一种双透平、联合循环的热电联供系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种双透平、联合循环的热电联供系统，包括燃气轮机、主汽轮机、余热锅炉、热网抽汽系统；余热锅炉与燃气轮机排烟管路连接，利用燃气轮机排烟余热生产出高、中、低压蒸汽，分别注入主汽轮机的高、中、低压缸内膨胀作功，带动发电机输出电能。高压缸排汽口连接高排逆止阀再连接第一安全阀，第一安全阀下游连接两条支路，第一支路上设有第一调节阀，连接余热锅炉的中压汽包；第二支路设有关断阀和第二调节阀，连接一小背压式汽轮机，小背压式汽轮机的排汽口连接第二安全阀，第二安全阀下游连接一单向阀，单向阀连接热网抽汽系统。本发明解决了传统联合循环、热电联产汽轮机抽汽点处参数与热用户需求间不匹配的难题，提高了能源利用效率。
【专利说明】一种双透平、联合循环的热电联供系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气-蒸汽联合循环【技术领域】，特别是涉及一种双透平、联合循环的热电联供系统。
【背景技术】
[0002]汽轮发电机组是一种把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置，是电站建设中的关键动力设备之一。由锅炉产生的高温、高压蒸汽，经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换，成为汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴做功，该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机，从而将机械能转换成电能，因此，汽轮机作为源动机常被称为“光明之源”。
[0003]燃气-蒸汽联合循环系统是指将燃气轮机作为前置透平，用余热锅炉来回收燃机的排气余热，产出若干档新蒸汽注入汽轮机，蒸汽在汽轮机中膨胀做功输出电能。
[0004]燃气-蒸汽联合循环把具有较高平均吸热温度的燃气轮机与具有较低平均放热温度的蒸汽轮机结合起来，使燃气轮机的高温尾气进入余热锅炉产生蒸汽，并使蒸汽在汽轮机中继续作功发电，达到扬长避短、相互弥补的目的，使整个联合循环的热能利用水平较简单循环有了明显提高，联合循环发电的净效率已达48%?60%。
[0005]目前常用的燃气-蒸汽联合循环系统有E级联合循环电站广泛采用的双压、无再热系统和F级联合循环电站所采用的三压、再热系统。前者发电净效率在50%左右，后者发电净效率在58%左右。而更高级别的联合循环也是采用三压、再热系统，其发电效率可达60%以上。
[0006]由于国家政策的导向作用，使得燃气-蒸汽联合循环、热电联产项目在近些年被广泛应用。所谓热(冷)电联产是指，在汽轮机的通流内部合适的位置处抽出一部分蒸汽用于工业用汽，初衷是实现能源的合理的梯度利用。热电联产的联合循环效率能够到达70%左右。
[0007]但以目前市场的主流燃气-蒸汽联合循环、热电联供技术为例，现有技术还存在一些不足。假设某工程热电厂要上一台套二拖一型配置的H级燃气联合循环汽轮机组(所谓二拖一型配置是指用两台余热锅炉分别回收两台燃机的排气余热能量，并将产生的新蒸汽注入一台蒸汽轮机):用户端的蒸汽需求为1.2MPa，185°C，蒸汽量为额定150t/h，最大为200t/h ;而典型的三压、再热联合循环系统的参数设置如下:
[0008]高压蒸汽参数为17MPa，600°C ；
[0009]再热卿中压)蒸汽参数为3.5MPa，600°C ；
[0010]低压蒸汽参数为0.45MPa，240 °C ；
