專利名稱：一種用于汽輪發(fā)電機組的可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，用于汽輪發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的顯著提高，各行業(yè)生產(chǎn)用電和民生用電都迅速增長，電網(wǎng)峰谷差急劇加大，為了保證電網(wǎng)的安全供電和電能質(zhì)量，電網(wǎng)必須備有足夠的調(diào)峰能力，既能迎高峰又能就低谷。在我國，由于燃煤發(fā)電機組在整個發(fā)電總裝機中占了 73%以上，因而使大型火電機組不得不承擔(dān)著電網(wǎng)擴大調(diào)峰能力的任務(wù)，因而常處于不同負荷階段運行。同吋，燃煤火電廠又是污染物排放大戶，火電廠的煙氣脫硫、 脫硝已成為我國“節(jié)能減排”的ー項重要工作。對于脫硝技木，目前SCR法(選擇性催化還原法)是國際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技木。采用SCR法脫硝，當鍋爐處于低負荷運行的時候，SCR脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器入口溫度可能會下降到低于催化劑的工作溫度區(qū)間，此時SCR脫硝系統(tǒng)就不得不退出運行，一般在60%額定負荷以下就停運SCR脫硝系統(tǒng)。而機組負荷越低，產(chǎn)生的污染物NOx值越高，而此時脫硝系統(tǒng)卻已退出運行。根據(jù)中國目前大型火電機組要參與調(diào)峰的現(xiàn)狀，機組往往很多時候處于低負荷運行狀態(tài)。因而在現(xiàn)有條件下，脫硝系統(tǒng)利用率并不高，機組環(huán)保水平也因此而打折扣。同吋，由于機組變負荷運行，當機組處于低負荷吋，抽汽壓力降低，對應(yīng)給水溫度降低，導(dǎo)致鍋爐平均吸熱溫度降低，從而降低了機組的熱カ循環(huán)熱效率，使機組經(jīng)濟性降低，同等發(fā)電量下，效率低的機組所對應(yīng)的污染物排放量要相對增加。此外，由于機組需要變負荷運行，汽輪機的主蒸汽調(diào)節(jié)閥經(jīng)常處于節(jié)流狀態(tài)，這增加了機組的效率損失。尤其是對大型的高參數(shù)直流鍋爐，一方面由于其蓄熱量小，負荷調(diào)節(jié)響應(yīng)特性差；另一方面，由于負荷的快速變化導(dǎo)致鍋爐壓力相應(yīng)變化，繼而水冷壁內(nèi)汽水溫度及后續(xù)受熱面的蒸汽溫度亦快速變化，從而使這些受熱面內(nèi)外壁面的溫度梯度急劇變化，產(chǎn)生應(yīng)力沖擊。由于高參數(shù)機組受熱面大多采用合金鋼，受材料的限制，其材料本身設(shè)計安全裕度不大，因而調(diào)頻所導(dǎo)致受熱面溫度的頻繁變化影響了設(shè)備的使用壽命，對鍋爐運行存在安全隱患。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，減少機組運行時污染物的排放，提高變負荷運行時的經(jīng)濟性，且完善機組調(diào)頻特性以滿足電網(wǎng)調(diào)頻的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的是機組處于低負荷狀態(tài)時脫硝系統(tǒng)需要停運的問題，同時改善機組的低負荷經(jīng)濟性，完善機組的調(diào)頻特性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，至少包括汽輪機的高壓缸、抽汽管道、以所述高壓缸的抽汽為熱源的末級給水加熱器及所述抽汽管道上的調(diào)節(jié)閥門，還包括在所述高壓缸上增設(shè)的末級抽汽ロ，所述末級抽汽ロ的抽汽壓力比常規(guī)的所述高壓缸的最高的抽汽壓カ更高；增設(shè)的末級抽汽管道，所述末級抽汽管道與所述末級抽汽ロ相連；增設(shè)的末級給水加熱器，做過功的一部分蒸汽通過所述末級抽汽管道引至所述末級給水加熱器，用以進一歩加熱鍋爐的給水；以及抽汽調(diào)節(jié)閥，所述抽汽調(diào)節(jié)閥安裝在增設(shè)的所述末級抽汽管道上，用于對所述末級抽汽管道的抽汽進行調(diào)節(jié)，可保持所述抽汽調(diào)節(jié)閥后的壓カ在變負荷時基本不變，并通過所述末級給水加熱器維持所述鍋爐的所述給水的溫度基本不變。較佳地，所述抽汽調(diào)節(jié)閥的開度大小還可跟隨負荷控制指令而變化，以使所述回?zé)嵯到y(tǒng)參與調(diào)頻。在本發(fā)明的較佳實施方式中，所述末級給水加熱器與最高不調(diào)節(jié)抽汽壓力對應(yīng)的常規(guī)給水加熱器串聯(lián)連接。