抽汽供熱結構和電廠蒸汽機組供熱系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及電廠供熱技術領域，公開一種抽汽供熱結構和電廠蒸汽機組供熱系統。所述抽汽供熱結構包括蒸汽機組的中壓缸、低壓缸、連通所述中壓缸和所述低壓缸的蒸汽管道、和抽汽管道，所述抽汽管道的一端連通于所述蒸汽管道，另一端用于連接至熱網；所述蒸汽管道的位于所述抽汽管道和所述低壓缸之間的管段上設置有調節閥，所述調節閥的開度能夠在全開位置和最小開度位置之間調整以用于調節流向所述低壓缸的蒸汽量，使得所述中壓缸排出的一部分蒸汽通過所述抽汽管道輸送至熱網，以能夠在節約發電燃煤的同時顯著地增加供熱面積，有效地降低了各種煙氣的排放，提高機組效率，并且改造費用低。
【專利說明】
抽汽供熱結構和電廠蒸汽機組供熱系統
技術領域
[0001] 本發明設及電廠供熱技術領域，具體地，設及一種抽汽供熱結構和一種具有運種 抽汽供熱結構的電廠蒸汽機組供熱系統。
【背景技術】
[0002] 目前，國內大部分電廠實現了在實際生產中進行熱電聯產，即熱電聯產是既產生 電能，又能利用汽輪機做功發電后的蒸汽來供熱，運對于節約能源、改善環境等具有重要意 義。例如，在火電廠中，汽輪機用作發電用的原動機，將來自鍋爐的蒸汽熱能轉化為機械能， 進而通過發電機轉化為便于輸送和利用的電能。
[0003] 隨著電廠技術的發展，多缸汽輪機(如雙缸汽輪機、=缸汽輪機等)得到廣泛應用， W提高能量利用率并產生更高的功率。W=缸汽輪機為例，其基本原理為:使高壓缸做功后 排出的蒸汽進入中壓缸，W在中壓缸內繼續做功;繼而，中壓缸排出的蒸汽進入低壓缸并在 該低壓缸內做功。
[0004] 作為熱電聯產的一種典型應用，可W在汽輪機的中壓缸排汽口抽出一部分蒸汽供 給熱用戶，W用于采暖、催化化學反應等。一種傳統的抽汽供熱汽輪機組的連接結構中，其 包括汽輪機和抽汽系統。其中，汽輪機具有通過導汽管連接的中壓缸和低壓缸，導汽管上設 置有調節閥（如供熱調節蝶閥）；抽汽系統包括一端連通于中壓缸的排汽口（或抽汽口）的抽 汽管道，該抽汽管道的另一端通向熱網首站。在工作過程中，中壓缸的排汽口排出的蒸汽可 W通過抽汽管道輸送至熱網首站，W供熱用戶使用。另外，抽汽管道上旁接有設置有安全閥 的排汽管。
[0005] 然而，上述傳統的抽汽供熱汽輪機組存在諸多不足之處:一方面，在安全閥開啟過 程中和開啟狀態下，蒸汽受到壓差驟然增大，產生較大的噪音，且蒸汽工質被直接排至大氣 中而造成工質和能量的浪費；另一方面，為避免排出的蒸汽影響其他設備運行，設置安全閥 的排汽管需要引出至適當的位置(如向上延伸較大高度），施工難度大、成本較高。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的是提供一種抽汽供熱結構，該抽汽供熱結構能夠在節約發電燃煤的 同時顯著地增加供熱面積，有效地降低了各種煙氣的排放，提高機組效率，并且改造費用 低。
[0007] 為了實現上述目的，本發明提供一種抽汽供熱結構，所述抽汽供熱結構包括蒸汽 機組的中壓缸、低壓缸、連通所述中壓缸和所述低壓缸的蒸汽管道、和抽汽管道，其中，所述 抽汽管道的一端連通于所述蒸汽管道，另一端用于連接至熱網；所述蒸汽管道的位于所述 抽汽管道和所述低壓缸之間的管段上設置有調節閥，所述調節閥的開度能夠在全開位置和 最小開度位置之間調整W用于調節流向所述低壓缸的蒸汽量，使得所述中壓缸排出的一部 分蒸汽通過所述抽汽管道輸送至熱網。
[000引通過該技術方案，由于中壓缸和低壓缸之間的蒸汽管道上連通有抽汽管道，而該 抽汽管道則能夠連接于熱網，同時，蒸汽管道的位于抽汽管道和低壓缸之間的管段上設置 有調節閥，而該調節閥的開度能夠在全開位置和最小開度位置之間調整，從而能夠調節流 向低壓缸的蒸汽量，運樣，通過調節閥控制流入低壓缸的蒸汽量，能夠使得中壓缸排出的一 部分蒸汽通過抽汽管道輸送至熱網，從而滿足抽汽供熱的需求，在節約發電燃煤的同時顯 著地增加供熱面積，有效地降低了各種煙氣的排放，提高機組效率，并且改造費用低。
[0009] 進一步地，所述調節閥的最小開度位置為滿足所述低壓缸最小進汽量的開度位 置。
[0010] 進一步地，所述低壓缸的進汽量低于最小進汽量時，所述低壓缸的排汽溫度報警 器在排汽溫度達到預設高溫報警值時開始報警。
