CN206668346U - 锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，包括主蒸汽高旁减温减压器系统、热再蒸汽减温减压器系统、热再蒸汽至低压缸减温减压器系统、采暖供气系统、凝汽器、发电机、厂内220kv母线，所述主蒸汽高旁减温减压器系统包括主蒸汽管道和主蒸汽旁路，所述主蒸汽旁路设置高旁减温减压器；所述热再蒸汽减温减压器系统包括热再蒸汽管道和热再蒸汽旁路，所述热再蒸汽旁路设置热再抽汽减温减压器；所述热再蒸汽至低压缸减温减压器系统包括一分支管道A，所述分支管道A上设置热再至低压缸减温减压器。在不影响机组安全稳定运行的情况下，使机组负荷带到最低，实现热电解耦，完成深度调峰要求。

Description

锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统

技术领域

本实用新型涉及能源领域，尤其涉及一种利用锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统。

背景技术

长期以来,中国政府高度重视并致力于推动能源转型变革，可再生能源发展取得了举世瞩目的成就。截至目前，中国水电、风电和太阳能发电装机规模分别达到3.2亿千瓦、1.3亿千瓦、4300万千瓦，均居世界第一位，可再生能源总发电量也位居世界第一。风电持续快速发展的同时，近年来中国部分地区的弃风弃光问题也日益凸显。国家能源局发布的2015年风电产业发展情况显示风电弃风限电形势加剧：全年弃风电量339亿千瓦时，同比增加213亿千瓦时，平均弃风率15%。尤其是中国“三北”地区，由于燃煤热电比例高，冬季供暖期调峰困难，弃风问题严重，部分地区弃光问题也开始出现。为了保证民生供热需求，“三北”地区热电联产还将持续增加，加上调峰电源建设条件较差，“十三五”期间可再生能源消纳形势更为严峻。作为“三北”地区主力电源的火电机组，通过灵活性改造提升电力系统调节能力，是最直接有效的措施之一。

为了在保证机组安全稳定运行和锅炉稳定运行的情况下，使机组最大幅度的参与调峰，对于供热机组，目前存在的主要问题就是电负荷对热负荷的影响，也就是电负荷越高对应的热负荷也越高，电负荷低、热负荷也小。如何实现解耦和深度调峰，在满足供热需求的情况下，使机组负荷更小，调峰能力更大，是目前急需解决的问题。申请号为CN201610007552.4的中国专利，提供了一种具有深度调峰功能的汽轮机及热力系统，包括中压缸、同步自动离合器、高压缸、低压缸、中压旁路阀等，中压缸、同步自动离合器、高压缸、低压缸依此通过联轴器相连接，并通过低压转子输出端与发电机相连接，机组深度调峰时，高压进汽调节阀和中压进汽调节阀关闭，通过同步自动离合器将中压缸切除，高压缸通过通风阀抽真空，机组高压旁路阀和中压旁路阀开启，来自锅炉的蒸汽直接进入低压缸做功，维持机组在较低出力运行。该专利虽在一定程度上实现了机组调峰，但是该调峰设备及方法无法满足提升机组灵活性和火电厂深度调峰的需求。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，在不影响机组安全稳定运行的情况下，使机组负荷带到最低。富余汽量不通过汽轮发电机组，通过再热器冷段、热段抽汽供热和高压缸旁路运行方式，实现热电解耦，完成深度调峰要求。

本实用新型解决前述技术问题所采用的技术方案是：一种锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，包括主蒸汽高旁减温减压器系统、热再蒸汽减温减压器系统、热再蒸汽至低压缸减温减压器系统、采暖供气系统、凝汽器、发电机、厂内220kv母线，所述主蒸汽高旁减温减压器系统包括主蒸汽管道和主蒸汽旁路，所述主蒸汽旁路设置高旁减温减压器；所述热再蒸汽减温减压器系统包括热再蒸汽管道和热再蒸汽旁路，所述热再蒸汽旁路设置热再抽汽减温减压器；所述热再蒸汽至低压缸减温减压器系统包括一分支管道A，所述分支管道A上设置热再至低压缸减温减压器。

