本發(fā)明涉及汽輪機，具體涉及一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)及運行方法。

背景技術(shù)：

1、在全球氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的大背景下，供熱需求和電力市場的靈活性要求呈現(xiàn)出日益增長的趨勢，對傳統(tǒng)的供熱機組提出了更高的挑戰(zhàn)和要求。

2、首先，汽輪機作為供熱機組的核心部件，其通流面積偏大成為了一個不容忽視的問題，這導(dǎo)致蒸汽在汽輪機中的流動效率降低，主汽閥節(jié)流損失增大，進而使得高壓缸進汽壓力偏大，機組的熱耗率也隨之增加，不僅影響了機組的運行經(jīng)濟性，也加大了對能源的消耗；其次，為了應(yīng)對電力市場的靈活性要求，低壓缸零出力技術(shù)應(yīng)運而生，通過調(diào)整低壓缸的運行狀態(tài)，使機組能夠在抽汽、凝汽和背壓三種運行方式下靈活切換，從而增加了機組的深度調(diào)峰能力，然而在高真空、低流量的條件下，低壓缸的葉片會面臨超溫、水蝕、顫振等風(fēng)險，對機組的穩(wěn)定運行構(gòu)成威脅；另外，光軸技術(shù)作為一種創(chuàng)新的能源回收利用方式，能夠最大限度地回收利用排汽熱，從而增強電廠的采暖能力，然而，這一技術(shù)也對軸提出了更高的要求，需要對本體進行較大的改動，改造成本相對較高，光軸技術(shù)的實施還需要停機進行轉(zhuǎn)子切換，調(diào)節(jié)手段相對單一，且鼓風(fēng)加熱問題較為明顯，在一定程度上限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)及運行方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明能夠通過在原有高壓缸前添加汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)了高壓缸的通流面積可以隨負荷變化的效果，減少了機組在低負荷時，由于高壓缸進汽壓力的降低以及高壓缸進汽調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失導(dǎo)致的機組熱耗率增加的問題，能夠滑動調(diào)節(jié)主蒸汽溫度，提高蒸汽在汽輪機中的流動效率，減少對能源的消耗；同時在中壓缸前并聯(lián)添加聯(lián)通管道作為蒸汽旁路，通過第一調(diào)峰低壓缸和第二調(diào)峰低壓缸配合第一調(diào)節(jié)閥門和第二調(diào)節(jié)閥門，可以完全隔絕調(diào)峰低壓缸的蒸汽，防止高負荷時再熱蒸汽超溫，實現(xiàn)再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)，避免高真空低流量下出現(xiàn)安全隱患，提高了機組在高負荷運行時的安全性；另外，通過主蒸汽回路和再熱蒸汽回路，能夠同時調(diào)整主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，調(diào)節(jié)手段更加方便，能夠靈活防止溫度過高的問題，提升了系統(tǒng)的調(diào)峰能力，且無需停機，顯著提高了工作效率。

2、為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)，包括鍋爐、主蒸汽回路、再熱蒸汽回路、第一發(fā)電機、第二發(fā)電機、汽輪機抽汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽混合器、加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)、聯(lián)通管道、第一調(diào)峰低壓缸、第二調(diào)峰低壓缸、第一調(diào)節(jié)閥門和第二調(diào)節(jié)閥門；主蒸汽回路包括汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)和高壓缸；

4、所述鍋爐分別連接主蒸汽回路和再熱蒸汽回路，高壓缸與再熱蒸汽回路連接至第一發(fā)電機；

5、所述鍋爐的主蒸汽出口通過汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接高壓缸的進汽口，高壓缸的出汽口連接鍋爐的再熱蒸汽進口，形成主蒸汽回路；

6、所述汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過汽輪機抽汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接蒸汽混合器的進口，蒸汽混合器的出口通過加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接再熱蒸汽回路；

