一种直流锅炉蒸汽加热启动系统的制作方法

1.本实用新型应用于发电领域，涉及一种直流锅炉蒸汽加热启动系统。


背景技术：

2.随着燃煤电厂技术的日益成熟，以及节能减排等环保要求的不断提高，新建大型火电机组已普遍采用超临界和超超临界参数。目前这些机组的传统启动方法，主要有以下两种：疏水扩容式和带炉水循环泵式。在这两种启动方法中，锅炉进水前需要除氧器加热投入，将给水加热至锅炉要求的上水温度 (一般在 105℃左右，不同锅炉厂对此有不同的规定 )，然后向锅炉上水；在锅炉上水同时对锅炉进行冷态冲洗；当锅炉水质合格后启动风烟系统，在锅炉满足点火条件后启动燃油系统进行点火，点火完成后锅炉进行升温升压；当水冷壁达到一定温度后 (一般为 150-190℃，不同锅炉厂对此有不同的规定 )，锅炉进行热态清洗。当锅炉水质合格后，加大燃料量，锅炉再次进行升温升压，直到蒸汽品质合格且达到一定参数要求后，进行暖阀操作，暖阀完成后，待主蒸汽、再热蒸汽的温度和压力达到汽轮机冲转要求，进行冲转。而常规机组冷态启动时，锅炉点火产汽后才能进行暖管、暖阀、暖缸、冲转至额定转速，时间较长，对于采用西屋技术的汽轮机一般约需要5个小时，而进口的俄罗斯超临界机组从锅炉点火至发电机并网甚至要24小时以上，而且随着机组设计参数的不断提高，管道、阀体和汽缸壁厚等也随之增加，导致机组启动时暖管、暖阀、暖缸时间和启动能耗进一步增加。
3.上述启机方式的时间长、能耗高，基于此，中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1 提供了“疏水扩容启动直流锅炉邻汽加热锅炉的启动方法”和“带炉水循环泵直流锅炉邻汽加热锅炉的启动方法”，在待启动机组的高压加热器上连通一路有可接收它源蒸汽的蒸汽管道，用来加热锅炉的给水，间接加热锅炉受热面。进一步，在上述两个专利的基础上，中国专利 zl201320877017.6提供了“一种节能型快速启动系统”，通过省煤器进口阀对进入锅炉的高温给水进行节流使之成为汽-液两相流，与此同时，汽－液两相流在汽水分离器进行分离，分离出的蒸汽进入过热器和再热器，避免了这些对流受热面的“干烧”。但此时的汽水分离器处的汽侧压力为大气压，分离出的蒸汽压力温度较低，只能初步预热过热蒸汽和再热蒸汽系统，此专利中，必须等到锅炉点火后，才能进一步对过热蒸汽系统、再热蒸汽系统进行暖管、升温升压、冲转汽轮机，点火至并网依然需要较长时间。
4.进一步，对于基建机组，在机组并网发电前，需进行一系列试验，其中部分试验与锅炉无关、涉及到电气和汽轮机，比如机组轴系振动测量、汽轮机冲转至额定转速、汽轮机惰走试验和超速试验等、发电机空载试验、零起升压试验及开路、短路试验等。但汽轮机冲转需要汽源，锅炉必须点火，而整个试验期间锅炉的燃料和用电是纯消耗，不发电，且这类试验持续时间长，成本高！
5.鉴于现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，旨在缩短常规机组点火至并网的时间，大大降低机组基建调试期间和正常启动时的能耗。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，至少包括过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、汽轮机、它源蒸汽、旁路系统、逆止阀和凝汽器，所述它源蒸汽通过所述过热蒸汽系统、所述汽轮机的高压缸，而后依次进入所述再热蒸汽系统、所述汽轮机的中压缸、低压缸和所述凝汽器。
7.本实用新型还提供了一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，至少包括过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、汽轮机、它源蒸汽、旁路系统、逆止阀和凝汽器，还包括启动阀，所述它源蒸汽流经过热蒸汽系统后进入所述汽轮机的高压缸，经所述启动阀排至所述凝汽器；所述它源蒸汽还通过所述再热蒸汽系统依次进入所述汽轮机的中压缸、低压缸和所述凝汽器。
8.本实用新型还提供了一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，至少包括过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、汽轮机、它源蒸汽、旁路系统、凝汽器、逆止阀和启动阀，所述汽轮机的中压缸包含第一中压缸和第二中压缸，所述再热蒸汽系统包括一次再热蒸汽系统和二次再热蒸汽系统，其特征在于，所述它源蒸汽通过所述过热蒸汽系统、所述汽轮机的高压缸，而后依次进入所述一次再热蒸汽系统、所述汽轮机的第一中压缸，经所述启动阀排至所述凝汽器；所述它源蒸汽还通过所述二次再热蒸汽系统依次进入所述汽轮机的第二中压缸、低压缸和所述凝汽器。
9.本实用新型还提供了一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，至少包括过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、汽轮机、它源蒸汽、旁路系统、凝汽器、逆止阀和启动阀，所述汽轮机的中压缸包含第一中压缸和第二中压缸，所述再热蒸汽系统包括一次再热蒸汽系统和二次再热蒸汽系统，其特征在于，所述启动阀包含启动阀a和启动阀b，所述它源蒸汽通过所述过热蒸汽系统、所述汽轮机的高压缸，经所述启动阀a排至所述凝汽器；所述它源蒸汽还通过所述一次再热蒸汽系统、所述汽轮机的第一中压缸，经所述启动阀b排至所述凝汽器；所述它源蒸汽还通过所述二次再热蒸汽系统依次进入所述汽轮机的第二中压缸、低压缸和所述凝汽器。
