CN215058216U - 一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，包括自然通风冷却塔、汽电双驱给水泵、双馈电机、小汽轮机等。本实用新型是把给水泵电机改为双馈电机，各工况下，小机进汽门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足给水泵工作功耗后，双馈电机转为发电机状态，将小机剩余功率转换为电能，双馈电机所发电能为50Hz，可直接上网；当小机故障或出力不足，双馈电机为电动机状态，可以直接调节给水泵转速。双馈电机调速范围根据给水泵实际运行精确转速范围设置，避免裕量浪费，造价低。通过基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统实施，可以满足给水泵所有运行需求，提高给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节安全性，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汽电双驱给水泵系统。
背景技术
近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，在役及在建装机容量均已位居世界第一。风电和光伏等新能源为我们提供了大量清洁电力，但另一方面，其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看，我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求，部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。为挖掘火电机组调峰潜力、提升我国火电运行灵活性、提高新能源消纳能力，火电机组需要在宽负荷高频次的负荷变化的工况运行，电厂主要辅机设备例如水泵、风机等设备耗电率大幅提升，根据现场试验数据，当机组调峰至30％负荷时，厂用电率增加至10％左右，供电效率下降明显。
锅炉给水泵的驱动功率较高，是发电厂内的重要能量消费者。目前很多湿冷机组的锅炉给水泵采用汽电双驱，以降低厂用电率，提高机组的发电量，该驱动方式的系统复杂，给水泵的电机所发电能需要整流变压为50Hz才能上网使用，且电动机驱动时，电动机不具备调速功能，需要额外的液力偶合器或者变频器来配合调速，以适应机组变工况运行，系统结构复杂，经济性差，可靠性差。因此汽电双驱给水泵驱动方式及调速方式的合理性对于未来高频次宽负荷场景下机组频繁调节的运行经济性非常关键。
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汽电双驱给水泵系统，可以满足给水泵所有工况的运行需求，降低厂用电率，提高给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下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汽电双驱给水泵系统，包括汽轮机、发电机、凝汽器、自然通风冷却塔、循环水泵、小汽轮机、双馈电机、液力偶合器、汽电双驱给水泵、除氧器和凝结水泵；
发电机与汽轮机同轴连接，双馈电机的一端与小汽轮机同轴连接，另一端通过液力偶合器与汽电双驱给水泵连接；
汽轮机的抽汽出口分别连接至小汽轮机的蒸汽进口和除氧器的蒸汽进口，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凝结水泵连接至除氧器的凝结水进口，除氧器的给水出口通过汽电双驱给水泵连接至锅炉；
自然通风冷却塔的循环水出口连接至凝汽器的循环水进口，凝汽器的循环水出口通过循环水泵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，汽电双驱给水泵为汽电双驱，能够通过小汽轮机驱动，或者通过双馈电机驱动。
本实用新型进一步的改进在于，双馈电机能够在发电机状态运行，并输出恒定工频50HZ的电能，或者在电动机状态运行，并根据汽电双驱给水泵的运行状态调整输出电流的频率，调节汽电双驱给水泵的转速，在给水系统管路不变的情况下，通过改变转速来改变汽电双驱给水泵的性能曲线，从而改变汽电双驱给水泵的工况点，此时汽电双驱给水泵的效率保持不变。
本实用新型进一步的改进在于，各工况下，小机进汽调门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足汽电双驱给水泵工作功耗的前提下，双馈电动机自动转变为发电机状态，将小汽轮机剩余功率转换为电能并并入厂用电系统，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50HZ，无需变压，可直接上网。
本实用新型进一步的改进在于，当小汽轮机故障，双馈电机做电动机运行时，可以改变频率来调节汽电双驱给水泵转速，从而调节汽电双驱给水泵运行工况。
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，其调速范围是根据汽电双驱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排至凝汽器冷却凝结后，经凝结水泵升压后进入除氧器加热除氧后，经汽电双驱给水泵升压后去锅炉加热。
本实用新型进一步的改进在于，循环水在凝汽器中吸收乏汽的废热后，经循环水泵输送至自然通风冷却塔与空气直接换热冷却，冷却后的循环水重新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电机改为双馈电机，各工况下，小机进汽门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足汽电双驱给水泵工作功耗后，双馈电机自动转为发电机状态，将小机剩余功率转换为电能，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50Hz，可直接上网；当小机故障或出力不足，双馈电机为电动机状态，可以直接调节汽电双驱给水泵转速。双馈电机调速范围根据汽电双驱给水泵实际运行精确转速范围设置，避免裕量浪费，造价低。本实用新型的有益效果在于：
(1)可以简化现有湿冷机组的汽电双驱锅炉给水泵的驱动和调速系统，双馈发电机所发电能可以直接上网，无需变压或者整流；双馈电动机可以直接调节湿冷机组汽电双驱锅炉给水泵的转速，省去了液力偶合器或者变频调节系统，操作简单。
(2)可以实现湿冷机组锅炉给水泵的非变频简易精细化连续调速，调节效率高。
(3)该双馈系统的占地面积很小，且造价低，可靠性高
(4)系统运行灵活，操作简单，可用性强。
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汽电双驱给水泵系统示意图。
附图标记说明：
