專利名稱:起動熱電廠的方法
本發(fā)明涉及到控制具有汽輪機旁路系統(tǒng)的汽輪機運行的一種方法，更具體地講，它是關(guān)系到熱電廠的一種起動方法，這種方法有效地應(yīng)用于從一中壓起動運行狀態(tài)過渡到向高壓汽輪機供汽的過渡狀態(tài)。
在設(shè)有汽輪機旁路系統(tǒng)的現(xiàn)代汽輪機發(fā)電廠中，從鍋爐來的部分蒸汽通常引到一個汽輪機旁路系統(tǒng)，籍此而能構(gòu)成一種快速起動或停止操作，并且抑制住在汽輪機中產(chǎn)生任何熱應(yīng)力，對這樣的發(fā)電廠，設(shè)有一個高壓汽輪機旁路系統(tǒng)，以資將引到高壓汽輪機的蒸汽旁路;和設(shè)有一個中壓汽輪機旁路系統(tǒng)，以資將引到中壓和低壓汽輪機的蒸汽旁路。這樣的汽輪機發(fā)電廠作如下的起動。
1.鍋爐點火-汽輪機供汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽順序流經(jīng)一個高壓汽輪機旁路系統(tǒng)、一個在鍋爐中的過熱器、一個低壓汽輪機旁路系統(tǒng)和一個凝汽器。在這一階段中，蒸汽中含有大量水分，故為濕蒸汽，這樣的濕蒸汽不被輸入到高、中和低壓的任一汽輪機中。
2.汽輪機供汽-帶負(fù)荷當(dāng)鍋爐中蒸汽達到預(yù)定的高溫高壓時，該蒸汽通過高壓汽輪機旁路系統(tǒng)和上述過熱器而輸入到低壓、中壓汽輪機和凝汽器。在這一階段，不向高壓汽輪機供汽，但是，通過調(diào)節(jié)設(shè)在中壓汽輪機入口處的中間截止閥和設(shè)在低壓汽輪機旁路系統(tǒng)的低壓旁路閥兩者的開度而控制一定量的蒸汽輸入到低壓和中壓汽輪機。通過這一控制而使汽輪機起動升速，當(dāng)汽輪機的速度升到額定值時，發(fā)電機即被耦接到電力系統(tǒng)中，這種僅用中壓和低壓汽輪機投入運行的起動狀態(tài)稱為“中壓起動”狀態(tài)。
3.帶負(fù)荷運行在僅有低壓和中壓汽輪機運行的情況下，當(dāng)負(fù)荷增長時，運行就轉(zhuǎn)換到不僅是低壓和中壓汽輪機投入運行，而且高壓汽輪機也投入運行，也即設(shè)置在高壓汽輪機入口處的蒸汽流量調(diào)節(jié)閥被打開，所以流經(jīng)高壓汽輪機旁路系統(tǒng)的蒸汽即進入到高壓汽輪機。最后，與汽輪機旁路系統(tǒng)相連接的所有旁路閥全部關(guān)閉，于是鍋爐中發(fā)生的蒸汽即流經(jīng)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥、高壓汽輪機、鍋爐過熱器、中間截止閥和中壓、低壓汽輪機而流入到凝汽器。
盡管利用汽輪機旁路系統(tǒng)進行中壓起動的方法是有效的快速起動操作，但是由于發(fā)生轉(zhuǎn)換操作，也即從中壓起動運行轉(zhuǎn)換到高壓起動運行，在汽流控制方面產(chǎn)生了不期望的復(fù)雜化。更詳細(xì)地講，在高壓汽輪機入口處的蒸汽調(diào)節(jié)閥打開到流入高壓汽輪機的蒸汽達到一預(yù)定流量的短時間內(nèi)發(fā)生了一種“沖擊”(bottle-up)現(xiàn)象它造成一種過大的熱應(yīng)力、異常的伸長差值、振動和象由于增大了高壓汽輪機的內(nèi)壓力和增大了汽耗所產(chǎn)生的同樣結(jié)果。然而，在先有技術(shù)中，對抑制“沖擊”現(xiàn)象到足夠低的程度方面尚無任何嘗試。
例如，按照日本早期公布的專利No.16210/1986所提供的技術(shù)，為了維持不出現(xiàn)“沖擊”現(xiàn)象所允許的最低可能流量，對過熱蒸汽的壓力進行檢測，并據(jù)此確定最小允許流量的設(shè)定值。將該值與加在高壓汽輪機上的實際負(fù)荷進行比較，根據(jù)這一比較結(jié)果，對高壓汽輪機的蒸汽流量進行控制，以便提高相對于過熱蒸汽的壓力，也即高壓汽輪機的背壓提高。更詳細(xì)地講，對汽輪機入口閥的開度進行調(diào)節(jié)，以便根據(jù)一個比較信號實現(xiàn)對汽輪機的負(fù)荷的控制。另一方面，對鍋爐的燃料補給量進行調(diào)節(jié)，以便實現(xiàn)對鍋爐的輸出進行控制。即使采用了這樣的控制，若還擔(dān)心將發(fā)生“沖擊”現(xiàn)象，則可將過熱蒸汽的壓力降低到極限條件以下。
