CN116950736A - 一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统。包括过热器、高压缸、再热器和中压缸，中压缸的第一出口端与低压缸的入口端连接，中压缸的第二出口端与加热器的第一入口端连接；加热器的第二入口端与热网循环水冷水管道连接，加热器的出口端与热网循环水供水管道连接；热网循环水冷水管道还与电锅炉的入口端连接，电锅炉的出口端与热网循环水供水管道连接，电锅炉经过降压变压器与输电网线路连接；输电网线路的电压输入端与发电机的电压输出端连接；降压变压器与输电网线路的连接点位于输电网线路的电压输出端和发电机的电压输出端之间。通过本申请，无需降低原本锅炉的负荷，便能使最终上网的电量负荷一定程度减少，以此实现深度调峰。

Description

一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统

技术领域

本申请涉及火力发电技术领域，具体涉及一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统。

背景技术

在保证电能的质量和设备的安全稳定运行前提下，调峰节能一直是电网规划的重中之重。在众多的火电深度调峰方案中，利用火电机组本身锅炉、汽机等主机设备的低负荷运行特性进行深度调峰是大多数电厂首选的调峰方案。

例如中国专利文献CN116241868A中公开了一种满足高参数供热的宽负荷调峰系统及其运行方法，系统包括锅炉过热器、锅炉再热器、炉外再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和蒸汽喷射器；汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸依次连接，汽轮机高压缸通过主蒸汽管与锅炉过热器连接，汽轮机高压缸通过高压排气管与炉外再热器连接，炉外再热器通过炉外再热器出口管与汽轮机中压缸连接，汽轮机中压缸通过中压排气管与汽轮机低压缸连接，锅炉过热器通过高压旁路管与蒸汽喷射器连接，高压旁路管连接有高压旁路分支管，高压旁路分支管与供热管线连接。

发明人认识到，利用该专利文献所公开的系统和方法，只能通过降低锅炉和汽轮机自身的负荷来降低最终上电网的负荷量；因此在进行深度调峰的时候，锅炉自身也需要保持一个较低的负荷才行。但是在冬季需要进行深度调峰的时候，锅炉往往仍然需要保持一个较高的负荷来运行，而电网自身需要比较低负荷的电量。这种情况下，无法使用上述现有调峰系统来进行调峰，也就是上述调峰系统无法在冬季适用于对锅炉负荷有要求的情况。

发明内容

为此，本申请提供一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，以解决现有调峰系统只能通过降低锅炉自身的负荷来降低最终上电网的负荷量，不适用于在冬季对锅炉负荷有要求的情况的技术问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，包括过热器，所述过热器的出口端与高压缸的入口端连接，所述高压缸的出口端与再热器的入口端连接，所述再热器的出口端与中压缸的入口端连接，所述中压缸的第一出口端与低压缸的入口端连接，所述中压缸的第二出口端与热网加热器的第一入口端连接；所述热网加热器的第二入口端与热网循环水冷水管道连接，所述热网加热器的出口端与热网循环水供水管道连接；所述热网循环水冷水管道还与电锅炉的入口端连接，所述电锅炉的出口端与热网循环水供水管道连接，所述电锅炉经过降压变压器与输电网线路连接；所述输电网线路的电压输入端与发电机的电压输出端连接；所述降压变压器与所述输电网线路的连接点位于所述输电网线路的电压输出端和发电机的电压输出端之间；所述低压缸的出口端与凝汽器的入口端连接，所述凝汽器的出口端与除氧器的入口端连接，所述除氧器的出口端与所述过热器的入口端连接。

