CN113294220A - 一种发电机组的调负荷方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发电机组的调负荷方法及装置。该方法包括：确定凝结水的目标流量，其中，凝结水具体为：从凝汽器经由换热器流入至除氧器的水；根据目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量；根据加热蒸汽的目标流量，调节发电机组的蒸汽出口的流量。因此在确定凝结水的目标流量之后，利用该目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，能够确定加热蒸汽的目标流量，进而调节发电机组蒸汽出口的流量。而通过对发电机组蒸汽出口流量的调节，能够调节发电机组内部用于带动汽轮机发电的蒸汽量，从而实现对发电机组负荷的调节。

Description

一种发电机组的调负荷方法及装置

技术领域

本申请涉及热工技术领域，尤其涉及一种发电机组的调负荷方法及装置。

背景技术

在燃煤发电的过程中，高温蒸汽通过发电机组的蒸汽入口进入机组内部，进而带动汽轮机进行发电。然而，实际的用电需求通常会动态变化，因此需要实现对发电机组的负荷的调节。

发明内容

本申请实施例所提供的一种发电机组的调负荷方法及装置，能够用于解决现有技术中的问题。

本申请实施例提供了一种发电机组的调负荷方法，发电系统包括凝汽器、换热器、除氧器和发电机组，其中，所述发电机组中设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述换热器的加热蒸汽入口连接，所述方法包括：

确定凝结水的目标流量，其中，所述凝结水具体为：从凝汽器经由换热器流入至除氧器的水；

根据所述目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量；

根据加热蒸汽的目标流量，调节所述发电机组的蒸汽出口的流量。

优选的，所述换热器具体包括：低压加热器；以及，

所述发电机组的蒸汽出口具体包括：低压蒸汽出口。

优选的，所述方法还包括：

对所述凝汽器的水位进行监控；

根据监控结果对所述凝汽器进行补水。

优选的，根据监控结果对所述凝汽器进行补水，具体包括：

当所监控到的水位低于第一警戒水位时，以第一流量对所述凝汽器进行补水；或，

当所监控到的水位低于第二警戒水位时，以第二流量对所述凝汽器进行补水，其中，所述第二警戒水位低于所述第一警戒水位，以及所述第二流量大于所述第一流量。

优选的，所述方法还包括：

对所述除氧器和所述凝汽器的水位进行监控；

通过所监控到的凝汽器水位和除氧器水位确定加权水位；

利用所述加权水位对所述凝汽器进行补水。

优选的，所述方法还包括：

对换热器的水位进行监控；

根据监控结果控制所述换热器的疏水流量。

优选的，所述方法还包括：

对所述除氧器的水位进行监控；

通过监控结果确定所述除氧器上水调节阀的开度。

本申请实施例还提供了一种发电机组的调负荷装置，发电系统包括凝汽器、换热器、除氧器和发电机组，其中，所述发电机组中设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述换热器的加热蒸汽入口连接，所述装置包括：

第一确定单元，确定凝结水的目标流量，其中，所述凝结水具体为：从凝汽器经由换热器流入至除氧器的水；

第二确定单元，根据所述目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量；

调节单元，根据加热蒸汽的目标流量，调节所述发电机组的蒸汽出口的流量。

优选的，所述换热器具体包括：低压加热器；以及，

所述发电机组的蒸汽出口具体包括：低压蒸汽出口。

优选的，所述装置还包括：凝汽器监控补水单元，对所述凝汽器的水位进行监控，并根据监控结果对所述凝汽器进行补水。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

采用本申请实施例所提供的调负荷方法，在确定凝结水的目标流量之后，利用该目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，能够确定加热蒸汽的目标流量，进而调节发电机组蒸汽出口的流量。而通过对发电机组蒸汽出口流量的调节，能够调节发电机组内部用于带动汽轮机发电的蒸汽量，从而实现对发电机组负荷的调节。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所提供的发电系统的具体结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的调负荷方法的具体流程示意图；

图3为本申请实施例所提供的调负荷装置的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如前所示，高温蒸汽通过发电机组的蒸汽入口进入机组内部，进而带动汽轮机进行发电。然而，实际的用电需求通常会动态变化，因此需要实现对发电机组的负荷的调节。

