一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统及其工作方法，所述系统包括：全关闭结构形式的中低压连通管蝶阀、低压缸末级叶片真空抽吸管道、低压缸次末级隔板真空抽吸管道、低压缸回热抽汽真空抽吸管道、低压缸分流环真空抽吸管道及真空抽吸设备，低压缸末级叶片真空抽吸管道、低压缸次末级隔板真空抽吸管道、低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和低压缸分流环真空抽吸管道依次汇集后连接至真空抽吸设备。本发明专利技术达到消除机组低负荷、小容积蒸汽流量、低压缸零进汽三种工况情况下叶片水蚀、最大动应力及摩擦起热的鼓风损失问题，确保低负荷、小容积蒸汽流量、低压缸零进汽三种工况情况下叶片和汽轮机的安全，实现低压缸零进汽深度调峰的成效。

A system for eliminating zero loss of steam in low pressure cylinder and its working method to eliminate blast loss

The invention discloses a system for eliminating low pressure cylinder zero intake and its working method. The system comprises a medium and low pressure connecting pipe butterfly valve in the form of a fully closed structure, a vacuum suction pipe for the last stage blade of a low pressure cylinder, a vacuum suction pipe for a low pressure cylinder and a last stage separator, a vacuum suction pipe for a low pressure cylinder, and a vacuum suction pipe. The vacuum suction pipe and vacuum suction equipment of low pressure cylinder shunt ring, vacuum suction pipe of the last stage blade of low pressure cylinder, low pressure cylinder secondary partition vacuum suction pipe, low pressure cylinder back heat suction vacuum suction main pipe and low pressure cylinder shunt ring vacuum suction pipe are collected and connected to the true air suction equipment in turn. The invention can eliminate the problem of blade water erosion, maximum dynamic stress and heat loss in the three operating conditions of low load, small volume steam flow and low pressure cylinder, and ensure the safety of blade and steam turbine under three conditions of low load, small volume steam flow and low pressure cylinder zero intake, and the low pressure cylinder can be realized. The effect of zero intake depth peak adjustment.

【技术实现步骤摘要】
一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统及其工作方法
本专利技术涉及新能源发电应用
，具体涉及一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统及其工作方法。
技术介绍
为了积极应对全球气候变暖，大气环境恶化等困境，国内绿色的可再生能源开发利用近几年迎来爆发式增长，风电和太阳能发电装机规模中国越居世界第一位，可再生能源总发电量也位居世界第一。但是由于电力需求疲软，火电装机过剩，电网峰谷差大，供热机组“以热定电”调峰灵活性差等因素，可再生能源消纳困难等问题突出，全国平均弃风率为17％，三北地区近20％，新疆和甘肃弃风达40％。纵观世界电力及新能源领域发展历史，开展火电灵活性改造实现深度调峰，以消纳更多的新能源、提升可再生能源利用率是必由之路。火电机组灵活性改造目标之一是最大程度的热电解耦，对于供热机组能在较低电负荷情况下确保热负荷需求，实现深度调峰，以便提升可再生能源消纳利用空间。目前行业主要的热电解耦技术包括：汽轮机低压缸双转子背压机改造、汽轮机低真空(高背压)供热改造及背压机改造、旁路供热、电锅炉、蓄热罐等，特别是提升供热机组灵活性的低压缸近零功率技术，灵活实现在线的凝-抽工况的勿扰切换，该技术目前国内外机组已有多个案例成功应用。现有行业内低压缸近零功率供热技术，是在机组正常的真空运行条件下，灵活实现在线凝-抽工况的勿扰切换。为了实现低压缸近零功率，提升供热能力，关闭中低压连通管蝶阀，切断低压缸大部分进汽，仅通过新增旁路向低压缸内通入少量冷却蒸汽，实现低压缸近零功率运行，减少冷源损失，大幅提高机组供热能力、经济性的同时，一定程度增强了机组电负荷的调峰能力。但是，汽轮机低负荷运行乃至低压缸近零功率的小容积流量工况下运行，存在鼓风摩擦起热的鼓风损失导致的低压次末级、低压末级动叶片超温的问题，存在汽缸胀差超标或者汽缸超温变形等引发动静碰磨、动静中心变化振动等风险，分析摩擦起热鼓风损失的根本原因，一是通入的小流量的蒸汽自身与动叶摩擦引起，二是在通入此部分小流量蒸汽的同时带入的不凝结的空气等气体所引起。低压末级动叶后温度必须依靠加大喷水减温，必然带来更严重的叶片水蚀问题。小容积蒸汽流量情况下的冷却效果不佳，根据国内外研究机构对小容积蒸汽流量运行工况研究实验结果显示，当末级叶片平均相对流量GV＝0.4时，沿叶片叶高40％范围内没有蒸汽通过，所以GV更小时，必然存在沿叶片叶高更大范围内将没有蒸汽通过，所以GV更小时的小容积蒸汽流量情况下的蒸汽冷却效果更差，甚至于反而因这部分小流量蒸汽加剧摩擦起热鼓风损失而超温。依据对叶片小容积蒸汽流量工况下叶片动应力研究结果，在增大供热减少低压缸进汽的目标下，应该控制实现末级叶片平均相对流量GV≤0.078乃至GV≤0.05，甚至是实现GV≤0的小容积蒸汽流量工况，以确保各长度的长叶片动应力在厂家设计工况下的最大动应力允许范围内。因此，有待更好的技术方案消除汽轮机低负荷、小容积蒸汽流量、低压缸零进汽三种工况情况下叶片水蚀、最大动应力及摩擦起热的鼓风损失问题，确保汽轮机低负荷、小容积蒸汽流量、低压缸零进汽三种工况情况下汽轮机叶片和机组的安全性，最终达到低压缸零进汽深度调峰的成效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统及其工作方法，用以解决目前汽轮机低负荷运行乃至低压缸近零功率的小容积流量工况下运行，存在叶片水蚀、最大动应力及摩擦起热的鼓风损失导致的低压次末级、低压末级动叶片超温的技术问题，最终实现低压缸零进汽深度调峰。