按此先有技術(shù)中所述的方法，有可能抑制“沖擊”現(xiàn)象的產(chǎn)生，但其可靠性則是低的。因此，它不能滿足高速起動運行的要求。此外，也難于使汽輪機和鍋爐彼此配合得當(dāng)。所以這種常規(guī)的方法既不合宜而且也不實際。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的即在于對設(shè)有汽輪機旁路系統(tǒng)的熱電廠提供一種起動方法來實現(xiàn)中壓起動運行，該方法以簡單的布置而有效地抑制了由于蒸汽引入到高壓汽輪機而造成的“沖擊”現(xiàn)象。
總之，根據(jù)本發(fā)明，在從蒸汽發(fā)生器來的主蒸汽被引到高壓汽輪機前，在中壓起動狀態(tài)期間先將此旁路高壓汽輪機的過熱蒸汽通過一個中間截止閥而引入到中壓汽輪機，再通過一個中間截止閥的開度增大而降低過熱蒸汽壓力，然后再將設(shè)在高壓汽輪機入口的蒸汽調(diào)節(jié)閥打開，以致被引到高壓汽輪機的蒸汽流量快速地增加，并且由“沖擊”現(xiàn)象所造成的不利影響即被抑制到較低程度。
圖1，為一系統(tǒng)圖，表示在中壓起動方式下起動的熱電廠接線;以及圖2，表示按照本發(fā)明進行起動時的狀態(tài)變化和一個閥的打開程度。
圖1示出本發(fā)明所應(yīng)用的具有汽輪機旁路系統(tǒng)的熱電廠的接線。在該圖中，鍋爐1產(chǎn)生驅(qū)動汽輪機的蒸汽通過管路2送到高壓汽輪機3。主蒸汽截止閥4和汽流調(diào)節(jié)閥5設(shè)置在高壓汽輪機3的上流，還有，旁路高壓汽輪機3的旁路管道6也連接在管路2上。在旁路管道6上設(shè)有一個高壓旁路閥7，它的打開或關(guān)閉造成主蒸汽旁路。高壓汽輪機3的一個出口通過一個單向閥8而匯合到旁路管道6上，匯合的管路接到鍋爐1內(nèi)的一個過熱器9上，以便再加熱該蒸汽。過熱了的蒸汽則通過一個過熱蒸汽截止閥10和一個中間截止閥11輸?shù)街袎浩啓C12，然后通過低壓汽輪機13之后輸?shù)侥?4。再有，從過熱器9輸出的過剩蒸汽則通過一個低壓旁路閥16而注入凝汽器14中，該旁路閥16是設(shè)在旁路管道15上的，該旁路管道15將中壓汽輪機12和低壓汽輪機13進行旁路。雙向閥17設(shè)在管路20中，該管路20將凝汽器14和高壓汽輪機13連接在一起，所以在該電廠處于中壓起動狀態(tài)時，高壓汽輪機3的內(nèi)部保持為真空狀態(tài)。
將如上述布置的汽輪機發(fā)電廠的運行將參照示有一閥開度的圖2闡述如下1.鍋爐1點火到汽輪機供汽首先，在鍋爐1點火到供蒸汽給汽輪機的運行中，完成汽輪機旁路的操作，這時高壓和低壓旁路閥7和16已完全打開，同時蒸汽調(diào)節(jié)閥5和中間截止閥11則完全關(guān)閉。
這樣一來，蒸汽即從鍋爐1通過旁路管道6輸?shù)竭^熱器9，同時也通過低壓旁路閥16和凝汽器14輸?shù)竭^熱器9。
2.中壓起動階段在閥7完全打開和閥5完全關(guān)閉而使高壓汽輪機保持在旁路的狀態(tài)下，為了使過熱蒸汽供到中壓汽輪機12，則中間截止閥11被打開，于是蒸汽便流到中壓汽輪機12和低壓汽輪機13。這一供汽即驅(qū)駛汽輪機升速，過剩的過熱蒸汽則籍低壓旁路閥16的打開而返回到凝汽器14。但是，為了使蒸汽通過中間截止閥11供到中壓汽輪機12，在供蒸汽到汽輪機12的同時，該低壓旁路閥16是調(diào)到節(jié)流狀態(tài)的，這樣以便保持過熱蒸汽的壓力恒定。在汽輪機的速度增長到足夠大之后，一個用作將發(fā)電機G耦合到電力系統(tǒng)L上的開關(guān)裝置CB合閘而將電力負(fù)荷加到發(fā)電機G上。在中壓起動操作狀態(tài)完成后，也即向汽輪機供汽、速度增長并帶上負(fù)荷之后，鍋爐1中產(chǎn)生的主蒸汽不經(jīng)任何旁路而送到高壓汽輪機3。