[0011]现有技术的联合循环、热电联供系统设计是在汽轮机中压缸通流1.2MPa左右处设置旋转隔板或座缸阀来实现调整抽汽，该处蒸汽的温度在480°C左右，而用户的温度需求仅为185°C，通过减温减压器实现与用户端地蒸汽参数匹配，存在着195°C的温差浪费，从而不可避免的出现了高品质能源浪费的现象；另外，在无供热工况下，汽轮机中压缸IP内的蒸汽还是要流经所述旋转隔板或座缸阀，从而存在节流损失；还有，因所述旋转隔板或座缸阀的设置，使汽轮机机组的跨距较大，受跨距的限制，传统的热电联供汽轮机机组的通流设计时只能选择采用相对高的根径和相对少的通流级数，从而使得机组通流内效率设计值偏低；因此，传统的热电联供汽轮机的发电效率相对较低。
【发明内容】
[0012]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种汽轮机机组内效率高、能够避免高品质能源浪费的双透平、联合循环的热电联供系统，以克服现有技术的上述缺陷。
[0013]为了解决上述技术问题，本发明提供一种双透平、联合循环的热电联供系统，包括燃气轮机、主汽轮机、余热锅炉、热网抽汽系统；燃气轮机的排烟管路连接所述余热锅炉，所述余热锅炉包括高压汽包、中压汽包和低压汽包；所述主汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸；所述高压汽包连接所述高压缸的高压进汽管道，所述中压汽包连接所述中压缸的中压进汽管道，所述低压汽包连接所述低压缸的低压进汽管道；所述高压缸的排汽口连接一高排逆止阀，所述热网抽汽系统设于所述高排逆止阀的下游；
[0014]所述高排逆止阀连接第一安全阀，所述第一安全阀下游连接两条支路，第一支路连接所述中压汽包的蒸汽管道，所述第一支路上设有第一调节阀；第二支路连接一小背压式汽轮机，所述第二支路上由上游至下游依次设有一关断阀和第二调节阀，所述小背压式汽轮机的排汽口连接第二安全阀，所述第二安全阀下游连接一单向阀，所述单向阀连接所述热网抽汽系统。
[0015]可选地，所述主汽轮机与所述小背压式汽轮机采用分轴布置。
[0016]可选地，所述主汽轮机与所述小背压式汽轮机采用单轴布置，所述主汽轮机的转子输出轴与所述小背压式汽轮机的转子输出轴之间设置有一自动同步离合器。
[0017]优选地，所述第二调节阀为所述小背压式汽轮机的进汽管道上的调速汽阀，所述关断阀为所述小背压式汽轮机的主汽阀。
[0018]可选地，所述主汽轮机包括一个或两个低压缸，所述主汽轮机为高中压缸合缸、低压缸双分流的结构。
[0019]可选地，所述主汽轮机包括一个高压缸和一个中低压合缸，所述主汽轮机为高压缸单独分缸、中低压缸合缸结构。
[0020]优选地，所述低压进汽管道上设有一低压进汽阀组，所述中压进汽管道上设有一中压进汽阀组，所述高压进汽管道设有一高压进汽阀组。
[0021]优选地，所述高压进汽管道上在所述高压进汽阀组的上游设有连接所述第一支路的一旁路管道；所述高压缸的排汽口和所述高排逆止阀之间的排汽管道上也设有一旁路管道，所述中压进汽管道上在所述中压进汽阀组的上游也设有一旁路管道，所述低压进汽管道上在所述低压进汽阀组的上游也设有一旁路管道，所述高压缸的排汽管道上、所述中压进汽管道上以及所述低压进汽管道上的旁路管道均与所述主汽轮机的凝汽器连接；四条所述旁路管道共同组成一旁路系统，四条所述旁路管道上分别设有一阀门。
[0022]优选地，所述低压进汽管道上在所述低压进汽阀组的上游设有一调节阀组。
[0023]如上所述，本发明的双透平、联合循环的热电联供系统，具有以下有益效果:[0024]1、避免了高品质能源浪费，使汽轮机机组的内效率得到提高。
[0025]2、抽汽参数的调整不影响主汽轮机，仅影响小背压式汽轮机，有利于实现主汽轮机的标准化生产，而主汽轮机的标准化有利于降低制造成本，缩短交货期，节约社会资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1显示为本发明的双透平、联合循环的热电联供系统的接线示意图。
