[發明專利]回熱側間接調節的汽輪機發電系統及其一次調頻方法

有效

• 申請號: 201310340562.6
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103452600A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 霍沛強;鄒羅明;范永春
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D17/00;F01D25/10
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 謝偉;曾旻輝

技術領域

本發明涉及一種汽輪機發電系統及其一次調頻方法。

背景技術

電網用戶端的負荷變化是隨機性的，當用戶負荷提高，而發電負荷未調整時，電網頻率就會下降；反之，用戶負荷降低時，電網頻率就會升高。電網頻率變化幅度超過允許值，不僅會影響用戶端的設備，嚴重時也會損壞汽輪機與發電機，因此汽輪機要配置一套調頻系統，當電網頻率偏離額定負荷時，自動并快速的調整汽輪機的出力，使發電負荷與用戶負荷匹配，減少電網頻率變化的幅度。這種由調節系統自動調節汽輪機功率，以減小電網頻率改變幅度的方法，稱為一次調頻。一次調頻的特點是具有隨機性，大容量汽輪機一般負荷變化率不超過±6％，部分特殊的機組不超過±12％，要求迅速響應負荷變化，以維持電網頻率穩定。

汽輪發電機組要滿足電網一次調頻要求，就必須設置一套自動控制系統快速改變汽輪機輸出功率，使汽輪機根據電網頻率變化快速調整功率出力，保持汽輪機輸入到電網的功率與用戶需求大致相等。目前電站大部分汽輪機是通過主調門節流方式實現調節的，需要增加功率時減小主調門的節流幅度，則經過主調門進入汽輪機的蒸汽量提高，汽輪機功率增加；需要減小功率時就加大調門的節流幅度，進入汽輪機的蒸汽量下降，汽輪機輸出功率減小。雖然采用主調門節流方式能快速響應負荷變化要求，但是主調門節流會帶來額外的損失(節流損失)，長期運行影響機組的經濟性。

汽輪機組還有采用補汽閥調頻方式，大部分蒸汽經過全開的主調門進入汽輪機，少部分蒸汽經過補汽閥直接進入高壓缸第5級(有些廠家是第4級)后，通過補汽閥控制這少部分的蒸汽流量，實現對汽輪機功率的迅速調節。補汽口設在第5級后，是為了補汽口與進汽口之間有足夠的差壓，滿足補汽閥對蒸汽流量調節的要求。雖然主調門可以全開，大部分蒸汽不經過節流，但是通過補汽閥的部分蒸汽流量依然被節流，并且直接注入第5級后，降低了蒸汽做功能力，依然有一定的經濟性損失。實際多個電廠運行表明，使用補汽閥以后，不僅機組熱耗增加，同時容易引起機組軸系振動。

發明內容

基于此，本發明在于克服現有技術的缺陷，提供一種回熱側間接調節的汽輪機發電系統，該回熱側間接調節的汽輪機發電系統在一次調頻中能夠減小蒸汽節流損失和降低熱耗，有利于降低經濟損失。

其技術方案如下：

一種回熱側間接調節的汽輪機發電系統，包括汽輪機、凝汽器、低壓加熱系統、高壓加熱系統以及由汽輪機驅動的發電機，汽輪機、凝汽器、低壓加熱系統和高壓加熱系統通過管路依次連接，所述的汽輪機和高壓加熱系統之間以及所述的汽輪機和低壓加熱系統之間分別連接有抽汽管路，所述高壓加熱系統上并聯連接有旁路管道，旁路管道上安裝有流量自動調節裝置，流量自動調節裝置與發電機電氣連接。

在該回熱側間接調節的汽輪機發電系統中，汽輪機內的一部分蒸汽通過抽汽管路進入所述的高壓加熱系統和低壓加熱系統中，另外一部分蒸汽則在做功后進入凝汽器中，并在經過凝汽器后變成凝結水流入低壓加熱系統中，低壓加熱系統利用從抽汽管路進來的蒸汽與凝結水進行熱交換，使凝結水在吸熱后以給水的狀態進入高壓加熱系統中，給水在高壓加熱系統中與蒸汽進一步熱交換后進入鍋爐中。所述的發電機由汽輪機進行驅動，該發電機將其輸出的實際功率值傳輸給流量自動調節裝置，流量自動調節裝置對實際功率值與目標功率值比較后，控制旁路管道內給水流量的大?。寒攲嶋H功率值大于目標功率值時，流量自動調節裝置控制旁路管道內的給水流量增大，使進入高壓加熱系統的給水量減小，則高壓加熱系統從汽輪機的抽汽量減小，汽輪機內的蒸汽量相對增加，進而提高汽輪機及其驅動的發電機的輸出功率；當實際功率值小于目標功率值時，流量自動調節裝置控制旁路管道內的給水流量減小，使進入高壓加熱系統的給水量增大，則高壓加熱系統從汽輪機的抽汽量增大，汽輪機內的蒸汽量相對減小，進而降低汽輪機及其驅動的發電機的輸出功率。由此，實現一次調頻。由于該一次調頻是通過控制并聯在高壓加熱系統上的旁路通道來對汽輪機的輸出功率進行間接調節，而并非通過上述的主調門和補閥門進行直接調節，因此能夠減小節流損失和熱耗，有利于降低經濟損失。

上述的“抽汽”指的是通過抽汽管路從汽輪機中抽取蒸汽。

進一步地，所述的流量自動調節裝置包括有控制裝置以及流量調節閥，所述的控制裝置分別與發電機和流量調節閥電氣連接，流量調節閥安裝在所述的旁路管道上。上述旁路管道內的給水流量大小的控制是通過調節流量調節閥的開度來實現的，控制裝置根據發電機輸出的實際功率值與目標功率值進行比較后，向流量調節閥發出控制指令，實現對流量調節閥的開度進行自動調節。