一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统、设计方法及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统、设计方法及控制方法，高负荷工况下，打开第一阀门、第二阀门、第三阀门和关闭旁通阀门，将第二中压缸和第二低压缸组耦合到第一中压缸和第一低压缸组中，保证高负荷工况下的做功；在低负荷工况下，只需关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门和打开旁通阀门，将第二中压缸和第二低压缸组解耦，实现中低压区的状态重构，避免在负荷降低时的低压缸切缸、中压缸排汽管道节流憋压等现象，灵活性好，调节简单有效；通过在不同负荷工况下利用不同中压缸的排汽向外供汽，可以大幅提高在中低压区域下的蒸汽压力参数，提高低负荷工况给水泵汽轮机或供热抽汽管路模块的出力，同步实现机组灵活性与节能减排。节能减排。节能减排。

【技术实现步骤摘要】
一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统、设计方法及控制方法


[0001]本专利技术属于汽轮机发电
，尤其涉及一种外置多通道调节系统的高效汽轮机组及其运行方法。

技术介绍

[0002]近年来随着可再生能源在我国迅速的发展，利用可再生能源发电的所占比例也逐年提高。燃煤火电机组为了适应电网对于大规模接入可再生能源的调度要求，需要火电技术进一步提高机组的灵活运行能力，特别是在低负荷工况下，由于热力系统无法重构各个做功缸体，热电解耦能力差，传统的调节方式如低压缸切缸、中压缸排汽管道节流憋压等容易导致上游中压缸末级通流恶化、效率大幅下降的问题，传统热力系统无法适应新的灵活运行需求。
[0003]另外地，针对纯凝机组或热电联产机组，为了适应不同环境下对于热能和电能的需求，对机组的热电解耦能力要求更高，机组如不能灵活的调节热电比，对于机组的正常运行以及经济运行均有很重要的影响，而且传统热力系统的改造成本高，亟需一种能低成本、高效率的方式来提高现有传统热力系统热电解耦能力、提高灵活性。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种外置多通道调节系统的高效汽轮机组及其运行方法，主要用于解决现有技术中传统热力系统热电解耦能力差、适应能力差、灵活性低等问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，包括依次设置的第一中压缸和第一低压缸组，还包括第二中压缸和第二低压缸组，所述第一中压缸的排汽端通过第一阀门与所述第二中压缸的进汽端连接，所述第二中压缸的排汽端通过第二阀门与所述第二低压缸组的进汽端连接，所述第一中压缸的排汽端通过旁通阀门与所述第一低压缸组的进汽端连接，所述第二中压缸的排汽端通过第三阀门与所述第一低压缸组的进汽端连接。
[0007]在一些实施例中，所述第二中压缸的排汽与所述第一中压缸的排汽相交汇后，再与所述第一低压缸组的进汽端连接，所述旁通阀门和第三阀门设于所述交汇点之前。
[0008]在一些实施例中，所述第一中压缸和第一低压缸组设置于第一转轴上，所述第二中压缸和第二低压缸组通过离合器可解耦地连接于所述第一转轴，所述第一转轴连接有第一发电机。
[0009]在一些实施例中，所述第一中压缸和第一低压缸组设置于第一转轴上，所述第一转轴连接有第一发电机，所述第二中压缸和第二低压缸组设置于第二转轴上，所述第二转轴连接有第二发电机。
[0010]在一些实施例中，还包括给水泵汽轮机，所述给水泵汽轮机的进汽端通过管路分别与所述第三阀门的出口端、所述旁通阀门的出口端连接。
[0011]在一些实施例中，还包括供热抽汽管路模块，所述供热抽汽管路模块通过管路分别与所述第三阀门的出口端、所述旁通阀门的出口端连接。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统设计方法，用于在第一方面中某些实施例所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，对于设有给水泵汽轮机的纯凝汽轮机热力系统，设定在100％额定负荷工况下，凝汽器的设计压力为P
n
，第一低压缸组的设计进汽压力为P
b
，第一中压缸的设计进汽压力为P
r
，确定中低压区状态重构的负荷率L
x
；
[0013]根据负荷率L
x
，设定可解耦的第二低压缸组的通流能力占全部低压缸组通流能力的比例为1
‑
L
x
；
[0014]根据负荷率L
x
，设定在100％THA工况下第二中压缸的设计压降占第一中压缸与第二中压缸整体设计压降的最佳比例X＝(1
‑
L
x
)(P
b
‑
P
n
)/[L
x
(P
r
‑
P
b
)]，其中X的取值范围为[10％，100％]。
[0015]第三方面，本专利技术提供一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统设计方法，用于在第一方面中某些实施例所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，对于设有供热抽汽管路模块的热电联产汽轮机热力系统，设定在100％额定负荷工况下，凝汽器的设计压力为P
n
，低压缸的设计进汽压力为P
b
，中压缸的设计进汽压力为P
r
，低压缸的设计进汽量为q
ml
，确定最低抽汽压力P
h
，抽汽量q
mh
，及其对应的常规机组满足抽汽需求的最低临界负荷状态下，低压缸的进汽压力为P
bc
