低加軸加多級回熱熱壓式抽真空系統(tǒng)及其調節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種結合低壓加熱器以及軸封加熱器的多級回熱熱壓式抽真空系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含動力蒸汽穩(wěn)壓裝置、多級熱壓機、以及連接相關裝置的閥門和管件。熱壓機動力氣源采用輔助蒸汽，不耗廠用電，維護簡單；冷凝裝置采用電廠原有設備，不僅節(jié)省了設備占地面積，便于電廠改造，而且引射的乏汽經回熱系統(tǒng)回收，余熱得到了進一步的利用，提高了節(jié)能效果。
【專利說明】
低加軸加多級回熱熱壓式抽真空系統(tǒng)及其調節(jié)方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及發(fā)電廠凝汽器抽真空系統(tǒng)及其調節(jié)方法，尤其是低加軸加多級回熱熱 壓式抽真空系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 電廠中凝汽器的真空是汽輪機各項參數中對機組出力和煤耗率影響很大的參數， 是影響機組經濟、安全運行的一個重要指標，而對于目前我國在運行機組，尤其是國產引進 型300MW機組，運行真空低于設計值是普遍存在的問題，嚴重影響機組經濟性。目前電廠普 遍采用的是W水環(huán)真空累為基礎設備的抽真空系統(tǒng)，此套系統(tǒng)在實際運行中易受到工作介 質水溫、凝汽器漏入空氣量、吸氣壓力等因素的限制，尤其是工作水溫的升高將導致真空累 抽氣能力急劇下降，并且容易在葉輪表面發(fā)生局部水蝕現象，累體噪音很大而且長時間運 行易導致葉片的斷裂，威脅機組的運行安全;真空累抽出的不凝結氣體中含有水蒸汽較多， 易造成真空累出口汽水分離器的溢流，從而浪費了大量的除鹽水，水蒸汽的熱量也不能得 到回收利用。申請?zhí)枮?01410144140.6的中國專利公開了一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射 抽真空系統(tǒng)，蒸汽噴射器采用高溫蒸汽為動力，無需廠用電而且維護成本低，但系統(tǒng)中未考 慮抽吸過來的水蒸汽的余熱利用，在節(jié)能方面還有進一步的挖掘潛力，而且針對每個蒸汽 噴射器都需要配備一個相對應的冷凝裝置，設備占地面積大，初投資高。申請?zhí)枮?201020226307.0的中國專利公開了一種應用于抽真空系統(tǒng)中的兩級串聯的射汽抽氣器，其 考慮了抽吸過來乏汽的熱、量的回收，但與前一個專利相同，需要給射汽抽氣器配置冷凝 器，占地面積大，投資費用高。
[0003] 現有技術中存在的主要缺陷在于：
[0004] 1、水環(huán)真空累抽真空系統(tǒng)噪音大、累體易氣蝕，維護工作量大，電耗較高，抽吸過 來的水蒸汽熱、量回收利用率差；
[0005] 2、多級蒸汽噴射裝置應用于抽真空系統(tǒng)，占地面積大，投資費用高。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種結合低壓加熱器W及軸封加熱器的多級回熱熱壓式抽真空系 統(tǒng)，此系統(tǒng)包含動力蒸汽穩(wěn)壓裝置、多級熱壓機、W及連接相關裝置的閥口和管件。熱壓機 動力氣源采用輔助蒸汽，不耗廠用電，維護簡單;冷凝裝置采用電廠原有設備，不僅節(jié)省了 設備占地面積，便于電廠改造，而且引射的乏汽經回熱系統(tǒng)回收，余熱得到了進一步的利 用，提高了節(jié)能效果。
