CN204827547U - 一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统，包括背压式小汽机、给水泵、任选的定速比齿轮箱、调节阀；所述背压式小汽机设有进汽管道，所述进汽管道上设有调节阀；其中，所述系统还设有双馈交流发电机，所述双馈交流发电机与所述背压式小汽机、所述给水泵和任选的定速比齿轮箱同轴相连。本实用新型极大地减少了小汽轮机进汽节流的损失，提高运行效率，并且充分发挥了小汽轮机的做功能力，增加运行收益。

Description

一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统

技术领域

本实用新型涉及汽轮机发电设备，具体涉及双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统。

背景技术

在大容量高参数汽轮机发电厂中，通常配置汽动给水泵组。用小汽机驱动给水泵，将给水提高压力，供给后续工艺系统。该小汽轮机可采用背压式。

根据机组负荷变化，需要给水泵的出力相应变化，通常通过给水泵转速的相应变化满足，而给水泵转速由同轴连接的小汽机的转速决定。

为了满足长期夏季机组满发，小汽机的额定出力通常比给水泵的额定出力大，给水泵的额定出力比机组额定负荷所需要的出力大，故小汽机的额定出力有较大裕量，一般为20％以上。现有技术中，如图1-3所示，小汽机配置进汽调节阀，通过调节阀的开度，可以控制小汽机的转速。然而这种配置导致小汽机进汽调节阀大多运行时间开度较小，造成节流损失。另外，由于发电机组负荷随电网需求每天在升降，在低负荷时，小汽机的调阀开度会更小，节流损失更大。除了上述节流损失，由于小汽机的做功能力不能充分发挥，存在相对的经济损失。

因此，本领域迫切需要开发一种能够减少节流和经济损失、提高小汽机出力利用率的双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够减少节流和经济损失、提高小汽机出力利用率的双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统。

本实用新型提供了一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统，其特征在于，包括背压式小汽机、给水泵、任选的定速比齿轮箱、调节阀；所述背压式小汽机设有进汽管道，所述进汽管道上设有调节阀；

其中，所述系统还设有双馈交流发电机，所述双馈交流发电机与所述背压式小汽机、所述给水泵和任选的定速比齿轮箱同轴相连。

在另一优选例中，所述双馈交流发电机与任选的变压器相连。

在另一优选例中，所述背压式小汽机的输出端与加热器、热交换器等用户的输入端连接。

在另一优选例中，所述背压式小汽机还设有任选的抽汽管道和排汽管道，所述任选的抽汽管道、排汽管道分别与加热器或热交换器等用户连接。

在另一优选例中，所述抽汽管道的抽汽级数为0、1、2或2级以上。

在另一优选例中，所述加热器或热交换器的气压高于大气压。

在另一优选例中，所述双馈交流发电机和所述给水泵分别和所述背压式小汽机两侧的轴端相连。

在另一优选例中，所述双馈交流发电机通过所述任选的定速比齿轮箱与背压式小汽机一侧的轴端相连，所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机另一侧的轴端相连。

在另一优选例中，所述定速比齿轮箱包括离合器。

在另一优选例中，所述双馈交流发电机、给水泵连接在所述背压式小汽机的同一轴端。

在另一优选例中，所述双馈交流发电机通过所述任选的定速比齿轮箱与所述给水泵的输出端相连，所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连。

在另一优选例中，所述定速比齿轮箱包括离合器。

在另一优选例中，所述系统还设有前置泵，所述前置泵的输入端通过定速比齿轮箱与所述给水泵的输出端相连，所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连；所述背压式小汽机的另一侧轴端通过任选的定速比齿轮箱与所述双馈交流发电机相连。

在另一优选例中，所述系统还设有前置泵，所述前置泵的输入端与所述双馈交流发电机的输出端相连，所述双馈交流发电机的输入端通过定速比齿轮箱与所述给水泵的输出端相连；所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连。

在另一优选例中，所述系统还设有前置泵，所述前置泵设在所述给水泵和所述双馈交流发电机之间，并且所述前置泵通过所述定速比齿轮箱与给水泵的输出端相连，给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1－3为现有技术中调节阀节流调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的三个典型的系统流程示意图。

图4为本实用新型实施例1所示的一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的系统流程示意图。

图5为本实用新型实施例2所示的一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的系统流程示意图。

图6为本实用新型实施例3所示的一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的系统流程示意图。

图7为本实用新型实施例4所示的一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的系统流程示意图。

图8为本实用新型实施例5所示的一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的系统流程示意图。

图9为本实用新型实施例6所示的一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统的系统流程示意图。

附图标记：

A1.背压式小汽机

A2.给水泵

A3.调节阀

A4.进汽管道

A5.排汽管道

A6.前置泵

B1.定速比齿轮箱

B2.变压器

B3离合器

G1.双馈发电机

具体实施方式

本实用新型的申请人经过深入广泛的研究，发现通过与背压式小汽机背压式小汽机同轴连接双馈交流发电机，不仅可通过控制双馈交流发电机的出力方式，部分或全部代替调节阀方式，以控制小汽轮机的转速，从而控制给水泵的转速，而且可利用双馈交流发电机进行发电，从而充分利用小汽轮机的出力。本实用新型小汽轮机的调节阀可长期保持高开度，开度为70－100％，大大减少了节流造成的损失，并且充分利用了小汽轮机的出力，使得小汽轮机的运行效率提高了5％-10％。在此基础上完成了本实用新型。

