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CN112282875A - 一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统 - Google Patents

一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，包括调峰锅炉、过热器、小汽轮机、发电机以及凝结水调平系统；主蒸汽管道与过热器出口相连通，小汽轮机通过蒸汽流量调节阀和第一压力表与主蒸汽管道相连通，小汽轮机出口通过压力调节阀和第二压力表与厂内其他机组的再热器入口管道相连通。本系统抽取部分主蒸汽，在调峰锅炉负荷不变的前提下降低发电负荷，主蒸汽抽出后通过小汽轮机后作为再热蒸汽进入其他机组内部，提高了能量的利用率。小汽轮机发出的电用于厂内的厂用电系统，降低各机组的厂用电率。本系统能够实现火电机组的深度调峰及安全稳定运行，且投资成本低。

Description

一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统
技术领域
本发明属于发电机组技术领域，涉及一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统。
背景技术
当前火电面临产能结构性过剩的风险，新能源面临极大的消纳压力，因此火电势必为了给新能源发展让路面临着深度调峰。火电机组按是否承担民用供热分为供暖机组和非供暖机组。
对于“三北”地区来说，供暖期的风火矛盾尤为突出，风力资源最好的时期正值冬季供暖期，不断增长的供热需求和持续增加的清洁能源装机，造成调峰空间非常有限。特别是东北地区，火电机组绝大部分为热电联产机组，调峰能力仅为10-20％，影响新能源存量消纳和新能源增量发展，调峰容量的硬缺口造成部分区域新能源限电严重。供暖机组的深度调峰主要是解决热电解耦问题，且该方面的研究较为深入，技术也较为成熟，常用的技术包括储热罐和电极锅炉。
对于非供暖机组来说，深度调峰目前主要是通过燃烧系统改造，改善机组的稳燃特性。但由于国内燃煤品质较差、煤质不稳定，导致改造后的机组不同程度地存在锅炉低负荷稳燃和水动力循环的安全性问题、脱硝装置全负荷投入和汽轮机低负荷冷却问题、长期低负荷和快速变负荷时控制系统的灵活性问题、设备运行周期和寿命衰减的问题等问题，都需要进一步优化解决。非供暖机组体量大，若能改善其调峰能力，则可以明显提高整个电网的新能源消纳比例。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，该系统能够实现火电机组的深度调峰及安全稳定运行，且投资成本低。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，包括调峰锅炉、小汽轮机以及发电机；调峰锅炉内设置有过热器，过热器出口与主蒸汽管道相连通，主蒸汽管道与小汽轮机的入口相连通，小汽轮机出口与再热器入口管道的入口以及发电机相连。
本发明进一步的改进在于，小汽轮机为背压式机组。
本发明进一步的改进在于，小汽轮机的发电量为机组满负荷10％的发电量。
本发明进一步的改进在于，主蒸汽管道经蒸汽流量调节阀与小汽轮机的入口相连通。
本发明进一步的改进在于，蒸汽流量调节阀与小汽轮机之间设置有第一压力表。
本发明进一步的改进在于，蒸汽流量调节阀在调峰机组负荷低于40％时启动。
本发明进一步的改进在于，小汽轮机出口经压力调节阀与再热器入口管道的入口相连通。
本发明进一步的改进在于，压力调节阀与再热器入口管道之间设置有第二压力表。
本发明进一步的改进在于，还包括凝结水调平系统，凝结水调平系统包括凝汽器、凝结水流量调节阀、水泵和调峰机组凝汽器；凝汽器为若干个，每个凝汽器的出口经凝结水流量调节阀与水泵相连，水泵与调峰机组凝汽器相连，再热器入口管道的出口与每个凝汽器的入口相连。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统在具体操作时，通过抽取调峰机组主蒸汽的方式在锅炉负荷不变的情况下降低调峰机组的发电负荷，降低幅度高达机组满负荷发电量的10％，大大提高了机组深度调峰的灵活性。主蒸汽通过小汽轮机带动电动机发电后，降温降压，通入厂内其他机组的冷再蒸汽管道，在锅炉负荷不变的前提下，提高其他机组的发电负荷，小汽轮机发出的电用于厂内所有机组的厂用电系统，从而最大程度的降低机组在灵活性调峰过程中的能耗损失，提高锅炉运行的稳定性，且投资成本较低。
附图说明
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明中凝结水调平系统示意图。
其中，1为调峰锅炉、2为过热器、3为主蒸汽管道、4为蒸汽流量调节阀、5为第一压力表、6为小汽轮机、7为发电机、8为压力调节阀、9为第二压力表、10为再热器入口管道、11为厂内其他机组的凝汽器、12为凝结水流量调节阀、13为水泵、14为调峰机组凝汽器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参考图1和图2，本发明所述的提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统包括调峰锅炉1、小汽轮机6、发电机7以及凝结水调平系统；
调峰锅炉1内设置有过热器2，过热器2出口与主蒸汽管道3相连通，主蒸汽管道3经蒸汽流量调节阀4和第一压力表5与小汽轮机6的入口相连通，小汽轮机6出口经压力调节阀8和第二压力表9与厂内其他机组的再热器入口管道10的入口相连通。再热器入口管道10的出口与凝结水调平系统相连。
所述小汽轮机6与发电机7相连，发出的电与厂用电系统相连通。
所述小汽轮机6为背压式机组。
所述小汽轮机6的发电量为机组满负荷10％的发电量。
所述凝结水调平系统包括厂内其他机组的凝汽器11、凝结水流量调节阀12、水泵13和调峰机组凝汽器14；凝汽器11为若干个，每个凝汽器11的出口经凝结水流量调节阀12与水泵13相连，水泵与调峰机组凝汽器14相连。再热器入口管道10的出口与每个凝汽器11的入口相连。
所述蒸汽流量调节阀4在调峰机组负荷低于40％时启动。
本系统调节方法为：
蒸汽流量调节阀4由机组发电负荷与锅炉负荷联合控制，在发电负荷满足调度要求的前提下，保持锅炉负荷不低于35％，且尽量提高锅炉负荷。
压力调节阀8由阀后的第二压力表9控制，使得蒸汽通过压力调节阀8后减压至第二压力表9所示的阀后压力。不同支路上示数最大的第二压力表9所对应的压力调节阀8全开。
小汽轮机6的背压由示数最大的第二压力表9所在支路的再热器入口管道10来决定。
凝结水流量调节阀12由本机组的除氧器水位来决定，通过调节凝结水流量调节阀12，使得本机组的除氧器水位保持恒定。
本发明的具体工作过程为：
当调峰机组负荷低于40％时，负荷继续降低，调峰锅炉1将面临低负荷稳燃和水动力问题，此时保持调峰锅炉1负荷不变，抽取部分主蒸汽，即可降低发电负荷，在调峰锅炉1负荷不变的前提下降低发电负荷。主蒸汽抽出后通过小汽轮机6降温降压，通入厂内其他机组的再热器入口管道10，作为再热蒸汽进入其他机组内部，提高了能量的利用率。小汽轮机6连接发电机7，发出的电用于厂内的厂用电系统，降低各机组的厂用电率，进一步提高能量的利用率。另外，通过凝结水流量调节系统，保证各个机组的凝结水流量平衡。本系统能够实现火电机组的深度调峰及安全稳定运行，且投资成本低。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (9)

