一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，包括主汽輪機(jī)中壓缸，主汽輪機(jī)中壓缸的入口端連接至鍋爐再熱器，出口端分別連接至主汽輪機(jī)低壓缸和旁路透平，主汽輪機(jī)低壓缸的出口端和旁路透平的出口端均連接至主凝汽器，主凝汽器的出口端連接至給水回?zé)嵯到y(tǒng)，主汽輪機(jī)中壓缸和主汽輪機(jī)低壓缸的功率輸出軸連接至主發(fā)電機(jī)，旁路透平的功率輸出軸連接至輔發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型能夠使機(jī)組在較寬工況范圍內(nèi)高效運(yùn)行，最大限度地降低機(jī)組煤耗率。
【專利說(shuō)明】
一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械工程和節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率汽輪機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，常常存在低壓缸末級(jí)通流面積不足的問(wèn)題，導(dǎo)致較大的排汽余速損失并限制機(jī)組排汽壓力的進(jìn)一步降低，影響低壓缸和機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。產(chǎn)生該問(wèn)題的主要原因如下:
[0003]I)汽輪機(jī)末級(jí)的進(jìn)汽壓力與蒸汽流量成正比，但排汽壓力基本不隨流量變化，導(dǎo)致末級(jí)焓降隨機(jī)組負(fù)荷劇烈變化，其高效工況范圍很窄，需要合理選擇最佳工況點(diǎn)。
[0004]2)當(dāng)排汽量低于最佳排汽量較多時(shí)，末級(jí)葉片局部區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)回流，使葉柵損失急劇增大;顯然，末級(jí)最佳工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)組負(fù)荷越高，出現(xiàn)回流的低負(fù)荷工況范圍越大。
[0005]3)對(duì)于夏季工況，因排汽背壓提高、容積流量減少，出現(xiàn)回流的低負(fù)荷工況范圍比設(shè)計(jì)工況更大。
[0006]4)由于大功率汽輪機(jī)末級(jí)的體積流量非常大，通道面積和葉片高度常常接近甚至達(dá)到設(shè)計(jì)極限。根據(jù)上面的分析可知，最佳工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)組負(fù)荷越低，葉片就越短，安全裕量就越大。
[0007]因此，在實(shí)際汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮機(jī)組的常用工況范圍、安全性、制造成本和轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性等各種因素的影響，最佳工況點(diǎn)一般選擇65%?85%負(fù)荷，這必然導(dǎo)致高負(fù)荷工況下低壓缸效率隨負(fù)荷的增加而降低，滿負(fù)荷比最佳工況點(diǎn)低1%?2%以上，如圖1所示。低壓缸末級(jí)通流面積不足的問(wèn)題并不是單純?cè)龃竽┘?jí)通道面積(如增加一套低壓缸)就可以解決的，只有采取措施減少高負(fù)荷工況的低壓缸排汽量但不改變低負(fù)荷工況的低壓缸排汽量才能有效解決上述問(wèn)題，使機(jī)組在較寬工況范圍內(nèi)高效運(yùn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型能夠使機(jī)組在較寬工況范圍內(nèi)高效運(yùn)行，最大限度地降低機(jī)組煤耗率。
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]—種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，包括主汽輪機(jī)中壓缸，主汽輪機(jī)中壓缸的入口端連接至鍋爐再熱器，出口端分別連接至主汽輪機(jī)低壓缸和旁路透平，主汽輪機(jī)低壓缸的出口端和旁路透平的出口端均連接至主凝汽器，主凝汽器的出口端連接至給水回?zé)嵯到y(tǒng)，主汽輪機(jī)中壓缸和主汽輪機(jī)低壓缸的功率輸出軸連接至主發(fā)電機(jī)，旁路透平的功率輸出軸連接至輔發(fā)電機(jī)。
[0011 ]進(jìn)一步地，旁路透平的出口端與主凝汽器的入口端之間設(shè)有輔凝汽器。
[0012]進(jìn)一步地，主汽輪機(jī)中壓缸的出口端與旁路透平的入口端之間設(shè)有第一進(jìn)汽閥。
