一种燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统及运行方法
技术领域
本发明涉及轴封供汽系统
技术领域
，具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统及运行方法。背景技术
燃气-蒸汽联合循环机组具有发电效率高、环保性能好、启动快速、占地面积少、自动化程度高等优点，已在世界范围内得到广泛应用，提供各种类型的动力和能源。其中大部分用来发电，还有一部分用于热电联产或冷热电联产，在供电的同时提供生产、生活用热和用冷。
轴封系统是汽轮机的重要组成部分，其中高压轴封的作用是防止蒸汽漏出汽缸，确保汽轮机有较高的效率；低压轴封的作用是防止空气漏入汽缸，保证机组的高效率运行。轴封系统应能根据汽轮机缸体和转子的温度，控制轴封蒸汽温度，使汽轮机轴封处不会产生过高的热应力，防止过冷或过热蒸汽进入。
对于燃气-蒸汽联合循环供热机组，由于供热量的实时变化导致机组的部分运行参数会受到影响，从而影响轴封系统运行的安全性和稳定性。因此，对于燃气-蒸汽联合循环供热机组，设计和优化轴封供汽系统，保证轴封系统安全可靠经济的运行是十分必要的。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统及运行方法，采用多路热源供给辅汽联箱的方法，保证辅汽联箱供轴封的蒸汽温度和压力，提高轴封系统运行的安全性和稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统，包括高压缸1、中压缸2、低压缸3、启动锅炉4、辅汽联箱5；
所述高压缸1、中压缸2和低压缸3进汽侧均由轴封蒸汽母管供汽，轴封蒸汽母管设置温度测点T2，形成轴封腔室，在轴封腔室完成密封后剩余的蒸汽分别经回汽管道进入轴封回汽母管，每条回汽管道上设置回汽手动调节阀，轴封回汽母管蒸汽去往轴封加热器30；
所述辅汽联箱5上的汽源分别由再热冷段蒸汽供辅汽联箱、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱、启动锅炉蒸汽供辅汽联箱提供；
所述辅汽联箱5设置温度测点T4，辅汽联箱5疏水通过辅汽联箱疏水电动阀23与疏水模块29相连，辅汽联箱5出口蒸汽依次通过辅汽供轴封电动阀9和辅汽供轴封调节阀8与轴封蒸汽母管相连，辅汽供轴封管道设置并联管路，并联管路上有辅汽供轴封旁路电动阀10，辅汽供轴封调节阀8前管路疏水通过疏水电动阀24与疏水模块29相连，在辅汽供轴封电动阀9前设置温度测点T1。
所述锅炉蒸汽供辅汽联箱包括启动锅炉4，所述启动锅炉4和辅汽联箱5依次通过启动锅炉供辅汽电动阀6和启动锅炉供辅汽调节阀7相连。
所述再热冷段蒸汽供辅汽联箱、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱通过高压主蒸汽提供汽源，所述高压主蒸汽由余热锅炉26供给，依次通过高压主汽阀11和高压主汽调阀12进入高压缸1，高压主汽阀11前设置疏水管路，通过高压主汽管路疏水电动阀13与疏水模块29相连，余热锅炉26供给的汽源为两路，分别为再热冷段蒸汽供辅汽联箱、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱提供汽源。
所述高压主蒸汽疏水供辅汽联箱汽源的供汽管路从高压主汽管路疏水电动阀13前引出，依次通过高压主蒸汽疏水供辅汽联箱逆止阀14、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀15和高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀16与辅汽联箱5相连，同时并联设置的管路上设置旁路电动阀17，在高压主蒸汽疏水供辅汽联箱逆止阀14前设置温度测点T3。
所述再热冷段蒸汽供辅汽联箱的再热冷段蒸汽一部分依次通过再热冷段蒸汽供辅汽电动阀18和再热冷段蒸汽供辅汽调节阀19去辅汽联箱5，另一部分去余热锅炉27，再热冷段蒸汽供辅汽联箱管路疏水通过疏水电动阀25与疏水模块29相连。
所述轴封蒸汽母管通过轴封溢流调节阀20和轴封溢流电动阀21与凝汽器28相连，同时并联设置的管路上设置旁路电动阀22。
一种燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统的运行方法，包括以下步骤；
