一种通过母管实现机组间相互连接的系统以及运行方法与流程

1.本发明属于热力发电领域，具体涉及一种通过母管实现机组间相互连接的系统以及高效运行方法。


背景技术：

2.新能源装机容量的不断提高，对传统燃煤火电机组调峰能力提出了更高的要求，只有燃煤火电机组进一步提高调峰能力，才能保证新能源容量的不断增长。
3.国内大容量火力发电厂广泛采用单元制的设计，即每台锅炉仅为一台汽轮机供应蒸汽，汽轮机带动发电机进行发电，各个单元之间基本无横向联系，部分机组有公用辅汽联箱。由于锅炉设备只能在机组负荷最低限值以上稳定正常工作，从而限制了深度调峰运行工况下的机组最低负荷值，极大降低了机组深度调峰运行工况下的灵活性；此外，在锅炉设备出现故障、需要进行检修、机组热备用状态、机组两班制运行或其他需要停运锅炉设备的时候，配套的汽轮机以及发电机也会被迫同时停止，这样极大地影响了机组的运行灵活性和发电量。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种通过母管实现机组间相互连接的系统以及运行方法，从而实现提升机组深度调峰运行工况下的灵活性以及锅炉设备事故状态下的机组发电量。
5.本发明采用如下技术方案来实现的：
6.一种通过母管实现机组间相互连接的系统，包括汽轮机组汽水系统及增设系统；其中，增设系统包括：热再热段蒸汽连通母管和最终给水连通母管；
7.热再热段蒸汽连通母管连接锅炉的再热热段蒸汽管道，连接点介于锅炉再热器蒸汽出口阀组与汽轮机中压缸入口之间的管道上，连接点至热再热段蒸汽连通母管间设置单机至热再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；
8.最终给水连通母管连接高压加热器系统出口的锅炉给水管道，连接点介于高压加热器系统出口与锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组的锅炉给水管道上，连接点至最终给水连通母管间设置单机至最终给水连通母管控制、隔离阀组。
9.本发明进一步的改进在于，增设系统还包括：主蒸汽连通母管、冷再热段蒸汽连通母管、中压缸排汽连通母管和低压缸抽汽连通母管；
10.主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口阀组与汽轮机进汽阀组之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀组；
11.冷再热段蒸汽连通母管连接锅炉的再热冷段蒸汽管道，连接点介于汽轮机高压缸出口与锅炉再热器蒸汽入口阀组之间的管道上，连接点至冷再热段蒸汽连通母管间设置单机至冷再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；
12.中压缸排汽连通母管连接汽轮机中压缸排汽至低压缸进汽管道，连接点介于汽轮
机中压缸出口与汽轮机低压缸入口阀组之间的管道上，连接点至中压缸排汽连通母管间设置单机至中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组；
13.低压缸抽汽连通母管连接汽轮机低压缸抽汽管道，连接点介于汽轮机低压缸抽汽阀组与低压加热器系统进汽阀组之间的管道上，连接点至低压缸抽汽连通母管间设置单机至低压缸抽汽连通母管控制、隔离阀组。
14.本发明进一步的改进在于，汽轮机组汽水系统包括锅炉1、2、
……
、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热系统的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热系统的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热系统、除氧器、给水泵与高压加热系统的进出水口依次相连通，高压加热系统的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。
15.本发明进一步的改进在于，当至于两台机组时，两台机组管道设备间使用配备隔离、控制阀组的连通管连接。
16.一种通过母管实现机组间相互连接的运行方法，该方法基于所述的一种通过母管实现机组间相互连接的系统，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括：
