本實(shí)用新型涉及汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽輪發(fā)電機(jī)組是一種把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置，是電站建設(shè)中的關(guān)鍵動力設(shè)備之一。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，成為汽輪機(jī)的機(jī)械能，帶動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輸出軸做功，該機(jī)械能通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輸出軸傳遞給發(fā)電機(jī)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，因此，汽輪機(jī)作為源動機(jī)常被稱為“光明之源”。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)是指將燃?xì)廨啓C(jī)作為前置透平，用余熱鍋爐來回收燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱，產(chǎn)出若干檔新蒸汽注入汽輪機(jī)，蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功輸出電能。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)把具有較高平均吸熱溫度的燃?xì)廨啓C(jī)與具有較低平均放熱溫度的蒸汽輪機(jī)結(jié)合起來，使燃?xì)廨啓C(jī)的高溫尾氣進(jìn)入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并使蒸汽在汽輪機(jī)中繼續(xù)作功發(fā)電，達(dá)到揚(yáng)長避短、相互彌補(bǔ)的目的，使整個聯(lián)合循環(huán)的熱能利用水平較簡單循環(huán)有了明顯提高，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的凈效率已達(dá)48％-60％。

目前常用的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)有E級聯(lián)合循環(huán)電站廣泛采用的雙壓、無再熱系統(tǒng)和F級聯(lián)合循環(huán)電站所采用的三壓、再熱系統(tǒng)。前者發(fā)電凈效率在50％左右，后者發(fā)電凈效率在58％左右。

由于國家政策的導(dǎo)向作用，使得燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目在近些年被廣泛應(yīng)用。所謂熱(冷)電聯(lián)產(chǎn)是指，在汽輪機(jī)的通流內(nèi)部合適的位置處抽出一部分蒸汽用于工業(yè)用汽，初衷是實(shí)現(xiàn)能源的合理的梯度利用。熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán)效率能夠到達(dá)70％左右。

但以目前市場的主流F級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)供技術(shù)為例，現(xiàn)有技術(shù)還存在一些不足。假設(shè)某工程熱電廠要上兩套的一拖一型配置的F級燃?xì)饴?lián)合循環(huán)汽輪機(jī)組(一拖一型配置是指用一臺余熱鍋爐回收一臺燃機(jī)的排氣余熱能量，并將產(chǎn)生的新蒸汽注入一臺蒸汽輪機(jī))：蒸汽需求為1.8MPa，285℃；蒸汽量為額定130t/h，最大為210t/h，極端最大250t/h；而典型的F級三壓、再熱聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置如下：

高壓蒸汽參數(shù)為13MPa，560℃；

再熱(即中壓)蒸汽參數(shù)為3.0MPa，550℃；

低壓蒸汽參數(shù)為0.3MPa，240℃；

現(xiàn)有技術(shù)的聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計是在汽輪機(jī)中壓缸通流1.8MPa左右處設(shè)置旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥來實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽，該處蒸汽的溫度在460℃左右，而用戶的溫度需求僅為285℃，存在著175℃的溫差浪費(fèi)，從而不可避免的出現(xiàn)了高品質(zhì)能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，同時，調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)置破壞了中壓通流結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致整機(jī)效率下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)組運(yùn)行效率高、高品質(zhì)能源浪費(fèi)少的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，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，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括余熱鍋爐、汽輪機(jī)和凝汽器，余熱鍋爐包括高壓系統(tǒng)、中壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)；汽輪機(jī)包括高壓缸、中壓缸和低壓缸；高壓缸的進(jìn)汽口通過高壓進(jìn)汽管道與高壓系統(tǒng)的出口連通，高壓缸的排汽口通過冷再熱蒸汽管道與中壓系統(tǒng)的蒸汽管道連通，在冷再熱蒸汽管道上設(shè)有通往熱網(wǎng)的冷段抽汽支路，在冷段抽汽支路上從上游至下游依次設(shè)有冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥和冷段抽汽減溫減壓裝置；中壓缸的進(jìn)汽口通過中壓進(jìn)汽管道與中壓系統(tǒng)的出口連通，在中壓缸的進(jìn)汽口上設(shè)有中壓進(jìn)汽閥組；低壓缸的進(jìn)汽口通過低壓進(jìn)汽管道與低壓系統(tǒng)的出口連通，低壓缸的排汽口連接凝汽器；凝汽器連接低壓系統(tǒng)的入口；在低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有低壓蒸汽發(fā)生器和除氧器，除氧器與低壓蒸汽發(fā)生器共用同一水箱。

優(yōu)選地，中壓系統(tǒng)包括依次連通的中壓省煤器、中壓蒸汽發(fā)生器、中壓過熱器和再熱器，冷再熱蒸汽管道與再熱器的入口連通，再熱器的出口與中壓進(jìn)汽管道連通。

優(yōu)選地，高壓系統(tǒng)包括依次連通的高壓省煤器、高壓蒸汽發(fā)生器和高壓過熱器；除氧器的出口連接有高中壓給水泵，高中壓給水泵的出口與中壓省煤器、高壓省煤器均連接。

