双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及热电联产设备技术领域，更具体地说，涉及一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统。本发明还涉及一种应用于上述双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统的控制方法。


背景技术：

2.汽轮机整套启动过程是指炉、机、电等第一次联合启动中锅炉点火，到机组完成满负荷可靠性试运移交生产的调试过程。该过程的主要目的涵盖检验汽轮机组控制系统的启停操作及控制功能、检验机组安全保护系统动作的准确性和可靠性、检验机组启动的合理性、机动性和安全性、对机组的启动参数和启动方式进行优化等工作。
3.对于抽汽供热机组而言，抽汽供热工况的投入和切除也是极为重要的环节之一。合理有效地实施方案为机组安全启动、后续平稳运行及关键设备保护提供切实保障。
4.然而，市面上缺少一种针对双抽汽背压式汽轮机的各个供汽管道进行按序投入及切除的控制系统及控制方法。


技术实现要素：

5.本发明提供一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，实现了双抽汽背压式汽轮机的各个供汽管道的按序投入及切除，有效地保障了双抽背汽轮机组由纯发电工况到高低压供汽工况的平稳过渡及转换，确保机组安全启动及安全运行。除此之外，本发明还提供一种应用于上述双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统的控制方法。
6.本发明提供一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，包括蒸汽主通路、高压蒸汽旁路、低压蒸汽旁路、高压抽汽管道和低压抽汽管道；
7.所述蒸汽主通路包括沿气体流动方向依次设置的主蒸汽管道、高压缸联合汽门、汽轮机高压缸、再热器冷段管道、再热器、再热器热段管道、中压缸联合汽门、汽轮机中压缸和背压排气管道，所述汽轮机中压缸内转动安装有旋转隔板；
8.所述高压蒸汽旁路连通于所述主蒸汽管道与所述再热器冷段管道之间，包括沿气体流动方向依次设置的高旁阀和高旁减温减压器；
9.所述低压蒸汽旁路连通所述再热器热段管道与所述背压排气管道之间，包括沿气体流动方向依次设置的低旁阀和低旁减温减压器；
10.所述高压抽汽管道设置在所述再热器热段管道上，所述高压抽汽管道上设有高压抽汽阀；
11.所述低压抽汽管道设置于所述再热器热段管道与所述背压排气管道之间，所述低压抽汽管道上沿气流方向依次设有低旁阀和低旁减温减压器。
12.优选的，所述旋转隔板通过电机驱动转动安装于所述汽轮机中压缸内部。
13.优选的，所述汽轮机高压缸、所述汽轮机中压缸利用主轴与发电机相连。
14.此外，本发明还提供一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制方法，应用于上述
任一项的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，包括投入低压供汽管路、投入高压供汽管路、切除高压供汽管路和切除低压供汽管路；
15.所述投入低压供汽管路包括步骤：调节所述中压缸联合汽门及所述低旁阀，使所述中压缸联合汽门阀前压力高于低压抽汽压力，关小所述旋转隔板开度，当低压供汽压力达到指定水平时，缓慢开启低压抽汽管道上的所述低压抽汽阀对外供给低压蒸汽；利用所述中压缸联合汽门控制低压蒸汽压力；
16.所述投入高压供汽管路包括步骤：逐渐关闭所述低旁阀，使高压抽汽压力稳定在给定值，手动缓慢开启所述高压抽汽阀对外供给高压蒸汽；所述高压、低压蒸汽开始供给后，控制所述旋转隔板，以维持背压排气压力；
17.所述切除高压供汽管路包括步骤：解除所述旋转隔板维持所述背压排汽压力的限制，手动控制所述旋转隔板开度；开始切除供给高压蒸汽：在维持高压供汽压力的前提下，缓慢关闭所述高压供汽管路上的高压抽汽阀降低高压蒸汽供气量，同时利用所述中压缸联合汽门及所述低旁阀控制低压供汽压力保持恒定值直至所述高压抽汽阀完全关闭；