17.当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组、再热冷段与热段蒸汽隔离阀组，防止蒸汽倒流至停运锅炉中；打开锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其它机组的锅炉同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；打开冷再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，1 号机组冷再热蒸汽进入冷再热段蒸汽连通母管，其他机组的锅炉对1号机再热冷段蒸汽进行加热；打开热再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其他机组的锅炉对1号汽轮机和本机组中压缸供应再热热段蒸汽；打开中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组，1号汽轮机中压缸排汽进入其他机组汽轮机低压缸做功，1号汽轮机处于最低进汽流量状态，进汽流量满足低压缸最低冷却蒸汽要求，对于做了“低压缸零出力”改造的机组来说，在“低压缸零出力”方式下运行；打开低压缸抽汽连通母管控制、隔离阀组，其他机组的汽轮机低压缸各段抽汽同时进入1号机和本机低压加热器中加热凝结水；关闭锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组，防止给水倒灌至停运锅炉中，打开最终给水连通母管控制、隔离阀组，1号机组最终给水进入其它机组锅炉给水管道中重新被加热至过热蒸汽。
18.本发明进一步的改进在于，锅炉停运指的是在锅炉检修、故障、机组两班制运行、机组热备用状态，以及其它所有对于锅炉设备有计划或者意外停运的情况。
19.本发明进一步的改进在于，阀组指的是用到的调节阀、隔离阀。
20.本发明进一步的改进在于，阀的种类为电动阀、气动阀、液动阀和手动阀。
21.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
22.(1)在机组一炉两机运行工况下，单个机组低压缸进汽流量偏小，此时低压缸效率显著下降，而低压缸做功份额在汽轮机中占比最大，约占整个汽轮机功率输出的30％～45％，极大影响了机组深度调峰下的经济性。利用本发明，在深度调峰运行工况下，可将部分机组汽轮机低压缸进汽量全部倒送至其他机组低压缸，提高多台机组平均的低压缸实际运行效率。
23.(2)采用本发明方法，机组在“少炉多机”运行工况下，可实现进一步的“机、炉解
耦”，在投运锅炉正常运行条件下，进一步降低深度调峰运行工况下的汽轮发电机组输出电动率。
附图说明
24.图1是本发明的结构示意图。
25.附图标记说明(pn指第n台机组的泵，vn指第n台机组的阀门)：pn
‑
2、凝结水泵，pn
‑
3、给水泵，vn
‑
1、热再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，vn
‑
2、中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组，vn
‑
3、低压加热器系统凝结水入口控制、隔离阀组，vn
‑
4、低压缸抽汽控制、隔离阀组，vn
‑
5、锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组，vn
‑
6、低压加热器系统进汽控制、隔离阀组，vn
‑
7、低压缸抽汽连通母管控制、隔离阀组，vn
‑
8、最终给水连通母管控制、隔离阀组，vn
‑
9、高压缸进汽控制、隔离阀组，vn
‑
10、中压缸进汽控制、隔离阀组，vn
‑
11、低压缸进汽控制、隔离阀组，vn
‑
12、锅炉主蒸汽控制、隔离阀组，vn
‑
13、再热冷段蒸汽控制、隔离阀组，vn
‑
14、再热热段蒸汽控制、隔离阀组，vn
‑
15、主蒸汽连通母管控制、隔离阀组， vn
‑
16、冷再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明进行详细说明。
27.参见图1，本发明提供的一种通过母管实现机组间相互连接的系统，包括常规锅炉、汽轮机组汽水系统及增设系统。其中，增设系统包括：主蒸汽连通母管、冷再热段蒸汽连通母管、热再热段蒸汽连通母管、中压缸排汽连通母管、低压缸抽汽连通母管、最终给水连通母管及相应控制、关断阀组。
28.其中，所述的汽轮机组汽水系统包括锅炉1、2、
……
、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热系统的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热系统的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热系统、除氧器、给水泵与高压加热系统的进出水口依次相连通，高压加热系统的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。
29.所述的增设系统中主蒸汽连通母管连接方式为：主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口阀组vn
‑
12与汽轮机进汽阀组vn
‑
9 之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀组vn
‑
15。
30.所述的增设系统中冷再热段蒸汽连通母管连接方式为：冷再热段蒸汽连通母管连接锅炉的再热冷段蒸汽管道，连接点介于汽轮机高压缸出口与锅炉再热器蒸汽入口阀组vn
‑
13之间的管道上，连接点至冷再热段蒸汽连通母管间设置单机至冷再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组vn
