一种低压余热汽轮机组用进汽结构及其控制方法与流程

专利2026-06-05  8


本发明涉及汽轮机组技术,具体是一种低压余热汽轮机组用的进汽结构,以及基于该进汽结构的控制方法,其特别适用于在孤网运行模式下的低压余热汽轮机组。


背景技术:

1、低压余热汽轮机组是一种利用工业生产过程中产生的低压余热蒸汽来发电的设备,通常处于孤网运行模式。

2、由于低压余热汽轮机组的进汽压力低,其存在进汽比容大(即给定质量的蒸汽所占的体积大)的技术特点。为满足低压余热汽轮机组能够形成大进汽流量,以及尽可能的降低进汽压损,其进汽结构的进汽阀门口径设计的往往较大,如此在机组的阀门配置上通常以大口径液压提升式的整体阀门结构形式为主。此种大口径液压提升式的整体阀门结构,是基于铸造结构的阀壳尺寸大、阀芯件数量多的缘故,使得其成型结构复杂、且整体重量大,与之相配套的液压系统存在控制元件多、且结构复杂的特性,最终导致所成型的整体阀门结构的造价昂贵。

3、目前,对于低压余热汽轮机组所适用的进汽阀门结构,尚无可降低造价成本、行之有效的技术手段被披露。

4、套筒式调节阀虽具有调节性能好的技术特点,但其受限于阀门口径一般不超过dn500的技术特性,仅适用于小进汽流量工况环境的汽轮机组,即无法适用于大进汽流量的低压余热汽轮机组。

5、三偏心结构形式的蝶阀虽然能够适用于大进汽流量工况环境下,但其受限于特定成型结构下的工作特性,流量特性及调节控制精度欠佳。具体而言,常用的三偏心结构形式蝶阀,能够在10~90%开度范围内维持较高的线性等比例调节,但是在0~10%开度及90~100%开度范围内则调节精度差,可见其不利于以流量调节来达到精确的汽轮机转速控制的技术目的。

6、因此,当前常用的套筒式调节阀或三偏心结构蝶阀均不宜直接用作大进汽流量的低压余热汽轮机组。为改善低压余热汽轮机组所应用进汽阀门结构尺寸大、重量重、造价高昂的技术问题,有必要针对低压余热汽轮机组的工况特性而进行针对性的进汽结构设计。


技术实现思路

1、本发明的技术目的在于:针对于上述低压余热汽轮机组的特殊性,以及现有技术的不足,提供一种既能实现高精度调节控制、又能满足大进汽流量工况环境、还能简化成型结构而降低造价成本的低压余热汽轮机组用进汽结构,以及基于该进汽结构的控制方法。

2、本发明的技术目的通过下述技术方案实现,一种低压余热汽轮机组用进汽结构,包括进汽管;

3、所述进汽管按照蒸汽流向分为间距配合的进汽上游管段和进汽下游管段,所述进汽上游管段上连接有开关型蝶阀;

4、所述进汽上游管段与所述进汽下游管段之间并联有进汽调节支管一和进汽调节支管二,所述进汽调节支管一上连接有气动调节阀,所述进汽调节支管二上连接有调节型蝶阀。

5、作为优选技术方案之一,所述进汽上游管段的最大流量q1与所述进汽下游管段的最大流量q2相等;

6、所述进汽上游管段的最大流量q1为所述进汽调节支管一的最大流量q3与所述进汽调节支管二的最大流量q4之和。

7、作为优选技术方案之一,所述进汽上游管段上的开关型蝶阀的阀门设计口径,以所述进汽上游管段的最大流量q1与所述开关型蝶阀的最大流量之间为1:1配合关系设计。

8、作为优选技术方案之一,所述开关型蝶阀为开关型液动或气动的带硬密封三偏心蝶阀结构。

9、作为优选技术方案之一,所述进汽调节支管一上的气动调节阀的阀门设计口径,以机组冲转到带初始10%负荷状态之下的进汽容量与所述气动调节阀的最大流量之间为1:1配合关系设计。

10、作为优选技术方案之一,所述气动调节阀为套筒式气动调节阀。

11、作为优选技术方案之一,所述进汽调节支管二的调节型蝶阀的阀门设计口径,以所述进汽上游管段的最大流量q1与所述进汽调节支管一的最大流量q3之差的1~1.1倍关系设计。

