CN109827166A - 一种电厂热力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火力发电领域，公开了一种电厂热力系统，该电厂热力系统包括除氧器、低压加热装置、凝汽器；除氧器、低压加热装置和凝汽器依次连通；还包括：凝结水水箱；凝结水水箱的热水端设有高温排水管路和高温进水管路，凝结水水箱的冷水端设有低温排水管路和低温进水管路；高温排水管路与除氧器的进水口连通，高温进水管路与除氧器的排水口连通，低温排水管路与凝汽器的进水口连通，低温进水管路与低压加热装置的排水口连通。本发明通过增设凝结水水箱，在凝结水水箱内设置对应的高温排水管路、高温进水管路、低温排水管路和低温进水管路，以通过控制各管路的状态调节维持电网稳定，增强电厂热力系统的调峰能力及其负荷响应的速率。

Description

一种电厂热力系统

技术领域

本发明涉及火力发电领域，特别涉及一种电厂热力系统。

背景技术

用电用户的用电负荷是随时间变化而变化的，同时电能的无法存储，也给电厂的调峰运行增加了难度。这就要求电厂做到用户需要多少电，电厂就应该发多少电。通常为了保证电网供电稳定，发电厂通常根据电网负荷的变化同步发出相匹配的电量的调节称为电力调峰。

目前国内调峰功能主要还由火电厂来完成，但现有的火电机组调峰能力有限，为了维持电网稳定，火电机组正在向电力调节型电源转变，在这样的背景下，对火电机组提出了两方面的要求：一方面是需要增强现有火电机组的调峰能力；另一方面则需要火电机组具有快速负荷响应的能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种电厂热力系统，以解决现有火电机组调峰及负荷相应能力较差的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种电厂热力系统，包括：除氧器、低压加热装置和凝汽器，所述除氧器、所述低压加热装置和所述凝汽器依次连通，还包括：凝结水水箱；所述凝结水水箱的热水端设有高温排水管路和高温进水管路，所述凝结水水箱的冷水端设有低温排水管路和低温进水管路；所述高温排水管路与所述除氧器的进水口连通，所述高温进水管路与所述除氧器的排水口连通，所述低温排水管路与所述凝汽器的进水口连通，所述低温进水管路与所述低压加热装置的排水口连通。

进一步地，所述高温排水管路中设有第一阀门和第一水泵，所述高温进水管路中设有第二阀门和第二水泵，所述低温排水管路中设有第三阀门和第三水泵，所述低温进水管路中设有第四阀门。

进一步地，所述凝结水水箱包括：冷水箱和热水箱；所述热水箱连接有所述高温排水管路和所述高温进水管路，所述冷水箱连接有所述低温排水管路和所述低温进水管路；所述热水箱的排水口通过所述高温排水管路与所述除氧器的进水口连通，所述热水箱的进水口通过所述高温进水管路与所述除氧器的排水口连通；所述冷水箱的排水口通过所述低温排水管路与所述凝汽器的进水口连通，所述冷水箱的进水口通过所述低温进水管路与所述低压加热装置的排水口连通。

进一步地，还包括：锅炉、高压缸、中压缸、低压缸和发电机；所述高压缸、所述中压缸、所述低压缸和所述发电机依次串接，所述锅炉通过第一主蒸汽管道与所述高压缸连通，所述锅炉通过第二主蒸汽管道与所述中压缸连通，所述中压缸通过第三主蒸汽管道与所述低压缸连通。

进一步地，还包括：高压加热装置；所述高压加热装置包括：第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器；所述第一高压加热器、所述第二高压加热器和所述第三高压加热器逐级串接，所述第三高压加热器的疏水段与所述除氧器的高加疏水口连通，所述第三高压加热器的给水段与所述除氧器的排水口连通。

进一步地，所述第一高压加热器和所述第二高温加热器均与所述高压缸的抽气口连通，所述第三高压加热器与所述中压缸的抽气口连通。

进一步地，所述低压加热装置包括：第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器、第四低压加热器和轴封加热器；所述第一低压加热器、所述第二低压加热器、所述第三低压加热器、所述第四低压加热器和所述轴封加热器逐级串接，且所述轴封加热器与所述凝汽器的低加回水口连通，所述第一低压加热器的疏水段与所述除氧器的低加疏水口连通。

