CN106640237B - 一种提高火电纯凝机组灵活性的系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高火电纯凝机组灵活性的系统及其运行方法。对于火电纯凝机组，挖掘其机组调峰潜力至关重要，目前还无该类技术。本发明包括锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、给水泵、主蒸汽管、冷再热蒸汽管和热再热蒸汽管，其特点是：还包括减温减压装置A、减温减压装置B、主蒸汽旁路、热再热蒸汽旁路、蒸汽管支路A和蒸汽管支路B，主蒸汽旁路的两端分别连接在主蒸汽管和冷再热蒸汽管上，减温减压装置A安装在主蒸汽旁路上，减温减压装置B通过蒸汽管支路A与除氧器连接，减温减压装置B通过蒸汽管支路B和凝汽器连接，减温减压装置B通过热再热蒸汽旁路和热再热蒸汽管连接。本发明设计合理，能实现纯凝机组负荷调峰。

Description

一种提高火电纯凝机组灵活性的系统及其运行方法

技术领域

本发明属于火电厂机组灵活性提升领域，具体涉及一种提高火电纯凝机组灵活性的系统及其运行方法，尤其适用于需快速响应负荷变化的火电厂纯凝机组。

背景技术

目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例。截止2012年底，我国已有44.8GW的风电装机容量。但是风电具有很强的随机性、间歇性、不可控性及反调峰特性，这就逐渐增大了火电机组进行电网调峰的难度。为了能有效的消纳新能源资源，国家逐渐加大了火电机组调峰的政策性要求，如国家能源局东北监管局关于印发《东北电力调峰辅助服务市场监管办法（试行）》及其补充规定要求要提升清洁能源消纳空间，同时规定了“阶梯式”补偿机制，根据调峰率分三档补偿价格，即第一档：48%<火电厂调峰率≤55%，补偿价为0.4元/kWh；第二档：55%<火电厂调峰率≤60%，补偿价为0.4～0.6元/kWh；第三档：火电厂调峰率>60%，补偿价为0.6～0.8元/kWh。

由此可见，国家政策正逐步加大对火电机组调峰能力的补偿力度。对于火电纯凝机组，挖掘其机组调峰潜力，提升机组灵活性，对电网消纳风电等新能源起到至关重要的作用。因此，如何采取有效措施提升火电机组的灵活性，成为了人们关注的热点之一。公开日为2011年01月19日，公开号为CN101950964A的中国专利中，公开的一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统及调度方法，也没能真正实现提升机组灵活性的功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理，性能可靠，有利于实现纯凝机组负荷调峰的提高火电纯凝机组灵活性的系统及其运行方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该提高火电纯凝机组灵活性的系统包括锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低压回热系统、除氧器、给水泵、高压回热系统、主蒸汽管、冷再热蒸汽管和热再热蒸汽管，所述锅炉通过主蒸汽管和热再热蒸汽管与汽轮机连接，所述汽轮机通过冷再热蒸汽管与锅炉连接，所述汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低压回热系统、除氧器、给水泵、高压回热系统和锅炉依次连接，其结构特点在于：还包括减温减压装置A、减温减压装置B、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、主蒸汽旁路、热再热蒸汽旁路、蒸汽管支路A和蒸汽管支路B，所述主蒸汽旁路的两端分别连接在主蒸汽管和冷再热蒸汽管上，所述阀门B、减温减压装置A和阀门C依次安装在主蒸汽旁路上，所述减温减压装置B通过蒸汽管支路A与除氧器连接，所述阀门F安装在蒸汽管支路A上，所述减温减压装置B通过蒸汽管支路B和凝汽器连接，所述阀门E安装在蒸汽管支路B上，所述减温减压装置B通过热再热蒸汽旁路和热再热蒸汽管连接，所述阀门D安装在热再热蒸汽旁路上。

作为优选，本发明还包括阀门A，所述阀门A安装在主蒸汽管上。

作为优选，本发明还包括阀门H，所述阀门H安装在热再热蒸汽管上。

一种所述的提高火电纯凝机组灵活性的系统的运行方法，其特点在于：所述运行方法的步骤如下：

当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节给水泵使其流量增大或流量减小，此时应保证锅炉的汽包、除氧器和凝汽器的水位在允许的最低限和最高限之间，重复利用汽包、除氧器和凝汽器的蓄放热能力实现机组负荷的快速响应；或者，调节凝结水泵使其流量增大或流量减小，此时应保证锅炉汽包、除氧器和凝汽器的水位在允许的最低限和最高限之间，重复利用汽包、除氧器和凝汽器的蓄放热能力实现机组负荷的快速响应；