10.进一步地，所述汽轮机可为双轴汽轮机。
11.进一步地，所述它源蒸汽可为邻机汽源。
12.本实用新型提供的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，主要具有如下优点：
13.1、本实用新型，开创性地实现了在锅炉不点火情况下，汽轮机冲转至额定转速的目的，大幅降低机组基建时期的调试能耗。对于基建机组，在机组并网发电前，可在锅炉不点火的情况下，通过它源蒸汽对本机组的汽轮机进行暖阀和暖缸、冲转至额定转速，并进行相关试验。打破了长期以来汽轮机冲转前锅炉必须点火并升温升压的固定模式，可大幅降低机组的调试耗煤量、耗电量等；
14.2、本实用新型，开创性地实现了在锅炉点火前，过热蒸汽和再热蒸汽系统暖管、汽轮机暖阀和暖缸、冲转至额定转速的目的，锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，大幅降低机组启动能耗；
15.3、提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
16.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说
明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
17.图1、图2、图3、图4、图5、图6是本实用新型的具体实施例的系统示意图；
18.图中标记：1：它源蒸汽；2：过热蒸汽系统；3：一次再热蒸汽系统；4：汽轮机；41：汽轮机高压轴系；42：汽轮机低压轴系；5：凝汽器；6：二次再热蒸汽系统；7：启动阀；71：启动阀a；72：启动阀b；8：逆止阀。
具体实施方式
19.实施例1
20.如图1所示，本实用新型的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，本实施例为一次次再热单轴汽轮机，至少包含它源蒸汽1、过热蒸汽系统2、一次再热蒸汽系统3、汽轮机4、凝汽器5、逆止阀8，其中它源蒸汽可取邻机的一次冷再蒸汽；
21.对于基建机组，锅炉未点火情况下，它源蒸汽依次流经过热蒸汽系统、高压旁路、一次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，关闭旁路阀，汽轮机少量进汽、暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速，然后进行相关的汽轮机及电气试验；
22.以某1000mw超超临界机组为例，基建期间第一次暖阀和暖机并冲转汽轮机，而后进行相关的汽轮机和电气试验的时间按总计3天预估，锅炉热负荷按照最低30%额定负荷，厂用电率按照6.5%计算，则试验期间共需要标煤量6480吨、耗电量1404mwh；
23.采用本实用新型的专利后，只需耗费邻机的冷再蒸汽，邻机以1000mw超超临界机组为例，试验期间其平均负荷为75%tha，需要耗费其冷再蒸汽（4.45mpa/370℃）流量约为138t/h，共计9950吨，此热量折算为标煤量约为1064吨，而对于邻机，相当于对外供热，煤耗降低，其节约标煤量约177吨。试验期间两台机组共增加的耗煤量约为887吨。则采用本实用新型后上述试验期间节约标煤5593吨、电量1404mwh；
24.对于已投运的机组，在锅炉侧采用中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1的高温水暖炉的同时，汽侧投入本直流锅炉蒸汽加热启动系统，它源蒸汽依次流经过热蒸汽系统、高压旁路、一次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管。当参数满足汽轮机进汽要求时，汽轮机少量进汽进行暖阀和暖缸，而后冲转至额定转速。锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，以西屋的汽轮机为例，采用本实用新型后锅炉运行等待时间至少缩短了5个小时，相应的降低了启动能耗；
25.同时，本实用新型提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
26.实施例2
27.如图2所示，本实用新型的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，本实施例为一次次再热单轴汽轮机，至少包含它源蒸汽1、过热蒸汽系统2、一次再热蒸汽系统3、汽轮机4、凝汽器5、启动阀7、逆止阀8，其中它源蒸汽可取邻机的一次冷再蒸汽；
28.对于基建机组，锅炉未点火情况下，一路它源蒸汽流入过热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，汽轮机高压缸少量进汽，排汽经启动阀排入凝汽器，进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速；另一路它源蒸汽依次流经一次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，关闭旁路阀，汽轮机中压缸和低压缸少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速。然后进行相关的汽轮机及电气试验；