7、所述再熱蒸汽回路和聯(lián)通管道并聯(lián)，聯(lián)通管道通過第一調(diào)節(jié)閥門和第二調(diào)節(jié)閥門分別連接第一調(diào)峰低壓缸和第二調(diào)峰低壓缸，第一調(diào)峰低壓缸和第二調(diào)峰低壓缸同軸連接至第二發(fā)電機；

8、進一步地，所述汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一進汽調(diào)節(jié)閥、第二進汽調(diào)節(jié)閥和第三進汽調(diào)節(jié)閥；

9、所述再熱蒸汽回路包括中壓缸進汽調(diào)節(jié)閥、中壓缸、低壓缸、凝汽器、低壓加熱器組、給水泵、高壓加熱器組、新高壓加熱器進口閥、新高壓加熱器和新高壓加熱器旁路閥；

10、所述鍋爐的主蒸汽出口通過第一進汽調(diào)節(jié)閥、第二進汽調(diào)節(jié)閥和第三進汽調(diào)節(jié)閥分別連接高壓缸的第一進汽口、第二進汽口和第三進汽口；

11、所述鍋爐的再熱蒸汽出口通過中壓缸進汽調(diào)節(jié)閥連接中壓缸的進汽口，中壓缸的出汽口連接低壓缸的進汽口，低壓缸的出汽口通過凝汽器連接低壓加熱器組的給水進口，中壓缸和低壓缸的抽汽出口通過低壓加熱器進汽閥連接低壓加熱器組的蒸汽進口，低壓加熱器組的給水出口通過給水泵連接高壓加熱器組的給水進口，高壓加熱器組的給水出口通過新高壓加熱器進口閥連接新高壓加熱器的給水進口，新高壓加熱器進口閥和新高壓加熱器并聯(lián)新高壓加熱器旁路閥，新高壓加熱器的給水出口連接鍋爐的主蒸汽進口，形成再熱蒸汽回路；

12、所述中壓缸進汽調(diào)節(jié)閥的前部和聯(lián)通管道并聯(lián)；

13、進一步地，所述高壓缸、中壓缸和低壓缸同軸連接至第一發(fā)電機；

14、進一步地，所述汽輪機抽汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一汽輪機抽汽閥和第二汽輪機抽汽閥；

15、所述第一進汽調(diào)節(jié)閥和第二進汽調(diào)節(jié)閥的出口分別通過第一汽輪機抽汽閥和第二汽輪機抽汽閥連接蒸汽混合器的進口；

16、進一步地，所述加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括高壓加熱器旁路進汽閥、低壓加熱器旁路進汽閥和新高壓加熱器進汽調(diào)節(jié)閥；

17、所述蒸汽混合器的出口通過高壓加熱器旁路進汽閥、低壓加熱器旁路進汽閥和新高壓加熱器進汽調(diào)節(jié)閥分別連接高壓加熱器組的蒸汽進口、低壓加熱器組的蒸汽進口和新高壓加熱器的蒸汽進口；

18、進一步地，所述高壓缸的抽汽出口通過高壓加熱器進氣閥連接高壓加熱器組的蒸汽進口；

19、進一步地，所述聯(lián)通管道的一端通過供熱閥門連接供熱口。

20、第二方面，本發(fā)明提供了一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)運行方法，基于上述的一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)，包括以下步驟：

21、當(dāng)汽輪機組的負荷＞90%時，開啟第一調(diào)峰閥門和第二調(diào)峰閥門，第一發(fā)電機和第二發(fā)電機工作，同時通過控制汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)降低高壓缸的溫度；

22、當(dāng)70%≤汽輪機組的負荷≤90%時，通過汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制高壓缸的出汽口蒸汽的溫度，然后開啟汽輪機抽汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)，蒸汽在蒸汽混合器中充分混合，再控制加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

23、當(dāng)50%≤汽輪機組的負荷＜70%時，通過汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制高壓缸的出汽口蒸汽的溫度，然后控制加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

24、當(dāng)汽輪機組的負荷＜50%時，關(guān)閉第一調(diào)峰閥門和第二調(diào)峰閥門，第一發(fā)電機工作，工作，同時控制加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)和再熱蒸汽回路，提高進入鍋爐的給水溫度；

