一種蒸汽供熱裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種蒸汽供熱裝置，其特征在于：所述蒸汽供熱裝置與供熱蒸汽相連，包括與所述供熱蒸汽相連的供熱汽源模塊、與所述供熱汽源模塊相連的壓力匹配器、與所述壓力匹配器相連的高壓加熱器模塊、與所述高壓加熱模塊相連的蒸汽冷凝器模塊，高壓加熱器模塊的蒸汽出口和蒸汽冷凝器模塊的蒸汽出口匯合后獲得的混合蒸汽供用戶使用。根據原回熱系統結構特點和運行特性，高壓加熱器后各增設一臺蒸汽冷卻器，用于冷卻供熱汽源并外供熱用戶，同時停運高壓加熱器。該供熱裝置可以減少高品質蒸汽做功能力損失，汽輪機熱耗率降低，并且停運高壓加熱器可增加高壓缸通流流量，高壓缸做功總量提升，因此發電機出力增加，提供機組運行經濟性。
【專利說明】
一種蒸汽供熱裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種蒸汽供熱裝置，尤其涉及一種減少高品質蒸汽做功能力損失、汽輪機熱耗率低的蒸汽供熱裝置，汽輪機熱耗率降低屬于能源動力技術領域。
【背景技術】
[0002]江陰蘇龍發電有限公司為四臺125MW機組、兩臺300MW機組，目前供熱方式為全部采用再熱器熱段為供熱汽源，采用減壓后再利用過熱減溫水進行噴水降溫。噴水流量占供熱總流量的25 %?27 %，正常供熱流量為200t/h?350t/h，最大供熱流量為500t/h，2015年均供熱流量約為400t/h，該數據隨周邊熱用戶的增加有逐年遞增的趨勢。從熱力學第一定律看，供熱汽源經減溫減壓前后，熱量維持不變，即H-S圖上焓值維持不變;從熱力學第二定律看，由于供熱汽源經直接節流并減溫，在H-S圖上熵值增大，使得高品質蒸汽做功能力損失較大，經濟性大幅降低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種蒸汽供熱裝置，具有減少高品質蒸汽做功能力損失、汽輪機熱耗率低的特點。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:一種蒸汽供熱裝置，其創新點在于:所述蒸汽供熱裝置與供熱蒸汽相連，包括與所述供熱蒸汽相連的供熱汽源模塊、與所述供熱汽源模塊相連的壓力匹配器、與所述壓力匹配器相連的高壓加熱器模塊、與所述高壓加熱模塊相連的蒸汽冷凝器模塊，高壓加熱器模塊的蒸汽出口和蒸汽冷凝器模塊的蒸汽出口匯合后獲得的混合蒸汽供用戶使用。
[0005]優選的，所述蒸汽冷凝器上設置有蒸汽入口、蒸汽出口和蒸汽盤管;所述蒸汽冷凝器上設置有給水進口、給水出口和設置在蒸汽冷凝器內與所述給水進口和所述給水出口相連的給水管，蒸汽盤管中的蒸汽前進方向與給水管中水的前進方向相反。
[0006]優選的，所述供熱汽源模塊包括分別與所述供熱蒸汽相連的第一機組和第二機組。
[0007]優選的，所述第一機組由兩臺300MW容量等級的機組并聯/串聯組成。
[0008]優選的，所述第二機組由四臺135MW容量等級的機組并聯/串聯組成。
[0009]優選的，所述高壓加熱器模塊由4個高壓加熱器并聯組成，所述蒸汽冷凝器模塊由4個蒸汽冷凝器并聯組成。
[0010]優選的，所述蒸汽冷凝器為外置式蒸汽冷凝器。
[0011]本實用新型的有益效果在于:根據原回熱系統結構特點和運行特性，高壓加熱器后各增設一臺蒸汽冷卻器，用于冷卻供熱汽源并外供熱用戶，同時停運高壓加熱器。該供熱裝置可以減少高品質蒸汽做功能力損失，汽輪機熱耗率降低，并且停運高壓加熱器可增加高壓缸通流流量，高壓缸做功總量提升，因此發電機出力增加，提供機組運行經濟性。
【附圖說明】
[0012]附圖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，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0013]圖1是本實用新型一種蒸汽供熱裝置的結構示意圖。
[0014]圖2是本實用新型一種蒸汽供熱裝置中外置式蒸汽冷卻器的結構示意圖。