[0013]進(jìn)一步地，旁路透平為定轉(zhuǎn)速單分流低壓純凝汽式旁路透平或定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平。
[0014]進(jìn)一步地，主汽輪機(jī)中壓缸的出口端與旁路透平的入口端之間設(shè)有并聯(lián)的第一進(jìn)汽閥和第二進(jìn)汽閥。
[0015]進(jìn)一步地，旁路透平為定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0017]本實(shí)用新型提出一種與主汽輪機(jī)并聯(lián)且僅在高負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的定轉(zhuǎn)速低壓旁路透平系統(tǒng)，用其分流部分主汽輪機(jī)低壓蒸汽來(lái)解決高負(fù)荷工況下末級(jí)排汽通道面積不足的問(wèn)題，并為進(jìn)一步降低汽輪機(jī)背壓提供了條件，本實(shí)用新型是在原汽輪發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)上，增加一套由旁路透平、進(jìn)汽閥、輔發(fā)電機(jī)和輔凝汽器(可選)組成的低壓旁路透平系統(tǒng)，利用旁路透平對(duì)主汽輪機(jī)低壓缸蒸汽量的分流和調(diào)節(jié)作用解決高負(fù)荷工況下主汽輪機(jī)末級(jí)排汽通道面積不足的問(wèn)題。其工作原理是:在高負(fù)荷工況，旁路透平進(jìn)汽閥處于全開(kāi)狀態(tài)，從主汽輪機(jī)中壓缸排汽中分流出一部分蒸汽經(jīng)由進(jìn)汽閥進(jìn)入旁路透平膨脹做功，減少進(jìn)入主汽輪機(jī)低壓缸的蒸汽量以降低排汽余速損失和排汽壓力；而在低負(fù)荷工況，關(guān)閉旁路透平進(jìn)汽閥以減少主汽輪機(jī)低壓缸在低流量時(shí)的渦流損失。
[0018]本實(shí)用新型的旁路透平采用定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的純凝汽式汽輪機(jī)，直接驅(qū)動(dòng)輔發(fā)電機(jī)，其產(chǎn)生的電能進(jìn)入廠用電或并入電網(wǎng)，透平乏汽在輔凝汽器內(nèi)凝結(jié)后匯入主凝汽器或直接進(jìn)入主凝汽器。本實(shí)用新型的旁路透平因進(jìn)汽節(jié)流損失小、無(wú)中間抽汽、各級(jí)葉片高度處于理想狀態(tài)等特征，使其效率接近甚至超過(guò)主汽輪機(jī)低壓缸，并可實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)排汽壓力的進(jìn)一步降低和低壓缸在較寬工況范圍內(nèi)高效運(yùn)行，使電廠平均煤耗降低1.0?2.5g/kWh以上，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是汽輪機(jī)各缸效率隨進(jìn)汽量變化的示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，1.主汽輪機(jī)中壓缸;2.主汽輪機(jī)低壓缸;3.主發(fā)電機(jī);4.主凝汽器;5.第一進(jìn)汽閥；6.旁路透平;7.輔發(fā)電機(jī);8.輔凝汽器;9.第二進(jìn)汽閥;Pl.鍋爐再熱器;P2.給水回?zé)嵯到y(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]參見(jiàn)圖2至圖4，一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，包括主汽輪機(jī)中壓缸I，主汽輪機(jī)中壓缸I的入口端連接至鍋爐再熱器Pl，出口端分別連接至主汽輪機(jī)低壓缸2和旁路透平6，主汽輪機(jī)低壓缸2的出口端和旁路透平6的出口端均連接至主凝汽器4，旁路透平6的出口端與主凝汽器4的入口端之間設(shè)有輔凝汽器8，主凝汽器4的出口端連接至給水回?zé)嵯到y(tǒng)P2，主汽輪機(jī)中壓缸I和主汽輪機(jī)低壓缸2的功率輸出軸連接至主發(fā)電機(jī)3，旁路透平6的功率輸出軸連接至輔發(fā)電機(jī)7。
[0027]主汽輪機(jī)中壓缸I的出口端與旁路透平6的入口端之間設(shè)有第一進(jìn)汽閥5或并聯(lián)設(shè)有第一進(jìn)汽閥5和第二進(jìn)汽閥9，當(dāng)僅設(shè)置第一進(jìn)汽閥5時(shí)，旁路透平6為定轉(zhuǎn)速單分流低壓純凝汽式旁路透平或定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平；當(dāng)并聯(lián)設(shè)置第一進(jìn)汽閥5和第二進(jìn)汽閥9時(shí)，旁路透平6為定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平。