優(yōu)選地，在中壓過熱器與再熱器之間的蒸汽管道上設(shè)有中壓系統(tǒng)保壓閥。

優(yōu)選地，在冷段抽汽支路上還設(shè)有冷段抽汽關(guān)斷閥，冷段抽汽關(guān)斷閥位于冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥的上游。

優(yōu)選地，在中壓進(jìn)汽管道與冷段抽汽支路之間連通有熱段抽汽支路，且熱段抽汽支路在冷段抽汽減溫減壓裝置的下游與冷段抽汽支路連接；在熱段抽汽支路上從上游至下游依次設(shè)有熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥和熱段抽汽減溫減壓裝置。

優(yōu)選地，在中壓進(jìn)汽管道與冷段抽汽減溫減壓裝置之間連通有熱段抽汽支路，在熱段抽汽支路上設(shè)有熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，在熱段抽汽支路上還設(shè)有熱段抽汽關(guān)斷閥，熱段抽汽關(guān)斷閥位于熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥的上游。

優(yōu)選地，在高壓進(jìn)汽管道與冷再熱蒸汽管道之間連通有高壓旁路，高壓旁路上設(shè)有高壓旁路閥；在中壓進(jìn)汽管道與凝汽器之間連通有中壓旁路，中壓旁路上設(shè)有中壓旁路閥；在低壓進(jìn)汽管道與凝汽器之間連通有低壓旁路，低壓旁路上設(shè)有低壓旁路閥；在冷再熱蒸汽管道與凝汽器之間連通有通風(fēng)管路，通風(fēng)管路上設(shè)有高排通風(fēng)閥。

優(yōu)選地，在冷再熱蒸汽管道上設(shè)有高排逆止閥和高排關(guān)斷閥，高排逆止閥位于通風(fēng)管路的下游，高排關(guān)斷閥位于冷段抽汽支路的上游并位于高排逆止閥的下游。

優(yōu)選地，還包括補(bǔ)水系統(tǒng)，補(bǔ)水系統(tǒng)設(shè)置在除氧器中或者凝汽器的熱井里。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有顯著的進(jìn)步：

在無供熱需求時，冷段抽汽支路的冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，中壓進(jìn)汽閥組處于全開狀態(tài)，汽輪機(jī)處于純凝汽式工況下運(yùn)行，則本實(shí)用新型具有與傳統(tǒng)的凝汽式聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)相同的運(yùn)行模式和相同的發(fā)電效率，與傳統(tǒng)的熱電聯(lián)供、聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在無供熱工況下汽輪機(jī)內(nèi)部通流中中壓缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥造成的節(jié)流損失依然存在相比，本實(shí)用新型的發(fā)電效率提高了0.4％-0.5％。在有供熱需求時，由冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥和中壓進(jìn)汽閥組來實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)所需的調(diào)整抽汽量，高壓排汽的蒸汽溫度要遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)汽輪機(jī)中壓缸實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽處蒸汽的溫度，因此，本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)的溫差浪費(fèi)小得多，從而使現(xiàn)有技術(shù)的高品質(zhì)能源浪費(fèi)現(xiàn)象得到顯著改善。此外，本實(shí)用新型的汽輪機(jī)通流內(nèi)無需設(shè)置旋轉(zhuǎn)隔板或內(nèi)置式抽汽調(diào)節(jié)閥，汽輪機(jī)的通流內(nèi)效率明顯高于傳統(tǒng)的方式下配備的抽汽式汽輪機(jī)的內(nèi)效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、余熱鍋爐 1.1、高壓省煤器 1.2、高壓蒸汽發(fā)生器

1.3、高壓過熱器 1.4、中壓省煤器 1.5、中壓蒸汽發(fā)生器

1.6、中壓過熱器 1.7、再熱器 1.8、低壓省煤器

1.9、低壓蒸汽發(fā)生器 1.10、低壓過熱器 1.11、中壓系統(tǒng)保壓閥

1.12、燃?xì)廨啓C(jī)排煙管路 2、汽輪機(jī) 2.1、高壓進(jìn)汽管道

2.11、高壓進(jìn)汽閥組 2.2、冷再熱蒸汽管道 2.21、高排逆止閥

2.22、高排關(guān)斷閥 2.3、中壓進(jìn)汽管道 2.31、中壓進(jìn)汽閥組

2.4、低壓進(jìn)汽管道 2.41、低壓進(jìn)汽閥組 2.42、調(diào)節(jié)閥組

2.5、冷段抽汽支路 2.51、冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥 2.52、冷段抽汽減溫減壓裝置

2.53、第二級減溫減壓裝置 2.54、調(diào)節(jié)閥 2.55、冷段抽汽關(guān)斷閥

2.6、熱段抽汽支路 2.61、熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥 2.62、熱段抽汽減溫減壓裝置