术语解释

双馈交流发电机：即交流励磁发电机，转子方采用交流电励磁。变速的驱动设备带动双馈发电机，可发出恒频的工频电。

常规的工频交流发电机的转子采用直流励磁，驱动设备必须是定速，才能发出恒频的工频电。

如果采用变速的驱动设备配套工频交流发电机来发电，必须在变速驱动设备与工频交流发电机之间增加将变速转换为定速的调速装置，才能发出恒频的工频电。由于调速装置造价高，且传递效率低于95％，故变速驱动设备+双馈交流发电机比变速驱动设备+调速装置+工频交流发电机的造价低,且运行效率高。

背压式汽机：排汽到大于大气压的加热器或热交换器等热用户的汽轮机称为背压式汽机。

同轴相连：是指各设备连接在同一转动轴系上。

本实用新型的主要优点：

(1)不但能减少小汽机进汽节流的损失，而且能充分利用小汽机的出力，通过双馈发电机多发电，提高电厂的售电收益。

(2)对1000MW超超临界发电机组，采用本实用新型的技术方案，小汽机的调节阀开度可长期保持在100％，显著减少节流损失，小汽机运行效率提高5％以上，年节约标煤5000吨以上，可大幅降低运行成本，并达到减少污染物排放的综合效益；另外，可充分利用小汽轮机的做功能力，通过双馈发电机发电，每年可对外多供电7500万千瓦，直接经济收益1500万元以上。

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

图4是本实施例的双馈交流发电机调速的背压式小汽轮机驱动给水泵系统的系统流程图。

与图1所示的调节阀节流调速的背压式小汽机驱动给水泵系统相比，本实用新型增设了双馈交流发电机，如图所示，该双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统具有背压式小汽机、进汽管道、排汽管道、抽汽管道、调节阀、给水泵(或其它泵)、任选的定速比齿轮箱、双馈交流发电机以及任选的变压器。其中背压式小汽机的进汽端与进汽管道连接，进汽管道的蒸汽来自发电机组热力系统的高压蒸汽，排汽管道与低温热源(低压汽源)加热器或热交换器(图中未标出)连接；背压式小汽机的输出端与加热器、热交换器等用户的输入端连接。并且，所述抽汽管道与加热器或热交换器等用户连接，所述抽汽管道的抽汽级数为0、1、2或2级以上，所述加热器或热交换器的气压高于大气压。在进汽管道处安装调节阀，用于调节高压蒸汽的通汽量。在本实施例中，调节阀长期保持高开度，开度为70％～100％，在设备故障或检修时需要降低开度或关闭。

给水泵位于背压式小汽机一侧的轴端，给水泵与背压式小汽机同轴连接，给水泵的输入端与背压式小汽机一侧的轴端相连。

双馈交流发电机位于背压式小汽机另一侧的轴端，并且在背压式小汽机和双馈交流发电机之间可以设置定速比齿轮箱，也可以不设置定速比齿轮箱。如果设置定速比齿轮箱，则该齿轮箱与背压式小汽机和双馈交流发电机同轴相连，并且定速比齿轮箱的输入端与背压式小汽机一侧的轴端相连，定速比齿轮箱的输出端与双馈交流发电机相连，以带动双馈交流发电机转动。

运行时如果双馈交流发电机的输出电压与电网之间电压不同时，可以在双馈交流发电机与电网之间设置变压器，通过变压器能够将双馈交流发电机发出的电变压到与电网匹配的电压，从而将双馈交流发电机发出的电供给厂内或厂外电网。

图4中系统的流程如下：

当背压式小汽机正常运行时，背压式小汽机的调节阀保持高开度(70％-100％)。高压蒸汽通过进汽管道进入背压式小汽机，做功后的低压蒸汽通过排汽管道排到低温热源(低压汽源)加热器或热交换器等热用户。蒸汽推动背压式小汽机转动，从而拖动与背压式小汽机一个轴端同轴连接的给水泵转动。

当蒸汽推动背压式小汽机转动时，背压式小汽机的另一轴端拖动双馈发电机，小汽机和双馈发电机之间可以根据需要选配定速比齿轮箱。双馈发电机所发出的工频电供给厂内或厂外电网。如果双馈发电机与电网之间电压不同，可以设置变压器，将所发的电变压到与电网匹配的电压。

