带两级蒸汽喷射器的电厂宽负荷运行的系统及方法与流程

本发明涉及一种带两级蒸汽喷射器的电厂宽负荷运行的系统及 方法，具体涉及带两级蒸汽喷射器的常规火电机组和供热供汽系统的 联合系统及运行方法。

背景技术

近年来，随着我国城镇化进程的加快，城市集中供热以及工业供 汽需求呈指数性增长。越来越多的大容量、高参数的热点联产机组投 入运行。利用机组在发电过程中的余热进行供热，可以将纯凝火电厂 的能源利用效率提高，从而减少冷源损失，实现能量的梯级利用。在 工业领域中，常常伴随着工业对蒸汽的需求，将火电机组联合供热供 汽已经成为一种普遍的解决方案，当火电厂产生过量的蒸汽时，可以 将蒸汽抽取出来，用于工业用汽以及供暖热负荷的使用。在火电机组 联合供热供汽系统中，蒸汽喷射器起着重要的作用，蒸汽喷射器可以 解决工业用汽和供暖直径的蒸汽参数不同的问题。传统的方法是使用 减温减压器，使用蒸汽喷射器后，可以使用部门高压高温蒸汽引射部 分低温低压的蒸汽，从而使混合蒸汽的温度压力升高，达到工业以及 供暖的要求，进而达到节能的目的。

单级蒸汽喷射器是以电厂的主蒸汽作为其动力蒸汽，引射再热冷 端蒸汽，出口用于工业供汽或者供热用汽；单级蒸汽喷射器虽然可以 满足火电厂机组和供热供汽系统的蒸汽要求，但是不能很好实现能量 的梯级利用。在工业用汽的系统中，传统的做法一般是采用减温减压 阀，这样会造成蒸汽的品位浪费较大；同时热电联产的灵活性也不够 好，当火电厂低负荷运行时，蒸汽喷射的性能会恶化，此时引射系数 会降低，这将影响到供热供汽系统的正常运行。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现在的运行方案的不足，提供了一种耦 合供暖供汽系统的热电联产系统及运行方法，该系统可用于拥有供暖 以及工业用汽需求的城市，可以满足更高压力要求的工业供汽需求， 同时当火电厂变负荷条件下，可以灵活的切换引射汽源，满足供热供 汽的用汽需求，从而节约能源，并且具有可靠性高、灵活性好等优点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种带两级蒸汽喷射器的电厂宽负荷运行的系统，包括蒸汽发生 器1、汽轮机组第一级2、汽轮机组第二级3、汽轮机组第三级4、汽 轮机组第四级5、汽轮机组第五级6、汽轮机组第六级7、回热器8、 除氧器9、给水泵10、电厂凝汽器11、凝结水泵12、一级蒸汽喷射 器引射抽汽管路调节阀101、二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀 102、二级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀103、一级蒸汽喷射器引 射抽汽旁路调节阀104、供暖用汽旁路调节阀105、工业用汽抽汽管 路调节阀106、工业用汽减压阀107、一级蒸汽喷射器动力蒸汽管路 调节阀108、二级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀109、工业用汽母 管调节阀110、供暖用汽调节阀111、一级蒸汽喷射器201、二级蒸汽 喷射器202、工业用汽母管203和供暖热交换器204；

蒸汽发生器1的主蒸汽出口与汽轮机组第一级2、汽轮机组第二 级3的进口串联连接，汽轮机组第二级3的排气出口与蒸汽发生器1 的再热蒸汽进口连接，蒸汽发生器1的再热蒸汽出口与汽轮机组第三 级4、汽轮机组第四级5、汽轮机组第五级6、汽轮机组第六级7以 及其他汽轮机级组的进口相串联连接，汽轮机组最后一级的出口与电 厂凝汽器11、凝结水泵12、四个回热器、除氧器9、给水泵10以及 三个回热器相串联连接，三个回热器中最后一个回热器8的给水出口 与蒸汽发生器1的给水进口相连接；蒸汽发生器1的主蒸汽出口还依 次与一级蒸汽喷射器动力蒸汽管道调节阀108和一级蒸汽喷射器201 的动力蒸汽进口管路连通；蒸汽发生器1的主蒸汽出口还依次与工业 用汽抽汽管路调节阀106、工业用汽减压阀107和工业用汽母管203 连通；一级蒸汽喷射器201的引射蒸汽进口通过一级蒸汽喷射器引射 抽汽管路调节阀101与汽轮机组第二级3的抽汽口直接相连通，同时 一级蒸汽喷射器201的引射蒸汽进口还通过一级蒸汽喷射器引射抽 汽旁路调节阀104与汽轮机组第一级2的抽气口直接相连通；一级蒸 汽喷射器201的出口与工业用汽母管调节阀110以及工业用汽母管 203直接连通；一级蒸汽喷射器201的出口还与二级蒸汽喷射器动力 蒸汽调节阀109与二级蒸汽喷射器202的动力蒸汽进口管路连通；二 级蒸汽喷射器202的引射蒸汽进口通过二级蒸汽喷射器引射抽汽管 路调节阀103与汽轮机组第六级7的抽气口相连通，同时二级蒸汽喷 射器202的引射蒸汽进口通过二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀 102与汽轮机组第五级6的抽气口相连通；二级蒸汽喷射器202的出 口蒸汽通过供暖用汽调节阀111与供暖热交换器204相连通；另外汽 轮机组第四级5的抽汽口通过供暖用汽旁路调节阀105和供暖用汽调 节阀111与供暖热交换器204相连通。

