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一种高压工业蒸汽供应系统和控制方法技术方案

技术编号:20933686 阅读:40 留言:0更新日期:2019-04-20 14:26
本发明专利技术涉及一种高压工业蒸汽供应系统,包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和热压机,给水经过锅炉过热器加热形成主蒸汽,锅炉的主蒸汽进入汽轮机高压缸后排出冷再蒸汽,冷再蒸汽进入锅炉再热器,锅炉再热器加热后输出热再蒸汽进入汽轮机中压缸,热压机的高压侧进汽口的汽源来源于主蒸汽,低压侧进汽口的汽源来源于两路,其中一路是汽轮机高压缸排出的冷再蒸汽,另一路是锅炉再热器输出的热再蒸汽,热再蒸汽进入热压机的管路上设置第一隔离阀,冷再蒸汽进入热压机的管路上设置第二隔离阀;热压机的出汽口提供工业用汽。本发明专利技术大大减少主蒸汽的用汽量,提高能源利用率,使用汽轮机中调门参调控制,使机组整体保持较高效率。

A High Pressure Industrial Steam Supply System and Control Method

The invention relates to a high-pressure industrial steam supply system, which includes a boiler, a high-pressure cylinder of a steam turbine, a medium-pressure cylinder of a steam turbine and a hot press. The feed water is heated by a boiler superheater to form a main steam. After the main steam of a boiler enters the high-pressure cylinder of a steam turbine, it discharges cold and re-steam, and the cold and re-steam enters the boiler reheater. After the reheater of a boiler is heated, the output hot and re-steam enters the medium-pressure cylinder of a The steam source of the high-pressure side inlet of the press comes from the main steam, and the steam source of the low-pressure side inlet comes from two ways, one is the cold reheat exhausted from the high-pressure cylinder of the steam turbine, the other is the hot reheat output from the boiler reheater. The first isolation valve is set on the pipeline of the hot press, and the second isolation valve is set on the pipeline of the hot press when the cold reheat enters the hot press. The outlet provides industrial steam. The invention greatly reduces the steam consumption of the main steam, improves the energy utilization ratio, and uses the regulating valve parameter control in the steam turbine to maintain the overall high efficiency of the unit.

