专利名称：用于发电的减温减压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种利用热电厂中温中压锅炉富余的新蒸汽驱动次中温中压(或低温低压)汽轮发电机的减温减压装置。特别适于小型火力发电厂应用。
减温减压装置在热力发电厂中，通常的作用是以下几方面1、对外供热系统中用于补充汽轮机抽汽的不足，在汽轮机检修或意外事故停用时，将锅炉的新蒸汽减温减压，以保证热用户的用汽。还可作备用汽源。2、在大容量中间再热式汽轮机组的旁路系统中，当机组启动，停机或发生事故时，可取调节和保护作用。3、电厂中装设的点火减温减压器则是用于锅炉点火时排汽，一般的减温减压器要满足进入该设备的最低蒸汽流量不低于额定蒸汽通过量的50％，才有较好减温减压效果，且有30～35％的喷水在该设备中不能完全汽化蒸发，需经疏水器排出。
一般的小型火力发电厂，既有中温中压参数的汽轮发电机组及其配套锅炉，又有次中温中压参数(或低温低压参数)的汽轮发电机组及其配套锅炉，而次中温中压锅炉(或低温低压锅炉)的热效率低于中温中压锅炉其标煤耗又高于中温中压锅炉。而中温中压锅炉，往往有相当数量的多余新蒸汽可供利用。但是正如前所 述，一般经减温减压装置处理后，作上述四个方面的用途。因此，对减温减压装置的要求及其调控机构的要求，均不严格，也不需考虑进入混合器的水量的多少和是否完全汽化。若用其作为发电用减温减压装置，则存在以下几个方面的问题减温水供给管路不利于调控；调控机构不灵敏；其测量元件延迟惯性大、动态特性差，导致进入过热器的蒸汽热焓变化频繁，且幅度大。调节对象容量小，飞升速度快，当负荷变化较大时，满足不了需要。而汽轮机对进汽蒸汽的压力和温度的要求非常严格，只允许在一个较窄的范围内变化，尤其是减温水控制不好，就会造成蒸汽温度偏差超过允许值，威胁汽轮机的安全；减温水的汽化管路与混合器的配合不能使减温水有充分的汽化条件。因此，现有减温减压装置不论是减压后蒸汽压力调节控制机构，减温后蒸汽温度调控机构，均不适应将中温中压锅炉的多余新蒸汽直接用于驱动次中温中压(或低温低压)汽轮机发电的需要。
现有技术的减温水系统是由一个三通式减温调节阀分三路分别连通为减温水水源供给管路、多余减温水排往除氧器的管路、与文丘里管的减温水喷嘴相连通的减温水管路，后者经喷嘴进入文丘里管及与之为一体的混合器，从混合器出口通过管道与汽轮机总汽阀连通，关键问题是自混合器出口至汽轮机总气阀间的管路长与混合器之长没有一个可保证减温水在其中充分进行热交换的长度比关系。一般均低于混合器长度的3倍以下。在减温水调节阀至文丘里管喷嘴之间的管路上使用了一个流量测量孔板和一个截止阀；在混合器出口至汽轮机总汽阀间装了一个流量测量孔板，并在此测量孔板后接通有疏水排放管路和不能汽化的30～35％的减温水经疏水器排出管路。在减温水水源供给管路中使用了两个截止阀和一个稳压孔板，在多余水排除至除氧器管路中使用了一个截止阀，不但其结构复杂，重要的是不能满足汽轮机对进汽温度的要求。
现有技术的减温减压调控均由压力变送器(或温度变送器——在减温调控机构中使用)通过电缆与电动调节器的输入端连接。电动调节器的调节压力使用比例规律，温度调节为比例积分规律。电动调节器的输出端通过电缆同伺服放大器的输入端连接。伺服放大器的输出端通过电缆同电动执行器的输入端连接。电动执行器的输出臂通过拉杆与减压阀(或减温水调节阀——在减温调控机构中用)的传动杠杆连接。这种调节控制系统的调节精度不太高、动态品质不太好，不能使进入混合器的减温水与进入混混合器的高温蒸汽的比例配合恰当；当进入蒸汽量小于50％额定出力时，不能使减温水在混合汽中充分汽化。也就是说，这种调控机构不能把混合器中减压减温情况及时准确反应到减压阀或减温水调节阀的执行器上，使之正确的调节减压阀或减温水调节阀的开度，去适应混合器中蒸汽压力和减温水供给的需要。
