一种满足高参数供热的宽负荷调峰系统及其运行方法与流程

本发明属于火电厂调峰领域，具体为一种满足高参数供热的宽负荷调峰系统及其运行方法。

背景技术：

1、火电灵活性改造可以降低煤电特别是热电机组的最小出力，成为当前解决风电并网消纳的主要措施。当前主要通过“热电解耦”的方式来提升火电机组的深度调峰能力，包括加装储热装置、电锅炉、吸收式热泵，凝抽背改造、高低旁改造等。

2、现役机组灵活性改造后，最小发电出力达到30%左右额定负荷。目前大部分热电联产机组由于无法“热电解耦”只能保持高负荷来满足供热参数，无法参与调峰。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、运行可靠的满足高参数供热的宽负荷调峰系统及其运行方法，在保证低压缸安全的前提下，满足热电联产机组高参数供热和宽负荷调峰需求。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种满足高参数供热的宽负荷调峰系统，其特征在于：包括锅炉过热器、锅炉再热器、炉外再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和蒸汽喷射器；所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸依次连接，所述汽轮机高压缸通过主蒸汽管与锅炉过热器连接，所述汽轮机高压缸通过高压排气管与炉外再热器连接，所述炉外再热器通过炉外再热器出口管与汽轮机中压缸连接，所述汽轮机中压缸通过中压排气管与汽轮机低压缸连接，所述锅炉过热器通过高压旁路管与蒸汽喷射器连接，所述高压旁路管连接有高压旁路分支管，所述高压旁路分支管与供热管线连接，所述蒸汽喷射器通过升压蒸汽管与锅炉再热器连接，所述锅炉再热器通过锅炉再热器出口管与炉外再热器连接，所述炉外再热器通过炉外再热器低压管与蒸汽喷射器连接，所述炉外再热器低压管连接有炉外再热器低压分支管，所述炉外再热器低压分支管与低压供热管线连接。

3、进一步的，所述高压旁路管上安装有温度传感器一，所述锅炉再热器出口管上安装有温度传感器二。

4、进一步的，所述主蒸汽管上安装有阀门一，所述炉外再热器出口管上安装有阀门二，所述中压排气管上安装有阀门三，所述高压旁路管上安装有阀门四和阀门五，所述炉外再热器低压管上安装有阀门六和阀门七；所述高压旁路分支管上安装有阀门八，所述炉外再热器低压分支管上安装有阀门九。

5、进一步的，所述汽轮机低压缸具备切缸功能，同时叶片能够在小容积流量冷却蒸汽流量工况下安全运行。

6、运行方法如下：

7、1）负荷高峰时段，调整锅炉过热器、锅炉再热器、炉外再热器和蒸汽喷射器的运行工况，开大阀门一，增大主蒸汽流量，全开阀门二和阀门三，增加蒸汽在汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸内做功的份额，关闭阀门五，旁路系统不投运，打开阀门七，蒸汽喷射器作为减温减压器投运但不引射，当温度传感器二检测到温度超限时，打开阀门六减温减压，防止锅炉再热器超温损坏，此时锅炉汽机参数高，不但能满足外界负荷需求，还能满足高参数供热需求。

8、2）基础调峰时段，调整锅炉过热器、锅炉再热器、炉外再热器和蒸汽喷射器的运行工况，减小阀门一的开度，减少进入汽轮机高压缸的主蒸汽流量，减小阀门二的开度，减少进入汽轮机中压缸的再热蒸汽流量，减小阀门三的开度，减少进入汽轮机低压缸的蒸汽流量，减少汽轮机低压缸做功，降低机组电负荷，打开阀门五，旁路系统投运，增加旁路蒸汽流通量，根据温度传感器一的检测结果控制阀门四的开度调节旁路蒸汽温度压力，满足高压旁路分支管的供热参数，打开阀门七，蒸汽喷射器作为减温减压器投运但不引射，当温度传感器二检测到温度超限时，打开阀门六减温减压，防止锅炉再热器超温损坏，此时锅炉汽机参数降低，通过大流量旁路系统与炉外再热器控制可以满足基础调峰与高参数供热需求。

