一种火电机组无外来汽源启动系统及方法

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，特别涉及一种火电机组无外来汽源启动系统。本发明还涉及一种火电机组无外来汽源启动方法。

背景技术

电厂建成投产时都会配备启动锅炉为机组启动时提供辅助蒸汽，以保证机组安全启动。

启动锅炉在机组冷态启动时，主要作用是连接辅助蒸汽系统为轴封、除氧器、磨煤机、给水泵以及空预器吹灰等提供蒸汽。随着电厂顺利投产和多台机组同时运行，机组之间可以互相作为启动时的备用汽源，启动锅炉将很少运行，日常维护启动锅炉会带来巨大的人力和物力投入，使生产成本增加，因此部分电厂会选择停运启动锅炉。另外，由于环保政策变化，很多启动锅炉因不符合环保要求而被迫停运。启动锅炉停运后，如果出现全厂机组全停后再次启动或单机运行事故跳闸后再次启动，将会面临无启动汽源，无法为火电机组的系统正常启动提供外来辅助蒸汽的问题。

当前火电机组无外来汽源启动方式主要有：

机组冷态启动时，汽轮机先建立部分真空，完成锅炉点火后待锅炉产汽，通过开启高压旁路阀、关闭低压旁路阀，把冷再热蒸汽通入辅汽联箱作为启动时的辅助蒸汽汽源。当高压旁路蒸汽温度过高时，高压旁路的旁路阀关闭致使高压旁路闭锁；当高压旁路蒸汽温度过低时，需要通过同时调节高压旁路和低压旁路的旁路阀协调控制冷再热蒸汽的参数，使得冷再热蒸汽满足辅助联箱的需求。

机组热态或极热态启动时，锅炉内过热器和主蒸汽管道内有多余蒸汽，通过控制高压、低压旁路开度将该部分余汽作为启动时辅助蒸汽汽源通入辅汽联箱，过程中除了要注意高压、低压旁路阀的调节速度外，还要注意锅炉的保温和保压，避免锅炉蓄热消耗过快造成辅助汽源中断。

上述两种启动过程均需要高压、低压两级旁路的旁路阀相互协调控制冷再蒸汽参数作为辅汽联箱的汽源，操作复杂、控制困难且存在一定风险；并且部分电厂只有一级启动旁路，无法通过高压、低压旁路阀控制这种方式将冷再热蒸汽通入辅汽联箱作为启动时的辅助蒸汽汽源。

因此，如何保障机组无外来汽源条件下稳定启动成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电机组无外来汽源启动系统，该系统能够实现不借助其它机组或启动锅炉等外来蒸汽实现启动，操作简单且稳定可靠。本发明的另一目的是提供一种火电机组无外来汽源启动方法。

为实现上述目的，本发明提供一种火电机组无外来汽源启动系统，包括汽轮机、主蒸汽管道、高压旁路管道、辅汽联箱管道和启动蒸汽管道，所述主蒸汽管道连接所述汽轮机的高压缸和所述高压旁路管道，所述启动蒸汽管道连接所述高压旁路管道和所述辅汽联箱管道，所述启动蒸汽管道设有第一阀组和第一减温减压器。