[0015]圖中:1_供熱汽源模塊、11-第一機組、12-第二機組、2-壓力匹配器、3-高壓加熱器模塊、4-蒸汽冷凝器模塊、41-蒸汽入口、42_蒸汽出口、43_蒸汽盤管、44-給水進口、45_給水出口、46-給水管。
【具體實施方式】
[0016]本實用新型蒸汽供熱裝置，上述的蒸汽供熱裝置與供熱蒸汽相連，包括與供熱蒸汽相連的供熱汽源模塊1、與供熱汽源模塊I相連的壓力匹配器2、與壓力匹配器2相連的高壓加熱器模塊3、與高壓加熱模塊相連的蒸汽冷凝器模塊4，高壓加熱器模塊3的蒸汽出口 42和蒸汽冷凝器模塊4的蒸汽出口 42匯合后獲得的混合蒸汽供用戶使用。根據原回熱系統結構特點和運行特性，高壓加熱器后各增設一臺蒸汽冷卻器，用于冷卻供熱汽源并外供熱用戶，同時停運高壓加熱器。該供熱裝置可以減少高品質蒸汽做功能力損失，汽輪機熱耗率降低，并且停運高壓加熱器可增加高壓缸通流流量，高壓缸做功總量提升，因此發電機出力增加，提供機組運行經濟性。
[0017]上述的蒸汽冷凝器上設置有蒸汽入口41、蒸汽出口 42和設置在蒸汽冷凝器內分別與蒸汽入口 41和蒸汽入口 41相連的蒸汽盤管43;蒸汽冷凝器上設置有給水進口 44、給水出口 45和設置在蒸汽冷凝器內與給水進口 44和給水出口 45相連的給水管46，蒸汽盤管43中的蒸汽前進方向與給水管46中水的前進方向相反。如圖2所示，該蒸汽冷卻器為多流程、逆流換熱器，給水由給水入口進入經換熱管被加熱后從給水出口 45流出，加熱蒸汽從蒸汽入口 41進入，經反復折流后，加熱換熱管內的給水。由于蒸汽入口 41參數由主機提供、蒸汽出口42參數受熱用戶所限，因此殼側壓損在設計前就已經確定，蒸汽冷卻器換熱管束等結構布置方式需考慮已確定的殼側壓損。
[0018]上述供熱汽源模塊I包括分別與供熱蒸汽相連的第一機組11和第二機組12，第一機組11由兩臺300麗容量等級的機組并聯/串聯組成，第一機組11參數為:壓力3.043MPa，溫度538°C，焓值3540.8kJ/kg，第二機組12由四臺135MW容量等級的機組并聯/串聯組成，機組參數為:壓力2.422MPa，溫度538°C，焓值3548.lkj/kg。供熱蒸汽參數為:壓力I.2MPa，溫度2600C，焓值2958.2kJ/kg，正常供熱量為200t/h?350t/h，最大供熱量500t/h，年平均供熱量約 400t/h。
[0019]上述的高壓加熱器模塊3由4個高壓加熱器并聯組成，蒸汽冷凝器模塊4由4個蒸汽冷凝器并聯組成，其中蒸汽冷凝器為外置式蒸汽冷凝器。每臺蒸汽冷凝器的供熱汽源流量約為100t/h，主要涉及的參數有:給水流量、給水壓力、給水進口 44溫度、給水出口 45溫度、給水入口焓值、給水出口 45焓值；加熱蒸汽流量、蒸汽壓力、蒸汽進口溫度、蒸汽出口 42溫度、蒸汽進口焓值、蒸汽出口 42焓值;上端差、下端差等。對于蒸汽側:進口來自于主機再熱蒸汽，出口蒸汽直接供熱用戶，因此蒸汽側邊界條件基本不變;對于給水側:進口來自#1高壓加熱器出口，出口給水直接進鍋爐省煤器，為避免鍋爐運行偏離設計狀態，停運#1高壓加熱器后給水經蒸汽冷卻器加熱后盡量維持給水出口 45溫度達到或接近設計值。
[0020]外置式蒸汽冷卻器增設于高壓加熱器后，再熱蒸汽經高壓加熱器加熱分流給水后再對外供熱，高壓加熱器在外置式蒸冷器投運后關閉一段抽汽，外置式蒸汽冷卻器設計在高壓加熱器后，作為換熱裝置用于加熱分流給水，同時停運高壓加熱器，以維持給水溫度設計值。分流給水占總給水份額，確定要滿足以下條件:(I)停運高壓加熱器，進入外置式蒸汽冷卻器的分流給水溫度為高壓加熱器出水溫度；(2)經外置式蒸汽冷卻器加熱后的分流給水和未經加熱的分流給水混合后，最終給水溫度要達到設計值要求。
[0021]實際設計經驗表明，為保證設備外形尺寸的合理性，外置式蒸汽冷卻器的設計給水必須采用分流量形式，合理選取給水分流量，要依據以下幾點來確定:(I)設計蒸汽冷卻器對數平均溫差較大、換熱面積盡量小；(2)不能違背傳熱規律，即蒸汽冷卻器出口溫度要大于給水出口45溫度；(3)給水出口45溫度達到或接近設計值。