通过控制双馈发电机的出力，可以代替调节阀节流方式，控制小汽轮机的转速，从而高效满足给水泵转速控制要求。

实施例1的技术方案可以提高背压式小汽机≥5％以上的运行效率。

实施例2

图5是本实施例的双馈交流发电机调速的背压式小汽轮机驱动给水泵系统的系统流程图。

本实用新型的实施例2与实施1相似，区别在于：给水泵和双馈交流发电机位于背压式小汽机的同一轴端，给水泵的输入端与背压式小汽机一侧的轴端相连，给水泵的输出端可以直接与双馈交流发电机的输入端同轴相连，也可以通过定速比齿轮箱与双馈交流发电机的输入端同轴相连。并且，定速比齿轮箱可以包含离合器的功能。

实施例2的技术方案可以提高背压式小汽机≥5％以上的运行效率。

实施例3

图6是本实施例的双馈交流发电机调速的背压式小汽轮机驱动给水泵系统的系统流程图。

本实用新型的实施例3与实施1相似，区别在于：小汽轮机驱动的不仅仅是一个给水泵，而是一个给水泵组，该给水泵组由前置泵(或其他泵)与给水泵(或其他泵)组成，并且该给水泵组位于小汽轮机的同一轴端。根据前置泵与给水泵之间的转速比例，在前置泵与给水泵之间设置定速比齿轮箱，定速比齿轮箱与给水泵和前置泵同轴相连，并且定速比齿轮箱的输入端与给水泵的输出端相连，定速比齿轮箱的输出端与前置泵的输入端相连。

实施例3的技术方案可以提高背压式小汽机≥5％以上的运行效率。

实施例4

图7是本实施例的双馈交流发电机调速的背压式小汽轮机驱动给水泵系统的系统流程图。

本实用新型的实施例4与实施例3相似，区别在于：本实施例的双馈交流发电机与给水泵组位于背压式小汽机的同一轴端，双馈交流发电机位于给水泵(或其他泵)与前置泵(或其他泵)之间，并且在给水泵(或其他泵)与双馈交流发电机之间配置定速比齿轮箱。定速比齿轮箱的输入端与给水泵(或其他泵)的输出端同轴相连，定速比齿轮箱的输出端与双馈交流发电机的输入端同轴相连，双馈交流发电机的输出端与前置泵(或其他泵)的输入端同轴相连。

实施例4的技术方案可以提高背压式小汽机≥5％以上的运行效率。

实施例5

图8是本实施例的双馈交流发电机调速的背压式小汽轮机驱动给水泵系统的系统流程图。

本实用新型的实施例5与实施例4相似，区别在于：本实施例的双馈交流发电机的输入端与前置泵的输出端同轴相连，并且在给水泵(或其他泵)与前置泵(或其他泵)之间配置定速比齿轮箱。定速比齿轮箱的输入端与给水泵(或其他泵)的输出端同轴相连，定速比齿轮箱的输出端与前置泵(或其他泵)的输入端同轴相连。

实施例5的技术方案可以提高背压式小汽机≥5％以上的运行效率。

实施例6

图9是本实施例的双馈交流发电机调速的背压式小汽轮机驱动给水泵系统的系统流程图。

本实用新型的实施例6与实施例1相似，区别在于：双馈交流发电机与背压式小汽机之间可根据需要配置离合器。

实施例6的技术方案可以提高背压式小汽机≥5％以上的运行效率。

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种双馈交流发电机调速的背压式小汽机驱动给水泵系统，其特征在于，包括背压式小汽机、给水泵、任选的定速比齿轮箱、调节阀；所述背压式小汽机设有进汽管道，所述进汽管道上设有调节阀；

其中，所述系统还设有双馈交流发电机，所述双馈交流发电机与所述背压式小汽机、所述给水泵和任选的定速比齿轮箱同轴相连。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双馈交流发电机和所述给水泵分别和所述背压式小汽机两侧的轴端相连。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述双馈交流发电机通过所述任选的定速比齿轮箱与背压式小汽机一侧的轴端相连，所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机另一侧的轴端相连。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双馈交流发电机、给水泵连接在所述背压式小汽机的同一轴端。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述双馈交流发电机通过所述任选的定速比齿轮箱与所述给水泵的输出端相连，所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还设有前置泵，所述前置泵的输入端通过定速比齿轮箱与所述给水泵的输出端相连，所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连；所述背压式小汽机的另一侧轴端通过任选的定速比齿轮箱与所述双馈交流发电机相连。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还设有前置泵，所述前置泵的输入端与所述双馈交流发电机的输出端相连，所述双馈交流发电机的输入端通过定速比齿轮箱与所述给水泵的输出端相连；所述给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连。

8.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还设有前置泵，所述前置泵设在所述给水泵和所述双馈交流发电机之间，并且所述前置泵通过所述定速比齿轮箱与给水泵的输出端相连，给水泵的输入端与所述背压式小汽机一侧的轴端相连。