本發(fā)明涉及燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

汽輪機是電站建設(shè)中的關(guān)鍵動力設(shè)備之一，是把熱能轉(zhuǎn)換成機械能進而轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。由鍋爐產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽，經(jīng)過蒸汽透平，將熱能與壓力勢能轉(zhuǎn)換成汽輪機的機械能，帶動汽輪機轉(zhuǎn)子輸出軸做功，該機械能通過汽輪機轉(zhuǎn)子輸出軸傳遞給發(fā)電機，從而將機械能轉(zhuǎn)換成電能。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)指將燃氣輪機作為前置透平，用余熱鍋爐來回收燃氣輪機的排氣余熱，產(chǎn)出的蒸汽注入汽輪機，蒸汽在汽輪機中膨脹做功并輸出電能。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)把具有較高平均吸熱溫度的燃氣輪機與具有較低平均放熱溫度的蒸汽輪機結(jié)合起來，使燃氣輪機的高溫尾氣進入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并使蒸汽在汽輪機中繼續(xù)做功發(fā)電，使整個聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱能利用率較簡單循環(huán)有了明顯提高。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電的凈效率可達48％～62％。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中的燃氣輪機和汽輪機可以設(shè)計成單軸布置或多軸布置。單軸布置即燃氣輪機軸系和汽輪機的軸系串聯(lián)成一個軸系，共同驅(qū)動同一臺發(fā)電機。多軸布置即燃氣輪機和汽輪機各自驅(qū)動單獨的發(fā)電機。單軸聯(lián)合循環(huán)機組具有系統(tǒng)簡化、布置緊湊、廠房面積小、土建成本低等優(yōu)點，近年來被迅速推廣應(yīng)用，特別是新一代大功率聯(lián)合循環(huán)中廣泛采用單軸聯(lián)合循環(huán)機組。

目前市場上的單軸聯(lián)合循環(huán)機組最廣泛的一種是在汽輪機和發(fā)電機之間裝有自動同步離合器，該種形式的聯(lián)合循環(huán)機組調(diào)峰性能優(yōu)異，燃氣輪機可單獨運行。但是，該種形式的單軸聯(lián)合循環(huán)機組存在冷態(tài)啟動時汽輪機啟動較慢的現(xiàn)象。冷態(tài)啟動的過程中，燃氣輪機啟動速度快，汽輪機啟動速度慢。因此，啟動時，要么讓燃氣輪機長時間低負荷運行，等待汽輪機暖機，導(dǎo)致熱效率較低；要么讓燃氣輪機快速加負荷參與調(diào)峰運行，此時，由于冷態(tài)的汽輪機尚未暖好，大部分余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽不被允許進入汽輪機做功，而是直接通過旁路排至凝汽器，這樣就不可避免的產(chǎn)生了較大的能源損失，增加了發(fā)電成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種減少聯(lián)合循環(huán)汽輪機暖機耗時、縮短冷態(tài)啟動時間的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)，包括暖機汽源以及同軸布置且依次連接的燃氣輪機、發(fā)電機、離合器和汽輪機，燃氣輪機和汽輪機共用一個汽輪機盤車裝置，且汽輪機盤車裝置與汽輪機連接，汽輪機包括高壓缸、中壓缸和低壓缸，暖機汽源連接有通向高壓缸和中壓缸的暖機蒸汽輸送管道。

優(yōu)選地，高壓缸的進汽口與高壓主蒸汽管道連通，高壓主蒸汽管道上從上游至下游依次設(shè)有電動隔離閥和高壓進汽閥組，暖機蒸汽輸送管道通過高壓輸送管道在電動隔離閥和高壓進汽閥組之間與高壓主蒸汽管道連通。

優(yōu)選地，高壓輸送管道上串聯(lián)設(shè)有兩個高壓截止閥。

優(yōu)選地，還包括再熱器，高壓缸的排汽口通過高排蒸汽管道與再熱器的入口連通，再熱器的出口通過中壓進汽管道與中壓缸的進汽口連通，中壓進汽管道上設(shè)有中壓進汽閥組。

優(yōu)選地，中壓進汽管道上在中壓進汽閥組的上游還設(shè)有一閘閥，暖機蒸汽輸送管道通過中壓輸送管道在閘閥和中壓進汽閥組之間與中壓進汽管道連通。

優(yōu)選地，中壓進汽閥組包括中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥，中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥之間設(shè)有快冷接口，暖機蒸汽輸送管道通過中壓輸送管道在快冷接口處與中壓進汽管道連通。

優(yōu)選地，中壓輸送管道上串聯(lián)設(shè)有兩個中壓截止閥。

優(yōu)選地，中壓輸送管道上在兩個中壓截止閥的上游還設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

