申请/专利权人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院

申请日：2018-10-22

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN109404063B

主分类号：F01D17/14

分类号：F01D17/14;F01D15/10;F01D21/00;F01K17/02;F01K13/02;F01K13/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2019.03.26#实质审查的生效;2019.03.01#公开

摘要：本发明涉及一种背压式供热汽轮机节能调节系统，包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、背压式汽轮机、热网加热器及节能调节控制器，所述汽轮机中压缸分别通过供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀与所述汽轮机低压缸及背压式汽轮机连接，所述背压式汽轮机与所述热网加热器连接；所述汽轮机中压缸出口设有中压缸排汽压力测量装置，所述汽轮机低压缸入口设有低压缸入口压力测量装置，所述热网加热器入口设有热网加热器入口热网水温测量装置，所述热网加热器出口设有热网加热器出口热网水温测量装置及热网加热器出口热网水流量测量装置。本发明能够使得背压式汽轮机进汽节流损失最小、效率最高，实现了系统的最佳节能调节。

主权项：1.一种背压式供热汽轮机节能调节系统的调节方法，其特征在于，一种背压式供热汽轮机节能调节系统包括：汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、背压式汽轮机、热网加热器及节能调节控制器，所述汽轮机中压缸分别通过供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀与所述汽轮机低压缸及背压式汽轮机连接，所述背压式汽轮机与所述热网加热器连接；所述汽轮机中压缸出口设有中压缸排汽压力测量装置，所述汽轮机低压缸入口设有低压缸入口压力测量装置，所述热网加热器入口设有热网加热器入口热网水温测量装置，所述热网加热器出口设有热网加热器出口热网水温测量装置及热网加热器出口热网水流量测量装置；所述节能调节控制器与所述中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置、热网加热器入口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水流量测量装置、供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀连接，用于在背压式汽轮机启动时，控制所述背压式汽轮机进汽调节阀进行调节，在正常供热时，通过控制所述供热调整阀保证所述中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置测得的压力值在安全允许范围内，并通过计算热网加热器出口热网水温、热网加热器入口热网水温及热网加热器出口热网水流量，控制所述背压式汽轮机进汽调节阀在全开状态下运行；中压缸排汽压力控制在0.25-1.0Mpa之间，所述热网加热器出口热网水温范围为90-120℃；所述背压式汽轮机连接有小发电机，用于将剩余发电功率通过所述小发电机输往厂用电；汽轮机中压缸排汽进入汽轮机，汽轮机中压缸一部分排汽进入背压式汽轮机对外供热，背压式汽轮机排汽对外供热后的剩余功率，通过小发电机发出，背压式汽轮机排汽进入热网加热器对其进行加热，中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置、热网加热器入口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水流量测量装置的测量信号进入节能调节控制器并进行计算，节能调节控制器根据计算结果，对供热调整阀和背压式汽轮机进汽调节阀进行控制；中压缸排汽通过背压式汽轮机对热网加热器进行供热加热，背压式汽轮机启动时，节能调节控制器发指令通过背压式汽轮机进汽调节阀进行调节，而正常供热时，则通过供热调整阀保证中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置测得的压力值在安全允许范围内条件下，根据节能控制器计算热网加热器出口热网水温、热网加热器入口热网水温及网加热器出口热网水流量，确保背压式汽轮机进汽调节阀在全开状态下运行，使得背压式汽轮机进汽节流损失最小、效率最高，同时将剩余发电功率通过小发电机送往厂用电，实现系统的最佳节能调节。

