一、背景:
为了提高火力发电厂的热经济性,对外供热是通过汽轮机组中部抽汽实现的(图一)。这就意味着要多抽汽供热就要多发电,这叫热电牵连现象。可是在很多情况下,如冬季,电力需求与供热需求产生矛盾,供热需求量大,电又不能多发,解决这个矛盾的技术方法叫热电解耦。目前热电解耦的方法有“电锅炉方法”等,这些方法,投资大、占地大,经济性差。
对于无再热的小型机组而言,可以通过主蒸汽减温减压来对外供热(图二)但是对于大型再热机组,如300MW级和600MW级(电网主力发电机组)就不能采用上述方法供热,原因如下:(图三)
1、如果从主蒸汽抽汽,会导致锅炉再热器因流量相对于过热器流量减少而超温。
2、如果从热再蒸汽抽汽,高压缸进汽量不变,中压缸减少。会导致汽轮机转子推力失衡。
3、如果从冷再抽汽,会同时出现上述两个问题。
4、如果从汽轮机中部抽汽则不能解决热电牵连问题。
总之从机组任何部位大量抽汽都是不可能的。
有一个方法能够部分解决上述问题,就是启用高旁(高压旁路)(图三)。让部分主蒸汽,流过高旁,经高旁减温减压后再与高排汽汇合形成冷再进再热器,而后再由热再抽出去供热,这样虽然同时解决了上述再热器超温和汽机推力失衡问题,但仍然存在两个问题:
1、高旁是机组启停临时使用设备,不耐蒸汽冲刷,不能长期使用。
2、高旁属减温减压器,在机组小负荷时,将主汽参数减至高排参数,合流后比容太大,无法大量通过再热器,所以供汽量上不去,也就是说无法实现大幅度热电解耦。
二、引射配汽法热电解耦系统技术路线
1、把上述高旁替换成配汽引射器,用主蒸汽引射高排汽形成较高压力的冷再汽(图四)。由于由此产生的冷再汽比容小,通过再热器的流量可以放大,所以本系统方法能实现大幅度热电解耦。
2、本方案提到的配汽引射器是本发明人所发明的联调型引射器,称第四代引射器(专利号:201410416461.7)。第四代引射器能够无级连续调节负荷,避免了对对汽轮机发电机组运行中的冲击,使运行更稳定。(注:第三代是多通道产品,运行中加减开启的通道数会引起系统冲击)
3、为了更充分解耦,并提升机组运行的经济性,本系统可根据供汽参数要求配置供汽引射器,如(图五)
供汽引射器的作用是用热再蒸汽引射低压汽如中排汽,达到供汽(包括工业用汽和采暖用汽)参数和流量的要求。
三、权利要求
1、本实用新型的技术特征在于:在火力发电厂,机组系统中加装汽汽引射器,解决热电负荷牵连问题,实现机组大幅度热电解耦。
2、本实用新型的技术特征在于:采用配汽引射器实现主汽引射高排汽升压,使混合蒸汽能顺利通过再热器。然后通过抽取热再汽对外供热,同时解决再热器超温和推力失衡问题,
3、本实用新型的技术特征在于:采用供汽引射器,用热再汽引射低压汽压力,满足热用户要求,同时提高机组运行的热经济性。
4、本实用新型的技术特征在于:热电解耦所选用的配汽引射器和供汽引射器,均在联调型引射器以避免运行中负荷变化产生的冲击现象,保证机组安全可靠运行。