一种机组热力系统的制作方法

1.本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种机组热力系统。


背景技术：

2.为逐步改变传统能源发电比例，协同发展能源利用，努力提高火电机组的灵活性运行，提升机组深度调峰能力成为火电机组亟需解决的任务。当火电机组作为新能源发展的调峰机组时，其必须具有更加宽泛的负荷调节能力，机组负荷甚至下调至15％或更低，而这对于锅炉机组在低负荷下的设备正常运行提出了新的要求，尤其是锅炉尾部scr(selective catalytic reduction，选择性催化还原法)入口烟气温度会随着负荷下降存在很大幅度的降低，通常会低于280℃或者更低，导致不能满足目前scr脱硝催化剂的正常运行要求。
3.因此，亟需一种机组热力系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种机组热力系统，能够对scr脱硝系统入口处的烟气温度进行高精度、大范围的调节。
5.如上构思，本发明所采用的技术方案是：
6.一种机组热力系统，包括：
7.汽轮机组件，包括汽轮机高压缸和汽轮机中压缸；
8.锅炉组件，包括锅炉、凝汽系统、过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、省煤器和scr脱硝系统，所述过热蒸汽系统、所述汽轮机高压缸、所述再热蒸汽系统、所述汽轮机中压缸和所述凝汽系统依次连通，所述省煤器和所述scr脱硝系统连通，所述省煤器用于向所述scr脱硝系统提供烟气；
9.高压加热器组件，连通于所述汽轮机组件；
10.调峰加热器组件，包括并联设置的调峰加热器和给水旁路，所述高压加热器组件通过所述调峰加热器连通于所述省煤器，且所述调峰加热器能够通过调峰加热器抽汽管道连通于所述过热蒸汽系统，所述高压加热器组件还能够通过所述给水旁路连通于所述省煤器；
11.除氧器，连通于所述高压加热器组件和所述调峰加热器，所述除氧器用于向所述高压加热器组件提供给水，且通过第一疏水管道和第二疏水管道回收来自所述高压加热器组件和所述调峰加热器的疏水；
12.控制装置，电连接于所述调峰加热器组件。
13.可选地，所述给水旁路上设置有给水旁路调节阀，所述调峰加热器抽汽管道上设置有过热蒸汽抽汽隔离阀，所述给水旁路调节阀和所述过热蒸汽抽汽隔离阀均电连接于所述控制装置。
14.可选地，所述调峰加热器组件还包括过热蒸汽抽汽减温减压阀，所述过热蒸汽抽
汽减温减压阀设置于所述调峰加热器抽汽管道上且电连接于所述控制装置。
15.可选地，所述除氧器的凝结水出口、所述高压加热器组件、所述调峰加热器和所述省煤器通过给水主管道依次连通，所述给水旁路的两端均连通于所述给水主管道，且一端位于所述高压加热器组件和所述调峰加热器之间，另一端位于所述调峰加热器和所述省煤器之间。
16.可选地，所述除氧器具有第一疏水入口和第二疏水入口，所述调峰加热器具有第一疏水出口和第二疏水出口，所述高压加热器组件包括一号高压加热器、二号高压加热器和三号高压加热器，所述第二疏水管道包括调峰加热器疏水管道、一段疏水管道、二段疏水管道和三段疏水管道；
17.所述第二疏水出口和所述一号高压加热器能够通过所述调峰加热器疏水管道连通，所述一号高压加热器和所述二号高压加热器能够通过所述一段疏水管道连通，所述二号高压加热器和所述三号高压加热器能够通过所述二段疏水管道连通，所述三号高压加热器和所述第二疏水入口能够通过所述三段疏水管道连通。
18.可选地，所述第一疏水管道包括第一疏水主管道、一段疏水分管道、二段疏水分管道和三段疏水分管道，所述第一疏水主管道的两端能够分别连通所述第一疏水出口和所述第一疏水入口，且依次地所述一段疏水分管道能够连通所述调峰加热器疏水管道和所述第一疏水主管道，所述二段疏水分管道能够连通所述一段疏水管道和所述第一疏水主管道，所述三段疏水分管道能够连通所述二段疏水管道和所述第一疏水主管道。
19.可选地，所述一号高压加热器通过一段抽汽管道连通于所述汽轮机高压缸，所述一段抽汽管道上设置有一段抽汽隔离阀和一段抽汽逆止阀。
