本發(fā)明涉及一種汽輪機排汽背壓控制系統(tǒng)及方法，尤其是涉及一種利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機排汽背壓系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

汽輪機作為火力發(fā)電廠中極為重要的能量轉(zhuǎn)換裝置，其熱耗的高低直接影響機組的經(jīng)濟性能，而汽輪機的熱耗受排汽背壓影響很大。傳統(tǒng)汽輪機排汽背壓取決于凝汽器和冷卻塔設計參數(shù)、設備狀態(tài)和環(huán)境因素，其中環(huán)境因素的影響主要體現(xiàn)在循環(huán)水溫度的高低上，在夏季運行時，由于外界環(huán)境溫度的升高，循環(huán)水溫度也相應升高，導致凝汽器運行真空度降低，汽輪機排汽背壓升高，機組熱耗升高，常規(guī)采用的手段是增大循環(huán)水泵出力或開啟備用的循環(huán)水泵，增加循環(huán)水流量，通過循環(huán)水量的增加調(diào)整汽輪機排汽背壓，但是調(diào)節(jié)效果有限，因此目前尚未有一種有效的方法能夠控制環(huán)境溫度升高導致的汽輪機排汽背壓升高難題。

另一方面，目前常用的液化天然氣氣化方式為海水加熱氣化，未有效利用液化天然氣巨大的冷量。

有鑒于此，在公告號為cn104533650a的專利文獻中公開了空冷汽輪機低壓排汽缸噴水冷卻方法及系統(tǒng)，本發(fā)明公開一種空冷汽輪機低壓排汽缸噴水冷卻方法，當機組運行在常規(guī)背壓狀態(tài)凝結(jié)水溫度低于排汽溫度時，用凝結(jié)水去噴淋低壓排汽缸內(nèi)的排汽；當機組運行在高背壓狀態(tài)凝結(jié)水溫度高于排汽溫度時，先用潤滑油冷卻器出口的排放水去冷卻凝結(jié)水，降低凝結(jié)水的溫度，再用該降溫后的凝結(jié)水去噴淋低壓排汽缸內(nèi)的排汽，對比文件中的冷卻過程比較復雜，而且冷卻達不到理想的冷卻效果，而本發(fā)明先通過冷卻塔冷卻在通過水天然氣換熱器冷卻，從而達到更好的冷卻效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設計合理的利用lng冷能協(xié)同控制循環(huán)水溫度，進而調(diào)節(jié)汽輪機排汽背壓系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：

一種利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機排汽背壓系統(tǒng)包括管道、鍋爐、蒸發(fā)器、進氣調(diào)節(jié)閥、主汽輪機、凝汽器、給水泵、加熱器、一號管道、冷卻塔、二號管道、循環(huán)水泵、一號閥門、三號管道、四號管道、二號閥門、五號管道、水天然氣換熱器、六號管道、天然氣氣源、七號管道、升壓泵、三號閥門、八號管道、液化天然氣儲罐、九號管道、液化天然氣氣源、十號管道、排汽溫度壓力傳感器、凝結(jié)水溫度傳感器、循環(huán)水溫度傳感器和控制裝置，所述鍋爐、蒸發(fā)器、進氣調(diào)節(jié)閥、主汽輪機、凝汽器、給水泵和加熱器通過管道順次連接；所述凝汽器與冷卻塔通過一號管道連接，所述冷卻塔與一號閥門通過二號管道連接，所述循環(huán)水泵設置在二號管道上，所述一號閥門與凝汽器通過三號管道連接；所述二號閥門與二號管道通過四號管道連接，所述水天然氣換熱器與二號閥門通過五號管道連接，所述天然氣氣源與水天然氣換熱器通過六號管道連接，所述三號閥門與水天然氣換熱器通過七號管道連接，所述升壓泵設置在七號管道上，所述液化天然氣儲罐與三號閥門通過八號管道連接，所述液化天然氣氣源與液化天然氣儲罐通過九號管道連接，所述水天然氣換熱器與三號管道通過十號管道連接；所述一號閥門、二號閥門、三號閥門、排汽溫度壓力傳感器、凝結(jié)水溫度傳感器和循環(huán)水溫度傳感器均與控制裝置連接。

進一步地，所述冷卻塔內(nèi)設有噴頭。

進一步地，所述還包括電機，所述電機與主汽輪機連接。

進一步地，本發(fā)明的另一目的是提供一種利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機排汽背壓系統(tǒng)的方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的，利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機排汽背壓系統(tǒng)的方法如下：

步驟1，首先以汽輪機排汽背壓為目標值，調(diào)整進入凝汽器的循環(huán)水溫度；

步驟2，其次循環(huán)水溫度受兩方面的影響，一是冷卻塔冷卻效果的影響，二是水天然氣換熱器中循環(huán)水量的影響，通過調(diào)整進入水天然氣換熱器的循環(huán)水流量，來控制進入凝汽器的循環(huán)水溫度；

步驟3，再次控制裝置對主要溫度點進行監(jiān)控，根據(jù)排汽溫度壓力傳感器、凝結(jié)水溫度傳感器、循環(huán)水溫度傳感器所監(jiān)控的溫度值來調(diào)整一號閥門、二號閥門、三號閥門的開度，即循環(huán)水進入水天然氣換熱器的流量和液化天然氣的流量；

步驟4，最后冷卻后的循環(huán)水與三號管道內(nèi)的循環(huán)水匯集后進入凝汽器。

進一步地，所述步驟3的具體操作方法如下：

（1）當汽輪機排汽背壓高于設定值時，關小一號閥門，開大二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結(jié)水過冷度在設定范圍內(nèi)；

（2）當汽輪機排汽背壓低于設定值時，開大一號閥門，關小二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結(jié)水過冷度在設定范圍內(nèi)。

進一步地，所述設定值為最優(yōu)值。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、火電廠汽輪機排汽背壓對汽輪機熱耗影響巨大，而排汽背壓直接受凝汽器中循環(huán)水溫度的影響，特別是夏季高溫季節(jié)，外界環(huán)境溫度升高，循環(huán)水溫度升高，循環(huán)水溫度最低能夠降低到和環(huán)境溫度持平，此時凝汽器的冷卻能力下降，使得汽輪機排汽背壓升高，汽輪機熱耗率升高，電廠整體效率和經(jīng)濟性降低。

2、利用循環(huán)水冷量和lng冷能的冷量綜合控制凝汽器真空度和汽輪機排汽背壓，使得夏季機組也能夠高效運行。

3、通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進冷卻塔的循環(huán)水量和進入水天然氣換熱器的循環(huán)水流量，綜合調(diào)控。

4、一般電廠lng冷能采用海水汽化，浪費大量的lng冷能，本發(fā)明利用汽輪機排汽加熱lng，利用掉lng冷能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例:

參見圖1所示，本實施例中的利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機排汽背壓系統(tǒng)包括電機32、管道14、鍋爐15、蒸發(fā)器16、進氣調(diào)節(jié)閥17、主汽輪機18、凝汽器19、給水泵20、加熱器21、一號管道1、冷卻塔22、二號管道2、循環(huán)水泵23、一號閥門11、三號管道3、四號管道4、二號閥門12、五號管道5、水天然氣換熱器24、六號管道6、天然氣氣源、七號管道7、升壓泵25、三號閥門13、八號管道8、液化天然氣儲罐26、九號管道9、液化天然氣氣源、十號管道10、排汽溫度壓力傳感器27、凝結(jié)水溫度傳感器28、循環(huán)水溫度傳感器29和控制裝置30，鍋爐15、蒸發(fā)器16、進氣調(diào)節(jié)閥17、主汽輪機18、凝汽器19、給水泵20和加熱器21通過管道14順次連接，電機32與主汽輪機18連接。

凝汽器19與冷卻塔22通過一號管道1連接，冷卻塔22與一號閥門11通過二號管道2連接，循環(huán)水泵23設置在二號管道2上，一號閥門11與凝汽器19通過三號管道3連接，冷卻塔22內(nèi)設有噴頭31。

二號閥門12與二號管道2通過四號管道4連接，水天然氣換熱器24與二號閥門12通過五號管道5連接，天然氣氣源與水天然氣換熱器24通過六號管道6連接，三號閥門13與水天然氣換熱器24通過七號管道7連接，升壓泵25設置在七號管道7上，液化天然氣儲罐26與三號閥門13通過八號管道8連接，液化天然氣氣源與液化天然氣儲罐26通過九號管道9連接，水天然氣換熱器24與三號管道3通過十號管道10連接。

一號閥門11、二號閥門12、三號閥門13、排汽溫度壓力傳感器27、凝結(jié)水溫度傳感器28和循環(huán)水溫度傳感器29均與控制裝置30連接。

本實施例中的利用lng冷能協(xié)同控制汽輪機排汽背壓系統(tǒng)的方法：

步驟1，首先以汽輪機排汽背壓為目標值，調(diào)整進入凝汽器19的循環(huán)水溫度；

步驟2，其次循環(huán)水溫度受兩方面的影響，一是冷卻塔22冷卻效果的影響，二是水天然氣換熱器24中循環(huán)水量的影響，通過調(diào)整進入水天然氣換熱器24的循環(huán)水流量，來控制進入凝汽器19的循環(huán)水溫度；

步驟3，再次控制裝置30對主要溫度點進行監(jiān)控，根據(jù)排汽溫度壓力傳感器27、凝結(jié)水溫度傳感器28、循環(huán)水溫度傳感器29所監(jiān)控的溫度值來調(diào)整一號閥門11、二號閥門12、三號閥門13的開度，即循環(huán)水進入水天然氣換熱器24的流量和液化天然氣的流量；

步驟4，最后冷卻后的循環(huán)水與三號管道3內(nèi)的循環(huán)水匯集后進入凝汽器19。

本實施例中的步驟3的具體操作方法如下：

（1）當汽輪機排汽背壓高于設定值時，關小一號閥門，開大二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結(jié)水過冷度在設定范圍內(nèi)；

（2）當汽輪機排汽背壓低于設定值時，開大一號閥門，關小二號閥門和三號閥門，并通過排汽溫度壓力傳感器監(jiān)控汽輪機排汽背壓和凝結(jié)水溫度，直至汽輪機排汽背壓恢復至設定值，凝結(jié)水過冷度在設定范圍內(nèi)。

本實施例中的設定值為最優(yōu)值。

本實施例中的最優(yōu)值為本領域技術(shù)人員能夠根據(jù)實際情況準確無誤的制定。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。