优选的是，所述主蒸汽管道一端连接锅炉，另一端连接高压缸，在主蒸汽管道上设置旁路开口A和主蒸汽调门前电动门。

上述任一方案优选的是，所述主蒸汽调门前电动门位于所述旁路开口A和高压缸之间，设置于汽轮机高排逆止门前，以达到深度调峰目标负荷、防止汽轮机高压缸压差保护动作的目的。

上述任一方案优选的是，所述主蒸汽旁路一端连接主蒸汽管道，另一端连接冷再蒸汽管道。调峰时，主蒸汽管道中的高高压温蒸汽部分进入主蒸汽旁路中，通过高旁减温减压器降低主蒸汽焓值，与另一路主蒸汽进入高压缸做功后的蒸汽在冷再蒸汽管道相汇，进入锅炉冷段再热器进行加热。

上述任一方案优选的是，所述热再蒸汽管道一端连接锅炉再热器，另一端连接中压缸，在热再蒸汽管道上设置旁路开口B和热再调门前电动门。

上述任一方案优选的是，所述热再调门前电动门位于旁路开口B和中压缸之间。调峰时，经锅炉再热器加热后的再热蒸汽，一部分进入中压缸正常做功，另一部分进入热再蒸汽旁路，经过减温减压器后进入供热首站，进而为供热管网供热。

上述任一方案优选的是，所述热再蒸汽旁路上设置旁路开口C，所述热再抽汽减温减压器位于旁路开口C前端的热再蒸汽旁路上，热再蒸汽旁路管道末端与供热首站连接。

上述任一方案优选的是，所述热再蒸汽旁路上还安装了安全阀、逆止阀、快关调节阀、电动截止阀。

上述任一方案优选的是，由旁路开口C处连接分支管道A，所述分支管道A上设置电动调节门，所述电动调节门位于旁路开口C和热再至低压缸减温减压器之间。

上述任一方案优选的是，所述分支管道A末端连接凝汽器。

上述任一方案优选的是，所述凝汽器与低压缸连接，所述低压缸与中压缸之间设置蒸汽输送管道。当调整汽轮机跳机时，热再蒸汽旁路内的蒸汽进入分支管道A，经过热再至低压缸减温减压器，进行减温减压，最后进入低压缸进行冷却。

上述任一方案优选的是，所述主蒸汽管道、主蒸汽旁路、冷再蒸汽管道、热再蒸汽管道、热再蒸汽旁路、分支管道A中的工质为气体，且具有良好的流动性并在受热后有显著的膨胀性。

本实用新型的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，采用高旁投入热再供热抽汽方案，在汽轮机在低负荷工况下，高旁投入，由锅炉来的主蒸汽分两路，一路进入汽轮机做功，做完功的蒸汽由高压缸排汽至再热器；另一路是由主蒸汽旁路通过减温减压后的蒸汽和高排蒸汽汇合后直接进入再热器。而再热器出来的蒸汽至中调门前的管道上选取合适的位置进行打孔抽汽，将高旁来的蒸汽全部抽走，在抽汽管道上依次加装安全阀、逆止阀、快关调节阀、电动截止阀等，以实现对外供热抽汽。而为保持电站系统的汽水平衡，回水进入除氧器。

本实用新型充分利用了减温减压器性能稳定，结构简单以及供热尖峰时段与电网低负荷时段相重合、冬季热电厂为供热必须大负荷发电、风电被迫放弃发电的特点，主要解决供热机组目前存在的电负荷对热负荷的影响，也就是实现热电解耦和深度调峰，从而解决了热电厂为供热大负荷发电，风电过剩被迫放弃发电的问题，既能保证供热基本负荷，又能保证深度调峰。不仅更加符合实际操作需要，同时节约能源，减少环境污染，降低了供热成本，比其他改造方式更加简化快捷，大大减少灵活性改造成本。本实用新型的系统结构及操作流程简单便捷，易于实现，供热效率高，经济、节能又环保。

附图说明

图1 为本实用新型的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统的一优选实施例的示意图。

图示说明：

1-主蒸汽管道，2-主蒸汽旁路，3-高旁减温减压器，4-冷再蒸汽管道，5-热再蒸汽管道，6-热再蒸汽旁路，7-高压缸，8-中压缸，9-热再调门前电动门，10-主蒸汽调门前电动门，11-热再抽汽减温减压器，12-供热首站，13-低压缸，14-电动调节门，15-热再至低压缸减温减压器，16-凝汽器，17-分支管道A，18-发电机。

