CN215057622U - 一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统 - Google Patents
一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，包括自然通风冷却塔、双馈电机和电网等。本实用新型是把汽电双驱给水泵的电机改为双馈电机，当电网需要进行一次调频时，由给水泵的小汽轮机参与电网的一次调频，双馈电机当发电机用输出工频电能至电网，当汽轮机组负荷较高，小汽轮机不能完全胜任一次调频时，汽轮机辅助参与一次调频，以尽量减少汽轮机进汽调门波动。通过基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统实施，可以由小汽轮机参与电网的一次调频，增加了湿冷机组一次调频的手段，以尽量减少汽轮机进汽调门的波动，有效缓解了机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高机组运行的安全性和经济性，节能潜力巨大。
Description
技术领域
本实用新型属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统。
背景技术
随着我国新能源装机容量的快速攀升以及跨区域特高压直流输电的大规模投用，电力的生产、传输和消纳全方位进入“新常态”。新常态下电网安全稳定运行的压力日益增大，为维持电网的频率稳定，火电机组一次调频作用凸显。在电力新常态的背景下，火电机组应对一次调频考核的难度日益加大，实际的调频效果也并不理想。当前火电机组主要的一次调频方式是在频率偏差信号的激励下，依靠阀门的自发动作，改变机组进汽量而实现。虽然各台机组在技术上基本投入了一次调频功能，但是由于各方面的影响，实际投运中，在大频差的扰动下有些机组一次调频效果不如预期。部分机组为了提高运行经济性，在优化滑压运行参数时，将阀门开度设置的较大，使得在一次调频时阀门裕度带来的功率增量达不到要求。总的来说，在控制系统正常投运的情况下，火电机组的一次调频能力比较依赖于设备本身的运行情况。尤其是当大规模可再生能源系统及特高压输电接入电网，使得机组低负荷运行常态化时，机组的一次调频能力会变得更差。因此，增加湿冷机组一次调频的手段对未来高频次宽负荷场景下机组运行的经济性和安全性有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，可以通过给水泵的驱动小汽轮机对湿冷机组进行一次调频，增加了湿冷机组一次调频的手段，有效缓解了机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高了湿冷机组在未来高频次宽负荷应用场景下的一次调频的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，包括汽轮机、发电机、电网、自然通风冷却塔、循环水泵、凝汽器、小汽轮机、双馈电机、液力偶合器和给水泵；
汽轮机和发电机同轴连接，发电机的输出端连接至电网的输入端，电网的输出端连接至用户，双馈电机的一端和小汽轮机同轴连接，另一端通过液力偶合器与给水泵同轴连接；
汽轮机的第一抽汽出口连接至小汽轮机的蒸汽进口，小汽轮机的排汽出口和汽轮机的排汽出口连接至凝汽器的蒸汽进口，凝汽器的凝结水出口通过给水泵连接至锅炉；
自然通风冷却塔的循环水出口通过循环水泵连接至凝汽器的循环水进口，凝汽器的循环水出口连接至自然通风冷却塔的循环水进口。
本实用新型进一步的改进在于，汽轮机的蒸汽进口处设置有汽轮机进汽调门。
本实用新型进一步的改进在于，双馈电机当发电机用，输出不同频率的电流，或者当电动机用，输出不同的转速。
本实用新型进一步的改进在于，当电网需要汽轮机进行一次调频，此时双馈电机当发电机用输出工频电能至电网，由给水泵的驱动小汽轮机来参与电网的一次调频，此时，给水泵采用小汽轮机驱动，液力偶合器调速。
本实用新型进一步的改进在于，当汽轮机组负荷较高，小汽轮机不能完全胜任电网的一次调频时，汽轮机辅助参与一次调频，以减少汽轮机进汽调门波动，提高机组运行的安全性和经济性。
本实用新型进一步的改进在于，当电网的负荷稳定或者不需要汽轮机参与一次调频时，给水泵采用小汽轮机驱动并调速；当小汽轮机故障时，双馈电机做电动机用驱动给水泵，并直接调节给水泵的转速。
本实用新型进一步的改进在于，双馈电机电动机状态运行时，其调速范围是根据给水泵的实际运行需要的精确的转速范围设置的。
本实用新型进一步的改进在于，汽轮机和小汽轮机的排汽至凝汽器冷却凝结后，经给水泵升压后去锅炉加热。
本实用新型进一步的改进在于，凝汽器的循环冷却水出水进入自然通风冷却塔与自然风直接换热冷却后，经循环水泵输送进入凝汽器继续冷却乏汽。
与现有技术相比，本实用新型是把汽电双驱给水泵的电机改为双馈电机，通过小汽轮机来驱动给水泵和双馈电机，当电网需要汽轮机进行一次调频时，由给水泵的小汽轮机参与电网的一次调频，双馈电机当发电机用输出工频电能至电网，当汽轮机组负荷较高，小汽轮机不能完全胜任一次调频时，汽轮机辅助参与一次调频，以尽量减少汽轮机进汽调门波动。本实用新型的有益效果在于：
(1)通过给水泵小汽轮机参与电网一次调频，可以增加湿冷机组一次调频的手段，减少汽轮机主汽调门的波动。
(2)有效缓解了机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高了湿冷机组在未来高频次宽负荷应用场景下的一次调频的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。
(3)该基于双馈系统的湿冷机组一次调频系统的可靠性高，运行灵活，操作简单，可用性强，造价低。
附图说明
图1是本实用新型一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统示意图。
附图标记说明：