进一步地，所述第二低压加热器、所述第三低压加热器和所述第四低压加热器均与所述低压缸的抽气口连通，所述第一低压加热器与所述中压缸的抽气口连通。

进一步地，所述高压缸内的转子与所述中压缸内的转子通过第一联轴器连接；所述中压缸内的转子与所述低压缸内的转子通过第二联轴器连接；所述低压缸内的转子通过第三联轴器与所述发电机的转子连接。

进一步地，所述凝结水水箱内设有上布水器和下布水器，所述高温排水管路和所述高温进水管路均与所述上布水器连通，所述低温排水管路和所述低温进水管路均与所述下布水器连通。

(三)有益效果

本发明提供一种电厂热力系统，通过增设凝结水水箱，配合在凝结水水箱内设置对应的高温排水管路、高温进水管路、低温排水管路和低温进水管路，在用电负荷下降时，通过打开低温排水管路和高温进水管路，关闭低温进水管路和高温排水管路，来降低电厂热力系统的发电量。在用电负荷上升时，通过打开低温进水管路和高温排水管路，关闭低温排水管路和高温进水管路，来增加电厂热力系统的发电量，以持电网稳定，增强电厂热力系统的调峰能力及其负荷响应的速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的电厂热力系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的电厂热力系统的结构示意图；

其中，1：凝结水水箱；2：凝汽器；3：除氧器；4：锅炉；5：高压缸；6：中压缸；7：低压缸；8：发电机；11：高温排水管路；12：高温进水管路；13：低温排水管路；14：低温进水管路；15：热水箱；16：冷水箱；21：第一高压加热器；22：第二高压加热器；23：第三高压加热器；24：第一低压加热器；25：第二低压加热器；26：第三低压加热器；27：第四低压加热器；28：轴封加热器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电厂热力系统，如图1所示，该电厂热力系统包括：除氧器3、低压加热装置、凝汽器2和凝结水水箱1。除氧器3、低压加热装置和凝汽器2依次连通。低压加热装置用于提高给水温度，除氧器3用于除去锅炉给水中的氧气及其他气体。凝结水水箱1的热水端设有高温排水管路11和高温进水管路12，凝结水水箱1的冷水端设有低温排水管路13和低温进水管路14。其中，高温排水管路11与除氧器3的进水口连通，高温进水管路12与除氧器3的排水口连通，低温排水管路13与凝汽器2的进水口连通，低温进水管路14与低压加热装置的排水口连通。

该电厂热力系统在工作过程中，在用电负荷下降时，可打开低温排水管路13和高温进水管路12，通过凝汽器2的水量增加，在保证各级加热凝结水升温基本保持不变的情况下，抽汽量增加，增加的这部分凝结水进入除氧器3后，关闭低温进水管路14和高温排水管路11，将该部分被加热的凝结水送入凝结水水箱1中储存起来，从而降低电厂热力系统的发电量，使该电厂热力系统与用电量完成匹配。

同理，在用电负荷上升时，可打开低温进水管路14和高温排水管路11，关闭低温排水管路13和高温进水管路12，减少了进入低压加热装置的凝结水流量，减少了抽汽，凝结水水箱1中的热水送入除氧器3的进水口，使得进入除氧器3的凝结水量维持不变，来增加电厂热力系统的发电量，完成电厂热力系统与用电量的匹配。

本实施例中，该凝结水水箱1为冷热斜温层单罐结构，凝结水水箱1内设有上布水器和下布水器，高温排水管路11和高温进水管路12均与上布水器连通，低温排水管路13和低温进水管路14均与下布水器连通。当采用单罐方式同时储存冷热水时，在热水与冷水靠近的区域会形成一定的温度梯度，即冷水的温度在一定的高度范围内过渡到热水的温度，这个温度变化的区域称为斜温层。凝结水水箱1利用冷热水之间存在斜温层的原理，实现一个罐同时存储冷热水的功能。当热水进出时，通过上布水器均匀进出热水区域。冷水进出时，通过下布水器均匀进出冷水区域。