所述的一种带两级蒸汽喷射器的电厂宽负荷运行耦合供暖供汽 系统，当火电厂大范围变负荷时，通过设置各蒸汽管路调节阀的开度， 灵活地进行切换各汽源以及控制蒸汽喷射器201、二级蒸汽喷射器 202的工作状态，在保证耦合的供热供汽系统正常工作的前提下，更 高程度上利用了低品位能源，实现了能源梯级利用的目标，达到节能 减排的目的。

所述的一级蒸汽喷射器201的动力蒸汽来源于主蒸汽，所以一级 蒸汽喷射器201的出口蒸汽压力可调范围为4-24MPa，因此工业用汽 的可调节范围更大。

所述的一级蒸汽喷射器201的引射蒸汽汽源可调，引射蒸汽通过 一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101和一级蒸汽喷射器引射抽 汽旁路调节阀104进行切换，满足供汽的同时，根据电厂负荷不同进 行切换来利用低品位汽源，通过利用不同品位的蒸汽，实现节能的目 的。

所述的二级蒸汽喷射器202的引射蒸汽汽源可调，引射蒸汽通过 二级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀103和二级蒸汽喷射器引射抽 汽旁路调节阀102进行切换，满足供汽的同时，根据电厂负荷不同进 行切换来利用低品位汽源，通过利用不同品位的蒸汽，实现节能的目 的。

所述的工业用汽母管203通过工业用汽抽汽管路调节阀106和工 业用汽减压阀107直接从蒸汽发生器1主蒸汽出口的主蒸汽管道获取， 因此工业用汽的压力可调范围更广。

所述的供暖热交换器204的供暖用汽汽源可以在汽轮机组第四 级5的抽汽口和二级蒸汽喷射器202的出口之间切换，根据电厂负荷 不同进行切换来利用低品位汽源，通过利用不同品位的蒸汽，实现节 能的目的。

所述的一种带两级蒸汽喷射器的电厂宽负荷运行的系统的运行 方法，包括电厂高负荷下运行模式、电厂中负荷下运行模式和电厂低 负荷下运行模式，具体如下：

电厂高负荷下运行模式：电厂在高负荷下即350MW机组75％负 荷以上运行时，一级蒸汽喷射器201和二级蒸汽喷射器202均处于工 作状态；一级蒸汽喷射器201抽取蒸汽发生器1产生的主蒸汽，引射 汽轮机组第二级3的抽汽；此时一级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀 108打开，一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101打开，一级蒸汽 喷射器引射抽汽旁路调节阀104关闭，切断旁路管道；此时工业用汽 抽汽管路调节阀106关闭，切断与蒸汽发生器1的管道连接，工业用 汽母管调节阀110打开，根据用汽量的需求调整阀门开度，实现对工 业供汽的流量控制；二级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀109打开， 二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀102关闭，切断与汽轮机第五级6的抽汽旁路的连接，二级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀103打开， 一级蒸汽喷射器201的出口蒸汽作为二级蒸汽喷射器202的动力蒸汽， 通过二级蒸汽喷射器引射抽汽管路引射汽轮机组第六级7的抽汽，出 口蒸汽作为供暖用汽进入供暖热交换器204，此时供暖用汽调节阀 111打开，供暖用汽旁路调节阀105关闭，通过对供暖用汽调节阀111 的调节实现对供暖热负荷的控制；