‑
16。
31.所述的增设系统中热再热段蒸汽连通母管连接方式为：热再热段蒸汽连通母管连接锅炉的再热热段蒸汽管道，连接点介于锅炉再热器蒸汽出口阀组vn
‑
14与汽轮机中压缸入口之间的管道上，连接点至热再热段蒸汽连通母管间设置单机至热再热段蒸汽连通母管
控制、隔离阀组vn
‑
1。
32.所述的增设系统中中压缸排汽连通母管连接方式为：中压缸排汽连通母管连接汽轮机中压缸排汽至低压缸进汽管道，连接点介于汽轮机中压缸出口与汽轮机低压缸入口阀组vn
‑
11 (增设的阀组)之间的管道上，连接点至中压缸排汽连通母管间设置单机至中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组vn
‑
2。
33.所述的增设系统中低压缸抽汽连通母管连接方式为：低压缸抽汽连通母管连接汽轮机低压缸抽汽管道，连接点介于汽轮机低压缸抽汽阀组vn
‑
5与低压加热器系统进汽阀组vn
‑
6之间的管道上，连接点至低压缸抽汽连通母管间设置单机至低压缸抽汽连通母管控制、隔离阀组vn
‑
7。
34.所述的增设系统中最终给水连通母管连接方式为：最终给水连通母管连接高压加热器系统出口的锅炉给水管道，连接点介于高压加热器系统出口与锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组的锅炉给水管道上，连接点至最终给水连通母管间设置单机至最终给水连通母管控制、隔离阀组vn
‑
8。
35.本发明提供一种通过母管实现机组间相互连接的运行方法，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括如下操作内容：
36.当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组v1
‑
12、再热冷段蒸汽隔离阀组 v1
‑
13与再热热段蒸汽隔离阀组v1
‑
14，防止蒸汽倒流至停运锅炉中。打开1号机组锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组v1
‑
15，并打开其它运行机组锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组vm
‑
15(m＝2,3,4,
…
,n，为其它运行机组编号，可以是多台机组)，其它机组的锅炉可以同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；打开冷再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组 v1
‑
16，1号机组冷再热蒸汽进入冷再热段蒸汽连通母管，并打开其它运行机组冷再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组vm
‑
16，其他机组的锅炉对1号机再热冷段蒸汽进行加热；打开热再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组v1
‑
1，并打开其它运行机组热再热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组vm
‑
1，其他机组的锅炉对1号汽轮机和本机组中压缸供应再热热段蒸汽；打开中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组v1
‑
2，调节1号机汽轮机低压缸进汽控制阀组v1
‑
11，使1 号汽轮机中压缸排汽大部分进入其他机组汽轮机低压缸做功，1号汽轮机处于最低进汽流量状态，进汽流量满足低压缸最低冷却蒸汽要求，对于做了“低压缸零出力”改造的机组来说，可在“低压缸零出力”方式下运行；关闭1号机低压缸抽汽阀组v1
‑
4，打开低压缸抽汽连通母管控制、隔离阀组v1
‑
7，其他机组的汽轮机低压缸各段抽汽同时进入1号机和本机低压加热器中加热凝结水；关闭锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组v1
‑
5，防止给水倒灌至停运锅炉中，打开最终给水连通母管控制、隔离阀组v1
‑
8，并打开其它运行机组的最终给水连通母管控制、隔离阀组vm
‑
8，1号机组最终给水进入其它机组锅炉给水管道中重新被加热至过热蒸汽。
37.表1是机组在常规单元制运行工况下系统主要阀门、设备的运行状态和利用本发明方法在少炉多机运行工况下系统主要阀门、设备的运行状态的对比。
38.表1以两台机组为例，单元制运行为两台机组均正常运行，少炉多机制运行为1号机组锅炉停运，2号机组锅炉同时给1号机组汽轮机和2号机组汽轮机供应主蒸汽。
[0039][0040]
本发明提供的一种通过母管实现机组间相互连接的系统以及运行方法，采用本发明方法，机组在“少炉多机”运行工况下，可实现进一步的“机、炉解耦”，在投运锅炉正常运行条件下，进一步降低深度调峰运行工况下的汽轮发电机组输出电动率。利用本发明，在深度调峰运行工况下，可将部分机组汽轮机低压缸进汽量全部倒送至其他机组低压缸，提高多台机组平均的低压缸实际运行效率。