当纯凝机组负荷长时间升高或降低时，通过增加或减少锅炉的蒸发量来满足机组负荷的变化；若锅炉的蒸发量无法继续减小时，打开主蒸汽旁路，主蒸汽通过减温减压装置A进行减温减压后进入冷再热蒸汽管，经锅炉再热后，由热再热蒸汽旁路经减温减压装置B进行减温减压后，通过蒸汽管支路B进入凝汽器，利用凝汽器的对外散热量来实现机组负荷的响应；和/或，通过蒸汽管支路A进入除氧器，利用除氧器的蓄热能力来实现机组负荷的响应。

作为优选，本发明当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节给水泵使其流量增大或流量减小，其中的流量减小包括关闭流量。

作为优选，本发明当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节凝结水泵使其流量增大或流量减小，其中的流量减小包括关闭流量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，性能可靠，通过合理的设计实现火电纯凝机组灵活性提升；运用了本发明之后，可以实现火电机组的深度调峰能力，切实满足电网对机组调峰的需求，具有较高的实际运用价值。

附图说明

图1是本发明实施例中提高火电纯凝机组灵活性的系统的结构示意图。

图中：1—锅炉、2—汽轮机、3—凝汽器、4—凝结水泵、5—低压回热系统、6—除氧器、7—给水泵、8—高压回热系统、9—减温减压装置A、10—减温减压装置B、11—阀门A、12—阀门B、13—阀门C、14—阀门D、15—阀门E、16—阀门F、17—主蒸汽管、18—主蒸汽旁路、19—冷再热蒸汽管、20—热再热蒸汽管、21—热再热蒸汽旁路、22—阀门H、23—蒸汽管支路A、24—蒸汽管支路B。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的提高火电纯凝机组灵活性的系统包括锅炉1、汽轮机2、凝汽器3、凝结水泵4、低压回热系统5、除氧器6、给水泵7、高压回热系统8、减温减压装置A9、减温减压装置B10、阀门A11、阀门B12、阀门C13、阀门D14、阀门E15、阀门F16、主蒸汽管17、主蒸汽旁路18、冷再热蒸汽管19、热再热蒸汽管20、热再热蒸汽旁路21、阀门H22、蒸汽管支路A23和蒸汽管支路B24。

本实施例中的锅炉1通过主蒸汽管17和热再热蒸汽管20与汽轮机2连接，阀门A11安装在主蒸汽管17上，阀门H22安装在热再热蒸汽管20上，汽轮机2通过冷再热蒸汽管19与锅炉1连接。汽轮机2、凝汽器3、凝结水泵4、低压回热系统5、除氧器6、给水泵7、高压回热系统8和锅炉1依次连接。

本实施例中的主蒸汽旁路18的两端分别连接在主蒸汽管17和冷再热蒸汽管19上，阀门B12、减温减压装置A9和阀门C13依次安装在主蒸汽旁路18上，减温减压装置B10通过蒸汽管支路A23与除氧器6连接，阀门F16安装在蒸汽管支路A23上，减温减压装置B10通过蒸汽管支路B24和凝汽器3连接，阀门E15安装在蒸汽管支路B24上，减温减压装置B10通过热再热蒸汽旁路21和热再热蒸汽管20连接，阀门D14安装在热再热蒸汽旁路21上。

本实施例中的提高火电纯凝机组灵活性的系统的运行方法的步骤如下。

当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节给水泵7使其流量增大或流量减小（直至关闭流量），此时应保证锅炉1的汽包、除氧器6和凝汽器3的水位在允许的最低限和最高限之间，重复利用汽包、除氧器6和凝汽器3的蓄放热能力实现机组负荷的快速响应；或者，调节凝结水泵4使其流量增大或流量减小（直至关闭流量），此时应保证锅炉1汽包、除氧器6和凝汽器3的水位在允许的最低限和最高限之间，重复利用汽包、除氧器6和凝汽器3的蓄放热能力实现机组负荷的快速响应。

当纯凝机组负荷长时间升高或降低时，通过增加或减少锅炉1的蒸发量来满足机组负荷的变化；若锅炉1的蒸发量无法继续减小时，打开主蒸汽旁路18，主蒸汽通过减温减压装置A9进行减温减压后进入冷再热蒸汽管19，经锅炉1再热后，由热再热蒸汽旁路21经减温减压装置B10进行减温减压。然后，通过蒸汽管支路B24进入凝汽器3，利用凝汽器3的对外散热量来实现机组负荷的响应；和/或，通过蒸汽管支路A23进入除氧器6，利用除氧器6的蓄热能力来实现机组负荷的响应。

