一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置及其运行方法，属于热电联产技术领域。本发明专利技术包括燃气轮机组和蒸汽轮机组；基于能量梯级利用原理，进行不同抽汽方式的集成设计，有效提高了联合循环机组热电解耦运行能力，保障了居民采暖需求；同时还耦合了蒸汽蓄热系统，既实现联合循环机组电力调峰与供热的协同匹配，又增加联合循环机组在纯凝工况运行时的电力调峰能力；运用了本发明专利技术之后，在深度挖掘联合循环机组对外供热能力的同时，有效降低了供热过程中的做功能力损失，另外，又符合当前严峻的电力调峰政策需求，实现火电机组的深度调峰能力，切实满足了电网对机组调峰的需求，具有较高地实际运用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置及其运行方法
本专利技术属于热电联产
，具体涉及一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置及其运行方法。
技术介绍
目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例，使得火电机组的发展面临严峻考验。当前，为提高火电机组的综合能源利用效率，并争取更多的发电利用小时数，深度挖掘火电机组的供热能力，越来越得到社会各界的重视。燃气热电联产是一种热能、电能同时生产的能源利用形式，它将高品位的热能用于发电，低品位的热能用于供热，既提高能源的利用效率，又减少了环境污染，在节能降耗和减少污染排放方面具有很大的应用价值。目前，燃气热电联产集中供热系统主要面临的问题是热电比偏低，常规燃气热电联产组合所产生的热电比例是有一定局限的，越是先进的、转换效率高的机组，热电比越小，以10万kW机组为例，其热电比为0.7左右。特别是面临当前火电深度调峰的严峻形势下，机组常以低负荷工况运行，此时机组对外供热能力更低，由此对供热安全性造成了严重影响。然而，现有技术如专利“一种联合循环的热电联供系统（专利号201310401252.0）”，是利用高排抽汽减温减压后对外供热，该技术缺陷是：（1）未考虑能量的梯级利用，直接减温减压的做功能力损失较大；（2）未考虑火电深度调峰需要，为满足外界供热，机组需以高负荷运行，机组调峰能力差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、性能可靠的基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置及其运行方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置，其特征在于，包括：燃气轮机组和蒸汽轮机组；所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机透平和第一发电机，所述燃气轮机压气机的排气口与燃气轮机燃烧室的进气口连接，所述燃气轮机燃烧室的排气口与燃气轮机透平的进气口连接，所述燃气轮机透平的排气口通过烟气排放管与余热锅炉的烟气进口连接，所述燃气轮机透平驱动第一发电机发电，且燃气轮机透平与燃气轮机压气机同轴连接；所述蒸汽轮机组包括余热锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、第二发电机、凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、除氧器、第一减温减压装置、第二减温减压装置、第三减温减压装置、第四减温减压装置、蒸汽蓄热器、做功设备、动力设备、热网加热器、疏水换热器和热网循环泵，所述汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸同轴连接，且驱动第二发电机发电，所述余热锅炉包括烟气预热器、低压汽包、低压过热器、高压汽包、再热器和高压过热器，所述烟气预热器的出水口同时与低压汽包的进水口和高压汽包的进水口连接，所述低压汽包的出汽口与低压过热器的进汽口连接，所述高压汽包的出汽口与高压过热器的进汽口连接，所述汽轮机高压缸的进汽口通过高压蒸汽管与高压过热器的出汽口连接，且在汽轮机高压缸的进汽口安装有一号阀门，所述汽轮机高压缸的排汽口通过冷再蒸汽管与再热器的进汽口连接，且在再热器