本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种火力发电厂的辅汽系统及一种火力发电厂的辅汽系统供汽方法。
背景技术：
火力发电厂通常设有一个或多个燃气-蒸汽联合循环的发电机组，火力发电厂辅汽系统的作用包括为机组的轴封系统提供辅汽、在机组启动阶段为凝结水除氧和提高除盐水产量。目前，火力发电厂辅汽系统的全厂辅汽母管具有两路汽源：一路为启动锅炉供汽，另一路为运行机组的冷再热蒸汽抽汽供汽。
由于刚停用机组的冷再热蒸汽抽汽供全厂辅汽母管的能力仅为1-4小时左右，且时间的长短取决于投用轴封真空的机组台数以及全厂辅汽系统的严密性，而机组停用后需要确保机组辅汽运行2小时左右，所以当机组全部停用后，全厂辅汽母管的汽源只能切换至启动锅炉供汽。由于启动锅炉布置的位置距离全厂辅汽母管较远，当全厂辅汽母管汽源由运行机组冷再热蒸汽抽汽供汽时，启动锅炉就转为小火模式运行，即启动锅炉出口门关闭，且间隙性启停维持炉内压力。此时启动锅炉至全厂辅汽母管之间的蒸汽管道处于不流通状态，其温度逐渐降至该压力下的饱和温度。当需要由启动锅炉向全厂辅汽母管供汽时，启动锅炉从小火模式转大火模式到能正常向全厂辅汽母管供汽最快也需要30分钟，因此响应比较慢，且启动锅炉的能耗利用效率也比较差。
因此，为了确保辅汽系统的安全运行，大多数情况下全厂辅汽母管的汽源是仅由启动锅炉供汽的，只有在确认有机组长时间连续运行时，全厂辅汽母管的汽源才由运行机组的冷再抽汽供汽。
然而，对于运行方式为日开夜停的机组，机组启停频繁，且机组运行阶段与停用阶段对辅汽的需求量变化较大，特别是在多台机组日开夜停的情况下，系统对辅汽的需求量变化更大，导致启动锅炉需频繁转换运行模式。并且，启动锅炉供全厂辅汽会消耗大量的天然气，成本较高。尤其是，启动锅炉供辅汽的安全性较差，当大火模式下的启动锅炉发生跳闸，而全厂辅汽用户较多的情况下，因启动锅炉的热容量较小，全厂辅汽母管压力会迅速下跌，从而容易造成机组轴封系统辅汽供应突然中断，使机组的安全性受到影响。
余热锅炉的热容量相对于启动锅炉则大得多，若用余热锅炉的蒸汽供机组辅汽，即使发生机组跳闸，余热锅炉的余汽仍然可以维持较长时间持续供机组辅汽，从而有利于进行辅汽汽源切换。因此，如何将余热锅炉的蒸汽作为辅汽系统的汽源投入使用成为亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种将余热锅炉的低压主蒸汽作为辅汽系统的汽源投入使用的火力发电厂的辅汽系统及其供汽方法，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种火力发电厂的辅汽系统，包括全厂辅汽母管道以及与全厂辅汽母管道连接的一个或多个机组辅汽系统，每个机组辅汽系统均包括设于全厂辅汽母管道上且通往机组轴封系统的机组辅汽母管道和设于机组辅汽母管道上且与余热锅炉相连通的低压主蒸汽抽汽管道，机组辅汽母管道上在全厂辅汽母管道与低压主蒸汽抽汽管道之间设有第一阀门，低压主蒸汽抽汽管道上设有第二阀门和位于第二阀门前的第一疏水管道，第一疏水管道上设有第一疏水器。
优选地，机组辅汽母管道上在第一阀门前后分别设有第二疏水管道，第二疏水管道上设有第二疏水器。
优选地，机组辅汽母管道上在第一阀门与机组轴封系统之间设有冷再热蒸汽抽汽管道，冷再热蒸汽抽汽管道与机组高压缸的排汽口相连通，冷再热蒸汽抽汽管道上设有第三阀门。
优选地，机组辅汽母管道通过轴封电加热器与机组轴封系统连接，轴封电加热器与一旁路管道并联，旁路管道上设有旁路阀门。
优选地，机组轴封系统包括高中压轴封系统，高中压轴封系统通过高中压轴封进汽阀门与机组辅汽母管道连接，高中压轴封进汽阀门与一电动阀门并联。
优选地，全厂辅汽母管道上还设有与启动锅炉相连通的启动锅炉供汽管道，启动锅炉供汽管道上设有第四阀门。
