一种超高压200MW低压缸零出力灵活性改造汽轮机的制作方法

本发明属于汽轮机技术领域，具体涉及一种超高压200MW的低压缸零出力灵活性改造的汽轮机。

背景技术：

现有的200MW等级供热改造机组，如高背压改造、光轴背压机改造等方式，仍遵循以热定电的原则，供热供电具有关联性，满足电厂供热需求的同时，无法满足电厂的电调峰需求，市场迫切需要新的灵活性调峰改造机型。

火电机组灵活性改造低压缸零出力运行是近年来提出的一种全新运行模式，低压缸零出力即汽轮机组在供热工况下,中压缸排出蒸汽去采暖供热，低压缸不做功,与其它火电机组灵活性改造技术，如储热罐供热、电锅炉供热、旁路供热等方式相比，在经济效益、社会效益、环保效益方面具有非常大的优势，汽轮机进行低压缸零出力灵活性调峰改造主要存在动应力风险、鼓风风险和水蚀风险,采取何种措施，保证机组安全稳定运行,是低压缸零出力灵活性调峰改造技术的关键，国内各家电厂还没有低压缸零出力灵活性改造长期稳定运行的先例。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的200MW汽轮机进行低压缸零出力灵活性调峰改造主要存在动应力风险、鼓风风险和水蚀风险的问题；现提供一种超高压200MW低压缸零出力灵活性改造汽轮机。

本发明采用的技术方案是：

一种超高压200MW低压缸零出力灵活性改造汽轮机包括高压缸、中压缸2、低压缸3、低压冷却蒸汽系统5、采暖抽汽系统6和低压缸喷水系统7，中压缸2与低压缸3之间设置有中低压连通管1，中低压连通管1上沿着出汽方向依次设置有采暖抽汽接口、低压缸冷却蒸汽出汽口、蝶阀4和低压缸冷却蒸汽进汽口，低压冷却蒸汽系统5的进汽口连接在低压缸冷却蒸汽出汽口上，低压冷却蒸汽系统5的出汽口连接在低压缸冷却蒸汽进汽口上，采暖抽汽系统6的进汽口连接在采暖抽汽接口上，低压缸喷水系统7对低压缸的末级动叶片进行喷水减温。

进一步地，所述的低压冷却蒸汽系统5包括汽封管道5-1、电动闸阀5-8、两条疏水管道5-2、两个第二调节阀5-3、第一电动流量调节阀5-4、温度调节站5-5、热电偶5-6和压力表5-7；

汽封管道5-1的进汽端连接在低压缸冷却蒸汽出汽口上，汽封管道5-1的出汽端连接在低压缸冷却蒸汽进汽口上，在汽封管道5-1上沿着蒸汽的流动方向依次设置有电动闸阀5-8、第一疏水管道出水口、第一电动流量调节阀5-4、温度调节站5-5、第二疏水管道出水口、热电偶5-6和压力表5-7，其中一条疏水管道5-2连接在第一疏水管道出水口上，另一条疏水管道5-2连接在第二疏水管道出水口上，每条疏水管道5-2上分别设置一个第二调节阀5-3；

温度调节站5-5包括凝结水管路5-5-1、第七手动截止阀5-5-2、第二电动流量调节阀5-5-3、第八手动截止阀5-5-4、减温器5-5-5、第九手动截止阀5-5-6,和凝结水分支管路5-5-7，凝结水管路5-5-1的进水口连接在凝结水泵上，凝结水管路5-5-1的出水口连接在减温器5-5-5上，在凝结水管路5-5-1上沿着水流方向依次设置有第七手动截止阀5-5-2、第二电动流量调节阀5-5-3和第八手动截止阀5-5-4，凝结水分支管路5-5-7与凝结水管路5-5-1并联设置，凝结水分支管路5-5-7的进水口和出水口分别连接在凝结水管路5-5-1上，且凝结水分支管路5-5-7的进水口处于第七手动截止阀5-5-2的前端，凝结水分支管路5-5-7的出水口处于第八手动截止阀5-5-4的后端，凝结水分支管路5-5-7上设置有第九手动截止阀5-5-6。

进一步地，所述的采暖抽汽系统6包括抽汽管道6-1、安全阀6-2、逆止阀6-3、调节阀6-4和截止阀6-5，抽汽管道6-1的进汽端连接在采暖抽汽接口上，在抽汽管道6-1上沿着出汽方向依次设置有安全阀6-2、逆止阀6-3、调节阀6-4和截止阀6-5。

