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一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法技术

技术编号:15703002 阅读:147 留言:0更新日期:2017-06-25 23:02
本发明专利技术公开了一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,包括如下步骤:1)设计一条从高压蒸汽侧通往低压蒸汽侧的抽汽管道,管道上安装控制阀与节流阀对蒸汽流量与压力进行调节,利用高品质的主蒸汽提升低压蒸汽参数,进而达到降低汽轮机排汽湿度的目的;2)从系统中提取出所需要的测点数据,编写热力性能计算程序,计算出汽轮机高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差及排汽湿度;3)设计出抽汽调节的控制逻辑,首先对数据进行稳定性分析,然后基于高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差安全裕度的约束条件,调节抽汽流量,降低汽轮机排汽湿度,提升汽机的使用寿命。本发明专利技术解决了汽轮机排汽湿度高的问题,延长了汽轮机的使用寿命。

Method for reducing steam and humidity of small steam extraction type heating turbine

The invention discloses a method for small extraction steam turbine exhaust steam dehumidifying, which comprises the following steps: 1) the design of a high pressure steam from side to side of the low pressure steam extraction pipe, pipe of steam flow and adjust the pressure control valve and throttle valve installation, the use of high quality steam lifting low voltage the steam parameters, thereby reducing the turbine exhaust steam humidity; 2) from the system to extract the data required for the preparation of thermal performance calculation program, calculate the high pressure steam turbine expansion to low pressure steam pressure and temperature of low pressure steam and exhaust steam humidity; 3) design control logic extraction steam regulation firstly, the stability analysis of the data, and then based on the high-pressure steam is expanded to low pressure steam pressure and low pressure steam temperature safety constraints margin, regulating a steam flow, Reduce steam turbine exhaust humidity, enhance the service life of the turbine. The invention solves the problem that the exhaust humidity of the steam turbine is high, and the service life of the steam turbine is prolonged.

