专利名称：蒸汽轮机循环水启动系统的制作方法
技术领域：
蒸汽轮机循环水启动系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种蒸汽轮机系统，特别是一种蒸汽轮机循环水启动系统。
背景技术：
[0002]随着人类工业的发展，能源供给问题得到了越来越多的重视。蒸汽轮机做为电厂 的主要发电设备，其性能越来越受到重视。现有技术中，蒸汽轮机在启动过程中，由于还没 有蒸汽产生，往往使用电泵驱动循环水，如图1所示，蒸汽涡轮机122和蒸汽涡轮机124分 别驱动汽泵222和汽泵224，电泵226与汽泵222和汽泵224并联，共同通过管路连接给水 箱和省煤器。在启动阶段，汽泵222和汽泵224停止运转，电泵226出口设有出口门和调 节旁路门，在机组启动注水阶段及其他小流量工况，流量低于电泵液力耦合器的调节范围 (14% 100%)时，靠电泵226出口调节旁路阀门调节流量。随着给水流量上升，逐渐改由通 过电泵转速控制流量，开启电泵出口门。在锅炉省煤器进口布置有一个进水总门232和一 个进水旁路门234，在旁路门后装有一个节流孔板236，用于在小流量工况下提高过热器减 温水的压力。当进锅炉的给水流量小于258kg/s时，进水总门关闭，只开旁路门；当给水流 量大于258kg/s时，总门和和旁路门都开启。[0003]汽泵出口只有一个出口门，且蒸汽涡轮机一般最低工作转速为3065rpm左右，因 此在低流量阶段，汽泵不具备调节能力，无法直接用汽泵启动循环水运行。按照目前的给 水系统配制，在锅炉启动阶段需要电动给水泵向锅炉供水，当机组负荷达到约350MW-380MW 时，才能通过蒸汽轮机的蒸汽对蒸汽涡轮机进行暖机和冲转，当两台汽泵并入系统后电泵 才能停用。然而，使用电泵启动的方式有以下三个方面的不足[0004]I完全依赖电动给水泵，给机组安全启动带来威胁。一旦在电泵启动过程出现故 障，整台机组就不能启动。[0005]2因为汽泵必须在机组并网后才能冲转，使得机组整个启动时间比较长，而在此期 间电泵的长时间运行增加了启动阶段的厂用电，提高了成本。[0006]3在给水泵汽轮机的暖机和冲转阶段，负荷不能增加，降低了机组启动后响应电网 负荷需求的能力。[0007]本领域的技术人员致力于开发一种新的蒸汽轮机循环水启动系统，以摆脱电泵启 动的束缚和不便。实用新型内容[0008]本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中，蒸汽轮机循环水启动系统 电泵启动方式单一，系统不稳定，厂用电增加，成本高，电网负载响应能力差的不足，提供一 种新型蒸汽轮机循环水启动系统。[0009]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的[0010]一种蒸汽轮机循环水启动系统，所述循环水启动系统包括[0011]一循环水泵组，所述循环水泵组与一给水箱连接，在运转时驱动循环水在所述蒸汽轮机的循环水系统中流动；[0012]一蒸汽驱动系统，包括常用汽源、备用汽源、启动汽源和蒸汽涡轮机机组，所述常 用汽源、备用汽源、启动汽源与所述蒸汽涡轮机机组连接并驱动其运行，所述蒸汽涡轮机机 组驱动所述循环水泵组运转。[0013]较佳地，所述循环水泵组通过一进水主路和一进水旁路与一省煤器连接，所述进 水旁路设置一进水调节阀。[0014]较佳地，所述循环水泵组出口处设置一传感器，所述传感器与一逻辑控制器连接， 所述逻辑控制器控制所述进水主路、进水旁路的开闭阀和进水调节阀的开闭程度。[0015]较佳地，所述循环水泵组包括第一水泵和第二水泵，所述第一水泵和第二水泵并 联设置，分别驱动循环水流动。[0016]较佳地，所述蒸汽涡轮机机组包括第一蒸汽涡轮机和第二蒸汽涡轮机，分别驱动 所述第一水泵和第二水泵运转。[0017]较佳地，所述启动汽源的管路直径为250mm，设计流量为O. 3kg/s。[0018]较佳地，所述给水箱与一除氧器连接。[0019]较佳地，所述启动汽源为另一蒸汽轮机机组。[0020]较佳地，所述常用汽源为所述蒸汽轮机的中压缸部分。[0021]较佳地，所述备用汽源为所述蒸汽轮机的高压缸部分。[0022]本实用新型中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本实 用新型各较佳实施例。[0023]本实用新型的积极进步效果在于蒸汽轮机机组启动安全可靠，大大节约了电厂 蒸汽轮机机组启停阶段的厂用电，降低了成本，同时增强了响应电网负荷需求的能力。
