CN212054843U - 燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电领域，公开了一种燃气‑蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，用于对燃气发电机组以及蒸汽发电机组进行控制。燃气‑蒸汽联合循环机组的自启停控制系统包括：主机单元、辅机单元以及供电单元。其中，主机单元与燃气发电机组以及蒸汽发电机组电性连接；辅机单元与主机单元电性连接；供电单元对主机单元以及辅机单元电性进行供电。当辅机单元启动后，主机单元开启燃气发电机组以及蒸汽发电机组向外发电，主机单元将燃气发电机组以及蒸汽发电机组发出的电并到电网；辅机单元关停后，主机单元停止燃气发电机组以及蒸汽发电机组的运行。本实用新型提供的一种燃气‑蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，具有适应工况广、操控性好的优点。

Description

燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及发电领域，尤其涉及一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统。

背景技术

燃气-蒸汽联合循环机组主要由燃气轮机、蒸汽轮机以及余热锅炉等三大主要设备组成，利用两种早已成熟的机械动力装置——燃气轮机的“布雷顿循环”和蒸汽轮机的“朗肯循环”，使它们结合在一起，实现热能的“温度对口，梯级利用”。机组自启停控制系统可以使机组按照规定的程序进行设备的启停操作，提高了机组运行的安全可靠性和经济效益，因此对发电机组特别是燃气-蒸汽联合循环机组自启停控制技术进行研究和应用，成为近年电厂热工自动化和自动控制技术的研究热点之一。现有机组自启停的控制系统大多用于火力发电厂，且在使用时，机组内部不断产生的蒸汽会导致机组内部的大气压强不断增加，当机组内部的大气压强到达一定界限时，机组的外壁就会产生裂痕，最终导致机组损坏，从而降低了机组的使用寿命。又由于国内大多数联合循环机组被定为调峰电源，夜停昼开的模式使得运行人员的操作强度成倍提高，启停机期间的运行小时数也逐年增加。因此，开发一套全程自动且安全可靠的自启停控制系统对于燃气-蒸汽联合循环机组来说至关重要。

发明内容

为解决现有技术中的问题本实用新型提供了一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，具有覆盖范围大、适应工况广、安全性高、集成度强、操控性好的优点。

本实用新型提供了一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，用于对燃气发电机组以及蒸汽发电机组进行控制，并将燃气发电机组以及蒸汽发电机组发出的电并到电网。燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统包括：主机单元，与燃气发电机组以及蒸汽发电机组电性连接；辅机单元，与主机单元电性连接，辅机单元用于辅助燃气发电机组以及蒸汽发电机组进行发电；以及供电单元，用于对主机单元以及辅机单元电性进行供电，其中，当辅机单元启动后，主机单元开启燃气发电机组以及蒸汽发电机组向外发电，主机单元将燃气发电机组以及蒸汽发电机组发出的电并到电网；辅机单元关停后，主机单元停止燃气发电机组以及蒸汽发电机组的运行。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，供电单元包括二次电池以及外接电源，外接电源用于对燃气发电机组、蒸汽发电机组以及二次电池进行供电，二次电池用于存储电能，并对该系统进行供电。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，主机单元包括：燃机自启停顺控模块，用于控制燃气发电机组的启动或停机；燃机并网模块，用于将燃气发电机组发出的电并到电网；汽机自启停顺控模块，用于控制蒸汽发电机组的启动或停机；汽机并网模块，用于将蒸汽发电机组发出的电并到电网。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，辅机单元包括：除盐水模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，用于向蒸汽发电机组提供成品水；闭式水模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，用于向蒸汽发电机组提供冷却水；压缩空气模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，用于向蒸汽发电机组提供干燥压缩空气；循环水开式水模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，循环水开式水模块用于通过冷却水冷却蒸汽发电机组；凝结水模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，凝结水模块用于收集蒸汽发电机组运行过程中产生的水；启动炉辅汽模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，启动炉辅汽模块用于在蒸汽发电机组处于低负荷或异常工况时，向蒸汽发电机组提供蒸汽；轴封及抽真空模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，轴封及抽真空模块用于保持蒸汽发电机组的真空值；汽包上水模块，与汽机自启停顺控模块电性连接，汽包上水模块用于对蒸汽发电机组中的低压汽包、汽包上水以及高压汽包进行上水。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，压缩空气模块用于在蒸汽发电机组正常工作时，将空冷空压机冷干机制备干燥压缩空气切换至水冷空压机冷干机制备干燥压缩空气。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，主机单元还包括：并炉解列模块，用于解除汽机并网模块与电网之间的关联。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，并炉解列模块通过调节蒸汽发电机组内蒸汽的温度以及压力的方式解除汽机并网模块与电网之间的关联。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，并炉解列模块通过减煤以及减风的方式解除汽机并网模块与电网之间的关联。