【技术实现步骤摘要】
一种高压工业蒸汽供应系统和控制方法
本专利技术涉及一种高压工业蒸汽供应系统和控制方法,属于火电机组应用领域。
技术介绍
热电联产作为一种多产品输出的工业技术手段,利用发电后的低品质蒸汽用于工业制造或是采暖供热,达到能量最大化利用的目的。这种在发电的同时,还利用汽轮机的抽汽或排汽为用户供热的火电厂称为热电厂,对应机组也称为热电联产机组。传统大型发电厂的发电效率一般为30%~40%,60%以上燃料能量被转化成无用的热,最终释放到环境中;而经过能源的梯级利用热电联产系统使能源利用效率从常规发电系统的40%左右提高到80~90%,燃料利用率明显提高。工业蒸汽的主要用途有加热、加湿、清洗、产生动力、作为驱动等,参数不尽相同,用于动力和驱动消耗工业蒸汽品质要求较高。若生产工业中同时存在多种工艺需求,则可先使用高品质蒸汽转换为动力输出,乏汽再用于低品质工艺生产,这样能源梯级利用,满足生产工艺同时减少不必要能量使用,降低生产成本,提高企业效益。因此,近年来,工业用汽需求品质逐渐承上升趋势,高压工业用汽需求不断增加。对于热电联产机组来说,由于其热电偶合运行特性,机组负荷变动时处于滑压运行,汽轮机单纯使用抽汽无法满足稳定的高压工业蒸汽生产需求,若直接使用主蒸汽减温减压,则蒸汽品质浪费较为严重。鉴于上述,本申请人积极加以研究创新,专利技术一种汽轮机中调门参与控制且基于机组效率调节的高效工业蒸汽供应系统和控制方法,其可以适用热电联产机组高压工业蒸汽供应,更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种高压工业蒸汽供应系统,其大大减少主蒸汽的用汽量,提高能源利用率,同时,本专利技术还使用汽轮机中调门参调控制,在机组电负荷和对外高压工业供气量变动时,调整再热蒸汽参数,使机组整体保持较高效率。本专利技术的技术方案一如下:一种高压工业蒸汽供应系统,包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和热压机,锅炉的主蒸汽进入汽轮机高压缸后排出冷再蒸汽,所述冷再蒸汽进入锅炉再热器,锅炉再热器加热后输出热再蒸汽进入汽轮机中压缸,汽轮机中压缸排出的汽体进入汽轮机低压缸,所述热压机包括高压侧进汽口和低压侧进汽口,高压侧进汽口的汽源来源于主蒸汽,低压侧进汽口的汽源来源于两路,其中一路是汽轮机高压缸排出的冷再蒸汽,一路是锅炉再热器输出的热再蒸汽,所述热再蒸汽进入热压机的管路上设置第一隔离阀,所述冷再蒸汽进入热压机的管路上设置第二隔离阀;所述热压机的出汽口提供工业用汽,所述热压机内部进汽侧混合室中设置针型阀,通过针型阀调节高压侧进汽口汽源的进汽流量。更优地,所述主蒸汽进入热压机的管路上设置调节阀。更优地,所述热再蒸汽进入汽轮机中压缸的管道上设置汽轮机中调门。本专利技术还提供一种高压工业蒸汽供应系统的控制方法。本专利技术技术方案二如下:一种高压工业蒸汽供应系统的控制方法,包括步骤S1:S1、机组正常运行时,第一隔离阀关闭,打开调节阀和第二隔离阀,根据机组负荷及工业用汽量,主蒸汽同时进入热压机高压侧进汽口和汽轮机高压缸,主蒸汽作为热压机的高压动力汽源,汽轮机高压缸输出的冷再蒸汽作为低压汽源进入热压机低压侧进汽口,同时冷再蒸汽还进入锅炉再热器转换为热再蒸汽,热再蒸汽进入汽轮机中压缸;热压机通过调整其内部的针型阀,输出满足用户需求的高压工业蒸汽。更优地,当工业用汽流量由小增大时,所述控制方法还包括步骤S2:S2、随着工业用汽流量增加,流入热压机高压侧进汽口的主蒸汽流量增加,流入热压机低压侧进汽口的冷再蒸汽量同时增大,汽轮机冷再抽汽量逐渐增加使得流入锅炉再热器的冷再蒸汽流量逐渐下降,锅炉再热器温度升高,当热压机低压侧进汽口的低压汽源进汽量达到设定的转换阈值时,控制系统发出指令,第一隔离阀逐渐开启,第二隔离阀逐渐关闭,热压机低压侧进汽口的汽源由冷再蒸汽切换至热再蒸汽,热再蒸汽作为热压机的低压汽源,热再蒸汽同时还输送至汽轮机中压缸;当热压机低压侧进汽口的低压汽源进汽量低于设定的转换阈值时,控制系统发出指令,第一隔离阀逐渐关闭,第二隔离阀逐渐开启,热压机低压侧进汽口的汽源由热再蒸汽切换回冷再蒸汽;不同的机组电负荷对应的转换阈值也不同,机组电负荷和转换阈值一一对应更优地,所述转换阈值通过Q0=f(Pe,t)确定,其中:Q0为热压机低压侧进汽口的低压汽源进汽量,f(Pe,t)为低压汽源进汽量与机组电负荷Pe和锅炉再热器温度限值t的关系函数,根据机组实际运行特性通过试验拟合得出,具体地,确定当前机组电负荷Pe,系统采用冷再蒸汽作为低压汽源,下列两条件中,达到任意其中一条件时,将当前热压机低压侧进汽口的低压汽源进汽量作为转换阈值,条件一:热压机低压侧进汽口的冷再抽汽量达到限值时,条件二:锅炉再热器达到温度限值。更优地,当机组正常运行期间,热压机投入后,执行节能调节步骤S3:S3、根据机组热耗公式q0=(D0×h0-Dfw×hfw-Drcw×hrcw+Drh×hrh-Drc×hrc-Drhw×hrhw)/Pe,得出当前机组的整体热耗水平,调节汽轮机中调门,改变再热蒸汽参数;再热蒸汽参数改变后,进入热压机的高压蒸汽和低压蒸汽的比例发生变化,热压机通过所述针型阀进行主蒸汽流量调整,保持对外供汽量不变;通过汽轮机中调门连续配合进行再热蒸汽参数调整,使热压机消耗高压蒸汽占比减小,从而在满足对外供汽量的同时,使机组整体热耗水平最低,其中,其中,q0为机组热耗率;D0为主蒸汽流量;h0为主蒸汽焓值;Dfw为主给水流量;hfw为主给水焓值;Drcw为过热器减温水流量;hrcw为过热器减温水焓值;Drh为再热蒸汽流量;hrk为再热蒸汽焓值;Drc为高压缸排汽流量;hrc为高压缸排汽焓值;Drhw为锅炉再热器减温水流量;hrhw为锅炉再热器减温水焓值;Pe为机组电负荷。更优地,当机组处于高负荷运行时,锅炉的主蒸汽气流量大大增加,主蒸汽进入汽轮机高压缸的管道内的压力和主蒸汽进入热压机高压侧进汽口的管道内的压力同时增大,所述控制方法还执行步骤S4:S4、调整调节阀的开度,使热压机高压侧进汽口的压力处于其承压范围内,保证热压机输出稳定的高压工业蒸汽。本专利技术具有如下有益效果:1、本专利技术工业蒸汽供应系统中,热压机使用汽轮机主蒸汽引射再热蒸汽,汇流形成高压工业蒸汽,与传统使用主蒸汽直接减温减压相比,避免过度节流和使用减温水,具有较高经济性。2、本专利技术工业蒸汽供应系统中,热压机使用冷再蒸汽和热再蒸汽两路引射汽源,优先使用冷再蒸汽,可以根据汽轮机运行情况和用汽量需求进行切换,具有良好运行灵活性和用户负荷适应性。3、本专利技术工业蒸汽供应系统中,根据机组实际运行情况,采用汽轮机中压调门参调方式,基于整个机组经济性调整热压机汽源参数,相比传统单纯追求热压机自身效率的控制方法,进一步提升节能空间。附图说明图1为本专利技术一种高压工业蒸汽供应系统的结构示意图。图中附图标记表示为:1、热压机;2、锅炉;3、汽轮机高压缸;4、汽轮机中压缸、5、调节阀、6、第一隔离阀;7、第二隔离阀;8、中调门;9、锅炉再热器;10、汽轮机低压缸;11、高压侧进汽口;12、低压侧进汽口;13、过热器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例来对本专利技术进行详细的说明。实施例一请参阅图1,一种高压工业蒸汽供应系统,包括热压机1、锅炉2、汽轮机高压缸3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压工业蒸汽供应系统,包括锅炉(2)、汽轮机高压缸(3)和汽轮机中压缸(4),锅炉(2)的主蒸汽进入汽轮机高压缸(3)后排出冷再蒸汽,所述冷再蒸汽进入锅炉再热器(9),锅炉再热器(9)输出热再蒸汽进入汽轮机中压缸(4),汽轮机中压缸(4)排出的汽体进入汽轮机低压缸(10),其特征在于:还包括一热压机(1),其包括高压侧进汽口(11)和低压侧进汽口(12),高压侧进汽口(11)的汽源来源于主蒸汽,低压侧进汽口(12)的汽源来源于两路,其中一路是汽轮机高压缸(3)排出的冷再蒸汽,一路是锅炉再热器(9)输出的热再蒸汽,所述热再蒸汽进入热压机(1)的管路上设置第一隔离阀(6),所述冷再蒸汽进入热压机(1)的管路上设置第二隔离阀(7);所述热压机(1)的出汽口提供工业用汽。