一種聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法，包括以下步驟：步驟s1、燃氣輪機處于靜止狀態(tài)或處于轉(zhuǎn)速低于汽輪機轉(zhuǎn)速的狀態(tài)；步驟s2、通過汽輪機盤車裝置將汽輪機的轉(zhuǎn)速提升至n轉(zhuǎn)/分鐘，使汽輪機的轉(zhuǎn)速超越燃氣輪機的轉(zhuǎn)速；步驟s3、用一手動桿撬動離合器的主螺旋型滑動部件，使主螺旋型滑動部件向離合器輸入端的方向滑動，至離合器的主動齒與從動齒的相位對準，實現(xiàn)離合器的嚙合；步驟s4、汽輪機盤車裝置拖動汽輪機、發(fā)電機和燃氣輪機一起轉(zhuǎn)動；步驟s5、向汽輪機內(nèi)通入暖機蒸汽，開始暖機，由汽輪機帶動燃氣輪機和發(fā)電機轉(zhuǎn)動，汽輪機帶動燃氣輪機和發(fā)電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速保持在p轉(zhuǎn)/分鐘，且滿足p＞n；步驟s6、當(dāng)汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的溫度達到預(yù)設(shè)溫度或者暖機時間達到預(yù)設(shè)時間時，切斷暖機蒸汽，結(jié)束暖機，燃氣輪機和汽輪機恢復(fù)至盤車狀態(tài)。

優(yōu)選地，在步驟s2中，n滿足：1≤n≤120。

優(yōu)選地，在步驟s5中，p滿足：120≤p≤1000。

優(yōu)選地，在步驟s5中，暖機蒸汽為相鄰機組的高排蒸汽或相鄰機組的低壓補汽或相鄰機組的供熱蒸汽或啟動鍋爐蒸汽。

優(yōu)選地，當(dāng)暖機蒸汽采用相鄰機組的蒸汽時，將汽輪機機組的凝汽器中產(chǎn)生的凝結(jié)水返送回相鄰機組的熱井中。

優(yōu)選地，在步驟s5中，開始暖機后，提高汽輪機機組中凝汽器的壓力。

優(yōu)選地，在步驟s5中，將凝汽器的壓力控制在10kpa-30kpa。

優(yōu)選地，在步驟s6中，預(yù)設(shè)溫度不低于150℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的進步：

本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)，可以在燃氣輪機啟動之前，先利用暖機汽源提供的暖機蒸汽對汽輪機進行沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，提高汽輪機的初溫，可以使汽輪機更早帶負荷運行，增加調(diào)峰能力和發(fā)電量的同時，能夠大大縮短聯(lián)合循環(huán)機組冷態(tài)啟動所需的時間，節(jié)約能源和啟動成本，提高機組冷態(tài)啟動的靈活性。

本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法，在燃氣輪機啟動之前，先利用暖機蒸汽對汽輪機進行沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，提高汽輪機的初溫，可以使汽輪機更早帶負荷運行，增加調(diào)峰能力和發(fā)電量的同時，能夠大大縮短聯(lián)合循環(huán)機組冷態(tài)啟動所需的時間，節(jié)約能源和啟動成本，提高機組冷態(tài)啟動的靈活性。并且，采用手動推動離合器嚙合的方式，可以使離合器在低速下嚙合，從而實現(xiàn)燃氣輪機和汽輪機在低速下的同步，由此可以完全消除離合器在低速下自動同步時因輸出端打閘帶來的離合器損壞的風(fēng)險。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例三的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的離合器手動嚙合的原理示意圖。

圖4是本發(fā)明的離合器的主動齒與從動齒相位對準的示意圖。

圖中：

100、暖機蒸汽輸送管道101、高壓輸送管道102、中壓輸送管道

200、高壓主蒸汽管道300、高排蒸汽管道400、中壓進汽管道

500、高壓旁路600、中壓旁路700、通風(fēng)管路

hp、高壓缸ip、中壓缸lp、低壓缸

1、燃氣輪機2、離合器3、暖機汽源

4、輸送閥51、高壓主汽閥52、高壓調(diào)節(jié)閥

6、電動隔離閥7、高壓截止閥8、再熱器

91、中壓主汽閥92、中壓調(diào)節(jié)閥93、快冷接口

10、高排逆止閥11、中壓截止閥12、調(diào)節(jié)閥

13、高壓旁路閥14、凝汽器15、中壓旁路閥

16、通風(fēng)閥17、發(fā)電機18、汽輪機盤車裝置

19、閘閥22、棘爪23、輸出端

231、中繼從動齒232、從動齒24、輸入端

25、中繼螺旋型滑動部件251、中繼主動齒26、主螺旋型滑動部件

261、主動齒27、繼動螺旋花鍵28、主螺旋花鍵

29、手動桿

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。這些實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