在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，主机单元还包括：锅炉升温升压模块，用于提高蒸汽发电机组内蒸汽的压力以及蒸汽的温度。在本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，还可以具有这样的特征，其中，锅炉升温升压模块通过调节燃料量、风煤比以及高压旁路阀的开度提高蒸汽发电机组内蒸汽的压力以及蒸汽的温度。

发明的作用与效果

根据本实用新型提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，因为具有主机单元、辅机单元以及供电单元。其中，主机单元与燃气发电机组以及蒸汽发电机组电性连接；辅机单元与主机单元电性连接，辅机单元用于辅助燃气发电机组以及蒸汽发电机组进行发电；供电单元用于对主机单元以及辅机单元电性进行供电，当辅机单元启动后，主机单元开启燃气发电机组以及蒸汽发电机组向外发电，主机单元将燃气发电机组以及蒸汽发电机组发出的电并到电网；辅机单元关停后，主机单元停止燃气发电机组以及蒸汽发电机组的运行，所以本实用新型提供的燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统能够自动控制燃气发电机组以及蒸汽发电机组电。从而具有覆盖范围大、适应工况广、安全性高、集成度强、操控性好的优点。

附图说明

图1为本实用新型中实施例中的燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统示意图；

图2为本实用新型中实施例的主机单元的示意图；

图3为本实用新型中实施例的辅机单元的示意图；以及

图4为本实用新型中实施例的供电单元的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

<实施例>

图1为本实用新型中实施例中的燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统示意图。

如图1所示，本实施例提供的燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统100包括：主机单元1、辅机单元2以及供电单元3。

图2为本实用新型中实施例的主机单元的示意图。

如图2所示，本实施例提供主机单元1包括：燃机自启停顺控模块101、燃机并网模块102、汽机自启停顺控模块103、汽机并网模块104、并炉解列模块105以及锅炉升温升压模块106。

燃机自启停顺控模块101为一套指令系统，用于完成燃气发电机组中燃机的启动及停机。

燃机并网模块102通过调节燃气发电机组中发动机转速来调节有功功率的输出，进而调节发电机的输出电压来调节无功功率的输出，从而达到并网要求。

汽机自启停顺控模块103为一套指令系统，用于完成蒸汽发电机组中汽轮机的启动及停机。

汽机并网模块104通过打开自同期装置控制蒸汽发电机组中汽轮机进气量，以控制汽轮机转速，从而而控制发电机频率。当发电机频率与电网频率基本相同且基本同步时，自同期装置会自动合上发电机与电网之间的断路器，使得发电机与电网并网。

并炉解列模块105在蒸汽发电机组中的锅炉启动时，通过调节参数使锅炉压力温度与系统相同，水位正常，将压力和温度均符合规定的蒸汽送入母管；或通过逐渐减煤、减风的操作缓慢将负荷降低达以到解列的目的。

锅炉升温升压模块106通过调节燃料量、风煤比、高压旁路阀的开度等方式，将进入汽轮机主蒸汽压力、蒸汽温度提高到汽轮机所需的值。

图3为本实用新型中实施例的辅机单元的示意图。

如图3所示，本实施例提供辅机模块2包括：除盐水模块201、闭式水模块202、压缩空气模块203、循环水开式水模块204、凝结水模块205、启动炉辅模块206、轴封及抽真空模块207以及汽包上水模块208。

除盐水模块201接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，除盐水模块中的除盐水泵运行，出口母管压力正常结束，经过各种水处理工艺，得到所要求的成品水。

