本發(fā)明涉及一種超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組熱力系統(tǒng),具體涉及一種無除氧器的、配置EC-BEST(Echelon Cycle-Backpressure Extraction Steam Turbine)雙機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的超超臨界二次再熱機(jī)組的熱力系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在超超臨界發(fā)電機(jī)組的熱力循環(huán)系統(tǒng)中,鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動汽輪機(jī)做功,帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,然后成為乏汽,乏汽經(jīng)過汽輪機(jī)低壓缸出口的凝汽器冷卻變?yōu)槟Y(jié)水,凝結(jié)水經(jīng)過升溫再次被送入鍋爐,又在鍋爐中變?yōu)檎羝?,如此循環(huán)往復(fù)。常規(guī)機(jī)組均采用蒸汽一次中間再熱,是將汽輪機(jī)高壓缸排汽送入鍋爐再熱器中再次加熱,然后送回汽輪機(jī)中壓缸和低壓缸繼續(xù)做功。采用二次再熱的系統(tǒng),蒸汽在超高壓缸、高壓缸做功后分別返回鍋爐的一次再熱器、二次再熱器中再次加熱,相比一次再熱系統(tǒng),汽輪機(jī)增加一個超高壓缸。該熱力系統(tǒng)中存在的主要問題是一次再熱和二次再熱后,抽汽的溫度較高,過熱度大,過熱部分的能量也隨汽化潛熱被用來加熱鍋爐給水,影響機(jī)組熱力循環(huán)效率。
為防止熱力循環(huán)系統(tǒng)的氧氣在高溫條件下對鍋爐給水管道、鍋爐受熱面以及熱交換器的氧化腐蝕,消除氧氣等不凝結(jié)氣體對熱交換效率的影響,在熱力循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)計有除氧器,來保證了熱力循環(huán)系統(tǒng)的汽水品質(zhì)。除氧器布置于低壓凝結(jié)水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)之間。除氧器利用汽輪機(jī)抽汽把鍋爐給水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度,并且回收加熱器疏水和鍋爐排污擴(kuò)容器產(chǎn)生的蒸汽等,以減少電廠的汽水損失。但是隨著熱力發(fā)電技術(shù)向大容量、高參數(shù)等方面發(fā)展,研究發(fā)現(xiàn)原來給水的特定處理工藝存在流動加速腐蝕,在給水除氧的還原性環(huán)境下,金屬腐蝕生成的Fe3O4結(jié)構(gòu)疏松,無法使金屬進(jìn)入鈍化區(qū)。通過給水加氧處理的方式,使鍋爐給水的還原性環(huán)境轉(zhuǎn)化為氧化性環(huán)境,將原有的Fe3O4膜變成致密的Fe2O3保護(hù)膜,能夠抑制管路和設(shè)備流動加速腐蝕的發(fā)生。給水加氧技術(shù)的采用對現(xiàn)有熱力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的除氧器提出了挑戰(zhàn),其除氧功能弱化甚至成為多余。除氧器還存在以下弊端:(1)導(dǎo)致鍋爐給水流程復(fù)雜,且降低機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。以除氧器運(yùn)行壓力為基準(zhǔn)將回?zé)嵯到y(tǒng)分為低壓回?zé)嵯到y(tǒng)和高壓回?zé)嵯到y(tǒng)。高壓回?zé)嵯到y(tǒng)中,給水泵為防止氣蝕需要設(shè)置前置泵,而為了保證前置泵安全運(yùn)行,除氧器必須高位布置。