[0027]图2显示为本发明的双透平、联合循环的热电联供系统的主汽轮机与小背压式汽轮机单轴布置的状态示意图。
[0028]元件标号说明
[0029]I主汽轮机1.1高压进汽阀组
[0030]1.2中压进汽阀组1.3低压进汽阀组
[0031]1.4高排逆止阀1.5调节阀组
[0032]2余热锅炉2.1高压过热器
[0033]2.2高压蒸汽发生器2.3高压省煤器
[0034]2.4中压过热器2.5中压蒸汽发生器
[0035]2.6中压省煤器2.7低压过热器
[0036]2.8低压蒸汽发生器2.9低压省煤器
[0037]2.10除氧器2.11燃气轮机排烟管路
[0038]3小背压式汽轮机3.1关断阀
[0039]3.2第二调节阀3.3单向阀
[0040]3.4第二安全阀4热网抽汽系统
[0041]4.1第一调节阀4.2第一安全阀
[0042]5凝汽器5.1热井
[0043]6补水系统7凝结水泵
[0044]7.1低压给水泵7.2高中压给水泵
[0045]8第一发电机9旁路系统
[0046]9.1阀门9.2阀门
[0047]9.3阀门9.4阀门
[0048]10第二发电机11自动同步离合器
[0049]HP高压缸IP中压缸
[0050]LP低压缸
【具体实施方式】
[0051]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0052]请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0053]鉴于现有技术的联合循环、热电联供系统避免不了高品质能源浪费现象，且导致汽轮机机组效率下降；本发明的发明人设计出一种双透平、联合循环的热电联供系统，使主汽轮机的高压缸排汽在去往热网抽汽系统时，经过一小背压式汽轮机，小背压式汽轮机的背压可设为热网用户端的需求压力，从而实现一级调整抽汽，且小背压式汽轮机可拖动发电机输出额外的电能，避免高品质能源浪费，能量损失少；此外，本发明的主汽轮机通流内无需设置旋转隔板或内置式抽汽调节阀，因此主汽轮机机组的内效率高。
[0054]以下将通过具体实施例来对本发明的双透平、联合循环的热电联供系统进行详细说明。
[0055]如图1所示，一种双透平、联合循环的热电联供系统，包括燃气轮机、主汽轮机1、余热锅炉2、热网抽汽系统4。
[0056]所述主汽轮机I包括高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP ;所述余热锅炉2包括高压汽包、中压汽包和低压汽包，所述高压汽包包括高压过热器2.1、高压蒸汽发生器2.2、高压省煤器2.3，所述中压汽包包括中压过热器2.4、中压蒸汽发生器2.5、中压省煤器2.6，所述低压汽包包括低压过热器2.7、低压蒸汽发生器2.8、低压省煤器2.9。
[0057]所述余热锅炉2与燃气轮机的排烟管路2.11相连接。
[0058]所述主汽轮机I还包括凝汽器5，所述低压缸LP的排汽口连接所述凝汽器5，所述凝汽器5的热井5.1里设有一补水系统6，所述凝汽器5连接所述低压省煤器2.9，在所述凝汽器5与所述低压省煤器2.9之间的管路上设有凝结水泵7。
[0059]所述低压省煤器2.9连接一除氧器2.10的进水口，所述除氧器2.10的出水口串联有两个水泵，其中处于上游的低压给水泵7.1的出水口还连接所述低压蒸汽发生器2.8，处于下游的高中压给水泵7.2的出水口与所述中压省煤器2.6、所述高压省煤器2.3均连接。
[0060]所述低压蒸汽发生器2.8、所述低压过热器2.7以及所述低压缸LP的低压进汽管道依次连接；所述高压省煤器2.3、所述高压蒸汽发生器2.2、所述高压过热器2.1以及所述高压缸HP的高压进汽管道依次连接；所述中压省煤器2.6、所述中压蒸汽发生器2.5、所述中压过热器2.4以及所述中压缸IP的中压进汽管道(即热再热管道)依次连接。
