一种基于高压缸零出力的母管制连接系统及运行方法与流程

1.本发明属于热力发电领域，具体涉及一种基于高压缸零出力的母管制连接系统及运行方法。


背景技术：

2.我国能源结构存在的主要特点为煤电占比过大，燃气储备不足，蓄能电站比例不足2％，为了满足可再生能源消纳的需求，保障电网运行安全，国家从政策层面引导和激励煤电机组参与调峰。
3.新能源发电占比的不断增加，要求传统燃煤火电机组具有更强的调峰能力，尤其是深度调峰能力。
4.当前提高机组深度调峰能力的主要手段是锅炉低负荷稳燃适应性优化改造及优化运行、汽轮机的热电解耦技术。这两种技术一方面深度调峰能力受到较大的局限，如锅炉稳燃条件下，负荷下限值下降有限，另一方面热电解耦技术需要较大的热用户作为支持。
5.因此，开发全运行工况下的机组深度调峰技术，对于未来新能源装机容量的增长和火电机组的续存，均具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于高压缸零出力的母管制连接系统及运行方法，从而实现提升全域性工况下机组深度调峰能力及灵活性。
7.本发明采用如下技术方案来实现的：
8.一种基于高压缸零出力的母管制连接系统，包括汽轮机组汽水系统及增设系统；其中，增设系统包括：再热热段蒸汽连通母管、第三级高压加热器出口连通母管和高中压缸进汽连通管；
9.再热热段蒸汽连通母管连接各机组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，连接点至再热热段蒸汽连通母管间设置单机至再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组；
10.第三级高压加热器出口给水连通母管连接各机组第三级高压加热器出口的给水管道，连接点介于第三级高压加热器出口与第二级高压加热器入口之间的给水管道上，连接点至第三级高压加热器出口给水连通母管间设置单机至第三级高压加热器出口给水连通母管控制、隔离阀组；
11.高中压缸进汽连通管连接各机组自身的高压缸进汽管道和中压缸进气管道，管道中间设置高中压缸进汽连通管控制、隔离阀组。
12.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。
13.本发明进一步的改进在于，当只有两台时，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。
14.一种基于高压缸零出力的母管制连接系统的运行方法，该方法基于所述的一种基于高压缸零出力的母管制连接系统，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括：
15.当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽控制、隔离阀组，防止蒸汽倒流至停运锅炉中；关闭1号机再热热段蒸汽控制、隔离阀组，打开再热热段蒸汽连通母管控制、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再热热段蒸汽；打开1号机中压缸进汽控制、隔离阀组，进入1号机组的再热热段蒸汽大部分进入1号机组中压缸；打开高中压缸进汽连通管控制、隔离阀组，少部分蒸汽通过高中压缸进汽连通管进入1号机组高压缸，对高压缸进行冷却以及平衡转子轴向推力，少量高压缸排汽通过通风管道直接进入凝汽器；1号机中压缸、第三级高压加热器、除氧器、低压缸、低压加热器系统以及凝汽器正常工作；关闭1号机最终给水控制、隔离阀组，防止给水倒灌至停炉锅炉，打开第三级高压加热器出口给水连通母管控制、隔离阀组，1号机给水通过第三级高压加热器出口给水连通母管全部进入其他机组的第一级、第二级高压加热器进行加热，加热后的给水输送至其它机组锅炉，继续下一次汽水循环。
16.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。
17.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。
18.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。
19.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
20.(1)采用本发明技术方案，机组可以实现在“少炉多机”条件下运行，实现了一定程度的“机、炉解耦”。即单台锅炉停运情况下，汽轮发电机组仍具有发电功能；
21.(2)采用本发明的技术方案，当某台锅炉停运情况下，某台汽轮机可以实现高压缸不做功，仅通入少量冷却蒸汽保证运行安全性，该汽轮机高压缸不抽汽，对应的加热器也退出运行，给水在末级工作加热器出口输送至其他机组高压加热器进行加热。由于未停运高压缸进汽流量相对多台机组高压缸都工作情况显著增加，因此工作高压缸抽汽压力显著提高，给水温度也会显著提高，有助于提高机组深度调峰工况下的经济性。此外，由于某台汽轮机高压缸退出运行，因此多台机组负荷可以在不同机组间进行更为灵活的分配，有助于降低机组深度调峰负荷下限值。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图。
