一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，燃氣輪機的進氣口通過第一管路與燃燒室的出氣端相連，排氣口通過第二管路連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組中的蒸汽鍋爐，燃氣輪機的驅動輸出端連接發(fā)第一發(fā)電機，汽動空氣壓縮機汽輪機的傳動軸通過汽動空氣壓縮機和第三管路連接壓縮空氣罐的進氣口，汽動空氣壓縮機汽輪機的進汽口通過第四管路連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組中的汽輪機的抽汽口，排汽口通過第五管路連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組中的凝汽器的一個進汽口，壓縮空氣罐的出氣口通過第六管路連接燃燒室的空氣進氣口，進氣口通過第七管路連接電動空氣壓縮機，電動空氣壓縮機的驅動輸入端電連接第一發(fā)電機的輸出端。本實用新型機組額定功率高，負荷調節(jié)范圍大，裝置整體經(jīng)濟性高。
【專利說明】一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置。特別是涉及一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，能源消費總量較快增長。我國政府明確提出了爭取到2020年我國非化石能源占一次能源消費的比重達到15 %左右、單位⑶P的C02排放比2005年下降30% — 40%的目標。“十二五”是我國工業(yè)化和城市化發(fā)展的關鍵時期，也是我國能源實現(xiàn)戰(zhàn)略轉型、推進科學發(fā)展的關鍵時期。與此同時，隨著電力建設速度的加快和國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構的調整，電網(wǎng)的用電負荷峰谷差日益增大。燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組以啟?？臁踩煽?、熱效率高、環(huán)保性能好及調峰能力強等特點，在電力系統(tǒng)中得到認可并快速發(fā)展，尤其作為兩班制調峰運行極大地緩解了電網(wǎng)調峰容量問題。但聯(lián)合循環(huán)機組(如附圖1所示)與常規(guī)火電廠的汽輪發(fā)電機組相比，增加了壓氣機29，燃燒室3、燃氣輪機4和第一發(fā)電機12，并且壓氣機29耗費功率大，約為燃氣輪機4功率的三分之二或更多，這就使得燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組單機功率負荷調節(jié)范圍較小，以單臺350麗功率機組為例，調峰范圍約為170MW — 350MW。其工作原理如下:
[0003]空氣首先由空氣進口 32被壓氣機29吸入、壓縮，沿第六管路15進入燃燒室3，經(jīng)過與燃氣在燃燒室3共同燃燒膨脹后，燃燒氣體沿第一管路16進入燃氣輪機4，推動燃氣輪機做功后的排氣由第二管路17引入蒸汽鍋爐5，排氣的余熱被蒸汽鍋爐5吸收，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽沿管路18進入汽輪機6膨脹以推動汽輪機6做功，做功后的乏汽沿管路19排至凝汽器8，經(jīng)凝汽器8冷卻后的乏汽凝結成水后沿管路20進入凝結水泵9增壓，增壓后的凝結水從凝結水泵出口沿管路21進入除氧器10進行熱力除氧，經(jīng)除氧后的凝結水由管路22進入給水泵11再次增壓，增壓后的給水沿管路23進入蒸汽鍋爐被加熱成高溫高壓的蒸汽。由于燃氣輪機4與壓氣機29和第一發(fā)電機12同軸,會推動壓氣機29壓縮空氣，同時第一發(fā)電機12發(fā)電。汽輪機6與第二發(fā)電機7同軸,推動第二發(fā)電機7發(fā)電,通過第一發(fā)電機12和第二發(fā)電機7將電力輸出。
[0004]總體來看，各大電網(wǎng)的峰谷差日趨增大，電網(wǎng)的調峰能力和客觀上的調峰需要之間的矛盾十分尖銳。隨著這兩年開建的電站陸續(xù)投產(chǎn)發(fā)電及國家對宏觀經(jīng)濟的調控和高耗能企業(yè)的限制，低谷時缺乏調峰手段的問題更為突出。因此，電網(wǎng)調峰需求對于應對日趨嚴重的調峰問題具有極其重大的意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現(xiàn)深度削峰填谷作用的可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，由常規(guī)汽輪發(fā)電機組以及與所述的常規(guī)汽輪發(fā)電機組相連的燃氣輪機發(fā)電機組構成，其中，所述的燃氣輪機發(fā)電機組包括有燃燒室和燃氣輪機，所述燃氣輪機的進氣口通過第一管路與燃燒室的出氣端相連，所述燃氣輪機的排氣口通過第二管路連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組中的蒸汽鍋爐，所述的燃氣輪機的驅動輸出端連接發(fā)第一發(fā)電機，還設置有汽動空氣壓縮機汽輪機和壓縮空氣罐，所述的汽動空氣壓縮機汽輪機的傳動軸通過一個汽動空氣壓縮機和第三管路連接所述的壓縮空氣罐的進氣口，所述汽動空氣壓縮機汽輪機的進汽口通過第四管路連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組中的汽輪機的抽汽口，所述汽動空氣壓縮機汽輪機的排汽口通過第五管路連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組中的凝汽器的一個進汽口，所述的壓縮空氣罐的出氣口通過第六管路連接所述的燃燒室的空氣進氣口，所述壓縮空氣罐的進氣口通過第七管路連接電動空氣壓縮機，所述電動空氣壓縮機的驅動輸入端通過導線連接所述的第一發(fā)電機的輸出端。
