CN113107879A - 一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统 - Google Patents

一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统 Download PDF

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Abstract

一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,包括空冷岛、一次风机、双馈电动机、锅炉、引风机、自然通风冷却塔等。本发明是把一次风机的电动机改为双馈电动机,在各个负荷段上,由双馈电动机调节一次风机的转速,调节一次风机运行工况,调节效率高、可靠性高、可用性强。双馈电动机的调速范围根据一次风机实际运行的精确转速范围设置,而不是0‑100%,避免调节裕量浪费,且造价低。通过基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统实施,可以满足一次风机所有运行需求,提高一次风机在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节安全性,节能潜力巨大。

Description

一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统
技术领域
本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域,具体涉及一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统。
背景技术
近年来,我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长,在役及在建装机容量均已位居世界第一。风电和光伏等新能源为我们提供了大量清洁电力,但另一方面,其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看,我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求,部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。为挖掘火电机组调峰潜力、提升我国火电运行灵活性、提高新能源消纳能力,火电机组需要在宽负荷高频次的负荷变化的工况运行,电厂主要辅机设备例如水泵、风机等设备耗电率大幅提升,根据现场试验数据,当机组调峰至30%负荷时,厂用电率增加至10%左右,供电效率下降明显。一次风机的驱动功率较高,是发电厂内的重要电能消费者。目前在机组变工况时,湿冷机组的一次风机主要通过动叶来调整一次风机的运行工况,以适应湿冷机组的负荷变化,该方法调节缓慢、故障率高,且调节精度低,在未来高频次宽负荷的应用场景下,难以满足机组频繁调节的运行需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,可以满足一次风机所有工况的运行需求,降低厂用电率,提高一次风机在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性,具有巨大节能潜力。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,包括自然通风冷却塔、锅炉、空预器、双馈电动机、一次风机、消音器、引风机、小汽轮机、小凝汽器、小凝结水泵、凝结水泵、小循环水泵、凝汽器和循环水泵;
双馈电动机和一次风机同轴连接,小汽轮机和引风机同轴连接;
消音器的出口连接至一次风机的进口,一次风机的出口分为两路,一路通过空预器连接至锅炉的空气进口,另一路直接连接至锅炉的空气进口,锅炉的烟气出口通过空预器连接至引风机的进口,引风机的出口连接至烟气净化装置;
小汽轮机的乏汽出口连接至小凝汽器的蒸汽进口,小凝汽器的凝结水出口连接至小凝结水泵的进口,小凝结水泵的出口连接至凝汽器的热井凝结水箱,主汽轮机排汽连接至凝汽器的蒸汽进口,凝汽器的凝结水出口通过凝结水泵连接至回热系统;
自然通风冷却塔的循环水出口通过循环水泵分为两路,一路连接至凝汽器的循环水进口,另一路通过小循环水泵连接至小凝汽器的循环水进口,凝汽器的循环水出口和小凝汽器的循环水出口连接至自然通风冷却塔的循环水进口。
本发明进一步的改进在于,小循环水泵的进、出口处设置有小循泵进水阀门和小循泵出水阀门。
本发明进一步的改进在于,循环水泵的进、出口处设置有循泵进水阀门和循泵出水阀门。
本发明进一步的改进在于,一次风机采用双馈电动机驱动;
在各个负荷段上,由双馈电动机调节一次风机的转速,从而调节一次风机运行工况。
本发明进一步的改进在于,一次风机的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动,当双馈电动机的调速功能故障时,双馈电动机继续工频运行,暂时通过动叶来调整一次风机的运行工况,待双馈电动机调速功能恢复正常后,继续由双馈电动机调节一次风机的运行工况。