2.63、熱段抽汽關(guān)斷閥 2.7、高壓旁路 2.71、高壓旁路閥

2.8、中壓旁路 2.81、中壓旁路閥 2.9、低壓旁路

2.91、低壓旁路閥 2.10、通風(fēng)管路 2.101、高排通風(fēng)閥

3、凝汽器 4、除氧器 5、凝結(jié)水泵

6、高中壓給水泵 7、補(bǔ)水系統(tǒng) 8、熱井

9、發(fā)電機(jī) 10、熱網(wǎng)

HP、高壓缸 IP、中壓缸 LP、低壓缸

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。這些實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，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實(shí)用新型和簡化描述，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實(shí)用新型的限制。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。

在本實(shí)用新型的描述中，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(jī)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)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

如圖1所示，本實(shí)用新型的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的一種實(shí)施例。本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括余熱鍋爐1、汽輪機(jī)2和凝汽器3。

其中，余熱鍋爐1包括高壓系統(tǒng)、中壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)。高壓系統(tǒng)包括依次連通的高壓省煤器1.1、高壓蒸汽發(fā)生器1.2和高壓過熱器1.3。中壓系統(tǒng)包括依次連通的中壓省煤器1.4、中壓蒸汽發(fā)生器1.5、中壓過熱器1.6和再熱器1.7。低壓系統(tǒng)包括依次連通的低壓省煤器1.8、低壓蒸汽發(fā)生器1.9和低壓過熱器1.10。在低壓蒸汽發(fā)生器1.9處設(shè)有除氧器4，除氧器4與低壓蒸汽發(fā)生器1.9共用同一水箱，即低壓蒸汽發(fā)生器1.9的汽包同時也作為除氧器4的水箱。

汽輪機(jī)2包括高壓缸HP、中壓缸IP和低壓缸LP。高壓缸HP的進(jìn)汽口通過高壓進(jìn)汽管道2.1與高壓系統(tǒng)中高壓過熱器1.3的出口連通，高壓缸HP的排汽口通過冷再熱蒸汽管道2.2與中壓系統(tǒng)中再熱器1.7的入口道連通。再熱器1.7的出口通過中壓進(jìn)汽管道2.3與中壓缸IP的進(jìn)汽口連通，中壓缸IP的排汽口與低壓缸LP的進(jìn)汽口連通。低壓缸LP的進(jìn)汽口通過低壓進(jìn)汽管道2.4與低壓系統(tǒng)中低壓過熱器1.10的出口連通，低壓缸LP的排汽口連接凝汽器3。凝汽器3連接低壓系統(tǒng)中低壓省煤器1.8的入口，在凝汽器3與低壓省煤器1.8的連接管道上設(shè)有凝結(jié)水泵5。低壓省煤器1.8的出口連接除氧器4的入口，除氧器4的出口連接有高中壓給水泵6，高中壓給水泵6的出口與中壓省煤器1.4、高壓省煤器1.1均連接。

本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)還設(shè)有補(bǔ)水系統(tǒng)7，補(bǔ)水系統(tǒng)7可以設(shè)置在凝汽器3的熱井8里，也可以設(shè)置在除氧器4中，還可以設(shè)置在凝汽器3與低壓省煤器1.8的連接管道上。

本實(shí)施例在高壓缸HP的進(jìn)汽口上設(shè)有高壓進(jìn)汽閥組2.11、在中壓缸IP的進(jìn)汽口上設(shè)有中壓進(jìn)汽閥組2.31、在低壓缸LP的進(jìn)汽口上設(shè)有低壓進(jìn)汽閥組2.41，分別用于控制和調(diào)節(jié)高壓蒸汽、中壓蒸汽(即熱再熱蒸汽)和低壓蒸汽的進(jìn)汽量。高壓進(jìn)汽閥組2.11包括串聯(lián)的高壓主汽閥和高壓調(diào)節(jié)閥，中壓進(jìn)汽閥組2.31包括串聯(lián)的中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)閥，低壓進(jìn)汽閥組2.41包括串聯(lián)的低壓主汽閥和低壓調(diào)節(jié)閥。在冷再熱蒸汽管道2.2上設(shè)有高排逆止閥2.21，用于防止高排蒸汽(即冷再熱蒸汽)倒流進(jìn)高壓缸HP內(nèi)。

本實(shí)施例在冷再熱蒸汽管道2.2上高排逆止閥2.21的下游設(shè)有通往熱網(wǎng)10的冷段抽汽支路2.5，在冷段抽汽支路2.5上從上游至下游依次設(shè)有冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51和冷段抽汽減溫減壓裝置2.52。根據(jù)實(shí)際供熱的需要，在冷段抽汽減溫減壓裝置2.52的下游還可以串聯(lián)第二級減溫減壓裝置2.53或更多級減溫減壓裝置，每相鄰兩級的減溫減壓裝置之間均連接有調(diào)節(jié)閥2.54。冷段抽汽減溫減壓裝置2.52中的蒸汽經(jīng)第二級減溫減壓裝置2.53或更多級減溫減壓裝置進(jìn)一步減溫減壓后，可去壓力需求更低的熱網(wǎng)供熱。優(yōu)選地，可以在冷段抽汽支路2.5上設(shè)一冷段抽汽關(guān)斷閥2.55，冷段抽汽關(guān)斷閥2.55位于冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51的上游。

