[发明专利]一种分轴布置的汽轮机优化配置系统及方法

说明书

本发明公开了一种分轴布置的汽轮机优化配置系统及方法，至少包括布置在第一轴系上的低压缸和发电机，布置在第二轴系上的弹性低压缸和弹性发电机，连接低压缸进汽端以及弹性低压缸进汽端的联通管及所述弹性低压缸进汽端的联通管上的阀门，通过弹性低压缸及弹性发电机布置位置的优化，可兼顾汽机平台的横向跨度和厂房布置的灵活性；根据机组负荷、背压以及弹性低压缸的配置数量，通过控制投运或切除弹性低压缸的个数，可实现机组冬季高负荷工况保持较低的阻塞背压，而在夏季机组低负荷运行工况时，又能相对降低运行中低压缸的余速损失，从而实现全季节、全负荷运行工况的最优，达到节能降耗的目的。

技术领域

本发明涉及一种分轴布置的汽轮机优化配置系统及方法，属于火力发电领域。

背景技术

近年来，我国国民用电总量迅速增长，且用户负荷的多样性较为明显，致使电网峰谷差急剧增大，为了保证电网的安全供电和电能质量，在电力系统总装机容量中占比较高的燃煤火电机组不得不担当起调峰的主力，且大型火电机组处于较低负荷阶段运行已为常态。

一般汽轮机在设计工况下，汽轮机的通流能保持最佳效率，而一旦偏离设计工况，例如夏季工况，由于循环水温度高，机组背压高，低压缸排汽的体积流量显著下降，导致余速损失上升。尤其是机组又处于低负荷运行工况，则实际低压缸排汽的体积流量相对设计工况来说严重偏少，从而导致低压缸的排汽余速损失相对大幅上升，效率显著下降。同样的，在冬季工况，往往机组高负荷运行时，低压缸的排汽面积又不足，引起背压阻塞问题，导致低压缸有效焓降不足，从而影响机组的经济性。现有大型火力发电汽轮机的设计，往往为兼顾全年的平均性能，其设计工况均是按照平均的背压来进行设计，而偏离设计工况的夏季和冬季也就不得不牺牲一定经济性，否则，若按冬季工况设计，则会导致夏季工况运行更加严重偏离最佳工况，效率更低；同理，若按夏季工况设计，则低压缸到冬季工况就会严重阻塞，严重影响低背压的有效利用。

目前，现有大型机组配置的低压缸一般为1~3个，机组容量越大或设计背压越低，低压缸的数量也会越多，这是由于受制于现有低压缸末级叶片长度，为增加低压缸排汽面积，也就会采用更多的低压缸，对于目前汽轮机制造厂来说，通常轴系按照高、中、低压缸的顺序布置，以两个低压缸为例，典型布置如图1所示，若缸的数量较多，依然采取单轴设计，通流部分动静之间的胀差过大则成为一个重要障碍。

考虑到上述现有汽轮机设计为确保设计工况的最优而难以兼顾其它工况，例如夏季机组低负荷运行工况或冬季机组高负荷运行工况，以及采用常规的轴系布置所带来的差胀过大等问题，因此，本领域的技术人员致力于开发一种汽轮机优化配置的系统及方法，在可兼顾汽机平台的横向跨度和厂房布置的灵活性基础上，实现既可控制低压缸动静之间的间隙，又可实现在冬季机组满负荷工况能保持较低的阻塞背压，而在夏季机组低负荷运行工况时，又能保持较高的运行效率，实现全季节、全负荷运行工况的最优，达到节能降耗的目的。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种分轴布置的汽轮机优化配置系统，其特征在于，所述系统包括布置在第一轴系上的低压缸和发电机，布置在第二轴系上的弹性低压缸和弹性发电机，连接所述低压缸进汽端以及所述弹性低压缸进汽端的联通管，以及所述弹性低压缸进汽端的联通管上的阀门。

进一步地，其特征在于，所述系统还包括布置在第一轴系上的中压缸。

进一步地，其特征在于，所述系统还包括布置在第一轴系上的高压缸，所述高压缸与所述中压缸分缸布置。

可选地，其特征在于，还包括高压缸，所述高压缸与所述中压缸组合成高、中压合缸，并布置在第一轴系上。

进一步地，其特征在于，所述系统还包括至少1个连接装置，多个所述弹性低压缸通过至少1个所述连接装置依次连接。所述第二轴系最外侧连接装置对应最外侧所述弹性低压缸。

可选地，其特征在于，所属连接装置为离合器系统（所述离合器系统，可为单独的安全联轴器，或单独的离合器，或安全联轴器与离合器相结合的方式等）。