汽轮机凝汽器的真空调节装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种汽轮机凝汽器的真空调节装置及其控制方法，属于汽轮机发电技术领域。

背景技术：

真空系统是汽轮机重要辅助系统，汽轮机真空系统主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽气机等组成。

凝汽器的作用是：降低汽轮机的排气压力即形成高度真空，以增大蒸汽在汽轮机内的理想焓降；将汽轮机排汽冷却成为凝结水，回收工质和一部分热量；在机组启、停中回收疏水；对凝结水和凝汽器补水进行一级真空除氧。

抽气机的作用有二：一是在机组启、停过程中，抽出凝汽器内的空气，建立启动真空；二是在机组运行中，连续不断地抽出凝汽器内漏入的空气等不凝结气体和蒸汽，维持凝汽器内的真空，以保证凝汽器的工作效率和提高机组经济性。

循环水泵的作用是：连续不断地向凝汽器及其他冷却器(空冷器、冷油器)等提供一定压力和流量的冷却水，以保证它们工作需要。

凝结水泵的作用是：将凝汽器中的凝结水连续不断地输送出去，送至除氧器作为锅炉给水，以达到回收工质的作用。

在某些工况下，如汽轮机启动阶段中速暖机或汽轮机解列后减少惰转时间，需要对已建立的真空度进行一定程度的破坏，常规的做法是：由运行操作人员手动打开真空调节阀，降低抽气机的工作效果，靠凝汽器内漏入的空气或不凝结蒸汽来缓慢调节真空。这种方法的缺点是：调节真空速度慢，调节手段被动；纯手动操作，增加误操作概率，对机组运行有一定安全风险。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机凝汽器的真空调节装置及其控制方法，能够安全、准确地调节汽轮机凝汽器内的真空度。

为实现上述目的，本发明提供一种汽轮机凝汽器的真空调节装置，采用如下技术方案：一种汽轮机凝汽器的真空调节装置，所述凝汽器连接于汽轮机的排汽口，所述凝汽器通过连接管道连接在抽气机的吸气口上，连接管道上设有真空隔绝阀；凝汽器上还连接有真空度测量仪和第一真空度调节阀，第一真空度调节阀具有与外界大气连通的第一进气口，所述真空度测量仪、第一真空度调节阀均与控制装置连接，真空度测量仪检测凝汽器内的真空度并将测量信息发给控制装置，控制装置根据所接收的测量信息来调节第一真空度调节阀的第一进气口的开度大小。

优选地，所述第一真空度调节阀通过第一连接管连接在凝汽器上；所述凝汽器上还连接有真空破坏阀，真空破坏阀通过第二连接管连接在凝汽器上，真空破坏阀具有与外界大气连通的第二进气口；所述第二连接管的直径大于第一连接管的直径。

优选地，所述凝汽器上还连接有真空破坏阀，真空破坏阀通过第二连接管连接在凝汽器上，真空破坏阀具有与外界大气连通的第二进气口；所述第一真空度调节阀通过第一连接管连接在第二连接管上；所述第二连接管的直径大于第一连接管的直径。

优选地，所述抽气机的出气口连接有气水分离器，气水分离器具有与外界大气连通的出口。

更为优选地，所述气水分离器上设有支路接口，真空隔绝阀与抽气机的吸气口之间的连接管道上设有连接口，连接口与所述支路接口之间连接有支路管道，支路管道上设有第二真空度调节阀。

与本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置相应地，本发明还提供一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法，采用如下技术方案：一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法，采用上述技术方案或其任一优选的技术方案所述的汽轮机凝汽器的真空调节装置进行作业，包括如下作业步骤：1)抽气机对凝汽器进行抽真空时，打开真空隔绝阀，关闭第一真空度调节阀；2)需要降低凝汽器内真空度时，控制装置调节第一真空度调节阀使第一进气口的开度增大，外界空气从第一进气口进入凝汽器而使凝汽器内真空度降低；控制装置从真空度测量仪获取凝汽器内的真空度；当凝汽器内的真空度降低至第一期望值时，控制装置停止调节第一真空度调节阀的第一进气口开度；3)需要升高凝汽器内真空度时，控制装置调节第一真空度调节阀使第一进气口的开度减小从而使凝汽器内真空度升高；控制装置从真空度测量仪获取凝汽器内的真空度；当凝汽器内的真空度升高至第二期望值时，控制装置停止调节第一真空度调节阀的第一进气口开度。

优选地，所述凝汽器上连接有真空破坏阀，真空破坏阀具有与外界大气连通的第二进气口，第二进气口大于所述第一进气口；还包括以下作业步骤：4)需要破除凝汽器内真空度时，打开所述真空破坏阀使外界大气从第二进气口进入凝汽器。

优选地，所述抽气机的出气口连接有气水分离器，气水分离器具有与外界大气连通的出气口；所述气水分离器上设有支路接口，真空隔绝阀与抽气机的吸气口之间的连接管道上设有连接口，连接口与所述支路接口之间连接有支路管道，支路管道上设有第二真空度调节阀；还包括如下步骤：5)需要降低凝汽器内真空度时，还可以调节第二真空调节阀使支路管道导通。