本实用新型的目的就是把现有的减温减压装置改装成可将中温中压锅炉产生的多余新蒸汽变为适应于可驱动次中温中压(或低温低压)汽轮机发电的装置。且使参与减温的减温水完全汽化，因而在小型火力发电厂中可省去次中温中压(或低温低压)锅炉，达到即充分利用了电厂的热能，降低标煤省耗，又节约了厂用电和减少了设备的效果。
本实用新型的解决方案如下用于发电的减温减压装置，是用管道将减压阀同文丘里管连通。在二者之间装接节流孔板，以对经减压阀至文丘里管的蒸汽继续降压节流。在减压阀的进汽口方的管路上装接一个截止阀，在截止阀两端通过管道并接连通预热阀。在此截止阀到蒸汽母管的管路中再装接一个截止阀，以加强对蒸汽母管来的一次蒸汽的控制。这样就构成了减温减压装置的减压系统。由同文丘里管连为一体的混合器上装的安全阀，减温水管路中限制给水量的的减温水稳压限流孔板和前述的文丘里管与减压阀间的节流孔板构成了整个减温减压装置的安全保护机构，由在文丘里管的喷嘴处引入的减温水管路以及完成对蒸汽减温作用的文丘里管，混合器及其同汽轮机总汽阀连通的管路构成的减温系统。加之减温减压自动调控机构，蒸汽温度、压力取样监测机构等构成了用于发电的减温减压装置，其要点是一、完成蒸汽减温并使之达到次中温中压(或低温低压)汽轮机发电用汽要求、且使减温水在混合器及其管路中完全汽化的减温系统的构成是通过管道将方便调控的两通式减温水调节阀的出口与逆止阀的入口连通，再通过管道将逆止阀的出口与文丘里管之上的喷嘴连通，在与文丘里管连为一体的混合器的出口用管道同汽轮机的总汽阀连通，并使混合器出口至汽轮机总汽阀之间的管路的长度大于混合器长度的三倍，减温水调节阀的入口端通过管道与一个截止阀连通，在它们之间的管路中装接一个稳压限流孔板，截止阀的另一端接通在减温水给水母管上。
二、减温后蒸汽温度自动调控机构由小惯性热电偶经补偿导线同附电动调节器的小型电子电位差计的输入端相连接，附电动调节器的小型电子电位差计的输出端经控制电缆与伺服放大器的输入端连接，伺服放大器的输出端经控制电缆同电动执行器的输入端连接，电动执行器的输出臂通过拉杆与减温水调节阀的传动杠杆连接，在电动执行器的输入端用控制电缆接一个控制开关，在电动执行器的反馈端接一阀位表构成。
三、减压自动调控机构由压力变送器经控制电缆同附电动调节器的小型电子电位差计的输入端相接，附电动调节器的小型电子电位差计的输出端经控制电缆接伺服放大器的输入端，伺服放大器的输出端通过控制电缆与电动执行器的输入端连接，电动执行器的输出臂通过拉杆与减压阀的传动杠杆连接构成。
其次，在汽轮机进汽口处装有一支热套式热电偶，经补偿导线接至仪表盘上的温度指示报警仪的上、下限报警端子，再经导线同仪表盘上闪光信号报警器相接，构成二次蒸汽温度的监测机构，以方便值班人员观察温度指示值情况，为其改变温度调节器的给定值提供依据。在混合器的出口处装有减温减压后蒸汽取样管路，它是由两个截止阀通过管道同蒸汽取样冷却器连通构成。在汽轮机总汽阀的两端并接连通一个旁路截止阀以备启动汽轮机时使用。汽轮机总汽阀的进汽口前的管路中接通一条由三个截止阀和一个疏水器构成的排水通路。在减压系统管路中，位于蒸汽母管通入减压管路的第一个截止阀的出口处装接一次蒸汽压力、温度取样监测仪表。在减温水管路中，位于减温水调节阀与逆止阀之间装接减温水温度、压力监测仪表。