本发明进一步的改进在于,该系统能够实现湿冷机组一次风机的非变频简易精细化连续调速,双馈电动机的调速范围是根据一次风机实际运行需要的精确的转速范围设置的。
本发明进一步的改进在于,引风机的驱动小汽轮机的乏汽排至小凝汽器冷却凝结后,经小凝结水泵输送至凝汽器的热井凝结水箱,与主汽轮机排汽的凝结水汇合后,一起进入回热系统。
本发明进一步的改进在于,空气被一次风机吸入后称为一次风,一部分经空预器被烟气加热后,称为热一次风,进入锅炉;另一部分直接去锅炉,称为冷一次风。
本发明进一步的改进在于,热烟气从锅炉出来后,经空预器加热一次风后,经引风机去了烟气净化装置,净化后的达标烟气将被排入大气。
本发明进一步的改进在于,循环水从自然通风冷却塔出来后,经循环水泵后分成两部分,一部分直接去凝汽器冷却汽轮机的乏汽,另一部分经小循环水泵去小凝汽器冷却小汽轮机的乏汽,吸热后的循环水进入自然通风冷却塔与空气直接换热冷却。
与现有技术相比,本发明是把一次风机的电动机改为双馈电动机,在各个负荷段上,由双馈电动机调节一次风机的转速,从而调节一次风机运行工况;当双馈电动机调速功能故障时,双馈电动机可以继续工频运行,可以暂时通过动叶调节调整一次风机的运行工况,待双馈电动机调速功能恢复正常后,继续由双馈电动机调节一次风机的运行工况。双馈电动机的调速范围是根据一次风机的实际运行需要的转速范围设置的,而不是0-100%,避免调节裕量浪费,且造价低。本发明的有益效果在于:
(1)可以满足湿冷机组一次风机所有运行状态,提高湿冷机组一次风机在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性,节能潜力巨大。
(2)双馈电动机可以直接调节一次风机的转速,可以实现湿冷机组一次风机的非变频简易精细化连续调速,调节效率高。
(3)相比于一次风机原有的动叶调节或者节流调节,该双馈系统的占地面积很小,且造价低,运行灵活,操作简单,可用性强,可靠性高,调节精度高,调节效率高。
附图说明
图1是本发明一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统示意图。
附图标记说明:
1、自然通风冷却塔,2、锅炉,3、空预器,4、双馈电动机,5、一次风机,6、消音器,7、引风机,8、小汽轮机,9、小凝汽器,10、小凝结水泵,11、凝结水泵,12、小循泵进水阀门,13、小循环水泵,14、小循泵出水阀门,15、凝汽器,16、循泵进水阀门,17、循环水泵,18、循泵出水阀门。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示,本发明提供的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,包括自然通风冷却塔1、锅炉2、空预器3、双馈电动机4、一次风机5、消音器6、引风机7、小汽轮机8、小凝汽器9、小凝结水泵10、凝结水泵11、小循环水泵13、凝汽器15和循环水泵17;双馈电动机4和一次风机5同轴连接,小汽轮机8和引风机7同轴连接;消音器6的出口连接至一次风机5的进口,一次风机5的出口分为两路,一路通过空预器3连接至锅炉2的空气进口,另一路直接连接至锅炉2的空气进口,锅炉2的烟气出口通过空预器3连接至引风机7的进口,引风机7的出口连接至烟气净化装置;小汽轮机8的乏汽出口连接至小凝汽器9的蒸汽进口,小凝汽器9的凝结水出口连接至小凝结水泵10的进口,小凝结水泵10的出口连接至凝汽器15的热井凝结水箱,主汽轮机排汽连接至凝汽器15的蒸汽进口,凝汽器15的凝结水出口通过凝结水泵11连接至回热系统;自然通风冷却塔1的循环水出口通过循环水泵17分为两路,一路连接至凝汽器15的循环水进口,另一路通过小循环水泵13连接至小凝汽器9的循环水进口,凝汽器15的循环水出口和小凝汽器9的循环水出口连接至自然通风冷却塔1的循环水进口。
实施例1
某配置有一次风机的湿冷机组,一次风机靠电动机驱动,变工况下调整运行一次风机的动叶角度来适应机组负荷的变化,该方法调节缓慢、故障率高,且调节精度低,在频繁调节的应用背景下,严重影响了机组的经济运行。
现把一次风机的电动机改为双馈电动机,在各个负荷段上,由双馈电动机调节一次风机的转速,调节一次风机运行工况;当双馈电动机调速功能故障时,双馈电动机可以继续工频运行,可以暂时通过调整动叶角度来适应变工况,待双馈电动机调速功能恢复正常后,继续由双馈电动机调节一次风机的运行工况。双馈电动机的调速范围根据一次风机实际运行的精确转速范围设置,而不是0-100%,避免调节裕量浪费,且造价低。
基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统运行灵活,操作简单,可用性强,可靠性高。
湿冷机组正常运行时,基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统的运行方式。
1、当双馈系统的调速功能正常时,通过双馈电动机4调节一次风机5的运行转速。