低壓回?zé)嵯到y(tǒng)中,凝結(jié)水泵要選擇高揚(yáng)程,以克服高位布置的除氧器沿程阻力。整個給水系統(tǒng)存在一個“升壓(凝泵)-降壓(除氧器)-升壓(前置泵)-升壓(給水泵)”過程,流程復(fù)雜且能量損失巨大。(2)增加工程基礎(chǔ)投資。除氧器高位布置增加了熱力發(fā)電廠土建工程量,并增加了凝結(jié)水管道和給水管路的長度。主廠房中,安置除氧器的除氧間增大了鍋爐房和汽機(jī)房之間的距離,并增加了四大管道投資和管路壓損。(3)高溫高壓容器,存在安全隱患,增加安全管理和運(yùn)行監(jiān)督工作量。熱力發(fā)電廠中,除氧器屬于一類壓力容器,其體積龐大,造價較高,儲存了巨大的介質(zhì)能量,一旦爆破或泄漏,危害極大。國內(nèi)外均發(fā)生過除氧水箱破裂導(dǎo)致人員傷亡的事故。
目前,越來越多的超超臨界機(jī)組在正常運(yùn)行中,采用給水加氧處理方式。取消原有除氧器設(shè)備,降低回?zé)岢槠^熱度,對熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,降低熱力火電廠工程造價和提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能,是超超臨界二次再熱機(jī)組熱力系統(tǒng)發(fā)展趨勢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的超超臨界二次再熱熱力系統(tǒng)的上述不足,本發(fā)明提供一種無除氧器的、配置EC-BEST雙機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的,能夠降低BEST汽輪機(jī)排汽背壓,增加機(jī)組發(fā)電量;能夠取消除氧器和前置泵,簡化鍋爐給水流程;能夠減少大容量高溫高壓容器,提高機(jī)組安全性;能夠降低高壓抽汽過熱度,提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性;能夠“零端差”利用BEST汽輪機(jī)排汽,提高回?zé)嵝?;能夠回收低壓加熱器疏水,減少凝汽器冷端損失的超超臨界二次再熱機(jī)組熱力系統(tǒng)。
為了解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng),包括鍋爐,所述的鍋爐包括連通的進(jìn)汽口I、出汽口I和連通的進(jìn)汽口II和出汽口II;出汽口I和大汽輪機(jī)超高壓缸進(jìn)汽口連通;所述的大汽輪機(jī)超高壓缸的排汽口又分別與鍋爐的進(jìn)汽口II、BEST汽輪機(jī)的進(jìn)汽口和高壓加熱器的進(jìn)汽口連通;所述鍋爐的出汽口II與依次串聯(lián)的大汽輪機(jī)的高壓缸、中壓缸、低壓缸連通,帶動大汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電;所述的大汽輪機(jī)的乏汽出口與依次串聯(lián)的凝汽器、一級凝結(jié)水泵、軸封加熱器、低壓混合式加熱器、二級凝結(jié)水泵、多級低壓加熱器、鍋爐給水泵和多級高壓加熱器連通;且沿著鍋爐給水方向,位于末級的高壓加熱器的蒸汽出口與進(jìn)汽口I連通。大汽輪機(jī)中、低壓缸抽汽回?zé)崮Y(jié)水;BEST汽輪機(jī)抽汽回?zé)徨仩t給水;系統(tǒng)不設(shè)除氧器。
進(jìn)一步的,所述的多級低壓加熱器、多級高壓加熱器各自包括多個依次串聯(lián)的低壓加熱器或者多個依次串聯(lián)的高壓加熱器,且低壓加熱器和高壓加熱器均為表面式加熱器。
具體的工藝過程如下:
蒸汽由鍋爐中流出,進(jìn)入大汽輪機(jī)超高壓缸中做功,排汽分為三路,第一路返回鍋爐再次加熱,第二路進(jìn)入BEST汽輪機(jī)中做功并提供各級高壓抽汽,第三路進(jìn)入高壓加熱器中加熱鍋爐給水。