由上述几个完成不同功能的减压、减温及其调控、安全保护、一次蒸汽、二次蒸汽以及减温水取样检测机构就构成了一个完整的用于发电的减温减压装置。其运行方式是由主蒸汽母管来的新蒸汽经两个截止阀后送入减压阀，使新蒸汽节流后压力降低、比容增加、熵增加、焓不变、温度降低，再进入文丘里管。与此同时，由给水管来的减温水经一个截止阀和稳压限流孔板进入减温水调节阀，再沿管路经逆止阀和文丘里管上的喷嘴喷入文丘里管中。使蒸汽和减温水进入混合器内进行热交换。蒸汽放出热量加热减温水为饱和蒸汽，继续加热为过热蒸汽，由减压管路送来的蒸汽，因放热而温度降低，在混合器出口，二者进行混合，成为二次蒸汽。混合器内、水滴完全蒸发的时间，取决于蒸汽的流速和压力、温度及喷水的数量、压力、温度和喷嘴尺寸等，在低于31.5％出力的低负荷条件下，由于蒸汽流量小、流速低，喷汽和喷水之间的热交换减弱，水滴在混合器中来不及完全蒸发，为此，在混合器出口至汽轮机总汽阀之间的管路配置上，使蒸汽管道长度大于混合器本身长度的三倍。让未完全蒸发的水滴在管路中继续进行热交换，使之完全汽化为过热蒸汽。压力和温度都符合要求的蒸汽经汽轮机总汽阀进入汽轮机，带动发电机发电。
减温后蒸汽温度自动调节工作原理是来自混合器出口的蒸汽温度由小惯性热电偶直接送入附电动调节器的小型电子电位差计进行指示记录，其指针与给定温度指针(即滑线电阻盘)组成偏差电压发讯器。当指示温度与给定温度有偏差时，以差压讯号送入电动调节器进行放大。获得0～10毫安直流输出，经反馈回路进行比例、积分、微分运算，然后反馈到放大器的输入端构成闭环回路。使输出变为与输入讯号成比例——积分——微分关系的电流讯号，经伺服放大器驱动电动执行器去控制减温水调节阀的开启度。从而改变喷水量，控制了蒸汽温度在允许的范围内。
减压后蒸汽压力自动调控工作原理是混合器内蒸汽压力经装于混合器出口处的仪表阀送入压力变送器变为0～10毫安直流讯号送入附电动调节器的小型电子电位差计指示记录，其指针与给定值指针如有压力差时，有一差压信号经偏差发信器送入压力调节器进行放大。获得0～10毫安直流输出，经反馈回路进行比例、积分运算。然后反馈到放大器输入端构成闭环回路，使输出变为与输入成比例——积分关系的电流讯号，经伺服放大器驱动执行器去控制减压阀的开启度，改变蒸汽通过量，从而达到控制蒸汽压力在允许范围内。
由上述技术方案制作的减温减压装置，能有效地将来自中温中压的一次蒸汽经减温减压后去驱动次中温中压(或低温低压)汽轮机发电。
本实用新型的优点是在整个装置中采用了已有的管路部件，经管道连接装配而成。因此其实施容易。使用了高灵敏度的电子自动调控器件构成自动调控机构。使装置的减温减压调控具有较高的灵敏性和可靠性，保证了来自热效率高、标煤耗低的中温中压锅炉的多余新蒸汽，经减温减压后，获得适于中温中压(或低温低压)汽轮机发电使用的二次蒸汽。取代了原来的热效率低、而标煤耗高的次中温中压(或低温低压)锅炉。减少了火力发电厂的设备。因而节省了厂用电，节约了标煤消耗量，提高了电压水平(当带不足有功时多带无功功率)。降低了发电成本，同时可减少锅炉部分的操作人员，提高了工效。
附
图1是本实用新型结构示意图。
附图2是本实用新型减温后蒸汽温度自动调控机构原理图。
附图3是本实用新型的减压后蒸汽压力自动调控机构原理图。
以下结合附图作为本实用新型的一个实施例，对本实用新型作进一步说明。
参照附