其中，高温排水管路11、高温进水管路12、低温排水管路13和低温进水管路14的管路上均设有对应的阀门和水泵。具体地，高温排水管路11上设有第一阀门和第一水泵，高温进水管路12上设有第二阀门和第二水泵，低温排水管路13上设有第三阀门和第三水泵，低温进水管路14上设有第四阀门。

本实施例中，该电厂热力系统还包括：锅炉4、高压缸5、中压缸6、低压缸7和发电机8。高压缸5、中压缸6、低压缸7和发电机8依次串接，锅炉4通过第一主蒸汽管道与高压缸5连通，锅炉4通过第二主蒸汽管道与中压缸6连通，中压缸6通过第三主蒸汽管道与低压缸7连通。高压缸5内的转子与中压缸6内的转子通过第一联轴器连接，中压缸6内的转子与低压缸7内的转子通过第二联轴器连接，低压缸7内的转子通过第三联轴器与发电机8的转子连接，以使锅炉4产生的高温高压蒸汽配合发电机8进行发电。

在用电负荷下降时，启动第三水泵、打开第三阀门，关闭第二阀门，在保证各级加热凝结水升温基本保持不变的情况下，低压缸7各级抽汽量增加，增加的这部分凝结水进入除氧器3后，启动第二水泵、打开第二阀门，关闭第一阀门、关闭第一水泵，将该部分被加热的凝结水送入热水罐中储存起来，从而降低电厂热力系统的发电量，使该电厂热力系统与用电量完成匹配。在用电负荷上升时，关闭第三水泵、第三阀门，关闭第二水泵、第二阀门，启动第一水泵、打开第一阀门，打开第四阀门。这时候进入低加系统的部分凝结水进入冷水罐，减少了进入低加的凝结水流量，减少了低压缸7抽汽，增加了低压缸7发电量，同时为了使进入除氧器3的凝结水量维持不变，启动第一水泵，打开第一阀门，将热水罐中的热水送入除氧器3入口。

需要说明的是，与现有技术相比，本实施例提供的电厂热力系统，可实现机组AGC(Automatic Gain Control，自动发电控制)负荷调节速度达到每分钟2.5％-3％的额定负荷，且机组调峰能力增加额定负荷的5％左右。

本实施例中，该电厂热力系统还包括高压加热装置，高压加热装置逐级直流，包括：第一高压加热器21、第二高压加热器22和第三高压加热器23。第一高压加热器21、第二高压加热器22和第三高压加热器23逐级串接，第三高压加热器23的疏水段与除氧器3的高加疏水口连通。第三高压加热器23的给水段与除氧器3的排水口连通，为便于给水流入锅炉4，第三高压加热器23的给水段与除氧器3的排水口之间还设置有给水泵。其中，第一高压加热器21和第二高温加热器22均与高压缸5的抽气口连通，第三高压加热器23与中压缸6的抽气口连通。

同理，本实施例中，低压加热装置也逐级直流，包括：第一低压加热器24、第二低压加热器25、第三低压加热器26、第四低压加热器27和轴封加热器28。第一低压加热器24、第二低压加热器25、第三低压加热器26、第四低压加热器27和轴封加热器28逐级串接，轴封加热器28用于回收轴封漏汽并利用其热量来加热凝结水，且轴封加热器28与凝汽器2的低加回水口连通，第一低压加热器24的疏水段与除氧器3的低加疏水口连通。其中，第二低压加热器25、第三低压加热器26和第四低压加热器27均与低压缸7的抽气口连通，第一低压加热器24与中压缸6的抽气口连通。

此外，低温进水管路14与轴封加热器28出口管路连通，保证进入轴封加热器28的凝结水量不减少，避免了由于轴封加热器28冷却能力下降，轴封漏气等蒸汽不能被冷却的问题。且为使凝汽器2中的冷凝水更好的流入低压加热装置，轴封加热器28和凝汽器2的排水口之间还可设置低加疏水泵。

本发明实施例提供一种电厂热力系统，通过增设凝结水水箱，配合在凝结水水箱内设置对应的高温排水管路、高温进水管路、低温排水管路和低温进水管路，在用电负荷下降时，通过打开低温排水管路和高温进水管路，关闭低温进水管路和高温排水管路，来降低电厂热力系统的发电量。在用电负荷上升时，通过打开低温进水管路和高温排水管路，关闭低温排水管路和高温进水管路，来增加电厂热力系统的发电量，以持电网稳定，增强电厂热力系统的调峰能力及其负荷响应的速率。