，中压缸的进汽压力为P
rc
，低压缸的进汽量为q
mlc
；确定保障供热的最低负荷率L
min
，进而根据最低负荷率L
min
、最低抽汽压力P
h
和抽汽量q
mh
确定低压缸最小进汽量q
mlmin
；
[0016]设定可解耦的第二低压缸组的通流能力占全部低压缸组通流能力的比例为(q
mlc
‑
q
mlmin
)/q
mlc
；
[0017]设定在100％THA工况下第二中压缸的设计压降占第一中压缸与第二中压缸整体设计压降的最佳比例
[0018]X＝(q
mlc
‑
q
mlmin
)(q
ml
+q
mh
)(P
b
‑
P
n
)/[(q
mlc
‑
q
mlmin
)(q
ml
+q
mh
)(P
b
‑
P
n
)+q
ml
(q
mlmin
+q
mh
)(P
r
‑
P
b
)]，其中X的取值范围为[10％，100％]。
[0019]第四方面，本专利技术提供一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统控制方法，应用于如第一方面中某些实施例所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，对于设有给水泵汽轮机的纯凝汽轮机热力系统：
[0020]设定高负荷工况为(L
x
，A％]，在高负荷工况下，打开第一阀门、第二阀门和第三阀门，关闭旁通阀门，使蒸汽依次经过第一中压缸和第二中压缸后，分别进入第一低压缸组和第二低压缸组，并由所述第二中压缸的排汽向所述给水泵汽轮机供汽；
[0021]设定低负荷工况为[B％，L
x
]，在低负荷工况下，打开旁通阀门，关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，使蒸汽经过第一中压缸后进入第一低压缸组，并由所述第一中压缸的排汽向所述给水泵汽轮机供汽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，包括依次设置的第一中压缸和第一低压缸组，其特征在于，还包括第二中压缸和第二低压缸组，所述第一中压缸的排汽端通过第一阀门与所述第二中压缸的进汽端连接，所述第二中压缸的排汽端通过第二阀门与所述第二低压缸组的进汽端连接，所述第一中压缸的排汽端通过旁通阀门与所述第一低压缸组的进汽端连接，所述第二中压缸的排汽端通过第三阀门与所述第一低压缸组的进汽端连接。2.如权利要求1所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，所述第二中压缸的排汽与所述第一中压缸的排汽相交汇后，再与所述第一低压缸组的进汽端连接，所述旁通阀门和第三阀门设于所述交汇点之前。3.如权利要求1所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，所述第一中压缸和第一低压缸组设置于第一转轴上，所述第二中压缸和第二低压缸组通过离合器可解耦地连接于所述第一转轴，所述第一转轴连接有第一发电机。4.如权利要求1所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，所述第一中压缸和第一低压缸组设置于第一转轴上，所述第一转轴连接有第一发电机，所述第二中压缸和第二低压缸组设置于第二转轴上，所述第二转轴连接有第二发电机。5.如权利要求1至4任一项所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，还包括给水泵汽轮机，所述给水泵汽轮机的进汽端通过管路分别与所述第三阀门的出口端、所述旁通阀门的出口端连接。6.如权利要求1至4任一项所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，还包括供热抽汽管路模块，所述供热抽汽管路模块通过管路分别与所述第三阀门的出口端、所述旁通阀门的出口端连接。7.一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统设计方法，用于如权利要求5所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，对于设有给水泵汽轮机的纯凝汽轮机热力系统，设定在100％额定负荷工况下，凝汽器的设计压力为P
n
，第一低压缸组的设计进汽压力为P
b
，第一中压缸的设计进汽压力为P
r
，确定中低压区状态重构的负荷率L
x
；根据负荷率L
x
，设定可解耦的第二低压缸组的通流能力占全部低压缸组通流能力的比例为1
‑
L
x
；根据负荷率L
x
，设定在100％THA工况下第二中压缸的设计压降占第一中压缸与第二中压缸整体设计压降的最佳比例X＝(1
‑
L
x
)(P
b
‑
P
n
)/[L
x
(P
r
‑
P
b
)]，其中X的取值范围为[10％，100％]。8.一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统设计方法，用于如权利要求6所述的一种中低压区状态重构的汽轮机热力系统，其特征在于，对于设有供热抽汽管路模块的热电联产汽轮机热力系统，设定在100％额定负荷工况下，凝汽器的设计压力为P
n
，低压缸的设计进汽压力为P
b
，中压缸的设计进汽压力为P
r
，低压缸的设计进汽量为q
ml
，确定最低抽汽压力P...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫良，吕俊复，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：