20.可选地，所述二号高压加热器通过二段抽汽管道连通于所述汽轮机高压缸，所述二段抽汽管道上设置有二段抽汽隔离阀和二段抽汽逆止阀。
21.可选地，所述三号高压加热器通过三段抽汽管道连通于所述汽轮机中压缸，所述三段抽汽管道上设置有三段抽汽隔离阀和三段抽汽逆止阀。
22.可选地，所述机组热力系统还包括给水泵，所述给水泵设置于连通所述凝结水出口和所述高压加热器组件的管道上。
23.本发明的有益效果为：
24.本发明提出的机组热力系统，包括汽轮机组件、锅炉组件、高压加热器组件、调峰加热器组件、除氧器和控制装置。其中汽轮机组件包括汽轮机高压缸和汽轮机中压缸，而锅炉组件包括锅炉、凝汽系统、过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、省煤器和scr脱硝系统，过热蒸汽系统、汽轮机高压缸、再热蒸汽系统、汽轮机中压缸和凝汽系统依次连通，省煤器和scr脱硝系统连通，省煤器用于向scr脱硝系统提供烟气。而除氧器通过高压加热器组件和调峰加热器组件连通于省煤器，以便于向省煤器提供经过加热的给水，并回收疏水。该机组热力系统可利用高压加热器组件和调峰加热器组件同时对给水进行加热，以有效保证机组在低负荷运行状态下，scr脱硝系统入口烟气的温度要求。而且因该调峰加热器组件包括并联设置的调峰加热器和给水旁路，使得对经过两次加热的给水的流量可进行调整，以保证温度调节的精度和范围，且控制装置电连接于调峰加热器组件，使得这一调整可根据scr脱硝系统所需烟气的温度自动进行。另外，该机组热力系统对原系统改动小，投资费用低。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的机组热力系统的结构示意图。
26.图中：
27.1、汽轮机组件；11、汽轮机高压缸；12、汽轮机中压缸；
28.2、锅炉组件；21、锅炉；22、过热蒸汽系统；23、再热蒸汽系统；24、省煤器；25、scr脱硝系统；26、凝汽系统；
29.3、高压加热器组件；31、一号高压加热器；32、二号高压加热器；33、三号高压加热器；
30.4、调峰加热器组件；41、调峰加热器；411、给水入口；42、给水旁路；421、给水旁路调节阀；43、调峰加热器抽汽管道；431、过热蒸汽抽汽隔离阀；432、过热蒸汽抽汽减温减压阀；
31.5、除氧器；51、第一疏水入口；52、第二疏水入口；
32.6、给水泵；
33.10、第一疏水管道；101、第一疏水主管道；102、一段疏水分管道；103、二段疏水分管道；104、三段疏水分管道；
34.20、第二疏水管道；201、调峰加热器疏水管道；202、一段疏水管道；203、二段疏水管道；204、三段疏水管道；
35.30、一段抽汽管道；301、一段抽汽隔离阀；302、一段抽汽逆止阀；
36.40、二段抽汽管道；401、二段抽汽隔离阀；402、二段抽汽逆止阀；
37.50、三段抽汽管道；501、三段抽汽隔离阀；502、三段抽汽逆止阀；
38.60、主蒸汽管道；70、再热蒸汽管道；80、再热蒸汽冷段管道；90、排汽管道。
具体实施方式
39.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图
所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
43.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
44.如图1所示，本发明提供一种机组热力系统，能够在机组低负荷运行状态下，提高scr脱硝系统25入口处的烟气温度，以满足scr脱硝催化剂的正常运行要求，更好地适应机组灵活性改造及运行。
45.该机组热力系统包括汽轮机组件1、锅炉组件2、高压加热器组件3、调峰加热器组件4、除氧器5和控制装置。其中汽轮机组件1包括汽轮机高压缸11和汽轮机中压缸12，锅炉组件2包括锅炉21、凝汽系统26、过热蒸汽系统22、再热蒸汽系统23和scr脱硝系统25，过热蒸汽系统22、汽轮机高压缸11、再热蒸汽系统23和汽轮机中压缸12依次连通，以实现锅炉21蒸汽的循环做功。而省煤器24则和scr脱硝系统25连通，省煤器24能够向scr脱硝系统25提供烟气，烟气经scr脱硝系统25处理后方可排放。