[0024]图1为现有技术中蒸汽轮机循环水启动系统的原理示意图。[0025]图2为根据本实用新型的一个具体实施例下的蒸汽轮机循环水启动系统的原理 示意图。
具体实施方式
[0026]本实用新型的实施例将参照附图进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功 能的元件将用相同的元件符号表示。附图只是为了便于说明本实用新型的各个实施例，并 不是要对本实用新型进行穷尽性的说明，也不是对本实用新型的范围进行限制。[0027]图2示出了本实用新型的一个具体实施例下的蒸汽轮机循环水启动系统的原理 示意图。在该实施例中，常用汽源112，备用汽源114和启动汽源116共同连接并驱动蒸汽 涡轮机122和蒸汽涡轮机124。其中，常用汽源112为蒸汽轮机的中压缸部分，备用汽源 114为蒸汽轮机的高压缸部分，启动汽源116可以为另一个蒸汽轮机机组的中压缸部分，也 可以是另一个蒸汽轮机机组的其它汽源部分。蒸汽涡轮机122和蒸汽涡轮机124分别直接 驱动汽泵222和汽泵224。汽泵222和汽泵224为并联结构，共同驱动循环水将水从给水箱 214泵入省煤器230。本领域的技术人员可以理解，给水箱214前设置除氧器212，蒸汽涡轮 机122和蒸汽涡轮机124设置截止阀，这些都属于业界熟知的内容，在此不赘述。电泵226可以与汽泵222和汽泵224并联，用于当启动汽源116无法输汽时执行启动功能。在另一 个实施例中，电泵226可以直接省去。[0028]汽泵与省煤器之间设置省煤器进水主路和省煤器进水旁路。省煤器进水主路设置 截止阀232，省煤器进水旁路设置截止阀234和进水调节阀238，取消了现有技术中在进水 旁路设置节流孔板的方案。进水调节阀238调节流量的同时达到了提高过热器减温水压力 的功能。[0029]本领域的技术人员可以理解，在热电厂中，蒸汽轮机机组的设计各不相同，因此实 际中的设备数量和连接路线随着设计不同而调整。例如，在更大规格的蒸汽轮机机组中，蒸 汽涡轮机和汽泵的数量可以是三个甚至更多，在这种情况下，相应的三个汽源需要连接并 驱动更多的蒸汽涡轮机。[0030]在一个较佳实施例中，汽泵222和汽泵224的出口处设置一传感器(图未示出)，传 感器与一逻辑控制器(图未示出)连接，逻辑控制器控制所述进水主路截止阀232和进水旁 路截止阀234，以及进水调节阀238的开闭程度。在一个实施例中，这些传感器和逻辑控制 器可以属于分布式控制系统(Distributed Control System “DCS”)的一部分。本领域的 技术人员可以理解，分布式控制系统属于业界较为常用的技术，传感器和逻辑控制器的实 际布线等具体实现问题在此不赘述。[0031]在实际启动中，启动汽源116驱动汽泵222或汽泵224之一运转，汽泵将循环水从 给水箱214泵入省煤器230，此时通过汽泵转速控制汽泵出口压力，通过省煤器进水旁路的 进水调节阀238控制给水流量。当省煤器进水旁路调节阀进出口压差小于一预定阀值，并 且汽泵转速大于最低转速一预定阀值时(为转速调节流量留有裕量)，逻辑控制器控制省煤 器进水总门开启，汽泵控制方式转换到转速控制给水流量。[0032]当蒸汽轮机机组并网至一定负荷后，随着常用汽源112的蒸汽压力的上升，启动 汽源116的调压阀逐步关闭，启动汽泵的工作汽源由原先的启动汽源切换至常用汽源，随 后用常用汽源继续驱动启动第二台汽泵。由于在启动过程中启动蒸汽来自相邻蒸汽轮机机 组，且用户较多，在一个实施例中，蒸汽涡轮机122或蒸汽涡轮机124的备用汽源在具备条 件后需马上投入备用，使得在启动汽源出现问题时还能依靠本机的备用汽源维持汽泵的运 行。同时，电泵226也可以作为备用驱动设备使用。[0033]在一个实施例中，蒸汽涡轮机122和蒸汽涡轮机124为50%BMCR汽动给水泵，此时 相应的启动汽源蒸汽直径为250mm，设计流量为10kg/S。本领域的技术人员可以理解，蒸汽 管径和设计流量随着蒸汽轮机机组的规格不同而变化。[0034]相对传统的电泵启动而言，本实用新型的优势体现在以下方面[0035]I增强了机组的安全性和可靠性[0036]按照电泵启动的方式，如果电泵发生故障，则在电泵故障排除之前，机组不能启 动。而改用汽泵启动后，启动方式更加灵活，当一台汽泵发生故障，还能用另外一台汽泵或 者电泵启动，极大地增加机组启动阶段的安全性和可靠性。[0037]2节约了机组起停阶段的厂用电[0038]根据每次机组起停电泵厂用电的统计，每次机组的冷态启动电泵耗电平均为12 万kw.h左右，停机时平均耗电2万kw.h，则每次机组冷态起停，电泵的的厂用电费用为 10. 