一种可调式给水回热系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统，包括汽轮机的高压缸，在高压缸上的常规末级抽汽口以及常规末级给水加热器，所述系统还包括至少一个蒸汽冷却器，以及高压缸上附加的抽汽压力远高于常规末级抽汽的可调式后末级抽汽口，以附加可调式后末级抽汽为热源的可调式后末级给水加热器，与附加可调式后末级抽汽口及可调式后末级给水加热器相连的抽汽管道及管道上的可调式抽汽调节阀。通过控制所述附加可调式后末级抽汽调节阀来调节不同负荷下的最终给水温度，使设备的安全运行、环保性能及经济性都能得到兼顾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火力发电领域，尤其涉及一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统及控制方法。
技术介绍
现阶段，节能减排已成为我国经济与社会发展的战略任务。降低污染、改善环境已迫在眉睫。而煤电在目前是我国主要的发电方式，同时又是主要的大气污染源，为此，燃煤发电厂都采用了相应的污染物减排技术，以进一步控制其对大气的影响。其中的脱硝技术主要采用SCR法（选择性催化还原法），其是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。采用SCR法脱硝，当锅炉处于低负荷运行的时候，SCR工作烟温将不能维持。SCR不得不退出运行，但此时锅炉的NOx产生浓度高达额定负荷时的2-3倍。这意味着在更需要脱硝的情况下，SCR反而不能作为。为此，申请号为CN201110459533.2的中国专利公开了一种可调式给水回热系统，即相对传统的汽轮发电机组来说，高压缸上设置的末级抽汽压力比常规的高压缸最高抽汽压力要高；并在该末级抽汽管道上设置抽汽调节阀，然后通过给水加热器来回热给水。运行过程中，通过该阀门可对末级抽汽进行调节，从而保持抽汽调节阀后的压力在机组变负荷时基本不变，并通过末级给水加热器维持锅炉的给水的温度基本不变；从而解决了传统低负荷SCR需退出运行的问题。与此同时，申请号为CN201420700957.2的中国专利则是在上述基础上，对高压缸的末级抽汽口设置成可调，即可根据实际需要而进行设计优化，在末级抽汽口增设能满足安全性前提下，可根据机组经常所处的运行负荷情况以及低负荷下需达到的提升脱硝入口烟温等实际需要来对末级抽汽口优化选择。此外，还针对该末级给水加热器设置了给水旁路，因此末级给水加热器可不必设置成全给水容量的加热器，而可设置成部分给水容量的加热器，这样可降低末级给水加热器的成本，同时针对一些高参数大机组来说，又可使得其在现有的制造工艺上能够实现，同时又降低成本。实际上，维持变负荷机组的给水温度基本不变并非必要条件，一方面，针对不同的机组，在不同负荷下，给水温度提升量的需求也是不一致的。另一方面，一定边界条件下若维持低负荷较高的给水温度还可能因此牺牲机组的部分经济性及安全性。首先，低负荷，给水温度相对提升后，若锅炉受热面的面积未相应增加，会导致锅炉排烟温度的相应上升，而若锅炉处又未设置相应的烟气余热回收利用系统，或者回收利用程度不够，会牺牲机组的部分经济性。其次，对于配置非沸腾式省煤器的锅炉，低负荷下过高的给水温度，容易致使省煤器产生沸腾，引起水冷壁水动力问题，严重的情况致使水冷壁管干烧，最终发 生爆管现象。此外，若要维持机组在不同负荷下给水温度基本不变，则末级抽汽口的汽源参数会较高，这样在机组低负荷时，其依然具有较高的抽汽压力，这样方能维持低负荷下的与高负荷的给水温度基本不变。例如，目前部分汽轮机机型采用补汽阀技术，具有补汽口，以该补汽口作为末级抽汽口（一般在高压缸第5级后），由于其参数较高，在低负荷下依然具有较高的抽汽压力，因此，即使机组低至40%负荷时，依然具有较高的抽汽压力，可维持其给水温度基本不变。