一种汽轮机抽汽参与电网频率调节的系统技术方案

本发明专利技术涉及供热与发电及其控制分析技术领域，特别是涉及一种汽轮机抽汽参与电网频率调节的系统。本发明专利技术可以增强火电机组参与电网一次调频功能，解决传统一次调频模式导致的汽轮机高压调门频繁动作导致的锅炉、高压调门和汽轮机本体等设备疲劳损坏事故隐患，防范汽轮机高压调门所控制的高温、高压的过热蒸汽频繁交潜波动变化导致汽轮机动叶级间效率降低的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
述第Ⅱ低压加热器进汽管上设置与数据采集与控制装置电连接的第Ⅱ低压加热 器进汽调节阀；所述第Ⅱ低压加热器进汽管用于从第Ⅱ低压缸抽汽口抽出蒸汽 流入第Ⅱ低压加热器；
[0009]所述第Ⅲ低压缸抽汽口通过第Ⅲ低压加热器进汽管与第Ⅲ低压加热器连接，所 述第Ⅲ低压加热器进汽管上设置与数据采集与控制装置电连接的第Ⅲ低压加热 器进汽调节阀；所述第Ⅲ低压加热器进汽管用于从第Ⅲ低压缸抽汽口抽出蒸汽 流入第Ⅲ低压加热器；
[0010]所述第Ⅳ低压缸抽汽口通过第Ⅳ低压加热器进汽管与第Ⅳ低压加热器连接，所 述第Ⅳ低压加热器进汽管上设置与数据采集与控制装置电连接的第Ⅳ低压加热 器进汽调节阀；所述第Ⅳ低压加热器进汽管用于从第Ⅳ低压缸抽汽口抽出蒸汽 流入第Ⅳ低压加热器；
[0011]还包括数据采集与控制装置、三相电力参数测试仪、电流转换器、电压转换器； 所述电流转换器、电压转换器分别与发电机转子连接，分别用于采集发电机转 子的输出的电流和输出的电压，并将采集的电流和电压分别转换后输入至三相 电力参数测试仪；所述三相电力参数测试仪分别与电流转换器、电压转换器、 数据采集与控制装置连接，用于将电流转换器、电压转换器转换后的电流和电 压进行计算，并根据计算结果输出功率和频率信号至数据采集与控制装置；所 述数据采集与控制装置用于根据三相电力参数测试仪输出的功率和频率信号控 制除氧器进汽调节阀、第Ⅰ低压加热器进汽调节阀、第Ⅱ低压加热器进汽调节 阀、第Ⅲ低压加热器进汽调节阀、第Ⅳ低压加热器进汽调节阀的开度。
[0012]优选地，所述凝汽器通过凝结水泵进水母管与轴封加热器连接；所述轴封 加热器通过Ⅳ低压加热器进水凝结水母管与第Ⅳ低压加热器连接；所述第Ⅳ低 压加热器通过
Ⅲ‑Ⅳ
低压加热器间凝结水母管与第Ⅲ低压加热器连接；所述第
Ⅲꢀ
低压加热器通过
Ⅱ‑Ⅲ
低压加热器间凝结水母管与第Ⅱ低压加热器连接；所述第
ꢀⅡ
低压加热器通过
Ⅰ‑Ⅱ
低压加热器间凝结水母管与第Ⅰ低压加热器连接；所述 第Ⅰ低压加热器通过进除氧器凝结水母管与除氧器连接；所述Ⅳ低压加热器进 水凝结水母管上设置有除氧器水位调节阀，所述器水位调节阀用于调节除氧器 的水位；所述凝汽器中的凝结水依次经过轴封加热器、第Ⅳ低压加热器、第
Ⅲꢀ
低压加热器、第Ⅱ低压加热器、第Ⅰ低压加热器，最后流入的第Ⅰ低压加热器 的凝结水则通过进除氧器凝结水母管进入除氧器。
[0013]优选地，所述凝汽器与轴封加热器连接的凝结水泵进水母管上依次连接有 凝结水泵、凝结水泵出口逆止阀；所述凝结水泵用于将凝汽器中的凝结水升压 后送入轴封加热器。