實施例一

本發(fā)明實施例一提供了一種聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法，本實施例一的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法適用于設(shè)有離合器的單軸聯(lián)合循環(huán)機組的冷態(tài)啟動，所述單軸聯(lián)合循環(huán)機組在燃氣輪機與汽輪機之間設(shè)有發(fā)電機，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的一端與燃氣輪機的轉(zhuǎn)子軸連接，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的另一端則通過離合器與汽輪機的轉(zhuǎn)子軸連接。燃氣輪機和汽輪機共用同一個汽輪機盤車裝置，且汽輪機盤車裝置與汽輪機連接。本實施例一中汽輪機盤車裝置的容量應(yīng)滿足能夠同時拖動汽輪機、發(fā)電機和燃氣輪機轉(zhuǎn)動。

實施例一中的離合器可以通過手動推動的方式實現(xiàn)嚙合。如圖3所示，本實施例一中采用的離合器包括輸入端24、輸出端23、棘爪22、主螺旋型滑動部件26和中繼螺旋型滑動部件25，輸入端24與汽輪機的轉(zhuǎn)子軸連接，輸出端23與發(fā)電機17的轉(zhuǎn)軸連接。輸入端24與主螺旋型滑動部件26之間通過主螺旋花鍵28配合，主螺旋型滑動部件26與中繼螺旋型滑動部件25之間通過繼動螺旋花鍵27配合，輸入端24轉(zhuǎn)動時帶動主螺旋型滑動部件26和中繼螺旋型滑動部件25一起轉(zhuǎn)動。棘爪22設(shè)置在中繼螺旋型滑動部件25上，輸出端23上設(shè)有與棘爪22相配合的棘輪。當(dāng)輸入端24轉(zhuǎn)速大于700轉(zhuǎn)/分鐘時，棘爪22可以在離心力的作用下彈出，若此時輸入端24的轉(zhuǎn)速大于輸出端23的轉(zhuǎn)速，則中繼螺旋型滑動部件25上的棘爪22與輸出端23上的棘輪扣緊咬合，中繼螺旋型滑動部件25轉(zhuǎn)速與輸出端23轉(zhuǎn)速同步。此時中繼螺旋型滑動部件25與主螺旋型滑動部件26之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)速，使中繼螺旋型滑動部件25沿繼動螺旋花鍵27向輸入端24行進，至中繼螺旋型滑動部件25上的中繼主動齒251與輸出端23上的中繼從動齒231嚙合，使主螺旋型滑動部件26轉(zhuǎn)速與輸出端23轉(zhuǎn)速同步。此時主螺旋型滑動部件26與輸入端24之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)速，使主螺旋型滑動部件26沿主螺旋花鍵28向輸入端24行進，至主螺旋型滑動部件26上的主動齒261與輸出端23上的從動齒232嚙合，從而使輸出端23與輸入端24轉(zhuǎn)速同步。因此，該離合器可以在大于700轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)自動嚙合。

本實施例一通過用一手動桿29撬動離合器的主螺旋型滑動部件26，使主螺旋滑動部件26向離合器輸入端24的方向滑動，至離合器的主動齒261與從動齒232的相位對準(如圖4所示)，即可實現(xiàn)離合器的嚙合。采用手動嚙合的方法，可以使離合器在低速下嚙合，從而實現(xiàn)燃氣輪機和汽輪機在低速下的同步，由此可以完全消除離合器在低速下自動同步時因輸出端打閘帶來的離合器損壞的風(fēng)險。

具體地，本實施例一的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法包括以下步驟：

步驟s1、燃氣輪機處于靜止狀態(tài)或處于轉(zhuǎn)速低于汽輪機轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。即在初始狀態(tài)，燃氣輪機和汽輪機均處于靜止狀態(tài)，或者燃汽輪機和汽輪機均在較低的轉(zhuǎn)速下運行，且燃氣輪機的轉(zhuǎn)速低于汽輪機的轉(zhuǎn)速。

步驟s2、通過汽輪機盤車裝置將汽輪機的轉(zhuǎn)速提升至n轉(zhuǎn)/分鐘，使汽輪機的轉(zhuǎn)速超越燃氣輪機的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，n滿足：1≤n≤120。

步驟s3、用一手動桿29撬動離合器的主螺旋滑動部件26，使主螺旋型滑動部件26向離合器輸入24的方向滑動，至離合器的主動齒261與從動齒232的相位對準，實現(xiàn)離合器的嚙合，即實現(xiàn)了燃氣輪機和汽輪機在低速下的同步，由此可以完全消除離合器在低速下自動同步時因輸出端打閘帶來的離合器損壞的風(fēng)險。