本發(fā)明的可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)是ー種可在機組變負荷狀態(tài)下維持或改變給水溫度的有效措施，從而提高機組環(huán)保性、經(jīng)濟性和安全性并完善調(diào)頻特性，成為ー種弾性回?zé)嵯到y(tǒng)，具有以下優(yōu)點及技術(shù)效果(1)由于在不同負荷下，平均給水溫度能維持基本一致，因而在低負荷下，給水溫度相對顯著提高，省煤器后煙氣溫度亦相對升高，這樣即使在低負荷下進入脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器的入口煙氣溫度仍然較高，可使催化劑的工作溫度仍在正常區(qū)間，這能使脫硝系統(tǒng)(SCR) 不再需要退出運行，大大提高了脫硝系統(tǒng)的利用率，顯著提升了機組的環(huán)保水平。(2)在低負荷運行時，彈性回?zé)嵯到y(tǒng)的使用，増加了回?zé)岢槠?，降低了冷源損失； 給水溫度相對提高，提高了鍋爐平均吸熱溫度；從而使機組循環(huán)熱效率得以提高。另外，回?zé)岢槠膲埣?，相?yīng)增加了同等負荷下的主蒸汽流量，對于滑壓運行的機組，主蒸汽壓カ也會相對提高，故平均吸熱溫度亦相應(yīng)提高，機組效率亦得以提高。顯然負荷越低，此發(fā)明技術(shù)相對獲得的效益越大。隨著機組參數(shù)的不斷提高，抽汽的単位有效焓降亦相應(yīng)提高，使得本發(fā)明所產(chǎn)生的邊際效益増加。(3)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)動部分與固定部分存在一定間隙，當轉(zhuǎn)子受熱后會產(chǎn)生蘑菇型變形，使間隙増大，特別是對于采用冷端密封不調(diào)節(jié)方式的鍋爐，低負荷的漏風(fēng)率會隨著冷端間隙的増大而增加。在采用本發(fā)明的弾性回?zé)嵯到y(tǒng)后，在低負荷運行時的給水溫度相對提高，省煤器后煙氣溫度亦相對升高，即在不同低負荷運行時，進入空氣預(yù)熱器的煙氣溫度相對變化小，因而空氣預(yù)熱器的變形量的變化小，其漏風(fēng)間隙相對變化小，漏風(fēng)率相對低，從而相對提升了空氣預(yù)熱器換熱效率，從而提高了鍋爐效率，同時相對降低了風(fēng)機功率消耗。(4)由于在低負荷運行時的給水溫度相對提高，省煤器后煙氣溫度亦相對升高，使進入空預(yù)器的煙氣溫度相對升高，從而使一次風(fēng)和二次風(fēng)的熱風(fēng)溫度相對提高。這ー方面提高了制粉系統(tǒng)的干燥出力，另ー方面又提高了鍋爐的低負荷穩(wěn)燃性能，提高了鍋爐運行安全性。(5)對于直流鍋爐，水冷壁存在著水動カ特性的不穩(wěn)定性問題，尤其是在低負荷運行吋，水動カ特性更不穩(wěn)定。采用本發(fā)明的弾性回?zé)嵯到y(tǒng)后，給水溫度相對提高，減少了水冷壁入口欠焓，有利于水動力的穩(wěn)定，從而提高了鍋爐的低負荷運行安全性。(6)采用本發(fā)明的弾性回?zé)嵯到y(tǒng)后，在調(diào)頻過程中，可通過調(diào)節(jié)抽汽暫態(tài)變化量來調(diào)節(jié)汽輪機的暫態(tài)作功變化，從而相應(yīng)改變發(fā)電機的輸出功率。而后待鍋爐熱負荷調(diào)節(jié)到位后抽汽量恢復(fù)正常。由于給水溫度最終維持不變，基于鍋爐省煤器巨大的蓄熱能力，因而
4省煤器出口溫度能基本不變，而給水管系及省煤器等多采用普通鋼，其能承受的熱應(yīng)カ遠大于合金鋼。從而能提高汽輪機的調(diào)頻經(jīng)濟性，鍋爐的變負荷運行安全性和設(shè)備的使用壽命。此外，本發(fā)明的弾性回?zé)嵯到y(tǒng)還具有減少再熱器壓降等其它優(yōu)勢。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進ー步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明的實施方式的原理示意圖；圖2是本發(fā)明ー個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式本發(fā)明的弾性回?zé)嵯到y(tǒng)是在現(xiàn)有的回?zé)嵯到y(tǒng)基礎(chǔ)上，在高壓缸上增設(shè)ー抽汽壓力更高的抽汽ロ及相應(yīng)抽汽管道并增設(shè)一個高壓給水加熱器組成。該系統(tǒng)將做過功的一部分蒸汽通過增設(shè)的抽汽管道引至該給水加熱器，用以加熱鍋爐的給水，而其疏水流向前級給水加熱器，并在增設(shè)的抽汽管道上安裝一抽汽調(diào)節(jié)閥門，對抽汽進行調(diào)節(jié)，在通常的負荷變化范圍內(nèi)可保持抽汽調(diào)節(jié)閥后的壓カ基本不變，以維持給水溫度基本不變。本發(fā)明按給水流向?qū)o水加熱器的順序進行編號，故該高壓給水加熱器又稱為末級給水加熱器，相應(yīng)地， 對應(yīng)于末級給水加熱器的抽汽口和抽汽管道稱為末級抽汽口和末級抽汽管道。現(xiàn)有的回?zé)嵯到y(tǒng)如圖1中虛線框內(nèi)所示。前級給水加熱器5指的是現(xiàn)有的回?zé)嵯到y(tǒng)10中已有的給水加熱器，其可能為ー個或多個給水加熱器，對鍋爐的給水B進行加熱。