CN207688230U - 一种供热机组一次调频控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种供热机组一次调频控制系统,其包括中压缸、低压缸、热网加热器和低压缸调频协调装置;中压缸的排汽口与低压缸连通并形成做功支路;中压缸的排汽口还与热网加热器连通并形成供热支路;做功支路还设有第一阀门和低压缸进汽压力变送器,低压缸进汽压力变送器设于朝向中压缸的一侧,供热支路还设有第二阀门和抽汽供热压力变送器,抽汽供热压力变送器设于朝向中压缸的一侧;第一阀门、第二阀门、低压缸进汽压力变送器和抽汽供热压力变送器均与低压缸调频协调装置信号连接。该供热机组一次调频控制系统能够充分安全利用热网容量,在电网需要负荷发生变化时,能够提高供热机组一次调频能力,进而提高电网的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于热电联产电厂技术领域,具体涉及一种供热机组一次调频控制系统。
背景技术
近年来随着以风力供电为代表的可再生、清洁能源供电机组的迅速增加,因为这些可再生、清洁能源的供电机组的发电负荷的不确定性会给电网带来新的不稳定量。电网平复这些负荷扰动的能力自然而然地成为了影响大力发展可再生、清洁能源发电方式的主要影响因素之一。
目前,我国的华北地区和西北的绝大多数地区仍是以火力发电为主,所以进一步提高并网火电机组的负荷调整范围和负荷调整的响应速率无疑是电网频率调整的急切所需。
近几年来,我国十分重视热电联产,大力支持城市地区集中供热,尽快实现电厂周边地区的集中供热。从电厂汽轮机中压缸排汽中抽取一部分作为供热热源,这样就不用专门设置小型取暖锅炉用于取暖,同时可避免由于小型锅炉在燃煤时关于煤的降低污染处理做的不好而对环境造成的污染,进而减轻我们日益严重的环境压力,在经济发展的同时给人民一个适合居住、生长的环境。
此外,我国供暖期也正值冬季,这时风力资源丰富,是风力发电的高负荷阶段。电网这时就需要供热机组参与调峰调频以提高电网接收风电发电负荷的能力。所以有必要对供热机组参与电网调频的策略进行一番较为深入的分析研究,提出一些优化方案,以提高供热机组一次调频能力,进而提高电网的稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种供热机组一次调频控制系统,能够充分安全利用热网容量,在电网需要负荷发生变化时,能够提高供热机组一次调频能力,进而提高电网的稳定性。
为解决上述技术问题,本实用新型所提供的供热机组一次调频控制系统包括中压缸、低压缸、热网加热器和低压缸调频协调装置;所述中压缸的排汽口与所述低压缸连通并形成做功支路;所述中压缸的排汽口还与所述热网加热器连通并形成供热支路;所述做功支路还设有第一阀门和低压缸进汽压力变送器,所述低压缸进汽压力变送器设于朝向所述中压缸的一侧,所述供热支路还设有第二阀门和抽汽供热压力变送器,所述抽汽供热压力变送器设于朝向所述中压缸的一侧;所述第一阀门、所述第二阀门、所述低压缸进汽压力变送器和所述抽汽供热压力变送器均与所述低压缸调频协调装置信号连接。
供热机组中压缸的排汽量一部分用于用户供热,另一部分蒸汽继续在汽轮机低压缸中做功。即本实用新型中的做功支路和供热支路,其中,在做功支路中,于中压缸和第一阀门之间还设有低压缸进汽压力变送器,在供热支路中,于中压缸和第二阀门之间还设有抽汽供热压力变送器,其中,第一阀门、第二阀门、低压缸进汽压力变送器和抽汽供热压力变送器均与低压缸调频协调装置信号连接。
具体的说,在第一阀门之前加装低压缸进汽压力变送器,将压力信号传送到低压缸调频协调装置进行判断决定调节第一阀门的开度;在蒸汽进入第二阀门之前加装抽汽供热压力变送器,将压力信号传送到低压缸调频协调装置进行判断决定第二阀门开度。通过压力变送器进行压力判断,协调流量分配以负荷响应速率,进而提高电网的稳定性。