步驟s4、汽輪機盤車裝置拖動汽輪機、發(fā)電機和燃氣輪機一起轉(zhuǎn)動。

步驟s5、向汽輪機內(nèi)通入暖機蒸汽，開始暖機，由汽輪機帶動燃氣輪機和發(fā)電機轉(zhuǎn)動，汽輪機帶動燃氣輪機和發(fā)電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速保持在p轉(zhuǎn)/分鐘，且滿足p＞n。優(yōu)選地，p滿足：120≤p≤1000。由于汽輪機帶負載運行，使得進汽量增加，可以增強暖機效果。優(yōu)選地，開始暖機后，為提高暖機效率，可以提高汽輪機機組中凝汽器的壓力，即增加汽輪機的背壓，背壓越高，相同轉(zhuǎn)速下汽輪機的進汽量就越大，暖機時間也就越短。優(yōu)選地，將凝汽器的壓力控制在10kpa-30kpa。本實施例一中的暖機蒸汽可以是相鄰機組的高排蒸汽，也可以是相鄰機組的低壓補汽，也可以是相鄰機組的供熱蒸汽，也可以是啟動鍋爐蒸汽。當(dāng)暖機蒸汽采用相鄰機組的蒸汽時，將汽輪機機組的凝汽器中產(chǎn)生的凝結(jié)水返送回相鄰機組的熱井中。汽輪機冷態(tài)啟動沖轉(zhuǎn)前，需要對其高壓缸和中壓缸進行暖機，因此，暖機蒸汽可分為兩路，一路通向高壓缸，另一路則通向中壓缸。通向高壓缸的暖機蒸汽可以以正向進汽的方式從高壓缸的進汽口進入，也可以以反向進汽的方式從高壓缸的排汽口進入。通向中壓缸的暖機蒸汽以正向進汽的方式從中壓缸的進汽口進入。

步驟s6、當(dāng)汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的溫度達到預(yù)設(shè)溫度或者暖機時間達到預(yù)設(shè)時間時，切斷暖機蒸汽，結(jié)束暖機，燃氣輪機和汽輪機恢復(fù)至盤車狀態(tài)。根據(jù)汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的溫度是否達到預(yù)設(shè)溫度來確定是否結(jié)束暖機時，所述預(yù)設(shè)溫度應(yīng)不低于150℃，優(yōu)選地，該預(yù)設(shè)溫度可以根據(jù)現(xiàn)場實際工況進行選擇確定，例如，可以在汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的溫度升至150℃或者200℃或者300℃時切斷暖機蒸汽，以結(jié)束暖機。當(dāng)然，也可以根據(jù)實際暖機時間是否達到預(yù)設(shè)時間來確定是否結(jié)束暖機，所述預(yù)設(shè)時間則根據(jù)現(xiàn)場實際工況進行選擇確定。

當(dāng)暖機結(jié)束，燃氣輪機和汽輪機的轉(zhuǎn)速恢復(fù)至盤車轉(zhuǎn)速后，則可按常規(guī)的溫態(tài)或熱態(tài)啟動方式正常啟動聯(lián)合循環(huán)機組。

本實施例一的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法，在燃氣輪機啟動之前，先利用暖機蒸汽對汽輪機進行沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，提高汽輪機的初溫，可以使汽輪機更早帶負荷運行，增加調(diào)峰能力和發(fā)電量的同時，能夠大大縮短聯(lián)合循環(huán)機組冷態(tài)啟動所需的時間，節(jié)約能源和啟動成本，提高機組冷態(tài)啟動的靈活性。

實施例二

如圖1所示，實施例二提供了本發(fā)明聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)的一種實施例。本實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)可用于實現(xiàn)實施例一所述的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法。