[0028]所述系統(tǒng)的旁路透平可以采用單分流+單進(jìn)汽閥結(jié)構(gòu)，也可以采用雙分流+雙進(jìn)汽閥結(jié)構(gòu)或雙分流+單進(jìn)汽閥結(jié)構(gòu)。其中，所述雙分流+雙進(jìn)汽閥可以采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也可以采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0029]所述系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)水量使汽輪機(jī)最佳排汽壓力降低，拓寬機(jī)組高效運(yùn)行的工況范圍，降低機(jī)組的平均煤耗;其循環(huán)水量的調(diào)節(jié)方法包括采用循環(huán)水栗變頻運(yùn)行、雙轉(zhuǎn)速循環(huán)水栗擴(kuò)大單元制運(yùn)行或單轉(zhuǎn)速循環(huán)水栗擴(kuò)大單元制運(yùn)行;其最佳排汽壓力是指對(duì)應(yīng)工況下機(jī)組供電煤耗率最低時(shí)的汽輪機(jī)排汽壓力。
[0030]所述系統(tǒng)及旁路透平的運(yùn)行方式是:若采用單進(jìn)汽閥結(jié)構(gòu)，旁路透平在主汽輪機(jī)負(fù)荷高于上限設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)，正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)汽閥全開(kāi)以減少旁路透平的進(jìn)汽損失，而在主汽輪機(jī)負(fù)荷低于下限設(shè)定值時(shí)關(guān)閉進(jìn)汽閥及旁路透平。若采用雙進(jìn)汽閥結(jié)構(gòu)，當(dāng)主汽輪機(jī)負(fù)荷升高且高于上限設(shè)定值時(shí)按負(fù)荷大小依次開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的進(jìn)汽閥，使主汽輪機(jī)排汽量始終處于低壓缸高效工作區(qū)；當(dāng)主汽輪機(jī)負(fù)荷降低且低于下限設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉進(jìn)汽閥及旁路透平;在旁路透平正常運(yùn)行時(shí)各進(jìn)汽閥始終處于全開(kāi)或全關(guān)狀態(tài)以減少進(jìn)汽節(jié)流損失。在旁路透平進(jìn)汽閥關(guān)閉后，仍然可以通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)水量使汽輪機(jī)排汽壓力處于最佳狀態(tài)。
[0031]所述旁路透平開(kāi)啟或關(guān)閉的主汽輪機(jī)負(fù)荷設(shè)定值的選擇原則是:保持主汽輪機(jī)低壓缸高效運(yùn)行的同時(shí)盡可能減少旁路透平的啟停次數(shù)。所述旁路透平的汽源可選擇中低壓缸導(dǎo)汽管抽汽或低壓缸回?zé)岢槠c(diǎn)抽汽，乏汽可以直接排入主凝汽器，也可以排入為其專門(mén)設(shè)置的輔凝汽器，也可以排入與給水栗汽輪機(jī)共用的輔凝汽器。所述旁路透平直接驅(qū)動(dòng)輔發(fā)電機(jī)發(fā)電，其產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)或廠用電。
[0032]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0033]實(shí)施例1
[0034]—種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，如圖2所示。所述系統(tǒng)是在常規(guī)大型汽輪機(jī)組的基礎(chǔ)上，增加一套由單個(gè)第一進(jìn)汽閥5控制的定轉(zhuǎn)速單分流低壓純凝汽式旁路透平、輔凝汽器8和輔發(fā)電機(jī)7及其管路系統(tǒng)，利用旁路透平6對(duì)主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量的分流和調(diào)節(jié)作用解決高負(fù)荷工況下末級(jí)排汽通道面積不足的問(wèn)題，并為進(jìn)一步降低汽輪機(jī)背壓提供了條件。
[0035]所述旁路透平6的進(jìn)汽來(lái)自于主汽輪機(jī)中壓缸I到主汽輪機(jī)低壓缸2的導(dǎo)汽管，乏汽排入輔凝汽器8，產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)輔發(fā)電機(jī)7發(fā)電。
