CN215058388U - 一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统 - Google Patents

Abstract

一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，包括空冷岛、锅炉送风机、双馈电动机、锅炉、空预器等。本实用新型是把锅炉送风机的电动机改为双馈电动机，在变工况下，由双馈电动机调节锅炉送风机的转速，可以实现锅炉送风机的非变频简易精细化在线连续调速，调节效率高，可靠性高、可用性强。双馈电动机的调速范围根据锅炉送风机实际运行的精确转速范围设置，避免调节裕量浪费，造价低。通过基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统实施，可以满足锅炉送风机所有运行需求，提高锅炉送风机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

一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统

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直接空冷机组锅炉送风机系统。

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。

直接空冷系统以节水性能优良和系统调节灵活等优势，近年来已成为我国北方火电机组汽轮机排汽冷却的主流技术之一。锅炉送风机的驱动功率较高，是发电厂内的重要电能消费者。目前在直接空冷机组变工况时，锅炉送风机主要通过改变动叶安装角度来改变锅炉送风机性能曲线的形状，使工况点改变。通过改变动叶安装角度的调速方法的故障率高，例如，现调节缓慢，电流变化缓慢；叶片不受控制，电流大幅度变化等等。该调节方式在未来高频次宽负荷的应用场景下，难以满足直接空冷机组频繁调节的运行需求。

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直接空冷机组锅炉送风机系统，可以满足锅炉送风机所有工况的运行需求，降低厂用电率，提高锅炉送风机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直接空冷机组锅炉送风机系统，包括锅炉、空预器、暖风器、双馈电动机、消音器、锅炉送风机、空冷岛、锅炉引风机、小汽轮机、小凝汽器、机力塔、小凝结水泵和小循环水泵；

双馈电动机和锅炉送风机同轴连接，小汽轮机和锅炉引风机同轴连接；

消音器的出口通过锅炉送风机连接至暖风器的空气进口，暖风器的空气出口通过空预器连接至锅炉的空气进口，锅炉的烟气出口通过空预器连接至锅炉引风机的进口，锅炉引风机的出口连接至烟气净化装置；

小汽轮机的乏汽出口连接至小凝汽器的蒸汽进口，小凝汽器的凝结水出口连接至小凝结水泵的进口，主汽轮机排汽连接至空冷岛的蒸汽进口，空冷岛的凝结水出口和小凝结水泵的出口连接至回热系统；

机力塔的循环水出口经小循环水泵连接至小凝汽器的循环水进口，小凝汽器的循环水出口连接至机力塔的循环水进口。

本实用新型进一步的改进在于，暖风器上设置有蒸汽进、出口。

本实用新型进一步的改进在于，直接空冷机组的锅炉送风机采用双馈电动机驱动。

本实用新型进一步的改进在于，在各工况下，由双馈电动机直接调节锅炉送风机的转速，改变锅炉送风机的性能曲线，从而改变锅炉送风机的工作点，锅炉送风机的转速改变时，效率保持不变。

本实用新型进一步的改进在于，锅炉送风机的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动，当双馈电动机的调速功能故障时，双馈电动机继续工频运行，暂时通过调整动叶安装角度改变锅炉送风机性能曲线的形状，使工况点改变，从而达到调节的目的，待双馈电动机调速功能恢复正常后，继续由双馈电动机调节锅炉送风机的运行工况。

本实用新型进一步的改进在于，该系统能够实现直接空冷机组锅炉送风机的非变频简易精细化在线连续调速，双馈电动机的调速范围是根据锅炉送风机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，锅炉引风机的驱动小汽轮机的乏汽排至小凝汽器冷却凝结后，经小凝结水泵输送至空冷岛凝结水母管，与主汽轮机排汽的凝结水汇合后，一起进入回热系统。

本实用新型进一步的改进在于，循环冷却水在小凝汽器中吸热冷却小汽轮机的乏汽后，进入机力塔与自然风直接换热冷却，冷却后的循环水经小循环水泵输送进入小凝汽器，继续冷却小汽轮机的乏汽。