具體地，本實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)包括暖機汽源3以及同軸布置且依次連接的燃氣輪機1、發(fā)電機17、離合器2和汽輪機，即發(fā)電機17轉(zhuǎn)軸的一端與燃氣輪機1的轉(zhuǎn)子軸連接，發(fā)電機17轉(zhuǎn)軸的另一端則通過離合器2與汽輪機的轉(zhuǎn)子軸連接。汽輪機與汽輪機盤車裝置18連接，通過汽輪機盤車裝置18可以拖動汽輪機轉(zhuǎn)動。本實施例二中，燃氣輪機1和汽輪機共用同一個汽輪機盤車裝置18，盤車裝置18的容量應(yīng)滿足能夠同時拖動汽輪機、發(fā)電機17和燃氣輪機1轉(zhuǎn)動。本實施例二中汽輪機盤車裝置18的容量應(yīng)滿足能夠同時拖動汽輪機、發(fā)電機17和燃氣輪機1轉(zhuǎn)動。汽輪機包括高壓缸hp、中壓缸ip和低壓缸lp，汽輪機可以采用高壓缸hp單獨分缸、中壓缸ip和低壓缸lp合缸的結(jié)構(gòu)，也可以采用高壓缸hp和中壓缸ip合缸、低壓缸lp單獨分缸的結(jié)構(gòu)。暖機汽源3連接有通向高壓缸hp和中壓缸ip的暖機蒸汽輸送管道100，用于向高壓缸hp和中壓缸ip內(nèi)通入暖機蒸汽。暖機蒸汽輸送管道100上設(shè)有輸送閥4，用于控制暖機蒸汽輸送管道100的通斷。暖機汽源3提供的暖機蒸汽可以是相鄰機組的高排蒸汽，也可以是相鄰機組的低壓補汽，也可以是相鄰機組的供熱蒸汽，也可以是啟動鍋爐蒸汽。

如圖3所示，本實施例二中采用的離合器2包括輸入端24、輸出端23、棘爪22、主螺旋型滑動部件26和中繼螺旋型滑動部件25，輸入端24與汽輪機的轉(zhuǎn)子軸連接，輸出端23與發(fā)電機17的轉(zhuǎn)軸連接。輸入端24與主螺旋型滑動部件26之間通過主螺旋花鍵28配合，主螺旋型滑動部件26與中繼螺旋型滑動部件25之間通過繼動螺旋花鍵27配合，輸入端24轉(zhuǎn)動時帶動主螺旋型滑動部件26和中繼螺旋型滑動部件25一起轉(zhuǎn)動。棘爪22設(shè)置在中繼螺旋型滑動部件25上，輸出端23上設(shè)有與棘爪22相配合的棘輪。該當(dāng)輸入端24轉(zhuǎn)速大于700轉(zhuǎn)/分鐘時，棘爪22可以在離心力的作用下彈出，若此時輸入端24的轉(zhuǎn)速大于輸出端23的轉(zhuǎn)速，則中繼螺旋型滑動部件25上的棘爪22與輸出端23上的棘輪扣緊咬合，中繼螺旋型滑動部件25轉(zhuǎn)速與輸出端23轉(zhuǎn)速同步。此時中繼螺旋型滑動部件25與主螺旋型滑動部件26之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)速，使中繼螺旋型滑動部件25沿繼動螺旋花鍵27向輸入端24行進，至中繼螺旋型滑動部件25上的中繼主動齒251與輸出端23上的中繼從動齒231嚙合，使主螺旋型滑動部件26轉(zhuǎn)速與輸出端23轉(zhuǎn)速同步。此時主螺旋型滑動部件26與輸入端24之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)速，使主螺旋型滑動部件26沿主螺旋花鍵28向輸入端24行進，至主螺旋型滑動部件26上的主動齒261與輸出端23上的從動齒232嚙合，從而使輸出端23與輸入端24轉(zhuǎn)速同步。因此，該離合器2可以在大于700轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)自動嚙合。

本實施例二通過用一手動桿29撬動離合器2的主螺旋型滑動部件26，使主螺旋滑動部件26向離合器2輸入端24的方向滑動，至離合器2的主動齒261與從動齒232的相位對準(如圖4所示)，即可實現(xiàn)離合器2的嚙合。采用手動嚙合的方法，可以使離合器2在低速下嚙合，從而實現(xiàn)燃氣輪機和汽輪機在低速下的同步，由此可以完全消除離合器2在低速下自動同步時因輸出端打閘帶來的離合器2損壞的風(fēng)險。

本實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)，可以在燃氣輪機1啟動之前，先利用暖機汽源3提供的暖機蒸汽對汽輪機進行沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，提高汽輪機的初溫，可以使汽輪機更早帶負荷運行，增加調(diào)峰能力和發(fā)電量的同時，能夠大大縮短聯(lián)合循環(huán)機組冷態(tài)啟動所需的時間，節(jié)約能源和啟動成本，提高機組冷態(tài)啟動的靈活性。