進(jìn)一步，本實(shí)施例在中壓進(jìn)汽管道2.3與冷段抽汽支路2.5之間連通有熱段抽汽支路2.6，且熱段抽汽支路2.6在冷段抽汽減溫減壓裝置2.52的下游與冷段抽汽支路2.5連接，在熱段抽汽支路2.6上從上游至下游依次設(shè)有熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61和熱段抽汽減溫減壓裝置2.62。經(jīng)冷段抽汽減溫減壓裝置2.52減溫減壓后的蒸汽和經(jīng)熱段抽汽減溫減壓裝置2.62減溫減壓后的蒸汽混合后送入熱網(wǎng)10供熱。當(dāng)然，熱段抽汽支路2.6也可以連接在中壓進(jìn)汽管道2.3與冷段抽汽減溫減壓裝置2.52之間，并在熱段抽汽支路2.6上設(shè)置熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61。此時熱段抽汽支路2.6與冷段抽汽支路2.5共用冷段減溫減壓裝置2.52，熱段抽汽支路2.6抽取的熱再熱蒸汽和冷段抽汽支路2.5抽取的冷再熱蒸汽在冷段減溫減壓裝置2.52處混合并減溫減壓后送入熱網(wǎng)10供熱。優(yōu)選地，可以在熱段抽汽支路2.6上設(shè)一熱段抽汽關(guān)斷閥2.63，熱段抽汽關(guān)斷閥2.63位于熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61的上游。

此外，本實(shí)施例在高壓進(jìn)汽管道2.1與冷再熱蒸汽管道2.2之間連通有高壓旁路2.7，高壓旁路2.7上設(shè)有高壓旁路閥2.71；在中壓進(jìn)汽管道2.3與凝汽器3之間連通有中壓旁路2.8，中壓旁路2.8上設(shè)有中壓旁路閥2.81；在低壓進(jìn)汽管道2.4與凝汽器3之間連通有低壓旁路2.9，低壓旁路2.9上設(shè)有低壓旁路閥2.91；在冷再熱蒸汽管道2.2與凝汽器3之間連通有通風(fēng)管路2.10，通風(fēng)管路2.10位于高排逆止閥2.21的上游，通風(fēng)管路2.10上設(shè)有高排通風(fēng)閥2.101。

優(yōu)選地，本實(shí)施例可以在冷再熱蒸汽管道2.2上設(shè)一高排關(guān)斷閥2.22，高排關(guān)斷閥2.22位于冷段抽汽支路2.5的上游并位于高排逆止閥2.21的下游。

此外，在低壓進(jìn)汽管道2.4上還設(shè)有一調(diào)節(jié)閥組2.42，調(diào)節(jié)閥組2.42位于低壓進(jìn)汽閥組2.41的上游。在大流量高排抽汽工況下，調(diào)節(jié)閥組2.42中的調(diào)節(jié)閥還能控制低壓進(jìn)汽閥組2.41門前壓力。

優(yōu)選地，在中壓過熱器1.6與再熱器1.7之間的蒸汽管道上設(shè)有中壓系統(tǒng)保壓閥1.11。

本實(shí)施例的汽輪機(jī)2可以為高壓缸HP單獨(dú)分缸、中壓缸IP和低壓缸LP合缸的結(jié)構(gòu)，也可以為高壓缸HP和中壓缸IP合缸、低壓缸LP單獨(dú)分缸的結(jié)構(gòu)或者高壓缸HP、中壓缸IP和低壓缸LP全部單獨(dú)分缸的結(jié)構(gòu)

本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的工作原理是：汽輪機(jī)2為三壓、再熱型聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)，包括一個高壓缸HP、一個中壓缸IP和一個低壓缸LP，該汽輪機(jī)為分缸推力自平衡的汽輪機(jī)。余熱鍋爐1為三壓、再熱型，其具有三個系統(tǒng)：高壓系統(tǒng)(即高壓過熱器1.3、高壓蒸汽發(fā)生器1.2和高壓省煤器1.1組成的系統(tǒng))、中壓系統(tǒng)(即再熱器1.7、中壓過熱器1.6、中壓蒸汽發(fā)生器1.5和中壓省煤器1.4組成的系統(tǒng))、低壓系統(tǒng)(即低壓過熱器1.10、低壓蒸汽發(fā)生器1.9、低壓省煤器1.8組成的系統(tǒng))。燃?xì)廨啓C(jī)的排煙通過燃?xì)廨啓C(jī)排煙管路1.12進(jìn)入余熱鍋爐1，為余熱鍋爐1的高壓過熱器1.3、高壓蒸汽發(fā)生器1.2、高壓省煤器1.1、再熱器1.7、中壓過熱器1.6、中壓蒸汽發(fā)生器1.5、中壓省煤器1.4、低壓過熱器1.10、低壓蒸汽發(fā)生器1.9、低壓省煤器1.8提供熱量，使高壓系統(tǒng)、中壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)分別產(chǎn)生三股蒸汽：高壓蒸汽、中壓蒸汽和低壓蒸汽，分別通過高壓進(jìn)汽管道2.1及高壓進(jìn)汽閥組2.11、中壓進(jìn)汽管道2.3及中壓進(jìn)汽閥組2.31、低壓進(jìn)汽管道2.4及低壓進(jìn)汽閥組2.41注入高壓缸HP、中壓缸IP、低壓缸LP中。