但是，这会导致在机组高负荷下时，末级抽汽调节阀会存在较大的节流损失，这会牺牲一部分机组经济性。因此，从末级抽汽口的优化角度来说，由于给水温度的提升量是与末级抽汽参数直接相关，因此若要维持机组在不同负荷下给水温度基本不变，不利于末级抽汽口的优化。综上，可调式给水回热系统的给水温度提升量需综合考虑上述三方面因素，根据给水温度提升的不同需求来进行控制和设定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可调式给水回热系统及控制方法，可根据不同可调式给水回热系统的配置系统，对机组在不同负荷下的给水温度提升量进行不同的控制与设定。在确保设备安全运行的前提下，实现机组经济性和环保性的最优化。本专利技术提供的一种可调式给水回热系统及控制方法，特点之一：在现有申请号为CN201110459533.2的中国专利和申请号为CN201420700957.2的中国专利基础上，对其控制模式进行了突破及优化，不再局限于维持不同负荷下给水温度基本不变的控制模式。而是综合考虑附加可调式后末级抽汽口的选择。附加可调式后末级抽汽口的合理选择涉及到机组所处的运行负荷、附加可调式后末级给水加热器容量的配置以及高压缸结构等，锅炉系统的配置（涉及锅炉省煤器配置、锅炉受热面情况以及锅炉烟气余热回收利用系统配置情况等），可在确保省煤器系统在不同负荷下不发生沸腾运行的基础上，比较滑压运行不同负荷下的附加可调式后末级抽汽压力值以及最经济给水温度值所对应的附加可调式后末级抽汽压力，选择最优化值（最经济给水温度值：一方面，由于给水温度的相对提升，平均吸热温度提升，机组热循环效率上升，并且汽轮机抽汽量相应增加，减少了冷源损失，因此提高了机组经济性；但另一方面，由于给水温度的相对提升，会引起锅炉排烟温度上升，这一定程度上又降低了机组经济性。若在某给水温度下，两者的综合效益为最大值，则称该给水温度为最经济给水温度值）。本专利技术提供的一种可调式给水回热系统及其控制方法，特点之二：本专利技术的控制方法适用于不同可调式给水回热系统的配置系统，申请号为CN201110459533.2的中国专利提供了一种基本配置的可调式给水回热系统，而申请号为CN201420700957.2的中国专利又在其基础上配置了相应的高加给水旁路，而事实上，在申请号为CN201110459533.2的中国专利基础上，根据汽侧和水侧的不同配置，还可衍生出多种不同的配置系统，而本专利技术的控制方法不仅适用于这些不同的配置系统，且不再局限于维持不同负荷下给水温度基本不变，因此，设备的安全运行、环保性能及经济性都可得到兼顾。本专利技术提供的一种可调式给水回热系统，其特征在于，包括汽轮机的高压缸；在所述高压缸上的附加可调式后末级抽汽口，所述附加可调式后末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸常规的非可调式末级抽汽压力（根据凝水、给水介质流向进行排序，相当于传统机组上不进行调节的末级抽汽）；以所述高压缸的附加可调式后末级抽汽为热源的附加可调式后末级给水加热器；附加可调式后末级抽汽管道，所述附加可调式后末级抽汽管道与所述附加可调式后末级抽汽口及所述附加可调式后末级给水加热器相连；设置在所述附加可调式后末级抽汽管道上的可调式抽汽调节阀，用于对所述附加可调式后末级抽汽管道的抽汽进行调节，以控制所述可调式抽汽调节阀后的抽汽压力来控制所述附加可调式后末级给水加热器的出口温度，来满足所需要的最终给水温度；进一步地，其特征在于，还包括至少一个蒸汽冷却器，其中，至少一个所述蒸汽冷却器的水侧与所述附加可调式后末级给水加热器的水侧进口或出口串联连接。可选地，其特征在于，还包括至少一个蒸汽冷却器，其中，至少一个所述蒸汽冷却器的水侧与所述附加可调式后末级给水加热器的水侧进口或出口并联连接。