[發明專利]具有作為附加的頻率調節措施以及初級和/或次級調節措施的輔助蒸汽生成器的蒸汽發電設備及方法

無效

• 申請號: 201280030916.0
• 申請日: 2012-06-22
• 公開（公告）號: CN103620166A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: W.維森米勒
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01K3/24
• 分類號: F01K3/24;F01K13/02;F22B31/04;F22B35/04;F22B35/14;F22B35/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 任宇

技術領域

本發明涉及一種用于立即、快速和/或臨時升高尤其是燃煤發電設備的蒸汽發電設備的功率的方法，以及一種帶有水-蒸汽回路的尤其是燃煤發電設備的蒸汽發電設備。

背景技術

此外，蒸汽發電設備或熱電設備是已知的，例如如下：http://de.wikipedia.org/wiki/Dampfkraftwerk(2011年5月13日可訪問)。

蒸汽發電設備是用于由化石燃料發電的發電設備類型，其中，在蒸汽渦輪機中將水蒸氣的熱能轉換為動能，且進一步在發電機中轉化為電能。

在此蒸汽發電設備中，為運行蒸汽渦輪機所需的水蒸汽首先在蒸汽鍋爐中由一般之前凈化和準備的(供給)水產生。通過蒸汽在過熱器中的進一步加熱，蒸汽的溫度和比體積升高。

蒸汽從蒸汽鍋爐通過管道流入到蒸汽渦輪機中，在此處蒸汽將其事先所獲得的能量的一部分以動能傳送給渦輪機。在渦輪機上聯接有發電機，所述發電機將機械功率轉化為電功率。

然后，卸壓且冷卻的蒸汽流入到凝結器中，在凝結器中蒸汽通過向環境的傳熱凝結且作為液體水被收集。

通過凝結泵和預熱器，將水中間存儲到給水容器內，然后，通過給水泵再次輸入蒸汽鍋爐，以此閉合回路。

蒸汽發電設備分為不同的類型，例如分為燃煤發電設備、燃油發電設備、燃氣和蒸汽聯合發電設備(GuD發電設備)。

燃煤發電設備是蒸汽發電設備的特殊類型，其中，煤作為主要燃料用于產生蒸汽。已知此燃料發電機使用褐煤以及石煤。

在此燃煤發電設備中，根據所描述的蒸汽發電設備的一般回路，首先將褐煤或石煤在磨煤機中磨碎且干燥。然后，將所述褐煤或石煤吹送到煤粉燃燒器的燃燒室內且在此完全燃燒。因此釋放的熱量被水管鍋爐接收且將所供給的水(給水)轉換為水蒸汽。

水蒸汽通過管道流向蒸汽渦輪機，其中水蒸汽將其能量的一部分通過卸壓作為動能提供給渦輪機。然后，通過聯接在渦輪機上的發電機將機械功率轉化為電功率，所述電功率作為電流被饋送到電網內。

通常，在渦輪機下方布置有凝結器，在凝結器內蒸汽當在渦輪機內卸壓之后將其最大部分的熱量傳遞給冷卻水。在此過程期間，蒸汽通過凝結液化。

給水泵將卸壓的液體水作為給水再次輸送到水管鍋爐內，以此封閉了回路。

在蒸汽發電設備或燃煤發電設備中全部出現的信息，例如測量值、過程數據或狀態數據在控制臺中顯示且在此處通常在中央計算單元中分析，其中顯示、分析、控制、調控和/或調節單獨的發電設備部件的運行狀態。

通過控制機構，發電設備工作人員可例如通過斷開或閉合電磁閥或閥，或通過改變所供給的燃料量介入燃煤發電設備的運行流程。

此控制臺的中心組成部分是計算機，在所述計算機上實施了模塊導引裝置、中央調控以及控制和/或調節單元，借此可執行蒸汽或燃煤發電設備的控制、調控和/或調節。

在解除管制的電力市場中，發電設備的柔性負載運行和在電網中用于頻率調節的裝置對于發電設備運行越來越重要。

在電網的頻率調節方面存在不同類型的頻率調節，例如帶有或不帶有所謂的死區的初級調節和次級調節。

因為電能在從生產者到消耗者的路途中不可被存儲，所有發電和耗電必須在各個瞬間在電網內處于平衡，即必須精確地產生與所消耗的量一樣多的電能。電能的頻率在此是整體的調節量，且只要發電和耗電處于平衡則取電網頻率額定值。連接在電網上的發電設備發電機的轉速與此電網頻率同步。

如果在電網中在一定的時刻出現發電不足，則此不足首先通過旋轉機器(渦輪機、發電機)的飛輪中所包含的能量滿足。由此制動機器，因此機器的轉速且因此(電網)頻率進一步降低。

如果不通過電網內合適的功率或頻率調節抑制此電網頻率降低，則將導致電網崩潰。

在所述的死區內，在直至±0.07至0.1Hz的較小的頻率偏差的范圍內在正常情況中不進行任何調節干預。在此區域內僅可實現延遲的緩慢的應對控制以補償生產和消耗之間存在的偏差。

在0.1至3.0Hz的范圍內的例如由于發電設備故障和耗電波動所導致的更大的頻率偏差通過對于參與初級調節的發電設備的初級調節分配在整個電網中。這為此提供了所謂的初級調節儲備，即被所參與的電場自動地提供到電網上的功率儲備，以便因此通過調節生產在數秒內平衡生產和消耗之間的不平衡。

因此，初級調節用于將電網頻率穩定在盡可能小的偏差下，但在與預先給定的電網頻率額定值不同的水平。