[0007] 具體的，為了解決上述問題，發(fā)明了一種新型的多級熱壓式抽真空系統(tǒng)，此系統(tǒng)主 要包括汽輪機低壓缸（1)，凝汽器(2)，八號低壓加熱器(3)，軸封加熱器(4)，第一、二、Ξ級 熱壓機(5、6、7)，蒸汽穩(wěn)壓裝置(8)，凝結水累(9)，軸加風機（10) W及連接相關裝置之間的 管道和閥口等，其中主要的閥口有:第一級熱壓機高壓側進汽閥（11)，第一級熱壓機排汽閥 (12)，第一級熱壓機乏汽側進汽閥（13)，第二級熱壓機乏汽進汽閥（14)。當系統(tǒng)正常運行 時，第一級熱壓機巧）、第二級熱壓機(6)和第Ξ級熱壓機(7)的動力蒸汽取自經蒸汽穩(wěn)壓裝 置(8)穩(wěn)壓后的輔助蒸汽，第一級熱壓機直接與凝汽器(2)連接，引射的凝汽器內不凝結氣 體與部分乏汽，混合后的排汽作為第二級熱壓機低壓側進汽與動力蒸汽混合后，其排汽進 入八號低壓加熱器，經冷卻后不凝結氣體進入第Ξ級熱壓機，第Ξ級熱壓機的排汽進入軸 封加熱器(4)繼續(xù)冷卻，最后經軸加風機（10)抽吸排放到大氣。其中汽輪機低壓缸（1)連接 凝汽器(2)、八號低壓加熱器(3)，凝汽器(2)分別與第一、二級熱壓機(5、6)連接，可W在不 同工況下切換使用，第一、二級熱壓機(5、6)之間串聯連接，第二級熱壓機(6)連接對應的八 號低壓加熱器(3)，第Ξ級熱壓機(7)連接八號低壓加熱器(3)、軸封加熱器(4)，軸封加熱器 (4)連接軸加風機(10)，蒸汽穩(wěn)壓裝置(8)分別與第一、二、Ξ級熱壓機(5、6、7)連接。
[0008] Ξ級熱壓機同時投入的時候為串聯關系，當凝汽器背壓提高后，可W切除第一級 熱壓機，凝汽器內不凝結氣體直接進入第二級熱壓機，整個抽真空系統(tǒng)由原來的Ξ級串聯 改變?yōu)閮杉壌摗Ｍ肚械募s束條件為：
[0009] 定義凝汽器背壓Ps，運行最低背壓Ps,min，最高背壓Ps,max;八號低壓加熱器最低運行 壓力Pd, min,最高運行壓力Pd, max。設計第一級熱壓機低壓側入口壓力為Ps,min,第一級熱壓機 混合蒸汽出口壓力Pd, 1，且滿足：
[0010]
[0011] 第二級熱壓機設計出口壓力不小于Pd,max,低壓側氣體入口壓力為Pd,1;第Ξ級熱壓 機出口壓力維持微負壓，低壓側吸入壓力取八號低壓加熱器長期運行工況點下的對應壓 力。熱壓機采用可調式熱壓機，滿足靈活調節(jié)的功能。
[0012] 投切的具體調節(jié)方法如下：
[0013] (1)當凝汽器背壓處于較低值時，開啟第一級熱壓機高壓側進汽閥（11)，第一級熱 壓機排汽閥（12)、第一級熱壓機乏汽側進汽閥（13)，關閉第二級熱壓機乏汽進汽閥（14)，Ξ 級熱壓機均投入使用，Ξ者為串聯關系，第一級熱壓機抽吸凝汽器內不凝結氣體后混合排 汽直接進入第二級熱壓機，第二級熱壓機排汽再進入軸封加熱器冷卻，冷凝后不凝結氣體 經第Ξ級熱壓機抽吸后混合，其排汽進入軸封加熱器冷卻，最終氣體經軸加風機排放到大 氣。抽吸的凝汽器內的乏汽經冷卻后與軸封加熱器、八號低壓加熱器的疏水混合回到凝汽 器熱井。
[0014] (2)當凝汽器的背壓處于較高值時，開啟第二級熱壓機乏汽進汽閥，關閉第一級熱 壓機高壓側進汽閥、第一級熱壓機排汽閥、第一級熱壓機乏汽側進汽閥，第一級熱壓機切 除，由原來的Ξ級熱壓機串聯改變?yōu)閮杉墴釅簷C串聯，第二級熱壓機與凝汽器直接相連抽 吸其內不凝結氣體，混合蒸汽進入八號低壓加熱器經冷凝后由第Ξ級熱壓機抽吸到軸封加 熱器進一步冷卻，最終氣體由軸封加熱器排放到大氣。
[0015] 現對于現有技術，本申請的優(yōu)點在于：
[0016] 1、在此系統(tǒng)中由于噴射器屬于無轉動的機械部件，因此維護方便。
[0017] 2、此系統(tǒng)結合了電廠原系統(tǒng)中回熱系統(tǒng)，利用了原有設備，節(jié)省設備占地面積及 初投資，而且抽吸過來的乏汽熱、量均能得到回收利用。