可选地，所述过热器的出口端经过第一管道与高压缸的入口端连接，所述第一管道上设置有第一阀门和第一调门；所述高压缸的出口端经过第二管道与再热器的入口端连接；所述再热器的出口端经过第三管道与中压缸的入口端连接，所述第三管道上设置有第二阀门和第二调门；所述中压缸的第一出口端经过第四管道与低压缸的入口端连接，所述第四管道上设置有第三调门；所述中压缸的第二出口端经过第五管道与热网加热器的第一入口端连接，所述第五管道上设置有第三阀门和第四调门；所述热网加热器的出口端经过第六管道与热网循环水供水管道连接，所述第六管道上设置有热网循环泵；所述低压缸的出口端与凝汽器的入口端连接；所述凝汽器的出口端经过第七管道与除氧器的入口端连接，所述第七管道上设置有凝结泵；所述除氧器的两路出口端分别经过第八管道和第九管道与第十管道的两路入口端连接，所述第八管道上设置有第一汽泵，所述第九管道上设置有第二汽泵；所述第十管道的出口管与所述过热器的入口端连接。

进一步可选地，所述第三管道与第十一管道的一端连接，连接点位于所述再热器的出口端和第二阀门之间；所述第十一管道的另一端与所述凝汽器的入口端连接，所述第十一管道上设置有第四阀门、第五调门和第五阀门。

进一步可选地，所述第十一管道与第十二管道的一端连接，连接点位于所述第五调门和第五阀门之间；所述第十二管道的另一端与凝结水箱连接，所述第十二管道上设置有第一减温器和第六调门。

进一步可选地，所述第十一管道上设置有第一温度传感器。

进一步可选地，所述第一管道与第十三管道的一端连接，连接点位于所述第一阀门和第一调门之间；所述第十三管道的另一端与所述高压缸的入口端连接，所述第十三管道上设置有第七调门。

进一步可选地，所述第二管道与第十四管道的一端连接，所述第十四管道的另一端与凝结水箱连接；所述第十四管道上设置有第二减温器和第八调门。

进一步可选地，所述第二管道上设置有第二温度传感器。

可选地，所述输电网线路的电压输出端设置有电量计量表。

可选地，所述输电网线路上设置有升压变压器。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

本申请提供了一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统的新的硬件架构，增加了与中压缸的出口端连接的热网加热器，热网加热器还与热网循环水冷水管道和热网循环水供水管道连接，其中热网循环水冷水管道与电锅炉的入口端连接，电锅炉的出口端与热网循环水供水管道连接，电锅炉经过降压变压器与输电网线路连接，输电网线路的电压输入端与发电机的电压输出端连接；通过本申请所提供的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，在冬季锅炉需要保持一个较高的负荷，而电网用户并不需要非常多电、需要进行深度调峰的时候，可以从中压缸中抽汽得到供热蒸汽输送到加热器中；加热器将热网循环水冷水管道中的冷水加热后，与供热蒸汽一起输送到热网循环水中，提供给供热用户；同时，可以使电锅炉以一定功率运行，对热网循环水冷水管道的中的冷水加热后再补充到热网循环水中；由于降压变压器和电锅炉是并联在输电网线路上，会消耗一部分电能，能够使得最终上网的电量负荷一定程度减少，以此实现深度调峰，而无需降低原本锅炉的负荷，使原本锅炉还可以保持较高负荷。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请实施例提供的一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、过热器；2、高压缸；3、再热器；4、中压缸；5、低压缸；6、热网加热器；7、热网循环水冷水管道；8、电锅炉；9、降压变压器；10、输电网线路；11、发电机；12、凝汽器；13、除氧器；14、第一管道；15、第一阀门；16、第一调门；17、第二管道；18、第三管道；19、第二阀门；20、第二调门；21、第四管道；22、第三调门；23、第五管道；24、第三阀门；25、第四调门；26、第六管道；27、热网循环泵；28、第七管道；29、凝结泵；30、第八管道；31、第九管道；32、第十管道；33、第一汽泵；34、第二汽泵；35、第十一管道；36、第四阀门；37、第五调门；38、第五阀门；39、第十二管道；40、第一减温器；41、第六调门；42、第十三管道；43、第七调门；44、第十四管道；45、第二减温器；46、第八调门；47、电量计量表；48、升压变压器。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