前級給水加熱器5與高壓缸1通過抽汽管道3相連，若前級給水加熱器5為多個給水加熱器吋，抽汽管道3也相應(yīng)地為與高壓缸1相連的多根管道。本發(fā)明中采用了調(diào)節(jié)閥和截斷閥兩個不同的術(shù)語來描述各個管道的流體控制裝置，其中調(diào)節(jié)閥表示其開度可以調(diào)節(jié)，截斷閥在正常情況下則只有全開和全關(guān)兩種狀態(tài)。末級抽汽ロ 20的位置與高壓缸已有的抽汽ロ 2位置相比，更靠近主蒸汽入口 A，以獲得更高的抽汽壓力。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如圖1所示，加裝的弾性回?zé)嵯到y(tǒng)，由在高壓缸1上增設(shè)的 ー個末級抽汽ロ 20、末級抽汽管道30、抽汽管道上的調(diào)節(jié)閥31和末級給水加熱器50組成。在設(shè)定的負荷變化范圍內(nèi)的任意穩(wěn)定負荷吋，通過調(diào)節(jié)閥31的調(diào)節(jié)作用，可維持調(diào)節(jié)閥31后的抽汽壓力基本不變，從而保證末級給水加熱器50的出ロ給水溫度基本不變。 在參與調(diào)頻時，通過調(diào)節(jié)閥31控制進入末級給水加熱器50的抽汽暫態(tài)變化量，來調(diào)節(jié)汽輪機的暫態(tài)作功變化當負荷要求降低吋，開大調(diào)節(jié)閥31直至全開，使抽汽量増加；反之，當要求升負荷時，則關(guān)小調(diào)節(jié)閥31，使抽汽量減少，排擠抽汽回高壓缸1多作功。在調(diào)頻加、減負荷中，由于對稱性，抽汽量的改變導(dǎo)致的汽輪機效率的改變可相互抵消，其平均值不變， 故調(diào)頻本身并不影響機組的經(jīng)濟性。由于在不同負荷運行時，給水溫度相對提高，機組經(jīng)濟性也相應(yīng)提高，負荷越低， 給水溫度相對提高越大，因而相對獲得的效益也就越高，以某100(MW超超臨界機組的 500MWェ況為例進行計算，原系統(tǒng)500MWェ況下相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)如表1所示
表1原系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種用于汽輪發(fā)電機組的可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，至少包括汽輪機的高壓缸、抽汽管道、以所述高壓缸的增設(shè)抽汽為熱源的末級給水加熱器及所述抽汽管道上的調(diào)節(jié)閥門，其特征在于，還包括在所述高壓缸上增設(shè)的末級抽汽口，所述末級抽汽口的抽汽壓力遠高于所述高壓缸常規(guī)的抽汽壓力；增設(shè)的末級抽汽管道及末級給水加熱器，所述末級抽汽管道與所述末級抽汽口及所述末級給水加熱器相連；所述高壓缸內(nèi)做過功的一部分蒸汽通過所述末級抽汽口及所述抽汽管道引至所述末級給水加熱器，用以進一步加熱鍋爐給水；以及抽汽調(diào)節(jié)閥，所述抽汽調(diào)節(jié)閥安裝在增設(shè)的所述末級抽汽管道上，用于對所述末級抽汽管道的抽汽進行節(jié)流調(diào)節(jié)，以保持所述抽汽調(diào)節(jié)閥后的壓力基本不變，相應(yīng)地使所述末級給水加熱器在汽輪機變負荷時仍能維持所述鍋爐的所述鍋爐給水的溫度基本不變。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，其中所述抽汽調(diào)節(jié)閥的開度大小還可跟隨負荷控制指令而變化，以使所述回?zé)嵯到y(tǒng)參與汽輪機的功率調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，其中所述末級給水加熱器與所述汽輪機的最高溫度等級的常規(guī)給水加熱器串聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于汽輪發(fā)電機組的調(diào)節(jié)式給水回?zé)嵯到y(tǒng)，包括汽輪機的高壓缸及在高壓缸上增設(shè)的遠高于通常最高抽汽壓力的末級抽汽口，以增設(shè)的抽汽為熱源的末級給水加熱器，與末級抽汽口及末級給水加熱器相連的抽汽管道及抽汽管道上的調(diào)節(jié)閥門。做過功的一部分蒸汽通過末級抽汽管道引至末級給水加熱器，以進一步加熱鍋爐的給水。本發(fā)明的回?zé)嵯到y(tǒng)是一種彈性回?zé)嵯到y(tǒng)，可在機組變負荷狀態(tài)下維持或改變給水溫度，從而提高機組環(huán)保性、經(jīng)濟性和安全性并完善調(diào)頻特性。
文檔編號F22D1/32GK102537933SQ20111045953
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者馮偉忠 申請人:馮偉忠