基于上述实施例，在一个优选的实施例中，如图2所示，该电厂热力系统包括：除氧器3、低压加热装置、凝汽器2和凝结水水箱1。除氧器3、低压加热装置和凝汽器2依次连通。高压加热装置和低压加热装置用于提高给水温度，除氧器3用于除去锅炉给水中的氧气及其他气体。凝结水水箱1的热水端设有高温排水管路11和高温进水管路12，凝结水水箱1的冷水端设有低温排水管路13和低温进水管路14。其中，高温排水管路11与除氧器3的进水口连通，高温进水管路12与除氧器3的排水口连通，低温排水管路13与凝汽器2的进水口连通，低温进水管路14与低压加热装置的排水口连通。

本实施例中的凝结水水箱1采用冷热双水罐结构，包括：冷水箱16和热水箱15。热水箱15连接有高温排水管路11和高温进水管路12，冷水箱16连接有低温排水管路13和低温进水管路14。热水箱15的排水口通过高温排水管路11与除氧器3的进水口连通，热水箱15的进水口通过高温进水管路12与除氧器3的排水口连通。冷水箱16的排水口通过低温排水管路13与凝汽器2的进水口连通，冷水箱16的进水口通过低温进水管路14与低压加热装置的排水口连通。单个水罐上下热应力小，冷热水分开存储，避免了冷热水出现混合后整体温度的降低的问题。

该电厂热力系统在工作过程中，在用电负荷下降时，可打开低温排水管路13和高温进水管路12，通过凝汽器2的水量增加，在保证各级加热凝结水升温基本保持不变的情况下，各级抽汽量增加，增加的这部分凝结水进入除氧器3后，关闭低温进水管路14和高温排水管路11，将该部分被加热的凝结水送入凝结水水箱1中储存起来，从而降低电厂热力系统的发电量，使该电厂热力系统与用电量完成匹配。

同理，在用电负荷上升时，可打开低温进水管路14和高温排水管路11，关闭低温排水管路13和高温进水管路12，减少了进入低压加热装置的凝结水流量，减少了抽汽，凝结水水箱1中的热水送入除氧器3的进水口，使得进入除氧器3的凝结水量维持不变，来增加电厂热力系统的发电量，完成电厂热力系统与用电量的匹配。

其中，高温排水管路11、高温进水管路12、低温排水管路13和低温进水管路14的管路上均设有对应的阀门和水泵。具体地，高温排水管路11上设有第一阀门和第一水泵，高温进水管路12上设有第二阀门和第二水泵，低温排水管路13上设有第三阀门和第三水泵，低温进水管路14上设有第四阀门。

在用电负荷下降时，启动第三水泵、打开第三阀门，关闭第二阀门，在保证各级加热凝结水升温基本保持不变的情况下，低压缸7各级抽汽量增加，增加的这部分凝结水进入除氧器3后，启动第二水泵、打开第二阀门，关闭第一阀门、关闭第一水泵，将该部分被加热的凝结水送入热水罐中储存起来，从而降低电厂热力系统的发电量，使该电厂热力系统与用电量完成匹配。在用电负荷上升时，关闭第三水泵、第三阀门，关闭第二水泵、第二阀门，启动第一水泵、打开第一阀门，打开第四阀门。这时候进入低加系统的部分凝结水进入冷水罐，减少了进入低加的凝结水流量，减少了低压缸7抽汽，增加了低压缸7发电量，同时为了使进入除氧器3的凝结水量维持不变，启动第一水泵，打开第一阀门，将热水罐中的热水送入除氧器3入口。