返回鍋爐的蒸汽再次流出,依次進(jìn)入大汽輪機(jī)高壓缸、中壓缸、低壓缸中做功,帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,最后成為乏汽,進(jìn)入凝汽器中冷凝為凝結(jié)水,流入一級凝結(jié)水泵中升壓,流經(jīng)軸封加熱器,進(jìn)入低壓混合式加熱器中,經(jīng)加熱除氧,進(jìn)入二級凝結(jié)水泵,升壓后逐級流經(jīng)各級表面式低壓加熱器,進(jìn)入鍋爐給水泵,升壓后成為高壓給水,逐級流經(jīng)各級表面式高壓加熱器,最后進(jìn)入鍋爐完成循環(huán)。
進(jìn)一步的,所述的BEST汽輪機(jī)的排汽口與低壓混合式加熱器的進(jìn)汽口連通,加熱除氧低溫低壓凝結(jié)水。
進(jìn)一步的,所述的混合式低壓加熱器可以獨(dú)立設(shè)置于任意一級低壓加熱器前或后,也可以替代任意一級表面式低壓加熱器,接收大汽輪機(jī)中、低壓缸抽汽。
進(jìn)一步的,沿鍋爐給水流動方向,第一級表面式低壓加熱器的疏水排入混合式低壓加熱器中,不再排入凝汽器,減少在凝汽器中產(chǎn)生的冷端損失。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中采用的低壓混合式加熱器利用小機(jī)排汽將低溫低壓凝結(jié)水加熱至飽和水狀態(tài),將凝結(jié)水中溶解的氧及其他不凝結(jié)氣體脫除。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中采用的低壓混合式加熱器可以在汽側(cè)接入輔助蒸汽來加熱凝結(jié)水。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中采用的凝汽器具有除氧功能。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中鍋爐給水采用加氧處理,可以在任一低壓凝結(jié)水管道上設(shè)置加藥點(diǎn),機(jī)組正常運(yùn)行中,給水中的含氧量通過加藥量調(diào)節(jié)。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中凝汽器出口設(shè)置一級凝結(jié)水泵,其揚(yáng)程只需滿足低壓混合式加熱器給水入口壓力;低壓混合式加熱器出口設(shè)置二級凝結(jié)水泵,其揚(yáng)程只需滿足鍋爐給水至給水泵前的低壓加熱器與管道的沿程阻力。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中除混合式低壓加熱器外,如其他低壓加熱器全部采用表面式,可以取消傳統(tǒng)鍋爐給水系統(tǒng)中鍋爐給水泵入口的前置泵,給水泵入口壓力直接由二級凝結(jié)水泵提供。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中鍋爐給水泵入口前一級(沿鍋爐給水流動方向)的低壓加熱器可以選用汽水混合器,以減少加熱器的換熱端差。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中任意一個表面式高壓或低壓加熱器都可以選用汽水混合器。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中大汽輪機(jī)為超超臨界機(jī)組。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中汽輪發(fā)電機(jī)組采用二次再熱的熱力系統(tǒng)。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中采用EC-BEST雙機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的BEST汽輪機(jī)來驅(qū)動鍋爐給水泵。
進(jìn)一步的,本發(fā)明中BEST汽輪機(jī)配備小發(fā)電機(jī)。
