CN203717128U - 一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置 - Google Patents

Abstract

一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，燃气轮机的进气口通过第一管路与燃烧室的出气端相连，排气口通过第二管路连接常规汽轮发电机组中的蒸汽锅炉，燃气轮机的驱动输出端连接发第一发电机，汽动空气压缩机汽轮机的传动轴通过汽动空气压缩机和第三管路连接压缩空气罐的进气口，汽动空气压缩机汽轮机的进汽口通过第四管路连接常规汽轮发电机组中的汽轮机的抽汽口，排汽口通过第五管路连接常规汽轮发电机组中的凝汽器的一个进汽口，压缩空气罐的出气口通过第六管路连接燃烧室的空气进气口，进气口通过第七管路连接电动空气压缩机，电动空气压缩机的驱动输入端电连接第一发电机的输出端。本实用新型机组额定功率高，负荷调节范围大，装置整体经济性高。

Description

一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃气—蒸汽联合循环发电装置。特别是涉及一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置。

背景技术

随着我国经济快速发展，能源消费总量较快增长。我国政府明确提出了争取到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15％左右、单位GDP的CO2排放比2005年下降30％一40％的目标。“十二五”是我国工业化和城市化发展的关键时期，也是我国能源实现战略转型、推进科学发展的关键时期。与此同时，随着电力建设速度的加快和国民经济产业结构的调整，电网的用电负荷峰谷差日益增大。燃气—蒸汽联合循环机组以启停快、安全可靠、热效率高、环保性能好及调峰能力强等特点，在电力系统中得到认可并快速发展，尤其作为两班制调峰运行极大地缓解了电网调峰容量问题。但联合循环机组（如附图1所示）与常规火电厂的汽轮发电机组相比，增加了压气机29，燃烧室3、燃气轮机4和第一发电机12，并且压气机29耗费功率大，约为燃气轮机4功率的三分之二或更多，这就使得燃气一蒸汽联合循环机组单机功率负荷调节范围较小，以单台350MW功率机组为例，调峰范围约为170MW—350MW。其工作原理如下：

空气首先由空气进口32被压气机29吸入、压缩，沿第六管路15进入燃烧室3，经过与燃气在燃烧室3共同燃烧膨胀后，燃烧气体沿第一管路16进入燃气轮机4，推动燃气轮机做功后的排气由第二管路17引入蒸汽锅炉5，排气的余热被蒸汽锅炉5吸收，蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽沿管路18进入汽轮机6膨胀以推动汽轮机6做功，做功后的乏汽沿管路19排至凝汽器8，经凝汽器8冷却后的乏汽凝结成水后沿管路20进入凝结水泵9增压，增压后的凝结水从凝结水泵出口沿管路21进入除氧器10进行热力除氧，经除氧后的凝结水由管路22进入给水泵11再次增压，增压后的给水沿管路23进入蒸汽锅炉被加热成高温高压的蒸汽。由于燃气轮机4与压气机29和第一发电机12同轴，会推动压气机29压缩空气，同时第一发电机12发电。汽轮机6与第二发电机7同轴，推动第二发电机7发电，通过第一发电机12和第二发电机7将电力输出。

总体来看，各大电网的峰谷差日趋增大，电网的调峰能力和客观上的调峰需要之间的矛盾十分尖锐。随着这两年开建的电站陆续投产发电及国家对宏观经济的调控和高耗能企业的限制，低谷时缺乏调峰手段的问题更为突出。因此，电网调峰需求对于应对日趋严重的调峰问题具有极其重大的意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够实现深度削峰填谷作用的可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，由常规汽轮发电机组以及与所述的常规汽轮发电机组相连的燃气轮机发电机组构成，其中，所述的燃气轮机发电机组包括有燃烧室和燃气轮机，所述燃气轮机的进气口通过第一管路与燃烧室的出气端相连，所述燃气轮机的排气口通过第二管路连接常规汽轮发电机组中的蒸汽锅炉，所述的燃气轮机的驱动输出端连接发第一发电机，还设置有汽动空气压缩机汽轮机和压缩空气罐，所述的汽动空气压缩机汽轮机的传动轴通过一个汽动空气压缩机和第三管路连接所述的压缩空气罐的进气口，所述汽动空气压缩机汽轮机的进汽口通过第四管路连接常规汽轮发电机组中的汽轮机的抽汽口，所述汽动空气压缩机汽轮机的排汽口通过第五管路连接常规汽轮发电机组中的凝汽器的一个进汽口，所述的压缩空气罐的出气口通过第六管路连接所述的燃烧室的空气进气口，所述压缩空气罐的进气口通过第七管路连接电动空气压缩机，所述电动空气压缩机的驱动输入端通过导线连接所述的第一发电机的输出端。

