一种汽轮机暖机系统及暖机方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽轮机暖机系统及暖机方法，暖机系统包括汽缸快速冷却系统、夹层加热系统、高压汽缸、中压汽缸以及若干管路、阀门，暖机方法涉及设备运行时的控制，此系统充分利用了中压汽缸原来的低温蒸汽的管网，理念新颖独特，避免了过多地增加设备，特别是不用对中压汽缸进行改造，仅仅需要调整部分管网而已，极大地降低了改造成本；此系统特别适用于传统的发电机组。改进后，汽轮机整体的检修工期大约能缩短100h，提高了机组可用系数。此发明专利技术用于汽轮机发电设备领域。

A steam turbine warm-up system and method

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机暖机系统及暖机方法
本专利技术涉及汽轮机发电设备领域，特别是涉及一种汽轮机暖机系统及暖机方法。
技术介绍
汽缸是汽轮机静止部分的主要部件之一。它的作用是将蒸汽与外界大气隔绝，形成汽流，完成能量转换的封闭空间。根据汽流在汽轮机内流动的特点，高压部分受高压蒸汽的压力，低压部分当汽压低于大汽压力时，它承受外部大气的压力。在汽轮机运行过程中汽缸各部承受的载荷变动不大，但由于汽流、温度和容积的变化，汽缸仍然是汽轮机形状复杂、重量大、需要考虑问题多的部件。为了便于加工装配和检修，通常是将汽缸制成水平中分形式，上半部分称上汽缸，下半部分称下汽缸；上下缸之间有法兰，用螺栓连接起来。汽缸是汽轮机的机壳，隔板、喷嘴、转子等部件都安装在它的内部，形成一个严密的汽室，保证蒸汽在汽缸内完成其做功过程。机组在投入运行后存在两方面问题：1、机组热容量大，汽缸保温性能良好，却也导致停机后汽缸自然冷却时间长，正常停机后需120～150h才能开始检修工作，影响检修工期，降低机组可用系数。2、机组启动过程时高压汽缸温升慢，导致汽缸出现膨胀滞缓现象，同时中压内缸也存在内、外壁温差大，易造成中压内缸变形的现象；中压外缸温度上升缓慢、中压外缸膨胀慢，增加了机组启动过程中的暖机时间，严重影响机组并网到切分、加负荷及SCR投运(要求烟温290℃)的进度，降低了机组的经济性。可以说，汽缸在停止时冷却、在启动时暖机的步骤都存在改进空间，现有技术也基本解决了上述问题。对于冷却步骤，可以引入汽缸快速冷却系统解决上述问题。汽缸快速冷却系统是一套旨在缩短机组冷却速度，增加检修时间的一套装置。它的主要作用是在机组停运下来后，将原有需自然散热冷却的汽缸通过通入比汽缸温度较低一点的蒸汽带走热量，加快冷却速度，为保证散热效果，通入的蒸汽位置也是在高、中压汽缸的内部。对于暖机步骤，可以引入高温夹层加热系统。以内外双层的高压汽缸为例，一个机组中包括高压夹层混温箱，机组启动期间主蒸汽管道分出部分低温蒸汽进入夹层混温箱，然后低压蒸汽再分上、下缸两路进入高压汽缸的夹层，从而使高压内缸温差减少，加快高压汽缸的暖机效率。增大单位时间进入夹层的蒸汽总量可以进一步提高暖机效率。可以参照现有技术CN109296409A一种汽轮机快冷或快速启动的温差控制方法进行理解，其公开了直接把低温蒸汽送入高中压汽缸的夹层的方案。实际上，汽缸快速冷却系统和夹层加热系统是每一个机组配套的设备，不过一套高压夹层加热系统投资极大，但应用范围极小，仅仅能用于缩短暖机时间。由于高压汽缸的运行条件要求非常严格，需要同时与这两套系统连接；中压汽缸的运行条件相对宽松，为了节约成本，传统方案在设计之初，中压汽缸只与汽缸快速冷却系统连接。然而随着需求的增长，传统设备已经不能满足生产需要，中压汽缸也需要连接夹层加热系统，如何改造现有设备成为了一大难题(改造难是因为中压汽缸在制作选型之初没有预留专门的接口，无法直接连接夹层加热系统，重新切割焊接接口难度大且容易会破坏中压汽缸的整体性能)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽轮机暖机系统及暖机方法，提高中压汽缸以及整个机组的运行效率，而且改造过程简单，经济效益好。本专利技术所采取的技术方案是：一种汽轮机暖机系统，包括汽缸快速冷却系统；夹层加热系统；高压汽缸，包括均具有夹层的上层高压壳体和下层高压壳体，所述上层高压壳体和下层高压壳体的夹层既与汽缸快速冷却系统连接，也与夹层加热系统连接；中压汽缸，包括均具有夹层的上层中压壳体和下层中压壳体，所述上层中压壳体和下层中压壳体的夹层与汽缸快速冷却系统连接；所述夹层加热系统延伸出改良蒸汽管，所述改良蒸汽管的末端分别连接着上层中压壳体与汽缸快速冷却系统之间以及下层中压壳体与汽缸快速冷却系统之间的管网。有益效果：此系统充分利用了中压汽缸原来的低温蒸汽的管网，理念新颖独特，避免了过多地增加设备，特别是不用对中压汽缸进行改造，仅仅需要调整部分管网而已，极大地降低了改造成本；此系统特别适用于传统的发电机组。改进后，汽轮机整体的检修工期大约能缩短100h，提高了机组可用系数。作为上述方案的改进，所述汽缸快速冷却系统的管网在到达与改良蒸汽管的连接处之前设置第一阀门，该设计起到改变管网导通路径的作用，避免低温蒸汽流入夹层加热系统，低温蒸汽可以完全地进入中压汽缸。