CN113339196A - 一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,包括四台H型风力发电机、两台1号Y型风力发电机、两台2号Y型风力发电机、输电线和锅炉厂房屋顶,H型风力发电机布置方案包括:H型风力发电机、输电线和锅炉厂房屋顶;Y型风力发电机布置方案包括:1号Y型风力发电机、2号Y型风力发电机、输电线和锅炉厂房屋顶,所有风力发电机均直接安装在锅炉厂房屋顶上,并通过输电线相连,本发明提供的两种风力发电机的布置方案,利用电厂锅炉的高度优势,不需要过高的塔架,将高处强劲的风能转化为电能,产生的电能通过电厂的输变电系统可直接并入电网,大大提高的电厂的经济性。

Description

一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式
技术领域
本发明属于风力发电领域,特别涉及一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,仅适用于锅炉建筑高度较高的电厂,而且锅炉厂房屋顶为正方形的情况。
背景技术
风能是一种清洁无公害的可再生能源,利用风力发电非常环保,而且风能蕴量巨大,日益受到世界各国的重视,但是由于风力发电不稳定,风能难以充分利用,导致我国部分地区弃风现象严重,对于如何高效充分地利用风能对我国的可再生清洁能源发展起着十分重要的作用。
电厂普遍远离市区,风能资源丰富,并且电厂锅炉的建筑高度较高,而高处的风力更加强劲,但是并没有得到充分地利用。利用电厂建筑的高度优势通过高处的强劲的风能发电有利于提高电厂的经济效益,因此一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式成为本领域的迫切需求之一。
发明内容
针对目前电厂还未利用建筑物的高度优势通过常规风力发电的问题,本发明提供了一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其目的是利用电厂建筑物的高度优势通过高处的风能发电,并将风力发电产生的电能通过电厂的输变电系统直接送入电网,节省建设塔架和输电设施等的开支,而且节省用地,也节省了征地费用,提高电厂的经济效益。
为了达到上述目的,本发明所采用的一个的技术方案是:
一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式包括H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7、2号Y型风力发电机b8、输电线9和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10。
H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8均安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10,锅炉厂房屋顶10为正方形,安装方式为常规固定方式,在此不赘述。锅炉厂房屋顶10分别安装4台同型号风力发电机,即有两种布置方式:H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3和H型风力发电机d4安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10;1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10。所述H型风力发电机布置方案与Y型风力发电机布置方案的风力发电机的布置位置相同,均将4台风力发电机安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘均为1m。H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8均与输电线9连接,四根输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集,然后连接燃煤电厂输变电系统。燃煤电厂的输变电系统系常规设备,在此不做赘述。
所述H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3和H型风力发电机d4均为同一型号的风力发电机,而且塔架高度均为10m,叶片长8m。1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8均为同一型号的风力发电机,叶片长8m,仅塔架高度不同,其中1号Y型风力发电机a5和1号Y型风力发电机b6的塔架高度为15m,2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8的塔架高度为12m。
H型风力发电机布置方案包括:H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、输电线9和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10,H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3和H型风力发电机d4布置在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘均为1m。H型风力发电机a1和H型风力发电机c3安装在锅炉厂房屋顶10的一对角上,H型风力发电机b2和H型风力发电机d4安装在锅炉厂房屋顶10的另一对角上,其中每台H型风力发电机接出一根输电线9,四根输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集。