[0061]所述低压蒸汽发生器2.8的出汽口还连接所述除氧器2.10 ;所述中压缸IP的排汽口与所述低压缸LP的进汽口连接。
[0062]所述高压缸HP的排汽口连接一高排逆止阀1.4，所述热网抽汽系统4设于所述高排逆止阀1.4的下游。
[0063]本发明的所述高排逆止阀1.4连接第一安全阀4.2，所述第一安全阀4.2下游连接两条支路，第一支路(即冷再热管道)连接所述中压蒸汽发生器2.5、中压过热器2.4之间的蒸汽管道，所述第一支路(即冷再热管道)上设有第一调节阀4.1 ;第二支路连接一小背压式汽轮机3，所述第二支路上由上游至下游依次设有一关断阀3.1和第二调节阀3.2，所述小背压式汽轮机3的排汽口连接第二安全阀3.4，所述第二安全阀3.4的下游连接一单向阀
3.3，所述单向阀3.3连接所述热网抽汽系统4。[0064]其中，所述第二调节阀3.2可以由所述小背压式汽轮机3的进汽管道上的调速汽阀充当，所述关断阀3.1可以由所述小背压式汽轮机3的进汽管道上的主汽阀充当。
[0065]本发明的所述低压进汽管道上设有一低压进汽阀组1.3，所述低压进气阀组1.3包括一主汽阀和一调节阀；所述中压进汽管道上设有一中压进汽阀组1.2，所述中压进汽阀组1.2也包括一主汽阀和一调节阀；所述高压进汽管道设有一高压进汽阀组1.1，所述高压进汽阀组1.1也包括一主汽阀和一调节阀。
[0066]本发明的所述高压进汽管道上在所述高压进汽阀组1.1的上游设有连接所述冷再热管道的第一旁路管道，所述第一旁路管道上设有阀门9.1 ;所述高压缸HP的排汽口和所述高排逆止阀1.4之间的排汽管道上也设有第二旁路管道，所述第二旁路管道上设有阀门9.2 ;所述中压进汽管道上在所述中压进汽阀组1.2的上游设有第三旁路管道，所述第三旁路管道上设有阀门9.3 ;所述低压进汽管道上在所述低压进汽阀组1.3的上游设有第四旁路管道，所述第四旁路管道上设有阀门9.4;所述第二旁路管道、第三旁路管道以及第四旁路管道均与所述凝汽器5连接；四条所述旁路管道共同组成一旁路系统9。
[0067]旁路系统9的设置，使主汽轮机I在非匹配状态运行时，余热锅炉产生的蒸汽量和主汽轮机I所需要的蒸汽量的差值可以不通过主汽轮机的流通部分，而是通过旁路系统，各条旁路管道上的阀门均包括减温减压阀，从而将较高压力、较高温度的蒸汽降低到所需的蒸汽参数，其后将蒸汽引入到所述凝汽器5的连接系统，满足整个系统安全运行的需要。旁路系统对主汽轮机I的冷、暖、热启动，防止机组超压，回收工质均有良好功能，对整个热电联供系统的稳定性、安全性和经济性都起着重要作用。
[0068]所述低压省煤器2.9与所述除氧器2.10之间的连接管道上设有一阀门，所述低压蒸汽发生器2.8的出汽口与所述除氧器2.10的连接管路上也设有一阀门。所述低压进汽管道上在所述低压进汽阀组1.3的上游还设有一调节阀组1.5。
[0069]本发明的所述主汽轮机I可包括一个或两个低压缸LP，所述主汽轮机I可采用高中压缸合缸、低压缸双分流的结构；所述主汽轮机也可以由一个单独的高压缸HP和一个中低压合缸组成，高压缸单流，中低压缸反流或顺流布置。所述主汽轮机I为分缸推力自平衡的汽轮机。
[0070]如图1所示，本发明的所述主汽轮机I与所述小背压式汽轮机3可采用分轴布置；则主汽轮机I拖动第一发电机8发电,小背压式汽轮机3拖动第二发电机10发电,其中第二发电机10为小发电机。如图2所示，本发明的所述主汽轮机I与所述小背压式汽轮机3也可以采用单轴布置，则所述主汽轮机I的转子输出轴与所述小背压式汽轮机3的转子输出轴之间设置有一自动同步离合器11，此时取消第二发电机10，使主汽轮机I和小背压式汽轮机3共同拖动第一发电机8，单轴布置具有结构紧凑的优势。