25、進一步地，所述汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一進汽調(diào)節(jié)閥、第二進汽調(diào)節(jié)閥和第三進汽調(diào)節(jié)閥，鍋爐的主蒸汽出口通過第一進汽調(diào)節(jié)閥、第二進汽調(diào)節(jié)閥和第三進汽調(diào)節(jié)閥分別連接高壓缸的第一進汽口、第二進汽口和第三進汽口；

26、所述汽輪機抽汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一汽輪機抽汽閥和第二汽輪機抽汽閥，第一進汽調(diào)節(jié)閥和第二進汽調(diào)節(jié)閥的出口分別通過第一汽輪機抽汽閥和第二汽輪機抽汽閥連接蒸汽混合器的進口；

27、所述加熱器進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括高壓加熱器旁路進汽閥、低壓加熱器旁路進汽閥和新高壓加熱器進汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽混合器的出口通過高壓加熱器旁路進汽閥、低壓加熱器旁路進汽閥和新高壓加熱器進汽調(diào)節(jié)閥分別連接高壓加熱器組的蒸汽進口、低壓加熱器組的蒸汽進口和新高壓加熱器的蒸汽進口；

28、所述再熱蒸汽回路包括中壓缸進汽調(diào)節(jié)閥、中壓缸、低壓缸、凝汽器、低壓加熱器組、給水泵、高壓加熱器組、新高壓加熱器進口閥、新高壓加熱器和新高壓加熱器旁路閥，鍋爐的再熱蒸汽出口通過中壓缸進汽調(diào)節(jié)閥連接中壓缸的進汽口，中壓缸的出汽口連接低壓缸的進汽口，低壓缸的出汽口通過凝汽器連接低壓加熱器組的給水進口，中壓缸和低壓缸的抽汽出口通過低壓加熱器進汽閥連接低壓加熱器組的蒸汽進口，低壓加熱器組的給水出口通過給水泵連接高壓加熱器組的給水進口，高壓加熱器組的給水出口通過新高壓加熱器進口閥連接新高壓加熱器的給水進口，新高壓加熱器進口閥和新高壓加熱器并聯(lián)新高壓加熱器旁路閥，新高壓加熱器的給水出口連接鍋爐的主蒸汽進口，形成再熱蒸汽回路；

29、進一步地，所述步驟具體為：

30、當(dāng)汽輪機組的負荷＞90%時，開啟第一調(diào)峰閥門和第二調(diào)峰閥門，蒸汽進入低壓缸、第一調(diào)峰低壓缸和第二調(diào)峰低壓缸，第一發(fā)電機和第二發(fā)電機工作，同時開啟第三進汽調(diào)節(jié)閥，用于降低高壓缸的溫度；

31、當(dāng)70%≤汽輪機組的負荷≤90%時，開啟第二進汽調(diào)節(jié)閥，同時調(diào)節(jié)第三進汽調(diào)節(jié)閥和第一進汽調(diào)節(jié)閥，用于控制高壓缸的第二進汽口、第三進汽口和出汽口蒸汽的溫度，然后開啟第一汽輪機抽汽閥和第二汽輪機抽汽閥，蒸汽在蒸汽混合器中充分混合，再開啟低壓加熱器旁路進汽閥，用于使蒸汽在中壓缸和低壓缸做功；

32、當(dāng)50%≤汽輪機組的負荷＜70%時，開啟第三進汽調(diào)節(jié)閥，同時調(diào)節(jié)第二進汽調(diào)節(jié)閥，用于控制高壓缸的出汽口蒸汽的溫度，然后關(guān)閉低壓加熱器旁路進汽閥，開啟高壓加熱器旁路進汽閥；

33、當(dāng)汽輪機組的負荷＜50%時，關(guān)閉第一調(diào)峰閥門和第二調(diào)峰閥門，蒸汽進入低壓缸，第一發(fā)電機工作，同時開啟新高壓加熱器進汽調(diào)節(jié)閥，新高壓加熱器進口閥和新高壓加熱器，關(guān)閉新高壓加熱器旁路閥和高壓加熱器旁路進汽閥，用于使蒸汽混合器中的蒸汽進入新高壓加熱器，提高進入鍋爐的給水溫度。