1.一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，包括调峰锅炉(1)、小汽轮机(6)以及发电机(7)；调峰锅炉(1)内设置有过热器(2)，过热器(2)出口与主蒸汽管道(3)相连通，主蒸汽管道(3)与小汽轮机(6)的入口相连通，小汽轮机(6)出口与再热器入口管道(10)的入口以及发电机(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，小汽轮机(6)为背压式机组。
3.根据权利要求1所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，小汽轮机(6)的发电量为机组满负荷10％的发电量。
4.根据权利要求1所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，主蒸汽管道(3)经蒸汽流量调节阀(4)与小汽轮机(6)的入口相连通。
5.根据权利要求4所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，蒸汽流量调节阀(4)与小汽轮机(6)之间设置有第一压力表(5)。
6.根据权利要求4所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，蒸汽流量调节阀(4)在调峰机组负荷低于40％时启动。
7.根据权利要求1所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，小汽轮机(6)出口经压力调节阀(8)与再热器入口管道(10)的入口相连通。
8.根据权利要求7所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，压力调节阀(8)与再热器入口管道(10)之间设置有第二压力表(9)。
9.根据权利要求1所述的一种提高火电机组灵活性的厂级多机组耦合联运系统，其特征在于，还包括凝结水调平系统，凝结水调平系统包括凝汽器(11)、凝结水流量调节阀(12)、水泵(13)和调峰机组凝汽器(14)；凝汽器(11)为若干个，每个凝汽器(11)的出口经凝结水流量调节阀(12)与水泵(13)相连，水泵与调峰机组凝汽器(14)相连，再热器入口管道(10)的出口与每个凝汽器(11)的入口相连。
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