[0071]本发明的工作原理是:主汽轮机I为三压、再热型联合循环汽轮机，包括高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP。余热锅炉2为三压、再热型，其具有三个汽包:高压汽包(包括高压过热器2.1、高压蒸汽发生器2.2、高压省煤器2.3)、中压汽包(包括中压过热器2.4、中压蒸汽发生器2.5、中压省煤器2.6)、低压汽包(包括低压过热器2.7、低压蒸汽发生器2.8、低压省煤器2.9)。燃气轮机的排烟通过燃机排烟管路2.11进入余热锅炉2，为余热锅炉2的高压过热器2.1、高压蒸汽发生器2.2、高压省煤器2.3、中压(即再热)过热器2.4、中压蒸汽发生器2.5、中压省煤器2.6、低压过热器2.7、低压蒸汽发生器2.8、低压省煤器2.9提供热量，使高压汽包、中压汽包和低压汽包分别产生三股蒸汽:高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽，分别通过高压进汽管道上的高压进汽阀组1.1、中压进汽管道上的中压进汽阀组1.2、低压进汽管道上的低压进汽阀组1.3注入高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP。
[0072]高压缸HP的排汽分成两条支路，通过第一调节阀4.1和第二调节阀3.2的协调控制，来实现高排处的压力控制和高压排汽的流量分配，从而实现热网所需的调整抽汽量。在热网抽汽系统4的上游接入小背压式汽轮机3，小背压式汽轮机3的背压可设为热网用户端的需求压力，从而本发明通过双透平实现一级调整抽汽，本发明通过小背压式汽轮机3实现了热网用户端的蒸汽参数匹配，避免了在系统中设置多级减温减压装置，因此本发明的结构简单，能量损失少，避免了高品质能源浪费；主汽轮机I和小背压式汽轮机3均拖动发电机发电(分轴布置时，主汽轮机I拖动第一发电机8发电,小背压式汽轮机3拖动第二发电机10发电；单轴布置时,主汽轮机I和小背压式汽轮机3共同拖动第一发电机8发电)，从而实现了热电联产。小背压式汽轮机3的功率由流量决定，在供热工况(即抽汽工况)下，小背压式汽轮机3的引入，使得能源实现合理的梯度利用。小背压式汽轮机3的引入，使主汽轮机I实现标准化生产，当抽汽参数调整时，主汽轮机I保持不变，相应地修改小背压式汽轮机3的设计即可；主汽轮机I的标准化有利于降低制造成本，缩短交货期，节约社会资源。
[0073]补水系统6设置在凝汽器5的热井5.1里，在抽汽工况下对本发明的热电联供系统补充相应的水。补充的水在热井5.1里进行初步的除氧后，进入凝汽器5的冷凝水系统，在凝结水泵7的作用下，送至余热锅炉2的低压省煤器2.9中换热，然后，进入除氧器2.10中，利用低压蒸汽发生器2.8中产生的低压饱和蒸汽对凝结水进行充分的热力除氧，然后，通过低压给水泵7.1和高中压给水泵7.2分别将给水送入余热锅炉2的低压蒸汽发生器
2.8、中压省煤器2.6、高压省煤器2.3，由低压蒸汽发生器2.8、中压省煤器2.6、高压省煤器2.3将水加热至接近饱和。然后，中压省煤器2.6内的水进入中压蒸汽发生器2.5，高压省煤器2.3内的水进入高压蒸汽发生器2.2，液态水均转化为蒸汽(如图1所示，虚线部分为液态水，实线部分为水蒸气);然后，由高压蒸汽发生器2.2和中压蒸汽发生器2.5产生的蒸汽分别进入高压过热器2.1和中压过热器2.4，在高压过热器2.1和中压过热器2.4换热，产生过热蒸汽，再分别通过高压进汽管道上的高压进汽阀组1.1、中压进汽管道上的中压进汽阀组1.2进入相应的高压缸HP和中压缸IP，使主汽轮机I做功，带动第一发电机8输出电能；进入第二支路的高压缸HP排汽进入小背压式汽轮机3，使小背压式汽轮机3做功，也带动发电机输出电能，从而完成本发明的整个系统的热力循环。