基于此，本申请实施例提供了一种发电机组的调负荷方法，能够用于解决现有技术中的问题。

首先可以结合图1所示，对本申请实施例所提供的调负荷方法，所针对的发电系统的结构进行说明。该发电系统可以包括凝汽器10、换热器20、除氧器30、锅炉40和发电机组50。

其中，该发电机组50中设置有蒸汽出口，并且该蒸汽出口与换热器20中的加热蒸汽入口连接。这样使得，发电机组50内部的蒸汽能够从该蒸汽出口流出，并作为加热蒸汽从换热器20的加热蒸汽入口流入至换热器20内部。而凝结水从凝汽器10的出水口流出，并通过换热器20的入水口流入至换热器20，该凝结水在换热器20中与加热蒸汽进行换热，从而对凝结水进行加热，并通过该加热来回收加热蒸汽中的热量。加热之后的凝结水从换热器20的出水口流出，进而流入至除氧器30中进行除氧，经过除氧之后的凝结水流入至锅炉40，并通过该锅炉40加热得到高温蒸汽，该高温蒸汽通过发电机组50的蒸汽入口进入机组内部，进而带动汽轮机进行发电。

结合上述发电系统的结构，这里可以进一步说明本申请实施例所提供的调负荷方法，如图2所示为该调负荷方法的具体步骤：

步骤S101：确定凝结水的目标流量。

步骤S102：根据凝结水的目标流量，以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量。

步骤S103：根据加热蒸汽的目标流量，调节发电机组的蒸汽出口的流量。

在本申请中，该预设对应关系通常可以反映出凝结水流量与加热蒸汽流量之间的正相关性，比如凝结水流量增大时，加热蒸汽流量也增大，或凝结水流量减小时，加热蒸汽流量也减小。

可以预先设置凝结水流量与加热蒸汽流量的对应关系(即上述的预设对应关系)，该预设对应关系通常可以通过测试或经验公式来获得，比如通过多次试验测试，确定凝结水流量与加热蒸汽流量在满足某种对应关系时，能够最大程度的回收加热蒸汽中的热量，此时可以将该对应关系作为上述的预设对应关系。比如，该预设对应关系可以为分段函数的形式，当凝结水流量处于X1～X2的区间时，对应的热蒸汽流量为Y1，或当凝结水流量处于X2～X3的区间时，对应的热蒸汽流量为Y2，或当凝结水流量处于X3～X4的区间时，对应的热蒸汽流量为Y3等。

这里并不对预设对应关系的形式，以及确定该预设对应关系的方式进行限定，通常只需要能够利用该预设对应关系，确定的凝结水流量或加热蒸汽流量，从而尽可能回收加热蒸汽中的热量即可。

采用本申请实施例所提供的调负荷方法，在确定凝结水的目标流量之后，利用该目标流量以及上述的预设对应关系，能够确定加热蒸汽的目标流量，进而调节发电机组蒸汽出口的流量。而通过对发电机组蒸汽出口流量的调节，能够调节发电机组内部用于带动汽轮机发电的蒸汽量，从而实现对发电机组负荷的调节。

比如，当需要增大发电机组的负荷时，可以降低凝结水的目标流量，进而降低通过加热蒸汽入口，流入至换热器内部的加热蒸汽的目标流量，并根据加热蒸汽的目标流量调节发电机组蒸汽出口的流量，使得发电机组蒸汽出口的流量降低，在发电机组蒸汽入口流量不变的情况下，也使得发电机组内部用于带动汽轮机发电的蒸汽量增大，从而增大了发电机组的负荷；相反，当需要降低发电机组的负荷时，可以增大凝结水的目标流量，进而增大通过加热蒸汽入口，流入至换热器内部的加热蒸汽的目标流量，并根据加热蒸汽的目标流量调节发电机组蒸汽出口的流量，使得发电机组蒸汽出口的流量增大，在发电机组蒸汽入口流量不变的情况下，也使得发电机组内部用于带动汽轮机发电的蒸汽量降低，从而降低了发电机组的负荷。

