[發明專利]燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐高壓給水系統

有效

• 申請號: 201410731028.2
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104456524A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 董奎;梁珊珊;仲如浩;楊小軍;何瑛;陶健;周洪宇;艾松;方宇
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F22D5/00
• 分類號: F22D5/00;F22B35/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明涉及燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，尤其涉及該機組的余熱鍋爐高壓給水系統。

背景技術

在燃氣-蒸汽聯合循環發電機組中，從壓氣機出口抽取部分空氣，經過外部冷卻器冷卻后，用于冷卻燃機轉子。在外部冷卻器中，熱空氣釋放的熱量用于預熱余熱鍋爐的高壓給水，余熱鍋爐產生蒸汽供汽輪機發電，燃機的余熱參與蒸汽循環（郎肯循環），大幅提高了燃氣-蒸汽聯合循環機組的效率。余熱鍋爐的高壓給水與燃機轉子冷卻空氣換熱采用管殼式TCA換熱器，余熱鍋爐的高壓給水為管程介質，燃機轉子的冷卻空氣為殼程介質。

余熱鍋爐的高壓給水還有一條預熱水路，是通過布置在鍋爐煙道上的省煤器利用鍋爐的煙氣預熱。

現有的熱余熱鍋爐的高壓給水系統如圖1所示，它是由一臺高壓給水泵同時給省煤器、TCA換熱器供水，省煤器、TCA換熱器的出水匯入鍋爐的高壓汽包。其存在的問題是：

為了保證燃氣輪機熱通道部件的最佳冷卻效果，機組在不同的環境條件和不同的負荷下需要通過高壓給水將轉子冷卻空氣溫度降低至230℃。若TCA換熱器出口空氣溫度偏高，熱通道部件壽命將會縮短；若TCA出口空氣溫度偏低，燃機效率將會明顯下降。

TCA冷卻器的正常運行對聯合循環機組至關重要，為保證TCA冷卻器長期聯系安全運行，不允許TCA換熱器內的高壓給水發生汽化以免沖蝕換熱管組件。為達到TCA換熱器出口空氣溫度，當燃機以較低負荷運行時，TCA換熱器給水流量的調整會導致TCA換熱器出口給水溫度略有升高。為避免高壓給水在TCA換熱器內部汽化，則需要通過高壓給水泵將TCA內部水側壓力維持在較高水平。而此時高壓汽包的壓力則隨著機組負荷下降而降低，也就是說，高壓省煤器側的高壓給水實際上并不需要維持高壓力。

如果高壓給水泵出口一直維持很高的壓力，相比高壓給水泵變頻降壓運行時給水泵電動機的廠用電消耗量將會大幅增加，不利于整個電廠節能降耗。且對于省煤器材質，也會因為高壓給水一直維持高壓而選擇高一個等級的材料，增加省煤器成本。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐高壓給水系統，采用兩臺高壓給水泵分別給TCA換熱器、省煤器供水，滿足各自的供水壓力，從而有效地解決了上述問題，具體技術方案是：

一種燃氣-蒸汽聯合循環發電機組余熱鍋爐高壓給水系統，包括高壓給水泵、TCA換熱器、鍋爐省煤器、鍋爐高壓汽包，其特征在于，所述高壓給水泵有兩臺，其中一臺向TCA換熱器供水，另一臺向鍋爐省煤器供水，構成兩條獨立的供水支路；所述TCA換熱器、鍋爐省煤器的出水匯入鍋爐高壓汽包。

所述TCA換熱器供水支路包括順序連接的高壓水泵、流量計、關斷閥、TCA換熱器、給水流量調節閥；所述鍋爐省煤器供水支路包括順序連接的高壓水泵、流量計、流量調節閥、鍋爐省煤器；所述TCA換熱器供水支路給水流量調節閥的出水口與鍋爐省煤器的出水口連通，使兩路供水匯入鍋爐高壓汽包。

所述TCA換熱器供水支路中的關斷閥兩只并聯，冗余設置。

所述TCA換熱器供水支路中還設有排水流量調節閥，它的進水口連接TCA換熱器的出水口，它的出水口連通汽機凝汽器。

在鍋爐高壓汽包的進水總管上設有調節閥，用于調節進水總流量，控制鍋爐高壓汽包的液位高度。

本發明的有益效果：

由于聯合循環汽輪機采用滑壓運行，機組低負荷運行時高壓省煤器壓力也隨之相應降低。通常TCA冷卻器給水流量約為高壓省煤器給水流量的1/4左右。在原高壓給水系統方案中，為了避免TCA冷卻器內部的給水汽化，即使機組在較低負荷運行時，高壓給水泵仍需要維持較高的壓力運行，這造成了高壓給水泵耗功的極大浪費。采用了本發明的給水泵分泵方案后，高壓省煤器給水支路由高壓省煤器給水泵單獨供水，機組低負荷時高壓省煤器給水泵完全能夠根據當前高壓汽包實際壓力變頻運行，減少廠用電消耗。

本方案的實施將最大限度地降低高壓系統給水泵功耗，同時也完全避免了TCA冷卻器和高壓省煤器互相搶水現象的發生，實現了節能減排和保障設備安全穩定運行的多重功效。

附圖說明

圖1是現有熱余熱鍋爐的高壓給水系統示意圖

圖2是本發明熱余熱鍋爐的高壓給水系統示意圖

圖3是本發明熱余熱鍋爐的高壓給水系統結構祥圖。

具體實施方式