本实用新型所提供的供热机组一次调频控制系统的有益效果在于:1)能够实时分析调频信号扰动时负荷响应的动态过程,准确地在秒级分析低压缸进汽的容积惯性;2)利用热网的热惯性提高供热机组供热工况下的一次调频响应速度,使蒸汽流量在热负荷和电负荷之间进行最佳分配,在不影响供热负荷的前提下,快速响应电网负荷。
可选地,还包括热电偶,所述热电偶设于所述热网加热器的循环水出水口,所述热电偶与所述低压缸调频协调装置信号连接。
可选地,所述供热支路中还包括逆止阀和隔离阀,所述逆止阀设于所述中压缸和所述第二阀门之间,所述隔离阀设于所述第二阀门和热网加热器之间。
可选地,所述第一阀门为蝶阀。
可选地,还包括主蒸汽阀门和调速器,所述主蒸汽阀门用于控制汽轮机的蒸汽流量,所述调速器分别与所述主蒸汽阀门和所述低压缸调频协调装置信号连接。
附图说明
图1是本实用新型实施例的供热机组一次调频控制系统的结构示意图。
附图1中,附图标记说明如下:
1-中压缸;2-低压缸;3-热网加热器;4-第一阀门;5-第二阀门;6-低压缸进汽压力变送器;7-抽汽供热压力变送器;8-低压缸调频协调装置;9-热电偶;10-逆止阀;11-隔离阀;12-热网循环水泵;13-热网疏水泵。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1,图1是本实用新型实施例的供热机组一次调频控制系统的结构示意图。
如图1所示,本实用新型实施例提供了一种供热机组一次调频控制系统,其包括中压缸1、低压缸2、热网加热器3和低压缸调频协调装置8;中压缸1的排汽口与低压缸2连通并形成做功支路;中压缸1的排汽口还与热网加热器3连通并形成供热支路;做功支路还设有第一阀门4和低压缸进汽压力变送器6,低压缸进汽压力变送器6设于朝向中压缸1的一侧,供热支路还设有第二阀门5和抽汽供热压力变送器7,抽汽供热压力变送器7设于朝向中压缸1的一侧;第一阀门4、第二阀门5、低压缸进汽压力变送器6和抽汽供热压力变送器7均与低压缸调频协调装置8信号连接。
供热机组中压缸1的排汽量一部分用于用户供热,另一部分蒸汽继续在汽轮机低压缸2中做功。即本实用新型中的做功支路和供热支路,其中,在做功支路中,于中压缸1和第一阀门4之间还设有低压缸进汽压力变送器6,在供热支路中,于中压缸1和第二阀门5之间还设有抽汽供热压力变送器7,其中,第一阀门4、第二阀门5、低压缸进汽压力变送器6和抽汽供热压力变送器7均与低压缸调频协调装置8信号连接。
具体的说,在第一阀门4之前加装低压缸进汽压力变送器6,将压力信号传送到低压缸调频协调装置8进行判断决定调节第一阀门4的开度;在蒸汽进入第二阀门5之前加装抽汽供热压力变送器7,将压力信号传送到低压缸调频协调装置8进行判断决定第二阀门5开度。通过压力变送器进行压力判断,协调流量分配以负荷响应速率,进而提高电网的稳定性。
本实用新型所提供的供热机组一次调频控制系统的有益效果在于:1)能够实时分析调频信号扰动时负荷响应的动态过程,准确地在秒级分析低压缸2进汽的容积惯性;2)利用热网的热惯性提高供热机组供热工况下的一次调频响应速度,使蒸汽流量在热负荷和电负荷之间进行最佳分配,在不影响供热负荷的前提下,快速响应电网负荷。
在上述实施例中,还包括热电偶9,该热电偶9设于热网加热器3的循环水出水口,热电偶9与低压缸调频协调装置8信号连接。该热电偶9用于判断热网加热器3的循环水出水口的水温,该循环水经热网循环水泵12至一级网管,用于供热,在此处设置热电偶9检测水温,通过低压缸调频协调装置8对第一阀门4和第二阀门5的控制,使得循环水的温度稳定在限定范围内,以便高效地进行流量分配,在不影响供热负荷的前提下,快速响应电网负荷。而热网加热器3的废水排水口排出的废水经热网疏水泵13排出,在此不对其做要求。
在上述实施例中,供热支路中还包括逆止阀10和隔离阀11,其中,逆止阀10设于中压缸1和第二阀门5之间,用于防止蒸汽逆流,隔离阀11设于第二阀门5和热网加热器3之间,用于在发生事故时及时隔断该供热支路。
在上述实施例中,将第一阀门4设置为蝶阀,由于此处蒸汽流量较大,压力较低,因此第一阀门4选用蝶阀相对于其它阀门结构来说,便于大流量的蒸汽调节。