因此，通常可以根据实际用电需求的变化，确定凝结水的目标流量。上述提到，当需要增大发电机组的负荷(此时实际用电需求增大)时，可以降低凝结水的目标流量，而对于将该目标流量具体降低至多少，可以根据经验公式或其他方式来确定，当然也可以采用小梯度逐步下降的方式，将凝结水的目标流量逐渐降低，该方式能够更将平稳的进行过渡；当然，当需要降低发电机组的负荷(此时实际用电需求减小)时，可以增大凝结水的目标流量，而对于将该目标流量具体增加至多少，也可以采用经验公式或其他方式来确定，当然也可以采用小梯度逐步增大的方式，将凝结水的目标流量逐渐增大，从而进行平稳过渡。

在实际应用中，还可以直接调节发电机组蒸汽入口的开度，进而调节进入机组内部的高温蒸汽的流量，以实现对发电机组的负荷的调节。该调节方式中，当需要增大发电机组的负荷时，可以增大该蒸汽入口的开度，使高温蒸汽的流量增大，实现负荷的增大；或者，当需要降低发电机组的负荷时，可以减小蒸汽入口的开度，使高温蒸汽的流量减小，以实现负荷的降低。

相对于本申请中，例如步骤S101～步骤S103所提供的调节方式，这种直接调节发电机组蒸汽入口开度的方式，可能会导致热量的损失。比如，当需要降低发电机组的负荷时，由于减小发电机组蒸汽入口的开度，会导致锅炉所生成的高温蒸汽由于过剩而浪费；而本申请中的调节方式中，可以通过增大凝结水的流量，最终增大发电机组蒸汽出口的流量，从而可以在不调整发电机组蒸汽入口开度的情况下，减少发电机组内部用于带动汽轮机发电的蒸汽量，而从发电机组蒸汽出口所流出的蒸汽作为加热蒸汽进入换热器，与凝结水进行换热，从而对热量进行回收。

当然在实际应用中，还可以结合调节发电机组蒸汽入口开度的方式，以及本申请的方式，从而进行发电机组负荷的调节。比如当需要增大发电机组的负荷时，可以直接增大发电机组蒸汽入口的开度，并降低凝结水的流量(最终降低发电机组蒸汽出口的流量)，或者当需要降低发电机组的负荷时，可以直接减小发电机组蒸汽入口的开度，并增大凝结水的流量(最终增大发电机组蒸汽出口的流量)，通过将两种调节方式相结合，可以在对发电机组的负荷进行快速调节的基础上，还进一步降低热量的损失。

在上述步骤S103中提到，根据加热蒸汽的目标流量，调节发电机组的蒸汽出口的流量。由于实际应用中该发电机组的蒸汽出口，可以只与换热器的加热蒸汽入口连接，此时换热器的加热蒸汽入口的加热蒸汽目标流量，与发电机组的蒸汽出口的流量相等(或基本相等)，因此可以将发电机组蒸汽出口的流量直接调整为该目标流量，当然考虑到加热蒸汽在管道中会出现冷凝现象，也可以将发电机组蒸汽出口的流量直接调整为略大于该目标流量。

当发电机组的蒸汽出口连接多个换热器的加热蒸汽入口，或发电机组的蒸汽出口除连接换热器的加热蒸汽入口外，还连接其他装置时，根据加热蒸汽的目标流量，调节发电机组的蒸汽出口的流量，可以结合发电机组蒸汽出口的蒸汽在不同管道的流量分配情况，以及该目标流量，来调节发电机组的蒸汽出口的流量。比如，发电机组蒸汽出口的蒸汽，有30％流入该换热器的加热蒸汽入口，在确定该换热器的加热蒸汽入口的目标流量后，可以将该目标流量除以30％得到的流量，确定为发电机组蒸汽出口的流量。

在实际应用中，发电机组通常可以有多个蒸汽出口，从而导出不同参数(这些参数包括压力、温度等)的蒸汽，比如高压蒸汽、低压蒸汽等。比如，高温蒸汽从发电机组的蒸汽入口进入发电机组内部之后，带动汽轮机进行发电，而用于发点之后的蒸汽(称之为高压蒸汽)由于压力还相对较高，并且温度也相对较高，因此还含有较多的能量，可以进一步用于其它的汽轮机的发电，而这些蒸汽在进行多轮发电之后，压力、温度等参数降低(称之为低压蒸汽)，所含有的能量也相对较低，此时可以从蒸汽出口排出，并最终用于换热器中对凝结水的加热。在该过程中，排出低压蒸汽的蒸汽出口具体为低压蒸汽出口，低压蒸汽出口所排出的低压蒸汽流入至换热器，用于对凝结水进行加热，该换热器具体作为低压加热器。