本实用新型进一步的改进在于，锅炉中的烟气经空预器被锅炉引风机输送至烟气净化装置进行脱硫、脱硝、除尘，待烟气成分达标后，排入大气。

本实用新型进一步的改进在于，空气经消音器消音后被锅炉送风机输送进入暖风器，在暖风器中被蒸汽初步加热后进入空预器，在空预器中被烟气加热后进入锅炉。

与现有技术相比，本实用新型是把锅炉送风机的电动机改为双馈电动机，在不同工况下，通过双馈电动机直接调节锅炉送风机的转速，通过改变转速来改变锅炉送风机的性能曲线，从而改变锅炉送风机的工作点，转速改变时，锅炉送风机的效率保持不变。当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机可以继续工频运行，可以暂时通过动叶安装角度适应变工况，待双馈电动机调速功能恢复正常后，继续由双馈电动机调节锅炉送风机的运行工况。双馈电动机的调速范围是根据锅炉送风机的实际运行需要的转速范围设置的，不是0-100％，避免调节裕量浪费，造价低。本实用新型的有益效果在于：

(1)可以满足直接空冷机组锅炉送风机所有运行状态，提高锅炉送风机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，节能潜力巨大。

(2)双馈电动机可以直接调节直接空冷机组锅炉送风机的转速，可以实现直接空冷机组锅炉送风机的非变频简易精细化连续调速，调节效率高。

(3)相比于锅炉送风机原有动叶调节，该双馈系统的占地面积很小，且造价低，可靠性高，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直接空冷机组锅炉送风机系统示意图。

附图标记说明：

1、锅炉，2、空预器，3、暖风器，4、双馈电动机，5、消音器，6、锅炉送风机，7、空冷岛，8、锅炉引风机，9、小汽轮机，10、小凝汽器，11、机力塔，12、小凝结水泵，13、小循环水泵。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。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。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，包括锅炉1、空预器2、暖风器3、双馈电动机4、消音器5、锅炉送风机6、空冷岛7、锅炉引风机8、小汽轮机9、小凝汽器10、机力塔11、小凝结水泵12和小循环水泵13；双馈电动机4和锅炉送风机6同轴连接，小汽轮机9和锅炉引风机8同轴连接；消音器5的出口通过锅炉送风机6连接至暖风器3的空气进口，暖风器3的空气出口通过空预器2连接至锅炉1的空气进口，锅炉1的烟气出口通过空预器2连接至锅炉引风机8的烟气进口，锅炉引风机8的烟气出口连接至烟气净化装置；暖风器3上设置有蒸汽进、出口；小汽轮机9的乏汽出口连接至小凝汽器10的蒸汽进口，小凝汽器10的凝结水出口连接至小凝结水泵12的进口，主汽轮机排汽连接至空冷岛7的蒸汽进口，空冷岛7的凝结水出口和小凝结水泵12的出口连接至回热系统；机力塔11的循环水出口通过循环水泵13连接至小凝汽器10的循环水进口，小凝汽器10的循环水出口连接至机力塔11的循环水进口。

实施例1

某配置有锅炉送风机的直接空冷机组，锅炉送风机靠电动机驱动，目前在机组变工况时，锅炉送风机主要通过改变动叶安装角度来改变锅炉送风机性能曲线的形状，使工况点改变。通过改变动叶安装角度的调速方法的故障率高，例如，现调节缓慢，电流变化缓慢；无指令，电流小幅度摆动；叶片不受控制，电流大幅度变化；叶片调节开度在一定范围内存在空行程；叶片无动作等等。该调节方式在未来高频次宽负荷的应用场景下，难以满足直接空冷机组频繁调节的运行需求。

现把锅炉送风机的电动机改为双馈电动机，在各工况下，由双馈电动机直接调节锅炉送风机的转速，改变锅炉送风机的性能曲线，从而改变锅炉送风机的工作点，锅炉送风机的转速改变时，效率保持不变。当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机可以继续工频运行驱动锅炉送风机，可以暂时通过调整动叶角度来适应变工况，待双馈电动机调速功能恢复正常后，继续由双馈电动机调节锅炉送风机的运行工况。双馈电动机的调速范围根据锅炉送风机实际运行的精确转速范围设置，不是0-100％，避免调节裕量浪费，造价低。