在上述实施例中,该供热机组一次调频控制系统还包括主蒸汽阀门和调速器,其中,主蒸汽阀门用于控制汽轮机的蒸汽流量,调速器分别与主蒸汽阀门和低压缸调频协调装置8信号连接。当电网负荷发生变化时,信号传到调速器,调速器发出指令使主蒸汽阀门根据指令进行动作,开大或减小。由于供热机组供热供电之间存在耦合问题,因此在调节负荷时我们应采取较为灵活的调节方式,上述各实施例所述的供热机组一次调频控制系统能够灵活的调节负荷,可在不影响供热的情况,使发电负荷快速响应电网需求。
具体的,当电网负荷增加时,主蒸汽阀门开度增大,进入汽轮机的蒸汽流量增多,通过低压缸进汽压力变送器6可知,由于供热抽汽的影响,低压缸2进汽压力上升慢,负荷响应速率慢。抽汽供热压力变送器7的压力升高,热电偶9的压力也升高,这时会有信号传送到低压缸调频协调装置8,指令第二阀门5开度减小;同时低压缸进汽压力变送器6压力升高,信号传送到低压缸调频协调装置8,指令第一阀门4开度增大,进入低压缸2的蒸汽流量增加,机组输出功率迅速增加,负荷响应速率提高。
同时,在此基础上我们可以充分利用热网储能进一步适当减小第二阀门5开度,通过热电偶9判断使热网加热器3的出口温度维持在一定范围内即可,让更多的蒸汽流量进入低压缸2继续做功,增加输出功率。由低压缸进汽压力变送器6可知,短时间内压力上升很快,负荷响应速率迅速,快于传统一次调频响应速率。
当电网负荷降低时,主蒸汽阀门开度减小,进入汽轮机的蒸汽流量减少。抽汽供热压力变送器7的压力降低,信号传送到低压缸调频协调装置8,指令快关阀开度增加,供热流量增加。低压缸进汽压力变送器6压力降低,信号传送到低压缸调频协调装置8,指令第一阀门4开度减小,进入低压缸2内继续做功的蒸汽流量减少,机组输出功率降低,响应负荷要求。
同时,在此基础上,充分利用热网容量可继续适当调小主蒸汽阀门开度,降低高中压缸1负荷,同时增大第二阀门5的开度,进一步减少进入低压缸2做功流量,快速降低负荷,快于传统一次调频负荷响应速率。此过程只要热网加热器3循环水出口的水温不大幅度下降即可。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种供热机组一次调频控制系统,其特征在于,包括中压缸(1)、低压缸(2)、热网加热器(3)和低压缸调频协调装置(8);
所述中压缸(1)的排汽口与所述低压缸(2)连通并形成做功支路;
所述中压缸(1)的排汽口还与所述热网加热器(3)连通并形成供热支路;
所述做功支路还设有第一阀门(4)和低压缸进汽压力变送器(6),所述低压缸进汽压力变送器(6)设于朝向所述中压缸(1)的一侧,所述供热支路还设有第二阀门(5)和抽汽供热压力变送器(7),所述抽汽供热压力变送器(7)设于朝向所述中压缸(1)的一侧;
所述第一阀门(4)、所述第二阀门(5)、所述低压缸进汽压力变送器(6)和所述抽汽供热压力变送器(7)均与所述低压缸调频协调装置(8)信号连接。
2.根据权利要求1所述的供热机组一次调频控制系统,其特征在于,还包括热电偶(9),所述热电偶(9)设于所述热网加热器(3)的循环水出水口,所述热电偶(9)与所述低压缸调频协调装置(8)信号连接。
3.根据权利要求1所述的供热机组一次调频控制系统,其特征在于,所述供热支路中还包括逆止阀(10)和隔离阀(11),所述逆止阀(10)设于所述中压缸(1)和所述第二阀门(5)之间,所述隔离阀(11)设于所述第二阀门(5)和热网加热器(3)之间。
4.根据权利要求3所述的供热机组一次调频控制系统,其特征在于,所述第一阀门(4)为蝶阀。
5.根据权利要求1-4任一项所述的供热机组一次调频控制系统,其特征在于,还包括主蒸汽阀门和调速器,所述主蒸汽阀门用于控制汽轮机的蒸汽流量,所述调速器分别与所述主蒸汽阀门和所述低压缸调频协调装置(8)信号连接。
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