18.所述切除低压供汽管路包括步骤：在维持低压供汽压力的前提下，缓慢关闭所述低压供汽管路上的低压抽汽阀，同时缓慢打开所述低旁阀以降低低压蒸汽供气量；维持所述中压缸联合汽门的开度，当所述低压抽汽阀完全关闭，手动开启所述旋转隔板至全开位，通过调整所述低旁阀开度，控制所述背压排气压力。
19.优选的，所述投入低压供汽管路的步骤中，当所述低旁阀全关且未满足低压供汽压力时，开大所述高压缸联合汽门的开度。
20.优选的，所述逐渐关闭所述低旁阀，使高压抽汽压力稳定在给定值的步骤中，当所述低旁阀完全关闭，所述高压抽汽压力仍未稳定到给定值，则开大所述高压缸联合汽门开度使所述高压抽汽压力稳定到给定值。
21.本发明所提供的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，相较于现有技术，具有如下技术优点：
22.1、实现了双抽背汽轮机组由纯发电工况到高低压供汽工况的平稳过渡和转换，为机组安全启动、运行及关键设备保护提供了有效途径和切实保障。
23.2、实现了双抽背汽轮机供汽系统的投入及切除，由此实现了双抽背汽轮机供汽系统的投切控制。
24.3、利用前端控制方案，瞬态响应速度快，工况切换效率高，设备间协调方式简单，可操作性好。
25.此外，本发明还提供一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制方法，有效地保证了双抽背汽轮机组的整套启动，并且为双抽背汽轮机组的供汽工况间的运行切换提供了有效保障。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本发明所提供的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统的示意图。
28.其中，1-主蒸汽管道、2-高压缸联合汽门、3-汽轮机高压缸、4-再热器冷段管道、5-再热器、6-再热器热段管道、7-中压缸联合汽门、8-汽轮机中压缸、9-旋转隔板、10-背压排气管道、11-高旁阀、12-高旁减温减压器、13-低旁阀、14-低旁减温减压器、15-发电机、16-高压抽汽阀、17-低压抽汽阀。
具体实施方式
29.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
30.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
31.请参考图1，图1为本发明所提供的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统的示意图。
32.本发明提供一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，主要包括蒸汽主通路、高压蒸汽旁路、低压蒸汽旁路、高压抽汽管道和低压抽汽管道。
33.其中，主蒸汽管道1、高压缸联合汽门2、汽轮机高压缸3、再热器冷段管道4、再热器5、再热器热段管道6、中压缸联合汽门7、汽轮机中压缸8和背压排气管道10构成蒸汽主通路，各部件沿气体流动方向依次设置，汽轮机中压缸8内安装有旋转隔板9，旋转隔板9转动安装于汽轮机中压缸8内部。
34.高压蒸汽旁路直接连通主蒸汽管道1与再热器冷段管道4，并设置于两管道之间，高旁阀11及高旁减温减压器12依次相连，构成高压蒸汽旁路。
35.低压蒸汽旁路直接连通再热器热段管道6与背压排气管道10，并设置于两管道之间，低旁阀13及低旁减温减压器14，两者依次连接，构成低压蒸汽旁路。
36.再热器热段管道6上设有带有高压抽汽阀16的高压抽汽管道，汽轮机中压缸8连接带有低压抽汽阀17且位于转隔板9前端的低压抽汽管道。
37.投入低压供汽时，配合调节中压缸联合汽门7及低旁阀13，保证中压缸联合汽门7的阀前压力高于低压抽汽压力，关小旋转隔板9开度，此后，通过开启低压抽汽管道上的低压抽汽阀17对外供给低压蒸汽，利用中压缸联合汽门7控制低压蒸汽压力，可以通过开大高压缸联合汽门2开度满足低压供汽压力。
38.投入高压供汽管路时，逐渐关闭低旁阀13，使高压抽汽压力稳定在给定值，再手动缓慢开启高压抽汽阀16对外供给高压蒸汽。高压、低压蒸汽开始供给后，控制旋转隔板9，以维持背压排气压力。