3.帶負(fù)荷運行為了在中壓起動狀態(tài)后供汽到高壓汽輪機3，在帶到一個預(yù)定負(fù)荷(一般為大于額定負(fù)荷)后，即打開蒸汽調(diào)節(jié)閥5。但是，為了防止汽輪機的排汽溫度升高，在蒸汽調(diào)節(jié)閥5打開操作之前先執(zhí)行下述操作，即在時間t1將中間截止閥11的開度向完成打開的位置增大，以致過熱蒸汽的壓力變成等于或低于一預(yù)定的過熱蒸汽壓力。在這種情況下，隨著閥11的打開操作，低壓旁路閥16也相應(yīng)地關(guān)閉。然后，當(dāng)過熱蒸汽壓力達到預(yù)定的過烈蒸汽壓力的過程中(在時間t2)，蒸汽調(diào)節(jié)閥5即逐漸打開，而高壓旁路閥7同時也逐漸關(guān)閉。到時間t3，檢測出高壓旁路閥7為處于完全關(guān)閉位置，至此完成了汽輪機的旁路操作。隨后，蒸汽調(diào)節(jié)閥5被打開以增大壓力。如上所述操作，蒸汽調(diào)節(jié)閥5到打開是根據(jù)檢測出的過熱蒸汽的壓力信號進行的，即當(dāng)由于中間截止閥11的開度增大致使檢測的壓力下降到低于預(yù)定壓力值時進行的。
按照此汽輪機運行的操作方法，為了防止高壓汽輪機排氣的溫度升高，中間截止閥11應(yīng)打開到使過熱蒸汽壓力降低到等于或低于預(yù)定的過熱蒸汽壓力(在這一壓力下將不產(chǎn)生排汽損失)。籍此以降低導(dǎo)入到高壓汽輪機3中的過熱蒸汽的壓力。這樣就有了減少低壓旁路閥16的容量的可能。所以，低壓旁路閥16可以控制較高的過熱蒸汽的壓力，以致在中壓起動的狀態(tài)下，流過高壓汽輪機旁路的流量即能保持在足夠高的程度。
此外，圖2示出了一個極端的例子，其中蒸汽調(diào)節(jié)閥5是在中間截止閥11已完全打開后才打開的，但是，如果在蒸汽調(diào)節(jié)閥5打開操作之前過熱蒸汽壓力已不大于一預(yù)定壓力值，則即無需進一步降低過熱蒸汽壓力，可在中間截止閥11打開操作進行半途中就打開蒸汽調(diào)節(jié)閥5。
作為本發(fā)明的一個改進，可以利用檢測過熱蒸汽的壓力來代替控制中間截止閥11的開度，即如果在閥11完全打開的條件下壓力不大于一預(yù)定壓力值，則可以在閥11完全打開的狀態(tài)下向高壓汽輪機3供汽，這是可能的。
同樣，中間截止閥11可以是完全打開以減小過熱蒸汽壓力，以便永遠(yuǎn)是使過熱蒸汽首先至少送到中壓汽輪機12，然后再供汽到高壓汽輪機3。在這種情況中，低壓旁路閥16當(dāng)然是被推向完全打開的位置。但如果由于中間截止閥11的打開運行而過熱蒸汽壓力變得低于一預(yù)定壓力值時，則它即被完全關(guān)閉。
如上面所述的詳述，根據(jù)本發(fā)明，在中壓起動狀態(tài)之后對高壓汽輪機的供汽是，利用中間截止閥開度的增大而使過熱蒸汽壓力降低，然后再為高壓汽輪機打開蒸汽調(diào)節(jié)閥。因此，低壓旁路閥的選擇容量可以大為降低。此外，籍助于簡便的運行操作即可有利地防止了高壓汽輪機排氣的溫度升高。
權(quán)利要求
1.在一個熱力發(fā)電廠中將鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽通過一個蒸汽調(diào)節(jié)閥、一個高壓汽輪機、一個過熱器和一個中間截止閥而輸送到一個中壓汽輪機和一個低壓汽輪機，所述的熱力發(fā)電廠具有一個將所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥和所述的高壓汽輪機旁路的高壓旁路系統(tǒng)，還有一個將所述中間截止閥和所述的中壓和低壓汽輪機旁路的中壓和低壓旁路系統(tǒng)，其中在起動該熱力發(fā)電廠時，所述鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽是通過所述的高壓旁路系統(tǒng)、所述的過熱器和所述的中間截止閥而輸?shù)剿龅闹袎汉偷蛪浩啓C，以資加速該汽輪機；并且在同一蒸汽供給一定時間之后所述的蒸汽通過所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥輸?shù)揭粋€高壓汽輪機來代換輸?shù)剿龅母邏号月废到y(tǒng)，以資增長加在所述發(fā)電廠的負(fù)荷。一種起動所述熱力發(fā)電廠的方法，其特征在于包括有一個執(zhí)行控制所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥在一定條件下打開的步驟，以致由于所述中間截止閥的打開操作而使過熱蒸汽的壓力變成等于或低于一預(yù)定的壓力值時，在這樣條件下蒸汽調(diào)節(jié)閥才執(zhí)行打開操作。