【技术特征摘要】
1.一种高压工业蒸汽供应系统,包括锅炉(2)、汽轮机高压缸(3)和汽轮机中压缸(4),锅炉(2)的主蒸汽进入汽轮机高压缸(3)后排出冷再蒸汽,所述冷再蒸汽进入锅炉再热器(9),锅炉再热器(9)输出热再蒸汽进入汽轮机中压缸(4),汽轮机中压缸(4)排出的汽体进入汽轮机低压缸(10),其特征在于:还包括一热压机(1),其包括高压侧进汽口(11)和低压侧进汽口(12),高压侧进汽口(11)的汽源来源于主蒸汽,低压侧进汽口(12)的汽源来源于两路,其中一路是汽轮机高压缸(3)排出的冷再蒸汽,一路是锅炉再热器(9)输出的热再蒸汽,所述热再蒸汽进入热压机(1)的管路上设置第一隔离阀(6),所述冷再蒸汽进入热压机(1)的管路上设置第二隔离阀(7);所述热压机(1)的出汽口提供工业用汽。2.根据权利要求1所述的一种高压工业蒸汽供应系统,其特征在于:所述主蒸汽进入热压机(1)的管路上设置调节阀(5)。3.根据权利要求1所述的一种高压工业蒸汽供应系统,其特征在于:所述热再蒸汽进入汽轮机中压缸(4)的管道上设置汽轮机中调门(8)。4.一种高压工业蒸汽供应系统的控制方法,包括权利要求1至3所述的一种高压工业蒸汽供应系统,其特征在于,所述控制方法包括步骤S1:S1、机组正常运行时,第一隔离阀(6)关闭,打开调节阀(5)和第二隔离阀(7),根据机组负荷及工业用汽量,主蒸汽同时进入热压机(1)高压侧进汽口(11)和汽轮机高压缸(3),主蒸汽作为热压机(1)的高压动力汽源,汽轮机高压缸(3)输出的冷再蒸汽作为低压汽源进入热压机(1)低压侧进汽口(12),同时冷再蒸汽还进入锅炉再热器(9)转换为热再蒸汽,热再蒸汽进入汽轮机中压缸(4);热压机(1)通过调整其内部的针型阀,输出满足用户需求的高压工业蒸汽。5.根据权利要4所述的一种高压工业蒸汽供应系统的控制方法,其特征在于,当工业用汽流量由小增大时,所述控制方法还包括步骤S2:S2、随着工业用汽流量增加,流入热压机(1)高压侧进汽口(11)的主蒸汽流量增加,流入热压机(1)低压侧进汽口(12)的冷再蒸汽量同时增大,汽轮机冷再抽汽量逐渐增加使得流入锅炉再热器(9)的冷再蒸汽流量逐渐下降,锅炉再热器(9)金属温度升高,当热压机(1)低压侧进汽口(12)的低压汽源进汽量达到设定的转换阈值时,控制系统发出指令,第一隔离阀(6)逐渐开启,第二隔离阀(7)逐渐关闭,热压机(1)低压侧进汽口(12)的汽源由冷再蒸汽切换至热再蒸汽,热再蒸汽作为热压机(1)的低压汽源,热再蒸汽同时还输送至汽轮机中压缸(4);当热压机(1)低压侧进汽口(12...

【专利技术属性】
技术研发人员:张曙光王兆彪
申请(专利权)人:林文华
类型:发明
国别省市:福建,35

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