冷段抽汽支路2.5設(shè)于高壓缸HP的排汽管道(即冷再熱蒸汽管道2.2)上的高排逆止閥2.21的下游，通過冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51和中壓進(jìn)汽閥組2.31實(shí)現(xiàn)高排處的壓力控制和高壓排汽的流量分配，從而實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)10所需的調(diào)整抽汽量。在冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51的下游管道處設(shè)置冷段抽汽減溫減壓裝置2.52，通過冷段抽汽減溫減壓裝置2.52使得蒸汽參數(shù)從高排蒸汽參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姀S需求的抽汽參數(shù)。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際工作需要，倘若一級冷段抽汽減溫減壓裝置2.52在設(shè)計上無法滿足電廠需求的抽汽參數(shù)，還可以在該冷段抽汽減溫減壓裝置2.52的下游設(shè)置第二級減溫減壓裝置2.53甚至更多級減溫減壓裝置，直到能夠滿足電廠需求的抽汽參數(shù)。

在有供熱需求時，冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51開啟，冷段抽汽關(guān)斷閥2.55處于常開狀態(tài)，冷段抽汽支路2.5正常工作。此時若熱網(wǎng)10發(fā)生故障，可通過關(guān)閉冷段抽汽關(guān)斷閥2.55切斷冷段抽汽支路2.5的流通狀態(tài)，斷開冷再熱蒸汽管道2.2與熱網(wǎng)10的連通，從而避免因熱網(wǎng)10故障影響汽輪機(jī)2運(yùn)行而導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)，對機(jī)組并網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到保護(hù)作用。在無供熱需求時，冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51關(guān)閉，由于冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51可能存在關(guān)閉不嚴(yán)密的問題而容易產(chǎn)生冷再熱蒸汽泄漏，此時通過關(guān)閉冷段抽汽關(guān)斷閥2.55，能夠保證將冷段抽汽支路2.5關(guān)閉嚴(yán)密，避免發(fā)生冷再熱蒸汽泄漏浪費(fèi)。

補(bǔ)水系統(tǒng)7可以設(shè)置在凝汽器3的熱井8里或除氧器4中或凝汽器3與低壓省煤器1.8的連接管道上，用于在抽汽工況下對本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)補(bǔ)充相應(yīng)的水。以設(shè)置在凝汽器3熱井8里的補(bǔ)水系統(tǒng)7為例，補(bǔ)充的水在熱井8里進(jìn)行初步的除氧后，進(jìn)入凝汽器3的冷凝水系統(tǒng)，在凝結(jié)水泵5的作用下，送至余熱鍋爐1的低壓省煤器1.8中換熱，然后，進(jìn)入除氧器4中，利用低壓蒸汽發(fā)生器1.9中產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽對凝結(jié)水進(jìn)行充分的熱力除氧，然后，通過高中壓給水泵6分別將給水送入余熱鍋爐1的中壓省煤器1.4和高壓省煤器1.1，由中壓省煤器1.4、高壓省煤器1.1將水加熱至接近飽和。然后，中壓省煤器1.4內(nèi)的水進(jìn)入中壓蒸汽發(fā)生器1.5，高壓省煤器1.1內(nèi)的水進(jìn)入高壓蒸汽發(fā)生器1.2，液態(tài)水均轉(zhuǎn)化為蒸汽(如圖1所示，虛線部分為液態(tài)水，實(shí)線部分為水蒸汽)；然后，由高壓蒸汽發(fā)生器1.2和中壓蒸汽發(fā)生器1.5產(chǎn)生的蒸汽分別進(jìn)入高壓過熱器1.3和再熱器1.7，在高壓過熱器1.3和再熱器1.7換熱，產(chǎn)生過熱蒸汽，再分別通過高壓進(jìn)汽管道2.1及高壓進(jìn)汽閥組2.11、中壓進(jìn)汽管道2.3及中壓進(jìn)汽閥組2.31進(jìn)入相應(yīng)的高壓缸HP和中壓缸IP，使汽輪機(jī)2做功，帶動發(fā)電機(jī)9輸出電能，完成本實(shí)施例的整個系統(tǒng)的熱力循環(huán)。

