联合循环的热电联供系统技术方案

本实用新型专利技术涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种联合循环的热电联供系统，包括余热锅炉、汽轮机和凝汽器，汽轮机包括高、中、低压缸，余热锅炉包括高、中、低压系统，三系统分别产生三股蒸汽：高、中、低压蒸汽，分别注入高、中、低压缸内膨胀作功，带动发电机输出电能。在高压缸的排气管道上设有通往热网的冷段抽汽支路，在冷段抽汽支路上从上游至下游依次设有冷段抽汽快关调节阀和冷段抽汽减温减压装置；在中压汽缸的进汽口上设有中压进汽阀组。冷段抽汽快关调节阀和中压进汽阀组配合实现高排可调整抽汽。低压系统内设有低压蒸汽发生器和除氧器，除氧器与低压蒸汽发生器共用同一水箱。具有运行效率高、发电效率高、高品质能源浪费少的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽轮机
，尤其涉及一种联合循环的热电联供系统。
技术介绍
汽轮发电机组是一种把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置，是电站建设中的关键动力设备之一。由锅炉产生的高温、高压蒸汽，经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换，成为汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴做功，该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机，从而将机械能转换成电能，因此，汽轮机作为源动机常被称为“光明之源”。燃气-蒸汽联合循环系统是指将燃气轮机作为前置透平，用余热锅炉来回收燃气轮机的排气余热，产出若干档新蒸汽注入汽轮机，蒸汽在汽轮机中膨胀做功输出电能。燃气-蒸汽联合循环把具有较高平均吸热温度的燃气轮机与具有较低平均放热温度的蒸汽轮机结合起来，使燃气轮机的高温尾气进入余热锅炉产生蒸汽，并使蒸汽在汽轮机中继续作功发电，达到扬长避短、相互弥补的目的，使整个联合循环的热能利用水平较简单循环有了明显提高，联合循环发电的净效率已达48％-60％。目前常用的燃气-蒸汽联合循环系统有E级联合循环电站广泛采用的双压、无再热系统和F级联合循环电站所采用的三压、再热系统。前者发电净效率在50％左右，后者发电净效率在58％左右。由于国家政策的导向作用，使得燃气-蒸汽联合循环、热电联产项目在近些年被广泛应用。所谓热(冷)电联产是指，在汽轮机的通流内部合适的位置处抽出一部分蒸汽用于工业用汽，初衷是实现能源的合理的梯度利用。热电联产的联合循环效率能够到达70％左右。但以目前市场的主流F级燃气-蒸汽联合循环、热电联供技术为例，现有技术还存在一些不足。假设某工程热电厂要上两套的一拖一型配置的F级燃气联合循环汽轮机组(一拖一型配置是指用一台余热锅炉回收一台燃机的排气余热能量，并将产生的新蒸汽注入一台蒸汽轮机)：蒸汽需求为1.8MPa，285℃；蒸汽量为额定130t/h，最大为210t/h，极端最大250t/h；而典型的F级三压、再热联合循环系统的参数设置如下：高压蒸汽参数为13MPa，560℃；再热(即中压)蒸汽参数为3.0MPa，550℃；低压蒸汽参数为0.3MPa，240℃；现有技术的联合循环、热电联供系统设计是在汽轮机中压缸通流1.8MPa左右处设置旋转隔板或座缸阀来实现调整抽汽，该处蒸汽的温度在460℃左右，而用户的温度需求仅为285℃，存在着175℃的温差浪费，从而不可避免的出现了高品质能源浪费的现象，同时，调整机构的设置破坏了中压通流结构，导致整机效率下降。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种机组运行效率高、高品质能源浪费少的联合循环的热电联供系统，以克服现有技术的上述缺陷。