29.采用本实用新型后，只需耗费邻机的冷再蒸汽，对于邻机而言，相当于对外供热，其煤耗降低；对于本机组，相当于用做过功的蒸汽去替换燃煤，大幅降低调试能耗。相比实施例1，实施例2的它源蒸汽通过两路管道对系统进行暖管、暖阀及暖缸、冲转，暖管、暖缸效果好；
30.对于已投运的机组，在锅炉侧采用中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1的高温水暖炉的同时，汽侧投入本直流锅炉蒸汽加热启动系统，锅炉未点火情况下，一路它源蒸汽流入过热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，汽轮机高压缸少量进汽，排汽经启动阀排至凝汽器，进行暖阀、暖缸，而后冲转至额定转速；另一路它源蒸汽依次流经一次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，汽轮机中压缸和低压缸少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速。锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，大幅降低启动能耗。相比实施例1，实施例2它源蒸汽通过两路管道进行暖管、暖阀及暖缸、冲转，暖管、暖缸效果好；
31.同时，本实用新型提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
32.实施例3
33.如图3所示，本实用新型的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，本实施例为二次再热双轴汽轮机，至少包含它源蒸汽1、过热蒸汽系统2、一次再热蒸汽系统3、汽轮机高压轴系41（包含高压缸hp和第一中压缸ip1）、汽轮机低压轴系42（包含第二中压缸ip2和低压缸lp）、凝汽器5、二次再热蒸汽系统6、启动阀7、逆止阀8，其中它源蒸汽可取邻机的一次冷再蒸汽；
34.在锅炉不点火情况下，一路它源蒸汽依次流经过热蒸汽系统、高压旁路、一次再热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，高压缸hp和第一中压缸ip1少量进汽，排汽经启动阀排入凝汽器，进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速。另一路它源蒸汽依次流经二次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，第二中压缸ip2和低压缸lp少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速；
35.对于基建机组，然后进行相关的汽轮机和电气试验。采用本实用新型后可在锅炉不点火的情况下进行汽轮机冲转，只需耗费邻机的冷再蒸汽，对于邻机而言，相当于对外供热，其煤耗降低；对于本机组，相当于用做过功的蒸汽去替换燃煤，大幅降低调试能耗；
36.对于投运机组，在锅炉侧采用中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1的高温水暖炉的同时，利用上述方式暖管、暖阀及暖机、冲转至额定转速，锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，大幅降低启动能耗；
37.同时，本实用新型提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖
缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
38.实施例4
39.如图4所示，本实用新型的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，本实施例为二次再热双轴汽轮机，至少包含它源蒸汽1、过热蒸汽系统2、一次再热蒸汽系统3、汽轮机高压轴系41（包含高压缸hp和第一中压缸ip1）、汽轮机低压轴系42（包含第二中压缸ip2和低压缸lp）、凝汽器5、二次再热蒸汽系统6、启动阀a71、启动阀b72、逆止阀8，其中它源蒸汽可取邻机的一次冷再蒸汽；
40.在锅炉不点火时，它源蒸汽分三路对系统暖管。第一路流经过热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，高压缸hp少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速，排汽经启动阀a71排入凝汽器。第二路流经一次再热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，第一中压缸ip1少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速，排汽经启动阀b72排入凝汽器。第三路依次流经二次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，第二中压缸ip2和低压缸lp少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速；
