一種用于火力發(fā)電廠的復(fù)合式給水泵汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及火力發(fā)電廠鍋爐給水栗驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)及回?zé)嵯到y(tǒng)，具體為一種用于火力發(fā)電廠的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]直接空冷機(jī)組中主汽輪機(jī)(簡稱主機(jī))抽汽及給水栗熱力系統(tǒng)如圖1所示，其中來自鍋爐的主蒸汽進(jìn)入主機(jī)高壓缸HP做功后回到鍋爐BR進(jìn)行再熱，來自鍋爐BR的再熱蒸汽進(jìn)入主機(jī)中壓缸IP做功后排入主機(jī)低壓缸LP繼續(xù)做功，乏汽最后排入排氣裝置E凝結(jié)后形成凝結(jié)水，凝結(jié)水由凝結(jié)水栗C依此通過主機(jī)7、6、5號低壓加熱器，分別利用主機(jī)7、6、5段抽汽加熱后，進(jìn)入除氧器4，凝結(jié)水在除氧器4由主機(jī)4段抽汽加熱除氧后，由給水栗P依此通過主機(jī)3、2、I號高壓加熱器，分別利用主機(jī)3、2、I段抽汽加熱，給水最終進(jìn)入鍋爐BR，加熱成為過熱蒸汽，鍋爐給水栗P通過凝汽式小汽輪機(jī)(簡稱純凝小機(jī))T驅(qū)動(dòng)，純凝小機(jī)汽源來自主機(jī)4段抽汽，純凝小機(jī)通常還配置有間接空冷系統(tǒng)。
[0003]給水栗是火力發(fā)電廠功率最大的輔機(jī)，大容量直接空冷機(jī)組的鍋爐給水栗配置受制約因素較多，目前是一個(gè)比較棘手的問題。濕冷機(jī)組的給水栗大多采用純凝小機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，是一種成熟可靠的配置方式，間接空冷機(jī)組一般也采用這種方式，直接空冷機(jī)組采用這樣方式通常需要單獨(dú)為純凝小機(jī)設(shè)置間接空冷系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜、占地面積和造價(jià)增加。純凝小機(jī)排汽直接排入主機(jī)排汽裝置的方式僅少量工程采用，且對機(jī)組安全性和效率均有一定程度影響，而主機(jī)直接驅(qū)動(dòng)鍋爐給水栗的方式，在國內(nèi)還處在方案研究階段。
[0004]空冷機(jī)組夏季背壓一般高于設(shè)計(jì)背壓15kPa以上，而濕冷機(jī)組夏季背壓與設(shè)計(jì)背壓的差值僅6kPa左右，由于背壓變化范圍較大，空冷機(jī)組給水栗的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)與經(jīng)常運(yùn)行工況點(diǎn)的偏差要明顯大于濕冷機(jī)組，驅(qū)動(dòng)給水栗的純凝小機(jī)在夏季背壓下為滿足驅(qū)動(dòng)給水栗的需求，純凝小機(jī)的設(shè)計(jì)通流能力進(jìn)一步加大。如果直接空冷機(jī)組采用純凝小機(jī)排汽直接排入主機(jī)排汽裝置的方式，還需要進(jìn)一步考慮夏季因大風(fēng)引起的背壓突降工況，純凝小機(jī)還需要再增加設(shè)計(jì)裕量，設(shè)計(jì)裕量層層疊加，導(dǎo)致純凝小機(jī)運(yùn)行效率低下。
[0005]另外，隨著機(jī)組向高參數(shù)的方向發(fā)展，超超臨界機(jī)組再熱蒸汽溫度已達(dá)620°C，并向700°C方向發(fā)展，主機(jī)3段抽汽(中壓缸第I級抽汽)的溫度和過熱度不斷提高，即使在設(shè)置外置蒸汽冷卻器的情況下，3段抽汽的高品質(zhì)能量仍得不到更合理的利用，影響機(jī)組回?zé)嵫h(huán)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型為了解決目前困擾直接空冷機(jī)組的給水栗配置方式和能耗偏高的問題，提供了一種用于火力發(fā)電廠的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)，并適用于間接空冷和濕冷機(jī)組，且有助于提高機(jī)組循環(huán)效率。