一种火力发电厂的辅汽系统供汽方法，机组正常运行时，运行机组的机组辅汽母管道中的辅汽由本机组的低压主蒸汽抽汽管道中的低压主蒸汽供给，全厂辅汽母管道中的辅汽由所有运行机组中的一个机组的机组辅汽母管道供给。
优选地，运行机组停用时，本机组的机组辅汽母管道停止给全厂辅汽母管道供汽，设定一低压主蒸汽压力预设值，当本机组的低压主蒸汽压力下降至低压主蒸汽压力预设值后，本机组的冷再热蒸汽抽汽管道开始给机组辅汽母管道供给冷再热蒸汽。
优选地，当全厂所有机组全部停用后，全厂辅汽母管道中的辅汽由启动锅炉供给。
优选地，机组冷态启动时，本机组的机组辅汽母管道中的辅汽由全厂辅汽母管道供给。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
将余热锅炉的低压主蒸汽作为辅汽系统的汽源，在全厂有机组正常运行时无需启动锅炉给辅汽系统供汽，减少了启动锅炉的运行时间，降低了启动锅炉天然气的消耗量，降低了成本。并且充分利用运行机组的低压主蒸汽来供给本机组辅汽，具有供汽距离短、热损失小的优点，且由于运行机组热容量大的优点，即使发生机组跳闸，余热锅炉的低压主蒸汽仍然可以维持较长时间持续供机组辅汽，有利于进行辅汽汽源切换，从而大大提高了机组辅汽运行的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的火力发电厂的辅汽系统的结构示意图。
图中：
100、全厂辅汽母管道200、机组辅汽母管道300、低压主蒸汽抽汽管道
401、第一疏水管道402、第二疏水管道403、第三疏水管道
404、第四疏水管道405、第五疏水管道406、第六疏水管道
500、冷再热蒸汽抽汽管道600、旁路管道700、启动锅炉供汽管道
1、第一阀门2、第二阀门3、第三阀门
41、第一疏水器411、第一进口隔绝阀门412、第一出口隔绝阀门
42、第二疏水器421、第二进口隔绝阀门422、第二出口隔绝阀门
43、第三疏水器431、第三进口隔绝阀门432、第三出口隔绝阀门
44、疏水隔绝阀门45、疏水气动阀门4、调进阀门
5、调节阀门6、轴封电加热器7、旁路阀门
8、高中压轴封系统9、低压轴封系统10、高中压轴封进汽阀门
11、电动阀门12、第四阀门13、逆止阀门
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例一
实施例一提供了本发明火力发电厂的辅汽系统供汽方法的一种实施例。所述火力发电厂具有一个或多个机组，所述辅汽系统包括全厂辅汽母管道以及各个机组的机组辅汽母管道，所有所述机组辅汽母管道均与所述全厂辅汽母管道相连接。
本实施例一的火力发电厂的辅汽系统供汽方法为，机组正常运行时，运行机组的机组辅汽母管道中的辅汽由本机组的低压主蒸汽抽汽管道中的低压主蒸汽供给，全厂辅汽母管道中的辅汽由所有运行机组中的一个机组的机组辅汽母管道供给。
本实施例一的火力发电厂的辅汽系统供汽方法，通过将余热锅炉的低压主蒸汽作为辅汽系统的汽源，在全厂有机组正常运行时无需启动锅炉给辅汽系统供汽，减少了启动锅炉的运行时间，降低了启动锅炉天然气的消耗量，降低了成本。并且充分利用运行机组的低压主蒸汽来供给本机组辅汽，具有供汽距离短、热损失小的优点，且由于运行机组热容量大的优点，即使发生机组跳闸，余热锅炉的低压主蒸汽仍然可以维持较长时间持续供机组辅汽，有利于进行辅汽汽源切换，从而大大提高了机组辅汽运行的安全性和可靠性。
