火電廠抽水蓄能熱力系統(tǒng)及配制該系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電網(wǎng)調(diào)頻和熱力發(fā)電等領(lǐng)域，具體地涉及一種火電廠抽水蓄能熱力系統(tǒng)及配制該系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機組。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，提高電能質(zhì)量和電網(wǎng)頻率的控制水平，迅速消除由于電網(wǎng)負荷變化而引起的頻率波動，電網(wǎng)一般都要求入網(wǎng)的汽輪發(fā)電機組具備一次調(diào)頻的能力，即要求汽輪發(fā)電機組具備在較短的時間內(nèi)增加或減小一定量的出力以快速響應(yīng)電網(wǎng)頻率下降或上升的能力。
[0003]目前火電汽輪發(fā)電機組的一次調(diào)頻技術(shù)主要包括:汽輪機主汽門節(jié)流調(diào)頻、補汽閥調(diào)頻、凝結(jié)水調(diào)頻和給水調(diào)頻。
[0004]圖1為采用節(jié)流調(diào)節(jié)的汽輪發(fā)電機組示意圖，其中，主蒸汽關(guān)斷閥全開，機組的一次變頻都是通過改變汽輪機主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥的開度來實現(xiàn)的，為了保證一次調(diào)頻功能，主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥不能100%全開，必須保留5%?55%的開度(對應(yīng)閥門只開啟95%?45%) ο當電網(wǎng)頻率過高時，機組的控制系統(tǒng)立即適當關(guān)小主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，減小進入汽輪機的蒸汽流量，來減小機組出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。當電網(wǎng)頻率過低時，機組的控制系統(tǒng)立即適當開大主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，增加進入汽輪機的蒸汽流量，來增加機組出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。
[0005]在這種調(diào)節(jié)方式中，全流量的蒸汽通過主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥時形成固有的節(jié)流損失，從而降低整個汽輪發(fā)電機組的效率，而且這種損失將在機組整個運行時間內(nèi)都存在。
[0006]圖2為采用補汽閥調(diào)節(jié)的汽輪發(fā)電機組示意圖，其中，主蒸汽關(guān)斷閥和主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥全開，機組正常運行時，補汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當電網(wǎng)頻率過高時，機組的控制系統(tǒng)立即適當關(guān)小主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，減小進入汽輪機的蒸汽流量，來減小機組出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。當電網(wǎng)頻率過低時，機組的控制系統(tǒng)立即適當開啟補汽閥，使部分新蒸汽通過補汽閥節(jié)流后直接進入汽輪機某中間級，以增大通流面積及蒸汽量，從而達到增加機組出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。
[0007]在這種調(diào)節(jié)方式中，存在較大的節(jié)流損失，大大增加機組的熱耗，降低機組整體效率，而且補入的蒸汽汽流對汽缸內(nèi)汽流產(chǎn)生較大的擾動，會增加汽輪機的振動，這種振動過大將危及機組安全運行。
[0008]凝結(jié)水調(diào)節(jié)方式:低壓加熱器的抽汽量取決于凝結(jié)水流量，當電網(wǎng)頻率過高時，機組的控制系統(tǒng)立即適當增加進入低壓加熱器的凝結(jié)水量，低壓加熱器的抽汽量也隨之增加，進入汽輪機的蒸汽流量減小，機組出力減小使電網(wǎng)頻率得以穩(wěn)定。當電網(wǎng)頻率過低時，機組的控制系統(tǒng)立即適當減少進入低壓加熱器的凝結(jié)水量，減少低壓加熱器的抽汽量，從而使更多的蒸汽進入汽輪機，增加機組出力來穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。
[0009]給水調(diào)節(jié)方式:高壓加熱器的抽汽量取決于給水流量，當電網(wǎng)頻率過高時，機組的控制系統(tǒng)立即適當增加進入高壓加熱器的給水量，高壓加熱器的抽汽量也隨之增加，進入汽輪機的蒸汽流量減小，機組出力減小使電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。當電網(wǎng)頻率過低時，機組的控制系統(tǒng)立即適當減少進入高壓加熱器的給水流量，減少高壓加熱器的抽汽量，從而使更多的蒸汽進入汽輪機，增加機組出力來穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。
[0010]這兩種調(diào)頻方式均通過改變熱力系統(tǒng)抽汽流量的方式來實現(xiàn)調(diào)頻的目的，因此對原始熱力系統(tǒng)的沖擊較大。
[0011]總而言之，現(xiàn)有一次調(diào)頻技術(shù)存在的主要缺點表現(xiàn)在:1)為達到調(diào)頻目的存在節(jié)流損失；2)調(diào)頻過程對熱力系統(tǒng)存在較大的熱沖擊。這些缺點均會給系統(tǒng)運行效率、運行穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、安全性帶來負面影響。