基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统运行灵活，操作简单，可用性强，可靠性高。

直接空冷机组正常运行时，基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统的运行方式。

1、当双馈系统的调速功能正常时，通过双馈电动机4调节锅炉送风机6的运行转速以适应变工况的调节需求。

2、当双馈系统的调速功能故障时，则双馈电动机4工频运行，双馈电动机4可以继续工频运行驱动锅炉送风机6，可以暂时通过调整锅炉送风机6的动叶安装角度来适应变工况的调节需求，待双馈电动机4的调速功能恢复正常后，继续由双馈电动机4调节锅炉送风机6的运行工况。

通过基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统实施，可以满足锅炉送风机所有运行需求，提高锅炉送风机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。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，包括锅炉(1)、空预器(2)、暖风器(3)、双馈电动机(4)、消音器(5)、锅炉送风机(6)、空冷岛(7)、锅炉引风机(8)、小汽轮机(9)、小凝汽器(10)、机力塔(11)、小凝结水泵(12)和小循环水泵(13)；

双馈电动机(4)和锅炉送风机(6)同轴连接，小汽轮机(9)和锅炉引风机(8)同轴连接；

消音器(5)的出口通过锅炉送风机(6)连接至暖风器(3)的空气进口，暖风器(3)的空气出口通过空预器(2)连接至锅炉(1)的空气进口，锅炉(1)的烟气出口通过空预器(2)连接至锅炉引风机(8)的进口，锅炉引风机(8)的出口连接至烟气净化装置；

小汽轮机(9)的乏汽出口连接至小凝汽器(10)的蒸汽进口，小凝汽器(10)的凝结水出口连接至小凝结水泵(12)的进口，主汽轮机排汽连接至空冷岛(7)的蒸汽进口，空冷岛(7)的凝结水出口和小凝结水泵(12)的出口连接至回热系统；

机力塔(11)的循环水出口经小循环水泵(13)连接至小凝汽器(10)的循环水进口，小凝汽器(10)的循环水出口连接至机力塔(11)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直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，暖风器(3)上设置有蒸汽进、出口。

3.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，直接空冷机组的锅炉送风机(6)采用双馈电动机(4)驱动。

4.根据权利要求3所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，在各工况下，由双馈电动机(4)直接调节锅炉送风机(6)的转速，改变锅炉送风机(6)的性能曲线，从而改变锅炉送风机(6)的工作点，锅炉送风机(6)的转速改变时，效率保持不变。

5.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，锅炉送风机(6)的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动，当双馈电动机(4)的调速功能故障时，双馈电动机(4)继续工频运行，暂时通过调整动叶安装角度改变锅炉送风机(6)性能曲线的形状，使工况点改变，从而达到调节的目的，待双馈电动机(4)调速功能恢复正常后，继续由双馈电动机(4)调节锅炉送风机(6)的运行工况。

6.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，该系统能够实现直接空冷机组锅炉送风机(6)的非变频简易精细化在线连续调速，双馈电动机(4)的调速范围是根据锅炉送风机(6)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直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，锅炉引风机(8)的驱动小汽轮机(9)的乏汽排至小凝汽器(10)冷却凝结后，经小凝结水泵(12)输送至空冷岛(7)凝结水母管，与主汽轮机排汽的凝结水汇合后，一起进入回热系统。

8.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，循环冷却水在小凝汽器(10)中吸热冷却小汽轮机(9)的乏汽后，进入机力塔(11)与自然风直接换热冷却，冷却后的循环水经小循环水泵(13)输送进入小凝汽器(10)，继续冷却小汽轮机(9)的乏汽。

9.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，锅炉(1)中的烟气经空预器(2)被锅炉引风机(8)输送至烟气净化装置进行脱硫、脱硝、除尘，待烟气成分达标后，排入大气。

10.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的直接空冷机组锅炉送风机系统，其特征在于，空气经消音器(5)消音后被锅炉送风机(6)输送进入暖风器(3)，在暖风器(3)中被蒸汽初步加热后进入空预器(2)，在空预器(2)中被烟气加热后进入锅炉(1)。

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