本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)組給水泵汽輪機(jī)，具體涉及一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前火力發(fā)電廠普遍采用蒸汽驅(qū)動給水泵作為鍋爐給水方式，這就需要為給水泵汽輪機(jī)配置壓力、焓值、溫度穩(wěn)定的汽源來保證給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速良好的調(diào)節(jié)特性；大多數(shù)燃煤電廠給水泵汽輪機(jī)汽源一般包括冷段再熱蒸汽段抽汽、四段抽汽和輔汽；正常運(yùn)行時，當(dāng)給水泵汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥開度在80%以下時，四段抽汽作為工作汽源，而當(dāng)給水泵汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥開度在80%以上時，為保證鍋爐給水穩(wěn)定，給水泵汽輪機(jī)工作汽源由四段抽汽切換為冷段再熱蒸汽。

2、給水泵汽輪機(jī)做功出力主要依賴于供汽汽源的焓值，而冷端再熱蒸汽的焓值較小，這意味著當(dāng)給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽量變化不大時，給水泵汽輪機(jī)做功能力不能得到明顯改善，并且受小汽輪機(jī)末級葉片許用應(yīng)力限制，給水泵汽輪機(jī)的蒸汽流量不可能過大，這表明并入冷端再熱蒸汽作為工作汽源帶來的出力效果極為有限。

3、近年來，隨著火力發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰工作大力推行，超低機(jī)組負(fù)荷已然成為火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行常態(tài)，在過低負(fù)荷段運(yùn)行時，冷再熱蒸汽段抽汽、四段抽汽焓值、壓力很低，對于給水泵汽輪機(jī)做功穩(wěn)定帶來了新的挑戰(zhàn)。

4、中國專利，申請?zhí)?02410170146.4提出了一種1000mw超超臨界機(jī)組給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽系統(tǒng)及方法，包括：分別連接至給水泵汽輪機(jī)的四段抽汽供汽系統(tǒng)、冷再抽汽供汽系統(tǒng)、輔汽汽源供汽系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和常閉的熱再抽汽供汽系統(tǒng)；其中，控制系統(tǒng)用于分別控制四段抽汽供汽系統(tǒng)、冷再抽汽供汽系統(tǒng)、輔汽汽源供汽系統(tǒng)和熱再抽汽供汽系統(tǒng)與水泵汽輪機(jī)之間的通斷以及供汽流量，可在電網(wǎng)負(fù)荷低情況下保證機(jī)組安全運(yùn)行，減少了機(jī)組停備機(jī)會；中國專利，申請?zhí)?02122558200?.7提出了一種基于能量匹配的給水泵汽輪機(jī)汽源改造系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)置了給水泵汽輪機(jī)新增抽汽管道，新增抽汽取自汽輪機(jī)高中壓缸，汽輪機(jī)新增抽汽口靠近四段抽汽口；汽源通過連通管道進(jìn)行切換；通過四段抽汽和新增抽汽管道的切換，能夠滿足不同熱負(fù)荷運(yùn)行條件下給水泵汽輪機(jī)出力要求，避免給水泵汽輪機(jī)汽源采用參數(shù)過高的高壓主蒸汽或者再熱冷段蒸汽，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級利用。

5、上述引用專利雖然為給水泵汽輪機(jī)工作汽源探究了新的連接方式，但其解決的問題分別是在電網(wǎng)負(fù)荷低的情況下保證機(jī)組安全運(yùn)行和不同熱負(fù)荷運(yùn)行條件下給水泵出力要求；發(fā)電機(jī)組特別是空冷發(fā)電機(jī)組，在夏季時存在機(jī)組背壓過高導(dǎo)致給水泵汽輪機(jī)出力受限并進(jìn)而影響機(jī)組帶負(fù)荷能力的問題頻現(xiàn)；而受新能源并網(wǎng)發(fā)電的波動性、瞬時性，電網(wǎng)對發(fā)電機(jī)組快速帶高負(fù)荷能力的要求越來越嚴(yán)格，如何提高發(fā)電機(jī)組特別是空冷發(fā)電機(jī)組的帶負(fù)荷能力及負(fù)荷響應(yīng)速度，有必要提出一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷需求、機(jī)組背壓、配汽焓值等對給水泵汽輪機(jī)進(jìn)行配汽，并綜合多種配汽單元保證機(jī)組電負(fù)荷在極端工況時依然能滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，為給水泵汽輪機(jī)提供了高焓值汽源，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、機(jī)組背壓通過調(diào)整各配汽單元，在機(jī)組負(fù)荷受限時等所決定的給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽焓值，使高焓值汽源逐步并入至工作汽源，共同進(jìn)入給水泵汽輪機(jī)，提高給水泵汽輪機(jī)做功出力，增大鍋爐給水流量，提高機(jī)組電負(fù)荷；同時，可保持給水泵汽輪機(jī)蒸汽流量相對穩(wěn)定，避免給水泵汽輪機(jī)蒸汽壓力、溫度的劇烈變化而帶來的閥門開度波動、熱應(yīng)力升高現(xiàn)象。