进一步，在本实施例一中，运行机组停用时，若全厂辅汽母管道中的辅汽由本机组的机组辅汽母管道供给，则本机组的机组辅汽母管道停止给全厂辅汽母管道供汽。运行机组停用开始时，本机组的低压主蒸汽抽汽管道继续给机组辅汽母管道供汽，但是，随着机组停止运行，停用机组的低压主蒸汽压力持续下降。本实施例设定一个低压主蒸汽压力预设值，该低压主蒸汽压力预设值不低于本机组停用时机组辅汽母管道所需辅汽压力的最小值，当本机组的低压主蒸汽压力下降至该低压主蒸汽压力预设值后，本机组的冷再热蒸汽抽汽管道开始给机组辅汽母管道供给冷再热蒸汽，本机组的机组辅汽母管道中的辅汽汽源由本机组的低压主蒸汽切换为本机组的冷再热蒸汽，以满足机组辅汽母管道所需辅汽压力的要求。由本机组的冷再热蒸汽独立给本机组的机组辅汽母管道供汽，由于供汽范围大大减小，因此冷再热蒸汽可以供本机组辅汽的时间大大增加，从而能够满足机组停用时辅汽运行时间的需求，而不再需要通过启动锅炉来供汽。并且，本机组低压主蒸汽供汽与冷再热蒸汽供汽之间的切换响应速度快，能够确保机组辅汽运行的安全性。
进一步，在本实施例一中，当全厂所有机组全部停用后，全厂辅汽母管道中的辅汽由启动锅炉供给。因此，本实施例一的火力发电厂的辅汽系统供汽方法只有在全厂所有的机组全部停用后才由启动锅炉给辅汽系统供汽，从而避免了仅采用启动锅炉供全厂辅汽时启动锅炉因各个机组频繁启停而需要频繁转换运行模式，大大减少了启动锅炉的运行时间和天然气的消耗量。
进一步，在本实施例一中，机组冷态启动时，本机组的机组辅汽母管道中的辅汽由全厂辅汽母管道供给。此前若全厂无机组运行，则全厂辅汽母管道中的辅汽为由启动锅炉供给的辅汽；此前若有机组正常运行，则全厂辅汽母管道中的辅汽为由一个机组的机组辅汽母管道供给的辅汽。
实施例二
实施例二提供了本发明火力发电厂的辅汽系统的一种实施例，所述火力发电厂具有一个或多个机组。本实施例二的火力发电厂的辅汽系统能够实现实施例一的火力发电厂的辅汽系统供汽方法。
如图1所示，本实施例二的火力发电厂的辅汽系统包括全厂辅汽母管道100以及与全厂辅汽母管道100连接的一个或多个机组辅汽系统(图1中仅示出一个)。每个机组辅汽系统均包括机组辅汽母管道200和低压主蒸汽抽汽管道300。机组辅汽母管道200设于全厂辅汽母管道100上，且机组辅汽母管道200通往机组轴封系统，用于将辅汽送往机组轴封系统。低压主蒸汽抽汽管道300设于机组辅汽母管道200上，且低压主蒸汽抽汽管道300与余热锅炉相连通，用于抽取余热锅炉中的低压主蒸汽并将抽取的低压主蒸汽输送至机组辅汽母管道200中。机组辅汽母管道200上在全厂辅汽母管道100与低压主蒸汽抽汽管道300之间设有第一阀门1。低压主蒸汽抽汽管道300上设有第二阀门2和第一疏水管道401，且第一疏水管道401位于第二阀门2前。第一疏水管道401上设有第一疏水器41，第一疏水管道401上在第一疏水器41前后分别设有第一进口隔绝阀门411和第一出口隔绝阀门412。第一疏水管道401用于在开启第二阀门2时及时排出低压主蒸汽抽汽管道300中第二阀门2前的疏水，避免由低压主蒸汽抽汽管道300给机组辅汽母管道200供汽时产生水冲击，确保辅汽系统运行安全。
本实施例二中在低压主蒸汽抽汽管道300上第二阀门2的下游还是设有一逆止阀门13，以防止机组辅汽母管道200中的蒸汽进入低压主蒸汽抽汽管道300中。为进一步确保低压主蒸汽抽汽管道300在给机组辅汽母管道200供汽时不产生水冲击，本实施二在逆止阀门13的前后还各设有一第五疏水管道405。
本实施例二的火力发电厂的辅汽系统，在机组正常运行时，开启运行机组的第二阀门2、第一进口隔绝阀门411和第一出口隔绝阀门412，启动第一疏水器41，则可实现由低压主蒸汽抽汽管道300给机组辅汽母管道200正常供汽；与此同时，还可开启第一阀门1，由运行机组的机组辅汽母管道200给全厂辅汽母管道100供汽。从而实现了将余热锅炉的低压主蒸汽作为辅汽系统的汽源，在全厂有机组正常运行时无需启动锅炉给辅汽系统供汽，减少了启动锅炉的运行时间，降低了启动锅炉天然气的消耗量，降低了成本。并且充分利用运行机组的低压主蒸汽来供给本机组辅汽，具有供汽距离短、热损失小的优点，且由于运行机组热容量大的优点，即使发生机组跳闸，余热锅炉的低压主蒸汽仍然可以维持较长时间持续供机组辅汽，有利于进行辅汽汽源切换，从而大大提高了机组辅汽运行的安全性和可靠性。
