本发明专利技术提供了一种火电厂热压机与空分装置结合的系统及控制方法，包括发电机、锅炉、大汽轮机、第一小汽轮机及给水泵，所述系统还包括热压机、空分装置、第二小汽轮机及蒸汽调节阀，所述热压机通过蒸汽调节阀与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，所述热压机排汽管道通过蒸汽调节阀与第二小汽轮机的进汽口相连，所述第二小汽轮机与空分装置驱动连接，所述第一小汽轮机驱动所述给水泵。本发明专利技术所述的一种火电厂热压机与空分装置结合的系统及控制方法，不仅可利用火电厂调峰蒸汽驱动热压机带动空分装置，减少了空分装置耗能成本；同时回收了火电厂汽机排汽等低温蒸汽余热，提高了火电厂循环热效率，实现了火电厂的全年调峰。
【技术实现步骤摘要】
一种火电厂热压机与空分系统结合的系统及控制方法
本专利技术涉及电力能源
，具体涉及一种火电厂热压机与空分装置结合的系统及控制方法。
技术介绍
众所周知电能是不能被储存的，因此用户需要多少电量，电厂就需要同步发出多少电量，这样才不会造成能源的浪费。但是通常在电力系统中各个电厂的需求电负荷是在不断发生变化的，为了维持有功功率平衡，保持系统频率稳定，就需要发电部门相应改变发电机的发电量以适应用电负荷的变化，这就叫做调峰。在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。在众多的火电灵活性深度调峰方案中，主要分为机组本身设备和机组外部设备调峰方案。其中利用火电机组本身锅炉、汽机等主机设备的低负荷运行特性进行深度调峰是大多数电厂首选的调峰方案，然而当机组进行变负荷或低负荷运行时，不但大幅度降低机组发电效率，而且会降低机组寿命。特别是现有汽机侧如高低压旁路喷水减温减压调峰方案会导致大量的热力损失，降低整个机组在低负荷调峰运行工况下的热经济性。热压机又名热压机，利用射流紊动扩散作用，来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备，可实现瞬间加热，热损失较小，升温较快，具有传热效率高，噪声低(可达到65dB以下)，体积小，安装简单，没有运动部件，运行可靠，具有瞬时加热和加压的作用，投资少等优点。在电厂发电过程中会产生大量的凝结水，凝结水在冷却过程中又会产生一定量的低压蒸汽。低压蒸汽回收困难且回收成本较高。热压机利用电厂的多余的高压蒸汽以及低压蒸汽，将高压蒸汽与低压蒸汽进行混合换热，回收低压蒸汽余热进行供热。空气分离设备是以空气为原料，通过深冷空气分离、变压吸附或膜分离三种方法中的任意一种对空气进行分离。其中应用最为成熟的是深冷空气分离方法，该方法通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏从液态空气中逐步分离出氧气、氮气及氩气等惰性气体的方法。深冷空气分离方法中耗能最大的是空气压缩环节，空气压缩分电力驱动和蒸汽轮机驱动两种。目前的空分装置无论是电力驱动还是蒸汽驱动，均存在电费、蒸汽费用高的问题；而现有热压机大多用于回收低压蒸汽余热来供热，目前还未见到热压机与空分装置结合的案例。综上所述，如何将热压机与空分装置结合以避免发电厂调峰能源的浪费，实现节能减排是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在将火电厂内的热压机与汽动空分装置结合，实现利用火电厂的调峰蒸汽驱动热压机以回收低压蒸汽，同时热压机排汽进入第二小汽轮机，以驱动空分装置的空压机和增压机，满足其用能需求，在提高能源利用的同时，实现深度调峰。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种火电厂热压机与空分装置结合的系统，包括发电机、锅炉、大汽轮机、第一小汽轮机及给水泵，所述系统还包括热压机、空分装置、第二小汽轮机及蒸汽调节阀，所述热压机通过蒸汽调节阀与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，所述热压机的排汽管道通过蒸汽调节阀与第二小汽轮机的进汽口相连，所述第二小汽轮机与所述空分装置驱动连接，所述第一小汽轮机驱动所述给水泵。进一步的，所述第二小汽轮机的排汽可进入凝汽器、热网加热器、工业蒸汽管线中的任意一种。更进一步的，所述热压机的低压供汽汽源来自于第一小汽轮机排汽、大汽轮机排汽或其他低温汽源中的至少一种。进一步的，所述热压机的高压射汽汽源包括锅炉的高压主蒸汽、高压缸抽汽或排汽、中压缸抽汽或排汽、再热器的再热热段蒸汽中的至少一种。进一步的，所述空分装置包括预冷系统、空压机、增压机、冷箱、储罐、分子筛、膨胀机、板式换热器，所述预冷系统与空压机相连接，所述冷箱与氧压机和/或氮压机相连接；所述预冷系统和/或冷箱与火电厂外部制冷设备的制冷循环水管路相连通。更进一步的，第二小汽轮机驱动空分装置的空压机和/或增压机。再进一步的，第二小汽轮机通过同轴的两端同时驱动空压机和增压机。进一步的，所述火电厂通过控制线路连接所述的蒸汽调节阀，根据电厂接受的调峰指令，调节对应的蒸汽调节阀以改变热压机的高压射汽或低压供汽汽源的流量，完成电厂调峰负荷需求。更进一步的，所述热压机为一台，所述热压机为固定式或可调式热压机中的任意一种，或设置多台热压机，通过串联或并联连接。