進一步，高壓缸hp的進汽口與高壓主蒸汽管道200連通，高壓主蒸汽管道200用于向高壓缸hp內(nèi)通入高壓主蒸汽。高壓主蒸汽管道200上從上游至下游依次設(shè)有電動隔離閥6和高壓進汽閥組。高壓進汽閥組靠近高壓缸hp的進汽口，用于調(diào)節(jié)進入高壓缸hp內(nèi)的高壓主蒸汽的流量。優(yōu)選地，高壓進汽閥組包括高壓主汽閥51和高壓調(diào)節(jié)閥52，高壓主汽閥51和高壓調(diào)節(jié)閥52串聯(lián)。電動隔離閥6靠近提供高壓主蒸汽的鍋爐側(cè)，用于控制高壓主蒸汽管道200的通斷。本實施例二中，暖機蒸汽輸送管道100通過高壓輸送管道101在電動隔離閥6和高壓進汽閥組之間與高壓主蒸汽管道200連通。關(guān)閉電動隔離閥6、開啟高壓進汽閥組時，暖機蒸汽輸送管道100中的暖機蒸汽可以經(jīng)高壓輸送管道101通入高壓主蒸汽管道200中，并以正向進汽的方式經(jīng)高壓進汽閥組從高壓缸hp的進汽口進入高壓缸hp中，關(guān)閉的電動隔離閥6則可防止通入高壓主蒸汽管道200中的暖機蒸汽流向鍋爐側(cè)。當(dāng)然，本發(fā)明中，通向高壓缸hp的暖機蒸汽也可以以反向進汽的方式從高壓缸hp的排汽口進入。

優(yōu)選地，在高壓輸送管道101上設(shè)有高壓截止閥7，用于控制高壓輸送管道101的通斷。由于高壓截止閥7直接接觸高溫蒸汽，為安全起見，優(yōu)選地，在高壓輸送管道101上串聯(lián)設(shè)有兩個高壓截止閥7。

本實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)還包括再熱器8，高壓缸hp的排汽口通過高排蒸汽管道300與再熱器8的入口連通，再熱器8的出口通過中壓進汽管道400與中壓缸ip的進汽口連通。高壓缸hp排汽口排出的高排蒸汽經(jīng)高排蒸汽管道300通入再熱器8中進行再加熱，再熱器8中產(chǎn)生的熱再熱蒸汽則經(jīng)中壓進汽管道400通入中壓缸ip內(nèi)。在高排蒸汽管道300上設(shè)有高排逆止閥10，用于防止高排蒸汽倒流進高壓缸hp內(nèi)。

中壓進汽管道400上設(shè)有中壓進汽閥組，中壓進汽閥組靠近中壓缸ip的進汽口，用于調(diào)節(jié)進入中壓缸ip內(nèi)的熱再熱蒸汽流量。優(yōu)選地，中壓進汽閥組包括中壓主汽閥91和中壓調(diào)節(jié)閥92，中壓主汽閥91和中壓調(diào)節(jié)閥92串聯(lián)，中壓進汽閥組閥殼上在中壓主汽閥91和中壓調(diào)節(jié)閥92之間設(shè)有快冷接口93。

本實施例二中，暖機蒸汽輸送管道100通過中壓輸送管道102在快冷接口93處與中壓進汽管道400連通。關(guān)閉中壓主汽閥91、開啟中壓調(diào)節(jié)閥92時，暖機蒸汽輸送管道100中的暖機蒸汽可以經(jīng)中壓輸送管道102通入快冷接口93，并經(jīng)中壓調(diào)節(jié)閥92以正向進汽的方式從中壓缸ip的進汽口進入，關(guān)閉的中壓主汽閥91則可以防止暖機蒸汽經(jīng)中壓主汽閥91流入再熱器8側(cè)。

優(yōu)選地，在中壓輸送管道102上設(shè)有中壓截止閥11，用于控制中壓輸送管道102的通斷。由于中壓截止閥11直接接觸高溫蒸汽，為安全起見，優(yōu)選地，在中壓輸送管道102上串聯(lián)設(shè)有兩個中壓截止閥11。進一步，在中壓輸送管道102上在中壓截止閥11前設(shè)有調(diào)節(jié)閥12，用于精確控制進入中壓缸ip中暖機蒸汽的流量。

此外，本實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)還包括凝汽器14。在高壓主蒸汽管道200與高排蒸汽管道300之間連通有高壓旁路500，高壓旁路500上設(shè)有高壓旁路閥13。在中壓進汽管道400上設(shè)有與凝汽器14連通的中壓旁路600，中壓旁路600上設(shè)有中壓旁路閥15。高排蒸汽管道300上在高排逆止閥10前設(shè)有與凝汽器14連通的通風(fēng)管路700，通風(fēng)管路700上設(shè)有通風(fēng)閥16。

