联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统技术方案

本实用新型专利技术涉及燃气‑蒸汽联合循环系统技术领域，尤其涉及一种联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，包括燃气轮机、汽轮机、发电机和暖机汽源，发电机与汽轮机的转子输出轴相连接，汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸，暖机汽源连接有通向高压缸和中压缸的暖机蒸汽输送管道。可以在燃气轮机启动之前，先利用暖机汽源提供的暖机蒸汽对汽轮机进行冲转预暖，提高汽轮机的初温，可以使汽轮机更早带负荷运行，增加调峰能力和发电量的同时，能够大大缩短联合循环机组冷态启动所需的时间，节约能源和启动成本，提高机组冷态启动的灵活性。

A quick start warm up system for the turbine of a combined cycle unit

【技术实现步骤摘要】
联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统
本技术涉及燃气-蒸汽联合循环系统
，尤其涉及一种联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统。
技术介绍
汽轮机是电站建设中的关键动力设备之一，是把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置。由锅炉产生的高温、高压蒸汽，经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换成汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴做功，该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机，从而将机械能转换成电能。燃气-蒸汽联合循环系统指将燃气轮机作为前置透平，用余热锅炉来回收燃气轮机的排气余热，产出的蒸汽注入汽轮机，蒸汽在汽轮机中膨胀做功并输出电能。燃气-蒸汽联合循环把具有较高平均吸热温度的燃气轮机与具有较低平均放热温度的蒸汽轮机结合起来，使燃气轮机的高温尾气进入余热锅炉产生蒸汽，并使蒸汽在汽轮机中继续做功发电，使整个联合循环系统的热能利用率较简单循环有了明显提高。联合循环系统发电的净效率可达48％～62％。燃气-蒸汽联合循环系统中的燃气轮机和汽轮机可以设计成单轴布置或分轴布置。单轴布置即燃气轮机轴系和汽轮机的轴系串联成一个轴系，共同驱动同一台发电机。分轴布置即燃气轮机和汽轮机各自驱动单独的发电机。单轴布置和分轴布置的联合循环机组均存在冷态启动时汽轮机启动较慢的现象。冷态启动的过程中，燃气轮机启动速度快，汽轮机启动速度慢。因此，启动时，要么让燃气轮机长时间低负荷运行，等待汽轮机暖机，导致热效率较低；要么让燃气轮机快速加负荷参与调峰运行，此时，由于冷态的汽轮机尚未暖好，大部分余热锅炉产生的蒸汽不被允许进入汽轮机做功，而是直接通过旁路排至凝汽器，这样就不可避免的产生了较大的能源损失，增加了发电成本。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种减少联合循环机组汽轮机暖机耗时、缩短冷态启动时间的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统及方法，以克服现有技术的上述缺陷。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，包括燃气轮机、汽轮机、发电机和暖机汽源，发电机与汽轮机的转子输出轴相连接，汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸，暖机汽源连接有通向高压缸和中压缸的暖机蒸汽输送管道。优选地，高压缸的进汽口与高压主蒸汽管道连通，高压主蒸汽管道上从上游至下游依次设有电动隔离阀和高压进汽阀组，暖机蒸汽输送管道通过高压输送管道在电动隔离阀和高压进汽阀组之间与高压主蒸汽管道连通。优选地，高压输送管道上串联设有两个高压截止阀。优选地，高压缸的排汽口与高排蒸汽管道连通，高排蒸汽管道上设有高排逆止阀，暖机蒸汽输送管道通过高压输送管道在高排逆止阀和高压缸的排汽口之间与高排蒸汽管道连通。优选地，还包括再热器，高压缸的排汽口通过高排蒸汽管道与再热器的入口连通，再热器的出口通过中压进汽管道与中压缸的进汽口连通，中压进汽管道上设有中压进汽阀组。优选地，中压进汽管道上在中压进汽阀组的上游还设有一闸阀，暖机蒸汽输送管道通过中压输送管道在闸阀和中压进汽阀组之间与中压进汽管道连通。优选地，中压进汽阀组包括中压主汽阀和中压调节阀，中压主汽阀和中压调节阀之间设有快冷接口，暖机蒸汽输送管道通过中压输送管道在快冷接口处与中压进汽管道连通。优选地，中压输送管道上串联设有两个中压截止阀。优选地，中压输送管道上在两个中压截止阀的上游还设有第一调节阀。优选地，燃气轮机与汽轮机单轴布置或分轴布置。与现有技术相比，本技术具有显著的进步：本技术的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，可以在燃气轮机启动之前，先利用暖机汽源提供的暖机蒸汽对汽轮机进行冲转预暖，提高汽轮机的初温，可以使汽轮机更早带负荷运行，增加调峰能力和发电量的同时，能够大大缩短联合循环机组冷态启动所需的时间，节约能源和启动成本，提高机组冷态启动的灵活性。附图说明图1是本技术实施例一的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统的结构示意图。图2是本技术实施例二的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统的结构示意图。图3是本技术实施例三的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统的结构示意图。图中：100、暖机蒸汽输送管道101、高压输送管道102、中压输送管道200、高压主蒸汽管道300、高排蒸汽管道400、中压进汽管道500、高压旁路600、中压旁路700、通风管路800、疏水管路HP、高压缸IP、中压缸LP、低压缸1、燃气轮机2、汽轮机3、暖机汽源4、输送阀51、高压主汽阀52、高压调节阀6、电动隔离阀7、高压截止阀8、再热器91、中压主汽阀92、中压调节阀93、快冷接口10、高排逆止阀11、中压截止阀12、第一调节阀13、高压旁路阀14、凝汽器15、中压旁路阀16、通风阀17、发电机19、闸阀20、第二调节阀21、疏水阀具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例一如图1所示，实施例一提供了本技术联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统的一种实施例。本实施例一的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统包括燃气轮机1、汽轮机2、发电机17和暖机汽源3，发电机17与汽轮机2的转子输出轴相连接。汽轮机2包括高压缸HP、中压缸IP和低压缸LP，汽轮机2可以采用高压缸HP单独分缸、中压缸IP和低压缸LP合缸的结构，也可以采用高压缸HP和中压缸IP合缸、低压缸LP单独分缸的结构。暖机汽源3连接有通向高压缸HP和中压缸IP的暖机蒸汽输送管道100，用于向高压缸HP和中压缸IP内通入暖机蒸汽。暖机蒸汽输送管道100上设有输送阀4，用于控制暖机蒸汽输送管道100的通断。暖机汽源3提供的暖机蒸汽可以是相邻机组的高排蒸汽，也可以是相邻机组的低压补汽，也可以是相邻机组的供热蒸汽，也可以是启动锅炉蒸汽。本技术中燃气轮机1和汽轮机2的布置方式并不局限。燃气轮机1和汽轮机2可以采用单轴的方式，如图1所示，燃气轮机1和汽轮机2和转子轴连接。当然，燃气轮机1和汽轮机2也可以采用分轴布置的方式。本实施例一的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，可以在燃气轮机1启动之前，先利用暖机汽源3提供的暖机蒸汽对汽轮机2进行冲转预暖，提高汽轮机2的初温，可以使汽轮机2更早带负荷运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，其特征在于，包括燃气轮机(1)、汽轮机(2)、发电机(17)和暖机汽源(3)，所述发电机(17)与所述汽轮机(2)的转子输出轴相连接，所述汽轮机(2)包括高压缸(HP)、中压缸(IP)和低压缸(LP)，所述暖机汽源(3)连接有通向所述高压缸(HP)和所述中压缸(IP)的暖机蒸汽输送管道(100)。