傳統(tǒng)的供熱方法是，在汽輪機(jī)的中壓缸內(nèi)部設(shè)置旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥來實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽，則該處蒸汽的溫度往往遠(yuǎn)高于用戶的需求溫度，從而不可避免的出現(xiàn)高品質(zhì)能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。另外，在無供熱工況下，汽輪機(jī)中壓缸內(nèi)的蒸汽還是要流經(jīng)所述旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥，從而存在節(jié)流損失；還有，因所述旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥的設(shè)置，使汽輪機(jī)機(jī)組的跨距較大，受跨距的限制，傳統(tǒng)的熱電聯(lián)供汽輪機(jī)機(jī)組的通流設(shè)計時只能選擇采用相對高的根徑和相對少的通流級數(shù)，從而使得機(jī)組通流內(nèi)效率設(shè)計值偏低；因此，傳統(tǒng)的熱電聯(lián)供汽輪機(jī)的發(fā)電效率相對較低。

本發(fā)明的冷段抽汽支路2.5設(shè)于高壓缸HP的排汽管道上，因高壓排汽處蒸汽的溫度比中壓缸IP內(nèi)部旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥處蒸汽的溫度低不少，高于用戶的需求溫度不多，因此，高品質(zhì)能源浪費(fèi)要少得多。另外，在無供熱需求時，汽輪機(jī)組可處于純凝汽式工況下運(yùn)行，此時，將冷段抽汽支路2.5的冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51關(guān)閉、中壓進(jìn)汽閥組2.31全開，則本實(shí)施例具有與傳統(tǒng)的凝汽式聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)相同的運(yùn)行模式和相同的發(fā)電效率。避免了現(xiàn)有技術(shù)熱電聯(lián)供系統(tǒng)的中壓缸中的旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥造成的能量損失，因此，本實(shí)施例的發(fā)電效率比現(xiàn)有技術(shù)熱電聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電效率提高了0.4％-0.5％。

本實(shí)施例從純凝汽式工況向額定供熱工況轉(zhuǎn)化過程，通過控制冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51和中壓進(jìn)汽閥組2.31，實(shí)現(xiàn)冷段抽汽支路2.5和冷再熱蒸汽管道2.2的流量分配。此時，高排抽汽點(diǎn)(即高排逆止閥2.21)處的壓力下降，余熱鍋爐1的中壓系統(tǒng)的壓力也隨著下降，同時，使進(jìn)入余熱鍋爐1的冷再熱蒸汽管道2.2的冷再熱蒸汽量減少，則再熱蒸汽的參數(shù)將有升高的趨勢，需由余熱鍋爐1進(jìn)行噴水降溫調(diào)節(jié)，使得蒸汽的品質(zhì)滿足汽輪機(jī)2的要求。如圖1所示，因聯(lián)合循環(huán)的余熱鍋爐1的高壓蒸汽發(fā)生器1.2、高壓過熱器1.3與再熱器1.7的換熱流程采用交錯布置的形式，故再熱蒸汽量的減少，會導(dǎo)致高壓蒸汽流量的增加，使得汽輪機(jī)2的高壓缸HP將會增加一部分的出力。從而在額定的供熱工況，應(yīng)用本實(shí)施例，與傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計相比，汽輪機(jī)2的出力增加，約占聯(lián)合循環(huán)總出力的0.7％左右，因此本實(shí)施例的汽輪機(jī)2運(yùn)行效率高，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

進(jìn)入汽輪機(jī)2的中壓缸IP的蒸汽減少，低壓缸LP的進(jìn)汽壓力也隨之降低，則可以開啟低壓進(jìn)汽管道2.4上的低壓進(jìn)汽閥組2.41，由低壓蒸汽發(fā)生器1.9產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)低壓過熱器1.10換熱，產(chǎn)生過熱蒸汽，經(jīng)低壓進(jìn)汽閥組2.41進(jìn)入低壓缸LP，保證了低壓缸LP最低安全運(yùn)行壓力的需求。本實(shí)施例的汽輪機(jī)2因采用分缸推力自平衡設(shè)計，中壓缸IP和低壓缸LP進(jìn)汽量的減少不會對汽輪機(jī)2組的推力產(chǎn)生太大變化，能夠滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行要求，從而實(shí)現(xiàn)一級可調(diào)整抽汽要求。

在供熱工況下，當(dāng)熱網(wǎng)抽汽量變化波動較大時，通過中壓系統(tǒng)保壓閥1.11可以維持中壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，防止中壓過熱器1.6內(nèi)產(chǎn)生劇烈壓力波動，避免中壓蒸汽發(fā)生器1.5內(nèi)產(chǎn)生水位波動。