[0007]本實(shí)用新型是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種用于火力發(fā)電廠的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)，包括抽汽凝汽式小汽輪機(jī)(簡稱抽凝小機(jī))、抽凝小機(jī)6 '號低壓加熱器、抽凝小機(jī)7'號低壓加熱器和抽凝小機(jī)凝結(jié)水流量調(diào)節(jié)閥，抽凝小機(jī)的輸出端和鍋爐給水栗連接，抽凝小機(jī)6'號低壓加熱器和抽凝小機(jī)7'號低壓加熱器都分別通過抽汽管道與抽凝小機(jī)連接，抽凝小機(jī)6'號低壓加熱器通過凝結(jié)水管道和抽凝小機(jī)7'號低壓加熱器、抽凝小機(jī)凝結(jié)水流量調(diào)節(jié)閥串聯(lián)，且串聯(lián)形成的凝結(jié)水管路并聯(lián)在主機(jī)6號低壓加熱器、主機(jī)7號低壓加熱器和主機(jī)凝結(jié)水流量調(diào)節(jié)閥串聯(lián)形成的凝結(jié)管路兩端。
[0008]抽凝小機(jī)汽源來自主汽輪機(jī)4段抽汽，排汽排至主機(jī)的排汽裝置，抽汽排入抽凝小機(jī)6'號低壓加熱器、抽凝小機(jī)7'號低壓加熱器，抽汽口數(shù)量可以優(yōu)化選擇，抽汽通過分流部分主機(jī)的凝結(jié)水來凝結(jié)，這部分凝結(jié)水被加熱后，視溫度情況，匯入主機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)適當(dāng)?shù)奈恢?。在主機(jī)運(yùn)行背壓正常時(shí)，抽凝小機(jī)的6'號低壓加熱器、7'號低壓加熱器正常投入，當(dāng)主機(jī)在較高背壓工況運(yùn)行時(shí)，可通過抽凝小機(jī)凝結(jié)水流量調(diào)節(jié)閥逐步減小流過抽凝小機(jī)6'號低壓加熱器、抽凝小機(jī)7'號低壓加熱器的凝結(jié)水量，從而減少抽凝小機(jī)的抽汽量，以提高抽凝小機(jī)的出力，滿足所驅(qū)動(dòng)給水栗的功率需求，視主機(jī)背壓情況，直至將抽汽流量減到零，這樣就避免了采用現(xiàn)有技術(shù)的純凝小機(jī)造成裕量過大、運(yùn)行效率較低的問題，而且抽凝小機(jī)的排汽可以排入主機(jī)排汽裝置，而不必要單獨(dú)設(shè)置間接空冷系統(tǒng)。
[0009]上述的一種用于火力發(fā)電廠的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)，還包括背壓式小汽輪機(jī)(簡稱背壓小機(jī))和離合器，背壓小機(jī)的驅(qū)動(dòng)端通過離合器和抽凝小機(jī)的輸入端連接，主機(jī)3號高壓加熱器通過蒸汽管道與背壓小機(jī)的排汽管道連接，主機(jī)3號高壓加熱器通過給水管道和主機(jī)2號高壓加熱器連接。
[0010]背壓小機(jī)和抽凝小機(jī)也可以通過變速離合器(即一體化的齒輪箱加離合器)相連接，設(shè)計(jì)時(shí)可以分別靈活選擇各自的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，有助于各自效率的提高，對鍋爐給水栗的調(diào)節(jié)通過抽凝小機(jī)的進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥完成，而背壓小機(jī)進(jìn)汽閥門則保持全開，不做調(diào)節(jié)，軸功率通過離合器(或變速離合器)傳遞給抽凝小機(jī)，這樣不僅使背壓小機(jī)保持高效運(yùn)行，而且還避免了因進(jìn)汽閥門調(diào)節(jié)引起蒸汽流量變化，造成其所接帶的高壓加熱器水位波動(dòng)或調(diào)節(jié)困難。
[0011]當(dāng)主機(jī)高壓加熱器系統(tǒng)故障，主給水切換至旁路運(yùn)行，高壓加熱器退出運(yùn)行時(shí)，背壓小機(jī)可以通過離合器從軸系中切出，退出運(yùn)行，而不會(huì)影響到給水栗運(yùn)行，根據(jù)抽凝小機(jī)能滿足給水栗軸功率的情況，機(jī)組僅需要限制部分出力即可。
[0012]上述的一種用于火力發(fā)電廠的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)，主機(jī)3號高壓加熱器可被替代為主機(jī)3a號高壓加熱器和主機(jī)3b號高壓加熱器，背壓小機(jī)被替代為抽汽背壓式小汽輪機(jī)(簡稱抽背小機(jī))，主機(jī)3a號高壓加熱器與抽背小機(jī)的抽汽管道連接，主機(jī)3b號高壓加熱器則與抽背小機(jī)的排汽管道連接。整體優(yōu)化包括主機(jī)I號高壓加熱器、主機(jī)2號高壓加熱器在內(nèi)的全部高壓給水系統(tǒng)的各臺高壓加熱器的溫升，可以使給水回?zé)嵯到y(tǒng)更加合理，并有助于提高抽背小機(jī)的效率。