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种联合循环的热电联供系统，包括余热锅炉、汽轮机和凝汽器，余热锅炉包括高压系统、中压系统和低压系统；汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸；高压缸的进汽口通过高压进汽管道与高压系统的出口连通，高压缸的排汽口通过冷再热蒸汽管道与中压系统的蒸汽管道连通，在冷再热蒸汽管道上设有通往热网的冷段抽汽支路，在冷段抽汽支路上从上游至下游依次设有冷段抽汽快关调节阀和冷段抽汽减温减压装置；中压缸的进汽口通过中压进汽管道与中压系统的出口连通，在中压缸的进汽口上设有中压进汽阀组；低压缸的进汽口通过低压进汽管道与低压系统的出口连通，低压缸的排汽口连接凝汽器；凝汽器连接低压系统的入口；在低压系统内设有低压蒸汽发生器和除氧器，除氧器与低压蒸汽发生器共用同一水箱。优选地，中压系统包括依次连通的中压省煤器、中压蒸汽发生器、中压过热器和再热器，冷再热蒸汽管道与再热器的入口连通，再热器的出口与中压进汽管道连通。优选地，高压系统包括依次连通的高压省煤器、高压蒸汽发生器和高压过热器；除氧器的出口连接有高中压给水泵，高中压给水泵的出口与中压省煤器、高压省煤器均连接。优选地，在中压过热器与再热器之间的蒸汽管道上设有中压系统保压阀。优选地，在冷段抽汽支路上还设有冷段抽汽关断阀，冷段抽汽关断阀位于冷段抽汽快关调节阀的上游。优选地，在中压进汽管道与冷段抽汽支路之间连通有热段抽汽支路，且热段抽汽支路在冷段抽汽减温减压装置的下游与冷段抽汽支路连接；在热段抽汽支路上从上游至下游依次设有热段抽汽快关调节阀和热段抽汽减温减压装置。优选地，在中压进汽管道与冷段抽汽减温减压装置之间连通有热段抽汽支路，在热段抽汽支路上设有热段抽汽快关调节阀。优选地，在热段抽汽支路上还设有热段抽汽关断阀，热段抽汽关断阀位于热段抽汽快关调节阀的上游。优选地，在高压进汽管道与冷再热蒸汽管道之间连通有高压旁路，高压旁路上设有高压旁路阀；在中压进汽管道与凝汽器之间连通有中压旁路，中压旁路上设有中压旁路阀；在低压进汽管道与凝汽器之间连通有低压旁路，低压旁路上设有低压旁路阀；在冷再热蒸汽管道与凝汽器之间连通有通风管路，通风管路上设有高排通风阀。优选地，在冷再热蒸汽管道上设有高排逆止阀和高排关断阀，高排逆止阀位于通风管路的下游，高排关断阀位于冷段抽汽支路的上游并位于高排逆止阀的下游。优选地，还包括补水系统，补水系统设置在除氧器中或者凝汽器的热井里。与现有技术相比，本技术具有显著的进步：在无供热需求时，冷段抽汽支路的冷段抽汽快关调节阀处于关闭状态，中压进汽阀组处于全开状态，汽轮机处于纯凝汽式工况下运行，则本技术具有与传统的凝汽式联合循环发电系统相同的运行模式和相同的发电效率，与传统的热电联供、联合循环系统在无供热工况下汽轮机内部通流中中压缸内的旋转隔板或座缸阀造成的节流损失依然存在相比，本技术的发电效率提高了0.4％-0.5％。在有供热需求时，由冷段抽汽快关调节阀和中压进汽阀组来实现热网所需的调整抽汽量，高压排汽的蒸汽温度要远小于现有技术汽轮机中压缸实现调整抽汽处蒸汽的温度，因此，本技术比现有技术的温差浪费小得多，从而使现有技术的高品质能源浪费现象得到显著改善。此外，本技术的汽轮机通流内无需设置旋转隔板或内置式抽汽调节阀，汽轮机的通流内效率明显高于传统的方式下配备的抽汽式汽轮机的内效率。附图说明图1是本技术实施例的联合循环的热电联供系统的结构示意图。图中：1、余热锅炉1.1、高压省煤器1.2、高压蒸汽发生器1.3、高压过热器1.4、中压省煤器1.5、中压蒸汽发生器1.6、中压过热器1.7、再热器1.8、低压省煤器1.9、低压蒸汽发生器1.10、低压过热器1.11、中压系统保压阀1.12、燃气轮机排烟管路2、汽轮机2.1、高压进汽管道2.11、高压进汽阀组2.2、冷再热蒸汽管道2.21、高排逆止阀2.22、高排关断阀2.3、中压进汽管道2.31、中压进汽阀组2.4、低压进汽管道2.41、低压进汽阀组2.42、调节阀组2.5、冷段抽汽支路2.51、冷段抽汽快关调节阀2.52、冷段抽汽减温减压装置2.53、第二级减温减压装置2.54、调节阀2.55、冷段抽汽关断阀2.6、热段抽汽支路2.61、热段抽汽快关调节阀2.62、热段抽汽减温减压装置2.63、热段抽汽关断阀2.7、高压旁路2.71、高压旁路阀2.8、中压旁路2.81、中压旁路阀2.9、低压旁路2.91、