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例对本实用新型作更为详细的描述，实施例只对本实用新型具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本实用新型的基础上作出的非实质性修改，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1所示，一种锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，包括主蒸汽高旁减温减压器系统、热再蒸汽减温减压器系统、热再蒸汽至低压缸减温减压器系统、采暖供气系统、凝汽器16、发电机18、厂内220kv母线19，所述主蒸汽高旁减温减压器系统包括主蒸汽管道1和主蒸汽旁路2，所述主蒸汽旁路2设置高旁减温减压器3；所述热再蒸汽减温减压器系统包括热再蒸汽管道5和热再蒸汽旁路6，所述热再蒸汽旁路6设置热再抽汽减温减压器11；所述热再蒸汽至低压缸减温减压器系统包括一分支管道A17，所述分支管道A17上设置热再至低压缸减温减压器15。

在本实施例中，所述主蒸汽管道1一端连接锅炉，另一端连接高压缸7，在主蒸汽管道1上设置旁路开口A和主蒸汽调门前电动门10。

在本实施例中，所述主蒸汽调门前电动门10位于所述旁路开口A和高压缸7之间，设置于汽轮机高排逆止门前，以达到深度调峰目标负荷、防止汽轮机高压缸7压差保护动作的目的。

在本实施例中，所述主蒸汽旁路2一端连接主蒸汽管道1，另一端连接冷再蒸汽管道4。调峰时，主蒸汽管道1中的高高压温蒸汽部分进入主蒸汽旁路2中，通过高旁减温减压器3降低主蒸汽焓值，与另一路主蒸汽进入高压缸7做功后的蒸汽在冷再蒸汽管道4相汇，进入锅炉冷段再热器进行加热。

在本实施例中，所述热再蒸汽管道5一端连接锅炉再热器，另一端连接中压缸8，在热再蒸汽管道5上设置旁路开口B和热再调门前电动门9。所述热再调门前电动门9位于旁路开口B和中压缸8之间。调峰时，经锅炉再热器加热后的再热蒸汽，一部分进入中压缸8正常做功，另一部分进入热再蒸汽旁路6，经过减温减压器后进入供热首站12，进而为供热管网供热。

在本实施例中，所述热再蒸汽旁路6上设置旁路开口C，所述热再抽汽减温减压器11位于旁路开口C前端的热再蒸汽旁路6上，热再蒸汽旁路6管道末端与供热首站12连接。所述热再蒸汽旁路6上还安装了安全阀、逆止阀、快关调节阀、电动截止阀。由旁路开口C处连接分支管道A17，所述分支管道A17上设置电动调节门14，所述电动调节门14位于旁路开口C和热再至低压缸减温减压器15之间。所述分支管道A17末端连接凝汽器16。所述凝汽器16与低压缸13连接，所述低压缸13与中压缸8之间设置蒸汽输送管道。当调整汽轮机跳机时，热再蒸汽旁路6内的蒸汽进入分支管道A17，经过热再至低压缸减温减压器15，进行减温减压，最后进入低压缸13进行冷却。

在本实施例中，所述主蒸汽管道1、主蒸汽旁路2、冷再蒸汽管道4、热再蒸汽管道5、热再蒸汽旁路6、分支管道A17中的工质为气体，且具有良好的流动性并在受热后有显著的膨胀性。

本实用新型的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，采用高旁投入热再供热抽汽方案，其主要原理是，在汽轮机在低负荷工况下，高旁投入，由锅炉来的主蒸汽分两路，一路进入汽轮机做功，做完功的蒸汽由高压缸7排汽至再热器；另一路是由主蒸汽旁路2通过减温减压后的蒸汽和高排蒸汽汇合后直接进入再热器。而再热器出来的蒸汽至中调门前的管道上选取合适的位置进行打孔抽汽，将高旁来的蒸汽全部抽走，在抽汽管道上依次加装安全阀、逆止阀、快关调节阀、电动截止阀等，以实现对外供热抽汽。而为保持电站系统的汽水平衡，回水进入除氧器。

