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1、热电联产中抽汽背压机组的调节控制王玉峰1 , 刘峁光1 , 李亮2(1. 国电赤峰化工有限公司, 内蒙古 赤峰 024070;2. 内蒙国电电力工程技术研究院, 内蒙古 呼和浩特 010020)摘要: 某化工厂的热电联产中, 配置了 1 台背压式汽轮及 1 台抽汽背压式汽轮发电机组为各种压力等级蒸汽管网提供稳定、优质的汽源。要求汽轮机组是按热负荷特性进行工作, 要求背压供热、抽汽供 热和电负荷之间合理控制协调工作保证化工生产的安全性。关键词: 热电联产; 抽背压机组; 调节控制中图分类号: T K 269+ . 3文献标识码: A文章编号: 10067981 (2011) 180059021概
2、述某化工厂为保证热源的稳定性, 配置了有 4 台节系统的任务。2. 1抽背式汽轮机工作过程热电联供机组, 除了有抽汽式, 背压式, 还有抽 汽背压式汽轮机, 这种汽轮机工作过程见图 1。160 th 的高温高压循环流化床锅炉和 1 台B 15-8.833. 8 背压式汽轮发电机组及 1 台CB 25-8. 832.50. 8 抽汽背压式汽轮发电机组。 正常运行时两台机组提供各种压力等级蒸汽管网六类, 其中主要蒸 汽管网四类: 分别是 8. 83M P a、535蒸汽管网; 3. 8M P a、430蒸汽管网; 2. 5M P a、225蒸汽管网; 0.5M P a、158蒸汽管网。 辅助蒸汽管
3、网二类: 分别是2. 5M P a、380和 0. 8M P a、300蒸汽管网。从而实 现真正的热电联产。当B 15 和CB 25 汽轮发电机组运行不稳定时, 联 动投入 8. 833. 8 减压减温器供 3. 8M P a 蒸汽; 联动投入8. 832. 5 减压减温器保证2. 5M P a 化工生产装 置用汽; 联动投入 8. 830. 8 减压减温器用于除氧器除氧加热, 同时用于 0. 5 M P a 化工装置用汽。 汽轮机组有故障时虽然不影响化工各压力等级的蒸汽供应, 但是以冗余锅炉和亏损电量为代价的,所以要求抽汽背压机组调节性能稳定、安全、优质。2 热电联产中抽汽背压机组的调节控制
4、抽汽背压式汽轮机是按热负荷特性进行工作 的, 这时通过汽轮机的蒸汽量随热负荷变化而变化,由于热用户对所需蒸汽的质量有一定的要求, 即要求抽汽压力和背压保持一定, 而流量是变化的。但因 背压式汽轮机排汽和抽汽的压力基本保持不变, 所 以蒸汽流量的改变必将引起发电量的变化。因此, 电 用户和热用户之间如何协调工作是背压式汽轮机调图 1由锅炉来的新蒸汽D 1, 经过高压调节阀门V 1 进入高压缸膨胀做功N 1, 高压缸排汽分为两路, 一 路是 抽 汽, 抽 汽 量 为 D e, 去 热 用 户, 另 一 路 是 流 量 D 2, 经低压调节阀门V 2 去低压缸继续膨胀做功N 2, 最后从低压缸末级排
5、出的具有一定压力的蒸汽供给 另一热网。按热负荷工作时, 电负荷控制将切除, 机组的电 功率将取决于热负荷的要求, 电网负荷的变化将由其它机组补偿, 这时抽汽量与排汽量在稳态时, 关系 如下:D e= D 1- D 2D b D 2(不计非调整抽汽量)当抽汽量要求增加时, 即 D e, 抽汽压力降低, 收稿日期: 2011- 08- 07作者简介: 王玉峰, 男, 汉族, 本科, 工程师, 火电电气工程专业, 国电赤峰化工有限公司自备电厂厂长。内蒙古石油化工602011 年第 18 期若抽汽调节回路能使高压调节阀V 1 开大, 低压调节阀V 2 稍关小或不变, 抽汽量可能增加为:般都遵循此基本原