1、汽轮机，2、发电机，3、凝汽器，4、自然通风冷却塔，5、循环水泵，6、小汽轮机，7、双馈电机，8、液力偶合器，9、汽电双驱给水泵，10、除氧器，11、凝结水泵。
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，本实用新型提供的一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3、自然通风冷却塔4、循环水泵5、小汽轮机6、双馈电机7、液力偶合器8、汽电双驱给水泵9、除氧器10和凝结水泵11；发电机2与汽轮机1同轴连接，双馈电机7的一端与小汽轮机6同轴连接，另一端通过液力偶合器8与汽电双驱给水泵9连接；汽轮机1的抽汽出口分别连接至小汽轮机6的蒸汽进口和除氧器10的蒸汽进口，小汽轮机6的排汽出口和汽轮机1的排汽出口连接至凝汽器3的蒸汽进口，凝汽器3的凝结水出口通过凝结水泵11连接至除氧器10的进口，除氧器10的出口通过汽电双驱给水泵9连接至锅炉；自然通风冷却塔4的循环水出口连接至凝汽器3的循环水进口，凝汽器3的循环水出口通过循环水泵5连接至自然通风冷却塔4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，汽电双驱给水泵靠小汽轮机驱动，在满足汽电双驱给水泵运行需求的情况下，电机自动转为发电机运行，发出的电能需要整流变压后并入机组厂用电系统，系统复杂。小汽轮机故障时，由电动机驱动，通过液力偶合器或者变频器调节汽电双驱给水泵的转速。
现把汽电双驱给水泵电机改为双馈电机，各工况下，小汽轮机进汽门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足汽电双驱给水泵工作功耗后，双馈电机自动转为发电机状态，将给水泵驱动小汽轮机剩余功率转换为电能，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50Hz，可直接上网；当小汽轮机故障或出力不足，双馈电机为电动机状态驱动给水泵运转，可以直接调节汽电双驱给水泵的转速。双馈电机调速范围根据汽电双驱给水泵实际运行精确转速范围设置，避免裕量浪费，造价低。基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统运行灵活，操作简单，可用性强，可靠性高。
基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统的运行方式。
1、当小汽轮机6有可靠汽源时，汽电双驱给水泵9靠小汽轮机6驱动，小汽轮机进汽调门全开，降低进汽节流损失，提高小汽轮机6的内效率。在满足汽电双驱给水泵9工作功耗的前提下，双馈电机7自动转变为发电机状态，将小汽轮机6剩余功率转换为电能并并入厂用电系统，提高机组供电能力，双馈电机7所发电能为50HZ，可直接上网。
2、当小汽轮机6无可靠汽源时，双馈电机7做电动机运行，汽电双驱给水泵9靠双馈电动机驱动，双馈电动机可以直接调节汽电双驱给水泵9的转速，调节汽电双驱给水泵9运行工况。
通过基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统实施，可以满足湿冷机组汽电双驱锅炉给水泵所有运行需求，提高给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节安全性，节能潜力巨大。
Claims (8)
1.一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、发电机(2)、凝汽器(3)、自然通风冷却塔(4)、循环水泵(5)、小汽轮机(6)、双馈电机(7)、液力偶合器(8)、汽电双驱给水泵(9)、除氧器(10)和凝结水泵(11)；
发电机(2)与汽轮机(1)同轴连接，双馈电机(7)的一端与小汽轮机(6)同轴连接，另一端通过液力偶合器(8)与汽电双驱给水泵(9)连接；
汽轮机(1)的抽汽出口分别连接至小汽轮机(6)的蒸汽进口和除氧器(10)的蒸汽进口，小汽轮机(6)的排汽出口和汽轮机(1)的排汽出口连接至凝汽器(3)的蒸汽进口，凝汽器(3)的凝结水出口通过凝结水泵(11)连接至除氧器(10)的进口，除氧器(10)的出口通过汽电双驱给水泵(9)连接至锅炉；
自然通风冷却塔(4)的循环水出口连接至凝汽器(3)的循环水进口，凝汽器(3)的循环水出口通过循环水泵(5)连接至自然通风冷却塔(4)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汽电双驱给水泵系统，其特征在于，汽电双驱给水泵(9)为汽电双驱，能够通过小汽轮机(6)驱动，或者通过双馈电机(7)驱动。
3.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，其特征在于，双馈电机(7)能够在发电机状态运行，并输出恒定工频50HZ的电能，或者在电动机状态运行，并根据汽电双驱给水泵(9)的运行状态调整输出电流的频率来调节汽电双驱给水泵(9)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汽电双驱给水泵系统，其特征在于，各工况下，小机进汽调门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足汽电双驱给水泵(9)工作功耗的前提下，双馈电动机(7)自动转变为发电机状态，将小汽轮机(6)剩余功率转换为电能并并入厂用电系统，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50HZ，无需变压，可直接上网。
5.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，其特征在于，当小汽轮机(6)故障，双馈电机(7)做电动机运行时，可以改变频率来调节汽电双驱给水泵(9)转速，从而调节汽电双驱给水泵(9)运行工况。
6.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，其特征在于，双馈电机(7)电动机状态运行时，其调速范围是根据汽电双驱给水泵(9)的实际运行需要的精确的转速范围设置的。
7.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，其特征在于，汽轮机(1)和小汽轮机(6)的排汽排至凝汽器(3)冷却凝结后，经凝结水泵(11)升压后进入除氧器(10)加热除氧后，经汽电双驱给水泵(9)升压后去锅炉加热。
8.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组汽电双驱给水泵系统，其特征在于，循环水在凝汽器(3)中吸收乏汽的废热后，经循环水泵(5)输送至自然通风冷却塔(4)与空气直接换热冷却，冷却后的循环水重新进入凝汽器(3)继续冷却乏汽。
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