進(jìn)一步的,所述的汽輪機(jī)設(shè)置有多路抽汽管道與表面式加熱器相連通。
進(jìn)一步的,所述的多級低壓加熱器之間以及與凝結(jié)水泵之間通過凝結(jié)水管道相連接,所述的多級高壓加熱器之間以及高壓加熱器和給水泵之間、以及高壓加熱器和鍋爐之間通過給水管道相連接。
進(jìn)一步的,任意一級的低壓加熱器或者高壓加熱器均設(shè)置疏水泵。
進(jìn)一步的,任意一級的低壓加熱器或者高壓加熱器都設(shè)置外置蒸汽冷卻器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
(1)取消除氧器,減少大容量高溫高壓設(shè)備,提高了機(jī)組安全性。本發(fā)明中采用BEST汽輪機(jī)排汽進(jìn)入低壓混合式加熱器中熱力除氧低溫低壓凝結(jié)水;采用具有除氧功能的凝汽器設(shè)備;采用鍋爐給水加氧工藝,在低壓凝結(jié)水管道上設(shè)置化學(xué)加藥點(diǎn),三項措施協(xié)同控制鍋爐給水含氧量,保證機(jī)組運(yùn)行過程中,給水含氧量滿足要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明不再需要設(shè)置除氧器。除氧器屬于一類壓力容器,高溫高壓,體積龐大,高位布置,儲存巨大介質(zhì)能量,一旦爆破或泄漏,危害極大,對機(jī)組無事故運(yùn)行構(gòu)成極大安全隱患。本發(fā)明提高了機(jī)組安全性。
(2)降低BEST汽輪機(jī)排汽背壓,增加了BEST汽輪機(jī)發(fā)電量。根據(jù)廠用電需求,BEST汽輪機(jī)可配備一臺小發(fā)電機(jī),對外供電?,F(xiàn)有技術(shù)中,BEST汽輪機(jī)的排汽進(jìn)入除氧器,受除氧器工作壓力限制,BEST汽輪機(jī)排汽背壓高且溫度高,排汽的能量品位較高,仍然具有推動汽輪機(jī)做功發(fā)電的能力,卻被直接用于加熱除氧器中的鍋爐給水。本發(fā)明中,BEST汽輪機(jī)的排汽進(jìn)入低壓混合式加熱器中,用于加熱低溫低壓凝結(jié)水,其排汽背壓和溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于除氧器的工作參數(shù),排汽的能量品位極低,極大限度利用排汽中的能量增加了BEST汽輪機(jī)發(fā)電量。
(3)減少凝汽器冷端損失,提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性?,F(xiàn)有技術(shù)中,主汽輪機(jī)低壓缸末級抽汽對應(yīng)的低壓加熱器的疏水直接排入凝汽器中,增加了凝汽器的冷端損失。本發(fā)明中,沿著鍋爐給水方向,第一級抽汽對應(yīng)的低壓加熱器的疏水排入低壓混合式加熱器中,用于加熱低溫低壓凝結(jié)水,減少了進(jìn)入凝汽器中的疏水量,降低了冷端損失,提高了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。
(4)簡化鍋爐給水流程工藝?,F(xiàn)有技術(shù)中,高壓回?zé)嵯到y(tǒng)的給水泵為防止氣蝕需要設(shè)置前置泵,而為了保證前置泵安全運(yùn)行,除氧器必須高位布置;低壓回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水泵要選擇高揚(yáng)程,以克服高位布置的除氧器沿程阻力。整個給水系統(tǒng)存在一個“升壓(凝泵)-降壓(除氧器)-升壓(前置泵)-升壓(給水泵)”過程,流程復(fù)雜且能量損失巨大。本發(fā)明中,將除氧器改為表面式加熱器,并取消給水泵的前置泵,給水泵的進(jìn)水壓力由二級凝結(jié)水泵經(jīng)過各級低壓加熱器后提供,整個給水系統(tǒng)簡化為“升壓(一級凝泵)-升壓(二級凝泵)-升壓(給水泵)”過程。
