CN114837757B - 一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***及工作方法 - Google Patents

一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***及工作方法，本发明将蒸汽引射器与加给水旁路相结合，在机组参与一次调频时通过调节小汽轮机的进汽量，减小或增加蒸汽量，来达到降低或提升机组功率的目的。同时结合蒸汽引射器的特点，调节锅炉的给水温度，有效地梯级利用了低压蒸汽的热量，提高了能量的利用率，保障了高加旁路锅炉的稳定运行。

Description

一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***及工作方法
技术领域
本发明属于调频***领域，具体涉及一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***及工作方法。
背景技术
随着新能源的并网，风电以及光电的装机容量日益上升，由于新能源供能的不稳定，因此电网对火电机组参与一次调频制定了相关细则，对火电机组参与调节速率和调节精度均提出了相应的要求。如果使用锅炉蓄热进行调频，则负荷响应时间尺度较大，但汽轮机内蓄能能力有限。
电能易传输但目前还不能大量存储，因为电能的这一特点就要求发电厂的发电量需要跟随外界电负荷的变化而相应变化。新能源的大规模并网，但其供能不稳定，目前还无法做到有效预测其波动变化。因此容易造成电网侧的频率波动，所以电网对火电机组参与一次调频能力要求越来越高。火电机组汽轮机在参与调峰调频对负荷调节反应时间短。利用超高压调门节流的调频手段能有效提升汽轮机快速变负荷能力。而高加给水旁路调频方式容易造成锅炉给水温度波动，影响锅炉稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***及工作方法，将蒸汽引射器运用于火电机组中，同时配置储汽罐参与调频，提升机组参与调频能力。
为了达到上述目的，一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，包括锅炉，锅炉连接高压缸，高压缸连接低压缸，低压缸的抽汽分别通过管路连接低压储汽罐和高压储汽罐，高压缸的蒸汽出口通过管路连接小汽轮机，小汽轮机带动小汽轮机给水泵转动，小汽轮机给水泵连接高压回热加热器的进水口，高压回热加热器的出水口最终连接锅炉，高压缸的抽汽通过管路连接高压回热加热器的管侧，低压储汽罐和高压储汽罐均连接蒸汽引射器，蒸汽引射器连接高加给水旁路的蒸汽引射器热交换器的热源侧入口，蒸汽引射器热交换器的热源侧出口连接除氧器，除氧器连接小汽轮机给水泵，蒸汽引射器热交换器的连接小汽轮机给水泵和锅炉。
低压缸与低压储汽罐的连接管路上设置有低压储汽罐抽汽阀，低压储汽罐与蒸汽引射器的连接管路上设置有蒸汽引射器低压阀。
低压缸与高压储汽罐的连接管路上设置有高压储汽罐抽汽阀，高压储汽罐抽汽阀与蒸汽引射器的连接管路上设置有蒸汽引射器高压阀。
高压缸与小汽轮机的连接管路上设置有小汽轮机入口调节阀。
低压缸连接凝汽器，凝汽器小汽轮机排汽管道和凝结水泵，凝结水泵连接除氧器，除氧器连接小汽轮机给水泵。
高加给水旁路包括电动给水泵，电动给水泵上游连接除氧器，下游连接蒸汽引射器热交换器的冷源侧入口，蒸汽引射器热交换器的冷源侧出口连接锅炉。
电动给水泵与蒸汽引射器热交换器的连接管路上设置有高加旁路调节阀。
一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***的工作方法，包括以下步骤：
在机组运行时，将低压缸的抽汽送入低压储汽罐和高压储汽罐中；