闭式水模块202接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，至闭式泵运行，出口母管压力正常结束，向汽轮机、锅炉、发电机的辅助设备提供冷却水。

压缩空气模块203接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，当闭式水母管压力正常后，将空冷空压机冷干机制备干燥压缩空气切换至水冷空压机冷干机制备干燥压缩空气。

循环水开式水模块204接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，将冷却水送至高低压凝气器去冷却汽轮机低压缸排汽，以维持高低压凝气器的真空，使汽水循环得以继续。

凝结水模块205接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，收集汽轮机排汽凝结成的水和低压加热器疏水，经凝结水泵升压后经各低压加热器加热送往除氧器除氧，与高加疏水和四段抽汽汇集到除氧水箱后供给给水泵。

启动炉辅模块206用于保证机组安全可靠地启动和停机，及在低负荷和异常工况下提供必要的、参数和数量都符合要求的汽源，同时向有关设备提供生产加热用汽。

轴封及抽真空模块207接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，至轴封蒸汽母管压力温度正常，一台真空泵运行且凝汽器真空正常时结束，以防止蒸汽沿高、中压缸轴端向外泄漏，甚至窜入轴承箱致使润滑油中进水，防止空气漏入汽缸而破坏机组的真空。

汽包上水模块208接收并执行汽机自启停顺控模块103发出的启动指令，其中，汽包上水模块208通过发低压汽包上水指令，使低压省煤器入口电动阀开启、低压汽包水位调节阀自动状态、低压汽包水位正常、低压汽包水温实现低压汽包上水；汽包上水模块208通过发中压汽包上水指令，使一台中压给水泵运行，中压省煤器入口电动阀开启、中压汽包水位调节阀投自动、中压汽包水位正常，实现中压汽包上水；汽包上水模块208通过发高压汽包上水指令，使一台高压给水泵运行，高压省煤器入口电动门开启、至少一个高压给水调阀投自动、高压汽包水位正常，实现高压汽包上水。

图4为本实用新型中实施例的供电单元的示意图。

如图4所示，本实施例提供的供电单元3包括：二次电池301以及外接电源302，外接电源302用于对燃气发电机组、蒸汽发电机组以及二次电池301进行供电，二次电池301用于存储电能，并在外接电源302无法向该系统进行供电时，代替外接电源302向该系统进行供电。

本实施例提供的燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统100的工作过程：

燃气-蒸汽联合循环机组启动准备：

开机前，需要手动预选好设备以及启动模式，通过发启动指令后，系统按启动流程依次检查各辅助系统状态，若状态符合程序完成条件时说明该系统已经正常投运，系统将跳过该系统启动流程进行下一环节。

燃气-蒸汽联合循环机组停机准备：

停机时，选择好停机次序，辅助蒸汽切换己完成，燃气-蒸汽联合循环机组转入纯凝模式，退预选的锅炉，先退低压后退高中压，停待停燃机后停辅机，接着停汽机，汽机停后燃机进入自动停机，机惰走完成投入盘车，高中低压旁路全关，停真空泵，关轴封供汽并破坏真空，汽包水位上至正常，停高中压给水泵及低压再循环泵，关凝结水至低压省煤器入口电动门，停机完成。

综上所述，本实施例提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统集成了高效的主机模块和丰富的辅机模块以及可靠的供电模块，可实现对燃气-蒸汽联合循环机组的自动启停，具有覆盖范围大、适应工况广、安全性高、集成度强、操控性好的优点，同时帮助电厂管理人员全方位了解运行人员的操作水平，提高电厂机组启停的运行水平和管理水平。

实施例的作用与效果

根据本实施例提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，因为具有主机单元、辅机单元以及供电单元。其中，主机单元与燃气发电机组以及蒸汽发电机组电性连接；辅机单元与主机单元电性连接，辅机单元用于辅助燃气发电机组以及蒸汽发电机组进行发电；供电单元用于对主机单元以及辅机单元电性进行供电，当辅机单元启动后，主机单元开启燃气发电机组以及蒸汽发电机组向外发电，主机单元将燃气发电机组以及蒸汽发电机组发出的电并到电网；辅机单元关停后，主机单元停止燃气发电机组以及蒸汽发电机组的运行，所以本实用新型提供的燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统能够自动控制燃气发电机组以及蒸汽发电机组电。从而具有覆盖范围大、适应工况广、安全性高、集成度强、操控性好的优点。

