[發明專利]一種基于雙饋系統的空冷機組一次調頻電動給水系統

有效

• 申請號: 202110374944.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113090539B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 許朋江;居文平;馬汀山;鄧佳;呂凱;程東濤;萬超;荊濤;林軼
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06;F04D15/00;F01K17/00;F01D25/32;F01D17/10;F28B9/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

一種基于雙饋系統的空冷機組一次調頻電動給水系統，包括空冷島、電動給水泵、電網等。本發明是增設電動給水泵驅動小汽輪機，并把給水泵的驅動電機改為雙饋電機，小汽輪機參與電網一次調頻。小機進汽調門始終全開，小汽輪機首先滿足給水泵驅動功耗需求，其次由雙饋發電機輸送工頻電能至電網參與一次調頻，最后輸送至廠用電網供給廠用電用戶。當小汽輪機難以完全勝任電網一次調頻，此時汽輪機輔助參與一次調頻。通過基于雙饋系統的空冷機組一次調頻電動給水系統實施，可以由小汽輪機參與電網一次調頻，增加了空冷機組一次調頻的手段，有效緩解了空冷機組經濟運行和一次調頻能力之間的矛盾，提高空冷機組運行的安全性和經濟性。

技術領域

本發明屬于電站鍋爐及汽輪機系統領域，具體涉及一種基于雙饋系統的空冷機組一次調頻電動給水系統。

背景技術

隨著經濟社會的發展，用電峰谷差不斷加大，且特高壓輸電、可再生能源系統等外部電源的接入給局部電網帶了較大的負荷波動，加之源側本身的負荷抗干擾能力較差，使得整個電網具有較大的頻率不穩定性。這給我國從當年以煤電為主的能源結構，順利過渡到以可再生能源為主、傳統能源為輔的能源結構帶來了巨大的挑戰。開發汽輪機測蓄能，提高火電機組運行靈活性運行成為火電機組發展的必由之路。靈活性運行研究主要包括兩個方向，機組深度調峰和快速負荷響應。一次調頻指電網的頻率偏離額定值時，電網中機組的控制系統就自動的控制機組有功功率的增減，限制電網頻率變化，使電網頻率維持穩定的自動控制過程。一次調頻是控制系統的自發性動作，自動調節汽輪機主汽門開度的增減，以暫時性的改變機組出力，這種調節方法與機組的經濟運行是矛盾的。雖然各臺機組在技術上基本投入了一次調頻功能，但是由于各方面的影響，實際投運中，在大頻差的擾動下有些機組一次調頻效果不如預期。空冷系統以節水性能優良和系統調節靈活等優勢，近年來已成為我國北方火電機組汽輪機排汽冷卻的主流技術之一。因此，增加空冷機組一次調頻的手段對未來高頻次寬負荷場景下空冷機組優化運行經濟性和安全性有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙饋系統的空冷機組一次調頻電動給水系統，可以通過空冷機組電動給水泵增設的驅動小汽輪機參與電網一次調頻，增加了空冷機組一次調頻的手段，有效緩解了機組經濟運行和一次調頻能力之間的矛盾，提高了空冷機組在未來高頻次寬負荷應用場景下一次調頻的調節效率和調節的安全性，具有巨大節能潛力。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于雙饋系統的空冷機組一次調頻電動給水系統，包括汽輪機、發電機、電網、空冷凝汽器、小汽輪機、雙饋電機、液力偶合器、電動給水泵和風機；

汽輪機和發電機同軸連接，發電機的輸出端連接至電網的輸入端，電網的輸出端連接至用戶，雙饋電機的一端和小汽輪機同軸連接，另一端通過液力偶合器與電動給水泵同軸連接；

汽輪機的第一抽汽出口連接至小汽輪機的蒸汽進口，小汽輪機的乏汽出口和汽輪機的乏汽出口連接至空冷凝汽器的蒸汽進口，空冷凝汽器的凝結水出口通過電動給水泵連接至鍋爐，風機設置在空冷凝汽器內的底部。

本發明進一步的改進在于，汽輪機的蒸汽進口處設置有主汽調門。

本發明進一步的改進在于，小汽輪機的蒸汽進口處設置有小機進汽調門。

本發明進一步的改進在于，小機進汽調門始終全開，小汽輪機首先滿足給水泵驅動功耗需求，給水泵采用液力偶合器調速。

本發明進一步的改進在于，雙饋電機作發電機運行時能夠輸出變頻電流，作電動機運行時能夠輸出不同轉速。

本發明進一步的改進在于，小汽輪機能夠參與電網一次調頻，此時雙饋電機當發電機用，輸送工頻電能至電網。

本發明進一步的改進在于，小汽輪機在滿足給水泵的驅動功耗后，能夠參與電網一次調頻，此時雙饋電機當發電機用，輸送工頻電能至電網。