火力发电机组的抽汽供热系统的制作方法

1.本公开涉及火力发电机组技术领域，具体地，涉及一种火力发电机组的抽汽供热系统。


背景技术：

2.我国的电力生产中，火力发电的占比较高，但是火力发电的循环热效率以及能源利用效率还很较低，为了能够有效提升火力发电的循环热效率以及能源利用效率，相关技术中采用蒸汽热能，即火力发电机组集合抽汽供热，抽汽位置的选择，以最佳利用蒸汽有效热能发电后再抽汽供热为原则，但是火力发电机组在发电并抽汽供热时，为了保证工业用户的供热需求，只能将接带供热的发电机组发电电荷变动范围限制在一定范围内，严重影响电网的调频能力，适用性较低。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种火力发电机组的抽汽供热系统，该抽汽供热系统能够解决相关技术中发电机组供热和发电相互限制的问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种火力发电机组的抽汽供热系统，所述抽汽供热系统包括：锅炉本体，内部设置有过热器、再热器以及水冷壁管，所述水冷壁管内部具有用于供蒸汽流通的蒸汽通道且所述蒸汽通道的出汽口连通于所述过热器的进汽口；汽轮机高压缸，所述汽轮机高压缸的进汽口通过第一供汽管道连通于所述过热器的出汽口，所述汽轮机高压缸的出汽口通过第一出汽管道连通于所述再热器；辅助汽轮机，所述辅助汽轮机的进汽口通过第二供汽管道旁接于所述第一供汽管道，所述辅助汽轮机的出汽口通过第二出汽管道连通于所述再热器；以及供热联箱，所述供热联箱的第一进汽口通过第三供汽管道连通于所述再热器。
5.可选地，所述抽汽供热系统还包括第四供汽管道，所述第四供汽管道连通在所述过热器和所述供热联箱之间，并且所述第四供汽管道上设置有第一控制阀。
6.可选地，所述过热器包括通过所述水冷壁管依次串联连通的低温过热器、中温过热器以及高温过热器，所述第四供汽管道的进汽口连通于所述低温过热器的出汽口、所述中温过热器的出汽口以及所述高温过热器的出汽口的其中一者上，所述第四供汽管道的出汽口连通于所述供热联箱的第二进汽口。
7.可选地，所述第四供汽管道上还设置有第一调节阀。
8.可选地，所述抽汽供热系统还包括汽轮机中压缸，所述再热器包括低温再热器和高温再热器，所述汽轮机高压缸的出汽口通过所述第一出汽管道连通于所述低温再热器，所述辅助汽轮机的出汽口通过第二出汽管道连通于所述低温再热器，所述供热联箱的第一进汽口通过所述第三供汽管道连通于所述低温再热器，所述高温再热器旁接于所述低温再热器且连通于所述汽轮机中压缸的进汽口。
9.可选地，所述低温再热器包括并联布置的第一低温再热器和第二低温再热器，所
述第一低温再热器的进汽口通过所述第一出汽管道连通于所述汽轮机高压缸的出汽口，所述第二低温再热器的进汽口通过所述第二出汽管道连通于所述辅助汽轮机的出汽口，所述第一出汽管道和所述第二出汽管道之间还连通有换汽管道，并且所述换汽管道上设置有第二控制阀，所述第三供汽管道包括并联连接的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路分别连通于所述第一低温再热器的出汽口和所述第二低温再热器的出汽口，并且所述第一支路上设置有第三控制阀，所述高温再热器旁接于所述第一支路。
10.可选地，所述高温再热器的与所述第一支路的连接处位于所述第三控制阀的上游。
11.可选地，所述第三供汽管道上还设置有第四控制阀和第二调节阀。
12.可选地，所述辅助汽轮机构造为背压式汽轮机，并且所述第二供汽管道上设置有第五控制阀和第三调节阀。
13.可选地，所述第二出汽管道上还设置有泄放管路，所述泄放管路上设置有第六控制阀。
