[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)汽輪機凝汽器高真空運行的供熱改造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710213037.6
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106949521B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃治坤;張攀;杜旭;張芬芳;孫斌;劉月輝;李響;王軍舵;梁云鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 晟源高科(北京)科技有限公司
• 主分類號: F24D3/00
• 分類號: F24D3/00;F28B9/10;F01D17/10
• 代理公司: 福州科揚專利事務(wù)所35001
• 代理人: 羅立君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火力發(fā)電機組的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是涉及火力發(fā)電機組增加供熱能力改造的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前火電占全國裝機容量的65%左右，可以預(yù)見在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)火電都將是我國能源系統(tǒng)的重要組成部分。節(jié)能減排是我國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的國策。對于火力發(fā)電行業(yè)，進行熱電聯(lián)產(chǎn)改造，是實現(xiàn)國家節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段。在當(dāng)前推進能源革命的大背景下，熱電聯(lián)產(chǎn)將迎來新一輪難得的發(fā)展機遇，智能化、清潔化、規(guī)范化將是其重要的發(fā)展特征，其在燃煤發(fā)電領(lǐng)域的地位將更加凸顯。隨著城市化進程的加快，城市需要集中供暖的面積逐漸增加，北方地區(qū)城市周邊純凝機組基本已經(jīng)改為抽凝式供熱機組，根據(jù)發(fā)展需求一些抽凝式供熱機組有通過改造增加供熱能力的需求。

目前主流增加抽凝式機組供熱能力的熱電聯(lián)產(chǎn)改造形式有以下幾種：

1、低真空供熱改造：也可稱為高背壓供熱改造技術(shù)，該技術(shù)是將汽輪機凝汽器運行背壓提高到30-50kPa左右，使得汽輪機排汽可以直接加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，可加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至70-80℃，為了解決排汽溫度高和葉片顫振，采暖期需更換成專門設(shè)計的供熱低壓轉(zhuǎn)子，供熱結(jié)束后換回到純凝低壓轉(zhuǎn)子。該技術(shù)優(yōu)點是：供熱量大，供熱面積足夠大的情況下可將汽輪機冷段損失降為零，負荷要求穩(wěn)定，安全性高。缺點是：投資偏大，需增加熱網(wǎng)循環(huán)水量，供熱高峰期需中排抽汽進行尖峰加熱，每年需要例行更換轉(zhuǎn)子，降低了機組負荷調(diào)節(jié)靈活性，不能適應(yīng)較低電負荷運行。

2、溴化鋰吸收式熱泵供熱改造：該技術(shù)是以溴化鋰溶液為工質(zhì)，以中排抽汽作為驅(qū)動蒸汽，回收冷卻循環(huán)水余熱，利用熱泵將熱網(wǎng)循環(huán)加熱至70-90℃，采暖高峰期再通過中排抽汽加熱至熱用戶需求溫度供出。該技術(shù)優(yōu)點是：不對汽輪機本體進行較大改造，可增加機組供熱能力，運行靈活，不影響汽輪機組帶負荷，對低溫余熱的溫度要求低，不需要降低機組真空。缺點是：投資巨大，溴化鋰熱泵壽命短，維護工作量較大。

3、低壓缸光軸改造：該技術(shù)是將汽輪機低壓轉(zhuǎn)子更換為光軸，使得中壓缸排汽可全部供熱，以犧牲部分發(fā)電能力為代價，低壓轉(zhuǎn)子更換成光軸，僅僅起到與發(fā)電機連接作用。該技術(shù)優(yōu)點是：安全性高，相對投資較小，增加供熱能力較大。缺點是：對于中排壓力設(shè)計較高的機組，考慮中壓缸葉片安全性，不太適應(yīng)改造，改造后運行經(jīng)濟性較差，影響發(fā)電量較多。

申請?zhí)枺?01510739574.5中國發(fā)明專利公布了純凝——高背壓循環(huán)水供熱雙模式單轉(zhuǎn)子汽輪機及其系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括汽輪機內(nèi)依次連接的高壓缸、中壓缸、中低壓靠背輪、低壓缸、低壓靠背輪和發(fā)電機，中壓缸與低壓缸之間連接有低壓缸進汽閥，低壓缸內(nèi)安裝有低壓轉(zhuǎn)子，低壓轉(zhuǎn)子上安裝有若干級葉片，葉片中的末級葉片長度比同等級的純凝汽輪機末級葉片短，末級葉片長度比同等級的高背壓循環(huán)水供熱汽輪機末級葉片長。該發(fā)明的有益效果是在高背壓循環(huán)水供熱期與非供熱期純凝交替時，無需停機互換葉片完全不同的兩根低壓缸轉(zhuǎn)子，只需不停機使用同一根轉(zhuǎn)子即可，達到了夏季熱耗不高、冬季冷源損失為零的目的安全監(jiān)控裝置和高背壓循環(huán)水供熱應(yīng)急熱力裝置保證了末級葉片動應(yīng)力不超限。該技術(shù)是提高汽輪機排汽背壓，即降低凝汽器真空，用汽輪汽排汽直接加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。此外該技術(shù)需對汽輪機本體做一系列改造，改造費用較高，施工難度大，周期長。該專利與本發(fā)明所述技術(shù)路線有本質(zhì)區(qū)別，本發(fā)明所述系統(tǒng)無需對汽輪機本體進行改造，技術(shù)方式以提高真空運行增加中排抽汽能力，改造量較小，費用低。

申請?zhí)枺篊N201610251992.4中國發(fā)明專利公布了一種光軸高背壓供熱汽輪機，它涉及一種供熱汽輪機。該發(fā)明解決了現(xiàn)有蝶閥調(diào)整抽汽供熱機組在供熱工況下，低壓轉(zhuǎn)子易產(chǎn)生鼓風(fēng)發(fā)熱現(xiàn)象，且機組熱效率低，供熱抽汽能力較差的問題。該發(fā)明的低壓轉(zhuǎn)子為光軸轉(zhuǎn)子，低壓缸的上端設(shè)有兩個低壓進汽口，每個低壓進汽口各與一個堵板密封連接，采暖抽汽管道的下端與中壓缸上方的兩個中壓排氣口連通，采暖抽汽管道的上端管壁上分別開設(shè)有第一供汽口和第二供汽口，第一供汽口與現(xiàn)有熱網(wǎng)加熱器連接，第二供汽口與冷卻蒸汽管道的一端連接，冷卻蒸汽管道的另一端穿過其中一個堵板與相應(yīng)的低壓進汽口連通，減溫減壓裝置設(shè)置在冷卻蒸汽管道內(nèi)。該發(fā)明需對汽輪機低壓缸轉(zhuǎn)子進行光軸改造，犧牲機組部分發(fā)電能力，運行經(jīng)濟性差，改造費用較高，與本發(fā)明所述技術(shù)有本質(zhì)區(qū)別。

綜上，現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷主要在于：

1、低真空供熱改造：投資偏大，需增加熱網(wǎng)循環(huán)水量，供熱高峰期需中排抽汽進行尖峰加熱，每年需要例行更換轉(zhuǎn)子，降低了機組負荷調(diào)節(jié)靈活性，不能適應(yīng)較低電負荷運行。