a.在机组启动阶段，辅汽联箱5由启动锅炉4供汽，供汽之前辅助蒸汽管道疏水全开，开启启动锅炉供辅汽电动阀6和启动锅炉供辅汽调节阀7，关闭高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀15、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀16和高压主蒸汽疏水供辅汽联箱旁路电动阀17，关闭再热冷段蒸汽供辅汽电动阀18、再热冷段蒸汽供辅汽调节阀19；开启辅汽供轴封电动阀9和辅汽供轴封调节阀8，关闭轴封溢流调节阀20和轴封溢流电动阀21；
b.当机组并网后且负荷不断升高时，由于冷再蒸汽来自高压缸1排汽，能够更好的匹配缸体的金属温度，所以辅汽联箱汽源由启动锅炉4提供逐渐变为冷再蒸汽提供，此时启动锅炉供辅汽调节阀7逐渐关闭，再热冷段蒸汽供辅汽调节阀19逐渐开启；同时轴封系统逐步转为自密封状态，辅汽供轴封调节阀8逐渐关闭，当辅汽供轴封调节阀8全关后轴封溢流调节阀20和轴封溢流电动阀21开启，轴封系统处于自密封状态，此时手动设置辅助蒸汽供轴封调阀8开度为3％～5％，利用轴封溢流调节阀20维持轴封母管温度T2和压力的稳定，另外保持辅汽供轴封管路疏水电动阀24全开；
c.当机组处于高负荷运行状态并开始供热后，随着供热抽气量的不断提高，冷再蒸汽温度不断下降，使得辅汽联箱5温度和辅汽供轴封调节阀8前温度不断下降，此时密切关注辅汽供轴封管路温度测点T1和轴封蒸汽母管温度测点T2；当辅汽供轴封管路温度测点T1的数值低于系统预设数值后，开启高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀15、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀16，此时辅汽联箱汽源由冷再蒸汽和高压主蒸汽同时提供，观察温度测点T3数值调整高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀16的开度来控制辅汽供轴封的供汽温度，通过辅汽供轴封管路温度测点T1和辅汽联箱温度测点T4实时观测；
d.当机组处于正常运行状态时，如果冷再蒸汽供辅汽联箱管路或高压主蒸汽疏水供辅汽联箱管路上阀门出现故障，此时进行维护工作较为困难，若故障无法及时得到处理，可以运行启动锅炉4，开启启动锅炉供辅汽电动阀6和启动锅炉供辅汽调节阀7，满足辅汽供轴封所需正常温度。
本发明的有益效果：
本发明提供了多路燃气-蒸汽联合循环机组辅汽联箱供汽汽源，除了常规的启动锅炉蒸汽和冷再蒸汽供辅汽联箱，还引入了高压主蒸汽疏水供辅汽联箱，有效解决了供热机组由于供热抽气量大引起的轴封供汽温度不匹配的问题。
利用高压主蒸汽疏水的特性，不仅解决了轴封供汽温度低的问题，同时利用了高压主蒸汽疏水的部分热量，降低了疏水回凝汽器的温度，提高了机组的热经济性。
轴封供汽系统的运行方法不仅考虑了机组正常启动时系统的投运步骤和控制策略，而且提供了机组在多种运行状态下轴封供汽系统的控制策略，并且提出了发生故障时的解决方案。系统控制方式灵活简单、易于操作、自动化程度高，尤其是故障工况下第一时间可以介入运行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为汽轮机高压缸，2为汽轮机中压缸，3为汽轮机低压缸，4为启动锅炉，5为辅汽联箱，6为启动锅炉供辅汽电动阀，7为启动锅炉供辅汽调节阀，8为辅汽供轴封调节阀，9为辅汽供轴封电动阀，10为辅汽供轴封旁路电动阀，11为高压主汽阀，12为高压主汽调阀，13为高压主汽管路疏水电动阀，14为高压主蒸汽疏水供辅汽联箱逆止阀，15为高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀，16为高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀，17为高压主蒸汽疏水供辅汽联箱旁路电动阀，18为再热冷段蒸汽供辅汽电动阀，19为再热冷段蒸汽供辅汽调节阀，20为轴封溢流调节阀，21为轴封溢流电动阀，22为轴封溢流旁路电动阀，23为辅汽联箱疏水电动阀，24为辅汽供轴封管路疏水电动阀，25为冷再蒸汽供辅汽联箱管路疏水电动阀。
同时，辅汽供轴封电动阀9前设置温度测点T1，轴封蒸汽母管设置温度测点T2，高压主蒸汽疏水供辅汽联箱逆止阀14前设置温度测点T3，辅汽联箱5设置温度测点T4。