在本申请实施例中，如图1所示，提供了一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，包括过热器1，过热器1的出口端与高压缸2的入口端连接，高压缸2的出口端与再热器3的入口端连接，再热器3的出口端与中压缸4的入口端连接，中压缸4的第一出口端与低压缸5的入口端连接，中压缸4的第二出口端与热网加热器6的第一入口端连接；热网加热器6的第二入口端与热网循环水冷水管道7连接，热网加热器6的出口端与热网循环水供水管道连接；热网循环水冷水管道7还与电锅炉8的入口端连接，电锅炉8的出口端与热网循环水供水管道连接，电锅炉8经过降压变压器9与输电网线路10连接；输电网线路10的电压输入端与发电机11的电压输出端连接；降压变压器9与输电网线路10的连接点位于输电网线路10的电压输出端和发电机11的电压输出端之间；低压缸5的出口端与凝汽器12的入口端连接，凝汽器12的出口端与除氧器13的入口端连接，除氧器13的出口端与过热器1的入口端连接。

具体地，过热器1的出口端经过第一管道14与高压缸2的入口端连接，第一管道14上设置有第一阀门15和第一调门16；高压缸2的出口端经过第二管道17与再热器3的入口端连接；再热器3的出口端经过第三管道18与中压缸4的入口端连接，第三管道18上设置有第二阀门19和第二调门20；中压缸4的第一出口端经过第四管道21与低压缸5的入口端连接，第四管道21上设置有第三调门22；中压缸4的第二出口端经过第五管道23与热网加热器6的第一入口端连接，第五管道23上设置有第三阀门24和第四调门25；热网加热器6的出口端经过第六管道26与热网循环水供水管道连接，第六管道26上设置有热网循环泵27；低压缸5的出口端与凝汽器12的入口端连接；凝汽器12的出口端经过第七管道28与除氧器13的入口端连接，第七管道28上设置有凝结泵29；除氧器13的两路出口端分别经过第八管道30和第九管道31与第十管道32的两路入口端连接，第八管道30上设置有第一汽泵33，第九管道31上设置有第二汽泵34，第十管道32的出口管与过热器1的入口端连接。

进一步地，第三管道18与第十一管道35的一端连接，连接点位于再热器的出口端和第二阀门19之间；第十一管道35的另一端与凝汽器12的入口端连接，第十一管道35上设置有第四阀门36、第五调门37和第五阀门38。

进一步地，第十一管道35与第十二管道39的一端连接，连接点位于第五调门37和第五阀门38之间；第十二管道39的另一端与凝结水箱连接，第十二管道39上设置有第一减温器40和第六调门41。

优选地，第十一管道35上可以设置有第一温度传感器，用于监测第十一管道35的温度。

进一步地，第一管道14与第十三管道42的一端连接，连接点位于第一阀门15和第一调门16之间；第十三管道42的另一端与高压缸2的入口端连接，第十三管道42上设置有第七调门43。

进一步地，第二管道17与第十四管道44的一端连接，第十四管道44的另一端与凝结水箱连接；第十四管道44上设置有第二减温器45和第八调门46。

优选地，第二管道17上可以设置有第二温度传感器，用于监测第二管道17的温度。

进一步地，输电网线路10上设置有电量计量表47，位于输电网线路10的电压输出端的前端，用于最终测量输送到电网上的电量。

进一步地，输电网线路10上还设置有升压变压器48，以满足电网输电压力需要。

具体来说，在冬季，锅炉需要保持一个较高的负荷，例如锅炉的负荷至少需要保持到50％-70％。在冬季需要进行深度调峰的时候，锅炉的负荷要求不能太低，而电网用户并不需要这么多电的情况下，可以打开第三阀门24并调大第四调门25，从中压缸4中抽汽，得到的供热蒸汽会输送到热网加热器6中，另外，热网加热器6可以将热网循环水冷水管道7的中的冷水加热后，与供热蒸汽一起输送到热网循环水中，提供给供热用户。同时，可以使电锅炉8以一定功率运行，对热网循环水冷水管道7的中的冷水加热后再补充到热网循环水中；由于降压变压器9和电锅炉8是并联在输电网线路10上，会消耗一部分电能，会使得最终上网的电量负荷可以只有40％-0％，以此实现深度调峰，而锅炉还可以保持50％-100％的负荷。具体控制上网多少负荷，可以通过调整电锅炉8的运行功率来进行控制。