电厂中负荷下运行模式：电厂在中负荷下即350MW机组 50％-75％THA负荷之间运行时，这种情况下电厂各个汽轮机组抽汽 口的蒸汽参数都降低，此时一级蒸汽喷射器201引射汽轮机组第二级 3的抽汽混合后的出口蒸汽参数已经不能满足工业用汽需求，故关闭 一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101，打开一级蒸汽喷射器引射 抽汽旁路调节阀104，通过控制阀门的开度控制抽汽的多少，满足工 业用汽的需求；同时二级蒸汽喷射器202引射汽轮机组第六级7的抽 汽混合后的出口蒸汽参数已经不能满足供暖需求，故关闭二级蒸汽喷 射器引射抽汽管路调节阀103，打开二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调 节阀102，此时二级蒸汽喷射器202的出口蒸汽能够满足供暖用汽的 需求，只需调节供暖用汽调节阀111的阀门开度即可；

电厂低负荷下运行模式：电厂在低负荷下即350MW机组50％负 荷以下运行时，这种工况下一级蒸汽喷射器201和二级蒸汽喷射器 202的性能均已不能保证，一级蒸汽喷射器201和二级蒸汽喷射器202 均处于关闭状态；此时一级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀108关闭， 一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101关闭，一级蒸汽喷射器引射 抽汽旁路调节阀104关闭；此时二级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀 109关闭，二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀102关闭，二级蒸汽 喷射器引射抽汽管路调节阀103关闭；对工业供汽系统来说，此时将 工业用汽母管调节阀110关闭，并打开工业用汽抽汽管路调节阀106， 蒸汽发生器1产生的主蒸汽经过工业用汽减压阀107后，进入工业用 汽母管203，保证工业供汽系统的运行稳定；对于供暖系统来说，此 时将供暖用汽旁路调节阀105打开，供暖用汽调节阀111打开，能够 满足供热系统的用汽需求。

相对于常规的火电机组耦合供汽供热系统，本发明带两级蒸汽喷 射器的热电联产系统仅需在原有的火电机组的基础上增加一级蒸汽 喷射器、二级蒸汽喷射器、工业用汽母管和供暖热交换器及其它蒸汽 管路调节阀(101-111)，而这些设备本身价格低廉、性能稳定、结构 简单，安装方便，所以该带两级蒸汽喷射器的热电联产系统有望取得 显著的节能及经济效益，可以达到如下有益效果：

(1)一级蒸汽喷射器的动力蒸汽汽源为主蒸汽，因此工业用汽的 可调节范围更大。

(2)一级蒸汽喷射器的引射蒸汽汽源可调，满足供汽的同时，根 据电厂负荷不同进行切换来利用低品位汽源。

(3)二级蒸汽喷射器的引射蒸汽汽源可调，保证供暖的同时可利 用低品位汽源。

(4)一级蒸汽喷射器和二级蒸汽喷射器在保证工业用汽和供热 用汽的稳定性，同时最大程度的利用低品位汽源，更能适应 电厂宽负荷变化。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明一种带两级蒸汽喷射器的电厂宽负荷运行的 系统，包括蒸汽发生器1、汽轮机组第一级2、汽轮机组第二级3、 汽轮机组第三级4、汽轮机组第四级5、汽轮机组第五级6、汽轮机 组第六级7、回热器8、除氧器9、给水泵10、电厂凝汽器11、凝结 水泵12、一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101、二级蒸汽喷射器 引射抽汽旁路调节阀102、二级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀103、 一级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀104、供暖用汽旁路调节阀105、 工业用汽抽汽管路调节阀106、工业用汽减压阀107、一级蒸汽喷射 器动力蒸汽管路调节阀108、二级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀 109、工业用汽母管调节阀110、供暖用汽调节阀111、一级蒸汽喷射 器201、二级蒸汽喷射器202、工业用汽母管203和供暖热交换器204；

