本發(fā)明屬于火力發(fā)電，具體涉及一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著我國新能源風電光伏裝機容量的迅速增加，對未來新型火電的運行設計特點提出了新的要求，需要火電機組具備快速變負荷、深度調峰能力。對于火電機組，從原理上看，主要通過進入鍋爐的燃料量和水量的調節(jié)來控制機組出力變化，由于過程復雜，控制閉環(huán)時間較長，要達到電網需要的快速變負荷速率還需要其它輔助手段。

2、而目前火電廠典型的熱力系統(tǒng)，主要由高壓加熱器、除氧器、低壓加熱器組成，300mw及以上的大容量機組一般高壓加熱器3-5級，低壓加熱器4-5級，再加一級除氧器，總的回熱級數為8-11級，由于除氧器蓄熱品位較低，僅具備短時調頻的功能，并不具備輔助機組快速變負荷的功能，同時，火電機組能達到的較好水平是當機組負荷率在50％以上時，變負荷速率是2.5％pe/min，這與未來適應新型電力系統(tǒng)的火電機組要求的4％-5％pe/min的目標相差甚遠。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷與不足，設計的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，包括鍋爐、高壓缸、中壓缸、低壓缸以及回熱系統(tǒng)；

3、所述高壓缸和中壓缸分別連接鍋爐的主蒸汽和再熱蒸汽，且中壓缸排汽連接低壓缸；

4、所述回熱系統(tǒng)包括混合式加熱器、多個高壓加熱器、多個低壓加熱器、除氧給水組件以及凝汽器組件，所述混合式加熱器連接高壓缸的一級抽汽口，所述凝汽器組件用于將低壓缸乏汽凝結為水后依次經低壓加熱器、除氧給水組件、高壓加熱器以及混合式加熱器加熱后重新進入鍋爐。

5、優(yōu)選的，所述混合式加熱器和除氧給水組件分別連接高壓給水泵和低壓給水泵，所述混合式加熱器與高壓給水泵之間，以及除氧給水組件與低壓給水泵之間均設有前置泵。

6、優(yōu)選的，所述高壓給水泵和低壓給水泵均采用電動或汽動方式驅動。

7、優(yōu)選的，所述多個高壓加熱器分別連接高壓缸和中壓缸，所述多個低壓加熱器分別連接低壓缸，所述除氧給水組件連接中壓缸，且除氧給水組件位于多個高壓加熱器和多個低壓加熱器之間。

8、優(yōu)選的，所述低壓缸設有兩個，所述凝汽器組件包括分別與兩個低壓缸對應連接的兩個凝汽器，以及與兩個凝汽器連接的凝結水泵。

9、優(yōu)選的，所述凝汽器組件與低壓加熱器之間設置除鹽裝置和汽封蒸汽冷卻器。

10、優(yōu)選的，所述除氧給水組件與兩個凝汽器之間分別設置高壓給水泵汽輪機和低壓給水泵汽輪機。

11、優(yōu)選的，所述主蒸汽與高壓缸之間，以及再熱蒸汽與中壓缸之間均設有調節(jié)閥門組。

12、優(yōu)選的，所述主蒸汽與鍋爐再熱蒸汽入口之間設置高壓旁通閥，所述再熱蒸汽與凝汽器組件之間設置低壓旁通閥。

13、采用上述技術方案后，本發(fā)明提供的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)具有以下有益效果：

14、1)本發(fā)明的熱力系統(tǒng)，通過與高壓缸一級抽汽對應連接的大容量混合式加熱器的設計，并為其配置相應的前置泵和高壓給水泵，能夠實現(xiàn)當機組需要快速升降負荷時，通過排擠或加強回熱的方式提高機組調節(jié)負荷的速率。

15、2)本發(fā)明的熱力系統(tǒng)，通過混合式加熱器的設計，可有效降低該段換熱器的換熱端差，減少后幾級高壓加熱器的給水量，從而減少后幾級高壓加熱器的抽汽量，增加發(fā)電量，從而可有效降低機組熱耗，節(jié)約煤耗，減少碳排放。

16、3)本發(fā)明的熱力系統(tǒng)，能夠將原高壓加熱器系統(tǒng)的運行壓力從約32mpa降低至約10mpa，可明顯降低相應高壓加熱器系統(tǒng)設備、管道、閥門的投資，由于事故工況破口泄露較小，還可以減小高壓加熱器緊急疏水系統(tǒng)的容量。