在机组降负荷过程中，高压缸进入小汽轮机的蒸汽量增大，小汽机给水泵的流量增大，进入小汽轮机的蒸汽量增大，高压回热加热器的进口水流量增大，高压回热加热器管侧的换热温升将减小，高压回热加热器管侧出口温度降低，引起高压回热加热器壳侧压力降低，高压缸与高压回热加热器间的抽汽管道上下侧的压差升高，高压回热加热器的抽汽蒸汽量增大，进入汽轮机做功的蒸汽量变小，汽轮机输出功率减小；高压回热加热器的抽汽量增大，高压回热加热器给水出口获得热量增大，减小输送高加给水旁路的流量，减小送入蒸汽引射器的蒸汽，降低旁路给水从热泵吸收的热量；
在机组升负荷过程中，减小小汽轮机的蒸汽量，高压缸进入小汽轮机的蒸汽量减小，小汽轮机给水泵的流量减小，进入小汽机内的蒸汽量减小，高压回热加热器的进口水流量减小，高压回热加热器管侧的换热温升将增大，高压回热加热器管侧出口温度升高，高压回热加热器壳侧压力升高，高压缸与高压回热加热器间抽汽管道上下侧的压差降低，高压回热加热器抽汽蒸汽量减小，进入汽轮机做功的蒸汽量变大，因此汽轮机输出功率增大；高压回热加热器的抽汽量变小，高压回热加热器给水出口获得热量减小，增大输送高加给水旁路的流量，调大送入蒸汽引射器的蒸汽，升高旁路给水从热泵吸收的热量。
在机组降负荷过程中，增大小汽机入口调节阀的开度，调小蒸汽引射器低压阀和蒸汽引射器高压阀的开度。
在机组升负荷过程中，减小小汽机入口调节阀的开度，调大蒸汽引射器低压阀和蒸汽引射器高压阀的开度。
与现有技术相比，本发明将蒸汽引射器与加给水旁路相结合，在机组参与一次调频时通过调节小汽轮机的进汽量，减小或增加蒸汽量，来达到降低或提升机组功率的目的。同时结合蒸汽引射器的特点，调节锅炉的给水温度，有效地梯级利用了低压蒸汽的热量，提高了能量的利用率，保障了高加旁路锅炉的稳定运行。
附图说明
图1为本发明的***图；
其中，1为锅炉、2为高压缸、3为低压缸、4为凝汽器、5为凝结水泵、6为小汽轮机、7为小汽轮机入口调节阀、8为除氧器、9为小汽轮机给水泵、10为高压回热加热器、11为电动给水泵、12为高加旁路调节阀、13为蒸汽引射器热交换器、14为蒸汽引射器、15为低压储汽罐、16为蒸汽引射器低压阀、17为高压储汽罐、18为蒸汽引射器高压阀、19为低压储汽罐抽汽阀、20为高压储汽罐抽汽阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，包括锅炉1，锅炉1连接高压缸2，高压缸2连接低压缸3，低压缸3的抽汽分别通过管路连接低压储汽罐15和高压储汽罐17，高压缸2的蒸汽出口通过管路连接小汽轮机6，小汽轮机6带动小汽轮机给水泵9转动，小汽轮机给水泵9连接高压回热加热器10的进水口，高压回热加热器10的出水口最终连接锅炉1，高压缸2的抽汽通过管路连接高压回热加热器10的管侧，低压储汽罐15和高压储汽罐17均连接蒸汽引射器14，蒸汽引射器14连接高加给水旁路的蒸汽引射器热交换器13的热源侧入口，蒸汽引射器热交换器13的热源侧出口连接除氧器8，除氧器8连接小汽轮机给水泵9，蒸汽引射器热交换器13的连接小汽轮机给水泵9和锅炉1。低压缸3连接凝汽器4，凝汽器4连接小汽轮机6排汽管道和凝结水泵5，凝结水泵5连接除氧器8，除氧器8连接小汽轮机给水泵9。
低压缸3与低压储汽罐15的连接管路上设置有低压储汽罐抽汽阀19，低压储汽罐15与蒸汽引射器14的连接管路上设置有蒸汽引射器低压阀16。低压缸3与高压储汽罐17的连接管路上设置有高压储汽罐抽汽阀20，高压储汽罐抽汽阀20与蒸汽引射器14的连接管路上设置有蒸汽引射器高压阀18。高压缸2与小汽轮机6的连接管路上设置有小汽轮机入口调节阀7。
高加给水旁路包括电动给水泵11，电动给水泵11上游连接除氧器8，下游连接蒸汽引射器热交换器13的冷源侧入口，蒸汽引射器热交换器13的冷源侧出口连接锅炉1。电动给水泵11与蒸汽引射器热交换器13的连接管路上设置有高加旁路调节阀12。
一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***的工作方法，包括以下步骤：
在机组运行时，将低压缸3的抽汽送入低压储汽罐15和高压储汽罐17中；