[0012]綜上所述，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種新型的、更為經(jīng)濟安全的火電機組一次調(diào)頻技術(shù)，在確保機組整體運行效率的同時，以降低對熱力系統(tǒng)的沖擊。
【實用新型內(nèi)容】
[0013]本實用新型的目的在于提供一種不存在節(jié)流損失，且對原有熱力系統(tǒng)的沖擊也較小，在運行經(jīng)濟性及安全性方面具有明顯優(yōu)勢的火電廠抽水蓄能熱力系統(tǒng)。
[0014]本實用新型的第一方面，提供了一種火電廠抽水蓄能熱力系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0015]給水加熱器，所述給水加熱器與高壓汽缸的抽汽管道相連通；
[0016]除氧加熱器，所述除氧加熱器與中壓汽缸的抽汽管道相連通；
[0017]凝結(jié)水加熱器，所述凝結(jié)水加熱器與低壓汽缸的抽汽管道相連通；和
[0018]熱水儲器，所述熱水儲器設(shè)有疏水入口、蒸汽入口和熱水出口，所述疏水入口與所述給水加熱器的疏水出口通過疏水管道A相連通，所述蒸汽入口與所述給水加熱器的蒸汽出口通過管道B相連通，所述熱水出口與所述除氧加熱器的水源進口通過管道C相連通。
[0019]在另一優(yōu)選例中，與所述熱水儲器的疏水入口相連通的給水加熱器的疏水出口是獨立的。
[0020]在另一優(yōu)選例中，連接所述熱水儲器的疏水入口和所述給水加熱器的疏水出口的疏水管道A上設(shè)有單向閥。
[0021]在另一優(yōu)選例中，與所述熱水儲器的蒸汽入口相連通的給水加熱器的蒸汽出口是獨立的。
[0022]在另一優(yōu)選例中，連接所述熱水儲器的蒸汽入口和所述給水加熱器的蒸汽出口的管道B上設(shè)有雙向閥。
[0023]在另一優(yōu)選例中，與所述熱水儲器的熱水出口相連通的除氧加熱器的水源進口是獨立的。
[0024]在另一優(yōu)選例中，連接所述熱水儲器的熱水出口和所述除氧加熱器的水源進口的管道C上設(shè)有單向閥。
[0025]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還設(shè)有疏水管道D，所述疏水管道D用于將給水加熱器的疏水出口與所述除氧加熱器的水源進口相連通。
[0026]在另一優(yōu)選例中，與所述疏水管道A相連接的所述給水加熱器的疏水出口和與所述疏水管道D相連接的所述給水加熱器的疏水出口是獨立的。
[0027]在另一優(yōu)選例中，與所述疏水管道C相連接的所述除氧加熱器的水源進口和與所述疏水管道D相連接的所述除氧加熱器的水源進口是獨立的。
[0028]在另一優(yōu)選例中，所述疏水管道D上設(shè)有單向閥。
[0029]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器、除氧加熱器、和/或凝結(jié)水加熱器是單級或多級加熱器。
[0030]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器、除氧加熱器、和/或凝結(jié)水加熱器是多級加熱器，具體級數(shù)不受本實用新型中【具體實施方式】的限制。
[0031]在另一優(yōu)選例中，所述多級加熱器優(yōu)選為2 - 10級加熱器，更優(yōu)選為7 - 9級加熱器。
[0032]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器、除氧加熱器、和/或凝結(jié)水加熱器是單列或多列加熱器。
[0033]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器、除氧加熱器、和/或凝結(jié)水加熱器是多列加熱器，具體列數(shù)不受本實用新型中【具體實施方式】的限制。
[0034]在另一優(yōu)選例中，所述多列加熱器優(yōu)選為2 - 3列加熱器，更優(yōu)選為2列加熱器。
[0035]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器優(yōu)選為首級給水加熱器。
[0036]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器的疏水可以從其他給水加熱器中抽取。
[0037]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器來自本機機組。
[0038]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器來自相鄰機組。
[0039]在另一優(yōu)選例中，所述疏水出口設(shè)置在給水加熱器的疏水段，優(yōu)選地設(shè)置在給水加熱器的疏水冷卻段。
[0040]在另一優(yōu)選例中，所述給水加熱器中疏水的抽取量為O?100%，較佳地為100%。
[0041]在另一優(yōu)選例中，當需要提高電網(wǎng)頻率時，所述熱水儲器中的水被輸送至除氧加熱器；
[0042]當需要降低電網(wǎng)頻率時，將所述給水加熱器中產(chǎn)生疏水輸送至熱水儲器。
[0043]在另一優(yōu)選例中，從給水加熱器輸送疏水至所述熱水儲器和從所述熱水儲器排擠疏水至所述除氧加熱器可同步進行。
[0044]在另一優(yōu)選例中，當需要提高電網(wǎng)頻率時，從給水加熱器輸送至所述熱水儲器的疏水量小于從所述熱水儲器排擠至所述除氧加熱器的疏水量。
[0045]在另一優(yōu)選例中，當需要降低電網(wǎng)頻率時，從給水加熱器輸送至所述熱水儲器的疏水量大于從所述熱水儲器排擠至所述除氧加熱器的疏水量。
[0046]本實用新型的第二方面，提供了一種汽輪發(fā)電機組，所述發(fā)電機組配置本實用新型第一方面所述的系統(tǒng)。
[0047]本實用新型的第三方面，提供了一種利用本實用新型第一方面所述的火電廠抽水蓄能熱力系統(tǒng)調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率的方法，包括步驟:
[0048]當需要提高電網(wǎng)頻率時，將本實用新型第一方面所述的抽水蓄能熱力系統(tǒng)中所述熱水儲器中的疏水輸送至除氧加熱器；或