調峰汽輪機4做功。
[0017]來自管路28的汽源，還可以由再熱器17的分支汽流經過隔離閥49、隔離閥51進入到外置式蒸汽再熱器3加熱，加熱以后的蒸汽依次經過隔離閥50、管路52、送入管路28，然后，該汽流進入熱化調峰汽輪機4做功。
[0018]來自管路28的汽源，另有一路來自主汽輪機的第二汽缸6的抽汽，依次通過管路54、隔離閥55、隔離閥51、進入到外置式蒸汽再熱器3加熱，加熱以后的蒸汽依次經過隔離閥50、管路52、送入管路28，然后，該汽流進入熱化調峰汽輪機4做功。
[0019]熱化調峰發電機10由熱化調峰汽輪機4驅動，主發電機11由主汽輪機驅動。
[0020]當熱化調峰汽輪機4為背壓機，經過排氣管37后分路，其排汽一部分依次通過管路43、隔離閥24、管路44、管路45，進入到熱用戶12，其排汽的另一部分依次通過隔離閥21、管路39進入到第一再熱器16的出口處。
[0021]當熱化調峰汽輪機4為背壓機，排汽供給熱用戶，則熱化效果更加顯著；熱化調峰汽輪機4的汽源來管路28時，熱化調峰汽輪機4的初壓、初溫高于來自管路29的蒸汽壓力、溫度，熱化調峰汽輪機4為背壓機時的一部分排汽可以進入鍋爐再熱器。
[0022]外置式蒸汽再熱器3的熱源，通過火力發電廠鍋爐I的煙道26引入余熱，然后通過煙道27回到火力發電廠鍋爐I。
[0023]如果，鍋爐I爐內空間允許，外置式蒸汽再熱器可以安裝在鍋爐I的內部，作為內置式蒸汽再熱器。
[0024]熱用戶12的出水通過出水管46、水泵14送回到回熱加熱器組9中。
[0025]本發明第一實現了電電聯合能量生產；第二充分實現熱電聯合能量生產與電電聯合能量生產并列運行；第三具有多路汽源的熱化調峰汽輪機的動力汽源切換運行方式靈活。實施例表明本發明將帶來原火力發電廠機組發電容量的增加，及其循環方式的熱力學完善，從而，獲得可觀的節能減排的經濟效益和社會效益。
[0026]設計的熱化調峰汽輪機，既可以作為凝汽式汽輪機增容優化熱力系統的節能方案，又可以作為凝汽式汽輪機供熱改造、以及現有供熱機組穩定其熱負荷，延長機組熱化汽流運行時間，發揮供熱機組技術經濟優勢的有效舉措。
【權利要求】
1.一種汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，包括火力發電廠鍋爐(1)，過熱器(2)，主汽輪機，外置式蒸汽再熱器(3)，主發電機(11)，熱化調峰汽輪機(4)，熱化調峰發電機(10)，凝汽器(8)，凝結水泵(13)，回熱加熱器組(9)，給水泵(15)，熱用戶(12)，供熱回水泵(14)、調節閥(23)，主發電機(11)由主汽輪機驅動，其特征在于，火力發電廠鍋爐(I)的蒸汽，經過過熱器(2)引出，進入到主汽輪機做功，做功以后的熱化汽流，一部分熱化氣流經過外置式蒸汽再熱器(3)加熱后，進入熱化調峰汽輪機(4)作為動力汽源，驅動熱化調峰發電機(10)，構成電電聯產熱力系統；另一部分熱化汽流經過調節閥(23)，進入熱用戶(12)，構成熱電聯產熱力系統；熱化調峰汽輪機(4)做功后的蒸汽進入凝汽器(8)以后，凝汽器(8)通過凝結水泵(13)將水送入到回熱加熱器組(9)，熱用戶(12)通過供熱回水泵(14)返回水進入到回熱加熱器組(9)，回熱加熱器組(9)的給水通過給水泵(15)，把給水送到火力發電廠鍋爐(I)，完成工質的熱力循環；其中熱化調峰汽輪機與熱用戶(熱網)可以并列運行，也可以獨立運行。
2.根據權利要求1所述汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，其特征在于，所述外置式蒸汽再熱器(3)的熱源，通過火力發電廠鍋爐(I)的煙道引入余熱，然后通過另一煙道回到火力發電廠鍋爐。
3.根據權利要求1所述汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，其特征在于，所述熱化調峰汽輪機(4)的汽源可以是自過熱器(2)的分支汽流經過外置式蒸汽再熱器(3)加熱后的一次蒸汽；也可以是主汽輪機抽汽管路經過外置式蒸汽再熱器(3)加熱后的二次蒸汽；還可以是主汽輪機出汽管路經過再熱器(17)的分支汽流經過外置式蒸汽再熱器(3)加熱后的二次蒸汽。
4.根據權利要求3所述汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，其特征在于，所述一次蒸汽和二次蒸汽可以相互切換以后，作為進入熱化調峰汽輪機(4)的汽源。
5.根據權利要求3所述汽輪機熱化汽流一次再熱電電聯產熱力系統，其特征在于，所述熱化調峰汽輪機(4)為背壓機時，熱化調峰汽輪機(4)排汽一部分進入熱用戶(12)，另一部分進入到鍋爐內再熱器。
【文檔編號】F22B33/18GK103527270SQ201310475858
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】石奇光, 張靜秋, 霍煥廣, 金蓉, 曾大海, 李瑞雪, 吳文 申請人:上海電力學院