[發(fā)明專利]中壓閥參調(diào)的引射自平衡式高壓供汽全負(fù)荷熱電解耦方法

在審

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• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111396155A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李先庭;呂俊復(fù);朱建文;張茂勇;劉青;石文星;王寶龍;陳煒;崔夢迪;韋發(fā)林;張海鵬;趙健飛;岑俊平;熊烽;劉士剛;韓志剛;倪文崗;王純山;晁免昌;姜培朋
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);北京清大天工能源技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K11/02;F01K17/02;F01D15/10;F01D13/02;F01D17/14;F01D25/00
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中壓閥參調(diào)的引射自平衡式高壓供汽全負(fù)荷熱電解耦方法，屬于熱電聯(lián)產(chǎn)與集中供熱技術(shù)領(lǐng)域。針對熱電廠大量高壓供汽與大范圍調(diào)節(jié)電負(fù)荷的矛盾，設(shè)置高壓引射解耦裝置，其中驅(qū)動蒸汽進(jìn)口與新蒸汽管相連，低壓蒸汽進(jìn)口與高壓缸排汽管相連，引射排汽出口與鍋爐再熱器進(jìn)口的冷再管相連，鍋爐再熱器出口熱再管設(shè)置抽汽口以抽出所需高壓力蒸汽，設(shè)置再熱器旁路并分別與冷再管和熱再抽氣管相連，中聯(lián)門前設(shè)置中壓減壓閥。控制方法：熱再管外供抽汽量與引射器驅(qū)動蒸汽量加減溫水量之和相等；再熱器旁路流量與引射減溫器的減溫水量相同；中壓減壓閥提高熱再及高排壓力以調(diào)節(jié)引射比；則機(jī)爐可自動實現(xiàn)換熱及受力平衡，實現(xiàn)大范圍高壓供汽及全負(fù)荷熱電解耦。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中壓閥參調(diào)的引射自平衡式高壓供汽全負(fù)荷熱電解耦方法，屬于熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有供熱與發(fā)電耦合問題，隨著城市供熱及工業(yè)供汽需求增大，對火電機(jī)組的熱電解耦的要求日趨迫切，目前常用的熱電解耦方案及其主要問題匯總?cè)缦拢簝岱桨浮㈦婂仩t方案，占地及投資規(guī)模很大，無法全面深度解耦；低壓缸零出力改造，包括光軸方案，和直接調(diào)小或關(guān)閉低壓缸進(jìn)汽量、另引少量冷卻汽對末級和排汽口進(jìn)行冷卻的方案，對增加供熱量影響不大；高、低旁聯(lián)合配汽方案，問題在于低發(fā)電負(fù)荷率時因汽機(jī)進(jìn)汽量大幅減少而導(dǎo)致再熱器近期壓力大幅降低，從而體積流量大幅增大、使得再熱器通流能力及換熱量大幅降低，再熱器煙溫難以有效降低、導(dǎo)致再熱器及其后的受熱面超溫、損毀；汽缸打孔抽汽、低真空循環(huán)水供暖等都無法有效降低發(fā)電負(fù)荷率；直接由主蒸汽打孔抽汽、或高壓缸排汽出口的再熱器冷段管道（冷再）打孔抽汽、或再熱器出口的熱段（熱再）打孔抽汽，雖可大幅度降低發(fā)電負(fù)荷率，但抽汽量較大時必然存在再熱器過熱、汽輪機(jī)軸向推力超限等一系列安全性問題。

針對工業(yè)園區(qū)或自備電廠經(jīng)常遇到的大負(fù)荷高壓供汽條件下的熱電解耦，目前已發(fā)展了高旁加中聯(lián)門參調(diào)等方案，但仍存在大量抽汽時電負(fù)荷率較高、高壓抽汽量相對過小等問題。

采用引射式蒸汽壓力匹配技術(shù)、引射式熱泵乏汽余熱回收技術(shù)，將可實現(xiàn)完備的熱電解耦功能，例如如下專利實現(xiàn)了大幅度熱電解耦，基于完全熱電解耦的引射式熱泵乏汽回收供熱方式及系統(tǒng)（發(fā)明，2019110728319），基于軸向推力平衡及再熱平衡的引射配氣熱電解耦方式（發(fā)明，2019110733266）等，適用于大幅提供城市供熱能力這類大負(fù)荷低壓抽汽的場景，但未解決工業(yè)園區(qū)大負(fù)荷高壓供汽條件下的寬負(fù)荷熱電解耦問題，但存在邏輯及控制較為復(fù)雜、熱電聯(lián)產(chǎn)運行管理難度相對較大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的和任務(wù)是，針對上述大負(fù)荷高壓供汽條件下深度熱電解耦中存在的固有問題，采用高壓引射器、中壓減壓閥參調(diào)和再熱器旁路流量控制等技術(shù)措施，可自動實現(xiàn)再熱器冷卻換熱平衡、汽輪機(jī)軸向推力平衡，從根本上保證機(jī)爐的安全性運行，并最大幅度地實現(xiàn)熱電解耦。

本發(fā)明的具體描述是：中壓閥參調(diào)的引射自平衡式高壓供汽全負(fù)荷熱電解耦方法，其系統(tǒng)包括鍋爐過熱器、再熱器、汽輪機(jī)高壓缸、中壓缸、低壓缸、發(fā)電機(jī)、解耦引射裝置、減溫減壓裝置、連接管路及配套閥門部件，其特征在于：解耦引射裝置包括高壓引射器20，高壓引射器20的驅(qū)動蒸汽進(jìn)口段21通過主蒸汽管9分別與鍋爐1的過熱器3的出口、高壓缸4的進(jìn)口和原高旁管10的進(jìn)口相連，高壓引射器20的低壓蒸汽進(jìn)口段22經(jīng)低壓引射閥18通過冷再管12的高排出口段分別與高壓缸4的排汽口、原高旁管10的出口和冷再止回閥26的進(jìn)口相連，高壓引射器20的引射排汽出口段23通過冷再管12的鍋爐進(jìn)口段與鍋爐1的再熱器2的進(jìn)口和冷再止回閥26的出口相連，再熱器2的蒸汽出口通過熱再管13除與中壓缸5的蒸汽進(jìn)口相連外，還通過高壓減溫減壓器27與蒸汽熱用戶Y相通，再熱器2的進(jìn)口還通過再熱器旁路28上的再熱調(diào)節(jié)閥29與熱再管13和高壓減溫減壓器27的進(jìn)口相連。

熱再管13還設(shè)置有中壓減壓閥16，中壓減壓閥16的出口經(jīng)中聯(lián)門14與中壓缸5的進(jìn)口相連。