更加具体的结构请参阅图1相关的文字描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供一种电厂热力系统，通过增设凝结水水箱，配合在凝结水水箱内设置对应的高温排水管路、高温进水管路、低温排水管路和低温进水管路，在用电负荷下降时，通过打开低温排水管路和高温进水管路，关闭低温进水管路和高温排水管路，来降低电厂热力系统的发电量。在用电负荷上升时，通过打开低温进水管路和高温排水管路，关闭低温排水管路和高温进水管路，来增加电厂热力系统的发电量，以持电网稳定，增强电厂热力系统的调峰能力及其负荷响应的速率。此外，区别于上述实施例，本实施例采用双罐结构，虽然设备投入上较单罐大，但运行方式灵活，单个水罐上下热应力小，冷热水分开存储，避免了冷热水出现混合后整体温度的降低的问题。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电厂热力系统，包括：除氧器、低压加热装置和凝汽器，所述除氧器、所述低压加热装置和所述凝汽器依次连通，其特征在于，还包括：凝结水水箱；所述凝结水水箱的热水端设有高温排水管路和高温进水管路，所述凝结水水箱的冷水端设有低温排水管路和低温进水管路；所述高温排水管路与所述除氧器的进水口连通，所述高温进水管路与所述除氧器的排水口连通，所述低温排水管路与所述凝汽器的进水口连通，所述低温进水管路与所述低压加热装置的排水口连通。

2.根据权利要求1所述的电厂热力系统，其特征在于，所述高温排水管路中设有第一阀门和第一水泵，所述高温进水管路中设有第二阀门和第二水泵，所述低温排水管路中设有第三阀门和第三水泵，所述低温进水管路中设有第四阀门。

3.根据权利要求1所述的电厂热力系统，其特征在于，所述凝结水水箱包括：

冷水箱和热水箱；所述热水箱连接有所述高温排水管路和所述高温进水管路，所述冷水箱连接有所述低温排水管路和所述低温进水管路；

所述热水箱的排水口通过所述高温排水管路与所述除氧器的进水口连通，所述热水箱的进水口通过所述高温进水管路与所述除氧器的排水口连通；所述冷水箱的排水口通过所述低温排水管路与所述凝汽器的进水口连通，所述冷水箱的进水口通过所述低温进水管路与所述低压加热装置的排水口连通。

4.根据权利要求1所述的电厂热力系统，其特征在于，还包括：

锅炉、高压缸、中压缸、低压缸和发电机；所述高压缸、所述中压缸、所述低压缸和所述发电机依次串接，所述锅炉通过第一主蒸汽管道与所述高压缸连通，所述锅炉通过第二主蒸汽管道与所述中压缸连通，所述中压缸通过第三主蒸汽管道与所述低压缸连通。

5.根据权利要求4所述的电厂热力系统，其特征在于，还包括：高压加热装置；所述高压加热装置包括：

第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器；所述第一高压加热器、所述第二高压加热器和所述第三高压加热器逐级串接，所述第三高压加热器的疏水段与所述除氧器的高加疏水口连通，所述第三高压加热器的给水段与所述除氧器的排水口连通。

6.根据权利要求5所述的电厂热力系统，其特征在于，所述第一高压加热器和所述第二高温加热器均与所述高压缸的抽气口连通，所述第三高压加热器与所述中压缸的抽气口连通。

7.根据权利要求4所述的电厂热力系统，其特征在于，所述低压加热装置包括：

第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器、第四低压加热器和轴封加热器；所述第一低压加热器、所述第二低压加热器、所述第三低压加热器、所述第四低压加热器和所述轴封加热器逐级串接，且所述轴封加热器与所述凝汽器的低加回水口连通，所述第一低压加热器的疏水段与所述除氧器的低加疏水口连通。

8.根据权利要求7所述的电厂热力系统，其特征在于，所述第二低压加热器、所述第三低压加热器和所述第四低压加热器均与所述低压缸的抽气口连通，所述第一低压加热器与所述中压缸的抽气口连通。

9.根据权利要求4所述的电厂热力系统，其特征在于，所述高压缸内的转子与所述中压缸内的转子通过第一联轴器连接；所述中压缸内的转子与所述低压缸内的转子通过第二联轴器连接；所述低压缸内的转子通过第三联轴器与所述发电机的转子连接。

10.根据权利要求1所述的电厂热力系统，其特征在于，所述凝结水水箱内设有上布水器和下布水器，所述高温排水管路和所述高温进水管路均与所述上布水器连通，所述低温排水管路和所述低温进水管路均与所述下布水器连通。