需要说明的是，由于凝结水目标流量的大小通常会对凝汽器、换热器和除氧器的水位造成影响。比如当凝结水的目标流量过大时，可能会造成凝汽器的水位过低，从而影响凝汽器的正常运行；当然，当凝结水的目标流量过大时，还可能会造成换热器和除氧器的水位过高，影响它们的正常运行；或者，当凝结水的目标流量过小时，可能会造成凝汽器的水位过高，而换热器和除氧器的水位过低。

因此本申请实施例所提供的调负荷方法还可以包括：对凝汽器的水位进行监控，并根据监控结果对凝汽器进行补水。

比如，当监控结果为凝汽器的水位处于正常水位时，可以不用对凝汽器进行补水，其中，该正常水位可以是高于第一警戒水位的水位；而当监控结果为，所监控到的水位低于第一警戒水位时，以第一流量对凝汽器进行补水，或者当监控结果为，当所监控到的水位低于第二警戒水位时，以第二流量对所述凝汽器进行补水，其中，第二警戒水位低于第一警戒水位，并且第二流量大于第一流量。

也就是说，将凝汽器的水位划分为三个区间，高于第一警戒水位为正常水位(称之为区间一)，此时可以不进行补水；水位处于低于第一警戒水位并且高于第二警戒水位的区间(称之为区间二)，以第一流量进行补水；水位处于低于第二警戒水位的区间(称之为区间三)，以第二流量进行补水。

比如，可以在该凝汽器中设置正常补水系统和危及补水系统，当水位处于区间一时，不用开启正常补水系统和危及补水系统；当水位处于区间二时，开启正常补水系统；当水位处于区间三时，开启正常补水系统和危及补水系统。

通常还可以同时对除氧器和凝汽器的水位进行监控，并通过所监控到的凝汽器水位和除氧器水位，计算加权平均值，从而得到加权水位，利用该加权水位对凝汽器进行补水。该方式中由于同时考虑了凝汽器水位和除氧器水位，因此也能够实现进行补水，从而调节凝汽器的水位。

另外，利用该加权水位对凝汽器进行补水时，也可以设定一个或两个警戒水位，比如设置第三警戒水位和/或第四警戒水位，当该加权水位高于第三警戒水位时，不进行补水；或者，当该加权水位低于第三警戒水位，并且高于第四警戒水位时，以第三流量进行补水；或者，当该加权水位低于第四警戒水位时，以第四流量进行补水，其中，第四警戒水位低于第三警戒水位，并且第四流量大于第三流量。

当然也可以对换热器的水位进行监控，并根据监控结果控制换热器的疏水流量。在实际应用中，换热器除通过出水口连接除氧器之外，还可以设置一个或多个疏水口，用于通过疏水口的开启、关闭或开度大小的调节，以调节疏水流量的大小，进而换热器的水位。

比如，当监控到换热器的水位高于高警戒水位时，说明此时水位过高，可以增大疏水流量；或，当监控到换热器的水位低于低警戒水位时，说明此时水位过低，可以降低疏水流量，甚至于关闭各个疏水口；或者，当监控到换热器的水位低于高警戒水位，并且高于低警戒水位时，说明此时水位正常，可以不用进行处理。

当然，如果监控结果为换热器的水位变化过快，比如水位的增长过快，此时也可以增大疏水流量；或者如果监控结果为换热器的水位下降过快，此时也可以降低疏水流量，这样通过监控水位变化速度，来提前对水位进行控制，避免水位高于高警戒水位或低于低警戒水位

当然，还可以单独对除氧器的水位进行监控，并根据监控结果控制除氧器上水调节阀的开度，其中，除氧器中的上水调节阀设置于除氧器的进水口，因此能够通过上水调节阀的开度大小，来控制进入除氧器的凝结水的量，进而空气除氧器的水位。