在机组降负荷过程中，增大小汽机入口调节阀7的开度，高压缸2进入小汽轮机6的蒸汽量增大，小汽机给水泵9的流量增大，进入小汽轮机6的蒸汽量增大，高压回热加热器10的进口水流量增大，高压回热加热器10管侧的换热温升将减小，高压回热加热器10管侧出口温度降低，引起高压回热加热器10壳侧压力降低，高压缸2与高压回热加热器10间的抽汽管道上下侧的压差升高，高压回热加热器10的抽汽蒸汽量增大，进入汽轮机做功的蒸汽量变小，汽轮机输出功率减小；高压回热加热器10的抽汽量增大，高压回热加热器10给水出口获得热量增大，减小输送高加给水旁路的流量，调小蒸汽引射器低压阀16和蒸汽引射器高压阀18的开度，减小送入蒸汽引射器14的蒸汽，降低旁路给水从热泵吸收的热量；
在机组升负荷过程中，减小小汽机入口调节阀7的开度，减小小汽轮机6的蒸汽量，高压缸2进入小汽轮机6的蒸汽量减小，小汽轮机给水泵9的流量减小，进入小汽机内的蒸汽量减小，高压回热加热器10的进口水流量减小，高压回热加热器10管侧的换热温升将增大，高压回热加热器10管侧出口温度升高，高压回热加热器10壳侧压力升高，高压缸2与高压回热加热器10间抽汽管道上下侧的压差降低，高压回热加热器10抽汽蒸汽量减小，进入汽轮机做功的蒸汽量变大，因此汽轮机输出功率增大；高压回热加热器10的抽汽量变小，高压回热加热器10给水出口获得热量减小，开大高加旁路调节阀12，增大高加给水旁路的电动给水泵11供水。由于抽汽量减小，为了提高两者混合后的给水温度，增大蒸汽引射器低压阀16和蒸汽引射器高压阀18的开度，高加给水旁路通过蒸汽引射器热交换器13加热后与高压加热器出水混合，升高旁路给水从热泵吸收的热量，稳定锅炉供水温度。
本发明将蒸汽引射器运用于火电机组中，同时配置储汽罐参与调频，提升机组参与调频能力。

Claims (10)

1.一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，包括锅炉(1)，锅炉(1)连接高压缸(2)，高压缸(2)连接低压缸(3)，低压缸(3)的抽汽分别通过管路连接低压储汽罐(15)和高压储汽罐(17)，高压缸(2)的蒸汽出口通过管路连接小汽轮机(6)，小汽轮机(6)带动小汽轮机给水泵(9)，小汽轮机给水泵(9)连接高压回热加热器(10)的进水口，高压回热加热器(10)的出水口连接锅炉(1)，高压缸(2)的抽汽通过管路连接高压回热加热器(10)的管侧，低压储汽罐(15)和高压储汽罐(17)均连接蒸汽引射器(14)，蒸汽引射器(14)连接高加给水旁路的蒸汽引射器热交换器(13)的热源侧入口，蒸汽引射器热交换器(13)的热源侧出口连接除氧器(8)，除氧器(8)连接小汽轮机给水泵(9)，蒸汽引射器热交换器(13)的连接小汽轮机给水泵(9)和锅炉(1)。
2.根据权利要求1所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，低压缸(3)与低压储汽罐(15)的连接管路上设置有低压储汽罐抽汽阀(19)，低压储汽罐(15)与蒸汽引射器(14)的连接管路上设置有蒸汽引射器低压阀(16)。
3.根据权利要求1所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，低压缸(3)与高压储汽罐(17)的连接管路上设置有高压储汽罐抽汽阀(20)，高压储汽罐抽汽阀(20)与蒸汽引射器(14)的连接管路上设置有蒸汽引射器高压阀(18)。
4.根据权利要求1所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，高压缸(2)与小汽轮机(6)的连接管路上设置有小汽轮机入口调节阀(7)。
5.根据权利要求1所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，低压缸(3)连接凝汽器(4)，凝汽器(4)连接小汽轮机(6)排汽管道和凝结水泵(5)，凝结水泵(5)连接除氧器(8)，除氧器(8)连接小汽轮机给水泵(9)。