进一步地，所述的低压缸喷水系统7包括第一路喷水系统和第二路喷水系统；

其中第一路喷水系统包括第一喷水管路7-1、第一分支管路7-4、第一手动截止阀7-2、第二手动截止阀7-5、第三手动截止阀7-6和第一调节阀7-3，第一喷水管路7-1的进水口连接在凝结水出水口上，第一喷水管路7-1的出水口分成两股并分别与一个雾化喷头相连，第一喷水管路7-1上沿水流方向依次设置有第一手动截止阀7-2、第一调节阀7-3和第二手动截止阀7-5，第一分支管路7-4与第一喷水管路7-1并联设置，第一分支管路7-4的进水口与出水口分别连接在第一喷水管路7-1上，且第一分支管路7-4的进水口处于第一手动截止阀7-2之前，第一分支管路7-4的出水口处于第二手动截止阀7-5之后，第一分支管路7-4上设置有第三手动截止阀7-6；

其中第二路喷水系统包括第二喷水管路7-7、第二分支管路7-8、第四手动截止阀7-9、第五手动截止阀7-10、第六手动截止阀7-11和第三调节阀7-12，第二喷水管路7-7的进水口连接在凝结水出水口上，第二喷水管路7-7的出水口分成两股并分别与一个雾化喷头相连，第二喷水管路7-7上沿水流方向依次设置有第四手动截止阀7-9、第三调节阀7-12和第五手动截止阀7-10，第二分支管路7-8与第二喷水管路7-7并联设置，第二分支管路7-8的进水口与出水口分别连接在第二喷水管路7-7上，且第二分支管路7-8的进水口处于第四手动截止阀7-9之前，第二分支管路7-8的出水口处于第五手动截止阀7-10之后，第二分支管路7-8上设置有第六手动截止阀7-11。

进一步地，所述的低压缸3末级叶片的顶端设置有围带结构3-1，低压缸3末级叶片的中上段设置有凸台拉筋3-2。

进一步地，低压缸的末级和次末级动叶片的出汽边进行了表面喷涂强化处理。

本发明与现有技术相比产生的有益效果是：

1、本发明采用低压冷却蒸汽系统用来防止灵活性改造后，低压缸因低压转子鼓风发热变形，对机组轴系产生影响；

2、采暖抽汽系统将中压缸中的部分高温蒸汽用于用户的供热；

3、低压缸喷水系统采用双路喷水系统分阶段投入，既保证减温效果，又避免喷水过量，减少减温水回流导致的叶片水蚀。

附图说明

图1为采暖抽汽系统图；

图2为低压冷却蒸汽系统图；

图3为低压缸喷水系统图；

图4为低压缸末级叶片的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式中，所述的一种超高压200MW低压缸零出力灵活性改造汽轮机包括高压缸、中压缸2、低压缸3、低压冷却蒸汽系统5、采暖抽汽系统6和低压缸喷水系统7，中压缸2与低压缸3之间设置有中低压连通管1，中低压连通管1上沿着出汽方向依次设置有采暖抽汽接口、低压缸冷却蒸汽出汽口、蝶阀4和低压缸冷却蒸汽进汽口，低压冷却蒸汽系统5的进汽口连接在低压缸冷却蒸汽出汽口上，低压冷却蒸汽系统5的出汽口连接在低压缸冷却蒸汽进汽口上，采暖抽汽系统6的进汽口连接在采暖抽汽接口上，低压缸喷水系统7对低压缸的末级动叶片进行喷水减温。

本发明中采用低压冷却蒸汽系统用来防止灵活性改造后，低压缸因低压转子鼓风发热变形，对机组轴系产生影响，产生鼓风风险；

中低压连通管上的蝶阀关闭时，中压缸中的一部分蒸汽通过采暖抽汽系统用于用户的供热，另一部分蒸汽用以对低压缸进行降温处理；

低压缸喷水系统用于对低压缸的末级动叶片进行喷水减温。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式中，所述的低压冷却蒸汽系统5包括汽封管道5-1、电动闸阀5-8、两条疏水管道5-2、两个第二调节阀5-3、第一电动流量调节阀5-4、温度调节站5-5、热电偶5-6和压力表5-7；

汽封管道5-1的进汽端连接在低压缸冷却蒸汽出汽口上，汽封管道5-1的出汽端连接在低压缸冷却蒸汽进汽口上，在汽封管道5-1上沿着蒸汽的流动方向依次设置有电动闸阀5-8、第一疏水管道出水口、第一电动流量调节阀5-4、温度调节站5-5、第二疏水管道出水口、热电偶5-6和压力表5-7，其中一条疏水管道5-2连接在第一疏水管道出水口上，另一条疏水管道5-2连接在第二疏水管道出水口上，每条疏水管道5-2上分别设置一个第二调节阀5-3；