[0011] 進一步地，所述抽汽供熱結構還包括有與所述調節閥連接的抽汽調壓裝置，該抽 汽調壓裝置能夠根據所述抽汽管道內的實測抽汽壓力來控制所述調節閥的開度。
[0012] 更進一步地，所述抽汽調節裝置包括壓力檢測器、控制器、壓力互感器W及控制所 述調節閥開度的閥執行器，其中，該壓力檢測器布置在所述蒸汽管道和所述抽汽管道的連 接處，該控制器接收所述壓力檢測器發送的實測抽汽壓力信號并根據預設的給定抽汽壓 力，W通過所述壓力互感器來控制所述閥執行器動作。
[0013] 進一步地，所述蒸汽管道的位于所述抽汽管道和所述低壓缸之間的管段上設置有 與所述調節閥并聯的旁路，所述旁路上設置有安全閥。
[0014] 進一步地，所述抽汽管道上設置有安全控制閥組。
[0015] 更進一步地，所述安全控制閥組包括沿著被抽蒸汽的流動方向依次布置的逆止 閥、快關閥和隔離閥。
[0016] 進一步地，所述抽汽管道和所述蒸汽管道的連接處設置有膨脹補償器。
[0017] 另外，本發明還提供一種電廠蒸汽機組供熱系統，包括電廠熱網和蒸汽機組，所述 蒸汽機組包括有W上任意一項所述的抽汽供熱結構，其中，所述抽汽管道連接至電廠熱網。
[0018] 運樣，如上所述，通過該抽汽供熱結構，電廠蒸汽機組供熱系統在節約發電燃煤的 同時顯著地增加供熱面積，有效地降低了各種煙氣的排放，提高機組效率，并且改造費用 低。
[0019] 本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【附圖說明】
[0020] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0021] 圖1是本發明【具體實施方式】提供的抽汽供熱結構的簡易結構示意圖；
[0022] 圖2是本發明【具體實施方式】提供的抽汽供熱結構的控制原理示意圖。
[0023] 附圖標記說明
[0024] 1-中壓缸，2-低壓缸，3-蒸汽管道，4-抽汽管道，5-調節閥，6-抽汽調壓裝置，7-壓 力互感器，8-閥執行器，9-旁路，10-安全閥，11-逆止閥，12-快關閥，13-隔離閥。
【具體實施方式】
[0025] W下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0026] 如圖1所示，本發明的抽汽供熱結構包括蒸汽機組的中壓缸1、低壓缸2、連通中壓 缸1和低壓缸2的蒸汽管道3、和抽汽管道4,其中，抽汽管道4的一端連通于蒸汽管道3,另一 端用于連接至熱網；而蒸汽管道3的位于抽汽管道4和低壓缸2之間的管段上設置有調節閥 5,調節閥5的開度能夠在全開位置(低壓缸2的進汽量最大)和最小開度位置(低壓缸2具有 最小進汽量)之間調整W用于調節流向低壓缸2的蒸汽量，使得中壓缸1排出的一部分蒸汽 通過抽汽管道4輸送至熱網。
[0027] 運樣，在本發明的該技術方案中，由于中壓缸1和低壓缸2之間的蒸汽管道3上連通 有抽汽管道4,而該抽汽管道4則能夠連接于熱網，同時，蒸汽管道3的位于抽汽管道4和低壓 缸2之間的管段上設置有調節閥5,而該調節閥5的開度能夠在全開位置和最小開度位置之 間調整，從而能夠調節流向低壓缸2的蒸汽量，運樣，通過調節閥5控制流入低壓缸2的蒸汽 量，能夠使得中壓缸1排出的一部分蒸汽通過抽汽管道4輸送至熱網，從而滿足抽汽供熱的 需求，在節約發電燃煤的同時顯著地增加供熱面積，有效地降低了各種煙氣的排放，提高機 組效率，并且改造費用低。
[0028] 例如，在一種實際的具體應用中，機組供熱改造后在年度的供熱期間能夠節約發 電標煤8.76萬噸，實現供熱面積1000萬平米，替代地方57臺分散燃煤小鍋爐供熱，每年為社 會節約采暖標煤17.9萬噸，區域C02減排44.7萬t/a，S02減排3941.7t/a，N0x減排1708.60t/ a，煙塵減排6571.6t/a，具有非常良好的環保和社會意義。
[0029] 由于抽汽管道4進行抽汽是通過減少低壓缸2的進汽量來實現的，因此，為了維持 低壓缸2的穩定可靠運行，進一步地，調節閥5的最小開度位置為滿足低壓缸2最小進汽量的 開度位置，運樣，在滿足中壓缸1和低壓缸2之間穩定可靠運行的同時，能夠將中壓缸1排出 的蒸汽盡可能多地通過抽汽管道4輸送至熱網，從而提高機組效率。