(5)降低機(jī)組運(yùn)行控制難度。由于除氧器改為表面式加熱器,原來的除氧器水箱水位不需要控制,可以取消凝結(jié)水系統(tǒng)的除氧器水位調(diào)節(jié)站,凝結(jié)水泵采用變頻調(diào)節(jié),使凝結(jié)水量滿足負(fù)荷變化的需要。
(6)降低了凝結(jié)水泵揚(yáng)程?,F(xiàn)有技術(shù)中,為防止給水泵及前置泵汽蝕,除氧器都采用高位布置,導(dǎo)致凝結(jié)水泵揚(yáng)程較大,需要克服各級表面式低壓加熱器的阻力,管道閥門沿程阻力,以及除氧器的布置高度。本發(fā)明中,低壓混合式加熱器不需要高位布置,一級凝結(jié)水泵揚(yáng)程只需滿足低壓混合式加熱器中的凝結(jié)水飽和壓力及沿程阻力。二級凝結(jié)水泵揚(yáng)程只需滿足凝結(jié)水到給水泵入口前流經(jīng)的各級低壓加熱器阻力和管道閥門沿程阻力。兩級凝結(jié)水泵的揚(yáng)程總和小于現(xiàn)有技術(shù)所需揚(yáng)程。
(7)節(jié)省廠用電量,提高機(jī)組效益。本發(fā)明中,低壓混合式加熱器不需要高位布置,兩級凝結(jié)水泵的揚(yáng)程總和小于現(xiàn)有技術(shù)中除氧器高位布置所需的凝泵揚(yáng)程,需要配備的凝結(jié)水泵功率減小,運(yùn)行過程中的電廠自用電量減少,機(jī)組對外供電量增加,經(jīng)濟(jì)性提高。
(8)節(jié)省工程基礎(chǔ)投資。本發(fā)明中采用表面式加熱器取代了除氧器,取消了高位布置,減少了土建基礎(chǔ)工程量,并縮減了凝結(jié)水管道和給水管路的長度。本發(fā)明中在電廠主廠房中取消了除氧間,減小了鍋爐房和汽機(jī)房之間的距離,并減少了四大管道投資和管路壓損,節(jié)省了工程投資,并提高了系統(tǒng)效率。
(9)降低系統(tǒng)成本。本發(fā)明中從BEST汽輪機(jī)中抽汽,抽汽溫度低,降低了相關(guān)抽汽管道、閥門、加熱器的材料等級,節(jié)約了管道、閥門及設(shè)備的制造成本;BEST汽輪機(jī)汽源為主汽輪機(jī)的高壓缸排汽,這部分蒸汽將不再進(jìn)入再熱系統(tǒng),可顯著減少進(jìn)入再熱器的蒸汽流量,減少再熱器的換熱面積,從而降低再熱系統(tǒng)的造價。
(10)降低汽輪機(jī)抽汽的過熱度,提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性?,F(xiàn)有技術(shù)中,一次再熱、二次再熱汽輪發(fā)電機(jī)組的抽汽來源于大汽輪機(jī),抽汽溫度高,過熱度大。本發(fā)明中利用大汽輪機(jī)超高壓缸的部分排汽驅(qū)動BEST汽輪機(jī),從BEST汽輪機(jī)中抽汽,利用過熱度較低的抽汽和排汽,進(jìn)入加熱器來加熱凝結(jié)水和給水,可提高熱力循環(huán)效率。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
圖2是本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)中低壓混合式加熱器同時接收BEST汽輪機(jī)排汽和大汽輪機(jī)末級抽汽的系統(tǒng)圖。
圖3是本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)中低壓混合式加熱器同時接收BEST汽輪機(jī)排汽和大汽輪倒數(shù)第二級低壓抽汽的系統(tǒng)圖。其中,連接的大汽輪機(jī)的低壓抽汽可以為任意一級。
圖4是本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)中給水泵入口前一級低壓加熱器采用汽水混合器的系統(tǒng)圖。其中,任意一級給水(凝結(jié)水)加熱器都可以采用汽水混合器。
圖5是本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)中大汽輪機(jī)倒數(shù)第三級抽汽對應(yīng)的加熱器設(shè)置疏水泵的系統(tǒng)圖。其中,任意一級給水(凝結(jié)水)加熱器都可以設(shè)置疏水泵。