14.通过上述技术方案，即本公开提供的火力发电机组的抽汽供热系统，该抽汽供热系统通过将锅炉本体内部设置的水冷壁管的蒸汽通道的出汽口连通于过热器的进汽口，并且将过热器的出汽口通过第一供汽管道连通于汽轮机高压缸的进汽口，进一步地将汽轮机高压缸的出汽口通过第一出汽管道连通于再热器，同时还将供热联箱的第一进汽口通过第三供汽管道连通于该再热器，这样，能够使得水冷壁管内的蒸汽经过过热器加热后通过第一供汽管道将蒸汽输送至汽轮机高压缸内进行作功，从而能够带动发电机发电同时还能够将作功后的蒸汽通过第一出汽管道输送到再热器内，进而通过再热器能够对作过功后的蒸汽进行再次加热，并通过第三供汽管道将加热后的蒸汽输送至供热联箱内用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求，以利于提高能源的利用率。另外，将辅助汽轮机的进汽口通过第二供汽管道旁接于第一供汽管道，并且将辅助汽轮机的出汽口通过第二出汽管道连通于再热器，这样，能够在发电机组的发电负荷较低的情况下，操作人员便可操作地开启辅助汽轮机，使得水冷壁管内的蒸汽经由第二供汽管道输送至辅助汽轮机内进行作功并带动发电机进行发电，进一步将作功后的蒸汽经由第二出汽管道输送至再热器内进行加热后再排入至供热联箱内部用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求，进而实现抽汽供热系统的持续稳定的供热，适用性高且稳定性好，以利于实现灵活性供热和发电。因此，本公开提供的火力发电机组的抽汽供热系统能够使发电机组在不同发电负荷下依然能够解决相关技术中发电机组供热和发电相互限制的问题，且具有结构简单、制造成本较低以及能源利用率较高的优点。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是本公开示例性实施方式中提供的火力发电机组的抽汽供热系统的结构示意图。
18.附图标记说明
19.1-锅炉本体；2-过热器；210-低温过热器；220-中温过热器；230-高温过热器；3-再热器；310-低温再热器；311-第一低温再热器；312-第二低温再热器；320-高温再热器；4-水冷壁管；5-汽轮机高压缸；6-第一供汽管道；7-第一出汽管道；8-辅助汽轮机；9-第二供汽管道；10-第二出汽管道；11-供热联箱；12-第三供汽管道；1210-第一支路；1220-第二支路；13-第四供汽管道；14-第一控制阀；15-第一调节阀；16-汽轮机中压缸；17-换汽管道；18-第二控制阀；19-第三控制阀；20-第四控制阀；21-第二调节阀；22-第五控制阀；23-第三调节阀；24-泄放管路；25-第六控制阀；26-发电机；27-第七控制阀；28-第四调节阀；29-暖管；30-暖管阀。
具体实施方式
20.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
21.在本公开中，在未作相反说明的情况下，“内、外”是指相对于部件或结构本身轮廓的内、外。此外，需要说明的是，所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。
22.根据本公开提供的一种火力发电机组的抽汽供热系统，参考图1所示，该抽汽供热系统包括锅炉本体1、汽轮机高压缸5、辅助汽轮机8以及供热联箱11；锅炉本体1内部设置有过热器2、再热器3以及水冷壁管4，水冷壁管4内部具有用于供蒸汽流通的蒸汽通道且蒸汽通道的出汽口连通于过热器2的进汽口；汽轮机高压缸5的进汽口通过第一供汽管道6连通于过热器2的出汽口，汽轮机高压缸5的出汽口通过第一出汽管道7连通于再热器3；辅助汽轮机8的进汽口通过第二供汽管道9旁接于第一供汽管道6，辅助汽轮机8的出汽口通过第二出汽管道10连通于再热器3；供热联箱11的第一进汽口通过第三供汽管道12连通于再热器3。