2、当双馈系统的调速功能故障时,则双馈电动机4工频运行,可以暂时通过调整一次风机5的动叶角度来适应变工况,待双馈电动机4调速功能恢复正常后,继续由双馈电动机4调节一次风机5的运行工况。
通过基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统实施,可以满足一次风机所有运行需求,提高一次风机在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性,具有巨大节能潜力。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,包括自然通风冷却塔(1)、锅炉(2)、空预器(3)、双馈电动机(4)、一次风机(5)、消音器(6)、引风机(7)、小汽轮机(8)、小凝汽器(9)、小凝结水泵(10)、凝结水泵(11)、小循环水泵(13)、凝汽器(15)和循环水泵(17);
双馈电动机(4)和一次风机(5)同轴连接,小汽轮机(8)和引风机(7)同轴连接;
消音器(6)的出口连接至一次风机(5)的进口,一次风机(5)的出口分为两路,一路通过空预器(3)连接至锅炉(2)的空气进口,另一路直接连接至锅炉(2)的空气进口,锅炉(2)的烟气出口通过空预器(3)连接至引风机(7)的进口,引风机(7)的出口连接至烟气净化装置;
小汽轮机(8)的乏汽出口连接至小凝汽器(9)的蒸汽进口,小凝汽器(9)的凝结水出口连接至小凝结水泵(10)的进口,小凝结水泵(10)的出口连接至凝汽器(15)的热井凝结水箱,主汽轮机排汽连接至凝汽器(15)的蒸汽进口,凝汽器(15)的凝结水出口通过凝结水泵(11)连接至回热系统;
自然通风冷却塔(1)的循环水出口通过循环水泵(17)分为两路,一路连接至凝汽器(15)的循环水进口,另一路通过小循环水泵(13)连接至小凝汽器(9)的循环水进口,凝汽器(15)的循环水出口和小凝汽器(9)的循环水出口连接至自然通风冷却塔(1)的循环水进口。
2.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,小循环水泵(13)的进、出口处设置有小循泵进水阀门(12)和小循泵出水阀门(14)。
3.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,循环水泵(17)的进、出口处设置有循泵进水阀门(16)和循泵出水阀门(18)。
4.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,一次风机(5)采用双馈电动机(4)驱动;
在各个负荷段上,由双馈电动机(4)调节一次风机(5)的转速,从而调节一次风机(5)运行工况。
5.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,一次风机(5)的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动,当双馈电动机(4)的调速功能故障时,双馈电动机(4)继续工频运行,暂时通过动叶来调整一次风机(5)的运行工况,待双馈电动机(4)调速功能恢复正常后,继续由双馈电动机(4)调节一次风机(5)的运行工况。
6.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,该系统能够实现湿冷机组一次风机(5)的非变频简易精细化连续调速,双馈电动机(4)的调速范围是根据一次风机(5)实际运行需要的精确的转速范围设置的。
7.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,引风机(7)的驱动小汽轮机(8)的乏汽排至小凝汽器(9)冷却凝结后,经小凝结水泵(10)输送至凝汽器(15)的热井凝结水箱,与主汽轮机排汽的凝结水汇合后,一起进入回热系统。
8.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,空气被一次风机(5)吸入后称为一次风,一部分经空预器(3)被烟气加热后,称为热一次风,进入锅炉(2);另一部分直接去锅炉(2),称为冷一次风。
9.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,热烟气从锅炉(2)出来后,经空预器(3)加热一次风后,经引风机(7)去烟气净化装置,净化后的达标烟气将被排入大气。
10.根据权利要1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次风机系统,其特征在于,循环水从自然通风冷却塔(1)出来后,经循环水泵(17)后分成两部分,一部分直接去凝汽器(15)冷却汽轮机的乏汽,另一部分经小循环水泵(13)去小凝汽器(9)冷却小汽轮机(9)的乏汽,吸热后的循环水进入自然通风冷却塔(1)与空气直接换热冷却。
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