圖6是本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)中末級給水加熱器(給水流動方向)設(shè)置外置蒸汽冷卻器的系統(tǒng)圖。其中,任意一級給水(凝結(jié)水)加熱器都可以設(shè)置外置蒸汽冷卻器。
圖中:1.鍋爐;2.大汽輪機(jī)超高壓缸;3.大汽輪機(jī)高壓缸;4.大汽輪機(jī)中壓缸;5.大汽輪機(jī)低壓缸;6.發(fā)電機(jī);7.BEST汽輪機(jī);8.凝汽器;9.一級凝結(jié)水泵;10.軸封加熱器;11.低壓混合式加熱器;12.二級凝結(jié)水泵;13.表面式低壓加熱器;14.鍋爐給水泵;15.表面式高壓加熱器;16.汽水混合器;17.疏水泵;18.外置蒸汽冷卻器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種無除氧器的、配置EC-BEST雙機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的,能夠取消除氧器,減少大容量高溫高壓設(shè)備,提高了機(jī)組安全性;能夠降低BEST汽輪機(jī)排汽背壓,增加了BEST汽輪機(jī)發(fā)電量;能夠取消前置泵,簡化鍋爐給水流程工藝;能夠降低機(jī)組運(yùn)行控制難度;能夠降低了凝結(jié)水泵揚(yáng)程;能夠節(jié)省廠用電量,提高機(jī)組效益;能夠節(jié)省工程基礎(chǔ)投資;能夠降低系統(tǒng)成本;能夠減少凝汽器冷端損失,提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性;能夠降低汽輪機(jī)抽汽的過熱度,提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的超超臨界二次再熱機(jī)組熱力系統(tǒng)。
針對現(xiàn)有技術(shù)的超超臨界二次再熱熱力系統(tǒng)的不足,為了解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明的提供一種超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng),主要解決的現(xiàn)有熱力系統(tǒng)存在的以下技術(shù)問題:
(1)現(xiàn)有系統(tǒng)中設(shè)置除氧器,是大容量的高溫高壓設(shè)備,存在安全隱患,降低了機(jī)組安全性。如果不采用除氧器,鍋爐給水的含氧量無法調(diào)節(jié),機(jī)組運(yùn)行安全性難以保證。
(2)現(xiàn)有系統(tǒng)中BEST汽輪機(jī)排汽背壓高。BEST汽輪機(jī)的排汽進(jìn)入除氧器,受除氧器工作壓力限制,BEST汽輪機(jī)排汽背壓高且溫度高,排汽的能量品位較高,仍然具有推動汽輪機(jī)做功發(fā)電的能力未被利用。
(3)現(xiàn)有系統(tǒng)中凝汽器冷端損失大。主汽輪機(jī)低壓缸末級抽汽對應(yīng)的低壓加熱器的疏水直接排入凝汽器中,增加了凝汽器的冷端損失,降低了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。
(4)現(xiàn)有系統(tǒng)中鍋爐給水流程工藝復(fù)雜,高壓回?zé)嵯到y(tǒng)的給水泵為防止氣蝕需要設(shè)置前置泵,而為了保證前置泵安全運(yùn)行,除氧器必須高位布置;低壓回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水泵要選擇高揚(yáng)程,以克服高位布置的除氧器沿程阻力。整個給水系統(tǒng)存在一個“升壓(凝泵)-降壓(除氧器)-升壓(前置泵)-升壓(給水泵)”過程,流程復(fù)雜且能量損失巨大。