[0074]另外，在无供热需求时，主汽轮机I可处于纯凝汽式工况下运行，此时，将关断阀
3.1关闭，第一调节阀4.1全开，则本发明具有与传统的凝汽式联合循环发电系统相同的运行模式和相同的发电效率。避免了现有技术热电联供系统的中压缸中的旋转隔板或座缸阀造成的能量损失，因此，本发明的发电效率比现有技术热电联供系统的发电效率提高了
0.5%左右。
[0075]本发明从纯凝汽式工况向额定供热工况转化过程，通过控制第一调节阀4.1和第二调节阀3.2，实现去热网抽汽系统4和冷再热管道的流量分配。在此过程中，高排抽汽点(即高排逆止阀1.4)处的压力下降，余热锅炉2的中压汽包的压力也随着下降，此时，由于进入余热锅炉2的冷再热蒸汽量减少，则再热蒸汽的温度将有升高的趋势，需由余热锅炉2进行喷水降温调节，使得蒸汽的品质满足汽轮机的要求。如图1所示，因联合循环的余热锅炉2的高压蒸汽发生器2.2、高压过热器2.1与再热蒸汽发生器2.5、再热过热器2.4的换热流程采用交错布置的形式，故再热蒸汽量的减少，会导致高压蒸汽流量的增加，使得汽轮机的高压缸HP将会增加一部分的出力。从而在额定的供热工况，应用本发明，与传统的系统设计相比，汽轮机的出力增加，约占联合循环总出力的0.7%左右，因此本发明的汽轮机运行效率高，经济效益可观。
[0076]进入汽轮机的中压缸IP的蒸汽减少，低压缸LP的进汽压力也随之降低，则可以开启低压进汽管道上的低压进汽阀组1.3，由低压蒸汽发生器2.8产生的蒸汽经低压过热器
2.7换热，产生过热蒸汽，经低压进汽阀组1.3进入低压缸LP，保证了低压缸LP最低安全运行压力的需求。本发明的汽轮机I因采用分缸推力自平衡设计，中压缸IP和低压缸LP进汽量的减少不会对汽轮机组的推力产生太大变化，能够满足系统安全运行要求，从而实现一级调整抽汽要求。
[0077]本发明尤其适用于具有工业抽汽需求的燃气-蒸汽联合循环热(冷)电联产的燃气电站工程。
[0078]实施例一
[0079]某燃气热电厂工程中，拟上I台套H级二拖一型机组，供热要求为:1.2MPa，185°C，单台机组的供热量额定为:130t/h，最大为200t/h。
[0080]该工程适合采用本发明的双透平、联合循环的热电联供系统。
[0081]如图1所示，本实施例中双透平、联合循环的热电联供系统的主汽轮机I为三压、再热型联合循环汽轮机，包括一个高压缸HP、一个中压缸IP和两个双流低压缸LP，主汽轮机I为分缸推力自平衡的汽轮机，主汽轮机I采用高中压合缸、低压双分流结构。余热锅炉2为三压、再热型，其具有三个汽包:高压汽包(包括高压过热器2.1、高压蒸汽发生器2.2、高压省煤器2.3)、中压汽包(包括中压过热器2.4、中压蒸汽发生器2.5、中压省煤器2.6)、低压汽包(包括低压过热器2.7、低压蒸汽发生器2.8、低压省煤器2.9)，产生三股蒸汽:高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽，分别通过高压进汽管道上的高压进汽阀组1.1、中压进汽管道上的中压进汽阀组1.2、低压进汽管道上的低压进汽阀组1.3注入高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP。
[0082]高压缸HP的排汽分成两条支路，第一支路即冷再热管道，第二支路即小背压式汽轮机3的进汽管道上，小背压式汽轮机3的进汽管道上由上游至下游依次设有主汽阀(SP关断阀3.1)和调速汽阀(即第二调节阀3.2)，小背压式汽轮机3的排汽口连接第二安全阀
3.4，第二安全阀3.4下游连接单向阀3.3，单向阀3.3连接所述热网抽汽系统4。
