联合循环汽轮机组全切供热控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种联合循环汽轮机组全切供热控制方法及装置，包括：投入全切供热工况控制步骤：关闭中压旁路后至凝汽器蝶阀，打开中压旁路后至热网蝶阀；凝汽器建立真空；机组具备启动条件时燃气轮机启动；余热锅炉蒸汽升参数；投入高压旁路和中压旁路；热网加热器进汽暖管并投入疏水；当进汽暖管完成后燃气轮机并网升负荷；高压旁路前压力和高压旁路后温度不超额定值，中压旁路前压力不超额定值，中压旁路后温度不超全切运行额定值；燃气轮机进行升负荷至热网额定输出，全切供热工况投入完成。由于该方案提出了如何控制机组投入到全切供热工况的步骤，因而使现有联合循环汽轮机组实现全切供热工况成为可能。

Total cut heating control method and device for combined cycle steam turbine unit

The invention provides a control method and device for total cutting heat supply of combined cycle steam turbine unit, which includes: control steps for total cutting heat supply condition: closing medium pressure bypass to condenser butterfly valve, opening medium pressure bypass to heat net butterfly valve, setting up vacuum of condenser, starting gas turbine when the unit has start-up conditions, steaming of waste heat boiler. Steam lift parameters; put into high-pressure bypass and medium-pressure bypass; heat-supply heater intake heating pipe and put into hydrophobic; when the intake heating pipe is completed, the gas turbine grid-connected load is increased; the pressure before High-pressure Bypass and temperature after high-pressure bypass do not exceed the rated value, the pressure before medium-pressure bypass does not exceed the rated value, and the temperature after medium-pressure bypass does not exceed the full-cut operation rating. The gas turbine is loaded up to the rated output of the heat supply network, and the total cut heating condition is put into operation. Because the scheme puts forward the steps of how to control the unit put into the total heat supply condition, it makes it possible for the existing combined cycle steam turbine unit to realize the total heat supply condition.