可选地，所述高压缸的排汽口设有冷再热蒸汽管道，所述冷再热蒸汽管道设有截止阀，所述辅汽联箱管道连接于所述冷再热蒸汽管道的所述截止阀之后。

可选地，所述高压旁路管道设有高压旁路阀和第二减温减压器，所述启动蒸汽管道连接于所述第二减温减压器之前。

可选地，所述高压旁路管道设有高压旁路阀和第二减温减压器，所述启动蒸汽管道连接于所述第二减温减压器之后。

可选地，所述第一减温减压器之前的所述启动蒸汽管道内设有第一压力检测机构和第一温度检测机构。

可选地，所述第一减温减压器之后的所述启动蒸汽管道内设有第二压力检测机构和第二温度检测机构。

可选地，还包括热再热蒸汽管道和连接所述热再热蒸汽管道的低压旁路管道，所述热再热蒸汽管道连接所述汽轮机的中压缸的进汽口。

可选地，所述低压旁路管道设有低压旁路阀和第三减温减压器，所述低压旁路管道连接至凝汽器。

本发明还提供一种火电机组无外来汽源启动方法，应用于上述火电机组无外来汽源启动系统，包括：

将汽轮机的高压旁路管道与辅汽联箱管道通过启动蒸汽管道连通，其中，所述启动蒸汽管道设置第一阀组和第一减温减压器；

开启所述第一阀组并启动所述第一减温减压器调节所述辅汽联箱管路的蒸汽进汽参数；

当高压缸排出的冷再热蒸汽的参数稳定后，关闭所述第一阀组并开启设于所述高压缸的排汽口的冷再热蒸汽管道的截止阀。

相对于上述背景技术，本发明所提供火电机组无外来汽源启动系统在机组启动过程中，当主蒸汽未达到汽轮机冲转参数前，借助高压旁路管道将主蒸汽降温降压后排放至凝汽器；而汽轮机在启动前需要进行抽真空和利用蒸汽进行轴封，本发明所提供的启动系统借助启动蒸汽管道将主蒸汽管道送往旁路管道的不符合冲转参数的主蒸汽作为辅汽联箱供汽，利用启动蒸汽管道的第一阀组和第一减温减压器调节主蒸汽参数，使得满足轴封、吹扫等用汽需求，并经过辅汽联箱管道输送至辅汽联箱。当机组冲转完成且运行稳定后，可屏蔽启动蒸汽管道和高压旁路管道，借用汽轮机的高压缸或中压缸排汽作为辅汽联箱的汽源。

上述火电机组无外来汽源启动系统及方法解决了只有一级旁路的系统无法实现无外来汽源启动的问题，改造后启动蒸汽管道有独立的第一减温减压器和第一阀组，更加便于控制辅助蒸汽的参数，并且改造投资较小；可使两级旁路系统改造后，启动蒸汽管道有独立的第一减温减压器和第一阀组，便于控制辅助蒸汽参数，降低控制难度；改造后的系统可以提前投入给水加热，降低温升速率和锅炉受热面的热应力，可有效抑制锅炉受热面氧化皮脱落；启动蒸汽管道的辅助蒸汽还可以提升给水温度，缩短启动时间，减少启动时的燃油消耗，经济性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的具有一级旁路的火电机组无外来汽源启动系统的示意图；

图2为本发明所提供的具有二级旁路火电机组无外来汽源启动系统的示意图；

图3为本发明所提供的火电机组无外来汽源启动方法的流程图。

其中：

1-主蒸汽管道、2-高压缸、3-高压旁路管道、4-启动蒸汽管道、5-冷再热蒸汽管道、6-辅汽联箱管道、7-中压缸、8-低压缸、9-热再热蒸汽管道、10-低压旁路管道；

11-主汽门、12-调节汽门、31-高压旁路阀、32-第二减温减压器、41-第一阀组、42-第一减温减压器、51-截止阀、61-辅汽调节阀组、101-低压旁路阀、102-第三减温减压器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的具有一级旁路的火电机组无外来汽源启动系统的示意图，图2为本发明所提供的具有二级旁路火电机组无外来汽源启动系统的示意图，图3为本发明所提供的火电机组无外来汽源启动方法的流程图。

本发明所提供的火电机组无外来起源启动系统包括汽轮机、主蒸汽管道1、高压旁路管道3、辅汽联箱管道6和启动蒸汽管道4，其中启动蒸汽管道4连接高压旁路管道3和辅汽联箱管道6，且启动蒸汽管道4设置第一阀组41和第一减温减压器42。锅炉产生的主蒸汽经过热器升温后通过主蒸汽管道1输向汽轮机作为汽轮器启动及运行的汽源。当主蒸汽未达到汽轮机冲转参数前，高压旁路管道3的作用在于将主蒸汽降温降压后排放至凝汽器或再热器；而汽轮机在启动前需要进行抽真空和利用蒸汽进行轴封，本发明所提供的启动系统借助启动蒸汽管道4将主蒸汽管道1送往旁路管道的不符合冲转参数的主蒸汽作为辅汽联箱供汽，利用启动蒸汽管道4的第一阀组41和第一减温减压器42调节主蒸汽参数，使得满足轴封、吹扫等用汽需求，并经过辅汽联箱管道6输送至辅汽联箱。当机组冲转完成且运行稳定后，可屏蔽启动蒸汽管道4和高压旁路管道3，借用汽轮机的高压缸2或中压缸7排汽作为辅汽联箱的汽源。