[0083]本实施例中，在额定工况下，补水系统6需要对本发明的双透平、联合循环的热电联供系统补充130t/h的水。补充的水在热井5.1里进行初步的除氧后，进入凝汽器5的冷凝水系统，通过给凝结水泵7加压，送至余热锅炉2的低压省煤器2.9中换热，然后，进入除氧器2.10中，利用低压蒸汽发生器2.8中产生的低压饱和蒸汽对凝结水进行充分的热力除氧，然后，再通过低压给水泵7.1和高中压给水泵7.2将给水送入余热锅炉2中的中压省煤器2.6和高压省煤器2.3，由中压省煤器2.6和高压省煤器2.3将水加热至接近饱和水，再分别进入余热锅炉2的高压蒸汽发生器2.2、中压蒸汽发生器2.5中，液态水均转化为蒸汽；然后，由高压蒸汽发生器2.2和中压蒸汽发生器2.5产生的蒸汽分别进入高压过热器2.1和中压过热器2.4，在高压过热器2.1和中压过热器2.4换热，产生过热蒸汽，再分别通过高压进汽管道上的高压进汽阀组1.1、中压进汽管道上的中压进汽阀组1.2进入相应的高压缸HP和中压缸IP，使主汽轮机I做功，带动发电机8输出电能。主汽轮机I的高压缸HP的排汽经小背压式汽轮机3的进汽管道进入小背压式汽轮机3，使小背压式汽轮机3，带动相应的发电机输出电能。小背压式汽轮机3的排汽通入热网抽汽系统4，进行热网供热。从而通过双透平实现热电联产。
[0084]本实施例的小背压式汽轮机3的背压设为1.2MPa，小背压式汽轮机3的排汽温度约为190°C，显而易见，本实施例通过双透平实现了一级调整抽汽，本实施例的小背压式汽轮机3的排汽参数与供热要求的参数匹配得非常完美，从而避免了高品质能源浪费现象。另外，在无供热需求时，主汽轮机I可处于纯凝汽式工况下运行，此时，关闭关断阀3.1，将第一调节阀4.1全开，则本实施例的双透平、联合循环的热电联供系统具有与传统的凝汽式联合循环发电系统相同的运行模式和相同的发电效率。避免了现有技术热电联供系统的中压缸中的旋转隔板或座缸阀造成的能量损失，发电效率比现有技术热电联供系统的发电效率提闻了 0.5%左右。
[0085]当双透平、联合循环的热电联供系统需要提供最大200t/h的供热量时，使补水系统6对本实施例采用的双透平、联合循环的热电联供系统补充200t/h的水即可。
[0086]本实施例的小背压式汽轮机3与主汽轮机I既可采用图1所示的分轴布置；也可采用图2所示的单轴布置。
[0087]综上所述，本发明的双透平、联合循环的热电联供系统解决了传统的热电联产系统汽机机组内效率偏低和高品质能量浪费的难题。在无供热需求时，主汽轮机I处于纯凝汽式工况下运行，则主汽轮机I具有与传统的凝汽式联合循环发电系统相同的运行模式和相同的发电效率，与传统的热电联供、联合循环系统在无供热工况下汽轮机内部通流中中压缸内的旋转隔板或座缸阀造成的节流损失依然存在相比，本发明的发电效率提高了 0.5%左右。在有供热需求时，由小背压式汽轮机3实现一级调整抽汽，不但消除了压差，而且显著减少了温差，从而避免了高品质能源浪费，并且小背压式汽轮机3能够拖动发电机输出额外电能，使能源实现了合理的阶梯利用。本发明在具有以上高效节能的优势外，还有利于实现主汽轮机组的标准化生产，抽汽参数的调整不直接影响主汽轮机的设计和制造，仅影响小背压式汽轮机的设计与制造；主汽轮机的标准化有利于降低制造成本，减少交货期，节约社会资源。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0088]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种双透平、联合循环的热电联供系统，包括燃气轮机、主汽轮机(I)、余热锅炉(2)、热网抽汽系统(4);燃气轮机的排烟管路(2.11)连接所述余热锅炉(2)，所述余热锅炉(2)包括高压汽包、中压汽包和低压汽包；所述主汽轮机(I)包括高压缸(HP)、中压缸(IP)和低压缸(LP);所述高压汽包连接所述高压缸(HP)的高压进汽管道，所述中压汽包连接所述中压缸(IP)的中压进汽管道，所述低压汽包连接所述低压缸(LP)的低压进汽管道；所述高压缸(HP)的排汽口连接一高排逆止阀(1.4)，所述热网抽汽系统(4)设于所述高排逆止阀(1.4)的下游；其特征在于， 