[實用新型]一種新型火力發電機組功率快速調節裝置

有效

• 申請號: 201220046254.3
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN202452469U
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 高林;薛建中;金國強
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00;F22D1/50;F22D11/06;F23N1/00;F01D17/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本實用新型涉及火力發電機組控制技術領域，具體涉及一種新型火力發電機組功率快速調節裝置。

背景技術

電力系統的基本功能是維持用電負荷和發電功率的平衡，我國用電負荷波動劇烈，其“峰谷比”是西方國家的5-10倍；此外我國電網的儲能功能嚴重不足，這使我國電力系統內的發電機組必須頻繁且大幅調整發電功率，以適應用電負荷的大幅波動，保障供電品質。目前我國絕大多數的供電負荷調整都依靠火電機組來完成，因此火電機組的功率調整幅度和速度對電網的安全穩定和供電品質都具有重要的影響，也因此火電機組在并網運行時需滿足電網的有關規定和要求。

目前火電機組的功率調節主要依靠安裝于汽輪機高壓缸進汽位置的高壓調節閥開度和用于給汽輪機供汽的鍋爐出口新蒸汽壓力的變化來實現。鍋爐出口新蒸汽壓力的升高或高壓調節閥開度的增大都可以提高汽輪機的輸出扭矩，從而帶動同步發電機輸出更多的電功率。反之，降低鍋爐出口新蒸汽壓力或者關小高壓調節閥都可以降低汽輪機的輸出扭矩，從而降低其帶動的同步發電機輸出的電功率。其中，鍋爐新蒸汽壓力的變化速度受火電機組巨大的鍋爐慣性影響，無法滿足電網對發電機組調節電網頻率(簡稱調頻)和自動發電控制(簡稱AGC)的要求，因此，實際運行中，火電機組主要依靠高壓調節閥的開關來實現發電功率快速調節以滿足電網的需求。然而，為了保留進一步增大輸出功率的潛力，高壓調節閥不能完全打開，只能部分開啟，存在一定的節流損失。對于高壓調節閥數量較少或原有設計為只能以節流方式運行的火電機組來說難以避免地造成可觀的經濟損失。

為了避免高壓調節閥不能完全開啟所帶來的節流損失，工程和科研人員提出了一些方案，通過控制電廠汽水回路中的其它設備來輔助發電機組功率的快速調節，按其原理可分為三種。方案一：通過冷凝水節流或凝結水泵變轉速在短時間內改變汽輪機低壓缸輸出功率；方案二：通過再熱器減溫水噴水量的變化來增大或減少汽輪機中、低壓缸的功率；方案三：通過在回熱抽氣器的抽汽管道上安裝調節閥，強行調整用于回熱抽汽的蒸汽量，改變在汽輪機內做功的蒸汽流量來改變汽輪機的功率。

這三種方法都具備在一定條件下避免高壓調節閥的節流，輔助發電機組在電網需要時完成功率快速調節的能力，但其不足也都是十分明顯的。方案一在改變凝結水流量的時候不可避免地破壞了汽水回路的流量平衡，造成凝汽器熱井水位和除氧器水位的變化，這兩個設備的水位對保障機組安全穩定運行至關重要，該方案僅能有限使用，難以保障多次調節后機組的安全和穩定；方案二中的再熱器減溫水主要用于再熱器出口汽溫的調節，其參與功率調節時對再熱器出口蒸汽溫度水平具有比較苛刻的要求，否則其噴水流量變化很容易引起再熱器超溫或溫度大幅波動，對發電機組關鍵設備造成損害，因此在實際運行中難以采用；方案三在回熱器抽汽管道上設置調節閥，在需增大機組功率時強制減少回熱抽汽量，使這部分蒸汽進入汽輪機做功，但同時回熱抽汽量的減少，對回熱器造成非常大的擾動，可引起其內部壓力和溫度的大幅變化，遠遠超出回熱器設備安全運行的設計要求，威脅回熱器的安全，嚴重降低回熱器的壽命。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種新型火力發電機組功率快速調節裝置，本實用新型能夠在保障系統安全穩定的前提下，避免不必要的損失，滿足電網對機組功率調節速度的要求，同時實現火電機組功率的快速調節和經濟運行。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種新型火力發電機組功率快速調節裝置，包括分散控制系統14，還包括和分散控制系統14通過雙向接口13相連接的PLC控制單元12，以及和PLC控制單元12相通信連接的低壓加熱器凝結水旁路調節系統。

所述低壓加熱器凝結水旁路調節系統包括低壓給水加熱器旁通管道10，和低壓給水加熱器旁通管道10相并聯的多個低壓給水加熱器7，低壓給水加熱器旁通管道10兩端各通過一個三通閥與主凝結給水管道11連接，主凝結給水管道11同時通過低壓給水加熱器7和除氧器相連通，低壓給水加熱器旁通管道10靠近上游端還安裝有可快速動作的旁通調節閥2，旁通調節閥2和PLC控制單元12相通信連接，PLC控制單元12控制旁通調節閥2的開度，旁通調節閥2的開度控制低壓給水加熱器旁通管道10的凝結水流量，從汽輪機3引出的一個以上抽汽管道8和低壓給水加熱器7相連通。

所述多個低壓給水加熱器7為1至4個。

所述旁通調節閥2為氣動或液動調節閥。