46.即经过锅炉21热交换后的过热蒸汽系统22的蒸汽可通过主蒸汽管道60进入汽轮机高压缸11做功，做功后的过热蒸汽可通过再热蒸汽冷段管道80进入再热蒸汽系统23与高温烟气进行热交换，而后从再热蒸汽系统23出口由再热蒸汽管道70进入汽轮机中压缸12，经汽轮机中压缸12做功后的排汽再由排汽管道进入凝汽系统26中进行凝结。高温烟气在锅炉21中与过热蒸汽系统22、再热蒸汽系统23换热后可进入省煤器24，省煤器24换热后的烟气会经过scr脱硝系统25进行净化处理，而为保证scr脱硝催化剂的正常运行，需保证进入scr脱硝系统25中的烟气温度处于预设范围。因进入scr脱硝系统25的烟气需要在省煤器24中与进入省煤器24的给水进行热交换，因此通过调控进入省煤器24的给水温度，即可调控进入scr脱硝系统25的烟气温度。
47.来自除氧器5的凝结水将成为进入省煤器24的给水，故为提高该给水的温度，除氧器5通过高压加热器组件3和调峰加热器组件4连通于省煤器24。可选地，高压加热器组件3包括连通的高压加热器组件a和高压加热器组件b，高压加热器组件b通过高压加热器组件a连通于省煤器24，即除氧器5的凝结水将依次通过高压加热器组件b和高压加热器组件a的加热后再进入省煤器24，以提高给水的温度(除氧器5的凝结水在进入高压加热器组件3后将称为给水)。其中，高压加热器组件b通过汽轮机中压缸12连通于再热蒸汽系统23，即高压加热器组件b可依靠来自汽轮机中压缸12的抽汽对给水先进行加热，高压加热器组件a通过汽轮机高压缸11连通于过热蒸汽系统22，即高压加热器组件a可依靠来自汽轮机高压缸11的抽汽对给水再进行加热，以此实现对给水的多级加热。
48.可选地，调峰加热器组件4包括调峰加热器41，高压加热器组件3通过调峰加热器41连通于省煤器24，即调峰加热器41位于除氧器5至省煤器24之间的给水通路的下游，调峰加热器41可在高压加热器组件3之后再次对给水进行加热，以解决机组低负荷运行状态下，进入省煤器24的给水温度不足的问题。但与高压加热器组件3加热给水的热源来源不同，调峰加热器41直接连通于过热蒸汽系统22，如图1所示，调峰加热器41能够通过调峰加热器抽汽管道43连通于主蒸汽管道60，即调峰加热器41抽取未去往汽轮机高压缸11做功的蒸汽，其温度更高，换热效果更佳。
49.可选地，调峰加热器组件4还包括与调峰加热器41并联设置的给水旁路42，高压加
热器组件3还能够通过给水旁路42连通于省煤器24，即对从除氧器5流通至省煤器24的给水，具有依次经高压加热器组件3和调峰加热器41加热，或者只经高压加热器组件3加热，或者先全部经高压加热器组件3加热，再部分经调峰加热器组件4加热这三种加热方案。进一步地，控制装置电连接于调峰加热器组件4，以便于对上述三种加热方案进行自动切换，可使scr脱硝系统25入口烟气温度具有较大的调节范围和较高的调节精度。
50.而为实现上述调峰加热器41和过热蒸汽系统22的连通与否，调峰加热器抽汽管道43上设置有过热蒸汽抽汽隔离阀431，通过对过热蒸汽抽汽隔离阀431的开闭进行调整，可使调峰加热器抽汽管道43具有连通和断开两种状态。当热蒸汽抽汽隔离阀处于打开状态，即可通过调峰加热器抽汽管道43抽取来自过热蒸汽系统22的蒸汽，利用调峰加热器41对给水进行加热，以提高进入省煤器24的给水的温度。可选地，给水旁路42上设置有给水旁路调节阀421，通过对给水旁路调节阀421的开度进行调整，不仅可使给水旁路42具有通断两种状态，还可调整流动于给水旁路42中的给水的流量，例如若只单独地增大给水旁路42中的给水的流量，即可降低进入省煤器24的给水的温度。可选地，给水旁路调节阀421和过热蒸汽抽汽隔离阀431均电连接于控制装置，即可根据需要进入省煤器24的给水的预设温度，自动调节给水旁路调节阀421的开度和过热蒸汽抽汽隔离阀431的开闭，可进一步提高scr脱硝系统25入口烟气温度的调节范围和调节精度。