34、上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)勢或者有益效果：

35、第一方面，本發(fā)明提供了一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)，通過添加多級汽輪機組能夠有效調(diào)節(jié)高壓缸的運行面積，并且在配備蒸汽混合器的情況下，實現(xiàn)對主再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)，減少了機組在低負荷時，由于高壓缸進汽壓力的降低以及汽輪機進汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)的節(jié)流損失導(dǎo)致的機組熱耗率增加的問題，提升了機組的調(diào)峰性能；通過在再熱蒸汽回路上并聯(lián)一條聯(lián)通管道，通過第一調(diào)峰低壓缸和第二調(diào)峰低壓缸配合第一調(diào)節(jié)閥門和第二調(diào)節(jié)閥門，開啟聯(lián)通管道旁路可以快速降低再熱蒸汽溫度，防止再熱蒸汽超溫，實現(xiàn)對再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)，提升了機組的調(diào)峰性能；本系統(tǒng)可以同時調(diào)節(jié)主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，更加靈活多變，調(diào)節(jié)更加方便，提升了系統(tǒng)的調(diào)峰能力。

36、進一步地，通過第一進汽調(diào)節(jié)閥、第二進汽調(diào)節(jié)閥和第三進汽調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)了高壓缸通流面積可以隨負荷變化的效果，減少了機組在低負荷時，由于高壓缸進汽壓力的降低以及高壓缸進汽調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失導(dǎo)致的機組熱耗率增加的問題，能夠滑動調(diào)節(jié)主蒸汽溫度；通過在中壓缸前添加中壓缸進汽調(diào)節(jié)閥，可以作為蒸汽旁路，防止高負荷時再熱蒸汽超溫，實現(xiàn)再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)，提高了機組在高負荷運行時的安全性。

37、進一步地，通過聯(lián)通管道的一端通過供熱閥門連接供熱口，能夠?qū)ν夤?，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。

38、第二方面，本發(fā)明提供了一種主再熱汽溫滑變的汽輪機系統(tǒng)運行方法，通過調(diào)節(jié)第三進汽調(diào)節(jié)閥，能夠控制高壓缸的溫度，由于汽輪機的轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中會產(chǎn)生熱量，因此高壓缸的第一進汽口和第三進汽口之間的汽輪機級組必須通入蒸汽來降低級組的溫度；通過調(diào)節(jié)第二進汽調(diào)節(jié)閥能夠使大部分蒸汽從高壓缸的第二進汽口進入高壓缸，通過調(diào)節(jié)汽輪機第二進汽調(diào)節(jié)閥控制機組的負荷；通過調(diào)節(jié)第三進汽調(diào)節(jié)閥和第一進汽調(diào)節(jié)閥用于控制高壓缸的第二進汽口、第三進汽口和出汽口蒸汽的溫度；通過調(diào)節(jié)第一汽輪機抽汽閥和第二汽輪機抽汽閥，能夠使蒸汽在蒸汽混合器中充分混合，通過調(diào)節(jié)低壓加熱器旁路進汽閥，能夠利用蒸汽混合器的蒸汽替代部分低壓加熱器組的抽汽，用于使蒸汽在中壓缸和低壓缸做功，進而提高機組的效率；通過調(diào)節(jié)高壓加熱器旁路進汽閥，利用蒸汽混合器的蒸汽替代部分高壓加熱器組的抽汽，以提高機組的效率；通過開啟新高壓加熱器進汽調(diào)節(jié)閥，新高壓加熱器進口閥和新高壓加熱器，關(guān)閉新高壓加熱器旁路閥和高壓加熱器旁路進汽閥，能夠使蒸汽混合器中的蒸汽進入新高壓加熱器，從而提高了進入鍋爐的給水溫度，提高了鍋爐的效率。