为实现上述目的，本专利技术提供了一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，所述系统包括：低压缸末级叶片真空抽吸管道，其包括低压缸末级叶片真空抽吸主管道、若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片末端扩压段导流环的扩压段导流环真空抽吸支管道和若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片去湿环的去湿环真空抽吸支管道，所述扩压段导流环真空抽吸支管道连接至同侧设置的所述去湿环真空抽吸支管道上，对称设置的去湿环真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道；低压缸次末级隔板真空抽吸管道，其包括低压缸次末级隔板真空抽吸主管道和若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端次末级隔板外圆处开孔的低压缸次末级隔板真空抽吸支管道，对称设置的低压缸次末级隔板真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道；低压缸回热抽汽真空抽吸管道，其包括低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道，所述低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道；低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道的入口分别连接至低压缸各级回热抽汽管道，所述低压缸各级回热抽汽管道分别连接至成对对称设置于低压缸两侧的低压缸各级回热抽汽口；低压缸分流环真空抽吸管道，入口连接至低压缸分流环入口前中低压连通管；及真空抽吸设备，所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道、所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道、所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和所述低压缸分流环真空抽吸管道依次汇集后经由真空抽吸设备入口管道连接至真空抽吸设备，所述真空抽吸设备出口连接真空抽吸设备出口管道。进一步地，所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道、所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道、所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道、所述低压缸分流环真空抽吸管道和所述真空抽吸设备入口管道上分别设置有第一至第五逆止门以及第一至第五调节阀，所述第一至第五逆止门分别设置于所述第一至第五调节阀之前。进一步地，所述第一至第五调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第一至第五调节阀旁通连接有旁通门。进一步地，所述低压缸各级回热抽汽管道上分别设置有低压缸各级回热抽汽隔离门和低压缸各级回热抽汽逆止门，所述低压缸各级回热抽汽逆止门分别设置在所述低压缸各级回热抽汽隔离门之前，所述低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道分别与低压缸各级回热抽汽逆止门之前的低压缸各级回热抽汽管道连接。进一步地，所述低压缸各级回热抽汽管道分别依次经低压缸各级回热抽汽逆止门和低压缸各级回热抽汽隔离门连接至低压缸各级回热加热器。进一步地，所述低压缸分流环入口前中低压连通管经由全关闭结构形式的中低压连通管蝶阀连接至高中压缸的中压缸。进一步地，所述真空抽吸设备选自真空泵、射水抽汽器、蒸汽喷射器和蒸汽喷射压力匹配器中的一种或多种。本专利技术还公开了一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统的工作方法，所述工作方法包括：中低压连通管蝶阀未处于全关闭状态并汽轮机在低负荷工况运行；启动真空抽吸设备进行真空抽吸；打开第一调节阀和第五调节阀，关闭第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀；通过真空抽吸，低压缸末级叶片末端扩压段导流环及低压缸末级叶片去湿环处的乏汽被强制抽吸排汽，使乏汽经过扩压段导流环真空抽吸支管道与去湿环真空抽吸支管道汇集至低压缸末级叶片真空抽吸主管道，依次经第一逆止门、第一调节阀、第五逆止门、第五调节阀、真空抽吸设备及真空抽吸设备出口管道排放至大气，其中，第一逆止门确保真空系统严密性；通过在低压缸末级叶片末端扩压段导流环处进行强制抽吸排汽，低压缸末级叶片后及末级叶片根部涡流区短暂滞留的乏汽及其凝结水滴向后及时迅速抽吸排走，低压缸级间前后压差增大，确保膨胀做功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述系统包括：低压缸末级叶片真空抽吸管道，其包括低压缸末级叶片真空抽吸主管道、若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片末端扩压段导流环的扩压段导流环真空抽吸支管道和若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片去湿环的去湿环真空抽吸支管道，所述扩压段导流环真空抽吸支管道连接至同侧设置的所述去湿环真空抽吸支管道上，对称设置的去湿环真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道；低压缸次末级隔板真空抽吸管道，其包括低压缸次末级隔板真空抽吸主管道和若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端次末级隔板外圆处开孔的低压缸次末级隔板真空抽吸支管道，对称设置的低压缸次末级隔板真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道；低压缸回热抽汽真空抽吸管道，其包括低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道，所述低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道；低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道的入口分别连接至低压缸各级回热抽汽管道，所述低压缸各级回热抽汽管道分别连接至成对对称设置于低压缸两侧的低压缸各级回热抽汽口；低压缸分流环真空抽吸管道，入口连接至低压缸分流环入口前中低压连通管；及真空抽吸设备，所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道、所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道、所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和所述低压缸分流环真空抽吸管道依次汇集后经由真空抽吸设备入口管道连接至真空抽吸设备，所述真空抽吸设备出口连接真空抽吸设备出口管道。...