上述启动过程中，只需调控第一阀组41的开度/开闭和第一减温加压器对输向高压旁路管道3的主蒸汽进行见减温减压调节即可满足辅汽联箱的对辅汽的参数需求，调节方便且稳定可靠，无需借助启动锅炉供汽和其它机组供汽。

在本发明所提供的可选实施例中，以包含一级旁路的机组启动系统为例对其工作原理进行说明，具体如图1所示。主蒸汽管道1连接高压缸2的进汽口，且进汽口处设置主汽门11和调节汽门12，用来调节高压缸2进汽。高压旁路管道3连接于主蒸汽管道1的主汽门11之前，当主蒸汽参数不满足汽轮机冲转参数前，主汽门11和调节汽门12关闭，主蒸汽不进入高压缸2而是通过高压旁路管道3降温降压后直接排入凝汽器。本申请通过在高压旁路管道3引出一条启动蒸汽管道4，将启动蒸汽管道4连接辅汽联箱管道6，同时在启动蒸汽管道4设置第一阀组41和第一减温减压器42，以便将不满足冲转参数的主蒸汽降温降压后经辅汽联箱管道6输送至辅汽联箱，作为冲转前轴封及吹扫等辅助用汽的汽源。

高压缸2的排汽口连接冷再热蒸汽管道5，冷再热蒸汽管道5用于将高压缸2排汽输送至锅炉再热器加热，辅汽联箱管道6的另一进汽口连接在冷再热蒸汽管道5的截止阀51之后。辅汽联箱管道6设置用来调节冷再热蒸汽管道5向辅汽联箱管道6供汽的辅汽调节阀组61。当汽轮机完成冲转带负荷并网运行稳定后，冷再热蒸汽管道5的蒸汽参数稳定，可以屏蔽启动蒸汽管道4和高压旁路管道3，开启辅汽调节阀组61，利用冷再热蒸汽管道5的部分蒸汽向辅汽联箱管道6供汽。

高压旁路管道3设置高压旁路阀31和第二减温减压器32，以便将主蒸汽降温降压后输送至凝汽器冷凝，第一减温减压器42和第二减温减压器32的冷却水均来自凝汽器的冷凝疏水。

作为可选地，启动蒸汽管道4可以连接在高压旁路管道3的高压旁路阀31和第二减温减压器32之前，还可以连接在高压旁路管道3的高压旁路阀31和第二减温减压器32之后。

在本发明所提供的另一实施例中，以包含两级旁路的机组启动系统为例对其工作原理进行说明，具体如图2所示。主蒸汽管道1连接高压缸2的进汽口，且进汽口处设置主汽门11和调节汽门12，高压旁路管道3连接于主蒸汽管道1的主汽门11之前。在高压旁路管道3引出一条启动蒸汽管道4，将启动蒸汽管道4连接辅汽联箱管道6，同时在启动蒸汽管道4设置第一阀组41和第一减温减压器42。

高压缸2的排汽口连接冷再热蒸汽管道5，冷再热蒸汽管道5用于将高压缸2排汽输送至锅炉再热器加热，锅炉再热器出口连接热再热蒸汽管道9，热再热蒸汽管道9将蒸汽输送至中压缸7进汽口，中压缸7排汽进入低压缸8进汽口。热再热蒸汽管道9还连接低压旁路管道10，在热再热蒸汽参数不满足中压缸7进汽需求或热再热蒸汽流量大于中压缸7进汽需求时，将多余热再热蒸汽经低压旁路阀101和第三减温减压器102输送至凝汽器冷凝。辅汽联箱管道6的另一进汽口连接在冷再热蒸汽管道5的截止阀51之后。辅汽联箱管道6设置用来调节冷再热蒸汽管道5向辅汽联箱管道6供汽的辅汽调节阀组61。当冷再热蒸汽管道5的蒸汽参数稳定，可以屏蔽启动蒸汽管道4和高压旁路管道3，开启辅汽调节阀组61，利用冷再热蒸汽管道5的部分蒸汽向辅汽联箱管道6供汽。

