基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵及控制方法
【专利摘要】本申请提供一种基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵，该系统主要包括汽轮机高压缸、中压缸、热压机、汽动给水泵小机及连接相关装置的阀门和管件。所述热压机可以将高压热源与低压热源匹配为介于两者压力之间的目标蒸汽以驱动给水泵小汽轮机，所述高压热源为汽轮机高压缸排汽，所述低压热源一般为汽轮机中压缸四段抽汽。基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵可在机组负荷75％以下时利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取低压热源蒸汽，匹配成可满足汽动给水泵出力的目标蒸汽，从而达到机组负荷75％以下时在满足汽动给水泵出力汽源需求的条件，还可利用部分低压汽源，降低消耗高压热源的流量，达到节能降耗的目的。
【专利说明】
基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累及控制方法
技术领域
[0001] 本申请设及发电厂汽动给水累系统，尤其是设及一种基于热压原理的高低压汽源 切换系统汽动给水累及控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前大型火电机组给水系统常采用汽动给水累方式，一般情况下，给水累小机低 压汽源为中压缸四段抽汽，备用高压汽源为再热器冷端蒸汽，一般机组在负荷75% W上时， 汽动给水累进汽为低压汽源，当机组负荷降到75% W下时，汽动给水累进汽切换至高压汽 源。在当前电力容量过剩的情况下，较多机组负荷率维持在75% W下，造成汽动给水累长时 间在高压汽源的驱动下运行，经济性不佳。申请号CN201520677523.X中国实用新型公开了 一种用于热电汽动给水累的供汽系统，将原有的汽源进汽管道的接口位置直接与母管路连 通，避免了从汽轮机组的出汽口供给汽动给水累运行的限制，但该系统并无考虑双汽源切 换，在汽动给水累汽源切换为高压汽源时的耗能问题并未解决。申请号CN201410334552.6 中国专利公开了一种应用于300MW汽轮机组汽动给水累的汽源自动切换装置及方法，解决 了现有300MW汽轮机组电动给水累给水时间长及造成的用电浪费问题，实现了电动累与汽 动给水累之间的切换。并未解决给水累双汽源之间的切换和节能问题。
[0003] 现有技术中主要存在W下缺陷：
[0004] 机组负荷较低时，汽动给水累切换至高压汽源，部分原本需再热后可在中压缸部 分做功的蒸汽被提前抽至给水累小汽机做功，切换至高压汽源的给水累小机蒸汽有用能利 用效率较低。
[0005] 1、给水累汽轮机汽源为双汽源，主机负荷低于75%时，需将低压汽源完全切换至 高压汽源。
[0006] 2、给水累汽轮机不能长时间同时利用双汽源运行。
[0007] 3、机组负荷低于75%时，驱动汽源全部为高压汽源，蒸汽利用效率较低。
【发明内容】
[000引本申请提供一种基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累，该系统主要包 括汽轮机高压缸、中压缸、热压机、汽动给水累小机及连接相关装置的阀口和管件。所述热 压机可W将高压热源与低压热源匹配为介于两者压力之间的目标蒸汽W驱动给水累小汽 轮机，所述高压热源为汽轮机高压缸排汽，所述低压热源一般为汽轮机中压缸四段抽汽。一 般机组在负荷75% W上时，汽动给水累进汽为低压汽源，当机组负荷降到75% W下时，汽动 给水累进汽切换至高压汽源。所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累可在机 组负荷75% W下时利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取低压热源蒸汽，匹配成可满足汽 动给水累出力的目标蒸汽，从而达到机组负荷75% W下时在满足汽动给水累出力汽源需求 的条件，还可利用部分低压汽源，降低消耗高压热源的流量，达到节能降耗的目的。
[0009]为了克服现有技术中的上述缺陷，本申请提供了一种基于热压原理的高低压汽源 切换系统汽动给水累，此系统包括汽轮机高压缸（I)、高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)、汽轮 机中压缸(3)、低压汽源抽汽/四段抽汽(4)、热压机(5)、气动快关阀（6)、汽动给水累小机 (7)，W及连接相关装置的阀口和管件。汽轮机高压缸（1)与高压汽源抽汽/高压缸排汽(2) 相连，汽轮机中压缸(3)和低压汽源抽汽/四段抽汽(4)相连，热压机(5)分别与高压汽源抽 汽/高压缸排汽(2)和低压汽源抽汽/四段抽汽(4)相连接，同时热压机(5)与气动快关阀(6) 相连，气动快关阀(6)同汽动给水累小机(7)相连。