全文数据：一种背压式供热汽轮机节能调节系统技术领域本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种背压式供热汽轮机节能调节系统。背景技术大型热电联产机组集中供热作为相对小锅炉供热更加节能环保的供热方式，是各国供热最为重视的技术。背压机作为无冷源损失的机组，在确保供热的同时，还能进行发电，是最为高效的供热方式，受到很多国家的青睐。对于中排压力较高的供热机组，尤其是打孔抽汽改造的供热机组，由于中排压力远大于热网加热器所需采暖抽汽压力，需要通过阀门节流对热网加热器供热，导致节流损失较大，供热效率受到影响较大。尤其是供热初末寒期，由于供热量需求不大，导致供热机组供热抽汽节流损失增加，导致附加的能耗损失。在抽汽管道上设备背压式汽轮机，如果调节方法不当，可能造成背压式汽轮机长期处于节流运行，或者低压缸通流尤其是末段叶片处于长期非安全运行状态，将导致汽轮机供热安全和供热经济性受到很大潜在影响。对于背压式供热汽轮机，其进汽调节方式采用进汽阀门全开和滑压控制运行，是较为经济的运行调节方式。需要针对整个供热机组系统，兼顾通流安全和节能供热方式，在背压式汽轮机供热、抽汽供热等之间形成一个系统的节能调节方案。发明内容本发明的目的是提供一种背压式供热汽轮机节能调节系统，利用供热汽轮机中排较大压力和供热阀门较大的节流损失，使得中排供热蒸汽首先进入背压式汽轮机做功，在背压式汽轮机发电同时，将适合压力的排汽送往热网加热器加热，实现背压式汽轮机排汽余热供热。同时通过节能调节控制器，利用热网水温度、流量和中压缸排汽、低压缸进汽压力参数数据，使得该背压式汽轮机在正常供热时进汽调节阀全开，实现供热系统的节能调节运行。本发明提供了一种背压式供热汽轮机节能调节系统，包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、背压式汽轮机、热网加热器及节能调节控制器，汽轮机中压缸分别通过供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀与汽轮机低压缸及背压式汽轮机连接，背压式汽轮机与热网加热器连接；汽轮机中压缸出口设有中压缸排汽压力测量装置，汽轮机低压缸入口设有低压缸入口压力测量装置，热网加热器入口设有热网加热器入口热网水温测量装置，热网加热器出口设有热网加热器出口热网水温测量装置及热网加热器出口热网水流量测量装置；节能调节控制器与所述中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置、热网加热器入口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水流量测量装置、供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀连接，用于在背压式汽轮机启动时，控制背压式汽轮机进汽调节阀进行调节，在正常供热时，通过控制供热调整阀保证中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置测得的压力值在安全允许范围内，并通过计算热网加热器出口热网水温、热网加热器入口热网水温及网加热器出口热网水流量，控制背压式汽轮机进汽调节阀在全开状态下运行。进一步地，背压式汽轮机连接有小发电机，用于将剩余发电功率通过小发电机输往厂用电。借由上述方案，通过背压式供热汽轮机节能调节系统，利用供热汽轮机中排较大压力和供热阀门较大的节流损失，使得中排供热蒸汽首先进入背压式汽轮机做功，在背压式汽轮机发电同时，将适合压力的排汽送往热网加热器加热，实现背压式汽轮机排汽余热供热。同时通过节能调节控制器，利用热网水温度、流量和中压缸排汽、低压缸进汽压力参数数据，使得该背压式汽轮机在正常供热时进汽调节阀全开，实现供热系统的节能调节运行。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本发明一种背压式供热汽轮机节能调节系统的结构示意图。图中标号：1-汽轮机中压缸；2-汽轮机低压缸；3-背压式汽轮机；4-热网加热器；5-供热调整阀；6-背压式汽轮机进汽调节阀；7-热网加热器出口热网水温测量装置；8-热网加热器出口热网水流量测量装置；9-热网加热器入口热网水温测量装置；10-中压缸排汽压力测量装置；11-低压缸入口压力测量装置；12-节能调节控制器；13-小发电机。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。