[0036]所述系統(tǒng)的運(yùn)行方式是:假定主汽輪機(jī)低壓缸2的排汽量為Q，最佳工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的排汽量為QoPt，當(dāng)Q>kQQpt時(shí)，啟動(dòng)旁路透平6以減少主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量，使主汽輪機(jī)低壓缸2處于高效工作區(qū)；當(dāng)(KQopt/k時(shí)，關(guān)閉第一進(jìn)汽閥5及旁路透平6Λ的取值原則是:保持主汽輪機(jī)低壓缸高效運(yùn)行的同時(shí)盡可能減少旁路透平的啟停次數(shù)，建議但不限定k在1.04?1.12范圍內(nèi)取值。為了減少進(jìn)汽節(jié)流損失，在旁路透平6正常運(yùn)行時(shí)第一進(jìn)汽閥5始終處于全開(kāi)狀態(tài)。
[0037]所述旁路透平在正常運(yùn)行時(shí)因進(jìn)汽節(jié)流損失小、無(wú)中間抽汽、各級(jí)葉片高度處于理想狀態(tài)等特征，使其效率接近甚至超過(guò)主汽輪機(jī)低壓缸;另外，采用所述技術(shù)方案可以使高負(fù)荷工況下主汽輪機(jī)低壓缸2效率提高0.5?1.5 %以上，通過(guò)循環(huán)水量調(diào)節(jié)可以使汽輪機(jī)最佳排汽壓力可降低0.5?lkPa，并大大拓寬了機(jī)組高效運(yùn)行的工況范圍，使機(jī)組綜合煤耗率可降低1.5?3g/kWh，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
[0038]實(shí)施例2
[0039]—種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，如圖3所示。所述系統(tǒng)是在常規(guī)大型汽輪機(jī)組的基礎(chǔ)上，增加一套由單個(gè)第一進(jìn)汽閥5控制的定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平、輔凝汽器8和輔發(fā)電機(jī)7及其管路系統(tǒng)，利用旁路透平6對(duì)主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量的分流和調(diào)節(jié)作用解決高負(fù)荷工況下末級(jí)排汽通道面積不足的問(wèn)題，并為進(jìn)一步降低汽輪機(jī)背壓提供了條件。
[0040]所述旁路透平6的進(jìn)汽來(lái)自于主汽輪機(jī)中壓缸I到主汽輪機(jī)低壓缸2的導(dǎo)汽管，乏汽排入輔凝汽器8，產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)輔發(fā)電機(jī)7發(fā)電。
[0041]所述系統(tǒng)的運(yùn)行方式是:假定主汽輪機(jī)低壓缸2的排汽量為Q，最佳工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的排汽量為QoPt，當(dāng)Q>kQQpt時(shí)，啟動(dòng)旁路透平6以減少主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量，使主汽輪機(jī)低壓缸2處于高效工作區(qū)；當(dāng)(KQopt/k時(shí)，關(guān)閉第一進(jìn)汽閥5及旁路透平6Λ的取值原則是:保持主汽輪機(jī)低壓缸高效運(yùn)行的同時(shí)盡可能減少旁路透平的啟停次數(shù)，建議但不限定k在1.04?1.12范圍內(nèi)取值。為了減少進(jìn)汽節(jié)流損失，在旁路透平6正常運(yùn)行時(shí)第一進(jìn)汽閥5始終處于全開(kāi)狀態(tài)。
[0042]所述旁路透平在正常運(yùn)行時(shí)因軸向推力和進(jìn)汽節(jié)流損失小、無(wú)中間抽汽、各級(jí)葉片高度處于理想狀態(tài)等特征，使其效率接近甚至超過(guò)主汽輪機(jī)低壓缸;另外，采用所述技術(shù)方案可以使高負(fù)荷工況下主汽輪機(jī)低壓缸2效率提高0.5?1.5%以上，通過(guò)循環(huán)水量調(diào)節(jié)可以使汽輪機(jī)最佳排汽壓力可降低0.5?lkPa，并大大拓寬了機(jī)組高效運(yùn)行的工況范圍，使機(jī)組綜合煤耗率可降低1.5?3g/kWh，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
[0043]與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例中的旁路透平采用雙分流結(jié)構(gòu)，用于平衡軸向推力、降低葉片高度，適用于功率較大的旁路透平系統(tǒng)。
[0044]實(shí)施例3