2、一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，包括鍋爐、主汽輪機(jī)、給水泵汽輪機(jī)、凝汽系統(tǒng)、再熱抽汽系統(tǒng)、回?zé)嵯到y(tǒng)、給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)；所述再熱抽汽系統(tǒng)，包含n段抽汽以及熱段再熱蒸汽、冷段再熱蒸汽，n為整數(shù)，3＜i＜n；所述第i段抽汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的工作汽源，所述冷段再熱蒸汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的高壓低焓值汽源，所述第i-1段抽汽與熱段再熱蒸汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的高焓值汽源；所述給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)包括工作配汽單元、高壓低焓值配汽單元、高焓值配汽單元、主配汽單元。

3、所述鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入主汽輪機(jī)做功后排入凝汽系統(tǒng)凝結(jié)為凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)入鍋爐再次變?yōu)檫^熱蒸汽；所述主汽輪機(jī)包括高壓缸、中壓缸、低壓缸；所述再熱抽汽系統(tǒng)從主汽輪機(jī)抽出蒸汽進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)加熱進(jìn)入鍋爐的凝結(jié)水。

4、所述給水泵汽輪機(jī)可為單一給水泵汽輪機(jī)或兩個并列的給水泵汽輪機(jī)；所述給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)將工作汽源、高壓低焓值汽源、高焓值汽源等送至給水泵汽輪機(jī)做功，驅(qū)動凝結(jié)水經(jīng)回?zé)嵯到y(tǒng)加熱進(jìn)入鍋爐。

5、所述凝汽系統(tǒng)包括凝汽器、熱井、凝結(jié)水泵；所述凝汽器將蒸汽凝結(jié)成水后經(jīng)熱井、凝結(jié)水泵送至回?zé)嵯到y(tǒng)。

6、所述回?zé)嵯到y(tǒng)包括n個加熱器，3＜i＜n，n、i為整數(shù)；其中第i個加熱器為除氧器，第1至第i-1個加熱器為高壓加熱器，第i+1至第n個加熱器為低壓加熱器；所述再熱抽汽系統(tǒng)的第i段抽汽進(jìn)入除氧器，第1至第i-1段抽汽分別進(jìn)入第1至第i-1個加熱器，第i+1至第n段抽汽分別進(jìn)入第i+1至第n個加熱器。

7、所述主配汽單元可分為外切換配汽、內(nèi)切換配汽兩種類型；所述外切換配汽類型的主配汽單元包括主配汽管道、調(diào)節(jié)閥、主汽閥，主配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置主汽閥，后設(shè)置調(diào)節(jié)閥；所述內(nèi)切換配汽類型的主配汽單元包括主配汽管道、調(diào)節(jié)閥、主汽閥，主配汽管道分為兩條支路，每條支路沿蒸汽運(yùn)動方向先后設(shè)置主汽閥、調(diào)節(jié)閥。

8、所述工作配汽單元包括工作汽源配汽管道、止回閥、第一電動閥；所述工作汽源配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第一電動閥，后設(shè)置止回閥；所述工作汽源配汽管道一端連接第i段抽汽，另一端連接主配汽單元；所述第一電動閥可接受外部電源信號執(zhí)行蒸汽切斷、流量調(diào)節(jié)動作。

9、所述高壓低焓值配汽單元包括高壓低焓值汽源配汽管道、止回閥、第二電動閥；所述高壓低焓值汽源配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第二電動閥，后設(shè)置止回閥；所述高壓低焓值汽源配汽管道一端連接冷段再熱蒸汽，另一端連接主配汽單元；所述第二電動閥可接受外部電源信號執(zhí)行蒸汽切斷、流量調(diào)節(jié)動作。

10、所述高焓值配汽單元包括第一高焓值配汽管道、第二高焓值配汽管道、止回閥、第三電動閥、第四電動閥；所述第一高焓值配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第三電動閥，后設(shè)置止回閥；所述第一高焓值配汽管道一端連接第i-1段抽汽，另一端連接主配汽單元。

11、所述第二高焓值配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第四電動閥，后設(shè)置止回閥；所述第二高焓值配汽管道一端連接熱段再熱蒸汽，另一端連接主配汽單元；所述第三電動閥、第四電動閥可接受外部電源信號執(zhí)行蒸汽切斷、流量調(diào)節(jié)動作。

