[发明专利]基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵及控制方法

说明书

技术领域

本申请涉及发电厂汽动给水泵系统，尤其是涉及一种基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵及控制方法。

背景技术

目前大型火电机组给水系统常采用汽动给水泵方式，一般情况下，给水泵小机低压汽源为中压缸四段抽汽，备用高压汽源为再热器冷端蒸汽，一般机组在负荷75％以上时，汽动给水泵进汽为低压汽源，当机组负荷降到75％以下时，汽动给水泵进汽切换至高压汽源。在当前电力容量过剩的情况下，较多机组负荷率维持在75％以下，造成汽动给水泵长时间在高压汽源的驱动下运行，经济性不佳。申请号CN201520677523.X中国实用新型公开了一种用于热电汽动给水泵的供汽系统，将原有的汽源进汽管道的接口位置直接与母管路连通，避免了从汽轮机组的出汽口供给汽动给水泵运行的限制，但该系统并无考虑双汽源切换，在汽动给水泵汽源切换为高压汽源时的耗能问题并未解决。申请号CN201410334552.6中国专利公开了一种应用于300MW汽轮机组汽动给水泵的汽源自动切换装置及方法，解决了现有300MW汽轮机组电动给水泵给水时间长及造成的用电浪费问题，实现了电动泵与汽动给水泵之间的切换。并未解决给水泵双汽源之间的切换和节能问题。

现有技术中主要存在以下缺陷：

机组负荷较低时，汽动给水泵切换至高压汽源，部分原本需再热后可在中压缸部分做功的蒸汽被提前抽至给水泵小汽机做功，切换至高压汽源的给水泵小机蒸汽有用能利用效率较低。

1、给水泵汽轮机汽源为双汽源，主机负荷低于75％时，需将低压汽源完全切换至高压汽源。

2、给水泵汽轮机不能长时间同时利用双汽源运行。

3、机组负荷低于75％时，驱动汽源全部为高压汽源，蒸汽利用效率较低。

发明内容

本申请提供一种基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵，该系统主要包括汽轮机高压缸、中压缸、热压机、汽动给水泵小机及连接相关装置的阀门和管件。所述热压机可以将高压热源与低压热源匹配为介于两者压力之间的目标蒸汽以驱动给水泵小汽轮机，所述高压热源为汽轮机高压缸排汽，所述低压热源一般为汽轮机中压缸四段抽汽。一般机组在负荷75％以上时，汽动给水泵进汽为低压汽源，当机组负荷降到75％以下时，汽动给水泵进汽切换至高压汽源。所述基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵可在机组负荷75％以下时利用部分高压汽源通过热压机喷射抽取低压热源蒸汽，匹配成可满足汽动给水泵出力的目标蒸汽，从而达到机组负荷75％以下时在满足汽动给水泵出力汽源需求的条件，还可利用部分低压汽源，降低消耗高压热源的流量，达到节能降耗的目的。

为了克服现有技术中的上述缺陷，本申请提供了一种基于热压原理的高低压汽源切换系统汽动给水泵，此系统包括汽轮机高压缸1、高压汽源抽汽/高压缸排汽2、汽轮机中压缸3、低压汽源抽汽/四段抽汽4、热压机5、气动快关阀6、汽动给水泵小机7，以及连接相关装置的阀门和管件。汽轮机高压缸1与高压汽源抽汽/高压缸排汽2相连，汽轮机中压缸3和低压汽源抽汽/四段抽汽4相连，热压机5分别与高压汽源抽汽/高压缸排汽2和低压汽源抽汽/四段抽汽4相连接，同时热压机5与气动快关阀6相连，气动快关阀6同汽动给水泵小机7相连。

机组负荷高于75％时，汽动给水泵汽源为低压汽源，其具体工作流程为低压蒸汽从中压缸3四段抽汽4进入汽动给水泵小机7拖动给水泵运行；

当机组负荷低于75％时，汽动给水泵通过热压机利用部分高压汽源蒸汽抽取低压汽源蒸汽匹配为相应目标参数蒸汽，其具体工作流程为高压蒸汽从高压缸1排汽抽出2进入热压机5引射四段抽汽4匹配成能够满足汽动给水泵小机出力的蒸汽，经过气动快关阀6至给水泵小机7拖动给水泵运行。

对比案例：

相同机组汽动给水泵小汽轮机，采用本专利系统后，在机组负荷低于75％时本专利系统匹配汽源方式与原传统汽源切换至高压汽源方式对比：

本专利系统改造后：

式中：W_ry为本专利系统应用后小机功率；G_ry为本专利系统改造后小机用蒸汽量；h_ry为热压机匹配后蒸汽焓值；h_ryp为本系统应用后小机排汽焓；1/u为热压机抽吸比；G_sc为小机用四段抽汽量。

原传统运行方式：

W_ct＝G_gp(h_gp-h_gpp)/3600