的进汽口安装有四号阀门，所述再热器的出汽口通过热再蒸汽管与汽轮机中压缸的进汽口连接，且在汽轮机中压缸的进汽口安装有六号阀门，所述汽轮机中压缸的排汽口通过连通管与汽轮机低压缸的进汽口连接，且在汽轮机低压缸的进汽口安装有液压蝶阀，所述连通管与低压蒸汽管的一端连接，且在低压蒸汽管的一端安装有九号阀门，所述低压过热器的出汽口与低压蒸汽管的另一端连接，且在低压蒸汽管的另一端安装有十号阀门，所述汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器连接，锅炉给水管的进水端与凝汽器连接，所述锅炉给水管的出水端与烟气预热器的进水口连接，且在锅炉给水管上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵、轴封加热器和除氧器，高压蒸汽旁路的进汽端与高压蒸汽管连接，所述高压蒸汽旁路的出汽端与第一中压蒸汽支管的进汽端连接，且在高压蒸汽旁路上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门、第一减温减压装置和三号阀门，所述第一中压蒸汽支管的出汽端与第三减温减压装置的进汽口连接，且在第一中压蒸汽支管上安装有十二号阀门，冷再蒸汽旁路的进汽端与冷再蒸汽管连接，所述冷再蒸汽旁路的出汽端与第一中压蒸汽支管的进汽端连接，且在冷再蒸汽旁路上安装有五号阀门，热再蒸汽旁路的进汽端与热再蒸汽管连接，所述热再蒸汽旁路的出汽端与第一中压蒸汽支管的进汽端连接，且在热再蒸汽旁路上沿着蒸汽流动方向依次安装有七号阀门、第二减温减压装置和八号阀门，低压蒸汽旁路的进汽端与低压蒸汽管连接，所述低压蒸汽旁路的出汽端与采暖抽汽管的进汽端连接，且在低压蒸汽旁路上安装有十一号阀门，所述采暖抽汽管的出汽端与热网加热器的进汽口连接，且在采暖抽汽管上安装有二十号阀门，所述第三减温减压装置的出汽口与采暖抽汽管的进汽端连接，且在第三减温减压装置的出汽口安装有十三号阀门，第二中压蒸汽支管的进汽端与第一中压蒸汽支管的进汽端连接，且在第二中压蒸汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有十四号阀门和第四减温减压装置，所述第二中压蒸汽支管的出汽端与做功设备的进汽口连接，做功设备的出汽口与采暖抽汽管的进汽端连接，且在做功设备的进汽口和出汽口分别安装有十七号阀门和十八号阀门，所述热网加热器的疏水出口与疏水换热器的高温疏水进口连接，疏水换热器的低温疏水出口通过疏水管与凝结水泵的进水口连接，且在疏水管上安装有二十一号阀门，热网回水管与疏水换热器的低温水侧进口连接，且在热网回水管上安装有二十二号阀门和热网循环泵，所述疏水换热器的低温水侧出口与热网加热器的水侧进口连接，热网加热器的水侧出口与热网供水管连接，且在热网供水管上安装有二十三号阀门。进一步而言，所述第二中压蒸汽支管的出汽端还与蒸汽蓄热器的进汽口连接，蒸汽蓄热器的出汽口与采暖抽汽管的进汽端连接，且在蒸汽蓄热器的进汽口和出汽口分别安装有十五号阀门和十六号阀门。进一步而言，所述除氧器通过除氧抽汽管同时与低压蒸汽旁路的出汽端、第三减温减压装置的出汽口、蒸汽蓄热器的出汽口和做功设备的出汽口连接，且在除氧抽汽管上安装有十九号阀门。进一步而言，所述做功设备驱动动力设备进行做功，做功设备为背压机或螺杆膨胀机，动力设备为发电机、热网循环泵或凝结水泵等设备。进一步而言，所述第三减温减压装置、蒸汽蓄热器和做功设备均为并联连接，同时为除氧器和热网加热器提供所需要的蒸汽。进一步而言，所述第二中压蒸汽支管的进汽端同时还与高压蒸汽旁路的出汽端、冷再蒸汽旁路的出汽端和热再蒸汽旁路的出汽端连接。所述的基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置的运行方法如下：当机组处于纯凝工况，无电力调峰需求时：仅开启一号阀门、四号阀门、六号阀门、液压蝶阀、九号阀门、十号阀门、十一号阀门和十九号阀门，联合循环机组不对外进行供热，且除氧器的除氧蒸汽来自于低压过热器的低压补汽；当机组处于纯凝工况，有电力调峰需求时：A、机组需要降低对外输出电负荷时，主要通过蒸汽蓄热器来进行蒸汽蓄热，降低进入汽轮机做功的蒸汽流量，此时：打开五号阀门和十四号阀门，来自于汽轮机高压缸的排汽直接进入第四减温减压装置，经过减温减压后通过打开十五号阀门输送至蒸汽蓄热器