[0022]根據理論計算，對實施該實用新型前后機組主要經濟指標作對比。
[0023]實施前:(I)供熱汽源，再熱蒸汽:壓力3.043MPa，溫度538°C，焓值3540.8kJ/kg，流量75t/h; (2)減溫水:給水栗出口引出，壓力18.5MPa，溫度173.3。。，焓值744kJ/kg，流量25t/h;(3)供熱參數:壓力 1.2MPa，溫度 260°C，焓值2958.2kJ/kg，流量 100t/h。
[0024]實施后:(I)供熱汽源，再熱蒸汽:壓力3.043MPa，溫度538°C，焓值3540.8kJ/kg，流量100t/h; (2)停運#1高壓加熱器，投運外置式蒸汽冷卻器，冷卻供熱汽源并加熱分流給水；
(3)供熱參數:壓力I.2MPa，溫度260 °C，焓值2958.2kJ/kg，流量100t/h。
[0025]該對比計算方法主要基于以下三個機理或條件:(I)定主汽流量變功率計算法；
(2)外置式蒸汽冷卻器要結構和熱力分布均衡考慮，適當考慮換熱面積裕量；(3)汽輪機通流面積不變時壓力和流量呈正比。原供熱系統方式計算結果:發電機功率108.85MW，熱耗率(供熱工況)7892.93kJ/(kW.h)，汽耗率3.782kg/(kW.h)。實施該實用新型后計算結果:發電機功率 113.98MW，熱耗率(供熱工況)7608.65kJ/(kW.h)，汽耗率3.612kg/(kW.h)。
[0026]針對原供熱系統方式會造成高品質蒸汽做功能力損失不利影響，引用該實用新型后，按標煤計算，發電煤耗可下降l0.gg/aW.!!)，按機組原額定出力135MW且設備年發電利用小時5000h計，單臺機組每年可節約標煤0.74萬噸；取標準煤價平均不含稅為550元/噸，單臺機組年收益616萬；按四臺135MW機組核算，引用該實用新型后，每年總收入可增加2464萬元，扣除改造后所需投資的費用，經濟效益極為可觀。
[0027]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述蒸汽供熱裝置與供熱蒸汽相連，包括與所述供熱蒸汽相連的供熱汽源模塊、與所述供熱汽源模塊相連的壓力匹配器、與所述壓力匹配器相連的高壓加熱器模塊、與所述高壓加熱模塊相連的蒸汽冷凝器模塊，高壓加熱器模塊的蒸汽出口和蒸汽冷凝器模塊的蒸汽出口匯合后獲得的混合蒸汽供用戶使用。2.如權利要求1所述的一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述蒸汽冷凝器上設置有蒸汽入口、蒸汽出口和蒸汽盤管;所述蒸汽冷凝器上設置有給水進口、給水出口和設置在蒸汽冷凝器內與所述給水進口和所述給水出口相連的給水管，蒸汽盤管中的蒸汽前進方向與給水管中水的前進方向相反。3.如權利要求1所述的一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述供熱汽源模塊包括分別與所述供熱蒸汽相連的第一機組和第二機組。4.如權利要求3所述的一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述第一機組由兩臺300MW容量等級的機組并聯/串聯組成。5.如權利要求3所述的一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述第二機組由四臺135MW容量等級的機組并聯/串聯組成。6.如權利要求1所述的一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述高壓加熱器模塊由4個高壓加熱器并聯組成，所述蒸汽冷凝器模塊由4個蒸汽冷凝器并聯組成。7.如權利要求6所述的一種蒸汽供熱裝置，其特征在于:所述蒸汽冷凝器為外置式蒸汽冷凝器。
【文檔編號】F01D25/08GK205669414SQ201620429446
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月11日
【發明人】譚銳, 蔡培, 邵峰, 孫久啟, 何新榮
【申請人】南京電力設備質量性能檢驗中心