Y型风力发电机布置方案包括:1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8布置在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘均为1m。1号Y型风力发电机a5和1号Y型风力发电机b6分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的一对角,2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的另一对角,相邻的两台Y型风力发电机高度不同,而对角的两台Y型风力发电机高度相同,这样在保证相邻叶片之间不碰撞的前提下尽可能延长风力发电机的叶片的长度,每台Y型风力发电机接出一根输电线9,四根输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集。
考虑到Y型风力发电机风轮的朝向需随风向的变动而改变,为保证相邻的两台Y型风力发电机的调向回转装置在转动时,风轮之间不会发生碰撞,所以对锅炉厂房屋顶10的尺寸也有相应的要求:锅炉厂房屋顶10为正方形,其边长不宜短于Y型风力发电机叶片长度的两倍(16m)加上安装余量(安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘分别均1m),共计18m,即锅炉厂房屋顶10的边长大于18m。
若需要4台H型风力发电机同时工作,应该4台H型风力发电机同时启动并稳定运行,要求4台H型风力发电机工作时的转速保持一致;若需要4台H型风力发电机停止工作时,应该4台H型风力发电机同时停止。若需要2台H型风力发电机工作,应该保证对角线上的2台H型风力发电机同时工作,禁止1台或3台H型风力发电机工作。
若需要4台Y型风力发电机同时工作,先启动2台1号Y型风力发电机,待2台1号Y型风力发电机稳定运行后再启动2台2号Y型风力发电机,按塔架高度由低到高顺次启动Y型风力发电机,有利于整个系统的稳定,并且2台1号Y型风力发电机工作时的转速时刻保持一致,2台2号Y型风力发电机工作时的转速时刻保持一致;Y型风力发电机停止工作时,先停止2台2号Y型风力发电机,待2台2号Y型风力发电机完全停稳后再停止2台1号Y型风力发电机,按塔架高度由高到低顺次停止Y型风力发电机,有利于整个系统的稳定;若需要2台Y型风力发电机工作,可以2台1号Y型风力发电机同时工作或启停,也可以2台2号Y型风力发电机同时工作或启停,不能1台1号Y型风力发电机或1台2号Y型风力发电机单独工作。
上述的启停方法与工作方式配合风力发电机的四角对称布置可以保证燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的受力平衡,防止锅炉厂房房顶的金属框架发生形变。
所述的两种安装方案的输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集后直接接入电厂的输变电系统,将风机产生的电能直接并入电网,提高电厂的经济效益。
综上所述的设计方案有以下优点:①高处相对于低处的风力的比较强劲,而电厂锅炉厂房的建筑高度较高,建筑顶部有非常丰富的风力资源,目前还未有相应的风力发电机,本发明可以充分利用锅炉厂房顶部丰富的风力资源。②将风力发电机安装在锅炉厂房屋顶,因为锅炉厂房具有一定的建筑高度,所以风力发电机不需要过高的塔架而节省的设备投资,也节省土地资源。③采用四角对称布置可以平衡风力发电机在工作时产生的振动,减少风力发电机对锅炉厂房的影响。④针对不同的布置方案采用合理的启停和运行方式,进一步减少风力发电机对锅炉厂房的影响,而且提高了设备工作的稳定性。⑤风力发电机产生的电能通过电厂的输变电系统直接并入电网,而常规风力发电还需要配备专门的输变电系统及电网,本装置则节省了输变电系统的投资,提高了电厂的经济性。
本专利创新性的风力发电机的布置和运行方式保证风力发电的可靠高效输出,增加燃煤电厂的经济效益,即使燃煤电厂限负荷运行,可以根据风力发电量减少燃煤发电的燃煤量,磨煤机、水泵和送引风机等辅机的负荷减少,厂用电降低,设备的磨损减轻,在取得经济效益的同时,污染物的排放降低,环保效益明显,而且节省了土地资源,进一步提升电厂的经济效益。
附图说明
图1为电厂锅炉顶部H型风力发电机布置方案的三维结构示意图;
图2为电厂锅炉顶部Y型风力发电机布置方案的三维结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
本发明为一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,包括H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7、2号Y型风力发电机b8、输电线9和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10。
H型风力发电机布置方案包括:H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、输电线9和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10;Y型风力发电机布置方案包括:1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7、2号Y型风力发电机b8、输电线9和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10。H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8均安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10上,锅炉厂房屋顶10为正方形。