进行蓄热；或者，打开十四号阀门、七号阀门和八号阀门，来自于再热器的热再蒸汽先经过第二减温减压装置进行初级减温减压，然后经过第四减温减压装置进行二次减温减压，最后通过打开十五号阀门输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置，其特征在于，包括：燃气轮机组和蒸汽轮机组；所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机（1）、燃气轮机燃烧室（2）、燃气轮机透平（3）和第一发电机（4），所述燃气轮机压气机（1）的排气口与燃气轮机燃烧室（2）的进气口连接，所述燃气轮机燃烧室（2）的排气口与燃气轮机透平（3）的进气口连接，所述燃气轮机透平（3）的排气口通过烟气排放管（31）与余热锅炉（5）的烟气进口连接，所述燃气轮机透平（3）驱动第一发电机（4）发电，且燃气轮机透平（3）与燃气轮机压气机（1）同轴连接；所述蒸汽轮机组包括余热锅炉（5）、汽轮机高压缸（6）、汽轮机中压缸（7）、汽轮机低压缸（8）、第二发电机（9）、凝汽器（10）、凝结水泵（11）、轴封加热器（12）、除氧器（13）、第一减温减压装置（14）、第二减温减压装置（15）、第三减温减压装置（16）、第四减温减压装置（17）、蒸汽蓄热器（18）、做功设备（19）、动力设备（20）、热网加热器（21）、疏水换热器（22）和热网循环泵（23），所述汽轮机高压缸（6）、汽轮机中压缸（7）和汽轮机低压缸（8）同轴连接，且驱动第二发电机（9）发电，所述余热锅炉（5）包括烟气预热器（501）、低压汽包（502）、低压过热器（503）、高压汽包（504）、再热器（505）和高压过热器（506），所述烟气预热器（501）的出水口同时与低压汽包（502）的进水口和高压汽包（504）的进水口连接，所述低压汽包（502）的出汽口与低压过热器（503）的进汽口连接，所述高压汽包（504）的出汽口与高压过热器（506）的进汽口连接，所述汽轮机高压缸（6）的进汽口通过高压蒸汽管（33）与高压过热器（506）的出汽口连接，且在汽轮机高压缸（6）的进汽口安装有一号阀门（51），所述汽轮机高压缸（6）的排汽口通过冷再蒸汽管（34）与再热器（505）的进汽口连接，且在再热器（505）的进汽口安装有四号阀门（54），所述再热器（505）的出汽口通过热再蒸汽管（35）与汽轮机中压缸（7）的进汽口连接，且在汽轮机中压缸（7）的进汽口安装有六号阀门（56），所述汽轮机中压缸（7）的排汽口通过连通管（36）与汽轮机低压缸（8）的进汽口连接，且在汽轮机低压缸（8）的进汽口安装有液压蝶阀（59），所述连通管（36）与低压蒸汽管（37）的一端连接，且在低压蒸汽管（37）的一端安装有九号阀门（60），所述低压过热器（503）的出汽口与低压蒸汽管（37）的另一端连接，且在低压蒸汽管（37）的另一端安装有十号阀门（61），所述汽轮机低压缸（8）的排汽口与凝汽器（10）连接，锅炉给水管（32）的进水端与凝汽器（10）连接，所述锅炉给水管（32）的出水端与烟气预热器（501）的进水口连接，且在锅炉给水管（32）上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵（11）、轴封加热器（12）和除氧器（13），高压蒸汽旁路（38）的进汽端与高压蒸汽管（33）连接，所述高压蒸汽旁路（38）的出汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在高压蒸汽旁路（38）上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门（52）、第一减温减压装置（14）和三号阀门（53），所述第一中压蒸汽支管（42）的出汽端与第三减温减压装置（16）的进汽口连接，且在第一中压蒸汽支管（42）上安装有十二号阀门（63），冷再蒸汽旁路（39）的进汽端与冷再蒸汽管（34）连接，所述冷再蒸汽旁路（39）的出汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在冷再蒸汽旁路（39）上安装有五号阀门（55），热再蒸汽旁路（40）的进汽端与热再蒸汽管（35）连接，所述热再蒸汽旁路（40）的出汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