一种用于深度灵活调峰的双轴汽轮机系统的制作方法

1.本发明涉及汽轮机系统领域，尤其是涉及一种用于深度灵活调峰的双轴汽轮机系统。


背景技术：

2.目前从汽机本体结构角度进行深度调峰灵活性改造的技术主要有2种，一是低压缸零出力技术，“低压缸零出力”又可以叫做“低压缸切缸”，指的是中压缸排汽全部通过供热管道引出，仅保留少量的冷却蒸汽进入低压缸，带走转子叶片与内部工质摩擦产生的热量，从而实现低压缸不做功、零出力的工作方法；第二种是光轴技术，即蒸汽经过中压缸后全部用于供热，而低压部分不存在叶片，只保留主轴。由于这根转子仅有主轴而没有叶片，因此俗称“光轴”。光轴不但要能很好地传递扭矩，还需具有合适的质量、刚度，才不会对原轴系力学特性产生较大的影响。
3.低压缸零出力增加了机组深度调峰的能力，机组可以在抽凝背三种运行方式下灵活切换，但改造的同时会导致高真空、低流量下的低压缸安全性问题(叶片超温、水蚀、颤振)等；光轴技术能最大限度回收利用排汽热，使电厂的采暖能力增强，但对轴要求较高，本体改动大，改造成本高，而且需要停机进行转子切换，调节手段单一，鼓风加热问题明显。
4.因此需要一种新的汽轮机结构方式，能够提高深度调峰状态下汽轮机的安全性和经济性。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高深度调峰状态下汽轮机的安全性和经济性的用于深度灵活调峰的双轴汽轮机系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种用于深度灵活调峰的双轴汽轮机系统，包括相互连接的汽轮机组和第一发电机，所述双轴汽轮机系统还包括联通管道、低压缸组和第二发电机，所述汽轮机组连接所述联通管道，所述汽轮机组接入蒸汽并向所述联通管道供入蒸汽，所述低压缸组包括多个调峰低压缸，每个调峰低压缸均通过对应的调峰阀门接入所述联通管道，各个调峰低压缸依次连接后接入所述第二发电机，所述联通管道的一端设有供热阀门。
8.进一步地，当所述双轴汽轮机系统的机组负荷大于预设的调峰负荷时，开启各个调峰阀门，使得蒸汽进入各个调峰低压缸，第一发电机和第二发电机同时工作；
9.当所述双轴汽轮机系统的机组负荷不超过预设的调峰负荷时，关闭各个调峰阀门，第一发电机工作。
10.进一步地，所述调峰负荷的取值范围在75％-85％的额定负荷范围以内。
11.进一步地，所述调峰负荷为80％的额定负荷。
12.进一步地，所述汽轮机组包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸接入蒸汽，所述中压缸和低压缸均连接所述联通管道，所述中压缸排出的蒸汽通过联通通道
进入所述低压缸。
13.进一步地，所述汽轮机组还包括超高压缸，所述超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸依次连接，所述超高压缸接入蒸汽。
14.进一步地，所述低压缸组包括第一调峰低压缸和第二调峰低压缸，所述第一调峰低压缸通过第一调峰阀门接入所述联通管道，所述第二调峰低压缸通过第二调峰阀门接入所述联通管道，所述第一调峰低压缸、第二调峰低压缸和第二发电机依次连接。
15.进一步地，当存在供热需求时，开启所述供热阀门，该供热阀门连接有用热设备。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.(1)本发明的双轴布置汽轮机组，具有三个低压缸，汽轮机在高负荷时，全部低压缸都投入运转发电，当机组运行在中低负荷时，切除两个调峰低压缸，仅保留一个低压缸运行，降低出力。还可以对外供热，实现热电联产。
18.(2)对于使用离合器联接的机组，对于离合器质量要求较高，本发明通过阀门实现对调峰低压缸的控制，方便、快捷。
19.(3)相对于单轴调峰技术机组(低压缸零出力、光轴技术等)，本发明在中低负荷下可以完全隔断至调峰低压缸的蒸汽，节约了带走鼓风散热的部分蒸汽，避免了鼓风对于轴的损伤，也避免了高真空、低流量下的低压缸安全性问题。
20.(4)本发明汽轮机既可以在纯凝工况运转，也可以进行供热。
21.(5)本发明中的汽轮机在中低负荷下，切除2个调峰低压缸可以减少压缸做功能力，而且相对于同负荷的正常机组，经过高压缸和中压缸的蒸汽品质反而较高，既明显降低了机组出力，又可以提高机组的循环效率、提高深度调峰经济性。
附图说明
22.图1为本发明实施例中提供的一种用于深度灵活调峰的双轴汽轮机系统的结构示意图；
