[发明专利]一种汽轮机发电机组凝汽式与高背压相互切换的供热方法

说明书

本发明涉及供热与发电及其控制分析技术领域，具体涉及一种汽轮机发电机组凝汽式与高背压相互切换的供热方法。本发明采用切换开关模块实现供热汽轮发电机组在凝汽式与高背压两种不同工况相互切换运行，低压缸可通过切换控制模块完全切除的“零出力”、可随时投运增加发电机出力，降低机组供热与发电过度相关依赖关系，提高能源综合利用效率。在供热蒸汽量大时进行高背压工况运行，在供热蒸汽量小或无供汽、以及要求发电机高功率时进行凝汽式工况运行，满足供热蒸汽流量或发电功率大幅变化时的快速响应与调控，提高机组参与电网调峰、调频等辅助服务能力。

技术领域

本发明涉及供热与发电及其控制分析技术领域，具体涉及一种汽轮机发电机组凝汽式与高背压相互切换的供热方法。

背景技术

为了缓解热电联产机组热电强相关矛盾，提升机组运行灵活性，近年开展了汽轮机低压缸零出力技术改造与应用。陈建国等在《300 MW机组汽轮机低压缸零出力技术》，从低压缸零出力运行的低压缸末级叶片安全性考虑，制定出完善低压缸运行监视测点、末级叶片金属喷涂、设置低压通流冷却蒸汽系统以及维持低压缸高真空等技术措施；刘启军在《低压缸“零出力”技术在抽凝供热机组上的应用》介绍了低压缸“零出力”改造的关键技术即低压缸运行监测系统、低压缸喷水系统、低压缸冷却蒸汽系统及热力系统的改造，分析了低压缸“零出力”改造对汽轮机安全性的影响。从发表文献来看均是从低压缸末级叶片安全性出发采取各种相应的技术措施，机组仍处于凝汽式运行状态，低压缸不能完全切除运行的，低压缸转子与汽轮机和发电机转子以3000r/min同步运行，并需连续通流少量蒸汽冷却低压缸末级叶片防止超温损坏。所采取的低压缸“零出力”技术措施涉及设备多、工艺复杂、工期长；且低压缸小蒸汽流量下，低压缸转子长期高速连续运行，低压缸及其转子寿命将受到影响；机组供热时处于凝汽式运行状态不仅需大量的循环水，还造成大量的汽轮机排汽热损失；受“以热定电”影响，机组电功率调节范围小，机组难以参与电网调峰、调频等辅助服务。为解决这些低压缸“零出力”所采用技术仍存在的问题，本发明提出了一种汽轮机发电机组凝汽式与高背压相互切换的供热方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种汽轮机发电机组凝汽式与高背压相互切换的供热方法，具体技术方案如下：

一种汽轮机发电机组凝汽式与高背压相互切换的供热方法，所述汽轮机发电机组包括锅炉、高压缸、中压缸、发电机、低压缸；包括以下步骤：

S1：将锅炉分别与高压缸、中压缸连接；将中压缸与发电机连接；将发电机通过切换开关模块与低压缸连接；中压缸通过中低压缸联通管与低压缸连接；中低压缸联通管通过供热蒸汽母管与供热蒸汽联箱，实现对外供热；

S2：当切换开关模块断开时，发电机与低压缸断开连接，低压缸切除运行，汽轮机发电机组以高背压工况运行并对外供热；

S3：当切换开关模块闭合时，发电机与低压缸实现连接，低压缸投入运行，汽轮机发电机组以凝汽式工况运行并对外供热。

优选地，所述切换开关模块通过齿轮啮合与分离的方式实现汽轮机发电机组运行工况的切换。

优选地，所述切换开关模块包括齿轮箱控制模块、齿轮驱动电机、齿轮箱；所述齿轮箱内设置有发电机端齿轮、低压缸端齿轮、发电机端传动齿轮、低压缸端传动齿轮；所述发电机端齿轮与发电机连接；所述低压缸端齿轮与低压缸连接；所述发电机端传动齿轮与低压缸端传动齿轮通过传动轴刚性连接；所述发电机端传动齿轮套在轴承上；所述齿轮箱控制模块与齿轮驱动电机连接；所述齿轮驱动电机的输出轴与轴承连接；所述发电机与低压缸在同一条轴中心线上；

所述齿轮箱控制模块发出分离的控制信号，齿轮驱动电机驱动发电机端传动齿轮向左或向右平移，实现发电机端传动齿轮与发电机端齿轮分离，低压缸端传动齿轮与低压缸端齿轮分离，进而实现低压缸切除运行。

优选地，所述步骤S2中汽轮机发电机组以高背压工况运行具体为：

汽轮发电机组转子处于低速盘车状态，低压缸切除运行，各阀门保持关闭状态；