图1及附图3，本实用新型由减压、减温及其各自的调控机构构成。减压部分由蒸汽母管(1)用管道依次将截止阀(2)、截止阀(7)、减压阀(8)、节流降压孔板(9)连通形成一条管路并且和文丘里管⑩相连通，在截止阀(7)两端并接连通一个预热阀(37)，这样加上同文丘里管⑩相连为一体的混合器(36)构成。压力自动调控机构是通过装在混合器(36)出口端的仪表阀(14)之后的压力变送器(13)、将混合器(36)中的蒸汽压力变化情况取出变为电讯号。用控制电缆把压力变速器(13)连接到附电动调节器的小型电子电位差计(45)的输入端，附电动调节器的小型电子电位差计(45)的输出端经控制电缆与伺服放大器(44)输入端相接，再经控制电缆将伺服放大器(44)输出端接在电动执行器(43)的输入端。电动执行器(43)的输出臂通过拉杆与减压阀(8)的传动杠杆相连接构成。其次，在截止阀(2)的出口方管路上安装了由仪表阀(5)、压力传感器(4)、动圈表(3)、热电偶(6)等构成的一次蒸汽压力、温度取样监测机构，上述三部分完成了一次蒸汽的减压，调控及监测任务。
参照附
图1及附图2，本实用新型的减温系统由与给水管路连通的截阀(28)、稳压限流孔板(29)，然后经管道同减温水调节阀(30)的入口端连通。为方便调控、减温水调节阀(30)采用两通式。在它的出口端管路上装接逆止阀(35)，再从逆止阀(35)出口端通过管道装接于文丘里管(10)的喷嘴(11)上。构成了由给水管路连通到文丘里管(10)的减温水水供给管路。在混合器(36)的出口处通过一段长度大于混合器(36)长度的3倍的管道同汽轮机总汽阀(19)的入口连通，在汽轮机总汽阀(19)的两端并接连通一个旁路截止阀(20)，以备开机时使用。由前述的减温水供给管路、加之混合器(36)及其至汽轮机总汽阀(19)间的管路就构成了减温系统。减温后蒸汽温度调节控制机构则装接于减温水调节阀(30)的传动杠杆与混合器(36)的出口端之间，即在混合器(36)的出口处安装一个小惯性热电偶(15)，从而将混合器(36)中蒸汽温度变化情况由小惯性热电偶(15)变为电讯号送出。用补偿导线将附电动调节器的小型电子电位差计(42)的输入端连接在小惯性热电偶(15)上。附电动调节器的小型电子电位差计(42)的输出端同伺服放大器(40)的输入端通过控制电缆连接。伺服放大器(40)的输出端经控制电缆连接到电动执行器(39)的输入端电动执行器(39)的输出臂通过拉杆与减温水调节阀(30)的传动杠杆连接，在电动执行器(39)的输入端和反馈端用控制电缆分别装接一个控制开关(41)和一个阀位表(38)。
在减温水调节阀(30)的出口方管路中装接了由仪表阀(31)，差动远传压力表(32)、动圈表(33)及热电偶(34)构成的减温水压力温度监测机构。在混合器(36)出口处还装接连通了由截止阀(26)、(27)及蒸汽取样冷却器(25)构成的二次蒸汽取样监测管路。在汽轮机总汽阀(16)的入口端装接连通有由截止阀(22)、(23)、排水阀(21)、疏水阀(24)等构成的排水机构。汽轮机总汽阀(19)的出口通入与汽轮发电机(16)相匹配的汽轮机(17)。在汽轮机(17)进汽口处还装有一支热套式热电偶(18)。经补偿导线接至仪表盘上的温度指示报警仪的上、下限报警端子，再经导线接至仪表盘上的闪光信号报警器上，在混合器(36)的出口处还安装了安全阀(12)。安全阀(12)与减温水管路中的稳压限流孔板(29)和减压管路中的节流降压孔板(9)共同起着装置的保护作用。