本實施例二中，暖機蒸汽輸送管道100中的暖機蒸汽經(jīng)高壓輸送管道101通入高壓缸hp中，流經(jīng)高壓缸hp后進入通風(fēng)管路700中，經(jīng)通風(fēng)閥16進入凝汽器14中，由此構(gòu)成高壓暖機回路。暖機蒸汽輸送管道100中的暖機蒸汽經(jīng)中壓輸送管道102通入中壓缸ip中，流經(jīng)中壓缸ip和低壓缸lp后排入凝汽器14中，由此構(gòu)成中壓暖機回路。

當(dāng)暖機蒸汽采用相鄰機組的蒸汽時，將凝汽器14中產(chǎn)生的凝結(jié)水返送回相鄰機組的熱井中。

本實施例二的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)實現(xiàn)實施例一所述的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法的具體步驟為：

(1)燃氣輪機1處于靜止狀態(tài)或處于轉(zhuǎn)速低于汽輪機轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。

(2)通過汽輪機盤車裝置18將汽輪機的轉(zhuǎn)速提升至n轉(zhuǎn)/分鐘，使汽輪機的轉(zhuǎn)速超越燃氣輪機1的轉(zhuǎn)速。n滿足：1≤n≤120。優(yōu)選地，n＝60。輸送閥4、高壓截止閥7、調(diào)節(jié)閥12、中壓截止閥11、電動隔離閥6、高壓旁路閥13、中壓旁路閥15、高排逆止閥10、高壓主汽閥51、高壓調(diào)節(jié)閥52、中壓主汽閥91和中壓調(diào)節(jié)閥92均關(guān)閉，通風(fēng)閥16開啟，機組軸封系統(tǒng)供汽，建立真空。

(3)用一手動桿29撬動離合器2的主螺旋滑動部件26，使主螺旋型滑動部件26向離合器2輸入24的方向滑動，至離合器2的主動齒261與從動齒232的相位對準，實現(xiàn)離合器2的嚙合，使燃氣輪機1和汽輪機轉(zhuǎn)速同步。

(4)由汽輪機盤車裝置18拖動汽輪機、發(fā)電機17和燃氣輪機1一起轉(zhuǎn)動。

(5)開啟輸送閥4、高壓截止閥7，進入暖管、暖閥階段，暖高壓進汽閥組。優(yōu)選地可以以點動方式間斷開啟高壓主汽閥51，加速暖閥。此時優(yōu)選地可以以點動的方式間斷開啟調(diào)節(jié)閥12和中壓截止閥11，暖中壓進汽閥組。

(6)開啟高壓主汽閥51、高壓調(diào)節(jié)閥52、調(diào)節(jié)閥12、中壓截止閥11和中壓調(diào)節(jié)閥92，利用高壓調(diào)節(jié)閥52、調(diào)節(jié)閥12以及中壓調(diào)節(jié)閥92調(diào)節(jié)高壓缸hp和中壓缸ip的進汽比例及進汽量，使汽輪機提速，并帶動燃氣輪機1和發(fā)電機17提速，最終使汽輪機帶動燃氣輪機1和發(fā)電機17轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速保持在大于n轉(zhuǎn)/分鐘的p轉(zhuǎn)/分鐘，開始暖機。p滿足：120≤p≤1000。優(yōu)選地，p＝500或p＝800。進一步，將凝汽器14的壓力控制在10kpa-30kpa。

(7)當(dāng)汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的溫度達到預(yù)設(shè)溫度或者暖機時間達到預(yù)設(shè)時間時，關(guān)閉高壓主汽閥51、高壓調(diào)節(jié)閥52、高壓截止閥7、中壓截止閥11和輸送閥4，切斷暖機蒸汽，結(jié)束暖機，燃氣輪機1和汽輪機恢復(fù)至盤車狀態(tài)。當(dāng)汽輪機的轉(zhuǎn)速低于燃氣輪機1的轉(zhuǎn)速時，離合器2自動脫開。

當(dāng)暖機結(jié)束，燃氣輪機1和汽輪機的轉(zhuǎn)速恢復(fù)至盤車轉(zhuǎn)速后，則按常規(guī)的溫態(tài)或熱態(tài)啟動方式正常啟動聯(lián)合循環(huán)機組。

實施例三

如圖2所示，實施例三提供了本發(fā)明聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)的第二種實施例。本實施例三與實施例二基本相同，相同之處不再贅述，不同之處在于，本實施例三中，中壓進汽管道400上在中壓進汽閥組的上游還設(shè)有一閘閥19，暖機蒸汽輸送管道100通過中壓輸送管道102在閘閥19和中壓進汽閥組之間與中壓進汽管道400連通。關(guān)閉閘閥19、開啟中壓進汽閥組時，暖機蒸汽輸送管道100中的暖機蒸汽可以經(jīng)中壓輸送管道102通入中壓進汽管道400中，并經(jīng)中壓進汽閥組以正向進汽的方式從中壓缸ip的進汽口進入，流經(jīng)中壓缸ip和低壓缸lp后排入凝汽器14中，構(gòu)成中壓暖機回路。關(guān)閉的閘閥19則可以防止中壓進汽管道400中的暖機蒸汽流入再熱器8側(cè)。