39.切除低压供汽管路时，缓慢关闭低压抽汽阀17，同时缓慢打开低旁阀13，逐渐降低低压蒸汽供气量。
40.切除高压供汽管路时，手动调节旋转隔板9的开度，缓慢关闭高压抽汽16以降低高压蒸汽供气量，同时调节中压缸联合汽门7及低旁阀13控制低压供汽压力保持恒定值，直至高压抽汽阀16完全关闭，完成高压供汽切除。
41.本技术中的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，分别在再热器热段管道6及汽轮机中压缸8的旋转隔板9前端设置高压及低压抽汽管道，向外部供汽。通过协调控制高压缸联合汽门2、高旁阀11、中压缸联合汽门7、低旁阀13以及旋转隔板9的动作，实现了供汽系统投入及切除前端控制，以及双抽背汽轮机组由纯发电工况到高低压供汽工况的平稳过渡和转换，为机组安全启动、运行及关键设备保护提供了有效途径和切实保障。
42.为了实现对旋转隔板9的开度的自动控制，可以在旋转隔板9顶部设置电机，电机连接旋转隔板9，通过电机驱动转动安装于汽轮机中压缸8内部的旋转隔板9，从而自动调节旋转隔板9的开度。
43.此外，汽轮机高压缸3、汽轮机中压缸8与发电机15利用主轴相连，从而实现蒸汽热能到机械能到电能的转换。
44.本技术通过协调控制各汽门、各阀门和旋转隔板的动作，实现供汽系统投入及切除前端控制，实现双抽背汽轮机组由纯发电工况到高低压供汽工况的平稳过渡。
45.本发明还提供一种双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制方法，应用于上述双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统，包括投入低压供汽管路、投入高压供汽管路、切除高压供汽管路和切除低压供汽管路。
46.投入及切除抽汽系统采用前端控制方法，投入低压供汽管路按照以下步骤实施：
47.首先，配合调节中压缸联合汽门7及低旁阀13，使中压缸联合汽门7的阀前压力高于低压抽汽压力，随后关小旋转隔板9开度，当低压供汽压力达到指定水平时，缓慢开启低压抽汽管道上的低压抽汽阀17对外供给低压蒸汽；此后，利用中压缸联合汽门7控制低压蒸汽压力。
48.投入高压供汽管路时，按照以下步骤实施：
49.首先，逐渐关闭低旁阀13，使高压抽汽压力稳定在给定值；然后，手动缓慢开启高压抽汽阀16对外供给高压蒸汽；最后，高压、低压蒸汽开始供给后，控制旋转隔板9，以维持背压排气压力。
50.切除供汽的过程与投入过程的逆过程有所不同。切除高压供汽管路按照以下步骤实施：
51.首先，解除旋转隔板9所维持的对背压排汽压力的限制，手动控制旋转隔板9的开度；然后，开始切除供给高压蒸汽：在维持高压供汽压力的前提下，缓慢关闭高压供汽管路上的高压抽汽阀16，降低高压蒸汽供气量，同时利用中压缸联合汽门7及低旁阀13控制低压供汽压力保持恒定值直至高压抽汽阀16完全关闭，完成高压供汽切除。
52.切除低压供汽管路时，按照以下步骤实施：
53.首先，在维持低压供汽压力的前提下，缓慢关闭低压供汽管路上的低压抽汽阀17，同时缓慢打开所述低旁阀13以降低低压蒸汽供气量；最后，维持中压缸联合汽门7的开度，通过调整低旁阀13的开度，控制背压排气压力。
54.本技术所提供的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制方法，实现了双抽背热电联产汽轮机组高压供汽系统及低压供汽系统的平稳有序投产和退出，确保了系统高效运行。
55.在投入低压供汽管路的步骤中，考虑到若低旁阀13完全关闭，高压抽汽压力仍未稳定到给定值，可以开大高压缸联合汽门2的开度，以使高压抽汽压力稳定到给定值。
56.在上述步骤：逐渐关闭低旁阀13，使高压抽汽压力稳定在给定值中，当低旁阀13完
全关闭时，高压抽汽压力仍未稳定到给定值，则开大高压缸联合汽门2的开度，使高压抽汽压力稳定到给定值。
57.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
58.以上对本发明所提供的双抽背汽轮机抽汽系统投切前端控制系统及控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。