本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)排汽背壓控制系統(tǒng)及方法，尤其是涉及一種利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

汽輪機(jī)作為火力發(fā)電廠中極為重要的能量轉(zhuǎn)換裝置，其熱耗的高低直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性能，而汽輪機(jī)的熱耗受排汽背壓影響很大。傳統(tǒng)汽輪機(jī)排汽背壓取決于凝汽器和冷卻塔設(shè)計參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境因素，其中環(huán)境因素的影響主要體現(xiàn)在循環(huán)水溫度的高低上，在夏季運(yùn)行時，由于外界環(huán)境溫度的升高，循環(huán)水溫度也相應(yīng)升高，導(dǎo)致凝汽器運(yùn)行真空度降低，汽輪機(jī)排汽背壓升高，機(jī)組熱耗升高，常規(guī)采用的手段是增大循環(huán)水泵出力或開啟備用的循環(huán)水泵，增加循環(huán)水流量，通過循環(huán)水量的增加調(diào)整汽輪機(jī)排汽背壓，但是調(diào)節(jié)效果有限，因此目前尚未有一種有效的方法能夠控制環(huán)境溫度升高導(dǎo)致的汽輪機(jī)排汽背壓升高難題。

另一方面，目前常用的液化天然氣氣化方式為海水加熱氣化，未有效利用液化天然氣巨大的冷量。

有鑒于此，在公告號為cn104533650a的專利文獻(xiàn)中公開了空冷汽輪機(jī)低壓排汽缸噴水冷卻方法及系統(tǒng)，本發(fā)明公開一種空冷汽輪機(jī)低壓排汽缸噴水冷卻方法，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在常規(guī)背壓狀態(tài)凝結(jié)水溫度低于排汽溫度時，用凝結(jié)水去噴淋低壓排汽缸內(nèi)的排汽；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在高背壓狀態(tài)凝結(jié)水溫度高于排汽溫度時，先用潤滑油冷卻器出口的排放水去冷卻凝結(jié)水，降低凝結(jié)水的溫度，再用該降溫后的凝結(jié)水去噴淋低壓排汽缸內(nèi)的排汽，對比文件中的冷卻過程比較復(fù)雜，而且冷卻達(dá)不到理想的冷卻效果，而本發(fā)明先通過冷卻塔冷卻在通過水天然氣換熱器冷卻，從而達(dá)到更好的冷卻效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的利用lng冷能協(xié)同控制循環(huán)水溫度，進(jìn)而調(diào)節(jié)汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：

一種利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)包括管道、鍋爐、蒸發(fā)器、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、主汽輪機(jī)、凝汽器、給水泵、加熱器、一號管道、冷卻塔、二號管道、循環(huán)水泵、一號閥門、三號管道、四號管道、二號閥門、五號管道、水天然氣換熱器、六號管道、天然氣氣源、七號管道、升壓泵、三號閥門、八號管道、液化天然氣儲罐、九號管道、液化天然氣氣源、十號管道、排汽溫度壓力傳感器、凝結(jié)水溫度傳感器、循環(huán)水溫度傳感器和控制裝置，所述鍋爐、蒸發(fā)器、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、主汽輪機(jī)、凝汽器、給水泵和加熱器通過管道順次連接；所述凝汽器與冷卻塔通過一號管道連接，所述冷卻塔與一號閥門通過二號管道連接，所述循環(huán)水泵設(shè)置在二號管道上，所述一號閥門與凝汽器通過三號管道連接；所述二號閥門與二號管道通過四號管道連接，所述水天然氣換熱器與二號閥門通過五號管道連接，所述天然氣氣源與水天然氣換熱器通過六號管道連接，所述三號閥門與水天然氣換熱器通過七號管道連接，所述升壓泵設(shè)置在七號管道上，所述液化天然氣儲罐與三號閥門通過八號管道連接，所述液化天然氣氣源與液化天然氣儲罐通過九號管道連接，所述水天然氣換熱器與三號管道通過十號管道連接；所述一號閥門、二號閥門、三號閥門、排汽溫度壓力傳感器、凝結(jié)水溫度傳感器和循環(huán)水溫度傳感器均與控制裝置連接。

進(jìn)一步地，所述冷卻塔內(nèi)設(shè)有噴頭。

進(jìn)一步地，所述還包括電機(jī)，所述電機(jī)與主汽輪機(jī)連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的另一目的是提供一種利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)的方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的，利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)的方法如下：

步驟1，首先以汽輪機(jī)排汽背壓為目標(biāo)值，調(diào)整進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水溫度；

步驟2，其次循環(huán)水溫度受兩方面的影響，一是冷卻塔冷卻效果的影響，二是水天然氣換熱器中循環(huán)水量的影響，通過調(diào)整進(jìn)入水天然氣換熱器的循環(huán)水流量，來控制進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水溫度；

步驟3，再次控制裝置對主要溫度點進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)排汽溫度壓力傳感器、凝結(jié)水溫度傳感器、循環(huán)水溫度傳感器所監(jiān)控的溫度值來調(diào)整一號閥門、二號閥門、三號閥門的開度，即循環(huán)水進(jìn)入水天然氣換熱器的流量和液化天然氣的流量；

步驟4，最后冷卻后的循環(huán)水與三號管道內(nèi)的循環(huán)水匯集后進(jìn)入凝汽器。

進(jìn)一步地，所述步驟3的具體操作方法如下：

（1）當(dāng)汽輪機(jī)排汽背壓高于設(shè)定值時，關(guān)小一號閥門，開大二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機(jī)排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機(jī)排汽背壓恢復(fù)至設(shè)定值，凝結(jié)水過冷度在設(shè)定范圍內(nèi)；