在热再蒸汽旁路（40）上沿着蒸汽流动方向依次安装有七号阀门（57）、第二减温减压装置（15）和八号阀门（58），低压蒸汽旁路（41）的进汽端与低压蒸汽管（37）连接，所述低压蒸汽旁路（41）的出汽端与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在低压蒸汽旁路（41）上安装有十一号阀门（62），所述采暖抽汽管（45）的出汽端与热网加热器（21）的进汽口连接，且在采暖抽汽管（45）上安装有二十号阀门（71），所述第三减温减压装置（16）的出汽口与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在第三减温减压装置（16）的出汽口安装有十三号阀门（64），第二中压蒸汽支管（43）的进汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在第二中压蒸汽支管（43）上沿着蒸汽流动方向依次安装有十四号阀门（65）和第四减温减压装置（17），所述第二中压蒸汽支管（43）的出汽端与做功设备（19）的进汽口连接，做功设备（19）的出汽口与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在做功设备（19）的进汽口和出汽口分别安装有十七号阀门（68）和十...

【技术特征摘要】
1.一种基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置，其特征在于，包括：燃气轮机组和蒸汽轮机组；所述燃气轮机组包括燃气轮机压气机（1）、燃气轮机燃烧室（2）、燃气轮机透平（3）和第一发电机（4），所述燃气轮机压气机（1）的排气口与燃气轮机燃烧室（2）的进气口连接，所述燃气轮机燃烧室（2）的排气口与燃气轮机透平（3）的进气口连接，所述燃气轮机透平（3）的排气口通过烟气排放管（31）与余热锅炉（5）的烟气进口连接，所述燃气轮机透平（3）驱动第一发电机（4）发电，且燃气轮机透平（3）与燃气轮机压气机（1）同轴连接；所述蒸汽轮机组包括余热锅炉（5）、汽轮机高压缸（6）、汽轮机中压缸（7）、汽轮机低压缸（8）、第二发电机（9）、凝汽器（10）、凝结水泵（11）、轴封加热器（12）、除氧器（13）、第一减温减压装置（14）、第二减温减压装置（15）、第三减温减压装置（16）、第四减温减压装置（17）、蒸汽蓄热器（18）、做功设备（19）、动力设备（20）、热网加热器（21）、疏水换热器（22）和热网循环泵（23），所述汽轮机高压缸（6）、汽轮机中压缸（7）和汽轮机低压缸（8）同轴连接，且驱动第二发电机（9）发电，所述余热锅炉（5）包括烟气预热器（501）、低压汽包（502）、低压过热器（503）、高压汽包（504）、再热器（505）和高压过热器（506），所述烟气预热器（501）的出水口同时与低压汽包（502）的进水口和高压汽包（504）的进水口连接，所述低压汽包（502）的出汽口与低压过热器（503）的进汽口连接，所述高压汽包（504）的出汽口与高压过热器（506）的进汽口连接，所述汽轮机高压缸（6）的进汽口通过高压蒸汽管（33）与高压过热器（506）的出汽口连接，且在汽轮机高压缸（6）的进汽口安装有一号阀门（51），所述汽轮机高压缸（6）的排汽口通过冷再蒸汽管（34）与再热器（505）的进汽口连接，且在再热器（505）的进汽口安装有四号阀门（54），所述再热器（505）的出汽口通过热再蒸汽管（35）与汽轮机中压缸（7）的进汽口连接，且在汽轮机中压缸（7）的进汽口安装有六号阀门（56），所述汽轮机中压缸（7）的排汽口通过连通管（36）与汽轮机低压缸（8）的进汽口连接，且在汽轮机低压缸（8）的进汽口安装有液压蝶阀（59），所述连通管（36）与低压蒸汽管（37）的一端连接，且在低压蒸汽管（37）的一端安装有九号阀门（60），所述低压过热器（503）的出汽口与低压蒸汽管（37）的另一端连接，且在低压蒸汽管（37）的另一端安装有十号阀门（61），所述汽轮机低压缸（8）的排汽口与凝汽器（10）连接，锅炉给水管（32）的进水端与凝汽器（10）连接，所述锅炉给水管（32）的出水端与烟气预热器（501）的进水口连接，且在锅炉给水管（32）上沿着水流动方向依次安装有凝结水泵（11）