另外，在对锅炉自身负荷没有要求的时期，基于本申请所提供的硬件架构，还能够通过调整部分结构的运行工况，以满足不同时段负荷要求，实现机组的调峰。该电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统可选的一种运行方法如下：

1、在负荷高峰时段：

将第一阀门15全开，增大第一调门16和第七调门43的开度，以增大进入高压缸2的主蒸汽流量；另外，将第二阀门19全开，增大第二调门20的开度，并将第三调门22全开，使得同时增加了进入中压缸4和低压缸5的蒸汽流量，达到增加蒸汽在汽轮机的高压缸2、中压缸4和低压缸5内做功的份额的目的；进一步能够使得发电机11尽可能多做功，满足外界高负荷要求。同时，使第一汽泵33和第二汽泵34同时运行，并且提高第一汽泵33和第二汽泵34的转速，保证能为过热器1提供充足的水量。通过此运行方法，能够将火电机组系统的负荷控制在80％-100％，满足负荷高峰时段要求。

2、在基础(常规)调峰时段：

将第一阀门15全开，减小第一调门16和第七调门43的开度，以一定程度减少进入高压缸2的主蒸汽流量；另外，将第二阀门19全开，减小第二调门20的开度，并将第三调门22全开，使得同时一定程度减少了进入中压缸4和低压缸5的蒸汽流量，达到一定程度降低蒸汽在汽轮机的高压缸2、中压缸4和低压缸5内做功的份额的目的；使得与负荷高峰时段相比，发电机11的做功在一定程度上减少，满足外界常规负荷要求。

同时，使第一汽泵33和第二汽泵34同时运行，可以根据情况降低第一汽泵33和第二汽泵34的转速。通过此运行方法，能够将火电机组系统的负荷控制在40％-80％，满足基础调峰时段要求。

3、在深度调峰时段：

将第一阀门15打开，并相比基础调峰时段，进一步减小第一调门16和第七调门43的开度，以进一步减少进入高压缸2的主蒸汽流量；另外，将第二阀门19减小，相比基础调峰，进一步减小第二调门20的开度，并将第三调门22关闭，使得进一步减少了进入中压缸4蒸汽流量，并使得低压缸5无进汽，也就是使低压缸5切除不做功；达到尽可能降低汽轮机的高压缸2和中压缸4内做功的份额，并使低压缸5不做功的目的；使得与基础调峰时段相比，使发电机11的做功进一步减少，使发电机11的转速控制在一定，但功率很小，满足外界低负荷要求。

同时，在第一汽泵33和第二汽泵34中选择一个运行，减少为过热器1提供的水量。另外，还会将第五调门37和第五阀门38打开，使再热器3输出的蒸汽部分能够输送到凝汽器12来参与水汽循环过程。通过此运行方法，能够将火电机组系统的负荷控制在20％-40％，满足深度调峰时段要求。

4、减温：

可分别通过第一温度传感器和第二温度传感器实时监测第十一管道35、第二管道17的温度；当根据某个传感器检测到的温度判定某个管道的温度超过相应预设温度阈值时，可以启动与该管道相应的减温器进行降温降压，保证系统运行安全，防止组件损坏。

