CN209557053U - 一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，包括发电机、锅炉、大汽轮机、小汽轮机，所述调峰系统包括射汽抽汽器、调峰控制平台及蒸汽调节阀，所述射汽抽汽器通过蒸汽调节阀与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，通过调峰控制平台来控制调整蒸汽调节阀的流量并切换汽源来源进行调峰。本实用新型所述的一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，不仅可回收利用发电产生的汽源，同时能够提升火电厂发电机组运行的灵活性，缓解了电网平衡和峰谷差问题，延长了发电厂设备的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力能源技术领域，具体涉及一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统。
背景技术
电网因夜间负荷少，同时需要消纳风电、光电、水电及核电等新能源的较大产能负荷，保证作为清洁能源的优先上网，火电厂需要根据电网调度情况进行调峰发电，导致近年来我国火电机组年平均利用小时数持续降低，大多数机组负荷率要小于70％。而在低负荷条件下，机组的热经济性和安全性要明显下降，因此电网调峰与火电机组灵活性之间的矛盾日益突出。
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中是重中之重。目前火力发电机组的装机容量与发电量仍占据主导地位，依靠大型火电机组深度调峰技术是解决当前电力系统面临的峰谷差距逐渐增大问题和保障电网消纳风能、太阳能等新能源的根本途径。
在众多的火电灵活性深度调峰方案中，主要分为机组本身设备和机组外部设备调峰方案。其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，然而当机组进行变负荷或低负荷运行时，不但大幅度降低机组发电效率，而且会降低机组寿命。特别是现有汽机侧如高低压旁路喷水减温减压调峰方案会导致大量的热力损失，降低整个机组在低负荷调峰运行工况下的热经济性。
射汽抽汽器，利用射流紊动扩散作用，来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备，可实现瞬间加热，热损失较小，升温较快，具有传热效率高，噪声低(可达到65d B以下)，体积小，安装简单，没有运动部件，运行可靠，具有瞬时加热和加压的作用，投资少等优点。在电厂发电过程中会产生大量的凝结水，凝结水在冷却过程中又会产生一定量的低压蒸汽。低压蒸汽回收困难且回收成本较高。射汽抽汽器利用电厂的多余的高压蒸汽以及低压蒸汽，将高压蒸汽与低压蒸汽进行混合换热，回收低压蒸汽余热进行供热。
综上所述，如何避免发电厂调峰能源的浪费，实现火电厂的深度调峰是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，以缓解电网调峰与火电机组灵活性之间突出性矛盾，减少发电厂调峰能源的浪费，提高电厂的经济效益。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，包括发电机、锅炉、大汽轮机、小汽轮机，所述调峰系统包括射汽抽汽器、调峰控制平台及蒸汽调节阀，所述射汽抽汽器通过蒸汽调节阀与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，通过调峰控制平台来控制调整蒸汽调节阀的流量并切换汽源来源进行调峰。
进一步的，所述射汽抽汽器与供热热网通过管线连接；射汽抽汽器分别与调峰控制平台通过控制线路连接。
进一步的，射汽抽汽器的低压供汽汽源来自于小汽轮机排汽、大汽轮机排汽或其他低温汽源中的至少一种。
进一步的，射汽抽汽器的高压射汽汽源包括锅炉的高压主蒸汽、高压缸的抽汽或排汽、中压缸排汽或抽汽、再热器的再热热段抽汽中的至少一种。
进一步的，所述大汽轮机由高压缸、中压缸、低压缸串联组成，其中所述低压缸有2个互为并联设置。
进一步的，所述射汽抽汽器的排汽可进入机组热力系统、热网加热器、工业蒸汽管线中的任意一种。
更进一步的，所述调峰系统还包括给水泵、低压加热器、高压加热器、除氧器、凝汽器，大汽轮机的排汽经凝汽器冷凝成水，水通过低压加热器、高压加热器进行加热升温及除氧器除氧后经给水泵再次回到锅炉进行重复利用。
进一步的，所述调峰控制平台通过控制线路连接所述蒸汽调节阀，根据电厂接受的调峰指令，调节对应的蒸汽调节阀以改变高压射汽或低压供汽汽源的流量，完成电厂调峰负荷需求。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统具有以下优势：
本发明避免了现有技术喷水减温减压器造成的热损失。
本发明利用了小汽机排汽或大汽机排汽等乏汽的热能，提高了系统热效率。
本发明利用射汽抽汽器及蒸汽阀门的控制，实现机组发电负荷的灵活调峰控制。
本发明的射汽抽汽器排汽汇入热力系统或供给热网加热器，充分回收工质热量，提高了整个机组的热效率和热经济性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型所述的利用射汽抽汽器的调峰系统的示意图。
图2为本实用新型所述的利用射汽抽汽器的调峰系统的一优选实施例的示意图。
图3为本实用新型所述的利用射汽抽汽器的调峰系统的另一优选实施例的示意图。
图4为本实用新型所述的利用射汽抽汽器的调峰系统的又一优选实施例的示意图。
图5为本实用新型所述的利用射汽抽汽器的调峰系统的再一优选实施例的示意图。
附图标记说明：
锅炉-1、再热器-2、给水泵-3、小汽轮机-4、大汽轮机-5、高压缸-6、中压缸-7、低压缸-8、发电机-9、射汽抽汽器-11、热网加热器-12、低压加热器-13、高压加热器-14、除氧器-15、蒸汽调节阀-16、凝汽器-17、调峰控制平台-18。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
实施例1
