CN112879110A - 一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统及其切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统及其切换方法，该系统包括两个单元制机组；第一单元制机组包括第一中压缸排汽门、第一减温减压阀、第一中压缸排汽调节汽门、第一汽缸冷却蒸汽管路等，第二单元制机组包括第二中压缸排汽门、第二减温减压阀、第二中压缸排汽调节汽门、第二低压缸冷却蒸汽管路等；第一中压缸排汽门的出口和第二中压缸排汽门的出口之间通过中压缸排汽联络管连接，且中压缸排汽联络管上安装有中压缸排汽联络管调节汽门；该方法实现了两个单元制机组之间的灵活切换。本发明无需对锅炉侧进行技术改造，充分利用了高中压缸和低压缸做功能力差异特性，操作灵活，功能实用，同时具有一定的抵抗事故能力。

Description

一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统及其切换方法
技术领域
本发明属于能源动力类汽轮机发电技术领域，具体涉及一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统及其切换方法。
背景技术
在电力调度系统中，新能源电力享有优先调度权，但新能源电力往往具有波动大、不稳定的特点。为了消纳更多的零碳排放电力，火力发电机组必须具备出色的深度调峰能力，电力调峰辅助服务市场政策的出台，也鼓励更多的火电机组参与其中。
受燃煤锅炉不投辅助燃料最低稳燃出力限制，现存火电机组最低电负荷一般限制在30％-40％左右，继续降低则会对锅炉安全连续运行产生不利影响。而对于单元制火力发电机组，汽轮机在启、停机等小容积流量工况下，只要稳妥解决低压缸末级叶片颤振、鼓风、发热问题，就能实现超低负荷运行。中国发明专利公开说明书CN108661726A公开了一种低压缸零出力的低压缸冷却系统，通过向低压缸中送入小流量低压蒸汽，便可实现低压缸零出力，大幅降低机组发电能力，提高机组供热能力。目前，低压缸零出力供热改造已在我国有了较多的成功案例，是火电机组灵活性改造的有力解决方案。中国发明专利公开说明书CN109653810A公开了一种一炉带两机切换运行热力系统，同过增设过热蒸汽和再热蒸汽旁路及控制阀门，解决了一台锅炉发生故障时，可用一台锅炉带动两台汽轮机发电，但该系统布置较为复杂，机组深度调峰能力有待进一步挖掘。
众所周知，单元机组在发电时，高压缸、中压缸和低压缸做功能力存在明显差异，如果能将该特性充分利用起来，便可以突破锅炉最小出力限制对汽轮机发电最小出力带来的影响，实现一炉带两机深度调峰运行，则可以进一步增加电厂深度调峰电价收入，降低机组闲置率，增强机组适应调度电负荷指令的灵活性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统及其切换方法，其无需对锅炉侧进行技术改造，充分利用了高中压缸和低压缸做功能力差异特性，操作灵活，功能实用，同时具有一定的抵抗事故能力。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，包括第一单元制机组和第二单元制机组；
第一单元制机组包括第一中压缸排汽门、第一减温减压阀、第一中压缸排汽调节汽门、第一汽缸冷却蒸汽管路，第一低压缸，第一高压缸和第一中压缸；
第二单元制机组包括第二中压缸排汽门、第二减温减压阀、第二中压缸排汽调节汽门、第二汽缸冷却蒸汽管路，第二低压缸，第二高压缸和第二中压缸；
第一中压缸排汽门的出口和第二中压缸排汽门的出口之间通过中压缸排汽联络管连接，且中压缸排汽联络管上安装有中压缸排汽联络管调节汽门；
第一中压缸排汽门出口的中压缸排汽联络管上，以支路的形式引出第一汽缸冷却蒸汽管路分别与第一低压缸、第一高压缸、第一中压缸的进汽口连接，第二中压缸排汽门出口的中压缸排汽联络管上，以支路的形式引出第二汽缸冷却蒸汽管路分别与第二低压缸、第二高压缸、第二中压缸的进汽口连接，第一低压缸冷却蒸汽管路和第二汽缸冷却蒸汽管路上分别安装有第一减温减压阀和第二减温减压阀；
第一中压缸排汽门的出口和第一低压缸的进汽口之间还设置有第一中压缸排汽调节汽门，第二中压缸排汽门的出口和第二低压缸的进汽口之间还设置有第二中压缸排汽调节汽门；
两台汽轮机的7号低压加热器水侧出口之间连接有给水联络管，给水联络管上安装有给水流量调节门；
两台汽轮机的7号低压加热器疏水进口之间连接有疏水联络管，疏水联络管上安装有疏水流量调节门。