所述的汽动空气压缩机和电动空气压缩机分别各设置有空气进口。

所述的燃烧室上设置有燃气进口。

所述的第三管路上设置有开关控制阀。

所述的第四管路上设置有开关控制阀。

所述的第五管路上设置有开关控制阀。

所述的导线上设置有控制开关。

本实用新型的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，与常规燃气—蒸汽联合循环发电装置相比，具有以下三方面优点：1、提高机组额定功率。因常规燃气—蒸汽联合循环发电装置中，压气机耗费功率大（约为燃气轮机功率的三分之二或更多），采用压缩空气罐取代压气机后，在机组负荷高峰期间，由于压缩空气罐很少消耗，甚至不消耗机组功率，因此节省下的压气机功率，可使机组输出功率提高2-3倍； 2、加大负荷调节范围。采用压缩空气罐取代压气机后，提高机组输出功率的同时，也增大了机组的负荷调节范围，如同样单台功率350MW燃气—蒸汽联合循环发电装置，其调峰范围可由原来的170MW—350MW扩大到150MW—600MW，从而起到深度削峰调谷的作用。3、装置整体经济性提高。由于压缩空气罐具有储能作用，在同一比较周期内，发电装置平均负荷率会大幅提升，从而提高发电装置整体经济性，另外，深度削峰填谷功能的实现，也可相应减少投资建设调峰机组的所需费用。

附图说明

图1是现有技术的余热锅炉型燃气—蒸汽联合循环发电机组的结构示意图；

图2是本实用新型的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置的结构示意图。

图中：

1：汽动空气压缩机汽轮机           2：压缩空气罐

3：燃烧室                         4：燃气轮机

5：蒸汽锅炉                       6：汽轮机

7：第二发电机                     8：凝汽器

9：凝结水泵                       10：除氧器

11：给水泵                        12：第一发电机

13：电动空气压缩机                14：汽动空气压缩机

15：第六管路                      16：第一管路

17：第二管路                      18：管路

19：管路                          20：管路

21：管路                          22：管路

23：管路                          24：第四管路

25：第五管路                      26：第三管路

27：导线                          28：第七管路

29：压气机                        30：空气进口

31：空气进口                      32：空气进口

33：燃气进口                     34：燃气进口

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置做出详细说明。

如图2所示，本实用新型的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，由常规汽轮发电机组A以及与所述的常规汽轮发电机组A相连的燃气轮机发电机组B构成，其中，所述的常规汽轮发电机组A包括有：蒸汽锅炉5，与蒸汽锅炉5通过管路18连接的汽轮机6，所述汽轮机6的排汽口通过管路19连接的凝汽器8的进汽口，所述凝汽器8的出口通过管路20连接凝结水泵9的进口，所述凝结水泵9的出口通过管路21连接除氧器10的进口，所述除氧器10的出口通过管路22连接给水泵11的进口，所述给水泵11的出口通过管路23连接蒸汽锅炉5的给水口，所述的汽轮机6的输出端连接第二发电机7。

所述的燃气轮机发电机组B包括有：燃烧室3和燃气轮机4，所述燃气轮机4的燃气进口通过第一管路16与燃烧室3出口相连，所述的燃气轮机4的排气口通过第二管路17连接常规汽轮发电机组A中的蒸汽锅炉5，所述的燃气轮机4的驱动输出端连接发第一发电机12，还设置有汽动空气压缩机汽轮机1和压缩空气罐2，所述的汽动空气压缩机汽轮机1的转动轴连接一个设置有空气进口30的汽动空气压缩机14，所述的汽动空气压缩机14通过第三管路26连接所述的压缩空气罐2的进气口，所述汽动空气压缩机汽轮机1的进汽口通过第四管路24连接常规汽轮发电机组A中的汽轮机6的抽汽口，所述的第四管路24上设置有开关控制阀。所述汽动空气压缩机汽轮机1的排汽口通过第五管路25连接常规汽轮发电机组A中的凝汽器8的一个进汽口，所述的第五管路25上设置有开关控制阀。所述的压缩空气罐2的出气口通过第六管路15连接所述的燃烧室3的空气进气口，所述的第三管路26上设置有开关控制阀。所述压缩空气罐2的进气口通过第七管路28连接设置有空气进口31的电动空气压缩机13，所述的第七管路28上设置有开关控制阀，所述的燃烧室3上还设置有燃气进口33。所述电动空气压缩机13的驱动输入端通过导线27连接所述的第一发电机12的输出端。所述的导线27上设置有控制开关。

