燃气蒸汽联合循环高背压供热机组及换转子不停燃机方法与流程

本公开涉及一种燃气蒸汽联合循环高背压供热机组及换转子不停燃机方法。

背景技术：

热电联产是燃气蒸汽联合循环机组加快节能步伐的重要途径之一，其中以高背压供热改造节能效果最为显著。热电联产集中供热方式不仅可以解决大中城市的供热问题，还可以大幅提高机组的热效率。

为实现机组高背压供热，对燃气蒸汽联合循环机组采用供热期用专门设计的供热转子，供热结束后换回到原转子。采用双转子供热汽轮机，能在采暖期减少冷源损失，提高电厂的经济效益。但该技术亦有不足之处：由于机组每年均需经历由供热采暖期到非采暖供热期和由非采暖供热期到采暖供热期的转换，每年需两次停机更换转子，更换转子时间长，占用机组运行时间，增加检修和维护费用。同时，现有更换转子的方法造成整个燃气蒸汽联合循环机组的停运，影响发电量而造成相应发电损失，使得电厂效益减少。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种燃气蒸汽联合循环高背压供热机组及其换转子不停燃机方法，该方法在汽轮机转子更换期间，仅对汽轮机停机，燃气轮机和余热锅炉等部件正常运行，利用余热锅炉产生的高压蒸汽经高旁减温减压后全部用于供热，使得燃气蒸汽联合循环机组不停机，从而达到热电联产的目的，并增加电厂效益。

为了实现上述目的，本公开的技术方案如下：

一种燃气蒸汽联合循环高背压供热机组，包括：

余热锅炉，所述余热锅炉被配置为通过燃气轮机排气加热产生高压蒸汽和低压蒸汽；

汽轮机，所述汽轮机被配置为通过高压蒸汽旋转做功，并进行高背压抽汽用于热网循环水加热；

所述汽轮机设有高压旁路，所述高压旁路用于汽轮机停用时将高温蒸汽减温减压后送入热网加热器；

凝汽器，所述凝汽器被配置为采用汽轮机排汽对热网回水进行加热，并将加热后的热网回水送入热网加热器；

热网加热器，所述热网加热器被配置为当汽轮机正常运行时采用低压蒸汽和汽轮机抽汽作为加热汽源对热网循环水进行加热；和

当汽轮机停用时采用低压蒸汽和减温减压后的高压蒸汽作为加热汽源对热网循环水进行加热。

进一步的，当汽轮机停用时，所述热网回水直接输送至热网加热器进行加热。

进一步的，所述凝汽器设有循环水系统，所述循环水系统用于机组非供热期间对汽轮机排汽进行降温冷凝。

进一步的，所述热网加热器还与余热锅炉回水口相连。

进一步的，所述低压蒸汽还与汽轮机补汽口相连。

一种燃气蒸汽联合循环机组高背压供热换转子不停燃机方法，包括如上所述的燃气蒸汽联合循环高背压供热机组，其方法具体为：

逐渐开启汽轮机高压旁路和供热抽汽截止门，将余热锅炉产生的高压蒸汽经高压旁路减温减压后送入热网加热器，随之关小汽轮机进汽高调门，直至汽轮机负荷到零，汽轮机打闸停机，发电机解列，对停机后的汽轮机进行转子更换；

汽轮机更换转子工作结束后，凝汽器供入热网循环水，汽轮机启动程序冲转，发电机并列，接带负荷。

进一步的，在汽轮机更换转子过程中，燃气轮机负荷始终维持不变，所述余热锅炉产生的低压蒸汽用于加热热网循环水，所述余热锅炉产生的高压蒸汽经减温减压后用于加热热网循环水。

进一步的，在汽轮机冲转时，根据主汽压力逐渐关小高压旁路与供热抽汽截止门，直至全关。

进一步的，在汽轮机启动过程中，所述余热锅炉产生的低压蒸汽和部分高压蒸汽始终用于加热热网循环水。

进一步的，汽轮机启动正常后，将所述余热锅炉产生的低压蒸汽切至向汽轮机补汽运行状态，并调整进入凝汽器热网循环水流量，以维持汽轮机排汽背压，使汽轮机进入高背压循环水供热运行方式。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

本公开可实现仅对汽轮机停机更换转子的情况下，利用燃气轮机、余热锅炉及汽轮机旁路进行发电及供热，整个机组不停机，增加机组发电量和供热量，提高电厂收益，从而大幅度减少整套机组因更换转子全部停运对全厂运营经济性影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开的系统结构示意图；

