CN113217130B - 一种基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法 - Google Patents

一种基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法，包括以下步骤：考虑凝结水调频过程中凝结水的流量变化对除氧器水位及凝汽器热井水位的影响，计算机组凝结水变化流量Q以及机组调频过程中凝结水容积累计变化量V；当电网发出负荷调频指令时，则调整除氧器上水调门或者凝泵的频率，使得从凝汽器热井流经1号低加、2号低加、3号低加及4号低加进入除氧器的凝结水流量的变化量为Q，同时持续T时间后，凝汽器热井中凝结水的累计容积的变化量为V，该方法能够保证机组在具备凝结水调频能力的基础上安全稳定运行。

Description

一种基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法
技术领域
本发明属于火力发电技术调频调峰领域，涉及一种基于凝结水调频 的除氧器和凝汽器热井容量选取方法。
背景技术
新能源在为我们提供大量清洁电力同时，也给电网的安全运行和电 力供应保障带来了巨大挑战。目前，国内绝大多数汽轮发电机组是通过 高压调节阀节流来实现调频，由于对蒸汽的节流是一种不可逆的损失， 因此造成机组运行经济性的下降，对于采用节流调节方式的汽轮机来说， 这种下降更为显著。
各种辅助功率调节技术的研究一直是有关科学技术人员关注的焦点。 凝结水节流是通过快速改变凝结水流量，实现低加抽汽量相应改变，进 而使得在汽轮机低压缸做功的蒸汽量发生变化、机组短时输出功率变化， 其技术本质是利用除氧器蓄能实现机组负荷短时变化。凝结水调频是众 多调频手段中，是对机组改动最小，经济性影响最小的技术路线之一。 当前，凝结水节流已在多台节流配汽汽轮机上得到应用。
然而凝结水调频过程中，凝结水流量的较大幅度波动不可避免的会 引起除氧器水位和凝汽器热井水位的波动，而传统机组在设计阶段并没 有考虑该工况运行，因此除氧器和凝汽器热井会频繁出现高、低水位报 警，影响机组运行安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于凝结 水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法，该方法能够保证机组在具 备凝结水调频能力的基础上安全稳定运行。
为达到上述目的，本发明所述的基于凝结水调频的除氧器和凝汽器 热井容量选取方法包括以下步骤：
考虑凝结水调频过程中凝结水的流量变化对除氧器水位及凝汽器热 井水位的影响，计算机组凝结水变化流量Q以及机组调频过程中凝结水 容积累计变化量V；
当电网发出负荷调频指令时，则调整除氧器上水调门或者凝泵的频 率，使得从凝汽器热井流经1号低加、2号低加、3号低加及4号低加进 入除氧器的凝结水流量的变化量为Q，同时持续T时间后，凝汽器热井 中凝结水的累计容积的变化量为V。
凝结水变化流量Q为：
Figure BDA0002981142020000021
其中，ΔH为变负荷量，r为低压加热器的序号，n为压力最高一级 低压加热器的序号，tr为第r级加热器出口凝结水焓值，t0为第1级加 热器入口凝结水焓值，ηr为第r级加热器抽汽效率。
第r级加热器抽汽效率ηr为：
Figure BDA0002981142020000022
其中，Hr为加热器r对应的抽汽等效焓降，qr为1kg抽汽在加热器 r中的放热量。
机组调频过程凝结水容积累计变化量V为：
Figure BDA0002981142020000031
其中，为机组调频过程持续时间，ρ为凝结水密度。
当电网发出升负荷调频指令时，则降低除氧器的上水调门或者凝泵 的频率，使得从凝汽器热井流经1号低加、2号低加、3号低加及4号低 加进入除氧器的凝结水流量的减少量为Q，同时持续T时间后，凝汽器 热井中凝结水的累计容积的增加量为V。
当电网发出降负荷调频指令时，则增加除氧器的上水调门或者凝泵 的频率，使得从凝汽器热井流经1号低加、2号低加、3号低加及4号低 加进入除氧器的凝结水流量的增加量为Q，同时持续T时间后，凝汽器 热井中凝结水的累计容积的减少量为V。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法 在具体操作时，考虑凝结水调频过程中凝结水的流量变化对除氧器水位 及凝汽器热井水位的影响，计算机组凝结水变化流量Q以及机组调频过 程中凝结水容积累计变化量V，保证机组在凝结水调频频繁动作时，不 会出现水位频繁超限报警，同时保证机组在具备凝结水调频能力的基础 上安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为汽轮机低压缸、2为发电机、3为电网、4为除氧器、5 为上水调门、6为4号低加、7为3号低加、8为2号低加、9为1号低 加、10为凝泵、11为凝汽器热井。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容 量选取方法包括以下步骤：
考虑凝结水调频过程中凝结水的流量变化对于除氧器水位和凝汽器 热井水位的影响，计算凝结水变化流量Q为：
Figure BDA0002981142020000041
其中，ΔH为变负荷量，r为低压加热器的序号，n为压力最高一级 低压加热器的序号，tr为第r级加热器出口凝结水焓值，t0为第1级加 热器入口凝结水焓值，ηr为第r级加热器抽汽效率。
第r级加热器抽汽效率ηr为：
Figure BDA0002981142020000042
其中，Hr为加热器r对应的抽汽等效焓降，qr为1kg抽汽在加热器 r中的放热量。
机组调频过程凝结水容积累计变化量V为：
Figure BDA0002981142020000043
其中，T为机组调频过程持续时间，ρ为凝结水密度；
在工作时，当电网3发出升负荷调频指令为ΔH时，通过降低除氧器 4上水调门5的开度或者凝泵10的频率，将从凝汽器热井11流经1号 低加9、2号低加8、3号低加7及4号低加6进入除氧器4的凝结水流 量降低Q，以减少从汽轮机低压缸1的抽汽量，增加发电机2的出力。 持续时间为T，则凝汽器热井11中凝结水的累计容积增加为V，对应的 除氧器4中凝结水的累计容积减少为V，以保证在凝结水调频升负荷过 程中，除氧器4水位不出现低水位报警，凝汽器热井11水位不出现高水 位报警，保证机组在凝结水调频过程中安全稳定运行。
当电网3发出降负荷调频指令为ΔH时，通过增大除氧器4上水调门 5的开度或者凝泵10的频率，将从凝汽器热井11流经1号低加9、2号 低加8、3号低加7、4号低加6进入除氧器4的凝结水流量增加Q，以 增加从汽轮机低压缸1的抽汽量，减少发电机2的出力，持续时间为T， 则凝汽器热井11中凝结水的累计容积减少为V，对应的除氧器4中凝结 水的累计容积增加为V，以保证在凝结水调频降负荷过程中，除氧器4 水位不出现高水位报警，凝汽器热井11水位不出现低水位报警，保证机 组在凝结水调频过程中安全稳定运行。
本发明可以保证机组在凝结水调频频繁动作时，不会出现水位频繁 超限报警，保证机组在的安全稳定运行。

