汽轮机组及控制方法

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种汽轮机组及控制方法。

背景技术

冬季环境温度极低情况下，火电机组深度调峰(调峰幅度为额定负荷的30％-40％)过程中存在较多的困难，特别是对于供热机组，存在的问题更多，如低负荷下，供热抽汽量增大较多，汽轮机低压缸进汽量降低，如不足以带走鼓风损失产生的热量，低压缸内温度将提升，轴系各轴承标高将不一致，主机轴系振动会有增大异常；深度调峰长时间低负荷运行，排烟温度较低，硫的氧化物在部分温度较低区域产生结露，空预器换热片存在腐蚀风险；机组深度调峰时，主机供热网抽汽量不足，无法满足汽轮机低压缸最小进汽量，同时由于机组负荷低、中排压力低，即使继续减少低压缸进汽也达不到正常供热抽汽量，影响供热质量；同时，机组运行经济性同样收到不同程度的影响。

发明内容

本发明公开一种汽轮机组及控制方法，以解决发电机组的深度调峰和满足供热需求之间矛盾的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种汽轮机组，包括主汽轮机系统、余热汽轮机系统、汽泵系统以及供热系统，所述主汽轮机系统的中压缸的抽汽出口与所述供热系统相连接，所述主汽轮机系统的中压缸的做功乏汽出口分别与所述供热系统、所述汽泵系统和所述余热汽轮机系统相连接。

所述主汽轮机系统包括主汽轮机和主发电机，所述主汽轮机通过联轴器与所述主发电机相连接。

所述余热汽轮机系统包括余热汽轮机和余热发电机，所述余热汽轮机通过联轴器与所述余热发电机相连接，所述余热汽轮机为半速汽轮机。

所述汽泵系统包括汽泵和动力设备，所述汽泵与所述动力设备相连接。

所述动力设备与所述主汽轮机系统或所述供热系统相连接，或者所述动力设备分别与所述主汽轮机系统和所述供热系统相连接。

所述主汽轮机包括高压缸和中压缸，所述中压缸的做功乏汽出口分别通过第一管道、第二管道和第三管道与所述供热系统、所述汽泵系统和所述余热汽轮机系统相连接，所述第一管道上设置第一开关，所述第二管道上设置第二开关所述第三管道上设置第三开关。

所述中压缸的抽汽出口通过第四管道与所述供热系统相连接，所述第四管道上设置第四开关。

一种汽轮机组的控制方法，

正常情况下，将过热蒸汽通过主汽轮机系统进行发电，将主汽轮机系统的中压缸的部分乏汽通过余热汽轮机系统进行发电，将主汽轮机系统的中压缸的部分乏汽通过汽泵系统进行能量储存；

供热时，将主汽轮机系统的中压缸的部分抽汽通过供热系统进行供热，将主汽轮机系统的中压缸的部分乏汽通过供热系统进行供热；

进入深冷期后，关闭余热汽轮机系统和汽泵系统，将主汽轮机系统的中压缸的全部乏汽进入供热系统进行供热。

将锅炉的过热蒸汽通过管道进入主汽轮机系统的主汽轮机的高压缸做功，将高压缸排汽通过管道进入再热器加热变成再热蒸汽通过管道进入中压缸做功，通过联轴器与主汽轮机系统的主发电机相连接进行发电。

进入深冷期后，发电不足时，所述动力设备通过主发电机进行发电，供热不足时，所述动力设备通过供热系统进行供热。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：采用本发明的汽轮机组及控制方法，通过余热汽轮机系统、汽泵系统等将做功乏汽利用形式多样化，深冷期，关闭余热汽轮机系统、汽泵系统等运行，将乏汽全部用于供热，一方面利于机组深度调峰，另一方面在深度调峰时段保证了供热量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的汽轮机组的结构示意图；

附图标记说明：

1 主汽轮机系统

2 余热汽轮机系统

3 汽泵系统

4 供热系统

5 主汽轮机

6 主发电机

7 余热汽轮机

8 余热发电机

9 汽泵

10 动力设备

11 做功乏汽出口

12 抽汽出口

13 高压缸

14 中压缸

15 第一管道

16 第二管道

17 第三管道

18 第四管道

19 第五管道

20 第六管道

21 供热用户

22 再热器

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

如图1所示，本发明提供一种汽轮机组，该汽轮机组包括主汽轮机系统1、余热汽轮机系统2、汽泵系统3以及供热系统4，主汽轮机系统1的中压缸14的抽汽出口12与供热系统4相连接，主汽轮机系统1的中压缸14的做功乏汽出口11分别与供热系统4、汽泵系统3和余热汽轮机系统2相连接。采用本发明的汽轮机组，通过余热汽轮机系统2、汽泵系统3等将做功乏汽利用形式多样化，深冷期，切除余热汽轮机系统2、汽泵系统3等运行，将乏汽全部用于供热，一方面利于机组深度调峰，另一方面在深度调峰时段保证了供热量，图中虚线不表示具体结构，仅仅是示意作用。