6、则。高、中压缸的流量调节是调整抽汽背压机的牵联调节特点。 带调整抽汽的背压机调节系统, 为了确保两个热负荷压力的自整调节, 就必须使转速及背压这两个信号所组成的共同通道同时控制高、中压调门, 且 控制调门的开闭方向是相对的; 抽汽压力脉冲信号 则作为第二通道仅控制高压调门 。由于转速与抽汽 为两个不同的通道, 所以能同时入系, 这与抽汽凝 汽机调节系统相似。抽汽、排汽的自整调节过程可简述如下: 当转 速、背压稳定时, 如抽汽量增大, 抽汽管道 ( 高压缸 排汽) 压力则降低, 抽汽调压器将作用于高压调门使 之开启, 高压缸排汽压力升高, 在中压调门开度不 变情况下, 抽汽热网压力升高, 与此同
7、时, 因中调门前压力升高, 中压缸进汽量将有所增大, 这又导致背 压微增, 背压调压器将对高、中压油动机起作用, 略 关小高、中压调门。 高压调门同时受控于背压、抽汽 调压器, 故在上述因背压指令关小高压调门的同时, 又因抽汽压力略降, 抽汽调压器则又指令高压调门微开一些。 一系列过程的最终实现了自整调节。 又当转速, 抽汽压力稳定时, 排汽量增大, 背压则下降, 导致高、中压调门均开大, 力求使背压跟踪 静态特性线。 但这又产生了一些需自整的问题。 例 如调节的开始, 高压缸增大的进汽量不一定等于中压缸进汽量, 这又引起抽汽压力的变化, 还需要高 压缸进汽作补偿调节。这样, 因一个压力参数的
8、变化引起了连锁的自 整调节, 其调节幅度是逐步衰减的, 调节终了, 为抽 汽压力与排汽压力均按规定的静态特性线运行。 保证了供热管网的参数稳定、持续。3 结束语通过抽汽背压机组牵联调节系统的调节品质, 实现了热电联产机组背压、抽汽压力和转速的自整 调节, 满足化工厂各压力等级管网优质热源的同时上网发电, 确保了热电联产稳定、连续、安全的运行。D e= D 1+ D 2 (D 2 0)从而得: D b D 2= 0 当抽汽量要求减少时, 工作原理相同, 只是高低压调节阀门动作相反。由式和可得结论, 抽汽调节回路和背压调 节回路一般按牵联调节设计。2. 2 抽背式汽轮机牵联调节系统抽汽背压机组的中
9、压调门用于分配去中压缸及 抽汽热用户的蒸汽量, 该调门关小, 则抽汽压力升 高, 供给抽汽热用户的汽量则增加, 而中压缸所发 出的电功率则减少, 反过来, 若该调门开大, 则与 上述过程相反。 当不使用抽汽, 切断去抽汽热用户阀, 高压调门开度当自动调小, 中压调门开足运行,该机即类似一台普通的背压式汽轮机。按自整条件, 在抽汽、排汽任何一个量变忧情况 下, 调节系统应在调节终了使两者压力恢复到接近 原定值。 为达此目的, 调节系统除了调速器以外, 还装有抽汽调压及背压调压装置。 由于调压系统采用 了有差调节特性, 抽汽、排汽压力单靠自动无法绝对 恒保定值, 故严格的说就是应使抽汽、排汽压力在稳 定工况下符合流量 压力静态特性线上新的工 作点。 参考文献 图 2图 2 为调整抽汽背压汽轮机调节系统的脉冲控 制方程图, 尽管调节系统具有多种型式, 但设计中一1沈士一, 庄贺庆, 康松等. 汽轮机原理 M . 北京: 中国电力出版社, 2008. 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/