23.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)：
24.pn
‑
1、给水泵，
25.pn
‑
2、凝结水泵，
26.vn
‑
1、再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组，
27.vn
‑
2、再热热段蒸汽控制、隔离阀组，
28.vn
‑
3、高压缸进汽控制、隔离阀组，
29.vn
‑
4、中压缸进汽控制、隔离阀组，
30.vn
‑
5、高中压缸进汽连通管控制、隔离阀组，
31.vn
‑
6、锅炉最终给水控制、隔离阀组，
32.vn
‑
7、第三级高压加热器出口给水连通母管控制、隔离阀组，
33.vn
‑
8、高压缸排汽通风管道控制、隔离阀组，
34.vn
‑
9、再热冷段蒸汽控制、隔离阀组。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明进行详细说明。
36.参见图1，本发明提供的一种不同机组间锅炉与汽轮机互连的系统，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：再热热段蒸汽连通母管、第三级高压加热器出口连通母管、高中压缸进汽连通管及相应控制、关断阀组。
37.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。
38.所述的增设系统中再热热段蒸汽连通母管连接方式为：再热热段蒸汽连通母管连接各机组锅炉的再热热段蒸汽管道，连接点介于锅炉再热热段蒸汽管道隔离、控制阀组vn
‑
2与汽轮机中压缸进汽隔离、控制阀组vn
‑
4之间的管道上，连接点至再热热段蒸汽连通母管间设置单机至再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组vn
‑
1。
39.所述的增设系统中第三级高压加热器出口给水连通母管连接方式为：第三级高压加热器出口给水连通母管连接各机组第三级高压加热器出口的给水管道，连接点介于第三级高压加热器出口与第二级高压加热器入口之间的给水管道上，连接点至第三级高压加热器出口给水连通母管间设置单机至第三级高压加热器出口给水连通母管控制、隔离阀组vn
‑
7。
40.所述的增设系统中高中压缸进汽连通管连接方式为：高中压缸进汽连通管连接各机组自身的高压缸进汽管道和中压缸进气管道，管道中间设置高中压缸进汽连通管控制、隔离阀组 vn
‑
5。
41.本发明提供一种不同机组间锅炉与汽轮机互连的高效运行方法，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括如下操作内容：
42.当1号机锅炉停运时，关闭1号机高压缸进汽隔离阀组v1
‑
3、再热冷段蒸汽隔离阀组 v1
‑
9与再热热段蒸汽隔离阀组v1
‑
2，防止蒸汽倒流至停运锅炉中。打开再热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再热热段蒸汽连通母管控制、隔离阀组vm
‑
1 (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再热热段蒸汽；打开1号机中压缸进汽控制、隔离阀组v1
‑
4，进入1号机组的再热热段蒸汽大部分进入1号机组中压缸；打开高中压缸进汽连通管控制、隔离阀组v1
‑
5，少部分蒸汽通过高中压缸进汽连通管进入1号机组高压缸，对高压缸进行冷却以及平衡转子轴向推力等，打开高压缸排汽通风管道控制、隔离阀组v1
‑
8，少量高压缸排汽直接进入凝汽器。1号机中压缸、第三级高压加热器、除氧器、低压缸、低压加热器系统以及凝汽器正常工作。关闭1号机最终给水控制、隔离阀组v1
‑
6，防止给水倒灌至停炉锅炉，打开第三级高压加热器出口给水连通母管控制、隔离阀组v1
‑
7，1号机给水通过第三级高压加热器出口给水连通母管全部进入其他机组的第一级、第二级高压加热器进行加热，加热后的给水输送至其它机组锅炉，继续下一次汽水循环。
43.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。
44.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。
[0045][0046]
本发明提供的一种不同机组间锅炉与汽轮机互连的系统，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，可实现停炉机组的第一级、第二级高压加热器不工作，停炉机组汽轮机中压缸与低压缸正常工作，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。