[0010] 机组负荷高于75%时，汽动给水累汽源为低压汽源，其具体工作流程为低压蒸汽 从中压缸(3)四段抽汽(4)进入汽动给水累小机(7)拖动给水累运行；
[0011] 当机组负荷低于75%时，汽动给水累通过热压机利用部分高压汽源蒸汽抽取低压 汽源蒸汽匹配为相应目标参数蒸汽，其具体工作流程为高压蒸汽从高压缸(1)排汽抽出（2) 进入热压机(5)引射四段抽汽(4)匹配成能够满足汽动给水累小机出力的蒸汽，经过气动快 关阀(6)至给水累小机(7)拖动给水累运行。
[001^ 对比案例：
[0013] 相同机组汽动给水累小汽轮机，采用本专利系统后，在机组负荷低于75%时本专 利系统匹配汽源方式与原传统汽源切换至高压汽源方式对比：
[0014] 本专利系统改造后：
[0015：
[0016] 式中：Wry为本专利系统应用后小机功率;Gry为本专利系统改造后小机用蒸汽量； hry为热压机匹配后蒸汽洽值;hryp为本系统应用后小机排汽洽；IAl为热压机抽吸比；Gsc为 小机用四段抽汽量。
[0017] 原传统运行方式：
[001 引 Wct = Ggp 化 gp-hgpp )/3600
[0019]式中：Wct为传统运行方式小机功率;Ggp为小机用高压缸排汽流量;hgp高压缸排汽 洽值;hgpp传统运行方式小机排汽洽。
[0020] 对比基准：
[0021] Wry = Wct
[0022] 小机输出功率相同情况下耗汽量比较：
[0023]
[0024] 式中:UGsc为本专利系统应用后电负荷75% W下时用高排汽量;上式表面本专利应 用后在用汽量基本不变的情况下，高品位蒸汽抽汽量比传统运行方式小，对机组循环效率 影响较小，起到了节能减排的作用。 实施例说明：
[0025] 某300MW湿冷机组，配100 %容量给水累小汽轮机，小机功率6680kW，低压汽源为四 段抽汽:压力0.646MPa，溫度318.3°C ;高压汽源为再热冷段抽汽:压力3.613MPa，溫度320.4 r。
[0026] 若不做相关改造，机组负荷到75% W下时，需要将小机汽源切换至高压汽源。
[0027] 若采用基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累及控制方法，机组负荷到 75% W下时，投入热压机，利用少量再热冷段抽汽即可喷射匹配部分中排抽汽，匹配成的目 标蒸汽即可满足小机做功需要。改造系统节能量计算如下：
[00281
[0
[0030] 本工艺中热压机级数和压缩比等参数可根据高压汽源、低压汽源W及匹配目标蒸 汽参数选取，热压机所用蒸汽喷射器也可选用可调式。
[0031] 相对于现有技术，本申请的优点在于：
[0032] 1、本发明所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累，增加一套热压机 系统，可在主机负荷较低时，利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取利用部分低压汽源。
[0033] 2、在机组负荷较低，低压汽源无法提供满足汽动给水累出力所需蒸汽时，时此本 系统无需完全将汽源切换至高压汽源，利用热压机匹配高压、低压汽源至合理目标参数，使 得汽动给水累系统可W长时间利用双汽源运行。
[0034] 3、此系统在机组较低负荷时，可部分利用低压汽源，降低利用蒸汽品位，提高蒸汽 利用效率。
[0035] 本发明所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累可在机组负荷75% W下时利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取低压热源蒸汽，匹配出可满足汽动给水累出 力的目标蒸汽，从而达到机组负荷75% W下时在满足汽动给水累出力汽源需求的条件，还 可利用部分低压汽源，降低消耗高压热源的流量，达到节能降耗的目的。
【附图说明】
[0036] 接下来，将结合附图对本申请作进一步地描述，其中：
[0037] 图1:本申请的基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累及控制方法的原 理图；
[003引 其中；
[0039] 高压缸（1)，
[0040] 高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)，
[0041 ]中压缸(3)，