进一步，在本实施例提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，因为具有并炉解列模块，所以能够自动连接或断开汽机并网模块与电网之间的关联。

进一步，在本实施例提供的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统中，因为具有锅炉升温升压模块，所以在蒸汽发电机组处于低负荷或异常工况时向蒸汽发电机组提供蒸汽，使得蒸汽发电机组可靠运行。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，用于对燃气发电机组以及蒸汽发电机组进行控制，并将所述燃气发电机组以及所述蒸汽发电机组发出的电并到电网，其特征在于，包括：

主机单元，与所述燃气发电机组以及所述蒸汽发电机组电性连接；

辅机单元，与所述主机单元电性连接，所述辅机单元用于辅助所述燃气发电机组以及所述蒸汽发电机组进行发电；以及

供电单元，用于对所述主机单元以及所述辅机单元电性进行供电，

其中，当所述辅机单元启动后，所述主机单元开启所述燃气发电机组以及所述蒸汽发电机组向外发电，所述主机单元将所述燃气发电机组以及所述蒸汽发电机组发出的电并到所述电网；所述辅机单元关停后，所述主机单元停止所述燃气发电机组以及所述蒸汽发电机组的运行。

2.根据权利要求1所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述供电单元包括二次电池以及外接电源，所述外接电源用于对所述燃气发电机组、所述蒸汽发电机组以及所述二次电池进行供电，所述二次电池用于储存电能，并对该系统进行供电。

3.根据权利要求1所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述主机单元包括：

燃机自启停顺控模块，用于控制所述燃气发电机组的启动或停机；

燃机并网模块，用于将所述燃气发电机组发出的电并到所述电网；

汽机自启停顺控模块，用于控制所述蒸汽发电机组的启动或停机；

汽机并网模块，用于将所述蒸汽发电机组发出的电并到所述电网。

4.根据权利要求3所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述辅机单元包括：

除盐水模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，用于向所述蒸汽发电机组提供成品水；

闭式水模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，用于向所述蒸汽发电机组提供冷却水；

压缩空气模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，用于向所述蒸汽发电机组提供干燥压缩空气；

循环水开式水模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，所述循环水开式水模块用于通过所述冷却水冷却所述蒸汽发电机组；

凝结水模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，所述凝结水模块用于收集所述蒸汽发电机组运行过程中产生的水；

启动炉辅汽模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，所述启动炉辅汽模块用于在所述蒸汽发电机组处于低负荷或异常工况时，向所述蒸汽发电机组提供蒸汽；

轴封及抽真空模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，所述轴封及抽真空模块用于保持所述蒸汽发电机组的真空值；

汽包上水模块，与所述汽机自启停顺控模块电性连接，所述汽包上水模块用于对所述蒸汽发电机组中的低压汽包、汽包上水以及高压汽包进行上水。

5.根据权利要求4所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述压缩空气模块用于在所述蒸汽发电机组正常工作时，将空冷空压机冷干机制备干燥压缩空气切换至水冷空压机冷干机制备干燥压缩空气。

6.根据权利要求3所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于，所述主机单元还包括：

并炉解列模块，用于解除所述汽机并网模块与所述电网之间的关联。

7.根据权利要求6所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述并炉解列模块通过调节所述蒸汽发电机组内蒸汽的温度以及压力的方式解除所述汽机并网模块与所述电网之间的关联。

8.根据权利要求6所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述并炉解列模块通过减煤以及减风的方式解除所述汽机并网模块与所述电网之间的关联。

9.根据权利要求1所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于，所述主机单元还包括：

锅炉升温升压模块，用于提高所述蒸汽发电机组内蒸汽的压力以及蒸汽的温度。

10.根据权利要求9所述的一种燃气-蒸汽联合循环机组的自启停控制系统，其特征在于：

其中，所述锅炉升温升压模块通过调节燃料量、风煤比以及高压旁路阀的开度提高所述蒸汽发电机组内蒸汽的压力以及蒸汽的温度。

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