本发明进一步的改进在于，第一单元制机组和第二单元制机组的发电能力相同、容量相等，设备型式及热力系统设计一致。
本发明进一步的改进在于，第一单元制机组和第二单元制机组的运行状态是一台锅炉运行、另一台锅炉停运备用，或者两台汽轮机同时均处于发电运行状态。
本发明进一步的改进在于，第一单元制机组的第一中压缸排汽通过中压缸排汽联络管进入第二单元制机组的第二低压缸。
本发明进一步的改进在于，第一单元制机组的第一高压缸、第一中压缸的抽汽疏水通过疏水联络管进入第二单元制机组的第二低压缸抽汽疏水系统。
本发明进一步的改进在于，第二单元制机组的第二低压缸对应的抽汽加热给水通过给水联络管进入第一单元制机组的第一高压缸、第一中压缸的给水回热系统。
本发明进一步的改进在于，第一汽缸冷却蒸汽管路与中压缸排汽联络管以旁通支管形式连接，其中的蒸汽经第一减温减压阀进入第一高压缸和第一中压缸。
本发明进一步的改进在于，第二汽缸冷却蒸汽管路与中压缸排汽联络管以旁通支管形式连接，其中的蒸汽经第二减温减压阀进入第二低压缸。
一种一炉带两机超低负荷运行的切换方法，该方法基于所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，以第一单元制机组正常运行，第二单元制机组停运备用为例阐述如下：
步骤1，运行第一单元制机组的第一中压缸排汽门、第一中压缸排汽调节汽门、第一减温减压阀处于开启状态；备用第二单元制机组的第二中压缸排汽门、第二中压缸排汽调节汽门、第二减温减压阀处于关闭状态；中压缸排汽联络管调节汽门、给水流量调节门、疏水流量调节门、第一减温减压阀和第二减温减压阀均处于关闭状态；
步骤2，全开中压缸排汽联络管调节汽门，第二中压缸排汽调节汽门；缓慢关闭第一中压缸排汽调节汽门、开启第一减温减压阀，使冷却蒸汽经第一汽缸冷却蒸汽管路进入第一低压缸；
步骤3，开启第二单元制机组凝汽器、凝结水泵系统，逐渐停运第一单元制机组凝汽器、凝结水泵系统；全开给水流量调节门和疏水流量调节门；开启第二减温减压阀，使冷却蒸汽经第二汽缸冷却蒸汽管路进入第二高压缸和第二中压缸。
本发明进一步的改进在于，第一单元制机组锅炉处于运行状态，第二单元制机组锅炉处于热备用状态，两台机组均处于并网发电状态，两台机组共同承担第一单元制机组的电负荷指令；
该方法由一炉一机运行模式切换为一炉两机运行模式。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统及其切换方法，通过增设中压缸排汽联络管、给水联络管、疏水联络管、汽缸冷却蒸汽管路实现了一炉一机与一炉两机运行模式的安全切换；此外本发明还充分利用了高中压缸与低压缸做功特性差异，运行机组高中压缸和备用机组低压缸分别做功，两套发电机分别能够发出更低的电负荷，原有一炉一机单元制机组承担的调度电负荷由一炉两机共同承担，实现了更小的技术出力。一炉带两机模式深度调峰运行，可以降低机组闲置率，增强机组适应调度电负荷指令的灵活性，增加电厂深度调峰电价收入，提高电厂生产运营效益。
附图说明
图1是本发明实例中所述一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统的示意图。
附图标记说明：
1、第一中压缸排汽门；2、第一减温减压阀；3、中压缸排汽联络管；4、第一中压缸排汽调节汽门；5、第一汽缸冷却蒸汽管路；6、中压缸排汽联络管调节汽门；7、第二中压缸排汽门；8、第二减温减压阀；9、第二中压缸排汽调节汽门；10、第二汽缸冷却蒸汽管路；11、疏水联络管；12、疏水流量调节门；13、给水流量调节门；14、给水联络管；15、第一低压缸，16、第二低压缸；17、第一中压缸；18、第二中压缸；19、第一高压缸；20、第二该压缸；21、第一单元制机组；22、第二单元制机组。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，包括两台等同容量、等同设备型式和热力系统的单元制机组。