本发明的一实施例中，主汽轮机系统1包括主汽轮机5和主发电机6，主汽轮机5通过联轴器与主发电机6相连接。具体地，主汽轮机5至少包括高压缸13和中压缸14，从锅炉来的过热蒸汽通过管道、汽门进入主汽轮机5高压缸13做功，高压缸13排汽通过管道进入再热器22加热变成再热蒸汽通过管道、汽门进入中压缸14做功，通过联轴器与发电机相连驱动发电，中压缸14部分抽汽供供热系统4使用，中压缸14包括抽汽出口12和做功乏汽出口11。

本发明的又一实施例中，余热汽轮机系统2包括余热汽轮机7和余热发电机8，余热汽轮机7通过联轴器与余热发电机8相连接，余热汽轮机7为半速汽轮机，余热汽轮机7转速可为1500rpm。余热汽轮机7可充分利用做功乏汽，避免造成能量的浪费。

本发明的又一实施例中，汽泵系统3包括汽泵9和动力设备10，汽泵9与动力设备10相连接。动力设备10可将做功乏汽中的能量储存起来，当需要时可进行发电或可向供热系统4进行供热。例如动力设备10与主发电机6或供热系统4相连接，或者动力设备10分别与主发电机6和供热系统4相连接，进入深冷期后，发电不足时，动力设备10通过主发电机6进行发电，供热不足时，动力设备10通过供热系统4进行供热，利于机组深度调峰，还能在深度调峰时段保证了供热量。

具体地主汽轮机系统1的中压缸14的做功乏汽出口11分别通过第一管道15、第二管道16和第三管道17与供热用户21、汽泵系统3和余热汽轮机系统2相连接，第一管道15上设置第一开关，第二管道16上设置第二开关，第三管道17上设置第三开关。主汽轮机系统1的中压缸14的抽汽出口12通过第四管道18与供热用户21相连接，第四管道18上设置第四开关。再进一步地，高压缸13通过第五管道19与再热器22相连接，第五管道19上设置第五开关，再热器22通过第六管道20与低压缸相连接，第六管道20上设置第六开关，可通过控制各开关的打开与关闭从而控制各个管道的通断，从而对汽轮机组进行控制，其中开关在图中未示出。

本发明还提供一种汽轮机组的控制方法，正常情况下，将过热蒸汽通过主汽轮机系统1进行发电，将主汽轮机系统1的中压缸14的部分乏汽通过余热汽轮机系统2进行发电，将主汽轮机系统1的中压缸14的部分乏汽通过汽泵系统3进行能量储存；供热时，将主汽轮机系统1的中压缸14的部分抽汽通过供热系统4进行供热，将主汽轮机系统1的中压缸14的部分乏汽通过供热系统4进行供热；进入深冷期后，关闭余热汽轮机系统2和汽泵系统3，将主汽轮机系统1的中压缸14的全部乏汽进入供热系统4进行供热。采用本发明的汽轮机组的控制方法，通过余热汽轮机系统2、汽泵系统3等将做功乏汽利用形式多样化，深冷期，切除余热汽轮机系统2、汽泵系统3等运行，将乏汽全部用于供热，一方面利于机组深度调峰，另一方面在深度调峰时段保证了供热量。

具体地，将锅炉的过热蒸汽通过管道进入主汽轮机5的高压缸13做功，将高压缸13排汽通过管道进入再热器22加热变成再热蒸汽通过管道进入中压缸14做功，通过联轴器与主发电机6相连接进行发电。进入深冷期后，发电不足时，动力设备10通过主发电机6进行发电，供热不足时，动力设备10通过供热系统4进行供热。

具体地，打开第五开关，将高压缸13排汽通过第五管道19进入再热器22加热变成再热蒸汽，打开第六开关，通过第六管道20进入中压缸14做功，需要供热时，打开第四开关，中压缸14中的部分抽汽通过第四管道18进入供热系统4，向用户供热，打开第一开关，中压缸14的做功乏汽通过第一管道15进入供热系统4，利用做功乏汽中的能量通过供热系统4向用户供热，同时如果打开第二开关，中压缸14的做功乏汽通过第二管道16进入汽泵9，汽泵9与动力设备10相连接，驱动动力设备10，将做功乏汽中的能量储存在动力设备10中，打开第三开关，中压缸14的做功乏汽通过第三管道17进入余热汽轮机系统2，利用做功乏汽中的能量进行余热发电，进入深冷期后，关闭第二开关和第三开关，从而关闭余热汽轮机系统2和汽泵系统3，将主汽轮机系统1的中压缸14的全部乏汽进入供热系统4进行供热。

本发明中，中压缸14的做功乏汽不再进入低压缸，而是通过管道分成三部分，其中部分进入供热系统4进行供热，部分进入汽泵系统3进行能量储存，部分进入余热汽轮机系统2进行发电，这三部分通过需要适当的开闭。正常情况下，中压缸14的做功乏汽通过余热汽轮机系统2发电、通过汽泵9驱动相关动力设备10。需要深度调峰时或进入深冷期供热量加大时，关闭余热汽轮机系统2和汽泵系统3，所有蒸汽进入供热系统4，作为增加供热的调整手段。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。