9万。根据电厂统计的情况，一台机组每年至少一次检修，一次调停，考虑到负荷率的变化，调停次数增加的可能性增大。因此按照每年3次起停计算，通过改用汽泵启动，每年可 以节约大量电力费用。[0039]3增强了机组启动后响应电网负荷需求的能力[0040]一般情况下，使用电泵启动的方式，在负荷350MW左右，开始对两台蒸汽涡轮机进 行暖机和冲转，耗时一般在两个小时左右，期间负荷不能增加。如果改用汽泵启动，则可以 更快地响应电网负荷需求，按照机组冷态启动后3MW/min的升负荷速率，两个小时可以多 发电360丽。[0041]本领域的技术人员同样可以理解，本技术方案不仅可以应用在蒸汽轮机机组的工 程项目中，同样可以应用在其它需要启动汽源的动力工程领域。[0042]虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术 人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修 改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述循环水启动系统包括一循环水泵组，所述循环水泵组与一给水箱连接，在运转时驱动循环水在所述蒸汽轮机的循环水系统中流动；一蒸汽驱动系统，包括常用汽源、备用汽源、启动汽源和蒸汽涡轮机机组，所述常用汽源、备用汽源、启动汽源与所述蒸汽涡轮机机组连接并驱动其运行，所述蒸汽涡轮机机组驱动所述循环水泵组运转。
2.如权利要求1所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述循环水泵组通过一进水主路和一进水旁路与一省煤器连接，所述进水旁路设置一进水调节阀。
3.如权利要求2所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述循环水泵组出口处设置一传感器，所述传感器与一逻辑控制器连接，所述逻辑控制器控制所述进水主路、进水旁路的开闭阀和进水调节阀的开闭程度。
4.如权利要I至3任一项所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述循环水泵组包括第一水泵和第二水泵，所述第一水泵和第二水泵并联设置，分别驱动循环水流动。
5.如权利要4任一项所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮机机组包括第一蒸汽涡轮机和第二蒸汽涡轮机，分别驱动所述第一水泵和第二水泵运转。
6.如权利要I至3任一项所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述启动汽源的管路直径为250mm，设计流量为O. 3kg/s。
7.如权利要I至3任一项所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述给水箱与一除氧器连接。
8.如权利要I至3任一项所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述启动汽源为另一蒸汽轮机机组。
9.如权利要8所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述常用汽源为所述蒸汽轮机的中压缸部分。
10.如权利要8所述的蒸汽轮机循环水启动系统，其特征在于，所述备用汽源为所述蒸汽轮机的闻压缸部分。
专利摘要本实用新型公开了一种蒸汽轮机循环水启动系统，所述循环水启动系统包括一循环水泵组，所述循环水泵组与一给水箱连接，在运转时驱动循环水在所述蒸汽轮机的循环水系统中流动；一蒸汽驱动系统，包括常用汽源、备用汽源、启动汽源和蒸汽涡轮机机组，所述常用汽源、备用汽源、启动汽源与所述蒸汽涡轮机机组连接并驱动其运行，所述蒸汽涡轮机机组驱动所述循环水泵组运转。本实用新型的积极进步效果在于蒸汽轮机机组启动安全可靠，大大节约了电厂蒸汽轮机机组启停阶段的厂用电，降低了成本，同时增强了响应电网负荷需求的能力。
文档编号F01D15/08GK202851092SQ201220411899
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者唐建平, 曹华, 乐联敏, 盛险峰, 高磊, 顾海栋 申请人:上海外高桥第二发电有限责任公司