进一步地，其特征在于，还包括至少一个水侧调节阀，其中，至少一个所述水侧调节阀与所述附加可调式后末级给水加热器并联连接，并一道与至少一个所述蒸汽冷却器串联连接。可选地，其特征在于，还包括至少一个水侧调节阀，其中，至少一个所述水侧调节阀与所述附加可调式后末级给水加热器串联连接，并一道与至少一个所述蒸汽冷却器并联连接。可选地，其特征在于，还包括至少一个水侧调节阀，其中，至少一个所述水侧调节阀与至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统，至少包括汽轮机的高压缸，在高压缸上的常规非可调式末级抽汽口以及常规非可调式末级给水加热器，其特征在于，还包括在所述高压缸上的附加可调式后末级抽汽口，所述附加可调式后末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸常规的非可调式末级抽汽压力的1.2倍，低于所述高压缸常规的非可调式末级抽汽压力的2.5倍；以所述高压缸的附加可调式后末级抽汽为热源的附加可调式后末级给水加热器；附加可调式后末级抽汽管道，所述附加可调式后末级抽汽管道与所述附加可调式后末级抽汽口及所述附加可调式后末级给水加热器相连；设置在所述附加可调式后末级抽汽管道上的抽汽调节阀，用于对所述附加可调式后末级抽汽管道内的抽汽进行调节，以控制所述抽汽调节阀的出口压力来控制所述附加可调式后末级给水加热器的出口温度，来满足不同工况下所需要的最终给水温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于火力发电厂的可调式给水回热系统，至少包括汽轮机的高压缸，在高压缸上的常规非可调式末级抽汽口以及常规非可调式末级给水加热器，其特征在于，还包括在所述高压缸上的附加可调式后末级抽汽口，所述附加可调式后末级抽汽口的抽汽压力高于所述高压缸常规的非可调式末级抽汽压力的1.2倍，低于所述高压缸常规的非可调式末级抽汽压力的2.5倍；以所述高压缸的附加可调式后末级抽汽为热源的附加可调式后末级给水加热器；附加可调式后末级抽汽管道，所述附加可调式后末级抽汽管道与所述附加可调式后末级抽汽口及所述附加可调式后末级给水加热器相连；设置在所述附加可调式后末级抽汽管道上的抽汽调节阀，用于对所述附加可调式后末级抽汽管道内的抽汽进行调节，以控制所述抽汽调节阀的出口压力来控制所述附加可调式后末级给水加热器的出口温度，来满足不同工况下所需要的最终给水温度。2.如权利要求1所述的可调式给水回热系统，其特征在于，还包括至少一个蒸汽冷却器，其中，至少一个所述蒸汽冷却器的水侧与所述附加可调式后末级给水加热器的水侧进口或出口串联连接。3.如权利要求1所述的可调式给水回热系统，其特征在于，还包括至少一个蒸汽冷却器，其中，至少一个所述蒸汽冷却器的水侧与所述附加可调式后末级给水加热器的水侧并联连接。4.如权利要求2所述的可调式给水回热系统，其特征在于，还包括至少一个水侧调节阀，其中，至少一个所述水侧调节阀与所述附加可调式后末级给水加热器并联连接，并一道与至少一个所述蒸汽冷却器串联连接。5.如权利要求2所述的可调式给水回热系统，其特征在于，还包括至少一个水侧调节阀，其中，至少一个所述水侧调节阀与所述附加可调式后末级给水加热器串联连接，并一道与至少一个所述蒸汽冷却器并联连接。6.如权利要求2所述的可调式给水回热系统，其特征在于，还包括至少一个水侧调节阀，其中，至少一个所述水侧调节阀与至少一个所述蒸汽冷却器串联连接，并一道与附加可调式后末级给水加热器并联连接。7.一种如权利要求1或2或3所述的可调式给水回热系统的控制方法，包括步骤a：根据锅炉系统的配置，设定不同负荷下的最经济给水温度值，并根据给水侧系统的配置将不同负荷下的最经济给水温度值转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟忠，
申请(专利权)人：冯伟忠，
类型：发明
国别省市：上海;31