41.对于基建机组，然后进行相关的汽轮机和电气试验。采用本实用新型后可在锅炉不点火的情况下进行汽轮机冲转，只需耗费邻机的冷再蒸汽，对于邻机而言，相当于对外供热，其煤耗降低；对于本机组，相当于用做过功的蒸汽去替换燃煤，大幅降低调试能耗。且相比实施例3，实施例4它源蒸汽通过三路管道进行暖管、暖阀及暖缸、冲转，暖管、暖缸效果好；
42.对于投运机组，在锅炉侧采用中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1的高温水暖炉的同时，利用上述方式暖管、暖机、冲转，锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，大幅降低启动能耗。相比实施例3，实施例4它源蒸汽通过三路管道进行暖管、暖阀及暖缸、冲转，暖管、暖缸效果好；
43.同时，本实用新型提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
44.实施例5
45.如图5所示，本实用新型的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，本实施例为二次再热单轴汽轮机，至少包含它源蒸汽1、过热蒸汽系统2、一次再热蒸汽系统3、汽轮机4（包含高压缸hp、第一中压缸ip1、第二中压缸ip2、低压缸lp）、凝汽器5、二次再热蒸汽系统6、启动阀7、逆止阀8，其中它源蒸汽可取邻机的一次冷再蒸汽；
46.在锅炉不点火情况下，一路它源蒸汽依次流经过热蒸汽系统、高压旁路、一次再热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，高压缸hp和第一中压缸ip1少量进汽，排汽经启动阀排入凝汽器，进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速。另一路它源蒸汽依次流经二次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，第二中压缸ip2和低压缸lp少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速；
47.对于基建机组，然后进行相关的汽轮机和电气试验。采用本实用新型后可在锅炉
不点火的情况下进行汽轮机冲转，只需耗费邻机的冷再蒸汽，对于邻机而言，相当于对外供热，其煤耗降低；对于本机组，相当于用做过功的蒸汽去替换燃煤，大幅降低调试能耗；
48.对于投运机组，在锅炉侧采用中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1的高温水暖炉的同时，利用上述方式暖管、暖阀及暖机、冲转至额定转速，锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，大幅降低启动能耗；
49.同时，本实用新型提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
50.实施例6
51.如图6所示，本实用新型的一种直流锅炉蒸汽加热启动系统，本实施例为二次再热单轴汽轮机组，至少包含它源蒸汽1、过热蒸汽系统2、一次再热蒸汽系统3、汽轮机4（包含高压缸hp、第一中压缸ip1、第二中压缸ip2、低压缸lp）、凝汽器5、二次再热蒸汽系统6、启动阀a71、启动阀b72、逆止阀8，其中它源蒸汽可取邻机的一次冷再蒸汽；
52.在锅炉不点火时，它源蒸汽分三路对系统暖管。第一路流经过热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，高压缸hp少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速，排汽经启动阀a71排入凝汽器。第二路流经一次再热蒸汽系统暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，第一中压缸ip1少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速，排汽经启动阀b72排入凝汽器。第三路依次流经二次再热蒸汽系统、低压旁路、凝汽器等对系统进行暖管，当参数满足汽轮机进汽要求时，第二中压缸ip2和低压缸lp少量进汽进行暖阀及暖缸，而后冲转至额定转速；
53.对于基建机组，然后进行相关的汽轮机和电气试验。采用本实用新型后可在锅炉不点火的情况下进行汽轮机冲转，只需耗费邻机的冷再蒸汽，对于邻机而言，相当于对外供热，其煤耗降低；对于本机组，相当于用做过功的蒸汽去替换燃煤，大幅降低调试能耗。且相比实施例5，实施例6它源蒸汽通过三路管道进行暖管、暖阀及暖缸、冲转，暖管、暖缸效果好；
54.对于投运机组，在锅炉侧采用中国专利 zl200710046959.9 及 zl200710046960.1的高温水暖炉的同时，利用上述方式暖管、暖机、冲转，锅炉适时点火后，可较快并网，从而可显著缩短锅炉启动后等待汽轮发电机启动冲转直至并网的时间，大幅降低启动能耗。相比实施例5，实施例6它源蒸汽通过三路管道进行暖管、暖阀及暖缸、冲转，暖管、暖缸效果好；
55.同时，本实用新型提高了机组启动的安全性。点火前，通过小流量均匀暖阀和暖缸，若发现汽轮机振动异常等情况，可较容易、较灵活的停机进行检查消缺，同时，在后续冲转过程中，可快速均匀的通过临界转速区，提高了启动的灵活性和安全性。
56.以上详细描述了本实用新型的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。