[0007]所述的汽動空氣壓縮機和電動空氣壓縮機分別各設置有空氣進口。
[0008]所述的燃燒室上設置有燃氣進口。
[0009]所述的第三管路上設置有開關控制閥。
[0010]所述的第四管路上設置有開關控制閥。
[0011 ] 所述的第五管路上設置有開關控制閥。[0012]所述的導線上設置有控制開關。
[0013]本實用新型的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，與常規(guī)燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置相比，具有以下三方面優(yōu)點:1、提高機組額定功率。因常規(guī)燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中，壓氣機耗費功率大(約為燃氣輪機功率的三分之二或更多)，采用壓縮空氣罐取代壓氣機后，在機組負荷高峰期間，由于壓縮空氣罐很少消耗，甚至不消耗機組功率，因此節(jié)省下的壓氣機功率，可使機組輸出功率提高2-3倍；2、加大負荷調節(jié)范圍。采用壓縮空氣罐取代壓氣機后，提高機組輸出功率的同時，也增大了機組的負荷調節(jié)范圍，如同樣單臺功率350麗燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其調峰范圍可由原來的170MW — 350MW擴大到150MW —600MW，從而起到深度削峰調谷的作用。3、裝置整體經(jīng)濟性提高。由于壓縮空氣罐具有儲能作用，在同一比較周期內，發(fā)電裝置平均負荷率會大幅提升，從而提高發(fā)電裝置整體經(jīng)濟性，另外，深度削峰填谷功能的實現(xiàn)，也可相應減少投資建設調峰機組的所需費用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有技術的余熱鍋爐型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的結構示意圖。
[0016]圖中:
[0017]1:汽動空氣壓縮機汽輪機2:壓縮空氣罐
[0018]3:燃燒室4:燃氣輪機
[0019]5:蒸汽鍋爐6:汽輪機
[0020]7:第二發(fā)電機8:凝汽器
[0021]9:凝結水泵10:除氧器
[0022]11:給水泵12:第一發(fā)電機[0023]13:電動空氣壓縮機14:汽動空氣壓縮機
[0024]15:第六管路16:第一管路
[0025]17:第二管路18:管路
[0026]19:管路20:管路
[0027]21:管路22:管路
[0028]23:管路24:第四管路
[0029]25:第五管路26:第三管路
[0030]27:導線28:第七管路
[0031]29:壓氣機30:空氣進口
[0032]31:空氣進口32:空氣進口
[0033]33:燃氣進口34:燃氣進口
【具體實施方式】
[0034]下面結合實施例和附圖對本實用新型的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置做出詳細說明。
[0035]如圖2所示，本實用新型的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，由常規(guī)汽輪發(fā)電機組A以及與所述的常規(guī)汽輪發(fā)電機組A相連的燃氣輪機發(fā)電機組B構成，其中，所述的常規(guī)汽輪發(fā)電機組A包括有:蒸汽鍋爐5，與蒸汽鍋爐5通過管路18連接的汽輪機6，所述汽輪機6的排汽口通過管路19連接的凝汽器8的進汽口，所述凝汽器8的出口通過管路20連接凝結水泵9的進口，所述凝結水泵9的出口通過管路21連接除氧器10的進口，所述除氧器10的出口通過管路22連接給水泵11的進口，所述給水泵11的出口通過管路23連接蒸汽鍋爐5的給水口，所述的汽輪機6的輸出端連接第二發(fā)電機7。
[0036]所述的燃氣輪機發(fā)電機組B包括有:燃燒室3和燃氣輪機4，所述燃氣輪機4的燃氣進口通過第一管路16與燃燒室3出口相連，所述的燃氣輪機4的排氣口通過第二管路17連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組A中的蒸汽鍋爐5，所述的燃氣輪機4的驅動輸出端連接發(fā)第一發(fā)電機12，還設置有汽動空氣壓縮機汽輪機I和壓縮空氣罐2，所述的汽動空氣壓縮機汽輪機I的轉動軸連接一個設置有空氣進口 30的汽動空氣壓縮機14，所述的汽動空氣壓縮機14通過第三管路26連接所述的壓縮空氣罐2的進氣口，所述汽動空氣壓縮機汽輪機I的進汽口通過第四管路24連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組A中的汽輪機6的抽汽口，所述的第四管路24上設置有開關控制閥。所述汽動空氣壓縮機汽輪機I的排汽口通過第五管路25連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組A中的凝汽器8的一個進汽口，所述的第五管路25上設置有開關控制閥。所述的壓縮空氣罐2的出氣口通過第六管路15連接所述的燃燒室3的空氣進氣口，所述的第三管路26上設置有開關控制閥。所述壓縮空氣罐2的進氣口通過第七管路28連接設置有空氣進口 31的電動空氣壓縮機13，所述的第七管路28上設置有開關控制閥，所述的燃燒室3上還設置有燃氣進口 33。所述電動空氣壓縮機13的驅動輸入端通過導線27連接所述的第一發(fā)電機12的輸出端。所述的導線27上設置有控制開關。