作为上述方案的改进，所述夹层加热系统从蒸汽管系中获取蒸汽，在维持原来获取蒸汽基础上，所述夹层加热系统与蒸汽管系之间增设至少一条进汽管。本系统的改造原则是尽量降低成本，所以原来的一套夹层加热系统的输气量满足了高压汽缸的需求，当中压汽缸需要分流蒸汽量的时候，提高进入夹层加热系统的蒸汽量，从而平衡高压汽缸和中压汽缸的需求。作为上述方案的改进，将所述夹层加热系统连接上层高压壳体和下层高压壳体的蒸汽管分别称为上层高压蒸汽管和下层高压蒸汽管，所述改良蒸汽管包括两条分支，将所述改良蒸汽管分别连接上层中压壳体和下层中压壳体的蒸汽管分别称为上层中压蒸汽管和下层中压蒸汽管，所述夹层加热系统的一个输出端设置第二阀门，然后通过第二阀门的输出端同时连接上层高压蒸汽管和下层高压蒸汽管，所述夹层加热系统的另一个输出端设置第三阀门，然后通过第三阀门的输出端同时连接上层中压蒸汽管和下层中压蒸汽管，所述第二阀门的输出端与所述第三阀门的输入端之间设有第四阀门。因为高压汽缸所需的蒸汽量较大，在通往高压汽缸的管网与通往中压汽缸的管网之间布置第四阀门的效果是便于调节两个管网之间的蒸汽量；由于在改造管网过程中现有管道上额外布置了分支，容易降低原来高压汽缸获取的蒸汽量，这个时候可以从其它的管网临时转移部分蒸汽至管道的分支，从而确保管道的分支也能提供足够的蒸汽量。作为上述方案的改进，所述汽缸快速冷却系统包括第一低温蒸汽管和第二低温蒸汽管，所述第一低温蒸汽管与改良蒸汽管连接，所述第一阀门位于第一低温蒸汽管上，所述第二低温蒸汽管上设有第五阀门，并通过第五阀门的输出端连接至上层高压蒸汽管和下层高压蒸汽管。实际上高压汽缸也完全可以采用类似上述中压汽缸的管网，这种结构简单高效。一种使用上述汽轮机暖机系统的暖机方法，包括以下步骤：在冷却时，关闭所述夹层加热系统的管网上的阀门，所述汽缸快速冷却系统运行往高压汽缸和中压汽缸中输入低温蒸汽；在暖机时，关闭所述汽缸快速冷却系统的管网上的阀门，所述夹层加热系统往高压汽缸和中压汽缸中输入高温蒸汽。作为上述方案的改进，在暖机时，所述夹层加热系统保持额定功率运行，调节阀门使输入高压汽缸的高温蒸汽逐渐减少，将富余的高温蒸汽输入中压汽缸。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1是暖机系统的示意图。具体实施方式在本专利技术创造的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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专利技术创造和简化描述，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专利技术创造的限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽轮机暖机系统，包括/n汽缸快速冷却系统；/n夹层加热系统；/n高压汽缸，包括均具有夹层的上层高压壳体和下层高压壳体，所述上层高压壳体和下层高压壳体的夹层既与汽缸快速冷却系统连接，也与夹层加热系统连接；/n中压汽缸，包括均具有夹层的上层中压壳体和下层中压壳体，所述上层中压壳体和下层中压壳体的夹层与汽缸快速冷却系统连接；/n其特征在于：所述夹层加热系统延伸出改良蒸汽管，所述改良蒸汽管的末端分别连接着上层中压壳体与汽缸快速冷却系统之间以及下层中压壳体与汽缸快速冷却系统之间的管网。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机暖机系统，包括
汽缸快速冷却系统；
夹层加热系统；
高压汽缸，包括均具有夹层的上层高压壳体和下层高压壳体，所述上层高压壳体和下层高压壳体的夹层既与汽缸快速冷却系统连接，也与夹层加热系统连接；
中压汽缸，包括均具有夹层的上层中压壳体和下层中压壳体，所述上层中压壳体和下层中压壳体的夹层与汽缸快速冷却系统连接；
其特征在于：所述夹层加热系统延伸出改良蒸汽管，所述改良蒸汽管的末端分别连接着上层中压壳体与汽缸快速冷却系统之间以及下层中压壳体与汽缸快速冷却系统之间的管网。


2.根据权利要求1所述的汽轮机暖机系统，其特征在于：所述汽缸快速冷却系统的管网在到达与改良蒸汽管的连接处之前设置第一阀门。


3.根据权利要求2所述的汽轮机暖机系统，其特征在于：所述夹层加热系统从蒸汽管系中获取蒸汽，在维持原来获取蒸汽基础上，所述夹层加热系统与蒸汽管系之间增设至少一条进汽管。


4.根据权利要求3所述的汽轮机暖机系统，其特征在于：将所述夹层加热系统连接上层高压壳体和下层高压壳体的蒸汽管分别称为上层高压蒸汽管和下层高压蒸汽管，所述改良蒸汽管包括两条分支，将所述改良蒸汽管分别连接上层中压壳体和下层中压壳体的蒸汽管分别称...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，梁超，陆晓春，黄毓聪，邱全文，
申请(专利权)人：广东粤华发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44