[0030] 另外，為了進一步確保低壓缸2穩定可靠運行，優選地，低壓缸2的進汽量低于最小 進汽量時，低壓缸2的排汽溫度報警器在排汽溫度達到預設高溫報警值時開始報警，也就 是，通過低壓缸2的排汽溫度來限制低壓缸2的最小流量，并限定調節閥5的最小開度。運是 因為當低壓缸2的進汽流量低于最小流量時，造成的危害是低壓缸排汽溫度升高，因此，例 如，可W取低壓缸排汽溫度升高至某一溫度值或溫度范圍比如80°時為報警值，80°時將開 始低壓缸2噴水減溫，120°時則跳機W對低壓缸2進行保護。也就是說，低壓缸2的預設高溫 報警值為調節閥5的最小開度位置的基準點。
[0031] 另外，為了便于對調節閥5開度的調節，優選地，如圖2所示，本發明的抽汽供熱結 構還包括有與調節閥5連接的抽汽調壓裝置6,而該抽汽調壓裝置6能夠根據抽汽管道4內的 實測抽汽壓力來控制調節閥5的開度，例如，當實測抽汽壓力過大時，調節閥5的開度可W增 大，W增加進入低壓缸2的進汽量，而當抽汽壓力過小時，調節閥5的開度則可W減小，W減 小進入低壓缸2的進汽量，并提高抽汽管道4的抽汽量。
[0032] 例如，在一種具體結構中，如圖2所示，抽汽調壓裝置6包括壓力檢測器(未圖示）、 控制器(未圖示）、壓力互感器7W及控制調節閥5開度的閥執行器8,其中，該壓力檢測器布 置在蒸汽管道3和抽汽管道4的連接處，W實時檢測蒸汽管道3和抽汽管道4內的壓力，并向 控制器發送實時的檢測信號，該控制器接收壓力檢測器發送的實測抽汽壓力信號并根據預 設的給定抽汽壓力，W通過壓力互感器7來控制閥執行器8動作，例如，在實測抽汽壓力小于 給定抽汽壓力時，可W根據供熱需求，來通過閥執行器8減小調節閥5的開度，并在等于給定 抽汽壓力，可W保持調節閥5的開度(如有此需求），或者在超過給定抽汽壓力時，則增大調 節閥5的開度。
[0033] 此外，為了保護蒸汽管道3,如圖1所示，蒸汽管道3的位于抽汽管道4和低壓缸2之 間的管段上設置有與調節閥5并聯的旁路9,旁路9上設置有安全閥10,運樣，在蒸汽管道3內 的壓力值高于安全閥10的動作值時，安全閥10將導通調節閥5前后，W對蒸汽管道3泄壓，從 而防止抽汽時調節閥被卡在最小開度等最極端惡劣情況下，造成的蒸汽管道3內壓力失控 而升高的風險。
[0034] 另外，為了對抽汽管道4和熱網W及蒸汽管道3進一步提高防護，優選地，如圖1所 示，抽汽管道4上設置有安全控制閥組，該安全控制閥組可W防止蒸汽管道3內壓力過低時， 抽汽管道4內容積流量到蒸汽機組倒灌發生危險損壞機組，和可W防止抽汽管道4內壓力突 然降低時，蒸汽管道3內的蒸汽大量泄漏導致的危險，和切斷抽汽管道4內蒸汽流。
[0035] 具體地，在一種結構中，該安全控制閥組包括沿著被抽蒸汽的流動方向依次布置 的逆止閥11、快關閥12和隔離閥13,其中，逆止閥11和快關閥12可W防止蒸汽管道3內壓力 過低時，抽汽管道4內容積流量倒灌到蒸汽機組，此時逆止閥11和快關閥12迅速關閉切斷蒸 汽倒流。而隔離閥13用作抽汽管道4的總閩口。
[0036] 當然，本領域技術人員應當理解，逆止閥11、快關閥12和隔離閥13的布置順序并不 限于此。例如，快關閥12可W布置在逆止閥11的上游位置。
[0037] 此外，為了避免或減少抽汽管道4對蒸汽管道3由于流動蒸汽而產生作用的力和力 矩，優選地，抽汽管道4和蒸汽管道3的連接處設置有膨脹補償器，W補償兩者之間的壓力 差，確保蒸汽管道3內的蒸汽能夠平穩地通過兩者之間的連接處W流向低壓缸2。
[0038] 此外，本發明還提供一種電廠蒸汽機組供熱系統，該電廠蒸汽機組供熱系統包括 電廠熱網和蒸汽機組，其中，蒸汽機組包括有W上任意一項的抽汽供熱結構，其中，抽汽管 道4連接至電廠熱網。
[0039] 運樣，如上所述，通過該抽汽供熱結構，電廠蒸汽機組供熱系統在節約發電燃煤的 同時顯著地增加供熱面積，有效地降低了各種煙氣的排放，提高機組效率，并且改造費用 低。
[0040] 該效果可W通過W下表格所顯示的一種實際應用的情況來體現。
[0041] 如下表所示：
[0042]
[0043] 運樣，通過本發明的抽汽供熱結構，可W看出，隨著供熱抽汽量的增加，電廠的發 電機功率將逐漸減小，而熱耗值和發電煤耗也逐步降低，相應地，提高了機組的效率。