所述H型风力发电机布置方案与Y型风力发电机布置方案的风力发电机的布置位置相同,均将4台风力发电机安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘均为1m。H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3、H型风力发电机d4、1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8均与输电线9连接,四根输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集,然后连接燃煤电厂的输变电系统。
所述H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3和H型风力发电机d4的塔架高度均为10m,叶片长均为8m;1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8均为同一型号的风力发电机,叶片长均为8m,仅塔架高度不同,其中1号Y型风力发电机a5和1号Y型风力发电机b6的塔架高度为15m,2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8的塔架高度为12m。
参考图1,H型风力发电机a1、H型风力发电机b2、H型风力发电机c3和H型风力发电机d4布置在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘均为1m(图中粗线框表示锅炉厂房屋顶10边缘、细线框无实际意义,仅为方便表示H型风力发电机的安装位置)。H型风力发电机a1和H型风力发电机c3安装在锅炉厂房屋顶10的一对角上,H型风力发电机b2和H型风力发电机d4安装在锅炉厂房屋顶10的另一对角上,其中每台H型风力发电机接一根输电线9,四根输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集。
参考图2,1号Y型风力发电机a5、1号Y型风力发电机b6、2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8布置在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘均为1m(图中粗线框表示锅炉厂房屋顶10边缘、细线框无实际意义,仅为方便表示Y型风力发电机的安装位置)。1号Y型风力发电机a5和1号Y型风力发电机b6分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的一对角,2号Y型风力发电机a7和2号Y型风力发电机b8分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的另一对角,相邻的两台Y型风力发电机高度不同,而对角的两台Y型风力发电机高度相同,这样在保证相邻叶片之间不碰撞的前提下尽可能延长风力发电机的叶片的长度,每台Y型风力发电机接一根输电线9,四根输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集。
考虑到Y型风力发电机风轮的朝向需随风向的变动而改变,为保证相邻的两台Y型风力发电机的调向回转装置在转动时,风轮之间不会发生碰撞,所以对锅炉厂房屋顶10的尺寸也有相应的要求:锅炉厂房屋顶10为正方形,其边长不宜短于Y型风力发电机叶片长度的两倍(16m)加上安装余量(安装位置距离锅炉厂房屋顶10边缘分别均1m),共计18m,即锅炉厂房屋顶10的边长大于18m。
若需要4台H型风力发电机同时工作,应该4台H型风力发电机同时启动并稳定运行,并且4台H型风力发电机工作时的转速保持一致;4台H型风力发电机停止工作时,应该4台H型风力发电机同时停止。若需要2台H型风力发电机工作,应该保证对角线上的2台H型风力发电机同时工作,禁止1台或3台H型风力发电机工作。
若需要4台Y型风力发电机同时工作,先启动2台1号Y型风力发电机,待2台1号Y型风力发电机稳定运行后再启动2台2号Y型风力发电机,按塔架高度由低到高顺次启动Y型风力发电机,有利于整个系统的稳定,并且2台1号Y型风力发电机工作时的转速时刻保持一致,2台2号Y型风力发电机工作时的转速时刻保持一致;Y型风力发电机停止时,先停止2台2号Y型风力发电机,待2台2号Y型风力发电机完全停稳后再停止2台1号Y型风力发电机,按塔架高度由高到低顺次停止Y型风力发电机,有利于整个系统的稳定;若需要2台Y型风力发电机工作,可以2台1号Y型风力发电机同时工作或启停,也可以2台2号Y型风力发电机同时工作或启停,不能1台1号Y型风力发电机或1台2号Y型风力发电机单独工作。
上述的启停方法与工作方式配合风力发电机的四角对称布置可以保证燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的受力平衡,防止锅炉厂房房顶的金属框架发生形变。
所述的两种安装方案的输电线9在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶10的中心位置汇集后直接接入电厂的输变电系统,将风机产生的电能直接并入电网,提高电厂的经济效益。