1、汽轮机，2、发电机，3、电网，4、用户，5、自然通风冷却塔，6、循环水泵，7、凝汽器，8、小汽轮机，9、双馈电机，10、液力偶合器，11、给水泵，12、汽轮机进汽调门。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施示例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型通过的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，包括汽轮机1、发电机2、电网3、自然通风冷却塔5、循环水泵6、凝汽器7、小汽轮机8、双馈电机9、液力偶合器10和给水泵11；汽轮机1和发电机2同轴连接，发电机2的输出端连接至电网3的输入端，电网3的输出端连接至用户4，双馈电机9的一端和小汽轮机8同轴连接，另一端通过液力偶合器10与给水泵11同轴连接；汽轮机1的蒸汽进口处设置有汽轮机进汽调门12，汽轮机1的第一抽汽出口连接至小汽轮机8的蒸汽进口，小汽轮机8的排汽出口和汽轮机1的排汽出口连接至凝汽器7的蒸汽进口，凝汽器7的凝结水出口通过给水泵11连接至锅炉；自然通风冷却塔5的循环水出口通过循环水泵6连接至凝汽器7的循环水进口，凝汽器7的循环水出口连接至自然通风冷却塔5的循环水进口。
实施示例1
某配置有汽电双驱给水泵的湿冷机组，正常情况下，汽轮发电机组的一次调频方式是在频率偏差信号的激励下，依靠主汽阀门的自发动作，改变机组的进汽量而实现，实际运行中，在大频差的扰动下机组的一次调频效果不如预期，主要原因如下：(1)阀门调节裕量不足。滑压运行参数时，机组的阀门开度设置的比较大，因此在一次调频时阀门裕度带来的功率增量达不到要求。(2)机组蓄热不足。面临频繁的一次调频，机组一次调频能力被消耗，在支持新一轮一次调频时贡献不足。
本实用新型是把汽电双驱给水泵的电机改为双馈电机，通过小汽轮机来驱动给水泵和双馈电机，当电网需要汽轮机进行一次调频时，由给水泵的小汽轮机参与电网的一次调频，双馈电机当发电机用输出工频电能至电网，当汽轮机组负荷较高，小汽轮机不能完全胜任一次调频时，汽轮机辅助参与一次调频，以尽量减少汽轮机进汽调门波动，提高机组运行的安全性和经济性。当小汽轮机故障时，双馈电机做电动机用驱动给水泵，并直接调节给水泵的转速。双馈电机电动机状态运行时，其调速范围是根据给水泵的实际运行需要的精确的转速范围设置的，不是0-100％，避免转速裕量浪费。
基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统的运行方式。
1、当电网3需要一次调频时，给水泵的驱动小汽轮机8参与一次调频，双馈电机9作发电机运行，由小汽轮机8驱动双馈电机9和给水泵11运行，双馈电机9输出电能至电网3响应一次调频指令。
通过基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统实施，可以由给水泵的驱动小汽轮机参与电网的一次调频，增加了湿冷机组一次调频的手段，以尽量减少汽轮机进汽调门的波动，有效缓解了机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高机组运行的安全性和经济性，节能潜力巨大。
Claims (9)
1.一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、发电机(2)、电网(3)、自然通风冷却塔(5)、循环水泵(6)、凝汽器(7)、小汽轮机(8)、双馈电机(9)、液力偶合器(10)和给水泵(11)；
汽轮机(1)和发电机(2)同轴连接，发电机(2)的输出端连接至电网(3)的输入端，电网(3)的输出端连接至用户(4)，双馈电机(9)的一端和小汽轮机(8)同轴连接，另一端通过液力偶合器(10)与给水泵(11)同轴连接；
汽轮机(1)的第一抽汽出口连接至小汽轮机(8)的蒸汽进口，小汽轮机(8)的排汽出口和汽轮机(1)的排汽出口连接至凝汽器(7)的蒸汽进口，凝汽器(7)的凝结水出口通过给水泵(11)连接至锅炉；
自然通风冷却塔(5)的循环水出口通过循环水泵(6)连接至凝汽器(7)的循环水进口，凝汽器(7)的循环水出口连接至自然通风冷却塔(5)的循环水进口。
2.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，汽轮机(1)的蒸汽进口处设置有汽轮机进汽调门(12)。
3.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，双馈电机(9)当发电机用，输出不同频率的电流，或者当电动机用，输出不同的转速。
4.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，当电网(3)需要汽轮机(1)进行一次调频，此时双馈电机(9)当发电机用输出工频电能至电网(3)，由给水泵的驱动小汽轮机(8)来参与电网(3)的一次调频，此时，给水泵(11)采用小汽轮机(8)驱动，液力偶合器(10)调速。
5.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，当汽轮机组负荷较高，小汽轮机(8)不能完全胜任电网的一次调频时，汽轮机(1)辅助参与一次调频，以减少汽轮机进汽调门(12)波动，提高机组运行的安全性和经济性。
6.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，当电网(3)的负荷稳定或者不需要汽轮机(1)参与一次调频时，给水泵(11)采用小汽轮机(8)驱动并调速；当小汽轮机(8)故障时，双馈电机(9)做电动机用驱动给水泵(11)，并直接调节给水泵(11)的转速。
7.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，双馈电机(9)电动机状态运行时，其调速范围是根据给水泵(11)的实际运行需要的精确的转速范围设置的。
8.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，汽轮机(1)和小汽轮机(8)的排汽至凝汽器(7)冷却凝结后，经给水泵(11)升压后去锅炉加热。
9.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组一次调频汽电双驱给水系统，其特征在于，凝汽器(7)的循环冷却水出水进入自然通风冷却塔(5)与自然风直接换热冷却后，经循环水泵(6)输送进入凝汽器(7)继续冷却乏汽。
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