一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统及运行方法与流程

本发明属于热力发电领域，具体涉及一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统及运行方法。

背景技术：

现代科学技术暂时还不能解决大容量电能的经济性存储问题，电网中发供电设备的出力必须时刻与变动着的用电负荷保持动态平衡。随着国民经济的不断发展和用电结构的变化，电力系统面临电网峰谷差偏大，调峰能力不足的矛盾。另一方面，光电、风电等新型清洁能源的大量投用，大规模间歇性能源的并网发电，加剧了电网的波动性，因此电网对火电机组参与调峰甚至是深度调峰提出了更高的要求。

目前，国内大容量火力发电厂广泛采用单元制的运行方法，即一台锅炉为一台汽轮机供应蒸汽，汽轮机带动发电机进行发电，形成一个锅炉-汽轮机-发电机的独立发电单元。各个独立单元之间基本无横向联系。由于锅炉设备的正常运行对机组负荷存在最低限值，从而限制了深度调峰运行工况下的机组最低负荷值，极大降低了机组深度调峰运行工况下的灵活性；此外，在锅炉设备需要进行检修、出现故障、机组两班制运行、机组热备用状态或其他需要停运锅炉设备的时候，配套的汽轮机以及发电机也会被迫同时停止，这样极大地影响了机组的运行灵活性和发电量。

近年来，随着火电机组升级改造工作的不断推进，迫切需要提出一种能够实现大容量火电机组间锅炉与汽轮机互连的系统以及运行方法，来提升机组深度调峰运行工况下的灵活性以及锅炉设备事故状态下的机组发电量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统及运行方法，从而实现提升机组深度调峰运行工况下的灵活性以及锅炉设备事故状态下的机组发电量。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统，包括汽轮机组汽水系统及增设系统；其中，增设系统包括：主蒸汽连通母管、中压缸排汽连通母管和除氧器进水连通母管；

主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口阀组与汽轮机进汽阀组之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀组；

中压缸排汽连通母管连接汽轮机中压缸排汽至低压缸进汽管道，连接点介于汽轮机中压缸出口阀组与汽轮机低压缸入口阀组之间的管道上，连接点至中压缸排汽连通母管间设置单机至中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组；

除氧器进水连通母管连接各机组的除氧器进水管道，连接点介于低压加热器系统与除氧器之间的给水管道上，连接点至除氧器进水连通母管间设置单机至除氧器进水连通母管控制、隔离阀组。

本发明进一步的改进在于，汽轮机组汽水系统包括锅炉1、2、……、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热系统的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热系统的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热系统、除氧器、给水泵与高压加热系统的进出水口依次相连通，高压加热系统的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。

本发明进一步的改进在于，当只有两台机组时，两台机组管道设备间使用配备隔离、控制阀组的连通管连接。

一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统的运行方法，该方法基于所述的一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括：

当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组、防止蒸汽倒流至停运锅炉中；打开锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组，其它机组的锅炉同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；其它机组的少量主蒸汽进入1号机组高压缸，进汽流量满足高压缸最低冷却蒸汽要求，对1号机组高压缸进行冷却以及平衡转子轴向推力，经1号机组的再热器进入1号机组中压缸，继续对1号机组中压缸进行进行冷却以及平衡转子轴向推力；1号机组高、中压缸不抽汽，高压加热器系统以及除氧器不工作，给水泵不工作；打开中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组，其他机组中压缸排汽进入1号机组汽轮机低压缸做功；低压缸排汽进入凝汽器凝结，凝结水经由凝结水泵输送至低压加热器系统进行加热；关闭锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组，打开除氧器进水连通母管控制、隔离阀组，1号机凝结水经由除氧器进水连通母管输送至其他机组除氧器进行除氧加热，并在其它机组中继续进行下一次热力循环。

本发明进一步的改进在于，锅炉停运指的是在锅炉检修、故障、机组两班制运行、机组热备用状态，以及其它所有对于锅炉设备有计划或者意外停运的情况。

本发明进一步的改进在于，阀组指的是用到的调节阀、隔离阀。

本发明进一步的改进在于，阀的种类为电动阀、气动阀、液动阀和手动阀。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

(1)在母管制、“少炉多机”运行方式下，当各台汽轮机各缸体均正常进汽运行时，单个低压缸进汽流量偏小，此时低压缸效率显著下降，而低压缸做功份额在汽轮机中占比最大，约占整个汽轮机功率输出的30％～45％，极大影响了机组深度调峰下的经济性。利用本发明，在深度调峰运行工况下，可将部分机组汽轮机低压缸进汽量全部倒送至其他机组低压缸，提高多台机组平均的低压缸实际运行效率。此外，停炉机组给水泵不工作，运行更为节能。