[0045]—種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，如圖4所示。所述系統(tǒng)是在常規(guī)大型汽輪機(jī)組的基礎(chǔ)上，增加一套由并聯(lián)的第一進(jìn)汽閥5和第二進(jìn)汽閥9分別控制的定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平、輔凝汽器8和輔發(fā)電機(jī)7及其管路系統(tǒng)，利用旁路透平6對(duì)主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量的分流和調(diào)節(jié)作用解決高負(fù)荷工況下末級(jí)排汽通道面積不足的問(wèn)題，并為進(jìn)一步降低汽輪機(jī)背壓提供了條件。
[0046]所述旁路透平6的進(jìn)汽來(lái)自于主汽輪機(jī)中壓缸I到主汽輪機(jī)低壓缸2的導(dǎo)汽管，分別由第一進(jìn)汽閥5和第二進(jìn)汽閥9控制，進(jìn)入旁路透平6兩側(cè)的進(jìn)汽口。所述旁路透平6可以采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也可以采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，但兩側(cè)乏汽均排入輔凝汽器8，產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)輔發(fā)電機(jī)5發(fā)電。
[0047]若采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述系統(tǒng)的運(yùn)行方式是:假定主汽輪機(jī)低壓缸2的排汽量為Q，最佳工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的排汽量為Qcipt;在旁路透平停機(jī)狀態(tài)，當(dāng)Q升高且9>1^_時(shí)，首先開(kāi)啟第一進(jìn)汽閥5，啟動(dòng)旁路透平6，若Q繼續(xù)增大并超過(guò)kQ—時(shí)，再開(kāi)啟第二進(jìn)汽閥9，使主汽輪機(jī)排汽量始終處于主汽輪機(jī)低壓缸2高效工作區(qū)；在旁路透平兩閥全開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)Q減小且WQopt/k時(shí)，首先關(guān)閉第一進(jìn)汽閥5，若Q繼續(xù)減小并低于Qc>pt/k時(shí)，再關(guān)閉第二進(jìn)汽閥9，使旁路透平停機(jī)。
[0048]若采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述系統(tǒng)可以采用與對(duì)稱結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)行方式，此時(shí)首先開(kāi)啟和最后關(guān)閉的進(jìn)汽閥一般選擇但不局限于尺寸較小的閥；如果透平兩側(cè)蒸汽流量差距較大，且首先開(kāi)啟的時(shí)小閥，也可以在第二個(gè)閥開(kāi)啟時(shí)關(guān)閉第一個(gè)閥，當(dāng)Q繼續(xù)增大并超過(guò)kQ_時(shí)再次開(kāi)啟第一個(gè)閥，關(guān)閉時(shí)正好相反，使主汽輪機(jī)低壓缸流量變化更平穩(wěn)。
[0049]k的取值原則是:保持主汽輪機(jī)低壓缸高效運(yùn)行的同時(shí)盡可能減少旁路透平的啟停次數(shù)，一般情況下，建議但不限定k在1.02?1.1范圍內(nèi)取值。為了減少進(jìn)汽節(jié)流損失，在旁路透平正常運(yùn)行時(shí)各進(jìn)汽閥始終處于全開(kāi)或全關(guān)狀態(tài)。
[0050]與實(shí)施例2相比，本實(shí)施例的主汽輪機(jī)低壓缸流量調(diào)節(jié)更精細(xì)、平滑，高效工況范圍也更大。本方案的實(shí)施將使高負(fù)荷工況下低壓缸效率提高0.8?2.0 %以上，通過(guò)循環(huán)水量調(diào)節(jié)可以使汽輪機(jī)最佳排汽壓力降低0.5?lkPa，使煤耗最多降低2?4g/kWh，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。本實(shí)施例的主要缺點(diǎn)是旁路透平的調(diào)節(jié)控制復(fù)雜。
[0051 ] 實(shí)施例4