所述高排逆止阀(1.4 )连接第一安全阀(4.2 )，所述第一安全阀(4.2 )下游连接两条支路，第一支路连接所述中压汽包的蒸汽管道，所述第一支路上设有第一调节阀(4.1);第二支路连接一小背压式汽轮机(3)，所述第二支路上由上游至下游依次设有一关断阀(3.1)和第二调节阀(3.2)，所述小背压式汽轮机(3)的排汽口连接第二安全阀(3.4)，所述第二安全阀(3.4)下游连接一单向阀(3.3)，所述单向阀(3.3)连接所述热网抽汽系统(4)。
2.根据权利要求1所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述主汽轮机(I)与所述小背压式汽轮机(3)采用分轴布置。
3.根据权利要求1所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述主汽轮机(I)与所述小背压式汽轮机(3)采用单轴布置，所述主汽轮机(I)的转子输出轴与所述小背压式汽轮机(3)的转子输出轴之间设置有一自动同步离合器(11)。
4.根据权利要求1至3中任一所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述第二调节阀(3.2)为所述小背压式汽轮机(3)的进汽管道上的调速汽阀，所述关断阀(3.1)为所述小背压式汽轮机(3)的主汽阀。
5.根据权利要求1至3中任一所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述主汽轮机(I)包括一个或两个低压缸(LP)，所述主汽轮机(I)为高中压缸合缸、低压缸双分流的结构。
6.根据权利要求1至3中任一所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述主汽轮机(I)包括一个高压缸(HP)和一个中低压合缸，所述主汽轮机(I)为高压缸单独分缸、中低压缸合缸结构。
7.根据权利要求1至3中任一所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述低压进汽管道上设有一低压进汽阀组(1.3)，所述中压进汽管道上设有一中压进汽阀组(1.2)，所述高压进汽管道设有一高压进汽阀组(1.1)。
8.根据权利要求7中任一所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述高压进汽管道上在所述高压进汽阀组(1.1)的上游设有连接所述第一支路的一旁路管道；所述高压缸(HP)的排汽口和所述高排逆止阀(1.4)之间的排汽管道上也设有一旁路管道，所述中压进汽管道上在所述中压进汽阀组(1.2)的上游也设有一旁路管道，所述低压进汽管道上在所述低压进汽阀组(1.3)的上游也设有一旁路管道，所述高压缸的排汽管道上、所述中压进汽管道上以及所述低压进汽管道上的旁路管道均与所述主汽轮机(I)的凝汽器(5)连接；四条所述旁路管道共同组成一旁路系统(9)，四条所述旁路管道上分别设有一阀门。
9.根据权利要求1至3中任一所述的双透平、联合循环的热电联供系统，其特征在于:所述低压进汽管道上在所述低压进汽阀组(1.3)的上游设有一调节阀组(1.5)。
【文档编号】F22B1/18GK103644004SQ201310713981
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】张立建, 陈倪, 叶冬挺, 余炎, 蒋浦宁, 沈国平, 虎煜, 阳虹, 何阿平 申请人:上海电气电站设备有限公司