[0042] 低压汽源抽汽/四段抽汽(4)，
[0043] 热压机(5)，
[0044] 气动快关阀(6)，
[0045] 汽动给水累小机(7)。
【具体实施方式】
[0046]
[0047] 本申请提供一种基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累，该系统主要包 括汽轮机高压缸、中压缸、热压机、汽动给水累小机及连接相关装置的阀口和管件。所述热 压机可W将高压热源与低压热源匹配为介于两者压力之间的目标蒸汽W驱动给水累小汽 轮机，所述高压热源为汽轮机高压缸排汽，所述低压热源一般为汽轮机中压缸四段抽汽。一 般机组在负荷75% W上时，汽动给水累进汽为低压汽源，当机组负荷降到75% W下时，汽动 给水累进汽切换至高压汽源。所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累可在机 组负荷75% W下时利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取低压热源蒸汽，匹配成可满足汽 动给水累出力的目标蒸汽，从而达到机组负荷75% W下时在满足汽动给水累出力汽源需求 的条件，还可利用部分低压汽源，降低消耗高压热源的流量，达到节能降耗的目的。
[0048] 为了克服现有技术中的上述缺陷，本申请提供了一种基于热压原理的高低压汽源 切换系统汽动给水累，此系统包括汽轮机高压缸（1 )、高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)、汽轮 机中压缸(3)、低压汽源抽汽/四段抽汽(4)、热压机(5)、气动快关阀（6)、汽动给水累小机 (7)，W及连接相关装置的阀口和管件。汽轮机高压缸（1)与高压汽源抽汽/高压缸排汽(2) 相连，汽轮机中压缸(3)和低压汽源抽汽/四段抽汽(4)相连，热压机(5)分别与高压汽源抽 汽/高压缸排汽(2)和低压汽源抽汽/四段抽汽(4)相连接，同时热压机(5)与气动快关阀(6) 相连，气动快关阀(6)同汽动给水累小机(7)相连。
[0049] 机组负荷高于75%时，汽动给水累汽源为低压汽源，其具体工作流程为低压蒸汽 从中压缸(3)四段抽汽(4)进入汽动给水累小机(7)拖动给水累运行；
[0050] 当机组负荷低于75%时，汽动给水累通过热压机利用部分高压汽源蒸汽抽取低压 汽源蒸汽匹配为相应目标参数蒸汽，其具体工作流程为高压蒸汽从高压缸(1)排汽抽出（2) 进入热压机(5)引射四段抽汽(4)匹配成能够满足汽动给水累小机出力的蒸汽，经过气动快 关阀(6)至给水累小机(7)拖动给水累运行。
[00引]对比案例：
[0052]相同机组汽动给水累小汽轮机，采用本专利系统后，在机组负荷低于75%时本专 利系统匹配汽源方式与原传统汽源切换至高压汽源方式对比：
[0化3] 本专利系统巧谁后：
[0化4]
[005引式中：Wry为本专利系统应用后小机功率;Gry为本专利系统改造后小机用蒸汽量； hry为热压机匹配后蒸汽洽值;hryp为本系统应用后小机排汽洽；IAl为热压机抽吸比；Gsc为 小机用四段抽汽量。
[0056]原传统运行方式：
[0化7] Wct = G即化 gp-hgpp )/3600
[005引式中：Wct为传统运行方式小机功率;Ggp为小机用高压缸排汽流量;hgp高压缸排汽 洽值;hgpp传统运行方式小机排汽洽。
[0化9] 对比基准：
[0060] Wry = Wct
[0061] 小机输出功率相同情况下耗汽量比较：
[0062]
[0063] 式中:UGsc为本专利系统应用后电负荷75% W下时用高排汽量;上式表面本专利应 用后在用汽量基本不变的情况下，高品位蒸汽抽汽量比传统运行方式小，对机组循环效率 影响较小，起到了节能减排的作用。
[0064] 实施例说明：
[0065] 某300MW湿冷机组，配100 %容量给水累小汽轮机，小机功率6680kW，低压汽源为四 段抽汽:压力0.646MPa，溫度318.3°C ;高压汽源为再热冷段抽汽:压力3.613MPa，溫度320.4 r。
[0066] 若不做相关改造，机组负荷到75% W下时，需要将小机汽源切换至高压汽源。
[0067] 若采用基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累及控制方法，机组负荷到 75% W下时，投入热压机，利用少量再热冷段抽汽即可喷射匹配部分中排抽汽，匹配成的目 标蒸汽即可满足小机做功需要。改造系统节能量计算如下：
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[0070] 本工艺中热压机级数和压缩比等参数可根据高压汽源、低压汽源W及匹配目标蒸 汽参数选取，热压机所用蒸汽喷射器也可选用可调式。