6.根据权利要求1所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，高加给水旁路包括电动给水泵(11)，电动给水泵(11)上游连接除氧器(8)，下游连接蒸汽引射器热交换器(13)的冷源侧入口，蒸汽引射器热交换器(13)的冷源侧出口连接锅炉(1)。
7.根据权利要求6所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***，其特征在于，电动给水泵(11)与蒸汽引射器热交换器(13)的连接管路上设置有高加旁路调节阀(12)。
8.一种根据权利要求1所述的配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在机组运行时，将低压缸(3)的抽汽送入低压储汽罐(15)和高压储汽罐(17)中；
在机组降负荷过程中，高压缸(2)进入小汽轮机(6)的蒸汽量增大，小汽轮机给水泵(9)的流量增大，进入小汽轮机(6)的蒸汽量增大，高压回热加热器(10)的进口水流量增大，高压回热加热器(10)管侧的换热温升将减小，高压回热加热器(10)管侧出口温度降低，引起高压回热加热器(10)壳侧压力降低，高压缸(2)与高压回热加热器(10)间的抽汽管道上下侧的压差升高，高压回热加热器(10)的抽汽蒸汽量增大，进入汽轮机做功的蒸汽量变小，汽轮机输出功率减小；高压回热加热器(10)的抽汽量增大，高压回热加热器(10)给水出口获得热量增大，减小输送高加给水旁路的流量，减小送入蒸汽引射器(14)的蒸汽，降低旁路给水从热泵吸收的热量；
在机组升负荷过程中，减小小汽轮机(6)的蒸汽量，高压缸(2)进入小汽轮机(6)的蒸汽量减小，小汽轮机给水泵(9)的流量减小，进入小汽机内的蒸汽量减小，高压回热加热器(10)的进口水流量减小，高压回热加热器(10)管侧的换热温升将增大，高压回热加热器(10)管侧出口温度升高，高压回热加热器(10)壳侧压力升高，高压缸(2)与高压回热加热器(10)间抽汽管道上下侧的压差降低，高压回热加热器(10)抽汽蒸汽量减小，进入汽轮机做功的蒸汽量变大，因此汽轮机输出功率增大；高压回热加热器(10)的抽汽量变小，高压回热加热器(10)给水出口获得热量减小，增大输送高加给水旁路的流量，调大送入蒸汽引射器(14)的蒸汽，升高旁路给水从热泵吸收的热量。
9.根据权利要求8所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***的工作方法，其特征在于，高压缸(2)与小汽轮机(6)的连接管路上设置有小汽轮机入口调节阀(7)；压储汽罐(15)与蒸汽引射器(14)的连接管路上设置有蒸汽引射器低压阀(16)；低压缸(3)与高压储汽罐(17)的连接管路上设置有高压储汽罐抽汽阀(20)，高压储汽罐抽汽阀(20)与蒸汽引射器(14)的连接管路上设置有蒸汽引射器高压阀(18)；在机组降负荷过程中，增大小汽轮机入口调节阀(7)的开度，调小蒸汽引射器低压阀(16)和蒸汽引射器高压阀(18)的开度。
10.根据权利要求8所述的一种配置蒸汽引射器的火电厂高加给水旁路调频***的工作方法，其特征在于，压缸(2)与小汽轮机(6)的连接管路上设置有小汽轮机入口调节阀(7)；压储汽罐(15)与蒸汽引射器(14)的连接管路上设置有蒸汽引射器低压阀(16)；低压缸(3)与高压储汽罐(17)的连接管路上设置有高压储汽罐抽汽阀(20)，高压储汽罐抽汽阀(20)与蒸汽引射器(14)的连接管路上设置有蒸汽引射器高压阀(18)；在机组升负荷过程中，减小小汽轮机入口调节阀(7)的开度，调大蒸汽引射器低压阀(16)和蒸汽引射器高压阀(18)的开度。
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