[001引 3、此系統(tǒng)耗電量少。
[0019] 4、系統(tǒng)運行過程中噪音少，抽吸能力強。
【附圖說明】
[0020] 接下來，將參考附圖對本申請作進一步地解釋，其中：
[0021] 圖1:本申請的低加軸加多級回熱熱壓式抽真空系統(tǒng)的實施例1;
[0022] 圖中；
[0023] 1-汽輪機低壓缸；
[0024] 2-凝汽器；
[0025] 3-八號低壓加熱器；
[0026] 4-軸封加熱器；
[0027] 5-第一級熱壓機；
[00巧]6-第二級熱壓機；
[00巧]7-第Ξ級熱壓機；
[0030] 8-蒸汽穩(wěn)壓裝置；
[0031] 9-凝結水累；
[0032] 10-軸加風機；
[0033] 11-第一級熱壓機高壓側進汽閥；
[0034] 12-第一級熱壓機排汽閥；
[0035] 13-第一級熱壓機乏汽側進汽閥；
[0036] 14-第二級熱壓機乏汽進汽閥
【具體實施方式】
[0037] 本發(fā)明提供了一種結合低壓加熱器W及軸封加熱器的多級回熱熱壓式抽真空系 統(tǒng)，此系統(tǒng)包含動力蒸汽穩(wěn)壓裝置、多級熱壓機、W及連接相關裝置的閥口和管件。熱壓機 動力氣源采用輔助蒸汽，不耗廠用電，維護簡單;冷凝裝置采用電廠原有設備，不僅節(jié)省了 設備占地面積，便于電廠改造，而且引射的乏汽經回熱系統(tǒng)回收，余熱得到了進一步的利 用，提高了節(jié)能效果。
[0038] 具體地，參考圖1，本發(fā)明提供了一種新型的多級熱壓回熱式抽真空系統(tǒng)及其調節(jié) 方法，此系統(tǒng)主要包括汽輪機低壓缸（1)，凝汽器(2)，八號低壓加熱器(3)，軸封加熱器(4)， 第一、二、Ξ級熱壓機(5、6、7)，蒸汽穩(wěn)壓裝置(8)，凝結水累(9)，軸加風機（10) W及連接相 關裝置之間的管道和閥口等，其中主要的閥口有:第一級熱壓機高壓側進汽閥（11)，第一級 熱壓機排汽閥（12)，第一級熱壓機乏汽側進汽閥（13)，第二級熱壓機乏汽進汽閥（14)。正常 運行時，第一級熱壓機(5)、第二級熱壓機(6)和第Ξ級熱壓機(7)的動力蒸汽取自經蒸汽穩(wěn) 壓裝置(8)穩(wěn)壓后的輔助蒸汽，第一級熱壓機直接與凝汽器(2)連接，引射的凝汽器內不凝 結氣體與部分乏汽，混合后的排汽作為第二級熱壓機低壓側進汽與動力蒸汽混合后，其排 汽進入八號低壓加熱器，經冷卻后不凝結氣體進去第Ξ級熱壓機，第Ξ級熱壓機的排汽進 入軸封加熱器(4)繼續(xù)冷卻，最后經軸加風機（10)抽吸排放到大氣。其中汽輪機低壓缸（1) 連接凝汽器(2)、八號低壓加熱器(3)，凝汽器(2)分別與第一、二級熱壓機(5、6)連接，可W 在不同工況下切換使用，第一、二級熱壓機巧、6)之間串聯連接，第二級熱壓機(6)連接對應 的八號低壓加熱器(3)，第Ξ級熱壓機(7)連接八號低壓加熱器(3)、軸封加熱器(4)，軸封加 熱器(4)連接軸加風機(10)，蒸汽穩(wěn)壓裝置(8)分別與第一、二、Ξ級熱壓機(5、6、7)連接。
[0039] Ξ級熱壓機同時投入的時候為串聯關系，當凝汽器背壓提高后，可W切除第一級 熱壓機，凝汽器內不凝結氣體直接進入第二級熱壓機，整個抽真空系統(tǒng)由原來的Ξ級串聯 改變?yōu)閮杉壌?。投切的約束條件為：
[0040] 定義凝汽器背壓Ps，運行最低背壓Ps,min，最高背壓Ps,max;八號低壓加熱器最低運行 壓力Pd, min,最高運行壓力Pd, max。設計第一級熱壓機低壓側入口壓力為Ps,min,第一級熱壓機 混合蒸汽出口壓力Pd, 1，且滿足：
[0041]