高压旁路管道3设置高压旁路阀31和第二减温减压器32，以便将主蒸汽降温降压后输送至凝汽器冷凝，第一减温减压器42和第三减温减压器102的冷却水可来自凝汽器的冷凝疏水，第二减温减压器32的冷却水可来自主给水。

为优化上述实施例，本申请进一步在第一减温减压器42的进汽口设置第一温度检测机构和第一压力检测机构，以便根据第一温度机构检测的进汽压力调节第一减温减压器42及第一阀组41的对应阀门开度，根据第一温度检测机构检测的进汽温度调节凝结水流量。

进一步地，第一减温减压器42的出汽口还设置第二温度检测机构和第二压力检测机构，以便根据第一减温减压器42的排汽温度和排汽压力对第一减温减压器42及第一阀组41的阀门开度和凝结水流量进行反馈调整，确保进入辅汽联箱管道6的蒸汽参数满足辅汽用汽需求。

本发明还提供一种火电机组无外来汽源启动方法，具体步骤如图3所示，包括：

步骤S10：将汽轮机的高压旁路管道3与辅汽联箱管道6通过启动蒸汽管道4连通，其中，启动蒸汽管道4设置第一阀组41和第一减温减压器42；

步骤S20：开启第一阀组41并启动第一减温减压器42调节辅汽联箱管路的蒸汽进汽参数；

步骤S30：当高压缸2排出的冷再热蒸汽的参数稳定后，关闭所述第一阀组41并开启设于所述高压缸2的排汽口的冷再热蒸汽管道5的截止阀51。

该启动方法的核心在于通过启动蒸汽管道4将高压旁路管道3与辅汽联箱管道6连接，以便于在机组启动初期，高压缸2在进汽暖缸冲转前无排汽也即冷再热蒸汽时，借用排入高压旁路管道3的主蒸汽通过第一阀组41和第一减温减压器42对主蒸汽进行降温降压，满足轴封等辅助用汽需求。当高压缸2主汽门11和调节汽门12打开，汽轮机完成冲转并运行稳定后，高压缸2的排汽参数稳定，此时可屏蔽高压旁路管道3和启动蒸汽管道4，将冷再热蒸汽管道5与辅助联箱管道连通并提供辅助用汽，此时机组冷再热蒸汽参数稳定，便于调节蒸汽参数向辅汽联箱管道6稳定供汽。

作为优选地，在对进入启动蒸汽管道4的主蒸汽进行降温降压时，可以检测第一减温减压器42的进汽温度和进汽压力，以便于根据进汽压力调节第一减温减压器42及第一阀组41的阀门开度，根据第一减温减压器42的进汽压力调节冷凝水流量。

进一步地，还包括检测第一减温减压器42的排汽温度和排汽压力，与进入辅汽联箱需要的设定蒸汽参数比对，根据温度和压力的偏离值对第一减温减压器42及第一阀组41的阀门开度和冷凝水流量进行负反馈调节。

本发明所提供的火电机组无外来汽源启动系统及方法，通过设置启动蒸汽管道4并在安装有第一减压减温器和第一阀组41，以便于将通入高压旁路管道3的主蒸汽进行降温降压调节，满足启动初期辅助蒸汽的温度、压力和流量的需求；启动蒸汽管道4连接到系统原有的冷再热蒸汽管道5至辅汽联箱管道6上，这样蒸汽可以进入辅汽联箱再通过辅汽联箱供机组启动时轴封系统、脱硝系统、空预器吹灰系统、给水泵汽轮机以及除氧器等系统的启动用蒸汽。

根据不同旁路系统或者启动蒸汽用量的需求，启动蒸汽管道4与机组原有的旁路连接位置会不同。另外，根据启动用汽量的实际需求，启动蒸汽管道4可以选择不同管径以达到经济性与实用性的平衡。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的火电机组无外来汽源启动系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。