、轴封加热器（12）和除氧器（13），高压蒸汽旁路（38）的进汽端与高压蒸汽管（33）连接，所述高压蒸汽旁路（38）的出汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在高压蒸汽旁路（38）上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门（52）、第一减温减压装置（14）和三号阀门（53），所述第一中压蒸汽支管（42）的出汽端与第三减温减压装置（16）的进汽口连接，且在第一中压蒸汽支管（42）上安装有十二号阀门（63），冷再蒸汽旁路（39）的进汽端与冷再蒸汽管（34）连接，所述冷再蒸汽旁路（39）的出汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在冷再蒸汽旁路（39）上安装有五号阀门（55），热再蒸汽旁路（40）的进汽端与热再蒸汽管（35）连接，所述热再蒸汽旁路（40）的出汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在热再蒸汽旁路（40）上沿着蒸汽流动方向依次安装有七号阀门（57）、第二减温减压装置（15）和八号阀门（58），低压蒸汽旁路（41）的进汽端与低压蒸汽管（37）连接，所述低压蒸汽旁路（41）的出汽端与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在低压蒸汽旁路（41）上安装有十一号阀门（62），所述采暖抽汽管（45）的出汽端与热网加热器（21）的进汽口连接，且在采暖抽汽管（45）上安装有二十号阀门（71），所述第三减温减压装置（16）的出汽口与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在第三减温减压装置（16）的出汽口安装有十三号阀门（64），第二中压蒸汽支管（43）的进汽端与第一中压蒸汽支管（42）的进汽端连接，且在第二中压蒸汽支管（43）上沿着蒸汽流动方向依次安装有十四号阀门（65）和第四减温减压装置（17），所述第二中压蒸汽支管（43）的出汽端与做功设备（19）的进汽口连接，做功设备（19）的出汽口与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在做功设备（19）的进汽口和出汽口分别安装有十七号阀门（68）和十八号阀门（69），所述热网加热器（21）的疏水出口与疏水换热器（22）的高温疏水进口连接，疏水换热器（22）的低温疏水出口通过疏水管（46）与凝结水泵（11）的进水口连接，且在疏水管（46）上安装有二十一号阀门（72），热网回水管（47）与疏水换热器（22）的低温水侧进口连接，且在热网回水管（47）上安装有二十二号阀门（73）和热网循环泵（23），所述疏水换热器（22）的低温水侧出口与热网加热器（21）的水侧进口连接，热网加热器（21）的水侧出口与热网供水管（48）连接，且在热网供水管（48）上安装有二十三号阀门（74）。2.根据权利要求1所述的基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置，其特征在于，所述第二中压蒸汽支管（43）的出汽端还与蒸汽蓄热器（18）的进汽口连接，蒸汽蓄热器（18）的出汽口与采暖抽汽管（45）的进汽端连接，且在蒸汽蓄热器（18）的进汽口和出汽口分别安装有十五号阀门（66）和十六号阀门（67）。3.根据权利要求1所述的基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置，其特征在于，所述除氧器（13）通过除氧抽汽管（44）同时与低压蒸汽旁路（41）的出汽端、第三减温减压装置（16）的出汽口、蒸汽蓄热器（18）的出汽口和做功设备（19）的出汽口连接，且在除氧抽汽管（44）上安装有十九号阀门（70）。4.根据权利要求1所述的基于供热与电力调峰耦合的联合循环装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑立军，黄海舟，高新勇，俞聪，李成磊，何晓红，王伟，洪纯珩，吴畅，马斯鸣，陈真，黄平平，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33