进一步，在本实施例二中，机组辅汽母管道200上在第一阀门1前后分别设有第二疏水管道402，第二疏水管道402上设有第二疏水器42，第二疏水管道402上在第二疏水器42前后分别设有第二进口隔绝阀门421和第二出口隔绝阀门422。第二疏水管道402用于在开启第一阀门1时及时排出机组辅汽母管道200中第一阀门1前后的疏水，防止发生水冲击，确保辅汽系统运行安全。
进一步，在本实施例二中，机组辅汽母管道200上在第一阀门1与机组轴封系统之间设有冷再热蒸汽抽汽管道500，冷再热蒸汽抽汽管道500与机组高压缸的排汽口相连通，用于抽取高压缸排出的冷再热蒸汽，并将抽取的冷再热蒸汽输送至机组辅汽母管道200中。冷再热蒸汽抽汽管道500上设有第三阀门3。在运行机组停用时，若本机组的机组辅汽母管道200给全厂辅汽母管道100供汽，则先关闭第一阀门1，使本机组的机组辅汽母管道200停止给全厂辅汽母管道100供汽。运行机组停用开始时，本机组的低压主蒸汽抽汽管道300继续给机组辅汽母管道200供汽，当机组的低压主蒸汽压力下降至设定的不低于本机组停用时机组辅汽母管道200所需辅汽压力最小值的低压主蒸汽压力预设值后，开启第三阀门3，则可实现本机组的机组辅汽母管道200中的辅汽汽源由低压主蒸汽抽汽管道300供给切换为由冷再热蒸汽抽汽管道500供给。由本机组的冷再热蒸汽独立给本机组的机组辅汽母管道200供汽，由于供汽范围大大减小，因此冷再热蒸汽可以供本机组辅汽的时间大大增加，从而能够满足机组停用时辅汽运行时间的需求，而不再需要通过启动锅炉来供汽。并且，本机组低压主蒸汽供汽与冷再热蒸汽供汽之间的切换响应速度快，能够确保机组辅汽运行的安全性。
本实施二中，冷再热蒸汽抽汽管道500位于第一阀门1与低压主蒸汽抽汽管道300之间，为进一步确保机组辅汽母管道200中不发生水冲击现象，机组辅汽母管道200上在冷再热蒸汽抽汽管道500与低压主蒸汽抽汽管道300之间还设有第六疏水管道406。
进一步，本实施二在冷再热蒸汽抽汽管道500上在第三阀门3后设有第三疏水管道403，第三疏水管道403上设有第三疏水器43，第三疏水管道403上在第三疏水器43前后分别设有第三进口隔绝阀门431和第三出口隔绝阀门432。第三疏水管道403用于在开启第三阀门3时及时排出冷再热蒸汽抽汽管道500中第三阀门3后的疏水，避免产生水冲击，确保辅汽系统运行安全。
进一步，本实施例二中，在冷再热蒸汽抽汽管道500上从上游至下游还依次设有调进阀门4和调节阀门5，且调节阀门5位于第三阀门3的上游，在调进阀门4后设有第四疏水管道404，第四疏水管道404上从上游至下游依次设有疏水隔绝阀门44和疏水气动阀门45。在运行机组停用过程中，当机组的低压主蒸汽压力下降至低压主蒸汽压力预设值而启用本机组的冷再热蒸汽抽汽管道500给机组辅汽母管道200供给冷再热蒸汽时，先将调进阀门4微开，同时开启第四疏水管道404上的疏水隔绝阀门44和疏水气动阀门45，对调进阀门4后的管道进行暖管；该暖管完成后，将调节阀门5微开，对调节阀门5后的管道进行暖管；该暖管完成后，先关闭调节阀门5，然后开足调进阀门4，再开足第三阀门3，同时开启第三进口隔绝阀门431和第三出口隔绝阀门432，启动第三疏水器43。将冷再热蒸汽抽汽管道500中的冷再热蒸汽压力调整到要求的预设值，当机组辅汽母管道200中的辅汽压力值下降至该预设值时，开启调节阀门5，由冷再热蒸汽抽汽管道500开始给机组辅汽母管道200供汽。从而实现了机组停用时机组辅汽母管道200中的辅汽汽源由低压主蒸汽抽汽管道300供给切换为由冷再热蒸汽抽汽管道500供给。