23.图中，1、高压缸，2、中压缸，3、低压缸，4、第一发电机，5、第一调峰低压缸，6、第二调峰低压缸，7、第二发电机，8、调峰阀门，9、供热阀门，10、联通管道。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能
理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.实施例1
29.本实施例提供一种用于深度灵活调峰的双轴汽轮机系统，包括相互连接的汽轮机组和第一发电机4，双轴汽轮机系统还包括联通管道10、低压缸组和第二发电机7，汽轮机组连接联通管道10，汽轮机组接入蒸汽并向联通管道10供入蒸汽，低压缸组包括多个调峰低压缸，每个调峰低压缸均通过对应的调峰阀门8接入联通管道10，各个调峰低压缸依次连接后接入第二发电机7，联通管道10的一端设有供热阀门9。
30.工作原理：当双轴汽轮机系统的机组负荷大于预设的调峰负荷时，开启各个调峰阀门8，使得蒸汽进入各个调峰低压缸，第一发电机4和第二发电机7同时工作；
31.当双轴汽轮机系统的机组负荷不超过预设的调峰负荷时，关闭各个调峰阀门8，第一发电机4工作；
32.当存在供热需求时，开启供热阀门9，该供热阀门9连接有用热设备。
33.调峰负荷的取值范围在75％-85％的额定负荷范围以内，本实施例中，调峰负荷为80％的额定负荷。
34.具体地，汽轮机组包括依次连接的高压缸1、中压缸2和低压缸3，高压缸1接入蒸汽，中压缸2和低压缸3均连接联通管道10，中压缸2排出的蒸汽通过联通通道进入低压缸3。
35.对二次再热机组可以增加超高压缸，超高压缸、高压缸1、中压缸2和低压缸3依次连接，由超高压缸1接入蒸汽。
36.本实施例中，设置了两个调峰低压缸满足调峰需要，低压缸组包括第一调峰低压缸5和第二调峰低压缸6，第一调峰低压缸5通过第一调峰阀门接入联通管道10，第二调峰低压缸6通过第二调峰阀门接入联通管道10，第一调峰低压缸5、第二调峰低压缸6和第二发电机7依次连接。
37.下面从整体上对本实施例提供的双轴汽轮机系统进行具体描述。
38.参见图1所示，本实施例汽轮机系统为双列布置，包括高压缸a1：对二次再热机组可以增加超高压缸；中压缸b2；低压缸c3；发电机4：与高压缸a、中压缸b和低压缸c同轴布置的第一个发电机；调峰低压缸d5；调峰低压缸e6；发电机7：与调峰低压缸d和调峰低压缸e同轴的第二个发电机；调峰阀门8，通过阀门的开和关，可以实现调峰低压缸d和调峰低压缸e的投入运转和切除；供热阀门9，通过该阀门的启闭控制机组对外供热；联通管道10。
39.高压缸a、中压缸b、低压缸c和一个发电机组成了轴系1，调峰低压缸d、调峰低压缸e和另一个发电机组成了轴系2，两个轴系并列布置。
40.在本方案的双列布置结构下，汽轮机有2种运行模式：一种是高负荷模式，另一种是中低负荷模式。当机组负荷大于80％额定负荷时，开启2个调峰阀门，蒸汽同时进入低压缸c、低压缸d和低压缸e，两台发电机同时工作；当机组负荷低于80％额定负荷时，完全关闭2个调峰阀门，蒸汽不进入调峰低压缸d和调峰低压缸e，蒸汽只进入低压缸c做功，此时只有一台发电机发电。无论在高负荷还是中低负荷下，都可以通过调节供热阀门，实现热电联产。
41.本实施例的目的是提出一种新型汽轮机组结构形式，该汽轮机组双轴布置，具有
三个低压缸，汽轮机在高负荷时，全部低压缸都有进汽并发电；当机组运行在中低负荷时，切除两个调峰低压缸，仅保留一个低压缸运行，可以实现热电联产、降低机组出力、提高机组安全性、提高机组循环效率、提高深度调峰经济性。
42.具体实施时，双轴汽轮机系统的运作过程包括以下步骤：
43.1)蒸汽进入高压缸做功，对于二次再热机组在高压缸之前增加超高压高做功；
44.2)高压缸做功后的蒸汽经过再热器进入中压缸做功；
45.3)从中压缸排出的汽体通过联通管进入低压缸；
46.4)当机组负荷高于80％额定负荷时，开启2个调峰阀门，使蒸汽同时进入3个低压缸做功，此时2台发电机同时工作；
47.5)当机组负荷低于80％额定负荷时，完全关闭2个调峰阀门，使2个调峰低压缸与机组隔离，只有1台发电机在发电；
48.6)当有供热需求时，无论在高负荷还是中低负荷，可以开启供热阀门，实现热电联产。
49.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明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。