如上所述，本发明涉及的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置及其控制方法，具有以下有益效果：在本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置中，由于在凝汽器上连接有真空度测量仪和第一真空度调节阀，所述真空度测量仪、第一真空度调节阀均与控制装置连接，这样，当抽气机对凝汽器内进行抽真空时，真空度测量仪检测凝汽器内的真空度并将测量信息发给控制装置，控制装置根据所接收的测量信息来调节第一真空度调节阀的第一进气口的开度大小，从而调节凝汽器内的真空度至期望值。由此可见，本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置及其控制方法能够自动地调节凝汽器内的真空度，过程安全、结果准确。

附图说明

图1所示为凝汽器和汽轮机等设备在发电厂系统中的一种连接形式的示意图。

图2显示为本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的结构示意图。

元件标号说明

1进汽管道14第一真空度调节阀

2旁路管道15第一进气口

3旁路控制阀16第一连接管

4汽轮机17真空破坏阀

5发电机18第二连接管

6排汽口19第二进气口

7凝汽器20出气口

8给水管道21气水分离器

9连接管道22出口

10抽气机23支路接口

11吸气口24连接口

12真空隔绝阀25支路管道

13真空度测量仪26第二真空度调节阀

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在采用汽轮机发电的电厂中，凝汽器是重要的设备之一，图1显示为凝汽器在汽轮机4发电厂中的一种较为常见的连接结构，进汽管道1和锅炉连接，从锅炉中流出的高温高压蒸汽进入汽轮机4中做功并最终从汽轮机4的排汽口6流出，进汽管道1和汽轮机4的排汽口6之间设有旁路管道2，旁路管道2上连接有旁路控制阀3，在汽轮机4启动阶段，进汽管道1中的部分蒸汽进入汽轮机4对汽轮机4进行暖缸并使汽轮机4低速转动，另一部分蒸汽通过旁路管道2排至凝汽器7中，将旁路控制阀3的开度逐渐减小，则进入汽轮机4中的蒸汽增多，汽轮机4转速加快，直至并网发电。汽轮机4的透平转动而带动发电机5发电；凝汽器7连接在汽轮机4的排汽口6上，从汽轮机4的排汽口6流入到凝汽器7中的蒸汽凝结成水并由给水泵经给水管道8压至锅炉，锅炉将进入到锅炉中的液态水加热成高温高压蒸汽再输入至汽轮机4进行做功。

如图2所示，本发明提供一种汽轮机凝汽器的真空调节装置，所述凝汽器7连接于汽轮机4的排汽口6，所述凝汽器7通过连接管道9连接在抽气机10的吸气口11上，连接管道9上设有真空隔绝阀12；凝汽器7上还连接有真空度测量仪13和第一真空度调节阀14，第一真空度调节阀14具有与外界大气连通的第一进气口15，所述真空度测量仪13、第一真空度调节阀14均与控制装置连接，真空度测量仪13检测凝汽器7内的真空度并将测量信息发给控制装置，控制装置根据所接收的测量信息来调节第一真空度调节阀14的第一进气口15的开度大小。由于在凝汽器7上连接有真空度测量仪13和第一真空度调节阀14，所述真空度测量仪13、第一真空度调节阀14均与控制装置连接，这样，当抽气机10对凝汽器7内进行抽真空时，真空度测量仪13检测凝汽器7内的真空度并将测量信息发给控制装置，控制装置根据所接收的测量信息来调节第一真空度调节阀14的第一进气口15的开度大小，从而调节凝汽器7内的真空度至期望值。由此可见，本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置能够自动地调节凝汽器7内的真空度，过程安全、结果易控且准确。

在汽轮机4机组的启、停过程中，抽气机10抽出凝汽器7内的空气使凝汽器7内保持较高的真空度；在机组运行中，抽气机10连续不断地抽出凝汽器7内漏入的空气等不凝结气体和蒸汽，维持凝汽器7内的真空度，以保证凝汽器7的工作效率和提高机组经济性。在本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置中，在抽气机10对凝汽器7进行抽真空时，真空隔绝阀12打开而使连接管道9导通。如图2所示，作为一种优选的方式，所述第一真空度调节阀14通过第一连接管16连接在凝汽器7上；在某些紧急情况下，需要快速地破除凝汽器7内的真空度，使凝汽器7内的真空度迅速地降低，为此，如图2所示，所述凝汽器7上还连接有真空破坏阀17，真空破坏阀17通过第二连接管18连接在凝汽器7上，真空破坏阀17具有与外界大气连通的第二进气口19；所述第二连接管18的直径大于第一连接管16的直径，真空破坏阀17的第二进气口19所能够打开的最大开度大于第一真空度调节阀14的第一进气口15所能够打开的最大开度，所以，通过打开真空破坏阀17能够快速地破除凝汽器7内的真空度，使凝汽器7内的真空度迅速地降低。作为一种优选的方式，可以将所述第一真空度调节阀14通过第一连接管16连接在第二连接管18上。为了防止凝汽器7内的真空度降低过快，可以将第一连接管16的管径设置的比较小，这样就能限制外界空气进入到凝汽器7内的流速，第一连接管16的直径根据所需要调节的真空度范围而设置，同样，选用最大阀口开度较小的第一真空度调节阀14也可以限制外界空气进入到凝汽器7内的流速，防止凝汽器7内的真空度降低过快。