本实施例采用35吨／小时沸腾锅炉，蒸汽压力为3.82MPa，蒸汽温度450℃，供6000千瓦汽轮机带额定功率后的多余蒸汽约4吨／小时(两台锅炉并炉运行约多余8吨／小时)。参照附图，多余新蒸汽由主蒸汽管(1)从锅炉引出。经截止阀(2)、(7)进入减压阀(8)，再通过节流降压孔板(9)，减压限流后送入文丘里管(10)。同时由给水母管来的减温水经截止阀(28)，稳压限流孔板(29)，进入减温水调节阀(30)得到限流控制，然后经逆止阀(35)进入喷嘴(11)，将减温水喷入文丘里管(10)与从减压管路送来的减压后的蒸汽一起进入混合器(36)中进行热交换。将喷入的减温水汽化，得到与蒸汽混合的压力和温度在规定范围内的二次蒸汽，从混合器(36)出口沿管路经汽轮机总汽阀(19)进入汽轮机(17)，带动发电机(16)发电。本实施例中的汽轮机额定功率1500千瓦，进汽蒸汽压力1.96±0.1MPa，蒸汽温度380±10℃，减压阀的旁路阀即预热阀(37)作开机前暖管用；截止阀(22)、(21)在开机暖管时，作向地沟排水用；截止阀(23)及疏水阀(24)在正常运行时，排疏水用；截止阀(27)、(26)、取样冷却器(25)，供取减温减压后的二次蒸汽样，化验蒸汽品质用；汽轮机总汽阀(19)的旁路阀(20)供汽轮机启动时用。要求混合器(36)至汽轮机总汽阀(19)之间蒸汽管道长度为混合器(36)长度的三倍以上。
一次蒸汽压力的监测，由仪表阀(5)自减压前蒸汽管道取样，经仪表管接至远传压力表(4)；其电讯号经控制电缆接至仪表盘上动圈表(3)；用于远方监测一次蒸汽压力。混合器(36)出口经仪表管装有仪表阀(14)，将减压后的蒸汽压力取样送给压力变送器(13)。产生0～10毫安电讯号输出。经控制电缆送至仪表盘上附电动调节器的小型电子电位差计(45)，对减压后蒸汽压力进行指示、记录。其指针与给定指针(通过电阻滑线盘)组成偏差电压发讯器；当指示压力与事先给定压力有偏差时，差压讯号送入电动调节器内之放大器，获得0～10毫安直流输出，经反馈回路进行比例，积分运算，然后反馈到放大器输入端。构成闭环回路，使输出变为与输入成比例——积分关系的电讯号。经伺服放大器(44)驱动电动执行器(43)改变减压阀(8)的开启度，使蒸汽压力在规定范围内。
温度调节测量由截止阀(2)后装热电偶(6)，经补偿导线接至仪表盘上的动圈表测量一次蒸汽温度。在混合器(36)出口装鎧装热电偶(15)，经补偿导线接至仪表盘上附电动调节器的小型电子电位差计(42)，对减压后蒸汽温度进行指示、记录。其指针与给定温度指针有偏差时，组成偏差电压发讯器，以差压迅号送入电动调节器进行放大，获得0～10毫安直流输出，经反馈回路进行比例、积分、微分运算，然后反馈到放大器的输入端构成闭环回路，使输出变为与输入讯号成比例——积分——微分关系的电流信号，经伺服放大器(40)驱动电动执行器(39)去控制减温水调节阀(30)的开启度。从而观变喷水量，使蒸汽温度控制在规定值之内。在汽轮机(17)前的管路中装有热套式热电偶(18)，经补偿导线接至仪表盘的温度指示报警仪上、下限报警，其输出接盘上闪光报警器。进行蒸汽温度超限报警，供值班人员改变调节器定值之依据。在减温水调节阀(30)之出口管上，经仪表管装接了仪表阀(31)和差动远传压力表(32)。其输出经控制电缆接仪表盘上动圈表(33)，用以测量减温水压力。在逆止阀(35)入口方的减温水管路上装铂热电阻(34)，经控制电缆接至仪表盘上动圈表，用以测量减温水的温度。
上述温度压力调节控制监测仪表均装于专用热工仪表盘上。
利用本实用新型所述的装置，可有效的将中温，中压锅炉产生的多余新蒸汽减温减压后去驱动次中温中压(或低温低压)汽轮机带动发电机发电。其调控灵敏可靠，是小型火力发电厂降低成本，减少锅炉设备，降低标煤消耗以及充分利用中温中压锅炉热能的发电用装置。