【技术特征摘要】
1.一种联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，其特征在于，包括燃气轮机(1)、汽轮机(2)、发电机(17)和暖机汽源(3)，所述发电机(17)与所述汽轮机(2)的转子输出轴相连接，所述汽轮机(2)包括高压缸(HP)、中压缸(IP)和低压缸(LP)，所述暖机汽源(3)连接有通向所述高压缸(HP)和所述中压缸(IP)的暖机蒸汽输送管道(100)。2.根据权利要求1所述的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，其特征在于，所述高压缸(HP)的进汽口与高压主蒸汽管道(200)连通，所述高压主蒸汽管道(200)上从上游至下游依次设有电动隔离阀(6)和高压进汽阀组，所述暖机蒸汽输送管道(100)通过高压输送管道(101)在所述电动隔离阀(6)和所述高压进汽阀组之间与所述高压主蒸汽管道(200)连通。3.根据权利要求2所述的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，其特征在于，所述高压输送管道(101)上串联设有两个高压截止阀(7)。4.根据权利要求1所述的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，其特征在于，所述高压缸(HP)的排汽口与高排蒸汽管道(300)连通，所述高排蒸汽管道(300)上设有高排逆止阀(10)，所述暖机蒸汽输送管道(100)通过高压输送管道(101)在所述高排逆止阀(10)和所述高压缸(HP)的排汽口之间与所述高排蒸汽管道(300)连通。5.根据权利要求1所述的联合循环机组汽轮机快速启动暖机系统，其特征在于，还包括再热器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯磊，张立建，阳虹，何阿平，虎煜，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，上海汽轮机厂有限公司，上海电气燃气轮机有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31