[0042] 第二級熱壓機設計出口壓力不小于Pd,max,低壓側氣體入口壓力為Pd,1;第Ξ級熱壓 機出口壓力維持微負壓，低壓側吸入壓力取八號低壓加熱器長期運行工況點下的對應壓 力。熱壓機采用可調式熱壓機，滿足靈活調節(jié)的功能。
[0043] 投切的具體調節(jié)方法如下：
[0044] (1)當凝汽器背壓處于較低值時，開啟第一級熱壓機高壓側進汽閥（11 )，第一級熱 壓機排汽閥（12)、第一級熱壓機乏汽側進汽閥（13)，關閉第二級熱壓機乏汽進汽閥（14)，Ξ 級熱壓機均投入使用，Ξ者為串聯關系，第一級熱壓機抽吸凝汽器內不凝結氣體后混合排 汽直接進入第二級熱壓機，第二級熱壓機排汽再進入軸封加熱器冷卻，冷凝后不凝結氣體 經第Ξ級熱壓機抽吸后混合，其排汽進入軸封加熱器冷卻，最終氣體經軸加風機排放到大 氣。抽吸的凝汽器內的乏汽冷卻后與軸封加熱器、八號低壓加熱器的疏水混合后回到凝汽 器熱井。
[0045] (2)當凝汽器的背壓處于較高值時，開啟第二級熱壓機乏汽進汽閥，關閉第一級熱 壓機高壓側進汽閥，第一級熱壓機排汽閥、第一級熱壓機乏汽側進汽閥，第一級熱壓機切 除，由原來的Ξ級熱壓機串聯改變?yōu)閮杉墴釅簷C串聯，第二級熱壓機與凝汽器直接相連抽 吸其內不凝結氣體，混合蒸汽進入八號低壓加熱器經冷凝后由第Ξ級熱壓機抽吸到軸封加 熱器進一步冷卻，最終氣體由軸封加熱器排放到大氣。
[0046] 實施案例一：
[0047] 結合某電廠330MW濕冷機組為例，機組八號低壓加熱器運行壓力最大為30KPa、最 小為12KPa，軸封加熱器微負壓(表壓-2~-6KPa)，凝汽器設計運行壓力4.9KPa，夏季由于循 環(huán)水溫度的升高，凝汽器背壓最大能到llKPa，W此為約束條件進行熱壓機的選型，第一級 熱壓機出口壓力可維持在10~15KPa，第二級熱壓機出口壓力可維持在30~35K化左右，第 Ξ級熱壓機出口可維持微負壓，保證軸封冷卻器一定程度的真空度，避免軸封漏氣的溢出。 當凝汽器背壓低于llKPa時，Ξ級熱壓機同時投入使用，當凝汽器背壓超過llKPa時，切除第 一級熱壓機，改變Ξ級串聯為兩級串聯。
[004引通過抽真空系統(tǒng)改造，W多級抽真空系統(tǒng)替代W前的水環(huán)真空累系統(tǒng)，全年凝汽 器背壓提高約0.3邸a，而且不耗廠用電，具有顯著地節(jié)能效益。
[0049]
[0050] 注:收益為正，成本為負。由此，相對于現有水環(huán)真空累技術，本申請的優(yōu)點在于： 1、減少維護費用;2、減少廠用電耗量;3、具有顯著地工質回收效益;4、由于提高凝汽器背壓 而提高機組效率，節(jié)煤效益明顯;5、動力蒸汽增加運行成本，但是乏汽熱量的回收抵消了運 部分的損耗，因此相對運行成本可忽略不計。。
[0051] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可W在任 一個或多個實施例或示例中W合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技 術人員可W將本說明書中描述的不同實施例或示例W及不同實施例或示例的特征進行結 合和組合。
[0052] 盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可W理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可W對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的保護范圍由權利要求書所限定。
【主權項】