本實施例三的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)實現(xiàn)實施例一所述的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機方法的具體步驟為：

(1)燃氣輪機1處于靜止狀態(tài)或處于轉(zhuǎn)速低于汽輪機轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。

(2)通過汽輪機盤車裝置18將汽輪機的轉(zhuǎn)速提升至n轉(zhuǎn)/分鐘，使汽輪機的轉(zhuǎn)速超越燃氣輪機1的轉(zhuǎn)速。n滿足：1≤n≤120。優(yōu)選地，n＝60。輸送閥4、高壓截止閥7、調(diào)節(jié)閥12、中壓截止閥11、電動隔離閥6、閘閥19、高壓旁路閥13、中壓旁路閥15、高排逆止閥10、高壓主汽閥51、高壓調(diào)節(jié)閥52、中壓主汽閥91和中壓調(diào)節(jié)閥92均關(guān)閉，通風(fēng)閥16開啟，機組軸封系統(tǒng)供汽，建立真空。

(3)用一手動桿29撬動離合器2的主螺旋滑動部件26，使主螺旋型滑動部件26向離合器2輸入24的方向滑動，至離合器2的主動齒261與從動齒232的相位對準，實現(xiàn)離合器2的嚙合，使燃氣輪機1和汽輪機轉(zhuǎn)速同步。

(4)由汽輪機盤車裝置18拖動汽輪機、發(fā)電機17和燃氣輪機1一起轉(zhuǎn)動。

(5)開啟輸送閥4、高壓截止閥7、調(diào)節(jié)閥12和中壓截止閥11，進入暖管、暖閥階段，暖高壓進汽閥組和中壓進汽閥組。此時優(yōu)選地可以以點動的方式間斷開啟高壓主汽閥51和中壓主汽閥91，以加速暖閥。

(6)開啟高壓主汽閥51、高壓調(diào)節(jié)閥52、中壓主汽閥91和中壓調(diào)節(jié)閥92，利用高壓調(diào)節(jié)閥52、調(diào)節(jié)閥12以及中壓調(diào)節(jié)閥92調(diào)節(jié)高壓缸hp和中壓缸ip的進汽比例及進汽量，使汽輪機提速，并帶動燃氣輪機1和發(fā)電機17提速，最終使汽輪機帶動燃氣輪機1和發(fā)電機17轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速保持在大于n轉(zhuǎn)/分鐘的p轉(zhuǎn)/分鐘，開始暖機。p滿足：120≤p≤1000。優(yōu)選地，p＝500或p＝800。進一步，將凝汽器14的壓力控制在10kpa-30kpa。

(7)當(dāng)汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的溫度達到預(yù)設(shè)溫度或者暖機時間達到預(yù)設(shè)時間時，關(guān)閉高壓主汽閥51、高壓調(diào)節(jié)閥52、高壓截止閥7、中壓主汽閥91、中壓調(diào)節(jié)閥92、中壓截止閥11和輸送閥4，切斷暖機蒸汽，結(jié)束暖機，燃氣輪機1和汽輪機恢復(fù)至盤車狀態(tài)。當(dāng)汽輪機的轉(zhuǎn)速低于燃氣輪機1的轉(zhuǎn)速時，離合器2自動脫開。

當(dāng)暖機結(jié)束，燃氣輪機1和汽輪機的轉(zhuǎn)速恢復(fù)至盤車轉(zhuǎn)速后，則按常規(guī)的溫態(tài)或熱態(tài)啟動方式正常啟動聯(lián)合循環(huán)機組。

綜上，本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動暖機系統(tǒng)，可以在燃氣輪機1啟動之前，先利用暖機汽源3提供的暖機蒸汽對汽輪機進行沖轉(zhuǎn)預(yù)暖，提高汽輪機的初溫，可以使汽輪機更早帶負荷運行，增加調(diào)峰能力和發(fā)電量的同時，能夠大大縮短聯(lián)合循環(huán)機組冷態(tài)啟動所需的時間，節(jié)約能源和啟動成本，提高機組冷態(tài)啟動的靈活性。并且，采用手動推動離合器2嚙合的方式，可以使離合器2在低速下嚙合，從而實現(xiàn)燃氣輪機1和汽輪機在低速下的同步，由此可以完全消除離合器2在低速下自動同步時因輸出端打閘帶來的離合器2損壞的風(fēng)險。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。