权利要求1.一种用于发电的减温减压装置，是用管道将减压阀(8)同文丘里管(10)连通，在二者之间装接一个节流孔板(9)，减压阀(8)进汽口方的管路上装接一个截止阀(7)，截止阀(7)的两端通过管道并接连通预热阀(37)，截止阀(7)与蒸汽母管之间还装接了截止阀(2)，这样构成减压系统，由同文丘里管(10)连为一体的混合器(36)上装的安全阀(12)，减温水管路中限制给水量的减温水稳压限流孔板(29)和文丘里管(10)与减压阀(8)之间的节流孔板(9)构成的安全保护机构，由在文丘里管(10)的喷嘴(11)处引入的减温水管路和文丘里管(10)、混合器(36)及其同汽轮机总汽阀(19)连通的管路构成的减温系统，加之减温减压调控机构，蒸汽温度、压力取样监测机构等，构成了用于发电的减温减压装置，其特征在于a、完成蒸汽减温并使之达到次中温中压(或低温低压)汽轮机发电用汽要求，且使减温水在混合器(36)及其管路中完全汽化的减温系统的构成是通过管道将一个方便调控的两通式减温水调节阀(30)的出口与逆止阀(35)的入口连通，再通过管道将逆止阀(35)出口与文丘里管(10)上的喷嘴(11)连通，在与文丘里管(10)连为一体的混合器(36)的出口用管道同汽轮机(17)的总汽阀(19)连通，并使混合器(36)的出口至汽轮机总汽阀(19)之间的管路的长度大于混合器(36)长度的三倍，减温水调节阀(30)的入口端通过管道与截止阀(28)连通，在它们之间的管路中装接一个稳压限流孔板(29)，截止阀(28)的另一端接通在减温水给水母管上，b、减温后蒸汽温度自动调控机构由小惯性热电偶(15)经补偿导线同附电动调节器的小型电子电位差计(42)的输入端连接，附电动调节器的小型电子电位差计(42)的输出端经控制电缆与伺服放大器(40)的输入端连接，伺服放大器(40)的输出端经控制电缆同电动执行器(39)的输入端连接，电动执行器(39)的输出臂通过拉杆与减温水调节阀(30)的传动杠杆连接，在电动执行器(39)的输入端用控制电缆接有控制开关(41)，其反馈端接阀位表(38)构成，c、减压自动调控机构由压力变送器(13)经控制电缆同附电动调节器的小型电子电位差计(45)的输入端连接，附电动调节器的小型电子电位差计(45)的输出端经控制电缆接伺服放大器(44)的输入端，伺服放大器(44)的输出端通过控制电缆与电动执行器(43)的输入端连接，电动执行器(43)的输出臂通过拉杆与减压阀8的传动杠杆连接构成。
2.根据权利要求1所述的用于发电的减温减压装置，其特征在于汽轮机(17)进汽口处装有一支热套式热电偶(18)，经补偿导线接至仪表盘上温度指示报警仪的上、下限报警端子，再经导线同仪表盘上 闪光信号报警器相接，构成二次蒸汽温度的监测机构。
3.根据权利要求1所述的用于发电的减温减压装置，其特征在于混合器(36)出口处装有减温减压后蒸汽取样管路，它是由截止阀(26)、(27)同蒸汽取样冷却器(25)连通构成。
4.根据权利要求1所述的用于发电的减温减压装置，其特征在于在减温水调节阀(30)的出口方管路中装接了由仪表阀(31)、差动远传压力表(32)、动圈表(33)及热电偶(34)构成的减温水压力、温度监测机构。
专利摘要用于发电的减温减压装置，是将小型热电厂的中温中压锅炉的多余蒸汽变为驱动次中温中压汽轮发电机发电的装置。由同文丘里管连通的节流孔板、减压阀、截止阀及管道构成的减压系统和由稳压降流孔板，减温水调节阀、逆止阀经文丘里管的喷嘴与混合器连通及其通往汽轮机总汽阀的管路构成的减温系统，加之温度、压力自动调控机构构成。使用它可充分利用中温中压锅炉的热能，减少电厂锅炉，降低标煤消耗和发电成本。
文档编号F01K23/04GK2091354SQ9120296
公开日1991年12月25日 申请日期1991年2月22日 优先权日1991年2月22日
发明者刘集中 申请人:刘集中