本实施例中的机组采用一台350MW机组，汽轮机在纯凝工况下运行，仅仅依靠锅炉对外抽汽供热，锅炉负荷52%，机组电负荷30MW以内时，高旁最大抽汽能力为564.87t/h，能够提供大约451.89MW热负荷，两台机组可以提供大约903.79MWh热负荷，可以实现发电和供热的完全解耦。

本实施例充分利用了减温减压器性能稳定，结构简单以及供热尖峰时段与电网低负荷时段相重合、冬季热电厂为供热必须大负荷发电、风电被迫放弃发电的特点，主要解决供热机组目前存在的电负荷对热负荷的影响，也就是实现热电解耦和深度调峰，从而解决了热电厂为供热大负荷发电，风电过剩被迫放弃发电的问题，既能保证供热基本负荷，又能保证深度调峰。不仅更加符合实际操作需要，同时节约能源，减少环境污染，降低了供热成本，比其他改造方式更加简化快捷，大大减少灵活性改造成本。本实用新型的系统结构及操作流程简单便捷，易于实现，供热效率高，经济、节能又环保。

尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本实用新型，但本领域的技术人员可以理解，可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本实用新型的范围。以上结合本实用新型的具体实施例做了详细描述，但并非是对本实用新型的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，包括主蒸汽高旁减温减压器系统、热再蒸汽减温减压器系统、热再蒸汽至低压缸减温减压器系统、采暖供气系统、凝汽器（16）、发电机（18）、厂内220kv母线（19），其特征在于：所述主蒸汽高旁减温减压器系统包括主蒸汽管道（1）和主蒸汽旁路（2），所述主蒸汽旁路（2）设置高旁减温减压器（3）；所述热再蒸汽减温减压器系统包括热再蒸汽管道（5）和热再蒸汽旁路（6），所述热再蒸汽旁路（6）设置热再抽汽减温减压器（11）；所述热再蒸汽至低压缸减温减压器系统包括一分支管道A（17），所述分支管道A（17）上设置热再至低压缸减温减压器（15）。

2.根据权利要求1所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述主蒸汽管道（1）一端连接锅炉，另一端连接高压缸（7），在主蒸汽管道（1）上设置旁路开口A和主蒸汽调门前电动门（10）。

3.根据权利要求2所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述主蒸汽调门前电动门（10）位于所述旁路开口A和高压缸（7）之间，设置于汽轮机高排逆止门前。

4.根据权利要求1所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述主蒸汽旁路（2）一端连接主蒸汽管道（1），另一端连接冷再蒸汽管道（4）。

5.根据权利要求1所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述热再蒸汽管道（5）一端连接锅炉再热器，另一端连接中压缸（8），在热再蒸汽管道（5）上设置旁路开口B和热再调门前电动门（9）。

6.根据权利要求5所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述热再调门前电动门（9）位于旁路开口B和中压缸（8）之间。

7.根据权利要求1所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述热再蒸汽旁路（6）上设置旁路开口C，所述热再抽汽减温减压器（11）位于旁路开口C前端的热再蒸汽旁路（6）上，热再蒸汽旁路（6）管道末端与供热首站（12）连接。

8.根据权利要求7所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述热再蒸汽旁路（6）上还安装了安全阀、逆止阀、快关调节阀、电动截止阀。

9.根据权利要求7所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：由旁路开口C处连接分支管道A（17），所述分支管道A（17）上设置电动调节门（14），所述电动调节门（14）位于旁路开口C和热再至低压缸减温减压器（15）之间。

10.根据权利要求9所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述分支管道A（17）末端连接凝汽器（16）。

11.根据权利要求10所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述凝汽器（16）与低压缸（13）连接，所述低压缸（13）与中压缸（8）之间设置蒸汽输送管道。

12.根据权利要求1所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述采暖供气系统包括供热首站（12）和供热管道。

13.根据权利要求1~12任意一项所述的锅炉高旁和再热热改造提升机组调峰灵活性的系统，其特征在于：所述主蒸汽管道（1）、主蒸汽旁路（2）、冷再蒸汽管道（4）、热再蒸汽管道（5）、热再蒸汽旁路（6）、分支管道A（17）中的工质为气体。