【技术实现步骤摘要】
联合循环汽轮机组全切供热控制方法及装置
本专利技术涉及汽轮机组供热
，特别涉及一种联合循环汽轮机组全切供热控制方法及装置。
技术介绍
热电联产方法，是我国当前主要的居民采暖供热方法。这种供热方式的实现，是在火力发电厂中，将化石能源首先转换为工质的内能，再转换为电能，当工质内能降低到一定程度，再将部分或全部工质的内能转换为采暖供热的热能。这种热电联产方法，实现了能源的梯级利用，从能源的利用效率方面来说，达到效率最佳。当前发电厂热电联产技术主要分为两种：一种是从汽轮机级间抽出部分蒸汽供热(通常是中压缸排汽)，其余蒸汽继续进入汽轮机低压缸作功，这种供热方式称为“抽汽供热”，如图1所示，其中，HP指高压缸，IP指中压缸，LP指低压缸，GEN表示发电机。另一种是将汽轮机全部低压蒸汽用于供热，没有凝汽器部分的冷源损失。这类供热的技术手段也有多种形式，除了传统的背压式汽轮机之外，当前新兴的还有在中压缸与低压缸之间设置SSS离合器，运行中在线切除低压缸，将中压缸排汽全部用于供热；或者中压与低压转子仍然刚性连接，将全部中压排汽用于供热，低压转子仍保持全速运转，但低压缸不再进汽。不论哪一种形式，本质上都是将全部汽轮机排汽用于供热，没有凝汽器冷却源损失，如图2所示。燃气-蒸汽联合循环供热机组，也是由汽轮机承担供热功能，传统上也是采用上述两种热电联产技术。采用上述热电联产技术，煤电机组的热电比可达到120％以上。而对于燃气-蒸汽联合循环供热机组，由于大部分天然气能源消耗于燃气轮机发电，机组的热电比比传统煤电机组更低，即使采用汽轮机背压供热方式，热电比也只能达到80％或更高一点。面对清洁能源的推广及“煤改气”政策的实施，燃气-蒸汽联合循环供热机组偏低的热电比性质无疑是一个缺陷。在供热需求不断增加的形势下，在部分中低参数小容量汽轮发电机组上已经出现尝试采用部分汽轮机主蒸汽减温减压直接供热的方式，增加机组供热能力，如图3所示。这种供热方式一定程度上增加了机组供热能力，但是只使用了部分主蒸汽，采用的减温减压装置是单独配置的，通流能力有限，因此增加供热能力有限。该方式存在部分中低参数小容量汽轮发电机组上，对于主流的发电厂热电联产形势影响很小。综上，现有发电厂热电联产方法，存在着机组热电比较低的问题，与当前日益增长的供热需求的矛盾越来越突出。对于燃气-蒸汽联合循环供热机组，更低的热电比与清洁能源的推广及“煤改气”政策的实施之间的矛盾更加突出。燃气-蒸汽联合循环机组因其自身特性，都配置了100％容量的旁路系统。当前出现了一种新的系统设计，在旁路传统的配合发电功能之上，赋予旁路供热的新功能，即将旁路减温减压后的蒸汽通入热网加热器用于供热。由于旁路的容量是100％，理论上可以将燃气轮机满负荷发电时锅炉所产生的蒸汽全部用于供热，汽轮机退出运行，从而实现燃气-蒸汽联合循环机组最大供热能力。这一供热方式称为“汽轮机全切供热”，又简称“全切供热”，已有投产发电机组配置有这样的热力系统，如图4所示。但是，这种“全切供热”方式只是有系统硬件设计，还没有投入“全切供热”运行的先例，关键是因为没有配套的运行控制策略。在这套热力系统中，旁路的配合发电功能与供热功能在系统上深度耦合，而发电与供热在调节方式、参数控制、保护设置等方面都存在重大区别，如果调整不当或控制失误，轻则会造成重大设备损坏事故，重则可能造成人身伤亡事故。由于没有成熟可靠的控制策略，使得已投产的热力系统从没有投入“全切供热”的先例，硬件设置形同虚设，造成了投资的浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种联合循环汽轮机组全切供热控制方法及装置，充分利用现有旁路的硬件性能，使现有联合循环汽轮机组实现全切供热工况成为可能。该联合循环汽轮机组全切供热控制方法包括：投入全切供热工况控制步骤：控制关闭中压旁路后至凝汽器之间的通路，打开中压旁路后至热网系统之间的通路；控制凝汽器处于真空状态；当联合循环机组具备启动条件时，控制燃气轮机启动；控制余热锅炉进行蒸汽升参数操作；控制投入高压旁路和中压旁路；控制投入热网加热器并进行进汽暖管操作和疏水操作；当进汽暖管操作完成后，控制燃气轮机进行并网升负荷操作；控制高压旁路前的压力和高压旁路后的温度不超过相应的额定值，中压旁路前的压力不超过相应的额定值，中压旁路后的温度不超过全切运行额定值；控制燃气轮机进行升负荷操作，全切供热工况投入完成。该联合循环汽轮机组全切供热控制装置包括：控制模块，用于控制投入全切供热工况；所述控制模块具体用于：按照如下步骤控制投入全切供热工况：控制关闭中压旁路后至凝汽器之间的通路，打开中压旁路后至热网系统之间的通路；控制凝汽器处于真空状态；当联合循环机组具备启动条件时，控制燃气轮机启动；控制余热锅炉进行蒸汽升参数操作；控制投入高压旁路和中压旁路；控制投入热网加热器并进行进汽暖管操作和疏水操作；当进汽暖管操作完成后，控制燃气轮机进行并网升负荷操作；控制高压旁路前的压力和高压旁路后的温度不超过相应的额定值，中压旁路前的压力不超过相应的额定值，中压旁路后的温度不超过全切运行额定值；控制燃气轮机进行升负荷操作，全切供热工况投入完成。在本专利技术实施例中，充分利用现有旁路的硬件性能，提出了投入全切供热工况的控制步骤，使现有联合循环汽轮机组实现全切供热工况成为可能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中提供的一种汽轮机抽汽供热示意图；图2是现有技术中提供的一种汽轮机背压供热示意图；图3是现有技术中提供的一种小容量汽轮机采用的部分主蒸汽供热示意图；图4是现有技术中提供的一种联合循环机组汽轮机全切供热示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种全切供热工况转换投入流程图；图6是本专利技术实施例提供的一种汽轮机全切供热系统测点布置示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种全切供热工况转换退出流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有系统中旁路的配合发电功能与供热功能在系统上深度耦合而产生的各种问题，从而使现有系统实现“全切供热”工况成为可能。主要存在的问题有：1)汽轮机退出运行，即“全切”状态，凝汽器是否要抽真空？这在现有热力系统设计中没有考虑。如果要投入“全切供热”，这是首先要确定的基本条件。2)在“抽汽供热”与“背压供热”工况下，热网蒸汽由汽轮机抽出供给，在热网出现故障紧急切除时，有一套完整的保护逻辑，保证汽轮机及机组安全。而“全切供热”是一个全新的理念，没有设计热网故障紧急切除时的机组保护逻辑，这是必须要解决的。3)旁路系统原本是为配合发电而设计的，旁路系统的保护，特别是旁路后压力、温度的保护，是为配合发电而设计的，转换为“全切供热”工况，运行参数发生了重大变化，相应的保护设计如何完善？且新保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，包括：投入全切供热工况控制步骤：控制关闭中压旁路后至凝汽器之间的通路，打开中压旁路后至热网系统之间的通路；控制凝汽器处于真空状态；当联合循环机组具备启动条件时，控制燃气轮机启动；控制余热锅炉进行蒸汽升参数操作；控制投入高压旁路和中压旁路；控制投入热网加热器并进行进汽暖管操作和疏水操作；当进汽暖管操作完成后，控制燃气轮机进行并网升负荷操作；控制高压旁路前的压力和高压旁路后的温度不超过相应的额定值，中压旁路前的压力不超过相应的额定值，中压旁路后的温度不超过全切运行额定值；控制燃气轮机进行升负荷操作，全切供热工况投入完成。