51.本实施例中，除氧器5具有凝结水出口，调峰加热器41具有给水入口411，该凝结水出口可通过高压加热器组件3连通于给水入口411，或者凝结水出口也可通过高压加热器组件3连通给水旁路42。具体地，除氧器5的凝结水出口、高压加热器组件3、调峰加热器41和省煤器24通过给水主管道依次连通，而给水旁路42的两端均连通于给水主管道，且一端位于高压加热器组件3和调峰加热器41之间，另一端位于调峰加热器41和省煤器24之间。
52.更进一步地，调峰加热器组件4还包括过热蒸汽抽汽减温减压阀432，过热蒸汽抽汽减温减压阀432设置于调峰加热器抽汽管道43上，可用于调整流动于调峰加热器抽汽管道43中的蒸汽的流量，以此更高精度的改变进入省煤器24内给水的温度。例如，当给水旁路调节阀421的开度不变，调整过热蒸汽抽汽减温减压阀432以增大调峰加热器抽汽管道43内蒸汽的流量，即可增大进入省煤器24内给水的温度。过热蒸汽抽汽减温减压阀432采用控制阀体内的启闭件的开度来调节流经自身的介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内。过热蒸汽抽汽减温减压阀432连通于外部减温水管道，其可在阀体内或阀后喷入冷却水，将介质的温度降低，以实现对调峰加热器抽汽管道43内减温减压的目的。可选地，过热蒸汽减温减压阀电连接于控制装置。
53.而进入高压加热器组件3和调峰加热器41内的蒸汽在对给水进行换热后，其将冷却并作为疏水被回收至除氧器5。因调峰加热器41抽取的是过热蒸汽系统22未去往汽轮机高压缸11做功的蒸汽，即调峰加热器41内的蒸汽的温度高于高压加热器组件3内蒸汽的温度，且调峰加热器41位于给水通路的下游，即进入调峰加热器41的给水的温度高于进入高压加热器组件3的给水的温度，所以在调峰加热器41内换热后的疏水的温度高于高压加热器组件3的疏水的温度。因此考虑到高压加热器组件3的运行安全，避免温度较高的疏水经高压加热器组件3回收至除氧器5。本实施例中，调峰加热器41、高压加热器组件3和除氧器5的疏水通路包括第一疏水管道10和第二疏水管道20，以便于调峰加热器41的疏水回收，即
可根据疏水温度的高低选择与高压加热器组件3连通，或是直接与除氧器5连通。如上文所述，调峰加热器41的疏水温度取决于进入调峰加热器41的蒸汽的温度，则本实施例中，根据过热蒸汽抽汽减温减压阀432检测到的蒸汽的温度来决定调峰加热器41的疏水流向。
54.具体地，调峰加热器41具有第一疏水出口和第二疏水出口，除氧器5具有第一疏水入口51和第二疏水入口52，第一疏水出口和第一疏水入口51通过第一疏水管道10和第二疏水管道20连通，而第二疏水出口、高压加热器组件3和第二疏水入口52则只通过第二疏水管道20连通。即第一疏水出口和第一疏水入口51的连通具有多种形式，下文将参照附图1进行详细说明。
55.第二疏水管道20包括调峰加热器疏水管道201、一段疏水管道202、二段疏水管道203和三段疏水管道204，而高压加热器组件a包括一号高压加热器31和二号高压加热器32，高压加热器组件b包括三号高压加热器33。其中，第二疏水出口、高压加热器组件3和第二疏水入口52则只通过第二疏水管道20连通，即第二疏水出口和一号高压加热器31通过调峰加热器疏水管道201连通，一号高压加热器31和二号高压加热器32通过一段疏水管道202连通，二号高压加热器32和三号高压加热器33通过二段疏水管道203连通，三号高压加热器33和第二疏水入口52通过三段疏水管道204连通。可选地，调峰加热器疏水管道201、一段疏水管道202、二段疏水管道203和三段疏水管道204均设置有隔离阀。
