一种利用LNG冷能协同控制汽轮机排汽背压系统及方法与流程

本发明涉及一种汽轮机排汽背压控制系统及方法，尤其是涉及一种利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统及方法。

背景技术：

汽轮机作为火力发电厂中极为重要的能量转换装置，其热耗的高低直接影响机组的经济性能，而汽轮机的热耗受排汽背压影响很大。传统汽轮机排汽背压取决于凝汽器和冷却塔设计参数、设备状态和环境因素，其中环境因素的影响主要体现在循环水温度的高低上，在夏季运行时，由于外界环境温度的升高，循环水温度也相应升高，导致凝汽器运行真空度降低，汽轮机排汽背压升高，机组热耗升高，常规采用的手段是增大循环水泵出力或开启备用的循环水泵，增加循环水流量，通过循环水量的增加调整汽轮机排汽背压，但是调节效果有限，因此目前尚未有一种有效的方法能够控制环境温度升高导致的汽轮机排汽背压升高难题。

另一方面，目前常用的液化天然气气化方式为海水加热气化，未有效利用液化天然气巨大的冷量。

有鉴于此，在公告号为cn104533650a的专利文献中公开了空冷汽轮机低压排汽缸喷水冷却方法及系统，本发明公开一种空冷汽轮机低压排汽缸喷水冷却方法，当机组运行在常规背压状态凝结水温度低于排汽温度时，用凝结水去喷淋低压排汽缸内的排汽；当机组运行在高背压状态凝结水温度高于排汽温度时，先用润滑油冷却器出口的排放水去冷却凝结水，降低凝结水的温度，再用该降温后的凝结水去喷淋低压排汽缸内的排汽，对比文件中的冷却过程比较复杂，而且冷却达不到理想的冷却效果，而本发明先通过冷却塔冷却在通过水天然气换热器冷却，从而达到更好的冷却效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的利用lng冷能协同控制循环水温度，进而调节汽轮机排汽背压系统及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统包括管道、锅炉、蒸发器、进气调节阀、主汽轮机、凝汽器、给水泵、加热器、一号管道、冷却塔、二号管道、循环水泵、一号阀门、三号管道、四号管道、二号阀门、五号管道、水天然气换热器、六号管道、天然气气源、七号管道、升压泵、三号阀门、八号管道、液化天然气储罐、九号管道、液化天然气气源、十号管道、排汽温度压力传感器、凝结水温度传感器、循环水温度传感器和控制装置，所述锅炉、蒸发器、进气调节阀、主汽轮机、凝汽器、给水泵和加热器通过管道顺次连接；所述凝汽器与冷却塔通过一号管道连接，所述冷却塔与一号阀门通过二号管道连接，所述循环水泵设置在二号管道上，所述一号阀门与凝汽器通过三号管道连接；所述二号阀门与二号管道通过四号管道连接，所述水天然气换热器与二号阀门通过五号管道连接，所述天然气气源与水天然气换热器通过六号管道连接，所述三号阀门与水天然气换热器通过七号管道连接，所述升压泵设置在七号管道上，所述液化天然气储罐与三号阀门通过八号管道连接，所述液化天然气气源与液化天然气储罐通过九号管道连接，所述水天然气换热器与三号管道通过十号管道连接；所述一号阀门、二号阀门、三号阀门、排汽温度压力传感器、凝结水温度传感器和循环水温度传感器均与控制装置连接。

进一步地，所述冷却塔内设有喷头。

进一步地，所述还包括电机，所述电机与主汽轮机连接。

进一步地，本发明的另一目的是提供一种利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统的方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统的方法如下：

步骤1，首先以汽轮机排汽背压为目标值，调整进入凝汽器的循环水温度；

步骤2，其次循环水温度受两方面的影响，一是冷却塔冷却效果的影响，二是水天然气换热器中循环水量的影响，通过调整进入水天然气换热器的循环水流量，来控制进入凝汽器的循环水温度；

步骤3，再次控制装置对主要温度点进行监控，根据排汽温度压力传感器、凝结水温度传感器、循环水温度传感器所监控的温度值来调整一号阀门、二号阀门、三号阀门的开度，即循环水进入水天然气换热器的流量和液化天然气的流量；

步骤4，最后冷却后的循环水与三号管道内的循环水汇集后进入凝汽器。

进一步地，所述步骤3的具体操作方法如下：

（1）当汽轮机排汽背压高于设定值时，关小一号阀门，开大二号阀门和三号阀门，并通过排汽温度压力传感器监控汽轮机排汽背压和凝结水温度，直至汽轮机排汽背压恢复至设定值，凝结水过冷度在设定范围内；