低压旁路阀2.10、通风管路2.101、高排通风阀3、凝汽器4、除氧器5、凝结水泵6、高中压给水泵7、补水系统8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合循环的热电联供系统，其特征在于，包括余热锅炉(1)、汽轮机(2)和凝汽器(3)，所述余热锅炉(1)包括高压系统、中压系统和低压系统；所述汽轮机(2)包括高压缸(HP)、中压缸(IP)和低压缸(LP)；所述高压缸(HP)的进汽口通过高压进汽管道(2.1)与所述高压系统的出口连通，所述高压缸(HP)的排汽口通过冷再热蒸汽管道(2.2)与所述中压系统的蒸汽管道连通，在所述冷再热蒸汽管道(2.2)上设有通往热网(10)的冷段抽汽支路(2.5)，在所述冷段抽汽支路(2.5)上从上游至下游依次设有冷段抽汽快关调节阀(2.51)和冷段抽汽减温减压装置(2.52)；所述中压缸(IP)的进汽口通过中压进汽管道(2.3)与所述中压系统的出口连通，在所述中压缸(IP)的进汽口上设有中压进汽阀组(2.31)；所述低压缸(LP)的进汽口通过低压进汽管道(2.4)与所述低压系统的出口连通，所述低压缸(LP)的排汽口连接所述凝汽器(3)；所述凝汽器(3)连接所述低压系统的入口；在所述低压系统内设有低压蒸汽发生器(1.9)和除氧器(4)，所述除氧器(4)与所述低压蒸汽发生器(1.9)共用同一水箱。

【技术特征摘要】
1.一种联合循环的热电联供系统，其特征在于，包括余热锅炉(1)、汽轮机(2)和凝汽器(3)，所述余热锅炉(1)包括高压系统、中压系统和低压系统；所述汽轮机(2)包括高压缸(HP)、中压缸(IP)和低压缸(LP)；所述高压缸(HP)的进汽口通过高压进汽管道(2.1)与所述高压系统的出口连通，所述高压缸(HP)的排汽口通过冷再热蒸汽管道(2.2)与所述中压系统的蒸汽管道连通，在所述冷再热蒸汽管道(2.2)上设有通往热网(10)的冷段抽汽支路(2.5)，在所述冷段抽汽支路(2.5)上从上游至下游依次设有冷段抽汽快关调节阀(2.51)和冷段抽汽减温减压装置(2.52)；所述中压缸(IP)的进汽口通过中压进汽管道(2.3)与所述中压系统的出口连通，在所述中压缸(IP)的进汽口上设有中压进汽阀组(2.31)；所述低压缸(LP)的进汽口通过低压进汽管道(2.4)与所述低压系统的出口连通，所述低压缸(LP)的排汽口连接所述凝汽器(3)；所述凝汽器(3)连接所述低压系统的入口；在所述低压系统内设有低压蒸汽发生器(1.9)和除氧器(4)，所述除氧器(4)与所述低压蒸汽发生器(1.9)共用同一水箱。2.根据权利要求1所述的联合循环的热电联供系统，其特征在于，所述中压系统包括依次连通的中压省煤器(1.4)、中压蒸汽发生器(1.5)、中压过热器(1.6)和再热器(1.7)，所述冷再热蒸汽管道(2.2)与所述再热器(1.7)的入口连通，所述再热器(1.7)的出口与所述中压进汽管道(2.3)连通。3.根据权利要求2所述的联合循环的热电联供系统，其特征在于，所述高压系统包括依次连通的高压省煤器(1.1)、高压蒸汽发生器(1.2)和高压过热器(1.3)；所述除氧器(4)的出口连接有高中压给水泵(6)，所述高中压给水泵(6)的出口与所述中压省煤器(1.4)、所述高压省煤器(1.1)均连接。4.根据权利要求2所述的联合循环的热电联供系统，其特征在于，在所述中压过热器(1.6)与所述再热器(1.7)之间的蒸汽管道上设有中压系统保压阀(1.11)。5.根据权利要求1所述的联合循环的热电联供系统，其特征在于，在所述冷段抽汽支路(2.5)上还设有冷段抽汽关断阀(2.55)，所述冷段抽汽关断阀(2.55)位于所述冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立建，赵忠伟，刘冀，撒兰波，严培，刘纪伟，金益波，李杨，顾晓鸥，于兰兰，金光勋，彭运洪，程凯，陈倪，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，上海汽轮机厂有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31