参图1所示，本实施例提供了一种背压式供热汽轮机节能调节系统，包括汽轮机中压缸1、汽轮机低压缸2、背压式汽轮机3、热网加热器4及节能调节控制器12，汽轮机中压缸1分别通过供热调整阀5及背压式汽轮机进汽调节阀6与汽轮机低压缸2及背压式汽轮机3连接，背压式汽轮机3与热网加热器4连接；汽轮机中压缸1出口设有中压缸排汽压力测量装置10，汽轮机低压缸2入口设有低压缸入口压力测量装置11，热网加热器4入口设有热网加热器入口热网水温测量装置9，热网加热器4出口设有热网加热器出口热网水温测量装置7及热网加热器出口热网水流量测量装置8；节能调节控制器12与中压缸排汽压力测量装置10、低压缸入口压力测量装置11、热网加热器入口热网水温测量装置9、热网加热器出口热网水温测量装置7、热网加热器出口热网水流量测量装置8、供热调整阀5及背压式汽轮机进汽调节阀6连接，用于在背压式汽轮机3启动时，控制背压式汽轮机进汽调节阀6进行调节，在正常供热时，通过控制供热调整阀5保证中压缸排汽压力测量装置10、低压缸入口压力测量装置11测得的压力值在安全允许范围内，并通过计算热网加热器出口热网水温、热网加热器入口热网水温及网加热器出口热网水流量，控制背压式汽轮机进汽调节阀6在全开状态下运行。该背压式供热汽轮机节能调节系统，利用供热汽轮机中排较大压力和供热阀门较大的节流损失，使得中排供热蒸汽首先进入背压式汽轮机做功，在背压式汽轮机发电同时，将适合压力的排汽送往热网加热器加热，实现背压式汽轮机排汽余热供热。同时通过节能调节控制器，利用热网水温度、流量和中压缸排汽、低压缸进汽压力参数数据，使得该背压式汽轮机在正常供热时进汽调节阀全开，实现供热系统的节能调节运行。在本实施例中，背压式汽轮机3连接有小发电机13，用于将剩余发电功率通过小发电机输往厂用电。下面对本发明作进一步详细说明。汽轮机中压缸1排汽进入汽轮机2，汽轮机中压缸1一部分排汽进入背压式汽轮机3对外供热，背压式汽轮机3排汽对外供热后的剩余功率，通过小发电机13发出，背压式汽轮机3排汽进入热网加热器4对其进行加热，中压缸排汽压力测量装置10、低压缸入口压力测量装置11、热网加热器入口热网水温测量装置9、热网加热器出口热网水温测量装置7、热网加热器出口热网水流量测量装置8的测量信号进入节能调节控制器12并进行计算，节能调节控制器12根据计算结果，对供热调整阀5和背压式汽轮机进汽调节阀6进行控制。中压缸排汽通过背压式汽轮机3对热网加热器4进行供热加热，背压式汽轮机3启动时，节能调节控制器12发指令通过背压式汽轮机进汽调节阀6进行调节，而正常供热时，则通过供热调整阀5保证中压缸排汽压力测量装置10、低压缸入口压力测量装置11测得的压力值在安全允许范围内条件下，根据节能控制器12计算热网加热器出口热网水温、热网加热器入口热网水温及网加热器出口热网水流量，确保背压式汽轮机进汽调节阀6在全开状态下运行，使得背压式汽轮机3进汽节流损失最小、效率最高，同时将剩余发电功率通过小发电机13送往厂用电，实现系统的最佳节能调节。对于典型300WM供热机组，相比常规阀门节流控制供热，可降低供电煤耗率约1gkwh，同时可额外增加发电出力15MW。在上述调节过程中，首先保证中压缸排汽压力不能太高也不能太低，一般控制在0.25-1.0MPa之间，低压缸进汽压力不能太低，应确保低压缸冷却和末级不出现鼓风危害；正常运行时，应通过供热调整阀5和小发电机13功率平衡作用，使得背压式汽轮机进汽调节阀6开度在100％，即不参与节流调节，同时确保热网加热器出口热网水温度在要求范围内，一般控制在90-120℃之间。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，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变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种背压式供热汽轮机节能调节系统，其特征在于，包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、背压式汽轮机、热网加热器及节能调节控制器，所述汽轮机中压缸分别通过供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀与所述汽轮机低压缸及背压式汽轮机连接，所述背压式汽轮机与所述热网加热器连接；所述汽轮机中压缸出口设有中压缸排汽压力测量装置，所述汽轮机低压缸入口设有低压缸入口压力测量装置，所述热网加热器入口设有热网加热器入口热网水温测量装置，所述热网加热器出口设有热网加热器出口热网水温测量装置及热网加热器出口热网水流量测量装置；所述节能调节控制器与所述中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置、热网加热器入口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水温测量装置、热网加热器出口热网水流量测量装置、供热调整阀及背压式汽轮机进汽调节阀连接，用于在背压式汽轮机启动时，控制所述背压式汽轮机进汽调节阀进行调节，在正常供热时，通过控制所述供热调整阀保证所述中压缸排汽压力测量装置、低压缸入口压力测量装置测得的压力值在安全允许范围内，并通过计算热网加热器出口热网水温、热网加热器入口热网水温及网加热器出口热网水流量，控制所述背压式汽轮机进汽调节阀在全开状态下运行。2.根据权利要求1所述的一种背压式供热汽轮机节能调节系统，其特征在于，所述背压式汽轮机连接有小发电机，用于将剩余发电功率通过所述小发电机输往厂用电。

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