[發明專利]一種輔助調頻的汽輪機高旁靈活供熱系統

有效

• 申請號: 202011239176.4
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112412557B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 程永生;陳飆;李春雨;鄧凡良;賈明鎖;徐建華;張勇;吳佳偉;張國軍;何德軍;韓世偉;關慶濤;韓繼成;趙喜峰;趙旭東;李齊生;高林;郇慶秋
• 申請（專利權）人: 大慶石油管理局有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K17/02;F01K7/24;F01D17/10
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 馬微

本發明涉及火電站自動控制技術領域，尤其涉及一種輔助調頻的汽輪機高旁靈活供熱系統。該系統包括：鍋爐過熱器的主干路管道連接汽輪機高壓缸、再熱器、汽輪機中壓缸和汽輪機低壓缸；汽輪機高壓缸進口管路處連通高壓缸進汽調節閥；再熱器連接再熱器減溫噴水調門；鍋爐過熱器的高壓旁路管道連接高壓旁路減溫減壓閥；再熱器的出口管道上連通旁路供熱減溫減壓閥；比例微分控制器控制高壓旁路減溫減壓閥、旁路供熱減溫減壓閥的開度；微分控制器控制偏差信號來控制減溫噴水調門的開度。本發明提供的活供熱系統，有效改善高壓旁路抽汽供熱帶來的再熱器超溫問題，使原本僅用于供熱的系統實現響應電網調頻性能的大幅提高。

技術領域

本發明涉及火電站自動控制技術領域，尤其涉及一種輔助調頻的汽輪機高旁靈活供熱系統。

背景技術

我國廣大的北方地區的冬季取暖供熱普遍采用發電汽輪機的中間抽汽用于集中供熱主力，這樣可以具有較好的經濟性和環保水平。但受發電汽輪機工藝特點，冬季供暖抽汽能力需要整機負荷提供支撐，即要保持較高的供熱能力，需要發電機組維持較高的負荷，這樣才能保證供熱抽汽能大量從機組中抽出。這意味著火電機組的發電與供熱之間存在一定的耦合關系。

另一方面，風電作為可大規模利用的清潔能源之一，近年來在我國三北地區得到飛速發展。供暖季同時一般也是我國三北地區的高風季，這導致冬季風電發電量驟增，但高比例的火電機組因居民供熱需求，需要維持較高的發電量。二者之間的巨大矛盾加劇了供暖季風電難以并網的問題，造成大量風電的過剩。供暖季嚴重的棄風問題使火電機組熱電解耦成為一個熱點問題，目的是采用各種技術，在保障居民供熱量的條件下，盡可能降低汽輪機發電量，給風電并網創造條件。

熱電解耦的工藝改造方法有多種，由于多數情況下，只有在極寒季或部分供暖季一天中的用電負荷低谷有較強的熱電解耦需求，因此，采用旁路供熱方式短時間犧牲運行效率卻可以直接將原本用于發電的蒸汽旁路掉用于供熱，可以調節，具有較高的運行靈活性。其中單純的低壓旁路供熱能力十分有限，熱電解耦能力不足，因此高壓旁路被越來越多的使用，但受再熱式蒸汽動力循環工藝限制，高壓旁路的蒸汽并不適合直接減溫減壓抽出用于供熱，否則容易造成再熱器蒸汽流量大幅下降而引起超溫。

綜上所述，為更多的消納風電，除供暖季的供熱機組熱電解耦以讓出發電負荷份額外，風電的自然間歇性問題對供暖季火電機組的調峰深度和調頻能力（主要是調峰速度）都有較大的需求。因此，如果能在保障供熱能力和大幅降低發電功率的同時，具備更高的調頻能力，對清潔能源消納將具有更加重大的意義。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明提供了一種輔助調頻的汽輪機高旁靈活供熱系統，以克服現有技術中的供熱系統存在的供熱發電功率較高，調頻負荷性能較差導致能源浪費等缺陷。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發明提供一種輔助調頻的汽輪機高旁靈活供熱系統，包括：

鍋爐過熱器的主干路管道連接汽輪機高壓缸、再熱器、汽輪機中壓缸和汽輪機低壓缸；

所述汽輪機高壓缸的進口管路處連通高壓缸進汽調節閥；

所述再熱器連接用于向再熱器噴入冷水的再熱器減溫噴水調門；

所述鍋爐過熱器的高壓旁路管道連接高壓旁路減溫減壓閥，所述高壓旁路減溫減壓閥連接再熱器的進口管路處；

所述再熱器的出口管道上連通旁路供熱減溫減壓閥；

所述旁路供熱減溫減壓閥和高壓旁路減溫減壓閥連接比例微分控制器；所述減溫噴水調門連接微分控制器；

所述比例微分控制器接收來自機組控制系統發送過來的負荷控制偏差信號來控制高壓旁路減溫減壓閥、旁路供熱減溫減壓閥的開度；

所述微分控制器接收來自機組控制系統發送過來的負荷控制偏差信號來控制減溫噴水調門的開度。