蒸汽发生器1的主蒸汽出口与汽轮机组第一级2、汽轮机组第二 级3的进口串联连接，汽轮机组第二级3的排气出口与蒸汽发生器1 的再热蒸汽进口连接，蒸汽发生器1的再热蒸汽出口与汽轮机组第三 级4、汽轮机组第四级5、汽轮机组第五级6、汽轮机组第六级7以 及其他汽轮机级组的进口相串联连接，汽轮机组最后一级的出口与电 厂凝汽器11、凝结水泵12、四个回热器、除氧器9、给水泵10以及 三个回热器相串联连接，三个回热器中最后一个回热器8的给水出口 与蒸汽发生器1的给水进口相连接；蒸汽发生器1的主蒸汽出口与一 级蒸汽喷射器动力蒸汽管道调节阀108以及一级蒸汽喷射器201的动 力蒸汽进口管路连通；蒸汽发生器1的主蒸汽出口与工业用汽抽汽管 路调节阀106和工业用汽减压阀107并与工业用汽母管203连通。一 级蒸汽喷射器201的引射蒸汽进口通过一级蒸汽喷射器引射抽汽管 路调节阀101与汽轮机组第二级3的抽汽口直接相连通，同时一级蒸 汽喷射器201的引射蒸汽进口还通过一级蒸汽喷射器引射抽汽旁路 调节阀104与汽轮机组第一级2的抽气口直接相连通；一级蒸汽喷射 器201的出口与工业用汽母管调节阀110以及工业用汽母管203直接 连通；一级蒸汽喷射器201的出口还与二级蒸汽喷射器动力蒸汽调节 阀109与二级蒸汽喷射器202的动力蒸汽进口管路连通；二级蒸汽喷 射器202的引射蒸汽进口通过二级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀 103与汽轮机组第六级7的抽气口相连通，同时二级蒸汽喷射器202 的引射蒸汽进口通过二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀102与汽 轮机组第五级6的抽气口相连通；二级蒸汽喷射器202的出口蒸汽通 过供暖用汽调节阀111与供暖热交换器204相连通；另外汽轮机组第 四级5的抽汽口通过供暖用汽旁路调节阀105和供暖用汽调节阀111 与供暖热交换器204相连通。

本发明带两级蒸汽喷射器的热电联产系统可以按以下模式运行：

电厂高负荷下运行模式：电厂在高负荷下即350MW机组75％负 荷以上运行时，一级蒸汽喷射器201和二级蒸汽喷射器202均处于工 作状态；一级蒸汽喷射器201抽取蒸汽发生器1产生的主蒸汽，引射 汽轮机组第二级3的抽汽；此时一级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀 108打开，一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101打开，一级蒸汽 喷射器引射抽汽旁路调节阀104关闭，切断旁路管道；此时工业用汽 抽汽管路调节阀106关闭，切断与蒸汽发生器1的管道连接，工业用 汽母管调节阀110打开，根据用汽量的需求调整阀门开度，实现对工 业供汽的流量控制；二级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀109打开， 二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀102关闭，切断与汽轮机第五级 6的抽汽旁路的连接，二级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀103打开， 一级蒸汽喷射器201的出口蒸汽作为二级蒸汽喷射器202的动力蒸汽， 通过二级蒸汽喷射器引射抽汽管路引射汽轮机组第六级7的抽汽，出 口蒸汽作为供暖用汽进入供暖热交换器204，此时供暖用汽调节阀 111打开，供暖用汽旁路调节阀105关闭，通过对供暖用汽调节阀111 的调节实现对供暖热负荷的控制；

电厂中负荷下运行模式：电厂在中负荷下即350MW机组 50％-75％THA负荷之间运行时，这种情况下电厂各个汽轮机组抽汽 口的蒸汽参数都降低，此时一级蒸汽喷射器201引射汽轮机组第二级 3的抽汽混合后的出口蒸汽参数已经不能满足工业用汽需求，故关闭 一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101，打开一级蒸汽喷射器引射 抽汽旁路调节阀104，通过控制阀门的开度控制抽汽的多少，满足工 业用汽的需求；同时二级蒸汽喷射器202引射汽轮机组第六级7的抽 汽混合后的出口蒸汽参数已经不能满足供暖需求，故关闭二级蒸汽喷 射器引射抽汽管路调节阀103，打开二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调 节阀102，此时二级蒸汽喷射器202的出口蒸汽能够满足供暖用汽的 需求，只需调节供暖用汽调节阀111的阀门开度即可；

电厂低负荷下运行模式：电厂在低负荷下即350MW机组50％负 荷以下运行时，这种工况下一级蒸汽喷射器201和二级蒸汽喷射器 202的性能均已不能保证，一级蒸汽喷射器201和二级蒸汽喷射器202 均处于关闭状态；此时一级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀108关闭， 一级蒸汽喷射器引射抽汽管路调节阀101关闭，一级蒸汽喷射器引射 抽汽旁路调节阀104关闭；此时二级蒸汽喷射器动力蒸汽管路调节阀 109关闭，二级蒸汽喷射器引射抽汽旁路调节阀102关闭，二级蒸汽 喷射器引射抽汽管路调节阀103关闭；对工业供汽系统来说，此时将 工业用汽母管调节阀110关闭，并打开工业用汽抽汽管路调节阀106， 蒸汽发生器1产生的主蒸汽经过工业用汽减压阀107后，进入工业用 汽母管203，保证工业供汽系统的运行稳定；对于供暖系统来说，此 时将供暖用汽旁路调节阀105打开，供暖用汽调节阀111打开，能够 满足供热系统的用汽需求。