[0071] 相对于现有技术，本申请的优点在于：
[0072] 1、本发明所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累，增加一套热压机 系统，可在主机负荷较低时，利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取利用部分低压汽源。
[0073] 2、在机组负荷较低，低压汽源无法提供满足汽动给水累出力所需蒸汽时，时此本 系统无需完全将汽源切换至高压汽源，利用热压机匹配高压、低压汽源至合理目标参数，使 得汽动给水累系统可W长时间利用双汽源运行。
[0074] 3、此系统在机组较低负荷时，可部分利用低压汽源，降低利用蒸汽品位，提高蒸汽 利用效率。
[0075] 本发明所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水累可在机组负荷75% W下时利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取低压热源蒸汽，匹配出可满足汽动给水累出 力的目标蒸汽，从而达到机组负荷75% W下时在满足汽动给水累出力汽源需求的条件，还 可利用部分低压汽源，降低消耗高压热源的流量，达到节能降耗的目的。
[0076] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可W在任 一个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0077] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可W理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可W对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的保护范围由权利要求书所限定。
【主权项】
1. 基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水栗的控制方法，系统包括汽轮机高压 缸（1)、高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)、汽轮机中压缸(3)、低压汽源抽汽/四段抽汽(4)、热 压机(5)、气动快关阀(6)、汽动给水栗小机(7)，以及连接相关装置的阀门和管件。汽轮机高 压缸（1)与高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)相连，汽轮机中压缸(3)和低压汽源抽汽/四段抽 汽⑷相连，热压机(5)分别与高压汽源抽汽/高压缸排汽⑵和低压汽源抽汽/四段抽汽(4) 相连接，同时热压机(5)与气动快关阀(6)相连，气动快关阀(6)同汽动给水栗小机(7)相连。 所述方法包括： (1 )、当机组负荷高于75%时，汽动给水栗汽源为低压汽源，其具体工作流程为低压蒸 汽从中压缸(3)四段抽汽(4)进入汽动给水栗小机(7)拖动给水栗运行； (2)、当机组负荷低于75%时，汽动给水栗通过热压机利用部分高压汽源蒸汽抽取低压 汽源蒸汽匹配为相应目标参数蒸汽，其具体工作流程为高压蒸汽从高压缸(1)排汽抽出（2) 进入热压机(5)引射四段抽汽(4)匹配成能够满足汽动给水栗小机出力的蒸汽，经过气动快 关阀(6)至给水栗小机(7)拖动给水栗运行。2. -种实施权利要求1所述的控制方法的系统，其中该系统包括汽轮机高压缸（1)、高 压汽源抽汽/高压缸排汽(2)、汽轮机中压缸(3)、低压汽源抽汽/四段抽汽(4)、热压机(5)、 气动快关阀（6)、汽动给水栗小机(7)，以及连接相关装置的阀门和管件;汽轮机高压缸（1) 与高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)相连，汽轮机中压缸(3)和低压汽源抽汽/四段抽汽(4)相 连，热压机(5)分别与高压汽源抽汽/高压缸排汽(2)和低压汽源抽汽/四段抽汽(4)相连接， 同时热压机(5)与气动快关阀(6)相连，气动快关阀(6)同汽动给水栗小机(7)相连。3. 根据权利要求2所述的系统，其中热压机级数和压缩比可根据高压汽源、低压汽源以 及匹配目标蒸汽参数选取，热压机所用蒸汽喷射器选用可调式。
【文档编号】F01D17/04GK106014499SQ201610321394
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】张曙光
【申请人】长沙湘资生物科技有限公司