（2）當(dāng)汽輪機(jī)排汽背壓低于設(shè)定值時，開大一號閥門，關(guān)小二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機(jī)排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機(jī)排汽背壓恢復(fù)至設(shè)定值，凝結(jié)水過冷度在設(shè)定范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述設(shè)定值為最優(yōu)值。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、火電廠汽輪機(jī)排汽背壓對汽輪機(jī)熱耗影響巨大，而排汽背壓直接受凝汽器中循環(huán)水溫度的影響，特別是夏季高溫季節(jié)，外界環(huán)境溫度升高，循環(huán)水溫度升高，循環(huán)水溫度最低能夠降低到和環(huán)境溫度持平，此時凝汽器的冷卻能力下降，使得汽輪機(jī)排汽背壓升高，汽輪機(jī)熱耗率升高，電廠整體效率和經(jīng)濟(jì)性降低。

2、利用循環(huán)水冷量和lng冷能的冷量綜合控制凝汽器真空度和汽輪機(jī)排汽背壓，使得夏季機(jī)組也能夠高效運(yùn)行。

3、通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進(jìn)冷卻塔的循環(huán)水量和進(jìn)入水天然氣換熱器的循環(huán)水流量，綜合調(diào)控。

4、一般電廠lng冷能采用海水汽化，浪費(fèi)大量的lng冷能，本發(fā)明利用汽輪機(jī)排汽加熱lng，利用掉lng冷能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例:

參見圖1所示，本實施例中的利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)包括電機(jī)32、管道14、鍋爐15、蒸發(fā)器16、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥17、主汽輪機(jī)18、凝汽器19、給水泵20、加熱器21、一號管道1、冷卻塔22、二號管道2、循環(huán)水泵23、一號閥門11、三號管道3、四號管道4、二號閥門12、五號管道5、水天然氣換熱器24、六號管道6、天然氣氣源、七號管道7、升壓泵25、三號閥門13、八號管道8、液化天然氣儲罐26、九號管道9、液化天然氣氣源、十號管道10、排汽溫度壓力傳感器27、凝結(jié)水溫度傳感器28、循環(huán)水溫度傳感器29和控制裝置30，鍋爐15、蒸發(fā)器16、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥17、主汽輪機(jī)18、凝汽器19、給水泵20和加熱器21通過管道14順次連接，電機(jī)32與主汽輪機(jī)18連接。

凝汽器19與冷卻塔22通過一號管道1連接，冷卻塔22與一號閥門11通過二號管道2連接，循環(huán)水泵23設(shè)置在二號管道2上，一號閥門11與凝汽器19通過三號管道3連接，冷卻塔22內(nèi)設(shè)有噴頭31。

二號閥門12與二號管道2通過四號管道4連接，水天然氣換熱器24與二號閥門12通過五號管道5連接，天然氣氣源與水天然氣換熱器24通過六號管道6連接，三號閥門13與水天然氣換熱器24通過七號管道7連接，升壓泵25設(shè)置在七號管道7上，液化天然氣儲罐26與三號閥門13通過八號管道8連接，液化天然氣氣源與液化天然氣儲罐26通過九號管道9連接，水天然氣換熱器24與三號管道3通過十號管道10連接。

一號閥門11、二號閥門12、三號閥門13、排汽溫度壓力傳感器27、凝結(jié)水溫度傳感器28和循環(huán)水溫度傳感器29均與控制裝置30連接。

本實施例中的利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機(jī)排汽背壓系統(tǒng)的方法：

步驟1，首先以汽輪機(jī)排汽背壓為目標(biāo)值，調(diào)整進(jìn)入凝汽器19的循環(huán)水溫度；

步驟2，其次循環(huán)水溫度受兩方面的影響，一是冷卻塔22冷卻效果的影響，二是水天然氣換熱器24中循環(huán)水量的影響，通過調(diào)整進(jìn)入水天然氣換熱器24的循環(huán)水流量，來控制進(jìn)入凝汽器19的循環(huán)水溫度；

步驟3，再次控制裝置30對主要溫度點進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)排汽溫度壓力傳感器27、凝結(jié)水溫度傳感器28、循環(huán)水溫度傳感器29所監(jiān)控的溫度值來調(diào)整一號閥門11、二號閥門12、三號閥門13的開度，即循環(huán)水進(jìn)入水天然氣換熱器24的流量和液化天然氣的流量；

步驟4，最后冷卻后的循環(huán)水與三號管道3內(nèi)的循環(huán)水匯集后進(jìn)入凝汽器19。

本實施例中的步驟3的具體操作方法如下：

（1）當(dāng)汽輪機(jī)排汽背壓高于設(shè)定值時，關(guān)小一號閥門，開大二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機(jī)排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機(jī)排汽背壓恢復(fù)至設(shè)定值，凝結(jié)水過冷度在設(shè)定范圍內(nèi)；

（2）當(dāng)汽輪機(jī)排汽背壓低于設(shè)定值時，開大一號閥門，關(guān)小二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機(jī)排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機(jī)排汽背壓恢復(fù)至設(shè)定值，凝結(jié)水過冷度在設(shè)定范圍內(nèi)。

本實施例中的設(shè)定值為最優(yōu)值。

本實施例中的最優(yōu)值為本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)實際情況準(zhǔn)確無誤的制定。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。