23.通过上述技术方案，即本公开提供的火力发电机组的抽汽供热系统，该抽汽供热系统通过将锅炉本体1内部设置的水冷壁管4的蒸汽通道的出汽口连通于过热器2的进汽口，并且将过热器2的出汽口通过第一供汽管道6连通于汽轮机高压缸5的进汽口，进一步地将汽轮机高压缸5的出汽口通过第一出汽管道7连通于再热器3，同时还将供热联箱11的第一进汽口通过第三供汽管道12连通于该再热器3，这样，能够使得水冷壁管4内的蒸汽经过过热器2加热后通过第一供汽管道6将蒸汽输送至汽轮机高压缸5内进行作功，从而能够带动发电机26发电同时还能够将作功后的蒸汽通过第一出汽管道7输送到再热器3内，进而通过再热器3能够对作过功后的蒸汽进行再次加热，并通过第三供汽管道12将加热后的蒸汽输送至供热联箱11内用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求，以利于提高能源的利用率。另外，将辅助汽轮机8的进汽口通过第二供汽管道9旁接于第一供汽管道6，并且将辅助汽轮机8的出汽口通过第二出汽管道10连通于再热器3，这样，能够在发电机组的发电负荷较低的情况下，操作人员便可操作地开启辅助汽轮机8，使得水冷壁管4内的蒸汽经由第二供汽管道9输送至辅助汽轮机8内进行作功并带动发电机26进行发电，进一步将作功后的蒸汽经由第二出汽管道10输送至再热器3内进行加热后再排入至供热联箱11内部用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求，进而实现抽汽供热系统的持续稳定的供热，适
用性高且稳定性好，以利于实现灵活性供热和发电。因此，本公开提供的火力发电机组的抽汽供热系统能够解决相关技术中发电机组供热和发电相互限制的问题，且具有结构简单、制造成本较低以及能源利用率较高的优点。
24.此处需要说明的是，辅助汽轮机8的出汽口的排汽压力设计值根据用户的供热需求而定，同时，蒸汽温度与蒸汽压力成正比，即当温度上升时，对应的蒸汽压力与随之上升，因此，在本公开中当汽轮机高压缸5带动发电机26发电时，当发电机26发电电荷较低时，汽轮机高压缸5的出汽口排出的蒸汽压力也随之降低，从而不能够满足用户的供热需求，为了满足供热需求，操作人员便可操作地开启辅助汽轮机8，由于辅助汽轮机8的出汽口的蒸汽压力设计值根据供热需求而设定的，因此，即使发电机26的发电电荷降低也不会影响到辅助汽轮机8的出汽口的蒸汽压力，进而能够实现发电机组在不同发电负荷下依然能够满足用户的供热需求。另外，图1中示例性地示出蒸汽的流动方向，箭头指向即是蒸汽的流动方向。
25.在一些实施方式中，参考图1所示，抽汽供热系统还可以包括第四供汽管道13，第四供汽管道13连通在过热器2和供热联箱11之间，并且第四供汽管道13上设置有第一控制阀14，从而能够当发电机组的发电电荷较低时，操作人员便可操作地开启第一控制阀14，进而能够将经过过热器2加热后的蒸汽直接经由第四供汽管道13输送至供热联箱11内用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求，同时还能够保证汽轮机高压缸5带动发电机26稳定的发电。其中，第一控制阀14可以采用手动阀或者电动阀，本公开在此不作具体限定。
26.另外，为了能够满足不同的供热需求，在一些实施方式中，参考图1所示，过热器2可以包括通过水冷壁管4依次串联连通的低温过热器210、中温过热器220以及高温过热器230，并且第四供汽管道13的进汽口连通于低温过热器210的出汽口、中温过热器220的出汽口以及高温过热器230的出汽口的其中一者上，进一步地将第四供汽管道13的出汽口连通于供热联箱11的第二进汽口，从而能够根据用户的实际供热需求，可选择将第四供汽管道13的进汽口连通在低温过热器210的出汽口、中温过热器220的出汽口或者高温过热器230的出汽口的其中一者上，进而能够实现将不同温度的蒸汽通过第四供汽管道13输送至供热联箱11内，以满足不同的供热需求，适用性较高且稳定性好。
27.此外，在一些实施方式中，参考图1所示，第四供汽管道13上还可以设置有第一调节阀15，从而能够通过第一调节阀15可操作地改变蒸汽的流量，并且通过一个控制阀和一个调节阀的布置，能够更好保证供热联箱11持续稳定地向用户进行供热，即将第一调节阀15根据用户供热需求调整至相应的工作位置处，只需要通过开启或关闭第一控制阀14，便能够实现管道的开启和关闭，避免操作人员重复调整第一调节阀15的工作位置，操控性好且效率高。其中，第一调节阀15可以采用电动调节阀或者手动调节阀，本公开在此不作具体限定。