(5)現(xiàn)有系統(tǒng)中機(jī)組運(yùn)行控制難度較大。除氧器配備有除氧水箱,其水位需要控制,需設(shè)置凝結(jié)水系統(tǒng)的除氧器水位調(diào)節(jié)站,且凝結(jié)水泵需采用變頻調(diào)節(jié),以滿足負(fù)荷變化的需要。
(6)現(xiàn)有系統(tǒng)中需要配置的凝結(jié)水泵揚(yáng)程較大。為防止給水泵及前置泵汽蝕,除氧器都采用高位布置,凝結(jié)水泵需要較大揚(yáng)程,以克服各級表面式低壓加熱器的阻力、管道閥門沿程阻力以及除氧器的布置高度。
(7)現(xiàn)有系統(tǒng)中廠用電量較大。系統(tǒng)配備的凝泵揚(yáng)程較大,配置電機(jī)功率大,消耗的廠用電量也較大。
(8)現(xiàn)有系統(tǒng)中工程基礎(chǔ)投資高。除氧器高位布置,增加了土建基礎(chǔ)工程量,并增加了凝結(jié)水管道和給水管路的長度。如設(shè)置除氧間,鍋爐房和汽機(jī)房之間的距離將更大,會進(jìn)一步增加四大管道投資和管路壓損,增加工程投資。
(9)現(xiàn)有系統(tǒng)中系統(tǒng)成本高。從大汽輪機(jī)中抽汽,抽汽溫度高,導(dǎo)致相關(guān)抽汽管道、閥門、設(shè)備的材料等級要求高,制造成本高。
(10)現(xiàn)有系統(tǒng)中汽輪機(jī)抽汽的過熱度大,降低了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。一次再熱、二次再熱汽輪發(fā)電機(jī)組的抽汽來源于大汽輪機(jī),抽汽溫度高,過熱度大,直接用于加熱鍋爐給水,熱損失大。
具體的結(jié)構(gòu)如下:
如圖1所示,本發(fā)明的超超臨界機(jī)組二次再熱雙機(jī)回?zé)釤o除氧器熱力系統(tǒng)的系統(tǒng),主要包括:圖中:1.鍋爐;2.大汽輪機(jī)超高壓缸;3.大汽輪機(jī)高壓缸;4.大汽輪機(jī)中壓缸;5.大汽輪機(jī)低壓缸;6.發(fā)電機(jī);7.BEST汽輪機(jī);8.凝汽器;9.一級凝結(jié)水泵;10.軸封加熱器;11.低壓混合式加熱器;12.二級凝結(jié)水泵;13.表面式低壓加熱器;14.鍋爐給水泵;15.表面式高壓加熱器。
所述的鍋爐包括連通的進(jìn)汽口I、出汽口I和連通的進(jìn)汽口II和出汽口II;出汽口I和大汽輪機(jī)超高壓缸進(jìn)汽口連通;所述的大汽輪機(jī)超高壓缸的排汽口又分別與鍋爐的進(jìn)汽口II、BEST汽輪機(jī)的進(jìn)汽口和高壓加熱器的進(jìn)汽口連通;所述鍋爐的出汽口II與依次串聯(lián)的大汽輪機(jī)高壓缸、中壓缸、低壓缸連通,帶動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電;所述的大汽輪機(jī)的乏汽出口與依次串聯(lián)的凝汽器、一級凝結(jié)水泵、軸封加熱器、低壓混合式加熱器、二級凝結(jié)水泵、多級低壓加熱器、鍋爐給水泵和多級高壓加熱器連通;且沿著鍋爐給水方向,位于末級的高壓加熱器的蒸汽出口與進(jìn)汽口I連通。
進(jìn)一步的,所述的多級低壓加熱器、多級高壓加熱器各自包括多個依次串聯(lián)的低壓加熱器或者多個依次串聯(lián)的高壓加熱器,且低壓加熱器和高壓加熱器均為表面式加熱器。
具體工作方式為:
蒸汽由鍋爐1中流出,進(jìn)入大汽輪機(jī)超高壓缸2中做功,排汽分為三路,第一路返回鍋爐再次加熱,第二路進(jìn)入BEST汽輪機(jī)7中做功并提供各級高壓抽汽,第三路進(jìn)入高壓加熱器15中加熱鍋爐給水。