17、4)本發(fā)明的熱力系統(tǒng)，在低負荷工況下，通過利用本系統(tǒng)混合式加熱器的蓄熱能力，可以在一定時間段內起到增加調峰深度的作用，當處于蓄能狀態(tài)時，實際運行負荷較高，機組熱耗較低，可以節(jié)約煤耗，減少碳排放。

18、5)本發(fā)明的熱力系統(tǒng)，由于高壓加熱器系統(tǒng)壓力從約32mpa下降到約10mpa，汽機進水的風險降低，相應控制閥門的動作時間要求下降，降低了投資和系統(tǒng)風險。

19、6)本發(fā)明熱力系統(tǒng)的設計在調負荷模式切換過程完全漸進線性，在最大出力工況汽機抽汽仍有約20％流量，系統(tǒng)各處不出現(xiàn)溫度階躍也沒有負荷階躍，控制較易實現(xiàn)，相對其他儲能技術，在達到相同的調負荷性能的前提下，本發(fā)明熱力系統(tǒng)成本較低，且系統(tǒng)沖擊小。

技術特征：

1.一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：包括鍋爐(1)、高壓缸(2)、中壓缸(3)、低壓缸(4)以及回熱系統(tǒng)；

2.根據權利要求1所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述混合式加熱器(5)和除氧給水組件(8)分別連接高壓給水泵(9)和低壓給水泵(10)，所述混合式加熱器(5)與高壓給水泵(9)之間，以及除氧給水組件(8)與低壓給水泵(10)之間均設有前置泵(11)。

3.根據權利要求2所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述高壓給水泵(9)和低壓給水泵(10)均采用電動或汽動方式驅動。

4.根據權利要求1所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述多個高壓加熱器(6)分別連接高壓缸(2)和中壓缸(3)，所述多個低壓加熱器分別連接低壓缸(4)，所述除氧給水組件(8)連接中壓缸(3)，且除氧給水組件(8)位于多個高壓加熱器(6)和多個低壓加熱器(7)之間。

5.根據權利要求1所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述低壓缸(4)設有兩個，所述凝汽器組件包括分別與兩個低壓缸(4)對應連接的兩個凝汽器(12)，以及與兩個凝汽器(12)連接的凝結水泵(13)。

6.根據權利要求1所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述凝汽器組件與低壓加熱器(7)之間設置除鹽裝置(14)和汽封蒸汽冷卻器(15)。

7.根據權利要求5所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述除氧給水組件(8)與兩個凝汽器(12)之間分別設置高壓給水泵汽輪機(16)和低壓給水泵汽輪機(17)。

8.根據權利要求1所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述主蒸汽與高壓缸(2)之間，以及再熱蒸汽與中壓缸(3)之間均設有調節(jié)閥門組(18)。

9.根據權利要求1所述的一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，其特征在于：所述主蒸汽與鍋爐(1)再熱蒸汽入口之間設置高壓旁通閥(19)，所述再熱蒸汽與凝汽器組件之間設置低壓旁通閥(20)。

技術總結
本發(fā)明屬于火力發(fā)電技術領域，涉及一種快速調節(jié)機組負荷的熱力系統(tǒng)，包括鍋爐、高壓缸、中壓缸、低壓缸以及回熱系統(tǒng)，所述高壓缸和中壓缸分別連接鍋爐的主蒸汽和再熱蒸汽，且中壓缸排汽連接低壓缸，所述回熱系統(tǒng)包括混合式加熱器、多個高壓加熱器、多個低壓加熱器、除氧給水組件以及凝汽器組件，所述混合式加熱器連接高壓缸的一級抽汽口，所述凝汽器組件用于將低壓缸乏汽凝結為水后依次經低壓加熱器、除氧給水組件、高壓加熱器以及混合式加熱器加熱后重新進入鍋爐。本發(fā)明能夠在機組需要快速升降負荷時，通過固有的蓄熱功能以排擠或加強回熱的方式，實現(xiàn)提高機組調節(jié)負荷速率的目標。

技術研發(fā)人員：鄧文祥,姚向昱,王亞飛,顧欣,王俊超,胡忠霞,楊霞
受保護的技術使用者：中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/12