如图1所示，一种利用射汽抽汽器的调峰系统，包括发电机9、锅炉1、大汽轮机5、小汽轮机4、给水泵3、低压加热器13、高压加热器14、除氧器15、凝汽器17、射汽抽汽器11以及调峰控制平台18及蒸汽调节阀16。火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令时，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，调整蒸汽调节阀16的流量并在至少4路高压射汽汽源间切换和至少2路低压供汽汽源间切换进行调峰。所述的蒸汽调节阀16为蒸汽电磁阀，其流量在10～500m3/h之间。
具体的，电厂发电时，小汽轮机4启动后可带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14进行预加热，预加热后的水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽，高压蒸汽进入高压缸6内带动发电机9做功，从而将热能转化为电能；当接到调峰指令时，根据需要可选择将高压主蒸汽作为高压射汽汽源通过高压蒸汽旁路的蒸汽调节阀16进入所述射汽抽汽器11加以利用。
此外，当高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后可进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。当接到调峰指令时，高压缸6的排汽或抽汽以及再热热段蒸汽均可作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内加以利用。
同样的，中压缸7的抽汽或排汽可进入低压缸8进行发电；当接到调峰指令后，中压缸7的抽汽或排汽也可作为高压射汽汽源通过蒸汽调节阀16调节进入射汽抽汽器11加以利用；此外，当上述高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内后，可将经过引流管道的低压缸8的排汽或小汽轮机4的排汽抽进射汽抽汽器11内进行混合，加以回收利用，提高能源利用率，降低成本。
所述射汽抽汽器11与机组热力系统管道、工业蒸汽管道、热网加热器12均相连接。经射汽抽汽器11处理后热源，根据汽源质量及实际需求，可进入机组热力系统管道、工业蒸汽管道或经热网加热器12升温后进入供热热网。
此外，低压缸8的排汽可进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵3回到高压加热器14进行重复利用。
优选的，所述的热网加热器12、低压加热器13、高压加热器14均使用高压蒸汽作为加热水体的供热源。
实施例2
如图2所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，与实施例1相比，本实施例利用发电中的高压主蒸汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。
在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14进行预加热，预加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。
电厂接到减负荷调峰指令后，调峰控制平台18向射汽抽汽器11发送调峰指令。接到指令后，射汽抽汽器11选择调大蒸汽调节阀16的流量，锅炉1产生的高压蒸汽部分进入高压缸6做功以带动发电机9来发电，而高压主蒸汽作为高压射汽汽源，通过高压蒸汽旁路进入射汽抽汽器11，从而将低压供汽汽源——部分的小汽机排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温工业蒸汽，汇至工业蒸汽管道。通过射汽抽汽器11消耗部分用于发电的高压蒸汽，从而减小机组的发电量，实现调峰目的。
此外，当高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后可进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。中压缸7的抽汽或排汽则进入低压缸8进行发电；
低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵3回到高压加热器14进行重复利用。
实施例3
如图3所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，与实施例1相比，本实施例利用发电中的高压缸6的排汽或抽汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。
在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14，加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。
高压蒸汽进入高压缸6做功以带动发电机9发电，部分的高压缸6的排汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。同时，根据需要设定蒸汽调节阀16的流量，打开高压缸6排汽的蒸汽调节阀16，高压缸6的排汽作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内，从而将低压供汽汽源——部分的低压缸8的排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温热水，进入热网加热器12加热后，汇入供热热网，从而有效减少机组发电量，实现电厂的深度调峰。
中压缸7的排汽或抽汽则进入低压缸8进行发电；低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵3回到高压加热器14进行重复利用。
实施例4
如图4所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，与实施例1相比，本实施例仅利用发电中的再热热段的蒸汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。
在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14，加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。