技術(shù)特征：

1.一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，包括鍋爐、主汽輪機(jī)、給水泵汽輪機(jī)、凝汽系統(tǒng)、再熱抽汽系統(tǒng)、回?zé)嵯到y(tǒng)、給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)；所述再熱抽汽系統(tǒng)，包含n段抽汽以及熱段再熱蒸汽、冷段再熱蒸汽，3＜i＜n，i，n為整數(shù)；所述第i段抽汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的工作汽源，所述冷段再熱蒸汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的高壓低焓值汽源，所述第i-1段抽汽與熱段再熱蒸汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的高焓值汽源；所述給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)包括工作配汽單元、高壓低焓值配汽單元、高焓值配汽單元、主配汽單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入主汽輪機(jī)做功后排入凝汽系統(tǒng)凝結(jié)為凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)入鍋爐再次變?yōu)檫^熱蒸汽；所述主汽輪機(jī)包括高壓缸、中壓缸、低壓缸；所述再熱抽汽系統(tǒng)從主汽輪機(jī)抽出蒸汽進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)加熱進(jìn)入鍋爐的凝結(jié)水。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述給水泵汽輪機(jī)可為單一給水泵汽輪機(jī)或兩個并列的給水泵汽輪機(jī)；所述給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)將工作汽源、高壓低焓值汽源、高焓值汽源等送至給水泵汽輪機(jī)做功，驅(qū)動凝結(jié)水經(jīng)回?zé)嵯到y(tǒng)加熱進(jìn)入鍋爐。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述凝汽系統(tǒng)包括凝汽器、熱井、凝結(jié)水泵；所述凝汽器將蒸汽凝結(jié)成水后經(jīng)熱井、凝結(jié)水泵送至回?zé)嵯到y(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述回?zé)嵯到y(tǒng)包括n個加熱器，3＜i＜n，n、i為整數(shù)；其中第i個加熱器為除氧器，第1至第i-1個加熱器為高壓加熱器，第i+1至第n個加熱器為低壓加熱器；所述再熱抽汽系統(tǒng)的第i段抽汽進(jìn)入除氧器，第1至第i-1段抽汽分別進(jìn)入第1至第i-1個加熱器，第i+1至第n段抽汽分別進(jìn)入第i+1至第n個加熱器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述主配汽單元可分為外切換配汽、內(nèi)切換配汽兩種類型；所述外切換配汽類型的主配汽單元包括主配汽管道、調(diào)節(jié)閥、主汽閥，主配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置主汽閥，后設(shè)置調(diào)節(jié)閥；所述內(nèi)切換配汽類型的主配汽單元包括主配汽管道、調(diào)節(jié)閥、主汽閥，主配汽管道分為兩條支路，每條支路沿蒸汽運(yùn)動方向先后設(shè)置主汽閥、調(diào)節(jié)閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述工作配汽單元包括工作汽源配汽管道、止回閥、第一電動閥；所述工作汽源配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第一電動閥，后設(shè)置止回閥；所述工作汽源配汽管道一端連接第i段抽汽，另一端連接主配汽單元；所述第一電動閥可接受外部電源信號執(zhí)行蒸汽切斷、流量調(diào)節(jié)動作。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述高壓低焓值配汽單元包括高壓低焓值汽源配汽管道、止回閥、第二電動閥；所述高壓低焓值汽源配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第二電動閥，后設(shè)置止回閥；所述高壓低焓值汽源配汽管道一端連接冷段再熱蒸汽，另一端連接主配汽單元；所述第二電動閥可接受外部電源信號執(zhí)行蒸汽切斷、流量調(diào)節(jié)動作。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述高焓值配汽單元包括第一高焓值配汽管道、第二高焓值配汽管道、止回閥、第三電動閥、第四電動閥；所述第一高焓值配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第三電動閥，后設(shè)置止回閥；所述第一高焓值配汽管道一端連接第i-1段抽汽，另一端連接主配汽單元。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，其特征在于：所述第二高焓值配汽管道沿蒸汽運(yùn)動方向先設(shè)置第四電動閥，后設(shè)置止回閥；所述第二高焓值配汽管道一端連接熱段再熱蒸汽，另一端連接主配汽單元；所述第三電動閥、第四電動閥可接受外部電源信號執(zhí)行蒸汽切斷、流量調(diào)節(jié)動作。

技術(shù)總結(jié)
一種基于高焓值汽源驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組提負(fù)荷系統(tǒng)，包括鍋爐、主汽輪機(jī)、給水泵汽輪機(jī)、凝汽系統(tǒng)、再熱抽汽系統(tǒng)、回?zé)嵯到y(tǒng)、給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)；所述再熱抽汽系統(tǒng)，包含N段抽汽、熱段再熱蒸汽、冷段再熱蒸汽，其中第i段抽汽為驅(qū)動給水泵汽輪機(jī)的工作汽源，冷段再熱蒸汽為給水泵汽輪機(jī)的高壓低焓值汽源，第i?1段抽汽與熱段再熱蒸汽為給水泵汽輪機(jī)的高焓值汽源，3＜i＜N，N、i為整數(shù)；所述給水泵汽輪機(jī)配汽系統(tǒng)包括工作配汽單元、高壓低焓值配汽單元、高焓值配汽單元、主配汽單元；在機(jī)組提高負(fù)荷運(yùn)行時，使高焓值汽源逐步并入至工作汽源，提高給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽焓值，從而提高給水泵汽輪機(jī)做功出力，保證機(jī)組電負(fù)荷滿足電網(wǎng)要求。

技術(shù)研發(fā)人員：楊玉杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)南藍(lán)辰能源技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15