28.在一些实施方式中，参考图1所示，抽汽供热系统还可以包括汽轮机中压缸16，再热器3包括低温再热器310和高温再热器320，汽轮机高压缸5的出汽口通过第一出汽管道7连通于低温再热器310，辅助汽轮机8的出汽口通过第二出汽管道10连通于低温再热器310，供热联箱11的第一进汽口通过第三供汽管道12连通于低温再热器310，高温再热器320旁接于低温再热器310且连通于汽轮机中压缸16的进汽口，这样，能够使得经由汽轮机高压缸5和辅助汽轮机8作功后输送至低温加热器310进行加热后的蒸汽部分输送至高温再热器320
内进行高温加热后，进一步地将高温加热后的蒸汽输送至汽轮机中压缸16内进行作功，进一步地带动发电机26进行发电，以利于提高能源利用率。
29.在一些实施方式中，参考图1所示，低温再热器310可以包括并联布置的第一低温再热器311和第二低温再热器312，第一低温再热器311的进汽口通过第一出汽管道7连通于汽轮机高压缸5的出汽口，第二低温再热器312的进汽口通过第二出汽管道10连通于辅助汽轮机8的出汽口，第一出汽管道7和第二出汽管道10之间还连通有换汽管道17，并且换汽管道17上设置有第二控制阀18，第三供汽管道12包括并联连接的第一支路1210和第二支路1220，第一支路1210和第二支路1220分别连通于第一低温再热器311的出汽口和第二低温再热器312的出汽口，并且第一支路1210上设置有第三控制阀19，高温再热器320旁接于第一支路1210。具体的工作中，当发电机组的发电电荷较高的情况下，可操作地开启第二控制阀18和第三控制阀19，这样使得汽轮机高压缸5的出汽口排出的大量作功后的蒸汽通过第一出汽管道7和换汽管道17同时输送至第一低温再热器311和第二低温再热器312的内部，经过第一低温再热器311和第二低温再热器312的加热后在分别输送至汽轮机中压缸16和供热联箱11内部，以能够实现同时发电和供热，并且由于通过两个并联运行的第一低温再热器311和第二低温再热器312还能够保证锅炉吸热分布不超过运行范围同时还能够避免再热器3的受热面超温，以利于保证再热器3稳定的工作；当发电机组的发电电荷较低的情况下，可操作地关闭第二控制阀18和第三控制阀19，并同时开启辅助汽轮机8，这样使得汽轮机高压缸5的出汽口排出的蒸汽仅通过第一低温再热器311加热后输送至汽轮机中压缸16内，同时将辅助汽轮机8的出汽口排出的蒸汽仅通过第二低温再热器312加热后输送至供热联箱11内，同时实现发电机组的发电和供热，以利于保证抽汽供热系统能够稳定的工作。其中，第二控制阀18和第三控制阀19可以采用手动阀或者电动阀，本公开在此不作具体限定。
30.另外，在一些实施方式中，参考图1所示，高温再热器320的与第一支路1210的连接处位于第三控制阀19的上游，以能够实现当第三控制阀19处于关闭状态时，使得经由第一低温再热器311的出汽口排出的蒸汽能够全部通过高温再热器320进行高温加热并进一步输送至汽轮机中压缸16内作功并进一步地带动发电机26进行发电，以利于进一步提高能源利用率。
31.此外，在一些实施方式中，参考图1所示，第三供汽管道12上还可以设置有第四控制阀20和第二调节阀21，并且第一供汽管道6上也可以设置有第七控制阀27和第四调节阀28，以便于操作人员能够根据实际的供热需求，可操作地调节第二调节阀21和第四调节阀28的阀芯开度，从而改变蒸汽的流量，保证供热联箱11能够稳定向用户进行供热，并且通过可操作地开启或关闭第四控制阀20和第七控制阀27从而能够实现第三供汽管道12和第一供汽管道6的开启或关闭，操控性好。其中，第四控制阀20和第七控制阀27可以采用手动阀或者电动阀，第二调节阀21和第四调节阀28可以采用电动调节阀或者手动调节阀，本公开在此不作具体限定。另外，图1中示例性地示出第一控制阀14和第四控制阀20上还可以设置有暖管29以及暖管阀30，以能够当第一控制阀14和第四控制阀20处于关闭状态时，能够通过该暖管29和暖管阀30实现对第三供汽管道12和第四供汽管道13进行管道的保温，以利于降低能源损失。
32.辅助汽轮机8可以根据实际应用需求以任意合适的方式构造，例如，在一些实施方