抽气机10将凝汽器7中的残留蒸汽抽出以使凝汽器7内保持较好的真空度，为了使这些残留蒸汽凝结下来，如图2所示，所述抽气机10的出气口20连接有气水分离器21，气水分离器21具有与外界大气连通的出口22，抽气机10将残留蒸汽从凝汽器7内抽出并排放至气水分离器21中，残留蒸汽在气水分离器21中温度降低而凝结成水并储存在气水分离器21中，残留蒸汽中未能凝结下来的余气从气水分离器21的出口22排至大气中。作为一种优选的方式，如图2所示，所述气水分离器21上设有支路接口23，真空隔绝阀12与抽气机10的吸气口11之间的连接管道9上设有连接口24，连接口24与所述支路接口23之间连接有支路管道25，支路管道25上设有第二真空度调节阀26，将第二真空度调节阀26打开可以使支路管道25导通，则气水分离器21与抽气机10的吸气口11相连通，抽气机10的吸气口11抽吸的气体为从凝汽器7和气水分离器21中进入到抽气机10吸气口11中的气体总和，这样，在抽气机10的功率不变的情况下，第二真空度调节阀26的开度增大，则抽气机10从凝汽器7中抽吸的蒸汽就会减少，凝汽器7内的真空度就会降低。若需要对凝汽器7内的真空度升高，则将第二真空度调节阀26的阀口开度关小直至完全关闭。所以，通过调节第二真空度调节阀26也能够对凝汽器7内的真空度起到调节作用。

与本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置相应地，本发明还提供一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法，采用如下技术方案：一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法，采用上述技术方案或其任一优选的技术方案所述的汽轮机凝汽器的真空调节装置进行作业，包括如下作业步骤：

1)抽气机10对凝汽器7进行抽真空时，打开真空隔绝阀12，关闭第一真空度调节阀14；

2)需要降低凝汽器7内真空度时，控制装置调节第一真空度调节阀14使第一进气口15的开度增大，外界空气从第一进气口15进入凝汽器7而使凝汽器7内真空度降低；控制装置从真空度测量仪13获取凝汽器7内的真空度；当凝汽器7内的真空度降低至第一期望值时，控制装置停止调节第一真空度调节阀14的第一进气口15开度；

3)需要升高凝汽器7内真空度时，控制装置调节第一真空度调节阀14使第一进气口15的开度减小从而使凝汽器7内真空度升高；控制装置从真空度测量仪13获取凝汽器7内的真空度；当凝汽器7内的真空度升高至第二期望值时，控制装置停止调节第一真空度调节阀14的第一进气口15开度。

在上述步骤2)和步骤3)中，第一期望值和第二期望值预先设置在控制装置中，第一期望值和第二期望值的具体数值根据实际情况而确定，在此处并不能一一列举。与本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置相应地，本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法当然具有上述本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的有益技术效果，此处不再赘述。

如图2所示，在所述凝汽器7上连接有真空破坏阀17，真空破坏阀17具有与外界大气连通的第二进气口19，第二进气口19大于所述第一进气口15；作为一种优选的方式，本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法还包括以下作业步骤：

4)需要破除凝汽器7内真空度时，打开所述真空破坏阀17使外界大气从第二进气口19进入凝汽器7，从而使使凝汽器7内真空度降低。这样，在某些紧急情况发生时，可以通过打开真空破坏阀17而破除凝汽器7内的真空度。

如图2所示，所述抽气机10的出气口20连接有气水分离器21，气水分离器21具有与外界大气连通的出气口20；所述气水分离器21上设有支路接口23，真空隔绝阀12与抽气机10的吸气口11之间的连接管道9上设有连接口24，连接口24与所述支路接口23之间连接有支路管道25，支路管道25上设有第二真空度调节阀26；本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置的控制方法还包括如下步骤：

5)需要降低凝汽器7内真空度时，还可以调节第二真空调节阀使支路管道25导通。

这样，在抽气机10的功率不变的情况下，第二真空度调节阀26的开度增大，则抽气机10从凝汽器7中抽吸的蒸汽就会减少，凝汽器7内的真空度就会降低。若需要对凝汽器7内的真空度升高，则将第二真空度调节阀26的阀口开度关小直至完全关闭。所以，通过调节第二真空度调节阀26也能够对凝汽器7内的真空度起到调节作用。

基于上述实施例的技术方案，本发明的一种汽轮机凝汽器的真空调节装置及其控制方法能够自动地调节凝汽器内的真空度，过程安全、结果准确。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。