(2)采用本发明方法，机组在“少炉多机”工况下运行时，由于某台机组高、中压缸退出运行，客观上促使其他机组高、中压缸进汽量增加，从而使给水温度显著提高，因此，可以提高深度调峰运行工况下的经济性。同时由于单台机组高、中压缸可以停止做功，可有助于不同汽轮机发电机机组间的负荷有效调配，对机组深度调峰起到有效帮助。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记说明(pn指第n台机组的泵，vn指第n台机组的阀门)：

pn-1、给水泵，

pn-2、凝结水泵，

vn-1、主蒸汽连通母管控制、隔离阀组，

vn-2、中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组，

vn-3、高压缸进汽控制、隔离阀组，

vn-4、中压缸进汽控制、隔离阀组，

vn-5、中压缸排汽控制、隔离阀组，

vn-6、锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组，

vn-7、除氧器进水连通母管控制、隔离阀组，

vn-8、低压缸进汽控制、隔离阀组，

vn-9、主蒸汽控制、隔离阀组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明提供的一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统及运行方法，包括常规锅炉、汽轮机组汽水系统及增设系统。其中，增设系统包括：主蒸汽连通母管、中压缸排汽连通母管、除氧器进水连通母管及相应控制、关断阀组。

其中，所述的汽轮机组汽水系统包括锅炉1、2、……、n，每个锅炉的过热蒸汽管道出口与高压缸进汽口相连通，高压缸的排汽口与锅炉的再热蒸汽管道入口相连通，锅炉的再热蒸汽管道出口与中压缸进汽口相连通，中压缸的排汽口与低压缸的进汽口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，高压缸的抽汽口与高压加热系统的进汽口相连通，中压缸抽汽口与除氧器的进汽口相连通，低压缸抽汽口与低压加热系统的进汽口相连通，凝汽器、凝结水泵、低压加热系统、除氧器、给水泵与高压加热系统的进出水口依次相连通，高压加热系统的出水口与锅炉的给水管道入口相连通。

所述的增设系统中主蒸汽连通母管连接方式为：主蒸汽连通母管分别连接至每台机组锅炉的过热器出口主蒸汽管道，连接点介于锅炉过热器出口主蒸汽阀组vn-9与汽轮机进汽阀组vn-3之间的管道上，连接点至主蒸汽连通母管间设置单机至主蒸汽连通母管控制、隔离阀组vn-1。

所述的增设系统中中压缸排汽连通母管连接方式为：中压缸排汽连通母管连接汽轮机中压缸排汽至低压缸进汽管道，连接点介于汽轮机中压缸排汽阀组vn-5与汽轮机低压缸进汽阀组vn-8之间的管道上，连接点至中压缸排汽连通母管间设置单机至中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组vn-2。

所述的增设系统中除氧器进水连通母管连接方式为：除氧器进水连通母管连接各机组的除氧器进水管道，连接点介于低压加热器系统与除氧器之间的给水管道上，连接点至除氧器进水连通母管间设置单机至除氧器进水连通母管控制、隔离阀组vn-7。

本发明提供一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统及运行方法，以多台机组中，1号机组锅炉停运为例，包括如下操作内容：

当1号机锅炉停运时，关闭1号机锅炉主蒸汽隔离阀组v1-9、防止蒸汽倒流至停运锅炉中。打开1号机锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组v1-1，并打开其它运行机组锅炉主蒸汽连通母管控制、隔离阀组vm-1(m＝2,3,4,…,n，为其它运行机组编号，可以是多台机组)，其它机组的锅炉可以同时为1号汽轮机和本机组汽轮机供应主蒸汽；其它机组的少量主蒸汽进入1号机组高压缸，进汽流量满足高压缸最低冷却蒸汽要求，对1号机组高压缸进行冷却以及平衡转子轴向推力，经1号机组的再热器进入1号机组中压缸，继续对1号机组中压缸进行进行冷却以及平衡转子轴向推力；1号机组高、中压缸不抽汽，高压加热器系统以及除氧器不工作，给水泵p1-1不工作；打开中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组v1-2，并打开其它运行机组锅炉中压缸排汽连通母管控制、隔离阀组vm-2，其他机组中压缸排汽进入1号机组汽轮机低压缸做功；低压缸排汽进入凝汽器凝结，凝结水经由凝结水泵p1-2输送至低压加热器系统进行加热；关闭1号机锅炉给水省煤器入口隔离、控制阀组v1-6，打开1号机除氧器进水连通母管控制、隔离阀组v1-7，并打开其它运行机组除氧器进水连通母管控制、隔离阀组vm-7，1号机组凝结水经由除氧器进水连通母管输送至其他机组除氧器进行除氧加热，并在其它机组中继续进行下一次热力循环。

表1以两台机组为例，单元制运行为两台机组均正常运行，少炉多机制运行为1号机组锅炉停运，2号机组锅炉同时给1号机组汽轮机和2号机组汽轮机供应主蒸汽。

本发明提供的一种基于高中压缸零出力的母管制连接系统及运行方法，采用本发明方法，机组在“少炉多机”运行工况下，可实现进一步的“机、炉解耦”，在投运锅炉正常运行条件下，进一步降低深度调峰运行工况下的汽轮发电机组输出电动率。利用本发明，在深度调峰运行工况下，可将部分机组汽轮机低压缸进汽量全部倒送至其他机组低压缸，提高多台机组平均的低压缸实际运行效率，此外，停炉机组给水泵不工作，运行更为节能。