本申请提供了一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统的新的硬件架构，增加了与中压缸的出口端连接的热网加热器，热网加热器还与热网循环水冷水管道和热网循环水供水管道连接，其中热网循环水冷水管道与电锅炉的入口端连接，电锅炉的出口端与热网循环水供水管道连接，电锅炉经过降压变压器与输电网线路连接，输电网线路的电压输入端与发电机的电压输出端连接；通过本申请所提供的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，在冬季锅炉需要保持一个较高的负荷，而电网用户并不需要非常多电、需要进行深度调峰的时候，可以从中压缸中抽汽得到供热蒸汽输送到加热器中；加热器将热网循环水冷水管道中的冷水加热后，与供热蒸汽一起输送到热网循环水中，提供给供热用户；同时，可以使电锅炉以一定功率运行，对热网循环水冷水管道的中的冷水加热后再补充到热网循环水中；由于降压变压器和电锅炉是并联在输电网线路上，会消耗一部分电能，能够使得最终上网的电量负荷一定程度减少(只有40％-0％)，以此实现深度调峰，而无需降低原本锅炉的负荷，使原本锅炉还可以保持较高负荷(保持在50％-100％)。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，包括过热器，所述过热器的出口端与高压缸的入口端连接，所述高压缸的出口端与再热器的入口端连接，所述再热器的出口端与中压缸的入口端连接，所述中压缸的第一出口端与低压缸的入口端连接，所述中压缸的第二出口端与热网加热器的第一入口端连接；所述热网加热器的第二入口端与热网循环水冷水管道连接，所述热网加热器的出口端与热网循环水供水管道连接；所述热网循环水冷水管道还与电锅炉的入口端连接，所述电锅炉的出口端与热网循环水供水管道连接，所述电锅炉经过降压变压器与输电网线路连接；所述输电网线路的电压输入端与发电机的电压输出端连接；所述降压变压器与所述输电网线路的连接点位于所述输电网线路的电压输出端和发电机的电压输出端之间；所述低压缸的出口端与凝汽器的入口端连接，所述凝汽器的出口端与除氧器的入口端连接，所述除氧器的出口端与所述过热器的入口端连接。

2.根据权利要求1所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述过热器的出口端经过第一管道与高压缸的入口端连接，所述第一管道上设置有第一阀门和第一调门；所述高压缸的出口端经过第二管道与再热器的入口端连接；所述再热器的出口端经过第三管道与中压缸的入口端连接，所述第三管道上设置有第二阀门和第二调门；所述中压缸的第一出口端经过第四管道与低压缸的入口端连接，所述第四管道上设置有第三调门；所述中压缸的第二出口端经过第五管道与热网加热器的第一入口端连接，所述第五管道上设置有第三阀门和第四调门；所述热网加热器的出口端经过第六管道与热网循环水供水管道连接，所述第六管道上设置有热网循环泵；所述低压缸的出口端与凝汽器的入口端连接；所述凝汽器的出口端经过第七管道与除氧器的入口端连接，所述第七管道上设置有凝结泵；所述除氧器的两路出口端分别经过第八管道和第九管道与第十管道的两路入口端连接，所述第八管道上设置有第一汽泵，所述第九管道上设置有第二汽泵；所述第十管道的出口管与所述过热器的入口端连接。

3.根据权利要求2所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述第三管道与第十一管道的一端连接，连接点位于所述再热器的出口端和第二阀门之间；所述第十一管道的另一端与所述凝汽器的入口端连接，所述第十一管道上设置有第四阀门、第五调门和第五阀门。

4.根据权利要求3所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述第十一管道与第十二管道的一端连接，连接点位于所述第五调门和第五阀门之间；所述第十二管道的另一端与凝结水箱连接，所述第十二管道上设置有第一减温器和第六调门。

5.根据权利要求4所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述第十一管道上设置有第一温度传感器。

6.根据权利要求2所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述第一管道与第十三管道的一端连接，连接点位于所述第一阀门和第一调门之间；所述第十三管道的另一端与所述高压缸的入口端连接，所述第十三管道上设置有第七调门。

7.根据权利要求2所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述第二管道与第十四管道的一端连接，所述第十四管道的另一端与凝结水箱连接；所述第十四管道上设置有第二减温器和第八调门。

8.根据权利要求7所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述第二管道上设置有第二温度传感器。

9.根据权利要求1所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述输电网线路的电压输出端设置有电量计量表。

10.根据权利要求1所述的电极锅炉辅助调峰的宽负荷调峰系统，其特征在于，所述输电网线路上设置有升压变压器。