[0044] W上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實 施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可W對本發明的技術方案進行多種簡 單變型，運些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0045] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可W通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0046] 此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可W進行任意組合，只要其不違背本 發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【主權項】
1. 一種抽汽供熱結構，其特征在于，所述抽汽供熱結構包括蒸汽機組的中壓缸（I)、低 壓缸(2)、連通所述中壓缸(1)和所述低壓缸(2)的蒸汽管道(3)、和抽汽管道(4)，其中， 所述抽汽管道(4)的一端連通于所述蒸汽管道(3)，另一端用于連接至熱網； 所述蒸汽管道(3)的位于所述抽汽管道(4)和所述低壓缸(2)之間的管段上設置有調節 閥（5)，所述調節閥（5)的開度能夠在全開位置和最小開度位置之間調整以用于調節流向所 述低壓缸(2)的蒸汽量，使得所述中壓缸（1)排出的一部分蒸汽通過所述抽汽管道(4)輸送 至熱網。2. 根據權利要求1所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述調節閥（5)的最小開度位置 為滿足所述低壓缸(2)最小進汽量的開度位置。3. 根據權利要求1所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述低壓缸(2)的進汽量低于最 小進汽量時，所述低壓缸(2)的排汽溫度報警器在排汽溫度達到預設高溫報警值時開始報 警。4. 根據權利要求1所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述抽汽供熱結構還包括有與所 述調節閥（5)連接的抽汽調壓裝置(6)，該抽汽調壓裝置(6)能夠根據所述抽汽管道(4)內的 實測抽汽壓力來控制所述調節閥（5)的開度。5. 根據權利要求4所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述抽汽調壓裝置(6)包括壓力 檢測器、控制器、壓力互感器(7)以及控制所述調節閥（5)開度的閥執行器(8)，其中， 該壓力檢測器布置在所述蒸汽管道(3)和所述抽汽管道(4)的連接處，該控制器接收所 述壓力檢測器發送的實測抽汽壓力信號并根據預設的給定抽汽壓力，以通過所述壓力互感 器(7)來控制所述閥執行器(8)動作。6. 根據權利要求1所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述蒸汽管道(3)的位于所述抽 汽管道(4)和所述低壓缸(2)之間的管段上設置有與所述調節閥（5)并聯的旁路(9)，所述旁 路(9)上設置有安全閥（10)。7. 根據權利要求1所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述抽汽管道(4)上設置有安全 控制閥組。8. 根據權利要求7所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述安全控制閥組包括沿著被抽 蒸汽的流動方向依次布置的逆止閥（11 )、快關閥（12)和隔離閥（13)。9. 根據權利要求1所述的抽汽供熱結構，其特征在于，所述抽汽管道(4)和所述蒸汽管 道(3)的連接處設置有膨脹補償器。10. -種電廠蒸汽機組供熱系統，包括電廠熱網和蒸汽機組，其特征在于，所述蒸汽機 組包括有根據權利要求1-9中任意一項所述的抽汽供熱結構，其中，所述抽汽管道(4)連接 至電廠熱網。
【文檔編號】F01B25/08GK105909326SQ201610236158
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】徐福海
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 三河發電有限責任公司