9、3）深度调峰时段，调整锅炉过热器、锅炉再热器、炉外再热器和蒸汽喷射器的运行工况，减小阀门一的开度，减少进入汽轮机高压缸的主蒸汽流量，减小阀门二的开度，减少进入汽轮机中压缸的再热蒸汽流量，关闭阀门三的开度，减少进入汽轮机低压缸的蒸汽流量，汽轮机低压缸切除不做功，降低机组电负荷，打开阀门五，旁路系统投运，增加旁路蒸汽流通量，根据温度传感器一的检测结果控制阀门四的开度调节旁路蒸汽温度压力，满足高压旁路分支管的供热参数，打开阀门七，蒸汽喷射器正常投运，通过引射增加蒸汽流速，当温度传感器二检测到温度超限时，打开阀门六进行减温减压，防止锅炉再热器超温损坏，此时锅炉汽机参数较基础调峰更低，通过大流量旁路系统、炉外再热器和蒸汽喷射器投入，机组可在10%-50%负荷率之间灵活调峰，实现热电全解耦，可同时满足深度调峰与高参数供热需求。

10、本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

11、1、设置炉外再热器，在炉外完成再热，同时用喷射器构建热再再循环，实现高旁大流量运行。

12、2、充分利用火电原有的热力系统，不需要改造锅炉和汽轮机的本体。

13、3、所有增加的设备都不是转动设备，而是静态设备，长期运行可靠性较好。

14、4、可实现机炉彻底解耦，锅炉和汽轮机的负荷相关性变小，锅炉和汽轮机都可运行在比较灵活范围的负荷下。

技术特征：

1.一种满足高参数供热的宽负荷调峰系统，其特征在于：包括锅炉过热器（1）、锅炉再热器（2）、炉外再热器（3）、汽轮机高压缸（4）、汽轮机中压缸（5）、汽轮机低压缸（6）和蒸汽喷射器（7）；所述汽轮机高压缸（4）、汽轮机中压缸（5）、汽轮机低压缸（6）依次连接，所述汽轮机高压缸（4）通过主蒸汽管（17）与锅炉过热器（1）连接，所述汽轮机高压缸（4）通过高压排气管（19）与炉外再热器（3）连接，所述炉外再热器（3）通过炉外再热器出口管（25）与汽轮机中压缸（5）连接，所述汽轮机中压缸（5）通过中压排气管（20）与汽轮机低压缸（6）连接，所述锅炉过热器（1）通过高压旁路管（18）与蒸汽喷射器（7）连接，所述高压旁路管（18）连接有高压旁路分支管（23），所述高压旁路分支管（23）与供热管线连接，所述蒸汽喷射器（7）通过升压蒸汽管（26）与锅炉再热器（2）连接，所述锅炉再热器（2）通过锅炉再热器出口管（21）与炉外再热器（3）连接，所述炉外再热器（3）通过炉外再热器低压管（27）与蒸汽喷射器（7）连接，所述炉外再热器低压管（27）连接有炉外再热器低压分支管（22），所述炉外再热器低压分支管（22）与低压供热管线连接；所述高压旁路管（18）上安装有温度传感器一（28），所述锅炉再热器出口管（21）上安装有温度传感器二（29）。

2.根据权利要求1所述的满足高参数供热的宽负荷调峰系统，其特征在于：所述主蒸汽管（17）上安装有阀门一（8），所述炉外再热器出口管（25）上安装有阀门二（9），所述中压排气管（20）上安装有阀门三（10），所述高压旁路管（18）上安装有阀门四（11）和阀门五（13），所述炉外再热器低压管（27）上安装有阀门六（12）和阀门七（15）；所述高压旁路分支管（23）上安装有阀门八（14），所述炉外再热器低压分支管（22）上安装有阀门九（16）。

3.根据权利要求2所述的满足高参数供热的宽负荷调峰系统，其特征在于：所述汽轮机低压缸（6）具备切缸功能，同时叶片能够在小容积流量冷却蒸汽流量工况下安全运行。

4.一种如权利要求2或3所述的满足高参数供热的宽负荷调峰系统的运行方法，其特征在于：过程如下：

技术总结本发明公开了一种满足高参数供热的宽负荷调峰系统及其运行方法，属于火电厂调峰领域，包括锅炉过热器、锅炉再热器、炉外再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和蒸汽喷射器。利用炉外再热器加热高压缸排汽，同时用喷射器构建热再再循环，实现高旁大流量运行，解决了低负荷供热条件下压力偏低的高压缸排汽如何回到压力偏高的锅炉再热器这个难题，调峰的同时可满足高参数供热。本发明充分利用机组原有的热力系统，不需要改造锅炉和汽轮机的本体，且所有的设备都不是转动设备，长期运行可靠性较好，同时可实现机炉彻底解耦。技术研发人员：乐鹰,潘彬彬,崔建,赵建刚,周保中,朱文斌,张继广受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13