图中：1余热锅炉，2汽轮机，3高压旁路，4凝汽器，5热网加热器，6发电机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本公开做进一步的说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在常规燃气蒸汽联合循环机组高背压双转子互换供热改造中，更换转子期间，由于汽轮机停机而导致整个机组停机运行的问题，为了解决如上的技术问题，本公开提供了一种燃气蒸汽联合循环高背压供热机组及其换转子不停燃机方法，该方法在汽轮机转子更换期间，仅对汽轮机停机，燃气轮机和余热锅炉等部件正常运行，利用余热锅炉产生的高压蒸汽经高旁减温减压后全部用于供热，使得燃气蒸汽联合循环机组不停机，从而达到热电联产的目的，并增加电厂效益。

如图1所示，一种燃气蒸汽联合循环高背压供热机组，包括余热锅炉1、汽轮机2、凝汽器4和热网加热器5；

所述余热锅炉1通过高压蒸汽管道与汽轮机2进汽高调门相连，所述高压蒸汽管道通过汽轮机高压旁路3与热网加热器5的加热汽源入口相连，所述余热锅炉1通过低压蒸汽管道分别与热网加热器5的加热汽源入口和汽轮机2补汽入口相连，所述汽轮机2通过抽汽管道与热网加热器5的加热汽源入口相连，所述汽轮机2排汽被送入凝汽器4降温后，重新送入余热锅炉1，所述凝汽器4与热网回水管道相连，所述凝汽器4还与循环水系统相连，所述热网回水还直接通过管道与热网加热器5相连，所述热网加热器5的加热汽源出口通过管道与余热锅炉1回水口相连。

所述汽轮机高压旁路3上设有减温减压装置，用于高压蒸汽的减温减压。

所述循环水系统用于机组非供热期间对汽轮机2排汽进行降温冷凝。

本公开中，机组采用高背压供热期间，正常工况运行时，天然气进入燃气轮机的燃烧室，与压气机压入的高压空气混合燃烧，产生高温高压气流推动燃气轮机旋转做功。燃气轮机的排气进入余热锅炉1，对余热锅炉1进行加热产生两种蒸汽，分别是高压蒸汽和低压蒸汽。高压蒸汽进入汽轮机2，推动汽轮机2旋转做功。汽轮机2抽汽和余热锅炉1产生的低压蒸汽作为热网加热器5的加热汽源。热网回水经高背压凝汽器4加热后，经热网循环泵打入热网加热器5中，在热网加热器5加热后送出。

当汽轮机进行双转子更换时，更换期间，停用汽轮机2，燃气轮机和余热锅炉1仍在运行，即关闭全部汽轮机2进汽门，切除汽轮机2，由余热锅炉1产生的高压蒸汽，经汽轮机高压旁路3减温减压后进入热网加热器5供汽系统，对热网循环水进行加热。具体实施中，当供热负荷达到一定时，才可进行汽轮机2更换转子。

汽轮机2更换转子的具体方案为：

1、汽轮机2停机方案

更换转子期间，停用汽轮机2，燃气轮机和余热锅炉1仍在运行，逐渐开启高压旁路3与供热抽汽截止门，余热锅炉1产生的低压蒸汽送入热网加热器5，余热锅炉1产生的高压蒸汽经高压旁路3减温减压后送入供热系统中的热网加热器5，随之关小汽轮机2进汽高调门，直至汽轮机2负荷到零，汽轮机2打闸停机，发电机6解列。此过程中需保持循环水系统正常运行。热网循环水引至热网加热器5加热后送出。

2、燃气轮机及余热锅炉运行方式

燃气轮机负荷始终维持不变运行，余热锅炉1产生的低压蒸汽送入热网加热器5，余热锅炉1产生的高压蒸汽经减温减压后全部供往热网加热器5中，直至汽轮机2更换转子工作结束。

3、汽轮机2投运

汽轮机2更换转子工作结束后，凝汽器4供入热网循环水，汽轮机2启动程序冲转，发电机6并列，接带负荷。在汽轮机2冲转时，应根据主汽压力逐渐关小高压旁路3与供热抽汽截止门，直至全关。

在汽轮机2启动过程中，余热锅炉1低压蒸汽和部分高压蒸汽始终保持供热；汽轮机2启动正常后，将低压蒸汽切至向汽轮机补汽运行状态。调整进入凝汽器4热网循环水流量，始终维持汽轮机2排汽背压，汽轮机2进入高背压循环水供热运行方式。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。