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本专利针对火电厂引风机耗电高、传统蒸汽抽汽方式导致高品位能量损失的问题,提出通过蒸汽引射器混合不同参数蒸汽驱动小汽机的解决方案。利用引射器将四段抽汽与五段抽汽或冷段再热蒸汽混合,形成低参数蒸汽作为小汽机汽源,实现能量阶梯利用,提升机组循环热效率并降低厂用电率。
【专利摘要】本实用新型公开了属于电站节能领域的一种调节汽动引风机小汽机汽源的发电系统。该系统主要由锅炉、汽轮机、凝汽器、回热器、发电机、控制阀、蒸汽引射器、混合器、小汽机、引风机等部分组成。机组变工况运行时,通过蒸汽引射器从主机中抽取满足机组经济性的最佳参数的蒸汽作为小汽机的进汽,蒸汽在小汽机内膨胀做功,小汽机通过定速齿轮箱同轴驱动引风机。本实用新型根据机组负荷的变化,通过蒸汽引射器将高压蒸汽引射低压蒸汽,混合后的蒸汽作为小汽机的进汽,使小汽机拥有最佳汽源,实现了能量的阶梯利用,从而提高机组的发电效率。
[0002]在国家节能减排政策下,小机组逐渐淘汰,新建大机组汽轮机单机容量和蒸汽参数越来越高;由于火电厂是一个复杂的热力系统,为了提高其运行的经济性,不仅需要提高主机效率,而且还需改善热力系统中所有辅机的配置和运行方式。在火力发电厂中送、引风机是首要的耗电大户,其耗电量约占总发电量的2%以上,占厂用电的30%左右。而引风机作为火力发电厂最耗电设备之一,随着机组容量的增大,引风机电机容量也大幅增加。因此,其运行工况是降低厂用电率的重点环节,优化引风机的运行方式,特别是电动引风机改汽动引风机后,汽动引风机小汽机汽源的选择具有重要的实践意义。
[0003]当前机组在高负荷时普遍采用四段抽汽作为小汽机的汽源,在低负荷时采用再热蒸汽抽汽,甚至主蒸汽抽汽作为小汽机的汽源。这会导致相同负荷下,抽汽参数相对较高,且在机组负荷变化时,抽汽汽源切换不连贯,造成部分高品位能量损失等问题。本实用新型提出一种利用引射器混合汽源,降低蒸汽参数带动小汽机做功的发电系统,并且可满足机组不同负荷下小汽机对汽源的要求,充分合理利用电厂低品位的能源,有效提高机组的效率,降低了煤耗量,具有重要的理论和实际意义。
[0004]本实用新型的目的在于针对目前电厂机组高负荷运行时,普遍采用四段抽汽带动汽动引风机小汽机;低负荷运行时,采用再热蒸汽抽汽甚至主蒸汽带动汽动引风机小汽机。导致部分高品位能量损失、机组供电煤耗较高等问题;现提出一种调节汽动引风机小汽机的汽源且能够适应于变工况时小汽机驱动引风机的要求的发电系统,充分合理的实现能量的阶梯利用,从而降低机组的厂用电率,提高机组循环热效率,降低煤耗率。
[0006]—种调节汽动引风机小汽机汽源的发电系统,该系统主要包括锅炉、汽轮机、空冷岛、回热器、发电机、控制阀、蒸汽引射器、混合器、小汽机、弓I风机等。其特征在于,锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、发电机5串联而成;低压缸4排汽经过空冷岛6进入凝结水栗7;凝结水依次通过七号低压加热器8、六号低压加热器9和五号低压加热器10进入除氧器11;除氧器11出口水经给水栗12加压后,依次流过三号高压加热器13、二号高压加热器14、一号高压加热器15,最终进入锅炉I形成循环回路;冷段再热蒸汽通过第一控制阀(16)与I号蒸汽引射器(19)相连,四段抽汽通过第三控制阀(18)与I号蒸汽引射器(19)相连;四段抽汽通过第二控制阀(17)与Π号蒸汽引射器(21)相连,五段抽汽通过第四控制阀(20)与Π号蒸汽引射器(21)相连;I号蒸汽引射器(19)与Π号蒸汽引射器(21)全部与混合器(22)相连;混合器(22)出口蒸汽经过小汽机(23)与空冷岛相连;小汽机(23)通过定速齿轮箱(24)与引风机(25)同轴相连。
