一种火电机组汽轮机加热器串级加热系统及其加热方法与流程

本发明涉及火电汽轮机组，特别涉及一种火电机组汽轮机加热器串级加热系统及其加热方法。

背景技术：

1、为防止给水中杂质在锅炉受热面沉淀积聚或随蒸汽带入汽轮机通流部分，造成锅炉受热面堵塞爆管、汽轮机调速机构卡涩超速等恶性生产事故。超临界直流锅炉启动阶段要求将炉水温度加热到190℃，炉水温度可通过锅炉水冷壁、汽水分离器等过水受热面壁温进行监视，通过换水冲洗去除水中氧化铁等杂质，待化验炉水品质合格后允许继续升温升压，以保证锅炉、汽轮机的长期安全、稳定运行，该操作即称作锅炉热态冲洗。

2、火电发电厂抽汽加热系统通常设计有热力除氧器，用于加热锅炉给水的同时去除溶解在给水中的氧气，以防止溶氧对高压加热器、锅炉省煤器以及水冷壁等管材造成腐蚀。火电汽轮机组的汽水流动过程为：除氧器中的水通过给水泵加压进入(高压加热器)锅炉中加热，在锅炉中，水在等压下沸腾至蒸汽，然后进入到汽轮机膨胀做功，做功完的乏汽进入到凝汽器中，在凝汽器中凝结成凝结水，凝结水通过凝结水泵，进入到低压加热器加热，然后进入除氧器进行循环。

3、对于超临界机组给水处理方式不再需要除氧，还要对锅炉给水进行加氧处理，除氧器只发挥加热锅炉给水作用。随着发电行业竞争的进一步加剧，目前，部分超临界机组设计初期从工程造价、提高机组经济性和可靠性、厂房布局角度综合考量进行系统优化，用表面式加热器(四号低压加热器)取代混合加热式热力除氧器。

4、无除氧器设计在机组冷态启动锅炉热态冲洗阶段炉水加热分两步进行。第一步，锅炉给水通过临机汽源至四号低压加热器和二号高压加热器加热锅炉给水至120℃左右进行锅炉换水加热；第二步，锅炉点火加热炉水至190℃进行热态冲洗。

5、现有技术中出现的问题：锅炉点火前炉水温度120℃左右，产汽不足，锅炉过、再热器受热面在锅炉点火后普遍存在干烧问题，壁温变化速率控制困难，温差应力极易造成氧化皮脱落，且延长了锅炉升温时间，造成了能源浪费。

6、本发明提供一种火电机组汽轮机加热器串级加热系统及其加热方法，为解决在锅炉点火前炉水温度不够，使过、再热器受热面出现干烧以及锅炉升温时间过长引起的能源浪费的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决无除氧器超临界火电机组直流锅炉冷态启动阶段锅炉点火初期锅炉过、再热器受热面干烧问题，而发明的一种火电机组汽轮机加热器串级加热系统及其加热方法。

2、本发明实施方案为：

3、凝结水出水低于50℃→临机热媒水加热凝结水至80℃→四号低压加热器加热凝结水至110℃以上→四号低压加热器疏水至五号低压加热器串级加热凝结水至150℃以上→二号高压加热器加热给水至190℃以上→二号高压加热器疏水至三号高压加热器串级加热给水至210℃以上。

4、一种火电机组汽轮机加热器串级加热系统，具体如下：

5、包括为汽轮机组供气的锅炉，锅炉连接有加热器系统，其特征在于：所述加热器系统包括通过主管道依次串联的凝汽器、八号低压加热器、七号低压加热器、六号低压加热器、五号低压加热器、四号低压加热器、给水泵、三号高压加热器、二号高压加热器、一号高压加热器、零号高压加热器、锅炉，其中，凝汽器和主管道之间设有凝结水泵，给水泵和之间三号高压加热器的主管道并联有再循环疏水阀，再循环疏水阀连接至凝汽器；低加加热器用于加热经凝结水泵升压后凝结水，高压加热器用于加热给水泵后锅炉给水；