[0052]一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，如圖5所示。所述系統(tǒng)是在常規(guī)大型汽輪機(jī)組的基礎(chǔ)上，增加一套由單個(gè)第一進(jìn)汽閥5控制的定轉(zhuǎn)速單分流低壓純凝汽式旁路透平6和輔發(fā)電機(jī)7及其管路系統(tǒng)，利用旁路透平對(duì)主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量的分流和調(diào)節(jié)作用解決高負(fù)荷工況下末級(jí)排汽通道面積不足的問(wèn)題。
[0053]所述旁路透平6的進(jìn)汽來(lái)自于主汽輪機(jī)中壓缸I到主汽輪機(jī)低壓缸2的導(dǎo)汽管，乏汽直接排入主凝汽器4，產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)輔發(fā)電機(jī)7發(fā)電。盡管冷端負(fù)荷和參數(shù)沒(méi)有變化，但由于主汽輪機(jī)排汽量減少，仍然具有降低排汽壓力的條件。
[0054]所述系統(tǒng)的運(yùn)行方式是:假定主汽輪機(jī)低壓缸2的排汽量為Q，最佳工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的排汽量為QoPt，當(dāng)Q>kQQpt時(shí)，啟動(dòng)旁路透平6以減少主汽輪機(jī)低壓缸2蒸汽量，使主汽輪機(jī)低壓缸2處于高效工作區(qū)；當(dāng)(KQopt/k時(shí)，關(guān)閉第一進(jìn)汽閥5及旁路透平6Λ的取值原則是:保持主汽輪機(jī)低壓缸2高效運(yùn)行的同時(shí)盡可能減少旁路透平的啟停次數(shù)，建議但不限定k在1.04?1.12范圍內(nèi)取值。為了減少進(jìn)汽節(jié)流損失，在旁路透平正常運(yùn)行時(shí)第一進(jìn)汽閥5始終處于全開(kāi)狀態(tài)。
[0055]所述旁路透平在正常運(yùn)行時(shí)因進(jìn)汽節(jié)流損失小、無(wú)中間抽汽、各級(jí)葉片高度處于理想狀態(tài)等特征，使其效率接近甚至超過(guò)主汽輪機(jī)低壓缸;另外，采用所述技術(shù)方案可以使高負(fù)荷工況下低壓缸效率提高0.5?1.5%以上，通過(guò)循環(huán)水量調(diào)節(jié)可以使汽輪機(jī)最佳排汽壓力可降低0.5?lkPa，并大大拓寬了機(jī)組高效運(yùn)行的工況范圍，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
[0056]采用雙分流旁路透平時(shí)，如實(shí)施例2和實(shí)施例3，也可以不設(shè)置輔凝汽器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，其特征在于，包括主汽輪機(jī)中壓缸(I)，主汽輪機(jī)中壓缸(I)的入口端連接至鍋爐再熱器(Pl)，出口端分別連接至主汽輪機(jī)低壓缸(2)和旁路透平(6)，主汽輪機(jī)低壓缸(2)的出口端和旁路透平(6)的出口端均連接至主凝汽器(4)，主凝汽器(4)的出口端連接至給水回?zé)嵯到y(tǒng)(P2)，主汽輪機(jī)中壓缸(I)和主汽輪機(jī)低壓缸(2)的功率輸出軸連接至主發(fā)電機(jī)(3)，旁路透平(6)的功率輸出軸連接至輔發(fā)電機(jī)(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，其特征在于，旁路透平(6)的出口端與主凝汽器(4)的入口端之間設(shè)有輔凝汽器(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，其特征在于，主汽輪機(jī)中壓缸(I)的出口端與旁路透平(6)的入口端之間設(shè)有第一進(jìn)汽閥(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，其特征在于，旁路透平(6)為定轉(zhuǎn)速單分流低壓純凝汽式旁路透平或定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，其特征在于，主汽輪機(jī)中壓缸(I)的出口端與旁路透平(6)的入口端之間設(shè)有并聯(lián)的第一進(jìn)汽閥(5)和第二進(jìn)汽閥(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于大型汽輪機(jī)高負(fù)荷工況的低壓旁路透平系統(tǒng)，其特征在于，旁路透平(6)為定轉(zhuǎn)速雙分流低壓純凝汽式旁路透平。
【文檔編號(hào)】F01K7/16GK205477780SQ201620256635
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】王順森, 顏曉江, 張俊杰, 胡斌, 姚建華, 張磊, 程上方, 周勇, 徐亞濤, 喬加飛
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)