燃气轮机启动供汽系统及燃气轮机启动供汽方法与流程

本发明涉及燃汽轮机控制，尤其涉及一种燃气轮机启动供汽系统及燃气轮机启动供汽方法。

背景技术：

1、1、近年来，我国以光伏和风电为主的可再生能源机组迅速增长，为配合可再生能源机组发电并网以及消除峰谷差日益增大对电网安全的影响，电网对燃气轮机的调峰次数和品质提出了更高的要求。燃气轮机在国内主要为日启停的调峰机组，一般是白天启动晚上停机，国内燃气轮机启停次数每年可达200多次。

2、2、燃气轮机在启动过程中，当转速达到2000转以上后，低压缸叶片由于尺寸较大，极少的漏汽在低压缸内流动性较差，同时被高速旋转的叶片搅动并鼓风产热，若不将这些热量带走，将会由于结构热变形不均而导致振动及胀差超限等，此时低压缸必须通入少量的冷却蒸汽，保持一定的流动性以带走鼓风热。由于在此时燃机刚点火不久，余热锅炉未完全受热，汽轮机低压主蒸汽管道的蒸汽品质不足，低压缸蒸汽不能直接进入汽轮机低压缸。因此，燃气轮机一般会额外配置一台启动锅炉，在燃气轮机启动过程中燃烧燃料提供额外的汽轮机低压缸冷却蒸汽。

3、3、燃气轮机会配置一套辅助蒸汽联箱，启动锅炉的蒸汽会先汇入辅助蒸汽联箱，然后经调温调压后进入汽轮机低压缸。辅助蒸汽联箱下游配置了轴封蒸汽联箱，通过管道给下游轴封蒸汽联箱供汽，轴封蒸汽联箱提供汽轮机轴封用汽。

4、4、在燃气轮机正常运行过程中，燃气轮机配置的余热锅炉充分受热能产生足够的蒸汽，低压蒸汽进入低压缸做功并带走鼓风热，汽轮机轴封依靠余热锅炉产生的蒸汽供应。机组停机后凝汽器真空还未破坏，因此汽轮机所需的轴封蒸汽，通常情况下需要启动外置的启动锅炉给汽轮机轴封供应蒸汽。

5、5、综上，在机组启动阶段、停机阶段、停机后，外置启动锅炉需启动，为机组汽轮机低压缸冷却及汽轮机轴封蒸汽联箱提供蒸汽，外置启动锅炉需燃烧燃料启动，造成能源的浪费。另一方面，在机组启动至汽机满足进汽条件前，余热锅炉产生的蒸汽通过旁路系统进入凝汽器冷却，不进入汽轮机做功，这就造成了一定程度的热损失。

技术实现思路

1、本申请提供一种燃气轮机启动供汽系统及燃气轮机启动供汽方法。

2、第一方面，本申请提供一种燃气轮机启动供汽系统，包括辅助蒸汽联箱、轴封蒸汽联箱、汽轮机高中压缸、汽轮机低压缸、中压汽包；所述辅助蒸汽联箱的下游连接所述轴封蒸汽联箱，所述轴封蒸汽联箱下游分别连接所述汽轮机高中压缸以及所述汽轮机低压缸轴封系统；

3、所述汽轮机高中压缸连接高压蒸汽管道以及中压蒸汽管道，所述高压蒸汽管道上设有高压主蒸汽截止阀与高压主蒸汽调节阀，所述高压蒸汽管道位于所述高压主蒸汽截止阀的上游的一段通过高压供辅汽管道与所述辅助蒸汽联箱连接，所述高压供辅汽管道上设有高压供辅汽电动阀与高压供辅汽调节阀；

4、所述中压蒸汽管道上设有中压主蒸汽截止阀以及中压主蒸汽调节阀；

5、所述汽轮机低压缸连接低压蒸汽管道，所述低压蒸汽管道上设有低压主蒸汽截止阀以及低压主蒸汽调节阀；所述低压蒸汽管道位于所述低压主蒸汽截止阀的上游的一段通过低压缸冷却蒸汽管道与所述辅助蒸汽联箱连接，所述低压缸冷却蒸汽管道上设有低压缸冷却蒸汽电动阀与低压缸冷却蒸汽调节阀；

6、所述中压汽包通过中压供汽管道与所述中压蒸汽管道连接，所述中压供汽管道上设有中压过热器与再热器；

7、所述汽轮机高中压缸的出口端通过冷再热蒸汽管道与所述辅助蒸汽联箱连接，所述冷再热蒸汽管道上设有冷再供辅汽电动阀以及冷再供辅汽调节阀；

8、所述冷再热蒸汽管道通过第一支管道与所述中压供汽管道位于所述中压过热器以及所述再热器之间的一段连接，所述高压蒸汽管道与所述冷再热蒸汽管道之间还设有第二支管道，所述第二支管道上设有高压主蒸汽旁路阀。