[0037]本實用新型的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的工作原理為:在如圖1所示的現(xiàn)有設備基礎上，將常規(guī)壓氣機29用壓縮空氣罐2替換，同時增加了汽動空氣壓縮機14、電動空氣壓縮機13及汽動空氣壓縮機汽輪機I及其附屬管路，這樣整體系統(tǒng)的運行方式就發(fā)生了改變。運行方式分為高峰負荷運行方式和低谷負荷運行方式。高峰負荷運行方式為:首先使用在低谷負荷運行時儲存在壓縮空氣罐內的壓縮空氣，當壓縮空氣罐內的壓縮空氣不足時，再從汽輪機6抽汽至汽動空氣壓縮機汽輪機1，并推動汽動空氣壓縮機汽輪機I工作，以帶動汽動空氣壓縮機工作，增加壓縮空氣罐內的空氣量。當汽動空氣壓縮機14提供的壓縮空氣量仍然不足時，再開啟導線27上的控制開關，啟動電動空氣壓縮機13工作；低谷負荷運行方式為:首先從汽輪機6抽汽至汽動空氣壓縮機汽輪機I，推動汽動空氣壓縮機汽輪機I工作，以帶動汽動空氣壓縮機14工作，增加壓縮空氣罐內空氣量的同時降低第二發(fā)電機7的輸出電量。當該裝置的發(fā)電量仍高于需求側的用電量時，啟動電動空氣壓縮機13,在為下一個高峰負荷儲存壓縮空氣的同時,也降低了第一發(fā)電機12的輸出電量，從而發(fā)揮出深度削峰填谷的功能。
[0038]以上所述，本實用新型中提及的采用汽動空氣壓縮機14及電動空氣壓縮機13為壓縮空氣罐2儲氣動力原，這僅是本實用新型的較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，所有熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型公開的技術范圍內，根據(jù)本實用新型的技術方案及其實用新型的構思加以同等替換或改變的均應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，由常規(guī)汽輪發(fā)電機組(A)以及與所述的常規(guī)汽輪發(fā)電機組(A)相連的燃氣輪機發(fā)電機組(B)構成，其中，所述的燃氣輪機發(fā)電機組(B)包括有燃燒室(3)和燃氣輪機(4)，所述燃氣輪機(4)的進氣口通過第一管路(16)與燃燒室(3)的出氣端相連，所述燃氣輪機(4)的排氣口通過第二管路(17)連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組(A)中的蒸汽鍋爐(5)，所述的燃氣輪機(4)的驅動輸出端連接發(fā)第一發(fā)電機(12)，其特征在于，還設置有汽動空氣壓縮機汽輪機(I)和壓縮空氣罐(2)，所述的汽動空氣壓縮機汽輪機(I)的傳動軸通過一個汽動空氣壓縮機(14)和第三管路(26)連接所述的壓縮空氣罐(2)的進氣口，所述汽動空氣壓縮機汽輪機(I)的進汽口通過第四管路(24)連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組(A)中的汽輪機(6)的抽汽口，所述汽動空氣壓縮機汽輪機(I)的排汽口通過第五管路(25)連接常規(guī)汽輪發(fā)電機組(A)中的凝汽器(8)的一個進汽口，所述的壓縮空氣罐(2)的出氣口通過第六管路(15)連接所述的燃燒室(3)的空氣進氣口，所述壓縮空氣罐(2)的進氣口通過第七管路(28)連接電動空氣壓縮機(13)，所述電動空氣壓縮機(13)的驅動輸入端通過導線(27)連接所述的第一發(fā)電機(12)的輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其特征在于，所述的汽動空氣壓縮機(14)和電動空氣壓縮機(13)分別各設置有空氣進口(30、31)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其特征在于，所述的燃燒室(3 )上設置有燃氣進口( 33 )。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其特征在于，所述的第三管路(26)上設置有開關控制閥。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其特征在于，所述的第四管路(24)上設置有開關控制閥。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其特征在于，所述的第五管路(25)上設置有開關控制閥。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種可增大負荷調節(jié)功能的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，其特征在于，所述的導線(27)上設置有控制開關。
【文檔編號】F02C6/16GK203717128SQ201420109012
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】張宏偉, 楊昆 申請人:華北電力大學