[0007]所述的Π号蒸汽引射器21,通过四段抽汽引射五段抽汽,其中四段抽汽流量通过第二控制阀17控制,五段抽汽流量通过第四控制阀20控制;I号蒸汽引射器19通过冷段再热蒸汽引射四段抽汽,其中冷段再热蒸汽流量通过第一控制阀16控制,四段抽汽流量通过第三控制阀18控制。蒸汽引射器混合后的低参数蒸汽经过混合器22进入小汽机23膨胀做功,小汽机23与引风机25通过定速齿轮箱24同轴连接,小汽机23排汽进入空冷岛6。
[0008]所述的机组在额定工况600MW运行时,第一控制阀16与第三控制阀18为关闭状态,通过调节第二控制阀17与第四控制阀20来以四段抽汽(1.0210^,361.09°(:)引射五段抽汽(0.615 MPa,302.5°C),混合后的蒸汽参数较四段抽汽更低,更好的利用了电厂低品位热量;机组负荷降低到一定程度时,四段抽汽无法满足小汽机的要求,第一控制阀16与第三控制阀18开启,同时关闭第二控制阀17与第四控制阀20,通过调节第一控制阀16与第三控制阀18来以冷段再热蒸汽引射四段抽汽,随着负荷的降低,逐渐开大第一控制阀16,调小第三控制阀18,以保证汽源与小汽机匹配,满足引风机工作的需要。
[0010]图中:1-锅炉;2-高压缸;3-中压缸;4-低压缸;5-发电机;6 -空冷岛;7 -凝结水栗;8 -七号低压回热器;9 -六号低压回热器;10 -五号低压回热器;11 -除氧器;12 -给水栗;13 -三号高压回热器;14 -二号高压回热器;15 -—号高压回热器;16 -第一控制阀;17 -第二控制阀;18 -第三控制阀;19 -1号蒸汽引射器;20 -第四控制阀;21 -Π号蒸汽引射器;22 -混合器;23 -小汽机;24-定速齿轮箱;25-引风机。
[0011]本实用新型工作时,通过引射器混合两股抽汽,相对降低抽汽参数,驱动引风机小汽机做功,更好的利用低品位热能,增加机组整体循环效率,降低机组厂用电率,降低供电煤耗率,下面结合附图对本实用新型实施方式做进一步说明。
[0013]—种调节汽动引风机小汽机汽源的发电系统,该系统主要包括锅炉、汽轮机、凝汽器、回热器、发电机、控制阀、蒸汽引射器、混合器、小汽机、弓I风机等。其特征在于,锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、发电机5串联而成;低压缸4排汽经过空冷岛6进入凝结水栗7;凝结水依次通过七号低压加热器8、六号低压加热器9和五号低压加热器10进入除氧器11;除氧器11出口水经给水栗12加压后,依次流过三号高压加热器13、二号高压加热器14、一号高压加热器15,最终进入锅炉I形成循环回路;冷段再热蒸汽通过第一控制阀(16)与I号蒸汽引射器(19)相连,四段抽汽通过第三控制阀(18)与I号蒸汽引射器(19)相连;四段抽汽通过第二控制阀(17)与Π号蒸汽引射器(21)相连,五段抽汽通过第四控制阀(20)与Π号蒸汽引射器(21)相连;I号蒸汽引射器(19)与Π号蒸汽引射器(21)全部与混合器(22)相连;混合器