【技术特征摘要】
1.一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述系统包括：低压缸末级叶片真空抽吸管道，其包括低压缸末级叶片真空抽吸主管道、若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片末端扩压段导流环的扩压段导流环真空抽吸支管道和若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片去湿环的去湿环真空抽吸支管道，所述扩压段导流环真空抽吸支管道连接至同侧设置的所述去湿环真空抽吸支管道上，对称设置的去湿环真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道；低压缸次末级隔板真空抽吸管道，其包括低压缸次末级隔板真空抽吸主管道和若干真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端次末级隔板外圆处开孔的低压缸次末级隔板真空抽吸支管道，对称设置的低压缸次末级隔板真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道；低压缸回热抽汽真空抽吸管道，其包括低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道，所述低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道汇集后连接至所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道；低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道的入口分别连接至低压缸各级回热抽汽管道，所述低压缸各级回热抽汽管道分别连接至成对对称设置于低压缸两侧的低压缸各级回热抽汽口；低压缸分流环真空抽吸管道，入口连接至低压缸分流环入口前中低压连通管；及真空抽吸设备，所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道、所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道、所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道和所述低压缸分流环真空抽吸管道依次汇集后经由真空抽吸设备入口管道连接至真空抽吸设备，所述真空抽吸设备出口连接真空抽吸设备出口管道。2.根据权利要求1所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述低压缸末级叶片真空抽吸主管道、所述低压缸次末级隔板真空抽吸主管道、所述低压缸回热抽汽真空抽吸主管道、所述低压缸分流环真空抽吸管道和所述真空抽吸设备入口管道上分别设置有第一至第五逆止门以及第一至第五调节阀，所述第一至第五逆止门分别设置于所述第一至第五调节阀之前。3.根据权利要求2所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述第一至第五调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第一至第五调节阀旁通连接有旁通门。4.根据权利要求1所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述低压缸各级回热抽汽管道上分别设置有低压缸各级回热抽汽隔离门和低压缸各级回热抽汽逆止门，所述低压缸各级回热抽汽逆止门分别设置在所述低压缸各级回热抽汽隔离门之前，所述低压缸各级回热抽汽真空抽吸支管道分别与低压缸各级回热抽汽逆止门之前的低压缸各级回热抽汽管道连接。5.根据权利要求4所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述低压缸各级回热抽汽管道分别依次经低压缸各级回热抽汽逆止门和低压缸各级回热抽汽隔离门连接至低压缸各级回热加热器。6.根据权利要求1所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述低压缸分流环入口前中低压连通管经由全关闭结构形式的中低压连通管蝶阀连接至高中压缸的中压缸。7.根据权利要求1所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统，其特征在于，所述真空抽吸设备选自真空泵、射水抽汽器、蒸汽喷射器和蒸汽喷射压力匹配器中的一种或多种。8.根据权利要求1-7中任一所述的一种消除鼓风损失实现低压缸零进汽的系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：中低压连通管蝶阀未处于全关闭状态并汽轮机在低负荷工况运行；启动真空抽吸设备进行真空抽吸；打开第一调节阀和第五调节阀，关闭第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀；通过真空抽吸，低压缸末级叶片末端扩压段导流环及低压缸末级叶片去湿环处的乏汽被强制抽吸排汽，使乏汽经过扩压段导流环真空抽吸支管道与去湿环真空抽吸支管道汇集至低压缸末级叶片真空抽吸主管道，依次经第一逆止门、第一调节阀、第五逆止门、第五调节阀、真空抽吸设备及真空抽吸设备出口管道排放至大气，其中，第一逆止门确保真空系统严密性；通过在低压缸末级叶片末端扩压段导流环处进行强制抽吸排汽，低压缸末级叶片后及末级叶片根部涡流区短暂滞留的乏汽及其凝结水滴向后及时迅速抽吸排走，低压缸级间前后压差增大，确保膨胀做功后的蒸汽向级后排放，同时消除低压缸叶片根部区域形成的倒涡流区，消除了汽轮机末级叶片水蚀及摩擦起热的鼓风损失；及通过在低压缸末级叶片去湿环处进行强制抽吸排汽，将做功后在离心力作用下向叶顶区域聚集的乏汽及其凝结的水滴强制抽吸排出，从而消除了汽轮机末级...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，张津溪，
申请(专利权)人：张黎明，张津溪，
类型：发明
国别省市：河南,41