9、在一些实施例中，所述高压供辅汽管道上还设有第一安全阀。

10、在一些实施例中，所述高压供辅汽管道上还设有第一减温喷水管道，以及第一疏水管道，所述第一疏水管道上设有第一疏水阀。

11、在一些实施例中，所述冷再热蒸汽管道上设有第二安全阀。

12、在一些实施例中，所述冷再热蒸汽管道上还设有第二减温喷水管道，以及第二疏水管道，所述第二疏水管道上设有第二疏水阀。

13、在一些实施例中，所述辅助蒸汽联箱上设有第三安全阀。

14、在一些实施例中，所述中压供汽管道位于所述中压过热器上与所述再热器之间的一段上设有第一中压并汽电动阀以及中压并汽调节阀；

15、所述第一中压并汽电动阀的上下游还并联一个第二中压并汽电动阀。

16、在一些实施例中，所述辅助蒸汽联箱的下游通过输汽管道与所述轴封蒸汽联箱连接，所述输汽管道上设有至少一个控制阀。

17、在一些实施例中，所述冷再热蒸汽管道位于所述第二支管道与所述汽轮机高中压缸的出口端之间的一段上设有至少一个冷再逆止阀。

18、第二方面，本申请提供一种燃气轮机启动供汽方法，应用于上述任一实施例所述的燃气轮机启动供汽系统，包括以下步骤：

19、机组热态和温态启动阶段，所述辅助蒸汽联箱供应蒸汽有四个不同的阶段的切换，第一阶段为凝汽器抽真空至点火阶段，机组要做启动准备条件凝汽器抽真空时，所述高压供辅汽电动阀与所述高压供辅汽调节阀开启，所述高压供辅汽管道向所述辅助蒸汽联箱提供高压蒸汽；

20、第二阶段为机组点火至汽轮机转速达到2000rpm阶段，在机组点火后余热锅炉开始受热，此时打开高压主蒸汽旁路阀给所述冷再热蒸汽管道充压，充压后再开启中压供汽管道，蒸汽进入所述中压过热器和所述再热器并充压；

21、第三阶段为汽轮机转速升速到2000rpm到汽轮机低压缸达到进汽轮条件，汽轮机低压调节阀打开到冷却位置，低压缸冷却蒸汽大量用汽，此时中压蒸汽受热后温度压力上升，蒸汽通过第一支管道逆向流动进入所述冷再热蒸汽管道，当所述冷再热蒸汽管道的冷再蒸汽温度和压力达到预定条件后，开启冷再热蒸汽管道，所述辅助蒸汽联箱有高压蒸汽和冷再热蒸汽两路同时供汽，所述轴封蒸汽联箱和所述低压缸冷却蒸汽管道的低压缸冷却蒸汽同时用汽；

22、第四阶段为汽轮机低压缸主蒸汽参数满足进汽条件后，低压主蒸汽进入所述汽轮机低压缸，关闭所述低压缸冷却蒸汽管道，同时关闭所述辅助蒸汽联箱的上游的高压供辅汽管道。

23、实施本申请具有以下有益效果：该燃气轮机启动供汽系统以及燃气轮机启动供汽方法，通过利用燃气轮机自带的余热锅炉保温保压产生的蒸汽提供机组启动和停机过程中所需的汽轮机低压缸冷却蒸汽和汽轮机轴封蒸汽，取消燃气蒸汽联合循环发电机组的热态及温态下外置启动锅炉的启动，节约了能源，提高机组可靠性。

技术特征：

1.一种燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，包括辅助蒸汽联箱(10)、轴封蒸汽联箱(20)、汽轮机高中压缸(30)、汽轮机低压缸(40)、中压汽包(50)；所述辅助蒸汽联箱(10)的下游连接所述轴封蒸汽联箱(20)，所述轴封蒸汽联箱(20)下游分别连接所述汽轮机高中压缸(30)以及所述汽轮机低压缸(40)；

2.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述高压供辅汽管道(33)上还设有第一安全阀(333)。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述高压供辅汽管道(33)上还设有第一减温喷水管道(334)，以及第一疏水管道(335)，所述第一疏水管道(335)上设有第一疏水阀(336)。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述冷再热蒸汽管道(34)上设有第二安全阀(343)。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述冷再热蒸汽管道(34)上还设有第二减温喷水管道(344)，以及第二疏水管道(345)，所述第二疏水管道(345)上设有第二疏水阀(346)。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述辅助蒸汽联箱(10)上设有第三安全阀(11)。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述中压供汽管道(51)位于所述中压过热器(511)上与所述再热器(512)之间的一段上设有第一中压并汽电动阀(513)以及中压并汽调节阀(514)；

8.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述辅助蒸汽联箱(10)的下游通过输汽管道(12)与所述轴封蒸汽联箱(20)连接，所述输汽管道(12)上设有至少一个控制阀(121)。

9.根据权利要求1所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，所述冷再热蒸汽管道(34)位于所述第二支管道(36)与所述汽轮机高中压缸(30)的出口端之间的一段上设有至少一个冷再逆止阀(347)。

10.一种燃气轮机启动供汽方法，应用于权利要求1至9任一项所述的燃气轮机启动供汽系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开一种燃气轮机启动供汽系统及燃气轮机启动供汽方法，通过利用燃气轮机自带的余热锅炉保温保压产生的蒸汽提供机组启动和停机过程中所需的汽轮机低压缸冷却蒸汽和汽轮机轴封蒸汽，取消燃气蒸汽联合循环发电机组的热态及温态下外置启动锅炉的启动，节约了能源，提高机组可靠性。技术研发人员：后小军,方立奎,崔超产,王磊,彭恩泽,王琦,杨明明受保护的技术使用者：中广核美能企业管理（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23