【技术特征摘要】
1.一种联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，包括：投入全切供热工况控制步骤：控制关闭中压旁路后至凝汽器之间的通路，打开中压旁路后至热网系统之间的通路；控制凝汽器处于真空状态；当联合循环机组具备启动条件时，控制燃气轮机启动；控制余热锅炉进行蒸汽升参数操作；控制投入高压旁路和中压旁路；控制投入热网加热器并进行进汽暖管操作和疏水操作；当进汽暖管操作完成后，控制燃气轮机进行并网升负荷操作；控制高压旁路前的压力和高压旁路后的温度不超过相应的额定值，中压旁路前的压力不超过相应的额定值，中压旁路后的温度不超过全切运行额定值；控制燃气轮机进行升负荷操作，全切供热工况投入完成。2.如权利要求1所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，还包括：对联合循环汽轮机组的运行状况进行监控。3.如权利要求2所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，对联合循环汽轮机组的运行状况进行监控，包括：获取汽轮机运行参数和热网系统运行参数；当根据汽轮机运行参数确定汽轮机处于未运行状态，且根据热网系统运行参数确定热网系统已投入运行且出现故障时，控制燃气轮机进行跳闸操作。4.如权利要求2所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，对联合循环汽轮机组的运行状况进行监控，包括：获取中压旁路后的压力数据；将所述压力数据与预设的保护值进行比较，当所述压力数据大于预设的保护值时，控制中压旁路的保护装置进行关闭操作。5.如权利要求4所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，获取中压旁路后的压力数据，包括：通过安装在中压旁路后的压力变送器获取中压旁路后的压力数据。6.如权利要求2所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，对联合循环汽轮机组的运行状况进行监控，包括：获取汽轮机运行参数、中压旁路运行参数和热网系统运行参数；当根据汽轮机运行参数确定汽轮机处于未运行状态，且根据中压旁路运行参数确定中压旁路已投入运行，且根据热网系统运行参数确定热网系统已投入运行时，确定联合循环汽轮机组处于全切供热工况；获取中压旁路后的温度数据；将所述温度数据与第一超温保护定值进行比较，当所述温度数据超过第一超温保护定值时，控制中压旁路的保护装置进行关闭操作。7.如权利要求6所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，所述第一超温保护定值为全切供热额定运行温度加上预设增量。8.如权利要求6所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，还包括：当根据汽轮机运行参数确定汽轮机处于运行状态，根据中压旁路运行参数确定中压旁路未投入运行，或根据热网系统运行参数确定热网系统未投入运行时，确定联合循环汽轮机组处于非全切供热工况；获取中压旁路后的温度数据；将所述温度数据与第二超温保护定值进行比较，当所述温度数据超过第二超温保护定值时，控制中压旁路的保护装置进行关闭操作。9.如权利要求8所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，所述第二超温保护定值为180℃。10.如权利要求1所述的联合循环汽轮机组全切供热控制方法，其特征在于，还包括：退出全切供热工况控制步骤：控制燃气轮机进行减负荷操作；控制降低中压旁路后的温度和压力；控制减小中压旁路后至热网系统之间的通路的开度，开启中压旁路后至凝汽器之间的通路；控制退出热网系统；在中压旁路后至热网系统之间的通路关闭后，控制中压旁路后至凝汽器之间的通路开启至最大开度，全切供热工况退出完成。11.一种联合循环汽轮机组全切供热控制装置，其特征在于，包括：控制模块，用于控制投入全切供热工况；所述控制模块具体用于：按照如下步骤控制投入全切供热工况...

【专利技术属性】
技术研发人员：司派友，黄葆华，左川，宋亚军，刘双白，任彦，周贤林，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11