1. 一種新型的多級熱壓式抽真空系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要包括汽輪機低壓缸（1)，凝汽器(2)， 八號低壓加熱器(3)，軸封加熱器(4)，第一、二、Ξ級熱壓機(5、6、7)，蒸汽穩(wěn)壓裝置(8)，凝 結水累(9)，軸加風機（10) W及連接相關裝置之間的管道和閥口等，其中主要的閥口有:第 一級熱壓機高壓側進汽閥（11)，第一級熱壓機排汽閥（12)，第一級熱壓機乏汽側進汽閥 (13)，第二級熱壓機乏汽進汽閥（14);其中汽輪機低壓缸(1)連接凝汽器(2)、八號低壓加熱 器(3)，凝汽器(2)分別與第一、二級熱壓機(5、6)連接，可W在不同工況下切換使用，第一、 二級熱壓機巧、6)之間串聯連接，第二級熱壓機(6)連接對應的八號低壓加熱器(3)，第Ξ級 熱壓機(7)連接八號低壓加熱器(3)、軸封加熱器(4)，軸封加熱器(4)連接軸加風機(10)，蒸 汽穩(wěn)壓裝置(8)分別與第一、二、Ξ級熱壓機(5、6、7)連接； 當系統(tǒng)正常運行時，第一級熱壓機(5)、第二級熱壓機(6)和第Ξ級熱壓機(7)的動力蒸 汽取自經蒸汽穩(wěn)壓裝置(8)穩(wěn)壓后的輔助蒸汽； 第一級熱壓機直接與凝汽器(2)連接，引射的凝汽器內不凝結氣體與部分乏汽，混合后 的排汽作為第二級熱壓機低壓側進汽與動力蒸汽混合后，其排汽進入八號低壓加熱器，經 冷卻后不凝結氣體進去第Ξ級熱壓機，第Ξ級熱壓機的排汽進入軸封加熱器(4)繼續(xù)冷卻， 最后不凝結氣體經軸加風機(10)抽吸排放到大氣。2. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，Ξ級熱壓機同時投入的時候為串聯關系，當凝汽器背壓 提高后，可W切除第一級熱壓機，凝汽器內不凝結氣體直接進入第二級熱壓機，整個抽真空 系統(tǒng)由原來的Ξ級串聯改變?yōu)閮杉壌摗?. 根據權利要求2所述的系統(tǒng)，投切的約束條件為： 定義凝汽器背壓Ps，運行最低背壓Ps,min，最高背壓Ps,max;八號低壓加熱器最低運行壓力 Pd,min，最高運行壓力Pd,max;設計第一級熱壓機低壓側入口壓力為凝汽器長期運行工況點下 的對應壓力，第一級熱壓機混合蒸汽出口壓力Pd, 1，且滿足：第二級熱壓機設計出口壓力不小于Pd,max,低壓側氣體入口壓力為Pd,1;第Ξ級熱壓機出 口壓力維持微負壓，低壓側吸入壓力取八號低壓加熱器長期運行工況點下的對應壓力；熱 壓機采用可調式熱壓機，滿足靈活調節(jié)的功能。 4 .根據權利要求2所述的系統(tǒng)，投切的具體調節(jié)方法如下： (1 )當凝汽器背壓處于較低值時，開啟第一級熱壓機高壓側進汽閥（11 )，第一級熱壓機 排汽閥（12)、第一級熱壓機乏汽側進汽閥（13)，關閉第二級熱壓機乏汽進汽閥（14)，Ξ級熱 壓機均投入使用，Ξ者為串聯關系，第一級熱壓機抽吸凝汽器內不凝結氣體后混合排汽直 接進入第二級熱壓機，第二級熱壓機排汽再進入軸封加熱器冷卻，冷凝后不凝結氣體經第 Ξ級熱壓機抽吸后混合排汽進入軸封加熱器冷卻，最終氣體經軸加風機排放到大氣；抽吸 的凝汽器內的乏汽冷卻后與軸封加熱器、八號低壓加熱器的疏水混合后回到凝汽器熱井； (2)當凝汽器的背壓處于較高值時，開啟第二級熱壓機乏汽進汽閥，關閉第一級熱壓機 高壓側進汽閥，第一級熱壓機排汽閥、第一級熱壓機乏汽側進汽閥，第一級熱壓機切除，由 原來的Ξ級熱壓機串聯改變?yōu)閮杉墴釅簷C串聯，第二級熱壓機與凝汽器直接相連抽吸其內 不凝結氣體，混合蒸汽進入八號低壓加熱器經冷凝后由第Ξ級熱壓機抽吸到軸封加熱器進 一步冷卻，最終氣體由軸封加熱器排放到大氣。
【文檔編號】F28B9/10GK105973023SQ201610319241
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】張曙光
【申請人】長沙湘資生物科技有限公司