2.按照權(quán)利要求
1的一種方法，還包括一在上述蒸汽調(diào)節(jié)閥打開運行前響應(yīng)于上述截止閥打開運行，將設(shè)置在中壓和低壓旁路系統(tǒng)中的一個旁路閥予以關(guān)閉的步驟。
3.在一個熱力發(fā)電廠中，將鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽通過一個蒸汽調(diào)節(jié)閥、一個高壓汽輪機、一個過熱器和一個中間截止閥而輸送到一個中壓汽輪機和一個低壓汽輪機、所述的熱力發(fā)電廠具有一個將所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥和所述的高壓汽輪機旁路的高壓旁路系統(tǒng)，還有一個將所述中間截止閥和所述的中壓和低壓汽輪機旁路的中壓和低壓旁路系統(tǒng)，其中在起動該熱力發(fā)電廠時所述鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽是通過所述的高壓旁路系統(tǒng)、所述的過熱器和所述的中間截止閥而輸?shù)剿龅闹袎汉偷蛪浩啓C，以資加速該汽輪機，并且在同一蒸汽供給一定時間之后，所述的蒸汽通過所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥輸?shù)揭粋€高壓汽輪機來代換輸?shù)剿龅母邏号月废到y(tǒng)，以資增長加在所述發(fā)電廠的負(fù)荷。一種起動所述熱力發(fā)電廠的方法，其特征為，包括有一個執(zhí)行控制所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥在所述的中間截止閥變成完全打開的狀態(tài)下打開的步驟。
4.在一種起動熱力發(fā)電廠的方法中包括有下述步驟第一步，將鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽通過旁路一臺高壓汽輪機、一個蒸汽調(diào)節(jié)閥和一個過熱器的一個高壓旁路系統(tǒng)，以及通過一個旁路一個中間截止閥、一個中壓汽輪機和一臺低壓汽輪機的一個低壓旁路系統(tǒng)而輸送到一個凝汽器;第二步，將所述的蒸汽通過所述的高壓旁路系統(tǒng)，所述的過熱器、通過流過一部分所述蒸汽的中間截止閥、和通過所述的中壓和低壓汽輪機而輸送到所述的凝汽器;以及第三步，將所述的蒸汽通過所述的蒸汽調(diào)節(jié)閥、所述的高壓汽輪機、所述的過熱器、所述的中間截止閥和所述的中壓汽輪機及低壓汽輪機輸送到所述的凝汽器。所述的方法，其特征在于，從所述的第二步驟轉(zhuǎn)換到所述的第三步驟是在過熱蒸汽的壓力變成等于或低于一予定壓力值的條件下進行的。
專利摘要
熱力發(fā)電廠的主系統(tǒng)中鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽調(diào)節(jié)閥送到高壓汽輪機；通過中間截止閥送到中、低壓汽輪機。該電廠還有旁路調(diào)節(jié)閥和高壓汽輪機的高壓旁路系統(tǒng)，以及旁路中間截止閥和中、低壓汽輪機的中低壓旁路系統(tǒng)，在電廠起動時，鍋爐的蒸汽先送到中、低壓汽輪機以加速該機，經(jīng)一段時間后，當(dāng)由于打開中間截止閥而過熱蒸汽壓力變成等于或低于預(yù)定壓力時導(dǎo)致該調(diào)節(jié)閥打開蒸汽即送到高壓汽輪機以增長加在該電廠的負(fù)荷。
文檔編號F01K7/24GK87101723SQ87101723
公開日1987年9月30日 申請日期1987年3月6日
發(fā)明者橋本繼男, 乾泰二 申請人:株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan