技術領域

本實用新型涉及燃氣蒸汽聯合循環機組的冷態啟動，特別涉及在冷態啟動時對燃氣蒸汽聯合循環機組進行高壓缸暖缸的裝置。

背景技術

燃氣輪機的工作過程是：壓氣機連續地從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，高溫燃氣進入燃氣透平膨脹做功，帶動發電機輸出電能。

燃氣蒸汽聯合循環機組就是燃氣輪機將高溫余氣排到余熱鍋爐，在余熱鍋爐內高溫余氣加熱受熱面，使管屏內的水生成最高達650℃的過熱蒸汽，所述過熱蒸汽被送到蒸汽輪機做功，帶動汽輪發電機輸出電能，燃氣輪機的排氣進入凝汽器冷凝成水后重新送回余熱鍋爐參與汽水循環。

燃氣蒸汽聯合循環機組的蒸汽輪機一般有三種啟動方式：

（1）燃氣輪機啟動方式，單軸燃氣蒸汽聯合循環汽輪機組采用此種啟動方式，即燃氣輪機啟動后，由于燃氣輪機的高壓、中壓和低壓缸與燃氣輪機同軸，因此也被帶動空轉，隨后開啟燃氣輪機的中壓主汽調閥和高溫主蒸汽（以下簡稱高溫主汽）調閥使燃氣輪機工作，開啟中壓主汽調閥和高溫主汽調閥的時間和條件一般不相同；

（2）中壓缸啟動方式，此種情況下先啟動燃氣輪機，此時蒸汽輪機不轉，然后打開中壓主汽調閥，蒸汽沖動中壓缸旋轉帶動整個蒸汽輪機，負載滿足一定條件后再開啟高壓缸；

（3）高中壓聯合啟動方式，因本實用新型不涉及此種啟動方式的燃氣蒸汽聯合循環汽輪機，因此省略對該啟動方式的介紹。

上述前兩種啟動方式中，當打開高溫主汽閥門進氣時，高壓缸的壁溫要達到一定溫度。因為為保證燃氣輪機穩定運行，進入高壓缸的主再蒸汽的溫度不能小于371℃。如果氣溫和壁溫溫差較大，將使高壓轉子表面產生較大的熱應力，并且溫差大也使得轉子表面溫度迅速上升，導致表面和中心孔的溫差快速增大，轉子中心孔的應力急劇增加，都將大大損耗蒸汽輪機的壽命。

一般而言，聯合循環機組停機超過72小時后，機組的金屬恢復到較低溫度，如果此時啟動聯合循環機組則被稱為“冷態啟動”。冷態啟動中，由于高壓缸的原始壁溫很低，所以開啟高溫主汽調閥時要先對高壓缸進行暖缸。現有技術中，一般采用延長高壓缸空轉的時間來實現暖缸。空轉時的鼓風摩擦和軸封蒸汽可提高高壓缸的壁溫。但由于空轉時的高壓缸處于真空狀態，高壓轉子動葉尺寸較短，暖機效果較差，并且此種方式延長了機組啟動時間，增加了燃氣輪機在低負荷工況下的運行時間，導致機組效率低下和燃氣輪機壽命縮短，經濟性較差，并且機組在低負荷工況下工作時，會排出更多的廢氣，主要成分NO_ｘ、CO、CO₂。

實用新型內容

本實用新型提供了一種逆流暖缸的高效的高壓缸暖缸技術，能提高暖缸效率以及減少暖缸時間，因此可縮短燃氣輪機低負荷運行時間，使機組壽命損耗和環保排放狀況都有較大改善。同時本實用新型極大限度的復用了現有的燃氣蒸汽聯合循環機組的結構。

為實現上述目的，根據本實用新型的一個方面提供了一種對燃氣蒸汽聯合循環機組進行高壓缸暖缸的裝置，所述裝置包括：逆流暖缸通路，所述逆流暖缸通路聯通逆流暖缸蒸汽的汽源與所述高壓缸，所述逆流暖缸蒸汽在流過所述逆流暖缸通路時，將熱量傳遞給所述高壓缸，使所述高壓缸的金屬溫度升高；逆流閥，設置在所述逆流暖缸通路上，位于所述高壓缸和所述逆流暖缸蒸汽的汽源之間，當滿足預設條件時所述逆流閥被打開，所述逆流暖缸蒸汽通過所述逆流閥進入所述高壓缸；逆流排放閥，設置在所述高壓缸和凝汽器之間，用于將所述高壓缸中的所述逆流暖缸蒸汽排至所述凝汽器。

大部分燃氣蒸汽聯合循環機組都有用于冷卻高壓缸的逆流回路，所以本實用新型在裝置上可復用該用于冷卻的逆流回路，本實用新型涉及的逆流閥和逆流排放閥都可復用該冷卻回路的逆流閥和逆流排放閥。

部分小排量的燃氣蒸汽聯合循環機組沒有上述冷卻回路，但燃氣蒸汽聯合循環機組都有連接高壓缸和凝汽器的閥門，所述連接高壓缸和凝汽器的閥門在有些機組中被稱為逆流排放閥，另一些機組中被稱為疏水閥，因此對于沒有冷卻回路的機組，本實用新型涉及的逆流排放閥仍可復用機組原有的逆流排放閥或疏水閥，僅在高壓缸上加裝一個連接高壓缸和逆流暖缸蒸汽的汽源的閥門即可。

可替換的，上述逆流暖缸蒸汽是高壓缸的高壓旁路中的冷再蒸汽、鄰機的冷再蒸汽或其他汽源。