一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统及其控制方法。调节系统包括进汽阀、冷却蒸汽系统、压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和控制系统，冷却蒸汽系统包括设置在进汽阀周围的多个小旁路，多个小旁路并联布置，每个小旁路上对应设置一个小型阀门，小旁路的进汽口位于进汽阀的上游，小旁路的出汽阀位于进汽阀的下游。本发明专利技术提供的调节系统可实时控制和测量计算系统通流流量，使机组在低压缸小容积流量工况下鼓风及动应力带来的低压缸末级叶片损伤风险降到最低，同时也能够保护汽轮机中低压连通管因高速气流激振带来的安全风险。带来的安全风险。带来的安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及火电厂汽轮机供热及调峰
，尤其涉及一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]当前，供热机组供热扩容及电调峰改造大量采用低压缸零出力技术进行改造，改造完成后，机组在小容积流量工况运行时，低压缸末级处于鼓风工况运行。过低的低压冷却蒸汽流量导致低压缸末级后温度和低压排汽缸温度升高，造成高温损伤；过高的低压冷却蒸汽流量导致末级叶片动应力激增，叶片断裂风险提高，因此，需要对低压冷却蒸汽流量进行精准调节。
[0003]现阶段，机组低压缸零出力改造主要采用增设较大口径的低压缸冷却蒸汽旁路，并设置流量孔板及调节阀组的方式进行低压冷却蒸汽流量的调节，该方式不仅系统布置难度较大，占用汽轮机平台空间较多，而且由于管道在汽轮机中压缸排汽和低压缸进汽接口受力偏大，造成漏汽及机组振动增大的危害。另外，直接采用低压缸进汽蝶阀开度调节进行流量粗调的方式，调节精度较低，不能满足低压缸零出力的控制要求。
[0004]此外，目前已有的调节方式，由于冬季供热时期低压缸进汽蝶阀在极小开度工况下长期运行，加之冷却蒸汽管道单侧进、出蒸汽，造成阀后临界流速的蒸汽流体直接与汽轮机中低压连通管产生冲击、摩擦作用，造成高负荷供热汽轮机组连通管振动偏大。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统。该低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统可精确控制和测量进入低压缸的蒸汽质量流量。
[0006]本专利技术实施例还提出一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统的控制方法。
[0007]一方面，本专利技术提出了一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统，包括：
[0008]进汽阀，所述进汽阀设置在中压缸的排汽口或低压缸的进汽口；
[0009]冷却蒸汽系统，所述冷却蒸汽系统包括设置在所述进汽阀周围的多个小旁路，所述多个小旁路并联布置，每个所述小旁路上对应设置一个小型阀门，所述小旁路的进汽口位于所述进汽阀的上游，所述小旁路的出汽口位于所述进汽阀的下游；
[0010]压力传感器，所述压力传感器设置在所述进汽阀上游，用于测定上游蒸汽压力；
[0011]第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述进汽阀上游，用于测量上游蒸汽温度；
[0012]第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述低压缸的温度测量位点，用于测量低压缸次末级的温度；
[0013]控制系统，所述进汽阀、所述小型阀门、所述压力传感器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制系统电连接。
[0014]在一些实施例中，所述中压缸和所述低压缸通过中低压连通管连接，所述进汽阀设置在所述中低压连通管上。
[0015]在一些实施例中，所述中低压连通管以所述进汽阀为界分为上游蒸汽管道和下游蒸汽管道，所述小旁路的所述进汽口连通所述上游蒸汽管道外壁面，所述小旁路的所述出汽口内嵌于所述下游蒸汽管道内壁面。
[0016]在一些实施例中，所述小旁路的所述进汽口的蒸汽流动方向与所述进汽阀中蒸汽流动方向所成的夹角小于90
°
，所述小旁路的所述出汽口的蒸汽流动方向与所述下游蒸汽管道轴线平行。
[0017]在一些实施例中，流经所述小旁路的过热水蒸气的质量流量为：
[0018][0019]其中，M为通过小旁路的蒸汽质量流量，单位为t/h；p0为上游蒸汽压力，单位为Pa.a；t0为上游蒸汽温度，单位为K；A
x
为小型阀门的设计通流面积，单位为m2。
[0020]在一些实施例中，确定所述小旁路的通流直径的过程包括：
[0021]确定最大冷却蒸汽流量及小旁路数量；
[0022]根据所述最大冷却蒸汽流量及所述小旁路数量确定单个小旁路的设计通流量；
[0023]根据所述单个小旁路的设计通流量、上游蒸汽压力和上游蒸汽温度确定小型阀门的设计通流面积；
[0024]根据所述小型阀门的设计通流面积确定所述小旁路的通流直径。