本实用新型的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置的工作原理为：在如图1所示的现有设备基础上，将常规压气机29用压缩空气罐2替换，同时增加了汽动空气压缩机14、电动空气压缩机13及汽动空气压缩机汽轮机1及其附属管路，这样整体系统的运行方式就发生了改变。运行方式分为高峰负荷运行方式和低谷负荷运行方式。高峰负荷运行方式为：首先使用在低谷负荷运行时储存在压缩空气罐内的压缩空气，当压缩空气罐内的压缩空气不足时，再从汽轮机6抽汽至汽动空气压缩机汽轮机1，并推动汽动空气压缩机汽轮机1工作，以带动汽动空气压缩机工作，增加压缩空气罐内的空气量。当汽动空气压缩机14提供的压缩空气量仍然不足时，再开启导线27上的控制开关，启动电动空气压缩机13工作；低谷负荷运行方式为：首先从汽轮机6抽汽至汽动空气压缩机汽轮机1，推动汽动空气压缩机汽轮机1工作，以带动汽动空气压缩机14工作，增加压缩空气罐内空气量的同时降低第二发电机7的输出电量。当该装置的发电量仍高于需求侧的用电量时，启动电动空气压缩机13，在为下一个高峰负荷储存压缩空气的同时，也降低了第一发电机12的输出电量，从而发挥出深度削峰填谷的功能。

以上所述，本实用新型中提及的采用汽动空气压缩机14及电动空气压缩机13为压缩空气罐2储气动力原，这仅是本实用新型的较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型的构思加以同等替换或改变的均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，由常规汽轮发电机组（A）以及与所述的常规汽轮发电机组（A）相连的燃气轮机发电机组（B）构成，其中，所述的燃气轮机发电机组（B）包括有燃烧室（3）和燃气轮机（4），所述燃气轮机（4）的进气口通过第一管路（16）与燃烧室（3）的出气端相连，所述燃气轮机（4）的排气口通过第二管路（17）连接常规汽轮发电机组（A）中的蒸汽锅炉（5），所述的燃气轮机（4）的驱动输出端连接发第一发电机（12），其特征在于，还设置有汽动空气压缩机汽轮机（1）和压缩空气罐（2），所述的汽动空气压缩机汽轮机（1）的传动轴通过一个汽动空气压缩机（14）和第三管路（26）连接所述的压缩空气罐（2）的进气口，所述汽动空气压缩机汽轮机（1）的进汽口通过第四管路（24）连接常规汽轮发电机组（A）中的汽轮机（6）的抽汽口，所述汽动空气压缩机汽轮机（1）的排汽口通过第五管路（25）连接常规汽轮发电机组（A）中的凝汽器（8）的一个进汽口，所述的压缩空气罐（2）的出气口通过第六管路（15）连接所述的燃烧室（3）的空气进气口，所述压缩空气罐（2）的进气口通过第七管路（28）连接电动空气压缩机（13），所述电动空气压缩机（13）的驱动输入端通过导线（27）连接所述的第一发电机（12）的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述的汽动空气压缩机（14）和电动空气压缩机（13）分别各设置有空气进口（30、31）。

3.根据权利要求1所述的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述的燃烧室（3）上设置有燃气进口（33）。

4.根据权利要求1所述的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述的第三管路（26）上设置有开关控制阀。

5.根据权利要求1所述的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述的第四管路（24）上设置有开关控制阀。

6.根据权利要求1所述的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述的第五管路（25）上设置有开关控制阀。

7.根据权利要求1所述的一种可增大负荷调节功能的燃气—蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述的导线（27）上设置有控制开关。