56.而第一疏水管道10包括第一疏水主管道101、一段疏水分管道102、二段疏水分管道103和三段疏水分管道104，则第一疏水出口和第一疏水入口51通过第一疏水管道10和第二疏水管道20连通，具体包括：其一，第一疏水主管道101的一端连通于第一疏水出口，另一端连通于第一疏水入口51，即调峰加热器41的疏水可直接经过第一疏水主管道101回收至除氧器5。其二，在第一疏水主管道101的一端连通于第一疏水出口，另一端连通于第一疏水入口51的基础上，依次地调峰加热器疏水管道201通过一段疏水分管道102连通第一疏水主管道101，一段疏水管道202通过二段疏水分管道103连通第一疏水主管道101，二段疏水管道203通过三段疏水分管道104连通第一疏水主管道101。可选地，第一疏水主管道101、一段疏水分管道102、二段疏水分管道103和三段疏水分管道104上均设置有隔离阀。
57.在此基础上，本实施例提供的机组热力系统，可根据过热蒸汽抽汽减温减压阀432所检测到的蒸汽温度以及高压加热器组件3的许用参数，实时调控调峰加热器41的疏水是直接溢流至除氧器5，或是依次经过一号高压加热器31、二号高压加热器32和三号高压加热器33，也可以先进入一号高压加热器31而后再通过第一疏水主管道101直接至除氧器5。
58.另外要说明的是，本实施例中，高压加热器组件3与汽轮机组件1的连接关系。其中，一号高压加热器31通过一段抽汽管道30连通于汽轮机高压缸11，即一号高压加热器31的汽源取自汽轮机高压缸11的抽汽，通过一段抽汽管道30进入一号高压加热器31，以对给水进行加热。一段抽汽管道30上设置有一段抽汽隔离阀301和一段抽汽逆止阀302，以起到隔离和防止蒸汽逆流的作用。
59.二号高压加热器32通过二段抽汽管道40连通于汽轮机高压缸11，即二号高压加热器32的汽源取自汽轮机高压缸11的抽汽，通过二段抽汽管道40进入二号高压加热器32，以对给水进行加热。二段抽汽管道40上设置有二段抽汽隔离阀401和二段抽汽逆止阀402，以起到隔离和防止蒸汽逆流的作用。
60.三号高压加热器33通过三段抽汽管道50连通于汽轮机中压缸12，即三号高压加热
器33的汽源取自汽轮机中压缸12的抽汽，通过三段抽汽管道50进入三号高压加热器33，以对给水进行加热。三段抽汽管道50上设置有三段抽汽隔离阀501和三段抽汽逆止阀502，以起到隔离和防止蒸汽逆流的作用。
61.可选地，机组热力系统还包括给水泵6，给水泵6设置于连通凝结水出口和高压加热器组件3的管道上，以提供凝结水流向高压加热器组件3的动力，从除氧器5出来的凝结水在给水泵6的上游被称为凝结水，而在经过给水泵6后将被称为给水。
62.基于此，本实施例提供的机组热力系统的使用方法如下：
63.1、当机组处于正常工作状态下，且scr脱硝系统25入口烟气的实际温度处于预设范围时，经除氧器5流至省煤器24的给水将部分依次经过高压加热器组件3和调峰加热器41，部分依次经过高压加热器组件3和给水旁路42。但是在这一状态下，调峰加热器抽汽管道43上设置的过热蒸汽抽汽隔离阀431关闭，即全部给水只能够通过高压加热器组件3进行加热。
64.2、当机组处于正常工作状态下，且scr脱硝系统25入口烟气的实际温度远低于预设范围时，给水旁路42关闭，经除氧器5流至省煤器24的给水，可依次经过高压加热器组件3和调峰加热器41，在这一状态下，调峰加热器抽汽管道43上设置的过热蒸汽抽汽隔离阀431打开，即全部给水均可经过高压加热器组件3和调峰加热器41进行双重加热。
65.3、当机组处于正常工作状态下，且scr脱硝系统25入口烟气的实际温度略低于预设范围时，经除氧器5流至省煤器24的给水，将部分依次经过高压加热器组件3和调峰加热器41，部分依次经过高压加热器组件3和给水旁路42。在这一状态下，调峰加热器抽汽管道43上设置的过热蒸汽抽汽隔离阀431打开，即经过高压加热器组件3和调峰加热器41的部分给水可经过高压加热器组件3和调峰加热器41进行双重加热，而经过高压加热器组件3和给水旁路42的部分给水则只能够通过高压加热器组件3进行加热。而对给水旁路调节阀421的开度进行调整，则可以对上述两部分给水的流量进行分配，以确保该机组热力系统可根据scr脱硝系统25入口烟气的实际温度进行动态调节。
66.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。