基于与本申请实施例所提供的调负荷方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种发电机组的调负荷装置，也能够用于解决现有技术中的问题。其中，发电系统包括凝汽器、换热器、除氧器和发电机组，其中，所述发电机组中设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述换热器的加热蒸汽入口连接。如图3所示，该调负荷装置300包括：第一确定单元301、第二确定单元302和调节单元303，其中：

第一确定单元301，确定凝结水的目标流量，其中，所述凝结水具体为：从凝汽器经由换热器流入至除氧器的水；

第二确定单元302，根据所述目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量；

调节单元303，根据加热蒸汽的目标流量，调节所述发电机组的蒸汽出口的流量。

由于该调负荷装置300采用与本申请实施例所提供的调负荷方法相同的发明构思，因此也能够解决现有技术中的问题，这里对此不在赘述。另外，对于该调负荷装置300的描述，如有不清楚之处，可以参考上述的调负荷方法中的内容。

上述的换热器可以具体包括：低压加热器；发电机组的蒸汽出口可以具体包括：低压蒸汽出口。

该调负荷装置300还可以包括：凝汽器监控补水单元，对所述凝汽器的水位进行监控，并根据监控结果对所述凝汽器进行补水。其中，根据监控结果对所述凝汽器进行补水，可以具体包括：当所监控到的水位低于第一警戒水位时，以第一流量对所述凝汽器进行补水；或，当所监控到的水位低于第二警戒水位时，以第二流量对所述凝汽器进行补水，其中，所述第二警戒水位低于所述第一警戒水位，以及所述第二流量大于所述第一流量。

该调负荷装置300还可以包括：凝汽器和除氧器监控补水单元，对所述除氧器和所述凝汽器的水位进行监控，并通过所监控到的凝汽器水位和除氧器水位确定加权水位；利用所述加权水位对所述凝汽器进行补水。

该调负荷装置300还可以包括：换热器监控疏水单元，对换热器的水位进行监控，并根据监控结果控制所述换热器的疏水流量。

该调负荷装置300还可以包括：除氧器监控上水单元，对所述除氧器的水位进行监控；通过监控结果确定所述除氧器上水调节阀的开度。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种发电机组的调负荷方法，其特征在于，发电系统包括凝汽器、换热器、除氧器和发电机组，其中，所述发电机组中设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述换热器的加热蒸汽入口连接，所述方法包括：

确定凝结水的目标流量，其中，所述凝结水具体为：从凝汽器经由换热器流入至除氧器的水；

根据所述目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量；

根据加热蒸汽的目标流量，调节所述发电机组的蒸汽出口的流量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换热器具体包括：低压加热器；以及，

所述发电机组的蒸汽出口具体包括：低压蒸汽出口。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述凝汽器的水位进行监控；

根据监控结果对所述凝汽器进行补水。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据监控结果对所述凝汽器进行补水，具体包括：

当所监控到的水位低于第一警戒水位时，以第一流量对所述凝汽器进行补水；或，

当所监控到的水位低于第二警戒水位时，以第二流量对所述凝汽器进行补水，其中，所述第二警戒水位低于所述第一警戒水位，以及所述第二流量大于所述第一流量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述除氧器和所述凝汽器的水位进行监控；

通过所监控到的凝汽器水位和除氧器水位确定加权水位；

利用所述加权水位对所述凝汽器进行补水。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对换热器的水位进行监控；

根据监控结果控制所述换热器的疏水流量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述除氧器的水位进行监控；

通过监控结果确定所述除氧器上水调节阀的开度。

8.一种发电机组的调负荷装置，其特征在于，发电系统包括凝汽器、换热器、除氧器和发电机组，其中，所述发电机组中设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述换热器的加热蒸汽入口连接，所述装置包括：

第一确定单元，确定凝结水的目标流量，其中，所述凝结水具体为：从凝汽器经由换热器流入至除氧器的水；

第二确定单元，根据所述目标流量以及凝结水流量与加热蒸汽流量的预设对应关系，确定加热蒸汽的目标流量；

调节单元，根据加热蒸汽的目标流量，调节所述发电机组的蒸汽出口的流量。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热器具体包括：低压加热器；以及，

所述发电机组的蒸汽出口具体包括：低压蒸汽出口。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：凝汽器监控补水单元，对所述凝汽器的水位进行监控，并根据监控结果对所述凝汽器进行补水。

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