本发明合理设计了提升火电纯凝机组灵活性的系统和操作方法，运用本发明后，可以充分发挥纯凝机组的调峰能力，增强机组对电网负荷的响应，为电网消纳风电等新能源提供的广阔的空间，因此，具有较高的实际运用价值。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种提高火电纯凝机组灵活性的系统，包括锅炉（1）、汽轮机（2）、凝汽器（3）、凝结水泵（4）、低压回热系统（5）、除氧器（6）、给水泵（7）、高压回热系统（8）、主蒸汽管（17）、冷再热蒸汽管（19）和热再热蒸汽管（20），所述锅炉（1）通过主蒸汽管（17）和热再热蒸汽管（20）与汽轮机（2）连接，所述汽轮机（2）通过冷再热蒸汽管（19）与锅炉（1）连接，所述汽轮机（2）、凝汽器（3）、凝结水泵（4）、低压回热系统（5）、除氧器（6）、给水泵（7）、高压回热系统（8）和锅炉（1）依次连接，其特征在于：还包括减温减压装置A（9）、减温减压装置B（10）、阀门B（12）、阀门C（13）、阀门D（14）、阀门E（15）、阀门F（16）、主蒸汽旁路（18）、热再热蒸汽旁路（21）、蒸汽管支路A（23）和蒸汽管支路B（24），所述主蒸汽旁路（18）的两端分别连接在主蒸汽管（17）和冷再热蒸汽管（19）上，所述阀门B（12）、减温减压装置A（9）和阀门C（13）依次安装在主蒸汽旁路（18）上，所述减温减压装置B（10）通过蒸汽管支路A（23）与除氧器（6）连接，所述阀门F（16）安装在蒸汽管支路A（23）上，所述减温减压装置B（10）通过蒸汽管支路B（24）和凝汽器（3）连接，所述阀门E（15）安装在蒸汽管支路B（24）上，所述减温减压装置B（10）通过热再热蒸汽旁路（21）和热再热蒸汽管（20）连接，所述阀门D（14）安装在热再热蒸汽旁路（21）上。

2.根据权利要求1所述的提高火电纯凝机组灵活性的系统，其特征在于：还包括阀门A（11），所述阀门A（11）安装在主蒸汽管（17）上。

3.根据权利要求1所述的提高火电纯凝机组灵活性的系统，其特征在于：还包括阀门H（22），所述阀门H（22）安装在热再热蒸汽管（20）上。

4.一种如权利要求1～3任一权利要求所述的提高火电纯凝机组灵活性的系统的运行方法，其特征在于：所述运行方法的步骤如下：

当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节给水泵（7）使其流量增大或流量减小，此时应保证锅炉（1）的汽包、除氧器（6）和凝汽器（3）的水位在允许的最低限和最高限之间，重复利用汽包、除氧器（6）和凝汽器（3）的蓄放热能力实现机组负荷的快速响应；或者，调节凝结水泵（4）使其流量增大或流量减小，此时应保证锅炉（1）汽包、除氧器（6）和凝汽器（3）的水位在允许的最低限和最高限之间，重复利用汽包、除氧器（6）和凝汽器（3）的蓄放热能力实现机组负荷的快速响应；

当纯凝机组负荷长时间升高或降低时，通过增加或减少锅炉（1）的蒸发量来满足机组负荷的变化；若锅炉（1）的蒸发量无法继续减小时，打开主蒸汽旁路（18），主蒸汽通过减温减压装置A（9）进行减温减压后进入冷再热蒸汽管（19），经锅炉（1）再热后，由热再热蒸汽旁路（21）经减温减压装置B（10）进行减温减压后，通过蒸汽管支路B（24）进入凝汽器（3），利用凝汽器（3）的对外散热量来实现机组负荷的响应；和/或，通过蒸汽管支路A（23）进入除氧器（6），利用除氧器（6）的蓄热能力来实现机组负荷的响应。

5.根据权利要求4所述的提高火电纯凝机组灵活性的系统的运行方法，其特征在于：当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节给水泵（7）使其流量增大或流量减小，其中的流量减小包括关闭流量。

6.根据权利要求4所述的提高火电纯凝机组灵活性的系统的运行方法，其特征在于：当纯凝机组负荷快速降低或升高时，调节凝结水泵（4）使其流量增大或流量减小，其中的流量减小包括关闭流量。