进一步，在本实施例二中，全厂辅汽母管道100上还设有启动锅炉供汽管道700，启动锅炉供汽管道700与启动锅炉相连通，用于将启动锅炉中的蒸汽输送至全厂辅汽母管道100中。在启动锅炉供汽管道700上设有第四阀门12。当全厂所有机组全部停用后，可开启第四阀门12，由启动锅炉通过启动锅炉供汽管道700给全厂辅汽母管道100供汽，以备机组冷态启动用。本实施例的火力发电厂的辅汽系统只有在全厂所有的机组全部停用后才由启动锅炉给全厂辅汽母管道100供汽，避免了仅采用启动锅炉供全厂辅汽时启动锅炉因各个机组频繁启停而需要频繁转换运行模式，大大减少了启动锅炉的运行时间和天然气的消耗量。
在本实施例二中，第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、调进阀门4以及第四阀门12均采用电动阀门，第一疏水器41、第二疏水器42和第三疏水器43均采用自动疏水器。可实现辅汽系统运行的自动控制。
进一步，在本实施例二中，机组轴封系统包括高中压轴封系统8和低压轴封系统，其中，高中压轴封系统8对轴封汽的温度具有一定要求。机组辅汽母管道200通过轴封电加热器6与机组轴封系统连接，低压主蒸汽抽汽管道300中的低压主蒸汽经轴封电加热器6加热后送往机组轴封系统，以满足机组轴封系统对轴封汽的温度要求。
当机组正常运行时，高中压轴封系统8处于自密封状态，即此时高中压轴封系统8无需外供轴封汽，由高中压汽缸内部泄漏的蒸汽就能够维持高中压轴封系统8的密封。此时若轴封电加热器6发生故障，不会影响高中压轴封系统8的密封。但是当机组停用时，由于高中压汽缸内部无蒸汽，因此高中压轴封系统8的轴封汽需要切换到外部供汽，如果此时轴封电加热器6为故障状态，则必然会导致进入高中压轴封系统8的蒸汽温度迅速下降，影响汽轮机正常工作。为避免该问题的发生，本实施例二将轴封电加热器6与一旁路管道600并联，并在旁路管道600上设置旁路阀门7。机组停用时，机组辅汽母管道200中的辅汽汽源由低压主蒸汽切换为冷再热蒸汽，冷再热蒸汽的温度可以满足高中压轴封系统8对轴封汽的温度要求。此时，即使轴封电加热器6为故障状态，机组辅汽母管道200中的冷再热蒸汽仍然可以通过旁路管道600上的旁路阀门7送入机组轴封系统，满足轴封系统的轴封汽供汽及温度要求，同时使故障状态的轴封电加热器6即使与系统隔离以进行检修。为了防止旁路管道600上的旁路阀门7泄露引起轴封电加热器6出口温度低，优选地，本实施例二在旁路管道600上串联有两个旁路阀门7。
进一步，在本实施例二中，高中压轴封系统8通过高中压轴封进汽阀门10与机组辅汽母管道200连接，高中压轴封进汽阀门10与一电动阀门11并联。在机组冷态启动时，高中压轴封进汽阀门10在机组轴封系统启动阶段受到逻辑限制条件无法开大，进而影响机组轴封系统的投用速度，通过开启电动阀门11可以加快机组轴封系统的启动速度。当高中压轴封进汽阀门10的逻辑受限条件解除后，则可关闭电动阀门11。在机组正常运行后由于高中压轴封系统8切换为自密封供汽，而外部供汽停止，此时需要开启电动阀门11以维持管道内蒸汽的流通，防止管道积水，避免机组停用阶段高中压轴封系统8由自密封切换至外部供汽时蒸汽带水。机组轴封系统停用后，则关闭电动阀门11以防止蒸汽送入高中压轴封系统8。在机组频繁启停的过程中，机组轴封系统也在投、停状态之间频繁转换，采用电动阀门11可实现远程控制，提高自动控制水平，降低人工工作强度。
综上所述，本发明的火力发电厂的辅汽系统供汽方法及火力发电厂的辅汽系统，充分利用了余热锅炉的低压主蒸汽和冷再热蒸汽来维持各个机组在运行和停用阶段的辅汽运行，大大减少了启动锅炉的运行时间，降低了天然气消耗量和成本。并且，由本机组的低压主蒸汽和冷再热蒸汽为本机组供给辅汽，大大提高了机组辅汽运行的安全性和可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。