第一单元制机组21包括第一中压缸排汽门1、第一减温减压阀2、第一中压缸排汽调节汽门4、第一汽缸冷却蒸汽管路5、第一低压缸15、第一中压缸17和第一高压缸19，第二单元制机组22包括第二中压缸排汽门7、第二减温减压阀8、第二中压缸排汽调节汽门9、第二汽缸冷却蒸汽管路10、第二低压缸16、第二中压缸18和第二高压缸20；第一中压缸排汽门1的出口和第二中压缸排汽门7的出口之间通过中压缸排汽联络管3连接，且中压缸排汽联络管3上安装有中压缸排汽联络管调节汽门6；第一中压缸排汽门1出口的中压缸排汽联络管3上，以支路的形式引出第一汽缸冷却蒸汽管路5分别与第一低压缸15、第一高压缸19、第一中压缸17的进汽口连接，第二中压缸排汽门7出口的中压缸排汽联络管3上，以支路的形式引出第二汽缸冷却蒸汽管路10分别与第二低压缸16、第二高压缸20、第二中压缸18的进汽口连接，第一汽缸冷却蒸汽管路5和第二汽缸冷却蒸汽管路10上分别安装有第一减温减压阀2和第二减温减压阀8；第一中压缸排汽门1的出口和第一低压缸15的进汽口之间还设置有第一中压缸排汽调节汽门4，第二中压缸排汽门7的出口和第二低压缸16的进汽口之间还设置有第二中压缸排汽调节汽门9；两台汽轮机的7号低压加热器水侧出口之间连接有给水联络管14，给水联络管14上安装有给水流量调节门13；两台汽轮机的7号低压加热器疏水进口之间连接有疏水联络管11，疏水联络管11上安装有疏水流量调节门12。
优选的，中压缸排汽联络管3上安装一个中压缸排汽联络管调节汽门6，实现低负荷运行状态下单台汽轮机发电运行与两台汽轮机发电运行模式的切换.
优选的，两台汽轮机的中压缸至低压缸的排汽通过第一中压缸排汽门1及第二中压缸排汽门7控制，该阀门可以实现低压缸的切除与投运，即将低压缸与高压缸、中压缸隔离开来；
优选的，第一汽缸冷却蒸汽管路5和第二汽缸冷却蒸汽管路10上安装有第一减温减压阀2和第二减温减压阀8，该管路汽源为中压缸排汽，与中压缸排汽联络管3以旁通支管形式连接，通过减温减压少量送入切除掉的汽缸，避免产生汽缸末级叶片颤振、鼓风和发热现象；
优选的，两台汽轮机的中压缸排汽联络管3上安装有中压缸排汽联络管调节汽门6，用于切换过程第一低压缸15和第二低压缸16进汽流量调节；
优选的，给水联络管14上安装有给水流量调节门13，用于切换过程中两台机组给水流量调节；
优选的，疏水联络管11上安装有疏水流量调节门12，用于切换过程中两台机组疏水流量调节。
本发明提供的一种一炉带两机超低负荷运行的切换方法，基于上述热力系统，包括如下步骤，以第一单元制机组21正常运行，第二单元制机组22停运备用为例阐述如下：
步骤1，运行第一单元制机组21的第一中压缸排汽门1、第一中压缸排汽调节汽门4、第一减温减压阀2处于开启状态；备用第二单元制机组22的第二中压缸排汽门7、第二中压缸排汽调节汽门9、第二减温减压阀8处于关闭状态；中压缸排汽联络管调节汽门6、给水流量调节门13、疏水流量调节门12、第一减温减压阀2和第二减温减压阀8均处于关闭状态；
步骤2，全开中压缸排汽联络管调节汽门6，第二中压缸排汽调节汽门9；缓慢关闭第一中压缸排汽调节汽门4、开启第一减温减压阀2，使冷却蒸汽经第一汽缸冷却蒸汽管路5进入第一低压缸17；
步骤3，开启第二单元制机组22凝汽器、凝结水泵系统，逐渐停运第一单元制机组21凝汽器、凝结水泵系统；全开给水流量调节门13和疏水流量调节门12；开启第二减温减压阀8，使冷却蒸汽经第二汽缸冷却蒸汽管路10进入第二高压缸20和第二中压缸18。
步骤4，缓慢调整运行参数，完成一炉一机与一炉两机运行模式切换。运行机组高中压缸和备用机组低压缸共同承担调度电负荷指令。
以上所述，仅为本发明的较佳的实施例，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护之中。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，包括第一单元制机组(21)和第二单元制机组(22)；
第一单元制机组(21)包括第一中压缸排汽门(1)、第一减温减压阀(2)、第一中压缸排汽调节汽门(4)、第一汽缸冷却蒸汽管路(5)，第一低压缸(15)，第一高压缸(19)和第一中压缸(17)；
第二单元制机组(22)包括第二中压缸排汽门(7)、第二减温减压阀(8)、第二中压缸排汽调节汽门(9)、第二汽缸冷却蒸汽管路(10)，第二低压缸(16)，第二高压缸(20)和第二中压缸(18)；
第一中压缸排汽门(1)的出口和第二中压缸排汽门(7)的出口之间通过中压缸排汽联络管(3)连接，且中压缸排汽联络管(3)上安装有中压缸排汽联络管调节汽门(6)；
第一中压缸排汽门(1)出口的中压缸排汽联络管(3)上，以支路的形式引出第一汽缸冷却蒸汽管路(5)分别与第一低压缸(15)、第一高压缸(19)、第一中压缸(17)的进汽口连接，第二中压缸排汽门(7)出口的中压缸排汽联络管(3)上，以支路的形式引出第二汽缸冷却蒸汽管路(10)分别与第二低压缸(16)、第二高压缸(20)、第二中压缸(18)的进汽口连接，第一低压缸冷却蒸汽管路(5)和第二汽缸冷却蒸汽管路(10)上分别安装有第一减温减压阀(2)和第二减温减压阀(8)；