温度调节站5-5包括凝结水管路5-5-1、第七手动截止阀5-5-2、第二电动流量调节阀5-5-3、第八手动截止阀5-5-4、减温器5-5-5、第九手动截止阀5-5-6,和凝结水分支管路5-5-7，凝结水管路5-5-1的进水口连接在凝结水泵上，凝结水管路5-5-1的出水口连接在减温器5-5-5上，在凝结水管路5-5-1上沿着水流方向依次设置有第七手动截止阀5-5-2、第二电动流量调节阀5-5-3和第八手动截止阀5-5-4，凝结水分支管路5-5-7与凝结水管路5-5-1并联设置，凝结水分支管路5-5-7的进水口和出水口分别连接在凝结水管路5-5-1上，且凝结水分支管路5-5-7的进水口处于第七手动截止阀5-5-2的前端，凝结水分支管路5-5-7的出水口处于第八手动截止阀5-5-4的后端，凝结水分支管路5-5-7上设置有第九手动截止阀5-5-6。

低压冷却系统的冷却汽源为从中压缸处引出的一部分蒸汽，经由电动闸阀、流量孔板、减温减压阀组、温度、压力测点等组件减温后进入低压缸进行冷却，将温度较低的蒸汽送入低压缸，降低低压缸内部温度。

其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式中，所述的采暖抽汽系统6包括抽汽管道6-1、安全阀6-2、逆止阀6-3、调节阀6-4和截止阀6-5，抽汽管道6-1的进汽端连接在采暖抽汽接口上，在抽汽管道6-1上沿着出汽方向依次设置有安全阀6-2、逆止阀6-3、调节阀6-4和截止阀6-5。

其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式中，所述的低压缸喷水系统7包括第一路喷水系统和第二路喷水系统；

其中第一路喷水系统包括第一喷水管路7-1、第一分支管路7-4、第一手动截止阀7-2、第二手动截止阀7-5、第三手动截止阀7-6和第一调节阀7-3，第一喷水管路7-1的进水口连接在凝结水出水口上，第一喷水管路7-1的出水口分成两股并分别与一个雾化喷头相连，第一喷水管路7-1上沿水流方向依次设置有第一手动截止阀7-2、第一调节阀7-3和第二手动截止阀7-5，第一分支管路7-4与第一喷水管路7-1并联设置，第一分支管路7-4的进水口与出水口分别连接在第一喷水管路7-1上，且第一分支管路7-4的进水口处于第一手动截止阀7-2之前，第一分支管路7-4的出水口处于第二手动截止阀7-5之后，第一分支管路7-4上设置有第三手动截止阀7-6；

其中第二路喷水系统包括第二喷水管路7-7、第二分支管路7-8、第四手动截止阀7-9、第五手动截止阀7-10、第六手动截止阀7-11和第三调节阀7-12，第二喷水管路7-7的进水口连接在凝结水出水口上，第二喷水管路7-7的出水口分成两股并分别与一个雾化喷头相连，第二喷水管路7-7上沿水流方向依次设置有第四手动截止阀7-9、第三调节阀7-12和第五手动截止阀7-10，第二分支管路7-8与第二喷水管路7-7并联设置，第二分支管路7-8的进水口与出水口分别连接在第二喷水管路7-7上，且第二分支管路7-8的进水口处于第四手动截止阀7-9之前，第二分支管路7-8的出水口处于第五手动截止阀7-10之后，第二分支管路7-8上设置有第六手动截止阀7-11。

低压缸喷水系统全部采用不锈钢产品，保证系统稳定运行，采用雾化喷头，保证喷水减温效果；

采用双路喷水系统，第一路喷水系统用于非采暖工况下使用，非采暖工况下第二路喷水系统不投入使用，采暖工况下第一路喷水系统和第二路喷水均投入使用，分阶段投入，既保证减温效果，又避免喷水过量，减少减温水回流导致叶片水蚀。

其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式中，所述的低压缸3末级叶片的顶端设置有围带结构3-1，低压缸3末级叶片的中上段设置有凸台拉筋3-2。

更换低压缸末两级动静叶，新型730mm末级动叶片具有很高的安全性和抗水蚀冲刷性能，新型730mm末级动叶片为自带围带结构，有凸台拉筋，采用叉型叶根，安全性可以保证通过了设计强度校核。

其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：所述的低压缸的末级和次末级动叶片的出汽边进行了表面喷涂强化处理，即进行了超音速火焰喷涂防护处理，提高了叶片抗水蚀冲刷的性能。

为防范鼓风风险和动应力风险，需监视低压缸通流部分运行状态，确保机组安全运行，新增低压缸末级、次末级动叶出口温度测点4个，中压缸排汽压力测点供热蝶阀前，1个和温度测点1个，增加低压缸进汽压力测点1个和温度测点1个。

其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。