Claims (3)

1.一种基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法，其特征在于，包括以下步骤：
考虑凝结水调频过程中凝结水的流量变化对除氧器水位及凝汽器热井水位的影响，计算机组凝结水变化流量Q以及机组调频过程中凝结水容积累计变化量V；
当电网发出负荷调频指令时，则调整除氧器(4)的上水调门(5)或者凝泵的频率，使得从凝汽器热井(11)流经1号低加(9)、2号低加(8)、3号低加(7)及4号低加(6)进入除氧器(4)的凝结水流量的变化量为Q，同时持续T时间后，凝汽器热井(11)中凝结水的累计容积的变化量为V；
凝结水变化流量Q为：
Figure FDA0003968257460000011
其中，ΔH为变负荷量，r为低压加热器的序号，n为压力最高一级低压加热器的序号，tr为第r级加热器出口凝结水焓值，t0为第1级加热器入口凝结水焓值，ηr为第r级加热器抽汽效率；
第r级加热器抽汽效率ηr为：
Figure FDA0003968257460000012
其中，Hr为加热器r对应的抽汽等效焓降，qr为1kg抽汽在加热器r中的放热量；
机组调频过程凝结水容积累计变化量V为：
Figure FDA0003968257460000013
其中，T为机组调频过程持续时间，ρ为凝结水密度。
2.根据权利要求1所述的基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法，其特征在于，当电网(3)发出升负荷调频指令时，则降低除氧器(4)的上水调门(5)或者凝泵(10)的频率，使得从凝汽器热井(11)流经1号低加(9)、2号低加(8)、3号低加(7)及4号低加(6)进入除氧器(4)的凝结水流量的减少量为Q，同时持续T时间后，凝汽器热井(11)中凝结水的累计容积的增加量为V。
3.根据权利要求1所述的基于凝结水调频的除氧器和凝汽器热井容量选取方法，其特征在于，当电网(3)发出降负荷调频指令时，则增加除氧器(4)的上水调门(5)或者凝泵(10)的频率，使得从凝汽器热井(11)流经1号低加(9)、2号低加(8)、3号低加(7)及4号低加(6)进入除氧器(4)的凝结水流量的增加量为Q，同时持续T时间后，凝汽器热井(11)中凝结水的累计容积的减少量为V。
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