【技术实现步骤摘要】
一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法
本专利技术属于汽轮机
,涉及一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法。
技术介绍
热电联产是热能和电能联合生产的一种高效能源生产方式,既可以生产电能,又可以利用汽轮机作过功的蒸汽对用户进行供热。由于蒸汽没有冷源损失,其热效率甚至可以提高到85%,比大型凝汽式机组(热效率达40%)还要高得多。在热电联产中,对外供热的蒸汽源一般来自抽汽式汽轮机的调整抽汽或者背式汽轮机的排汽,压力通常分为0.78~1.28MPa和0.12~0.25MPa两等。前者供工业生产,后者供民用采暖,本专利技术中涉及的对象是前者。目前工业生产对热负荷需求量巨大,许多用热公司周围一般都配有燃气-蒸汽联合循环机组,燃气机组启停快,调节迅速,可以依据需求实时满足热用户的需要。此类机组规模一般较小,机组所能提供的电负荷量较低,热负荷的收益一般要高于电负荷的收益,而燃气机组运行成本高,如果机组负荷全部用于发电,则效益将大大降低,因此电厂更倾向于提供更多的热负荷。然而实际运行中,昼夜差别,季节不同,企业经营状况都会对热负荷量造成较大波动,且凝汽器真空度易受环境影响,导致汽轮机排汽压力波动也较大,运行时常会较大偏离设计工况,易造成汽轮机排汽湿度过高,侵蚀末级叶轮,影响汽机安全,使得汽轮机维护成本增加。在汽轮机末级安装除湿装置,虽然能够达到降湿的目的,但牵涉到对汽机内部的改造,安装复杂,成本较高,且装置维修难度较大。供热汽轮机并非一直排汽湿度较大,只是在某些工况供热条件下,排汽湿度较大。因此提出一种方法灵活的解决小型抽汽式供热汽轮机某些运行供热条件下湿度较高的问题显得尤为必要。
技术实现思路
专利技术目的:为了解决某些运行供热条件下抽汽式供热汽轮机湿度较高的问题,本专利技术提供了一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法。技术方案:本专利技术提供一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,包括以下步骤:(1)设计一条从高压蒸汽侧通往低压蒸汽侧的管道3,旁路一股蒸汽用于提升低压蒸汽参数品质,进而达到降低汽轮机排汽湿度的目的,管道要求能够承受一定强度的高温,且需要在管道上安装控制阀1以及节流阀2,通过控制阀1调节抽取主蒸汽的流量,通过节流阀2对主蒸汽降压,避免其参数过高,冲击低压蒸汽管道。(2)从系统中提取出所需要的测点数据,编写热力性能计算程序,计算出汽轮机高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差及排汽湿度,具体步骤如下:(2a)从系统中提取出所需要的测点数据具体为高压蒸汽压力4、高压蒸汽温度5、高压蒸汽流量6、供热流量7、低压蒸汽压力8、低压蒸汽温度9、低压蒸汽流量10、排汽压力11组成的实时运行数据,当列数据存在明显异常点时,剔除该列数据,将前一时刻数据作为当前值;(2b)编写热力性能计算程序,其中水蒸气的热力性质可根据“水和水蒸气热力性质1997年工业用公式”,即IAPWS-IF97公式编写的程序进行计算;(2c)计算汽轮机高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差及排汽湿度,方法如下;高压蒸汽比焓:Hgy=H(Pgy,Tgy)高压蒸汽比熵:Sgy=S(Pgy,Tgy)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的等熵比焓:Hgd=H(Pdy,Sgy)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的实际比焓:Hgdr=Hgy-(Hgy-Hgy)*η1高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的比熵:Sgdr=S(Pdy,Hgdr)低压蒸汽比焓:Hdy=H(Pdy,Tdy)低压蒸汽比熵:Sdy=S(Pdy,Tdy)高低压蒸汽混合比焓:Hhh=((Mgy-Mgr)*Hgdr+Mdy*Hdr)/(Mgy-Mgr+Mdy)高低压蒸汽混合比熵:Shh=((Mgy-Mgr)*Sgdr+Mdy*Sdr)/(Mgy-Mgr+Mdy)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的温度:Tgdr=T(Pdy,Hhh)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差:Δt=Tgdr-Tdy汽轮机排汽等熵比焓:Hpq=H(Ppq,Shh)汽轮机排汽实际比焓:Hpqr=Hhh-(Hhh-Hpq)*η2汽轮机排汽湿度:hpqr=1-x(Ppq,Hpqr)其中,Ppq为汽轮机排汽压力11,MPa;Pgy为高压蒸汽压力4,MPa;Tgy为高压蒸汽温度5,℃;Mgy为供热蒸汽流量7,kg/s;hgy为高压蒸汽比焓,kJ/kg;Sgy为高压蒸汽比熵,kJ/(kg·K);Pdy为低压蒸汽压力8,MPa;Tdy为低压蒸汽温度9,℃;Mdy为低压蒸汽流量10,kg/s;hdy为低压蒸汽比焓,kJ/kg;Sdy为低压蒸汽比熵,kJ/(kg·K);Mgy为高压蒸汽流量6,kg/s;Hgd为高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的等熵比焓,kJ/kg;Hgdr为高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的实际比焓,kJ/kg;η1为汽轮机高压缸效率;Sgdr为高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的比熵,kJ/(kg·K);Tgdr为高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的实际温度,℃;Δt为高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差,℃;Hhh为高低压蒸汽混合比焓,kJ/kg;Shh为高低压蒸汽混合比熵,kJ/(kg·K);Hpq为汽轮机排汽等熵比焓,kJ/kg;Hpqr为汽轮机排汽实际比焓,kJ/kg;η2为汽轮机低压缸效率;hpqr为汽轮机排汽湿度。式中H、S、T、x分别为IAPWS-IF97公式中的比焓、比熵、温度、干度计算。(3)设计出抽汽调节的控制逻辑,首先对数据进行稳定性分析,然后基于高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差的约束条件,调节控制抽汽流量,降低汽轮机排汽湿度。其具体步骤如下:(3a)数据稳定性分析,本专利技术是以牺牲汽轮机短期一定的经济性换取其长期的经济性与安全性,所以只有在湿度持续保持超限的条件下,才打开控制阀1降湿,所以需要降低控制阀1的敏感度。设计中应规定汽机启动及供热流量突然增加时,不对汽轮机进行降湿,只有待汽轮机运行较为稳定时,才进行降湿调节。对采集的数据进行稳定性分析的具体做法为排汽湿度一段时间内取均值,判断其均值是否超限。(3b)调节控制逻辑,当湿度超限,进入调节系统,如果高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差Δt不在限定范围内,且混合温差减去一个微小温度增量,即|Δt-δ|绝对值变大,则汽轮机没有裕度进行降湿。反之则打开控制阀1,停止数据稳定性分析,切换为实时分析,利用高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差的裕度进行调节,湿度达到要求,应停止继续调节,调门保持当前开度。如果高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差的裕度用尽,湿度仍超限,同样应停止继续调节,汽轮机降湿达到其所能调节的最大空间。附图说明图1是小型抽汽式供热汽轮机降湿设计图;图2是本专利技术小型抽汽式供热汽轮机降湿方法流程图;图3是供热流量与汽轮机排汽湿度及高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差关系图;图4是排汽压力与汽轮机排汽湿度及高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差关系图;图5是抽汽流量与汽轮机排汽湿度及高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时及低压蒸汽的温差的关系图;具体实施方式本实施例的小型抽汽式供热汽轮器如图1所示,降湿方法流程如图2所示,包括以下几个步骤:(1)设计一条从高压蒸汽侧通往低压蒸汽侧的管道3,管道上安装控制阀1与节流阀2对蒸汽流量与压本文档来自技高网
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一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法