本发明创新性的风力发电机的布置和运行方式保证风力发电的可靠高效输出,增加燃煤电厂的经济效益,即使燃煤电厂限负荷运行,可以根据所布置的风力发电机的发电量减少燃煤发电的燃煤量,在取得经济效益的同时,降低污染物的排放。

Claims (8)

1.一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:包括H型风力发电机a(1)、H型风力发电机b(2)、H型风力发电机c(3)、H型风力发电机d(4)、1号Y型风力发电机a(5)、1号Y型风力发电机b(6)、2号Y型风力发电机a(7)、2号Y型风力发电机b(8)、输电线(9)和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10),H型风力发电机布置方案包括:H型风力发电机a(1)、H型风力发电机b(2)、H型风力发电机c(3)、H型风力发电机d(4)、输电线(9)和锅炉厂房屋顶(10);Y型风力发电机布置方案包括:1号Y型风力发电机a(5)、1号Y型风力发电机b(6)、2号Y型风力发电机a(7)、2号Y型风力发电机b(8)、输电线(9)和燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10),所述的所有风力发电机均直接安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)并通过输电线(9)相连,锅炉厂房屋顶(10)为正方形。
2.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述H型风力发电机a(1)、H型风力发电机b(2)、H型风力发电机c(3)和H型风力发电机d(4)均为同一型号的风力发电机,塔架高度均为10m,叶片长均为8m;1号Y型风力发电机a(5)、1号Y型风力发电机b(6)、2号Y型风力发电机a(7)和2号Y型风力发电机b(8)均为同一型号的风力发电机,叶片长均为8m,仅塔架高度不同,其中1号Y型风力发电机a(5)和1号Y型风力发电机b(6)的塔架高度为15m,2号Y型风力发电机a(7)和2号Y型风力发电机b(8)的塔架高度为12m。
3.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述H型风力发电机布置方案与Y型风力发电机布置方案的风力发电机的布置位置相同,均将4台风力发电机安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)的四角,安装位置距离锅炉厂房屋顶(10)的边缘均为1m。
4.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述H型风力发电机布置方案为:4台H型风力发电机分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)的四角,H型风力发电机a(1)和H型风力发电机c(3)安装在锅炉厂房屋顶(10)的一对角上,H型风力发电机b(2)和H型风力发电机d(4)安装在锅炉厂房屋顶(10)的另一对角上,其中每台H型风力发电机接出一根输电线(9),四根输电线(9)在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)的中心位置汇集后直接接入燃煤电厂的输变电系统。
5.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述Y型风力发电机布置方案为:1号Y型风力发电机a(5)和1号Y型风力发电机b(6)分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)的一对角,2号Y型风力发电机a(7)和2号Y型风力发电机b(8)分别安装在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)的另一对角,每台Y型风力发电机分别接一根输电线(9),四根输电线(9)在燃煤电厂的锅炉厂房屋顶(10)的中心位置汇集后直接接入燃煤电厂的输变电系统。
6.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述的4台H型风力发电机启动时,4台H型风力发电机同时启动运行,并且4台H型风力发电机工作时的转速保持一致;H型风力发电机停止时,4台H型风力发电机同时停止;若需要2台H型风力发电机工作,保证对角线上的2台H型风力发电机同时工作,禁止1台或3台H型风力发电机工作。
7.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述的4台Y型风力发电机启动时,先同时启动2台1号Y型风力发电机,再同时启动2台2号Y型风力发电机,并且2台1号Y型风力发电机工作时的转速保持一致,2台2号Y型风力发电机工作时的转速保持一致,4台Y型风力发电机停止时,先同时停止2台2号Y型风力发电机,再同时停止2台1号Y型风力发电机;若需要2台Y型风力发电机工作,可以2台1号Y型风力发电机同时工作或启停,也可以2台2号Y型风力发电机同时工作或启停,不能1台1号Y型风力发电机或1台2号Y型风力发电机单独工作。
8.根据权利要求1所述的一种电厂锅炉顶部的风力发电机的布置与运行方式,其特征在于:所述的燃煤电厂若限负荷运行,可以根据风力发电量减少燃煤发电的负荷。
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