6、所述六号低压加热器、七号低压加热器之间的主管道和八号低压加热器与凝汽器之间主管道上并联有热媒水互联管道，热媒水互联管道上设有热媒水换热器。

7、所述四号低压加热器连接有临机低压辅助蒸汽管道，临机低压辅助蒸汽管道设有低压蒸汽疏水阀；

8、所述二号高压加热器连接有临机高压辅助蒸汽管道，临机高压辅助蒸汽管道设有高压蒸汽疏水阀。

9、所述零号高压加热器、一号高压加热器、二号高压加热器、三号高压加热器、四号低压加热器、五号低压加热器、六号低压加热器分别通过零号危急疏水、一号危急疏水阀、二号危急疏水阀、三号危急疏水阀、四号危急疏水阀、五号危急疏水阀和所述凝汽器连接；

10、所述零号高压加热器、一号高压加热器之间的主管道上与零号高压加热器和零号危急疏水阀之间的管道上并联设有疏水调节阀一；一号高压加热器、二号高压加热器之间的主管道上与一号高压加热器和一号危急疏水阀之间的管道上并联设有疏水调节阀二；二号高压加热器、三号高压加热器之间的主管道上与二号高压加热器和二号危急疏水阀之间的管道上并联设有疏水调节阀三；三号高压加热器、四号高压加热器之间的主管道上与三号高压加热器和三号危急疏水阀之间的管道上并联设有疏水调节阀四；四号高压加热器、五号高压加热器之间的主管道上与四号高压加热器和四号危急疏水阀之间的管道上并联设有疏水调节阀五。

11、一种火电机组汽轮机加热器串级加热系统的加热方法，包括以下步骤：

12、s1、锅炉点火前通过凝结水泵进行锅炉上水、换水加热冲洗，保持给水泵再循环疏水阀为关闭状态，此时，凝汽器出水温度为低于50℃；

13、s2、凝汽器出水同时经过热媒水换热器及其管道以及六号低压加热器、七号低压加热器之间的主管道，同时进行加热；给水泵冲转前控制热媒水互联管道流量不低于给水泵入口流量相同，保证凝结水全部经过热媒水互联管道加热，使通过七号低压加热器后的凝结水温度达到80℃以上；

14、s3、当七号低压加热器后的凝结水温度达到80℃以上后，凝结水依次通过六号低压加热器、五号低压加热器；

15、s4、低压加热器连接有临机低压辅助蒸汽管道，临机低压辅助蒸汽管道设有低压蒸汽疏水阀，当锅炉水冷壁温度上涨缓慢时，投用临机低压辅助蒸汽至四号低压加热器加热至110℃以上；

16、s5、当凝结水温度上涨至110℃以上时、四号低压加热器疏水通过四号危急疏水阀回收至凝汽器，当四号低压加热器疏水温度高于五号低压加热器进口水温10℃，关闭四号危急疏水阀，打开疏水调节阀五，由危急疏水转正常疏水至五号低压加热器，通过四号低压加热器疏水至五号低压加热器串级加热凝结水至150℃以上；

17、s6、当凝结水温度上涨至150℃以上时，给水泵打开进行调压给水换水加热，二号高压加热器连接有临机高压辅助蒸汽管道，临机高压辅助蒸汽管道设有高压蒸汽疏水阀，高压辅助蒸汽经过冷却后，对二号高压加热器进行加热；投用临机高压辅助蒸汽至二号高压加热器加热至190℃以上；

18、s7、当凝结水温度上涨至190℃以上时，二号高压加热器疏水通过二号危急疏水阀回收至凝汽器，当二号高压加热器疏水温度高于三号高压加热器进口水温10℃，关闭二号危急疏水阀，打开疏水调节阀三，由危急疏水转正常疏水至三号高压加热器，通过二号高压加热器疏水至三号高压加热器串级加热给水泵给水至210℃以上；通过高压蒸汽疏水阀和疏水调节阀三控制各加热器水侧温升不超限，期间注意调节加热器水位正常，保证加热效率的前提下避免汽水两相流冲刷加热器；

19、s8、至此在锅炉点火前炉水温度可达到210℃以上，锅炉已产汽升压至1.2mpa以上，完成串级加热过程。

20、本发明的有益效果：

21、1.在不进行系统改造投入的前提下，机组冷态启动锅炉换水加热阶段，优化临机加热工艺流程，创新投用临机热媒水加热凝结水、四号低压加热器疏水至五号低压加热器串级加热、二号高压加热器疏水至三号高压加热器串级加热，锅炉点火前炉水温度高于190℃，实现了锅炉不点火热态冲洗，有效降低机组启动成本。

22、2.通过换水加热，锅炉点火前炉水温度至少210℃，锅炉已产汽升压至1.2mpa以上，有效缓解了锅炉点火后过、再热器受热面干烧问题。