[0014]所述的Π号蒸汽引射器21,通过四段抽汽引射五段抽汽,其中四段抽汽流量通过第二控制阀17控制,五段抽汽流量通过第四控制阀20控制;I号蒸汽引射器19通过冷段再热蒸汽引射四段抽汽,其中冷段再热蒸汽流量通过第一控制阀16控制,四段抽汽流量通过第三控制阀18控制。蒸汽引射器混合后的低参数蒸汽经过混合器22进入小汽机23做功,小汽机23与引风机25通过定速齿轮箱24同轴连接,小汽机23排汽进入空冷岛6。
(21)混合后的蒸汽作为小汽机(23)汽源;机组在低负荷运行时,逐渐开启第一控制阀(16)和第三控制阀(18),逐渐关闭第二控制阀(17)和第四控制阀(20),使冷段再热蒸汽与四段抽汽通过I号蒸汽引射器(19)混合后的蒸汽作为小汽机(23)汽源。通过控制指定蒸汽引射器的两个抽汽控制阀,调节汽源参数,在保证引风机安全平稳运行的同时,使混合后的小汽机的进汽参数尽可能的低。
[0016]所述的机组在额定工况600MW运行时,第一控制阀16与第三控制阀18为关闭状态,通过调节第二控制阀17与第四控制阀20来以四段抽汽(1.0210^,361.09°(:)引射五段抽汽(0.615MPa,302.5°C),混合后的蒸汽参数较四段抽汽更低,更好的利用了电厂低品位热量;机组负荷降低到一定程度时,四段抽汽无法满足小汽机的要求,第一控制阀16与第三控制阀18开启,同时关闭第二控制阀17与第四控制阀20,通过调节第一控制阀16与第三控制阀18来以冷段再热蒸汽引射四段抽汽,随着负荷的降低,逐渐开大第一控制阀16,调小第三控制阀18,以保证汽源与小汽机匹配,满足引风机的工作需要。
1.一种调节汽动引风机小汽机汽源的发电系统,其特征在于,锅炉(I)、高压缸(2)、中压缸(3)、低压缸(4)、发电机(5)依次连接;低压缸(4)排汽经过空冷岛(6)与凝结水栗(7)相连;凝结水依次通过七号低压加热器(8)、六号低压加热器(9)和五号低压加热器(10)与除氧器(11)相连;除氧器(11)出口水经给水栗(12)加压后,依次流过三号高压加热器(13)、二号高压加热器(14)、一号高压加热器(15),最终与锅炉(I)相连形成循环回路;冷段再热蒸汽通过第一控制阀(16)与I号蒸汽引射器(19)相连,四段抽汽通过第三控制阀(18)与I号蒸汽引射器(19)相连;四段抽汽通过第二控制阀(17)与Π号蒸汽引射器(21)相连,五段抽汽通过第四控制阀(20)与Π号蒸汽引射器(21)相连;I号蒸汽引射器(19)与Π号蒸汽引射器(21)全部与混合器(22)相连;混合器(22)出口蒸汽经过小汽机(23)与空冷岛相连;小汽机(23)通过定速齿轮箱(24)与引风机(25)同轴相连。2.根据权利要求1所述一种调节汽动引风机小汽机汽源的发电系统,其特征在于,I号蒸汽引射器(19)通过冷段再热蒸汽引射四段抽汽,其中冷段再热蒸汽流量通过第一控制阀(16)控制,四段抽汽流量通过第三控制阀(18)控制;Π号蒸汽引射器(21)通过四段抽汽引射五段抽汽,其中四段抽汽流量通过第二控制阀(17)控制,五段抽汽流量通过第四控制阀(20)控制。3.根据权利要求1所述一种调节汽动引风机小汽机汽源的发电系统,其特征在于,机组在高负荷运行时,关闭第一控制阀(16)和第三控制阀(18),开启第二控制阀(17)和第四控制阀(20),使四段与五段抽汽通过Π号蒸汽引射器(21)混合后的蒸汽作为小汽机(23)汽源;机组在低负荷运行时,逐渐开启第一控制阀(16)和第三控制阀(18),逐渐关闭第二控制阀(17)和第四控制阀(20),使冷段再热蒸汽与四段抽汽通过I号蒸汽引射器(19)混合后的蒸汽作为小汽机(23)汽源。