12、作为优选技术方案之一,所述调节型蝶阀为调节型液动或气动的带硬密封三偏心蝶阀结构。

13、作为优选技术方案之一,所述低压余热汽轮机为孤网运行的低压余热汽轮机。

14、一种上述低压余热汽轮机组用进汽结构的控制方法,所述控制方法包括如下技术手段:

15、当机组启动冲转时,先将进汽上游管段上的开关型蝶阀开启,再逐渐调大进汽调节支管一上的气动调节阀开度,以所述气动调节阀的调节特性来调节汽轮机的进汽流量;

16、当机组稳定至额定转速之后,将进汽调节支管二上的调节型蝶阀的开度逐渐调大至10%,且此时的所述气动调节阀处于全开状态,通过逐步调大所述调节型蝶阀的开度来调节汽轮机的进汽流量,直至所述调节型蝶阀处于全开状态;

17、当机组需要停机时,以先调小进汽调节支管二上的调节型蝶阀、后调小进汽调节支管一上的气动调节阀的顺序,依次逐步调小所述调节型蝶阀和所述气动调节阀,直至全部关闭。

18、本发明的有益技术效果是:上述技术措施针对于上述低压余热汽轮机组的特殊性,在进汽管上以并联排布关系分叉形成了两路调节支管,一路调节支管用作连接小进汽流量工况环境使用的、调节性能优异的气动调节阀,另一路调节支管用作连接可适应于大进汽流量工况环境的调节型蝶阀,从而使作为调节功能的气动调节阀和调节型蝶阀与上游的、作为进汽主阀的开关型蝶阀相配合,亦使两路调节支管上的气动调节阀和调节型蝶阀形成互补性配合。也就是说,在上述技术措施中,通过并联排布的气动调节阀和调节型蝶阀形成了互补性配合,使小进汽流量工况环境所使用的、调节性能优异的套筒式气动调节阀,对大进汽流量工况环境所使用的、在0~10%开度及90~100%开度范围内调节精度较差的调节型蝶阀形成调节性能补充,如此,既利用了大进汽流量工况环境所使用的调节型蝶阀在10~90%开度范围内维持较高线性等比例调节特性的功能,又利用了小进汽流量工况环境所使用的气动调节阀的优异调节性能的功能,对调节型蝶阀在0~10%开度及90~100%开度范围内调节精度进行补充、改善。通过上述技术措施,既达到了原大型液动阀门的高精度调节控制性能,又借助于常规气动调节阀和调节型蝶阀的互补配合而成型,有效满足于低压余热汽轮机组的大进汽流量工况环境,使进汽结构简单化,极大的降低了机组的造价成本,尤其在孤网运行的低压大流量余热发电机组中具有良好的推广价值与技术意义。



技术特征:

1.一种低压余热汽轮机组用进汽结构,包括进汽管;

2.根据权利要求1所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

3.根据权利要求1所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

4.根据权利要求1或3所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

5.根据权利要求1所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

6.根据权利要求1或5所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

7.根据权利要求1所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

8.根据权利要求1或7所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

9.根据权利要求1所述低压余热汽轮机组用进汽结构,其特征在于:

10.一种权利要求1至9任一项所述低压余热汽轮机组用进汽结构的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下技术手段:


技术总结
本发明涉及汽轮机组技术,具体公开了一种低压余热汽轮机用进汽结构及其控制方法。所述进汽结构,包括进汽管,所述进汽管按照蒸汽流向分为间距配合的进汽上游管段和进汽下游管段,进汽上游管段上连接有开关型蝶阀;所述进汽上游管段与所述进汽下游管段之间并联有进汽调节支管一和进汽调节支管二,所述进汽调节支管一上连接有气动调节阀,所述进汽调节支管二上连接有调节型蝶阀。本发明既达到了高精度调节控制性能,又借助于气动调节阀和调节型蝶阀的互补配合而成型,有效满足于低压余热汽轮机组的大进汽流量工况环境,使进汽结构简单化,极大的降低了机组的造价成本,尤其在孤网运行的低压大流量余热发电机组中具有良好的推广价值与技术意义。

技术研发人员:刘颖,朱熹,张伟荣,张鹏飞,晏杰,彭金龙,王明杰,张强,王鑫,孙浩云
受保护的技术使用者:东方电气集团东方汽轮机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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