高压蒸汽进入高压缸6做功以带动发电机9发电，高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后部分进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。同时，通过调峰控制平台18开大再热热段蒸汽的蒸汽调节阀16，再热热段蒸汽作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内，从而将低压供汽汽源——部分的低压缸8的排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温热水，进入热网加热器12加热后，汇入供热热网，从而有效减少机组发电量，实现电厂的深度调峰。
中压缸7的排汽或抽汽则进入低压缸8进行发电；低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵3回到高压加热器14进行重复利用。
实施例5
如图5所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，与实施例1相比，本实施例仅利用发电中的中压缸7的排汽或抽汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。
在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14，加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。
高压蒸汽进入高压缸6做功以带动发电机9发电，高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。同时，通过调峰控制平台18开大中压缸7抽汽的蒸汽调节阀16，中压缸7的部分抽汽作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内，从而将低压供汽汽源——部分的小汽轮机4的排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温热水，进入热网加热器12加热后，汇入供热热网，从而有效减少机组发电量，实现电厂的深度调峰。
中压缸7的另一部分抽汽则进入低压缸8进行发电；低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵3回到高压加热器14进行重复利用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，包括发电机(9)、锅炉(1)、大汽轮机(5)、小汽轮机(4)，其特征在于，所述调峰系统包括射汽抽汽器(11)、调峰控制平台(18)及蒸汽调节阀(16)，所述射汽抽汽器(11)通过蒸汽调节阀(16)与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，通过调峰控制平台(18)来控制调整蒸汽调节阀的流量并切换汽源来源进行调峰。
2.根据权利要求1所述的火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，其特征在于，所述的射汽抽汽器(11)与供热热网通过管线连接；所述的射汽抽汽器(11)与调峰控制平台(18)通过控制线路连接。
3.根据权利要求1所述的火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，其特征在于，所述射汽抽汽器(11)的低压供汽汽源来自于小汽轮机(4)排汽、大汽轮机(5)排汽或其他低温汽源中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，其特征在于，所述射汽抽汽器(11)的高压射汽汽源包括锅炉(1)的高压主蒸汽、高压缸(6)抽汽或排汽、中压缸(7)抽汽或排汽、再热器(2)的再热热段蒸汽中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，其特征在于，所述射汽抽汽器(11)的排汽可进入机组热力系统、热网加热器(12)、工业蒸汽管线中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，其特征在于，所述调峰系统还包括给水泵(3)、低压加热器(13)、高压加热器(14)、除氧器(15)、凝汽器(17)，大汽轮机的排汽经凝汽器(17)冷凝成水，水通过低压加热器(13)、高压加热器(14)进行加热升温及除氧器(15)除氧后经给水泵(3)再次回到锅炉(1)进行电厂热力循环。
7.根据权利要求1所述的火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统，其特征在于，所述调峰控制平台(18)通过控制线路连接所述的蒸汽调节阀(16)，根据电厂接受的调峰指令，调节对应的蒸汽调节阀(16)以改变高压射汽或低压供汽汽源的流量，完成电厂调峰负荷需求。
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Cited By (1)
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| CN113719326A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 西安西热节能技术有限公司 | 一种发电厂抽汽调节结合小型汽机发电的飞轮储能系统 |
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- 2018-11-21 CN CN201821923949.9U patent/CN209557053U/zh active Active
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| CN113719326A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 西安西热节能技术有限公司 | 一种发电厂抽汽调节结合小型汽机发电的飞轮储能系统 |
| CN113719326B (zh) * | 2021-08-26 | 2023-08-22 | 西安西热节能技术有限公司 | 一种发电厂抽汽调节结合小型汽机发电的飞轮储能系统 |
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