一种火电厂热压机与空气分离装置结合的系统的控制方法，所述控制方法的具体步骤如下：S1：火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷或增负荷指令，其增加或减少上网电量的功率为调峰负荷量P调峰；S2：所述调峰蒸汽来自热压机的高压射汽汽源，位于高压射汽汽源管路上的所述蒸汽调节阀调节供给空分装置的调峰蒸汽汽源的流量F调峰；根据调峰系统的情况，选择最优的调峰蒸汽汽源，此调峰蒸汽汽源流量F调峰与调峰负荷量P调峰的关系公式为：F调峰＝0.278*P调峰/(△H剩余*η大汽机*ηe)；其中：P调峰为调峰负荷量，单位kW；△H剩余为蒸汽从大汽轮机抽出后与排汽焓值的剩余焓差，单位kJ/kg；其中，蒸汽在再热前抽出的情况下，剩余焓差包含再热器带来的焓升；η大汽机为大汽轮机的汽机相对内效率；ηe为发电机效率；S3：根据S2的计算结果F调峰，调节蒸汽调节阀的开度，以调整调峰蒸汽汽源流量F调峰并进入热压机。S4：热压机11的排汽进入第二小汽轮机，进而带动空分装置的空压机或增压机实现对空气压缩，实现火电机组响应电网调峰指令。相对于现有技术，本专利技术的有益技术效果：本专利技术具有下列优点：1.本专利技术利用火电厂调峰蒸汽驱动热压机带动空分装置，减少了空分装置耗能成本。2.本专利技术回收了火电厂汽机排汽等低温蒸汽余热，提高了火电厂循环热效率。3.本专利技术将空分装置与火电灵活性调峰的结合，实现了火电厂一年四季的全年调峰。4、本专利技术的第二小汽轮机的排汽汇入热力系统或供给热网加热器，充分回收工质热量，提高了系统的热效率和热经济性。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统的示意图。图2为本专利技术所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统的空分装置的示意图。图3为本专利技术所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统的控制方法的流程示意图。附图标记说明：锅炉-1、空压机-2、给水泵-3、第一小汽轮机-4、大汽轮机-5、增压机-6、预冷系统-7、冷箱-8、发电机-9、第二小汽轮机-10、热压机-11、氧压机-12、低压加热器-13、高压加热器-14、除氧器-15、蒸汽调节阀-16、凝汽器-17、空分装置-18、氮压机-19、储罐-20、分子筛-21、膨胀机-22、板式换热器-23。具体实施方式需要本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种火电厂热压机与空分装置结合的系统，包括发电机(9)、锅炉(1)、大汽轮机(5)、第一小汽轮机(4)以及给水泵(3)，其特征在于，所述系统还包括热压机(11)、空分装置(18)、第二小汽轮机(10)及蒸汽调节阀(16)，所述热压机(11)通过蒸汽调节阀(16)与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，所述热压机(11)的排汽管道通过蒸汽调节阀(16)与第二小汽轮机(10)的进汽口相连，所述第二小汽轮机(10)与所述空分装置(18)驱动连接，所述第一小汽轮机(4)驱动所述给水泵(3)。/n
【技术特征摘要】
1.一种火电厂热压机与空分装置结合的系统，包括发电机(9)、锅炉(1)、大汽轮机(5)、第一小汽轮机(4)以及给水泵(3)，其特征在于，所述系统还包括热压机(11)、空分装置(18)、第二小汽轮机(10)及蒸汽调节阀(16)，所述热压机(11)通过蒸汽调节阀(16)与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，所述热压机(11)的排汽管道通过蒸汽调节阀(16)与第二小汽轮机(10)的进汽口相连，所述第二小汽轮机(10)与所述空分装置(18)驱动连接，所述第一小汽轮机(4)驱动所述给水泵(3)。
2.根据权利要求1所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统，其特征在于，所述第二小汽轮机(10)的排汽可进入凝汽器(17)、热网加热器、工业蒸汽管线中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统，其特征在于，所述热压机(11)的低压供汽汽源来自于第一小汽轮机(4)排汽、大汽轮机(5)的低压缸排汽或其他低温汽源中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统，其特征在于，所述热压机(11)的高压射汽汽源包括锅炉(1)的高压主蒸汽、高压缸抽汽或排汽、中压缸抽汽或排汽、再热器的再热热段蒸汽中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统，其特征在于，所述空分装置(18)包括预冷系统(7)、空压机(2)、增压机(6)、冷箱(8)、储罐(20)、分子筛(21)、膨胀机(22)、板式换热器(23)，所述预冷系统(7)进气与空压机(2)相连接，所述冷箱(8)与氧压机(12)和/或氮压机(19)相连接；所述预冷系统(7)和/或冷箱(8)与火电厂外部制冷设备的制冷循环水管路相连通。
6.根据权利要求1所述的火电厂热压机与空分装置结合的系统，其特征在于，第二小汽轮机(10)驱动空分装置(18)的空压机(2)和/或增压机(6)。
7.根据权利要求6所述的火电厂热...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨豫森，崔华，徐波，谭智，陈辉，
申请(专利权)人：赫普科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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