第一中压缸排汽门(1)的出口和第一低压缸(15)的进汽口之间还设置有第一中压缸排汽调节汽门(4)，第二中压缸排汽门(7)的出口和第二低压缸(16)的进汽口之间还设置有第二中压缸排汽调节汽门(9)；
两台汽轮机的7号低压加热器水侧出口之间连接有给水联络管(14)，给水联络管(14)上安装有给水流量调节门(13)；
两台汽轮机的7号低压加热器疏水进口之间连接有疏水联络管(11)，疏水联络管(11)上安装有疏水流量调节门(12)。
2.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第一单元制机组(21)和第二单元制机组(22)的发电能力相同、容量相等，设备型式及热力系统设计一致。
3.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第一单元制机组(21)和第二单元制机组(22)的运行状态是一台锅炉运行、另一台锅炉停运备用，或者两台汽轮机同时均处于发电运行状态。
4.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第一单元制机组(21)的第一中压缸(17)排汽通过中压缸排汽联络管(3)进入第二单元制机组(22)的第二低压缸(16)。
5.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第一单元制机组(21)的第一高压缸(19)、第一中压缸(17)的抽汽疏水通过疏水联络管(11)进入第二单元制机组(22)的第二低压缸(16)抽汽疏水系统。
6.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第二单元制机组(22)的第二低压缸(16)对应的抽汽加热给水通过给水联络管(14)进入第一单元制机组(21)的第一高压缸(19)、第一中压缸(17)的给水回热系统。
7.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第一汽缸冷却蒸汽管路(5)与中压缸排汽联络管(3)以旁通支管形式连接，其中的蒸汽经第一减温减压阀(2)进入第一高压缸(19)和第一中压缸(17)。
8.根据权利要求1所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，其特征在于，第二汽缸冷却蒸汽管路(10)与中压缸排汽联络管(3)以旁通支管形式连接，其中的蒸汽经第二减温减压阀(8)进入第二低压缸(16)。
9.一种一炉带两机超低负荷运行的切换方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至8中任一项所述的一种一炉带两机超低负荷运行的热力系统，以第一单元制机组(21)正常运行，第二单元制机组(22)停运备用为例阐述如下：
步骤1，运行第一单元制机组(21)的第一中压缸排汽门(1)、第一中压缸排汽调节汽门(4)、第一减温减压阀(2)处于开启状态；备用第二单元制机组(22)的第二中压缸排汽门(7)、第二中压缸排汽调节汽门(9)、第二减温减压阀(8)处于关闭状态；中压缸排汽联络管调节汽门(6)、给水流量调节门(13)、疏水流量调节门(12)、第一减温减压阀(2)和第二减温减压阀(8)均处于关闭状态；
步骤2，全开中压缸排汽联络管调节汽门(6)，第二中压缸排汽调节汽门(9)；缓慢关闭第一中压缸排汽调节汽门(4)、开启第一减温减压阀(2)，使冷却蒸汽经第一汽缸冷却蒸汽管路(5)进入第一低压缸(17)；
步骤3，开启第二单元制机组(22)凝汽器、凝结水泵系统，逐渐停运第一单元制机组(21)凝汽器、凝结水泵系统；全开给水流量调节门(13)和疏水流量调节门(12)；开启第二减温减压阀(8)，使冷却蒸汽经第二汽缸冷却蒸汽管路(10)进入第二高压缸(20)和第二中压缸(18)。
10.根据权利要求9所述的一种一炉带两机超低负荷运行的切换方法，其特征在于，第一单元制机组(21)锅炉处于运行状态，第二单元制机组(22)锅炉处于热备用状态，两台机组均处于并网发电状态，两台机组共同承担第一单元制机组(21)的电负荷指令；
该方法由一炉一机运行模式切换为一炉两机运行模式。
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