[0025]在一些实施例中，所述小型阀门为小型球阀或小型蝶阀。
[0026]在一些实施例中，所述小型阀门采用电动方式驱动或气动方式驱动。
[0027]在一些实施例中，所述进汽阀为大型蝶阀。
[0028]另一方面，本专利技术还提出了一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统的控制方法，包括以下步骤：
[0029]进汽阀阀位小于1％时，冷却蒸汽系统开启；
[0030]设定低压缸次末级温度目标值X，判断低压缸次末级温度目标值X与低压缸次末级温度实际值Y的差值Z的大小，若Z＜－10℃，则开启一台小型阀门；若Z＞10℃，则2
‑
4min后，关闭一台小型阀门；若－10℃＜Z＜10℃，则所述冷却蒸汽系统保持现状。
[0031]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0032]本专利技术提供的调节系统可实时控制和测量计算系统通流流量，使机组在低压缸小容积流量工况下鼓风及动应力带来的低压缸末级叶片损伤风险降到最低，同时也能够保护汽轮机中低压连通管因高速气流激振带来的安全风险。
[0033]本专利技术提供的调节系统的出汽口内嵌于下游蒸汽管道内壁面，出口气流的流动方向与管道平行，并紧贴管道内壁，对管壁起到了保护作用，使其不会产生大幅振动。
附图说明
[0034]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0035]图1为汽轮机组低压缸进汽系统图；
[0036]图2为低压缸冷却蒸汽流量调节系统俯视示意图；
[0037]图3为低压缸冷却蒸汽流量调节系统侧视示意图；
[0038]图4为控制系统的控制图；
[0039]图5为低压缸冷却蒸汽流量调节系统控制方法示意图。
[0040]附图标记说明：
[0041]进汽阀1、冷却蒸汽系统2、出汽口3、小型阀门4、第一温度传感器5、第二温度传感器6、驱动器7、进汽口8、中压缸9、低压缸10、压力传感器11、中低压连通管12。
具体实施方式
[0042]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0043]下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统及其控制方法。
[0044]如图1
‑
5所示，本专利技术的低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统，包括：进汽阀1、冷却蒸汽系统2、压力传感器11、第一温度传感器5、第二温度传感器6和控制系统。
[0045]在一些实施例中，进汽阀1设置在中低压连通管12上。中压缸9和低压缸10通过中低压连通管12连接，中压缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压缸冷却蒸汽流量精准调节系统，其特征在于，包括：进汽阀，所述进汽阀设置在中压缸的排汽口或低压缸的进汽口；冷却蒸汽系统，所述冷却蒸汽系统包括设置在所述进汽阀周围的多个小旁路，所述多个小旁路并联布置，每个所述小旁路上对应设置一个小型阀门，所述小旁路的进汽口位于所述进汽阀的上游，所述小旁路的出汽口位于所述进汽阀的下游；压力传感器，所述压力传感器设置在所述进汽阀上游，用于测定上游蒸汽压力；第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述进汽阀上游，用于测量上游蒸汽温度；第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述低压缸的温度测量位点，用于测量低压缸次末级的温度；控制系统，所述进汽阀、所述小型阀门、所述压力传感器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制系统电连接。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中压缸和所述低压缸通过中低压连通管连接，所述进汽阀设置在所述中低压连通管上。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中低压连通管以所述进汽阀为界分为上游蒸汽管道和下游蒸汽管道，所述小旁路的所述进汽口连通所述上游蒸汽管道外壁面，所述小旁路的所述出汽口内嵌于所述下游蒸汽管道内壁面。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述小旁路的所述进汽口的蒸汽流动方向与所述进汽阀中蒸汽流动方向所成的夹角小于90
°
，所述小旁路的所述出汽口的蒸汽流动方向与所述下游蒸汽管道轴线平行。5.如权利要求1所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汀，杨荣祖，谢天，于龙文，王耀文，翟鹏程，穆祺伟，王宏武，张奔，雒青，
申请(专利权)人：西安西热节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：