返回鍋爐1的蒸汽再次流出,依次進(jìn)入大汽輪機(jī)高壓缸3、中壓缸4、低壓缸5中做功,帶動發(fā)電機(jī)6發(fā)電,最后成為乏汽,進(jìn)入凝汽器8中冷凝為凝結(jié)水,流入一級凝結(jié)水泵9中升壓,流經(jīng)軸封加熱器10,進(jìn)入低壓混合式加熱器11中,經(jīng)加熱除氧,進(jìn)入二級凝結(jié)水泵12,升壓后逐級流經(jīng)各級表面式低壓加熱器13,進(jìn)入鍋爐給水泵14,升壓后成為高壓給水,逐級流經(jīng)各級表面式高壓加熱器15,最后進(jìn)入鍋爐完成循環(huán)。
本發(fā)明中將BEST汽輪機(jī)排汽引入低壓混合式加熱器,加熱除氧低溫低壓凝結(jié)水。
本發(fā)明中采用表面式低壓加熱器取代現(xiàn)有技術(shù)中的除氧器,且不再進(jìn)行高位布置。
本發(fā)明中采用的低壓混合式加熱器利用小機(jī)排汽將低溫低壓凝結(jié)水加熱至飽和水狀態(tài),將凝結(jié)水中溶解的氧及其他不凝結(jié)氣體脫除。
本發(fā)明中混合式低壓加熱器可以獨(dú)立設(shè)置于任意一級低壓加熱器前或后,也可以替代任意一級表面式低壓加熱器,接收大汽輪機(jī)中、低壓缸抽汽。
本發(fā)明中混合式低壓加熱器可以為鍋爐給水第一級抽汽回?zé)峒訜崞?沿鍋爐給水流動方向,不計軸封加熱器),第二級表面式低壓加熱器的疏水排入低壓混合式加熱器中,不再排入凝汽器,減少在凝汽器中產(chǎn)生的冷端損失。
本發(fā)明中采用的低壓混合式加熱器可以在汽側(cè)接入輔助蒸汽來加熱凝結(jié)水。
本發(fā)明中采用的凝汽器具有除氧功能。
本發(fā)明中鍋爐給水采用加氧處理,可以在任一低壓凝結(jié)水管道上設(shè)置加藥點(diǎn),機(jī)組正常運(yùn)行中,給水中的含氧量通過加藥量調(diào)節(jié)。
本發(fā)明中凝汽器出口設(shè)置一級凝結(jié)水泵,其揚(yáng)程只需滿足低壓混合式加熱器給水入口壓力;低壓混合式加熱器出口設(shè)置二級凝結(jié)水泵,其揚(yáng)程只需滿足鍋爐給水至給水泵前的低壓加熱器與管道的沿程阻力。
本發(fā)明中除混合式低壓加熱器外,如其他低壓加熱器全部采用表面式,可以取消鍋爐給水泵入口的前置泵,給水泵入口壓力直接由二級凝結(jié)水泵提供。
本發(fā)明中鍋爐給水泵入口前一級(沿鍋爐給水流動方向)的低壓加熱器可以選用汽水混合器,以減少加熱器的換熱端差。
本發(fā)明中任意一個表面式高壓或低壓加熱器都可以選用汽水混合器。
本發(fā)明中汽輪發(fā)電機(jī)組為超超臨界機(jī)組。
本發(fā)明中汽輪發(fā)電機(jī)組采用二次再熱的熱力系統(tǒng)。
本發(fā)明中采用EC-BEST雙機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的BEST汽輪機(jī)來驅(qū)動鍋爐給水泵。
本發(fā)明中BEST汽輪機(jī)配備小發(fā)電機(jī)。
在圖2中,低壓混合式加熱器11同時接收BEST汽輪機(jī)排汽和大汽輪機(jī)的末級抽汽,圖2中沒標(biāo)注的部件含義與圖1中完全相同。
在圖3中,低壓混合式加熱器11同時接收BEST汽輪機(jī)排汽和大汽輪的倒數(shù)第二級低壓抽汽。其中,連接的大汽輪機(jī)的低壓抽汽可以為任意一級;圖3中沒標(biāo)注的部件含義與圖1中完全相同。
在圖4中,給水泵入口前一級低壓加熱器采用汽水混合器。其中,任意一級高壓或低壓加熱器(給水或者凝結(jié)水加熱器)都可以采用汽水混合器;圖4中沒標(biāo)注的部件含義與圖1中完全相同。
在圖5中,大汽輪機(jī)倒數(shù)第三級抽汽對應(yīng)的加熱器設(shè)置疏水泵。其中,任意一級高壓或低壓加熱器(給水或者凝結(jié)水加熱器)都可以設(shè)置疏水泵;圖5中沒標(biāo)注的部件含義與圖1中完全相同。
在圖6中,末級給水加熱器(給水流動方向)設(shè)置外置蒸汽冷卻器。其中,任意一級高壓或低壓加熱器(給水或者凝結(jié)水加熱器)都可以設(shè)置外置蒸汽冷卻器;圖6中沒標(biāo)注的部件含義與圖1中完全相同。
上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。