如果某工程熱電廠要上兩套的本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，當(dāng)其中一套出現(xiàn)故障或檢修時，為了使供熱仍能滿足兩套時的供熱量，可啟用熱段抽汽支路2.6。熱段抽汽支路2.6作為其中一套出現(xiàn)故障或檢修時的備用，平時熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61關(guān)閉，當(dāng)另一套出現(xiàn)故障或檢修時，首先通過中壓進(jìn)汽閥組2.31調(diào)節(jié)中壓系統(tǒng)的壓力，使其達(dá)到不低于熱網(wǎng)10需求的壓力，然后再打開熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61，通過熱段減溫減壓裝置2.62將中壓進(jìn)汽管道2.3中的部分熱再熱蒸汽注入到熱網(wǎng)10。

或者，當(dāng)熱網(wǎng)10的供熱需求進(jìn)一步增加時，也可以將汽輪機(jī)2切除，啟用熱段抽汽支路2.6，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)全切工況供熱，從而實(shí)現(xiàn)供熱能力的最大化。此時，燃?xì)廨啓C(jī)與余熱鍋爐1正常運(yùn)行，汽輪機(jī)2的高壓進(jìn)汽閥組2.11、中壓進(jìn)汽閥組2.31、低壓進(jìn)汽閥組2.41以及高排逆止閥2.21全部關(guān)閉。高壓蒸汽進(jìn)入高壓進(jìn)汽管道2.1后，可以進(jìn)入高壓旁路2.7中，經(jīng)高壓旁路閥2.71通入冷再熱蒸汽管道2.2中并分成兩路：其中一路進(jìn)入冷段抽汽支路2.5中，經(jīng)冷段抽汽關(guān)斷閥2.55、冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51和冷段抽汽減溫減壓裝置2.52后送入熱網(wǎng)10供熱；另一路則經(jīng)冷再熱蒸汽管道2.2進(jìn)入再熱器1.7中，并從再熱器1.7的出口通入中壓進(jìn)汽管道2.3中，然后進(jìn)入熱段抽汽支路2.6，經(jīng)熱段抽汽關(guān)斷閥2.63、熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61和減溫減壓裝置2.62后送入熱網(wǎng)10供熱。余熱鍋爐1中的低壓蒸汽則可以送去抽汽需求壓力參數(shù)較低的熱網(wǎng)供熱，也可以經(jīng)低壓旁路2.9送入凝汽器3中。在此工況下，高排關(guān)斷閥2.22也關(guān)閉，可防止因高排逆止閥2.21關(guān)閉不嚴(yán)密而產(chǎn)生蒸汽泄漏，避免高壓蒸汽由冷再熱蒸汽管道2.2經(jīng)高排逆止閥2.21泄漏進(jìn)入高壓缸HP中。

備用的熱段抽汽支路2.6啟用時，熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61開啟，熱段抽汽關(guān)斷閥2.63處于常開狀態(tài)，熱段抽汽支路2.6正常工作。此時若熱網(wǎng)10發(fā)生故障，可通過關(guān)閉熱段抽汽關(guān)斷閥2.63切斷熱段抽汽支路2.6的流通狀態(tài)，斷開熱再熱蒸汽管道2.3與熱網(wǎng)10的連通，從而避免因熱網(wǎng)10故障影響汽輪機(jī)2運(yùn)行而導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)，對機(jī)組并網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到保護(hù)作用。在熱段抽汽支路2.6不參與供熱時，熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61關(guān)閉，由于熱段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.61可能存在關(guān)閉不嚴(yán)密的問題而容易產(chǎn)生熱再熱蒸汽泄漏，此時通過關(guān)閉熱段抽汽關(guān)斷閥2.63，能夠保證將熱段抽汽支路2.6關(guān)閉嚴(yán)密，避免發(fā)生熱再熱蒸汽泄漏浪費(fèi)。

備用的熱段抽汽支路2.6投入使用的過程，是本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)從最大抽汽工況(具體是指冷段抽汽支路2.5的最大抽汽工況)轉(zhuǎn)化為極端最大抽汽工況(冷段抽汽支路2.5的最大抽汽工況+熱段抽汽支路2.6的抽汽工況)的過程。該極端最大抽汽工況為備用的短期最大供熱工況，供另外一套系統(tǒng)檢修或故障、汽輪機(jī)全切工況時使用。

本實(shí)施例尤其適用于具有工業(yè)抽汽需求的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)的燃?xì)怆娬竟こ蹋韵屡e例說明。

某燃?xì)鉄犭姀S工程中，需兩套F級一拖一型機(jī)組，供熱要求為：1.8MPa，285℃，單臺機(jī)組的供熱量額定為：130t/h，最大為210t/h。另一套故障時，該機(jī)組的最大供熱要求為250t/h。其中：