式中，参考图1所示，辅助汽轮机8可以构造为背压式汽轮机，并且第二供汽管道9上设置有第五控制阀22和第三调节阀23，由于背压式汽轮机的出汽口排出的蒸汽内所含的热量全部用于向用户进行供热，能源利用率高，并且通过第三调节阀23可操作地调节背压式汽轮机的蒸汽流入量，以利于保证向用户持续稳定的供热。其中，第五控制阀22可以采用手动阀或者电动阀，第三调节阀23可以采用电动调节阀或者手动调节阀；另外，在一些未图示的实施方式中，辅助汽轮机8也可以构造为其他能够实现在发电机组的发电负荷较低的情况下使得出汽口排出的蒸汽压力满足用户供热需求的汽轮机，本公开在此不作具体限定。
33.另外，在一些实施方式中，参考图1所示，第二出汽管道10上还设置有泄放管路24，并且泄放管路24上设置有第六控制阀25，从而能够使得当第二出汽管道10内部蒸汽超压时，可操作地开启第六控制阀25进而能够将管道内部的蒸汽排出，以利于保证抽汽供热系统内部的压力保持在一定范围内，使得抽汽供热系统能够稳定的工作。当然，在一些未图示的实施方式中，泄放管路24也可以设置抽汽供热系统的任意一个管道上，例如，可以设置在第一出汽管道7上或者第三供汽管道12上，其目的是能够实现对抽汽供热系统的管道起到泄放作用即可。其中，第六控制阀25可以采用弹簧安全阀或泄放阀等能够起到泄放作用的阀体，本公开在此不作具体限定。
34.基于上述实施例，本公开示例性地描述该抽汽供热系统的工作过程，具体如下：需要说明的是，为了便于描述将发电机组的实时发电功率定为pe，将发电机组的额定发电功率定为p0，并且将管道上各个调节阀调节至预设的工作位置处；
35.当发电机组的发电电荷较高的情况下，例如当发电电荷pe＞80％p0时，此时背压式汽轮机处于关闭状态，相对应的第五控制阀22也处于关闭状态，同时第一控制阀14也处于关闭状态，开启第七控制阀27、第二控制阀18、第三控制阀19以及第四控制阀20，这样，水冷壁管4内的蒸汽-过热器2-第一供汽管道6-第七控制阀27-第四调节阀28-汽轮机高压缸5-第一出汽管道7-低温再热器310-一部分蒸汽输送至高温再热器320内并进一步输送至汽轮机中压缸16内做功用于带动发电机26发电；另一部分蒸汽经由第三供汽管道12输送至供热联箱11内用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求；
36.当发电机组的发电电荷较低的情况下，例如当发电电荷35％p0＜pe＜80％p0时，此时开启背压式汽轮机以及第五控制阀22，并将第二控制阀18和第三控制阀19关闭，这样，水冷壁管4内的蒸汽经过过热器2加热后，一部分蒸汽输送至汽轮机高压缸5-第一出汽管道7-第一低温再热器311-高温再热器320-汽轮机中压缸16内做功用于带动发电机26发电；另一部分蒸汽输送至背压式汽轮机-第二出汽管道10-第二低温再热器312-第三供汽管道12-供热联箱11内部用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求；
37.当发电机组的发电电荷进一步降低时，例如当发电电荷pe＜35％p0时，此时关闭背压式汽轮机以及第五控制阀22，同时将第四控制阀20关闭，开启第一控制阀14，这样，水冷壁管4内的蒸汽经过过热器2加热后，一部分蒸汽经由第四供汽管道13直接输送至供热联箱11内部用于满足例如工业用户或住宅等场所的供热需求；另一部分蒸汽输送至汽轮机高压缸5-第一出汽管道7-第一低温再热器311-高温再热器320-汽轮机中压缸16内做功用于带动发电机26发电。
38.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简
单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
39.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
40.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。