【技术保护点】
一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1,设计一条从高压蒸汽侧通往低压蒸汽侧的管道,管道上安装控制阀与节流阀对蒸汽流量与压力进行调节,利用高参数的主蒸汽提升低压蒸汽参数品质,用于降低汽轮机排汽湿度;步骤2,从系统中提取出所需要的测点数据,编写热力性能计算程序,计算出汽轮机高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差及排汽湿度;步骤3,设计抽汽调节的控制逻辑,首先对数据进行稳定性分析,然后基于高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差安全裕度的约束条件,调节抽汽流量,降低汽轮机排汽湿度,提升汽轮机的使用寿命。

【技术特征摘要】
1.一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1,设计一条从高压蒸汽侧通往低压蒸汽侧的管道,管道上安装控制阀与节流阀对蒸汽流量与压力进行调节,利用高参数的主蒸汽提升低压蒸汽参数品质,用于降低汽轮机排汽湿度;步骤2,从系统中提取出所需要的测点数据,编写热力性能计算程序,计算出汽轮机高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差及排汽湿度;步骤3,设计抽汽调节的控制逻辑,首先对数据进行稳定性分析,然后基于高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽温差安全裕度的约束条件,调节抽汽流量,降低汽轮机排汽湿度,提升汽轮机的使用寿命。2.如权利要求1所述的一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,其特征在于:所述步骤1中的管道为耐高温管道,所述控制阀用于调节抽取主蒸汽的流量;所述节流阀用于对主蒸汽降压,避免主蒸汽冲击低压蒸汽管道。3.如权利要求1所述的一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,其特征在于:所述步骤2中的测点数据是从系统采集的高压蒸汽压力、高压蒸汽温度、高压蒸汽流量、供热流量、低压蒸汽压力、低压蒸汽温度、低压蒸汽流量、排汽压力组成的实时运行数据。4.如权利要求1所述一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,其特征在于:所述步骤2中编写的热力性能计算程序中,水蒸气的热力性质根据IAPWS-IF97公式编写的程序进行计算。5.如权利要求1所述的一种小型抽汽式供热汽轮机排汽降湿的方法,其特征在于:所述步骤2中汽轮机高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸汽的温差及排汽湿度的计算方法如下高压蒸汽比焓:Hgy=H(Pgy,Tgy)高压蒸汽比熵:Sgy=S(Pgy,Tgy)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的等熵比焓:Hgd=H(Pdy,Sgy)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的实际比焓:Hgdr=Hgy-(Hgy-Hgy)*η1高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的比熵:Sgdr=S(Pdy,Hgdr)低压蒸汽比焓:Hdy=H(Pdy,Tdy)低压蒸汽比熵:Sdy=S(Pdy,Tdy)高低压蒸汽混合比焓:Hhh=((Mgy-Mgr)*Hgdr+Mdy*Hdr)/(Mgy-Mgr+Mdy)高低压蒸汽混合比熵:Shh=((Mgy-Mgr)*Sgdr+Mdy*Sdr)/(Mgy-Mgr+Mdy)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时的温度:Tgdr=T(Pdy,Hhh)高压蒸汽膨胀到低压蒸汽压力时与低压蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员:许建司风琪李家伟周建新于海泉
申请(专利权)人:东南大学大唐苏州热电有限责任公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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