26表示来自余热锅炉，27表示去余热锅炉，28表示去凝汽器，29表示去疏水模块，30表示去轴封加热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1，本发明所述的燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统包括高压缸1、中压缸2、低压缸3、启动锅炉4、辅汽联箱5，高压缸1、中压缸2和低压缸3进汽侧均由轴封蒸汽母管供汽，轴封蒸汽母管设置温度测点T2，在轴封腔室完成密封后剩余的蒸汽经回汽管道进入轴封回汽母管，每条回汽管道上设置回汽手动调节阀，轴封回汽母管蒸汽去往轴封加热器。
辅汽联箱汽源包括再热冷段蒸汽供辅汽联箱、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱、启动锅炉蒸汽供辅汽联箱，辅汽联箱5设置温度测点T4，辅汽联箱疏水通过辅汽联箱疏水电动阀23与疏水模块相连，辅汽联箱出口蒸汽依次通过辅汽供轴封电动阀9和辅汽供轴封调节阀8与轴封蒸汽母管相连，辅汽供轴封管道设置并联管路，并联管路上有辅汽供轴封旁路电动阀10，辅汽供轴封调节阀前管路疏水通过疏水电动阀24与疏水模块相连，在辅汽供轴封电动阀9前设置温度测点T1。
启动锅炉4和辅汽联箱5依次通过启动锅炉供辅汽电动阀6和启动锅炉供辅汽调节阀7相连。再热冷段蒸汽一部分依次通过再热冷段蒸汽供辅汽电动阀18和再热冷段蒸汽供辅汽调节阀19去辅汽联箱，另一部分去余热锅炉，再热冷段蒸汽供辅汽联箱管路疏水通过疏水电动阀25与疏水模块相连。
高压主蒸汽由余热锅炉供给，依次通过高压主汽阀11和高压主汽调阀12进入高压缸，高压主汽阀11前设置疏水管路，通过高压主汽管路疏水电动阀14与疏水模块相连。高压主蒸汽疏水供辅汽联箱汽源，供汽管路从高压主汽管路疏水电动阀13前引出，依次通过高压主蒸汽疏水供辅汽联箱逆止阀14、高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀15和高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀16与辅汽联箱相连，同时并联设置的管路上设置旁路电动阀17，在高压主蒸汽疏水供辅汽联箱逆止阀14前设置温度测点T3。
轴封蒸汽母管通过轴封溢流调节阀20和轴封溢流电动阀21与凝汽器相连，同时并联设置的管路上设置旁路电动阀22。。
本发明所述的燃气-蒸汽联合循环供热机组轴封供汽系统运行方法包括以下步骤：
a.在一个实施例中，当机组处于启动阶段，辅汽联箱5由启动锅炉4供汽，供汽之前辅助蒸汽管道疏水全开，开启启动锅炉供辅汽电动阀6和启动锅炉供辅汽调节阀7，关闭高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀15、调节阀16和旁路电动阀17，关闭再热冷段蒸汽供辅汽电动阀18、调节阀19；开启辅汽供轴封电动阀9和调节阀8，关闭轴封溢流调节阀20和轴封溢流电动阀21。
b.在一个实施例中，当机组并网后且负荷不断升高时，由于冷再蒸汽来自高压缸1排汽，能够更好的匹配缸体的金属温度，所以辅汽联箱汽源由启动锅炉提供逐渐变为冷再蒸汽提供，此时启动锅炉供辅汽调节阀7逐渐关闭，再热冷段蒸汽供辅汽调节阀19逐渐开启；同时轴封系统逐步转为自密封状态，辅汽供轴封调节阀8逐渐关闭。当辅汽供轴封调节阀8全关后轴封溢流调节阀20和轴封溢流电动阀21开启，轴封系统处于自密封状态，此时手动设置辅助蒸汽供轴封调阀8开度为3％～5％，利用轴封溢流调节阀20维持轴封母管温度T2和压力的稳定，另外保持辅汽供轴封电动阀前疏水阀24全开。
c.当机组处于高负荷运行状态并开始供热后，随着供热抽气量的不断提高，冷再蒸汽温度不断下降，使得辅汽联箱温度和辅汽供轴封调节阀前温度不断下降，此时密切关注辅汽供轴封管路温度测点T1和轴封蒸汽母管温度测点T2。当辅汽供轴封管路温度测点T1的数值低于系统预设数值后，开启高压主蒸汽疏水供辅汽联箱电动阀15、调节阀16，此时辅汽联箱汽源由冷再蒸汽和高压主蒸汽同时提供，观察温度测点T3数值调整高压主蒸汽疏水供辅汽联箱调节阀16的开度来控制辅汽供轴封的供汽温度，通过辅汽供轴封管路温度测点T1和辅汽联箱温度测点T4实时观测。
d.当机组处于正常运行状态时，如果冷再蒸汽供辅汽联箱管路或高压主蒸汽疏水供辅汽联箱管路上阀门出现故障，此时进行维护工作较为困难，若故障无法及时得到处理，可以运行启动锅炉，开启启动锅炉供辅汽电动阀6和启动锅炉供辅汽调节阀7，满足辅汽供轴封所需正常温度。
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