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]I)現(xiàn)有技術(shù)的純凝小機(jī)，要滿足夏季背壓及背壓突降工況的軸功率需求，需要較大的設(shè)計(jì)蒸汽通流量，這就意味著在正常運(yùn)行工況，純凝小機(jī)負(fù)荷率較低，會(huì)長期偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，導(dǎo)致效率較低。純凝小機(jī)較大的蒸汽通流量，則需要的排汽面積也較大，就需要選擇較長的末級葉片，但較長的末級葉片在夏季高背壓工況下運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致較嚴(yán)重的鼓風(fēng)損失，尤其是在給水栗軸功率偏低的情況下，嚴(yán)重影響純凝小機(jī)效率；若選擇較短的末級葉片，雖然能滿足夏季高背壓工況的需要，但純凝小機(jī)的阻塞背壓會(huì)相應(yīng)升高，影響在正常背壓下運(yùn)行的效率，即夏季要求大的進(jìn)汽量和小的排汽面積，冬季要求相對較小的進(jìn)汽量和較大的排汽面積，使空冷小機(jī)在設(shè)計(jì)上陷入兩難境地。本實(shí)用新型所述的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)中的抽凝小機(jī)的通流設(shè)計(jì)可以很好的滿足機(jī)組THA (熱耗考核工況)、VWO (閥門全開工況)、TRL (能力工況，即夏季背壓滿出力工況)等運(yùn)行工況，在現(xiàn)有純凝小機(jī)的基礎(chǔ)上，增加可調(diào)節(jié)抽汽，根據(jù)工況的需要，適時(shí)調(diào)節(jié)抽汽量，在滿足給水栗軸功率的情況下，使小機(jī)的排汽量和背壓、通流量和軸功率得到了合理的匹配，也有效解決了進(jìn)汽量同排汽量之間的矛盾。
[0015]2)現(xiàn)有技術(shù)的背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))曾在美國盛行了一個(gè)時(shí)期，也用于給水栗驅(qū)動(dòng)，由于在機(jī)組運(yùn)行中給水栗要進(jìn)行給水流量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))的抽汽或排汽分別排入高壓加熱器或除氧器，會(huì)引起其水位波動(dòng)，因而，不利于機(jī)組負(fù)荷快速響應(yīng)，另外，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))的內(nèi)效率要低于相同功率純凝小機(jī)，后來逐步被純凝小機(jī)所取代。而且，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))的效率也無法與主機(jī)中壓缸效率相比，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))的汽源取自主機(jī)高壓缸排汽，其焓值相對較低，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))承擔(dān)全部給水栗軸功率需要較大的蒸汽流量，因而進(jìn)入鍋爐再熱器的蒸汽流量就會(huì)顯著減少，對再熱循環(huán)削弱較多，雖然提高了回?zé)嵫h(huán)效率，但機(jī)組整體熱耗收益不大。本實(shí)用新型所述的復(fù)合式給水栗汽輪機(jī)中的背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))不單獨(dú)驅(qū)動(dòng)給水栗，而是通過離合器(或變速離合器)與抽凝小機(jī)相連，負(fù)荷調(diào)節(jié)由抽凝小機(jī)完成，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))始終保持閥門全開工況運(yùn)行，不做調(diào)節(jié)，一方面可以使所接帶的高加水位控制比較容易，同時(shí)也使背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))始終在設(shè)計(jì)效率點(diǎn)附近運(yùn)行，在相同技術(shù)條件下，效率高于現(xiàn)有參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))。另外，背壓小機(jī)(或抽背小機(jī))的蒸汽流量僅限于滿足機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的需要，只承擔(dān)給水栗的所需的部分軸功率，而不同于現(xiàn)有