高壓蒸汽參數(shù)為13MPa，560℃；

再熱(即中壓)蒸汽參數(shù)為3.0MPa，550℃；

低壓蒸汽參數(shù)為0.3MPa，240℃；

高排蒸汽參數(shù)為2.5MPa，335℃。

則如圖1所示，采用兩套本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

汽輪機(jī)2為三壓、再熱型聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)，包括一個高壓缸HP、一個中壓缸IP和一個低壓缸LP，該汽輪機(jī)2為分缸推力自平衡的汽輪機(jī)，既可以是高壓缸HP單獨(dú)分缸、中壓缸IP和低壓缸LP合缸的結(jié)構(gòu)，也可以是高壓缸HP和中壓缸IP合缸、低壓缸LP單獨(dú)分缸的結(jié)構(gòu)。余熱鍋爐1為三壓、再熱型，其具有三個系統(tǒng)：高壓系統(tǒng)(即高壓過熱器1.3、高壓蒸汽發(fā)生器1.2和高壓省煤器1.1組成的系統(tǒng))、中壓系統(tǒng)(即再熱器1.7、中壓過熱器1.6、中壓蒸汽發(fā)生器1.5和中壓省煤器1.4組成的系統(tǒng))、低壓系統(tǒng)(即低壓過熱器1.10、低壓蒸汽發(fā)生器1.9、低壓省煤器1.8組成的系統(tǒng))，產(chǎn)生三股蒸汽：高壓蒸汽、中壓蒸汽和低壓蒸汽，分別通過高壓進(jìn)汽管道2.1及高壓進(jìn)汽閥組2.11、中壓進(jìn)汽管道2.3及中壓進(jìn)汽閥組2.31、低壓進(jìn)汽管道2.4及低壓進(jìn)汽閥組2.41注入高壓缸HP、中壓缸IP、低壓缸LP中。

冷段抽汽支路2.5設(shè)于高壓缸HP的排汽管道(即冷再熱蒸汽管道2.2)上的高排逆止閥2.21的下游，通過冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51和中壓進(jìn)汽閥組2.31實(shí)現(xiàn)高排處的壓力控制和高壓排汽的流量分配，從而實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)10所需的調(diào)整抽汽量。在冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51的下游管道處設(shè)置冷段抽汽減溫減壓裝置2.52，通過冷段抽汽減溫減壓裝置2.52使得蒸汽參數(shù)從高排蒸汽參數(shù)(2.5MPa，335℃)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姀S需求的抽汽參數(shù)(1.8MPa，285℃)。熱段抽汽支路2.6作為備用，當(dāng)另外一套聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)供系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修時，或者采用汽輪機(jī)2全切工況供熱時，能夠提供40t/h的熱再熱蒸汽補(bǔ)入熱網(wǎng)10，實(shí)現(xiàn)250t/h的極端供熱工況要求。

本實(shí)施例的高排蒸汽與供熱要求的溫度之差為335℃-285℃＝50℃，參見背景技術(shù)部分，傳統(tǒng)的在汽輪機(jī)2的中壓缸IP內(nèi)部設(shè)置旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥來實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽存在著175℃的溫差浪費(fèi)，從而本實(shí)施例比現(xiàn)有技術(shù)的溫差浪費(fèi)小得多，使高品質(zhì)能源浪費(fèi)現(xiàn)象得到顯著改善。另外，在無供熱需求時，汽輪機(jī)組可處于純凝汽式工況下運(yùn)行，此時，將冷段抽汽支路2.5的冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51關(guān)閉、中壓進(jìn)汽閥組2.31全開，則本實(shí)施例具有與傳統(tǒng)的凝汽式聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)相同的運(yùn)行模式和相同的發(fā)電效率。避免了現(xiàn)有技術(shù)熱電聯(lián)供系統(tǒng)的中壓缸IP中的旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥造成的能量損失，因此，本實(shí)施例的發(fā)電效率比現(xiàn)有技術(shù)熱電聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電效率提高了0.4％-0.5％。

本實(shí)施例中，在額定工況下，補(bǔ)水系統(tǒng)7需要對本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)補(bǔ)充130t/h的水。

綜上所述，本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)在無供熱需求時，所述冷段抽汽支路2.5的冷段抽汽關(guān)斷閥2.55和冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51處于關(guān)閉狀態(tài)，中壓進(jìn)汽閥組2.31處于全開狀態(tài)，汽輪機(jī)2處于純凝汽式工況下運(yùn)行，則本實(shí)施例具有與傳統(tǒng)的凝汽式聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)相同的運(yùn)行模式和相同的發(fā)電效率，與傳統(tǒng)的熱電聯(lián)供、聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在無供熱工況下汽輪機(jī)2內(nèi)部通流中中壓缸IP內(nèi)的旋轉(zhuǎn)隔板或座缸閥造成的節(jié)流損失依然存在相比，本實(shí)施例的發(fā)電效率提高了0.4％-0.5％。在有供熱需求時，由冷段抽汽快關(guān)調(diào)節(jié)閥2.51和中壓進(jìn)汽閥組2.31來實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)10所需的調(diào)整抽汽量，高壓排汽的蒸汽溫度要遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)汽輪機(jī)2中壓缸IP實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽處蒸汽的溫度，因此，本實(shí)施例比現(xiàn)有技術(shù)的溫差浪費(fèi)小得多，從而使現(xiàn)有技術(shù)的高品質(zhì)能源浪費(fèi)現(xiàn)象得到顯著改善。所以，本實(shí)施例有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)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，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。