（2）当汽轮机排汽背压低于设定值时，开大一号阀门，关小二号阀门和三号阀门，并通过排汽温度压力传感器监控汽轮机排汽背压和凝结水温度，直至汽轮机排汽背压恢复至设定值，凝结水过冷度在设定范围内。

进一步地，所述设定值为最优值。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

1、火电厂汽轮机排汽背压对汽轮机热耗影响巨大，而排汽背压直接受凝汽器中循环水温度的影响，特别是夏季高温季节，外界环境温度升高，循环水温度升高，循环水温度最低能够降低到和环境温度持平，此时凝汽器的冷却能力下降，使得汽轮机排汽背压升高，汽轮机热耗率升高，电厂整体效率和经济性降低。

2、利用循环水冷量和lng冷能的冷量综合控制凝汽器真空度和汽轮机排汽背压，使得夏季机组也能够高效运行。

3、通过控制系统调节进冷却塔的循环水量和进入水天然气换热器的循环水流量，综合调控。

4、一般电厂lng冷能采用海水汽化，浪费大量的lng冷能，本发明利用汽轮机排汽加热lng，利用掉lng冷能。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例:

参见图1所示，本实施例中的利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统包括电机32、管道14、锅炉15、蒸发器16、进气调节阀17、主汽轮机18、凝汽器19、给水泵20、加热器21、一号管道1、冷却塔22、二号管道2、循环水泵23、一号阀门11、三号管道3、四号管道4、二号阀门12、五号管道5、水天然气换热器24、六号管道6、天然气气源、七号管道7、升压泵25、三号阀门13、八号管道8、液化天然气储罐26、九号管道9、液化天然气气源、十号管道10、排汽温度压力传感器27、凝结水温度传感器28、循环水温度传感器29和控制装置30，锅炉15、蒸发器16、进气调节阀17、主汽轮机18、凝汽器19、给水泵20和加热器21通过管道14顺次连接，电机32与主汽轮机18连接。

凝汽器19与冷却塔22通过一号管道1连接，冷却塔22与一号阀门11通过二号管道2连接，循环水泵23设置在二号管道2上，一号阀门11与凝汽器19通过三号管道3连接，冷却塔22内设有喷头31。

二号阀门12与二号管道2通过四号管道4连接，水天然气换热器24与二号阀门12通过五号管道5连接，天然气气源与水天然气换热器24通过六号管道6连接，三号阀门13与水天然气换热器24通过七号管道7连接，升压泵25设置在七号管道7上，液化天然气储罐26与三号阀门13通过八号管道8连接，液化天然气气源与液化天然气储罐26通过九号管道9连接，水天然气换热器24与三号管道3通过十号管道10连接。

一号阀门11、二号阀门12、三号阀门13、排汽温度压力传感器27、凝结水温度传感器28和循环水温度传感器29均与控制装置30连接。

本实施例中的利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统的方法：

步骤1，首先以汽轮机排汽背压为目标值，调整进入凝汽器19的循环水温度；

步骤2，其次循环水温度受两方面的影响，一是冷却塔22冷却效果的影响，二是水天然气换热器24中循环水量的影响，通过调整进入水天然气换热器24的循环水流量，来控制进入凝汽器19的循环水温度；

步骤3，再次控制装置30对主要温度点进行监控，根据排汽温度压力传感器27、凝结水温度传感器28、循环水温度传感器29所监控的温度值来调整一号阀门11、二号阀门12、三号阀门13的开度，即循环水进入水天然气换热器24的流量和液化天然气的流量；

步骤4，最后冷却后的循环水与三号管道3内的循环水汇集后进入凝汽器19。

本实施例中的步骤3的具体操作方法如下：

（1）当汽轮机排汽背压高于设定值时，关小一号阀门，开大二号阀门和三号阀门，并通过排汽温度压力传感器监控汽轮机排汽背压和凝结水温度，直至汽轮机排汽背压恢复至设定值，凝结水过冷度在设定范围内；

（2）当汽轮机排汽背压低于设定值时，开大一号阀门，关小二号阀门和三号阀门，并通过排汽温度压力传感器监控汽轮机排汽背压和凝结水温度，直至汽轮机排汽背压恢复至设定值，凝结水过冷度在设定范围内。

本实施例中的设定值为最优值。

本实施例中的最优值为本领域技术人员能够根据实际情况准确无误的制定。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。