[0014]优选地，所述第Ⅰ低压加热器通过第Ⅰ低压加热器疏水管与第Ⅱ低压加热 器连接；所述第Ⅱ低压加热器通过第Ⅱ低压加热器疏水管与第Ⅲ低压加热器连 接；所述第Ⅲ低压加热器通过第Ⅲ低压加热器疏水管与Ⅳ低压加热器连接；所 述第Ⅳ低压加热器通过第Ⅳ低压加热器疏水管与凝汽器；
[0015]所述第Ⅰ低压加热器进汽管内的蒸汽流入第Ⅰ低压加热器经凝结水冷凝后形成 的疏水通过第Ⅰ低压加热器疏水管流入第Ⅱ低压加热器；
[0016]所述第Ⅱ低压加热器进汽管内的蒸汽进入第Ⅱ低压加热器经凝结水冷凝后形成 的疏水通过第Ⅱ低压加热器疏水管流入第Ⅲ低压加热器；
[0017]所述Ⅲ低压加热器进汽管内的蒸汽进入第Ⅲ低压加热器经凝结水冷凝后形成的 疏水通过第Ⅲ低压加热器疏水管流入第Ⅳ低压加热器；
[0018]所述第Ⅳ低压加热器进汽管内的蒸汽进入第Ⅳ低压加热器经凝结水冷凝后形成 的疏水通过第Ⅳ低压加热器疏水管流入凝汽器。
[0019]优选地，所述除氧器通过给水泵入口管与给水泵连接；所述给水泵依次通 过给水泵出口逆止阀、给水泵出口管与高压加热器系统连接，所述高压加热器 系统通过给水母管与锅炉连接。
[0020]优选地，所述第Ⅰ低压加热器进汽管上从第Ⅰ低压缸抽汽口至第Ⅰ低压加 热器方向上依次设置第Ⅰ低压加热器进汽逆止阀、第Ⅰ低压加热器进汽截止阀、 第Ⅰ低压加热器进汽调节阀；
[0021]所述第Ⅱ低压加热器进汽管上从第Ⅱ低压缸抽汽口至第Ⅱ低压加热器方向上依 次设置第Ⅱ低压加热器进汽逆止阀、第Ⅱ低压加热器进汽截止阀、第Ⅱ低压加 热器进汽调节阀；
[0022]所述第Ⅲ低压加热器进汽管上从第Ⅲ低压缸抽汽口至第Ⅲ低压加热器方向上依 次设置第Ⅲ低压加热器进汽逆止阀、第Ⅲ低压加热器进汽截止阀、第Ⅲ低压加 热器进汽调节阀；
[0023]所述第Ⅳ低压加热器进汽管上从第Ⅳ低压缸抽汽口至第Ⅳ低压加热器方向上依 次设置第Ⅳ低压加热器进汽逆止阀、第Ⅳ低压加热器进汽截止阀、第Ⅳ低压加 热器进汽调节阀。
[0024]优选地，所述除氧器进汽管上从中压缸排汽口至除氧器方向上依次设置除 氧器进汽逆止阀、除氧器进汽截止阀、除氧器进汽调节阀。
[0025]优选地，所述中压缸通过中低压缸联通管与低压缸连接。
[0026]优选地，所述数据采集与控制模块包括数据采集单元、频率差值计算单元、功 率转换单元、功率差值计算单元、控制前馈单元、功率比较单元、PID控制单元、 流量指令生成单元、控制单元；
[0027]所述数据采集单元用于采集三相电力参数测试仪输出的汽轮机的功率信号和频 率信号，并将采集到的频率信号输入至频率差值计算单元，以及将采集到的功 率信号输入功率差值计算单元；
[0028]所述率差值计算单元用于将数据采集单元采集到的频率信号与电网频率信号作 差，得到频率差值，并将得到的频率差值输入功率转换单元；
[0029]所述功率转换单元用于将频率差值转换为功率，并将转换得到的功率输入功率 差值计算单元；
[0030]所述功率差值计算单元用于将功率转换单元转换后的功率与数据采集单元采集 得到的汽轮机的功率进行作差，并将作差后的功率分别输入控制前馈单元和功 率比较单元；
[0031]所述控制前馈单元用于将功率差值计算单元得到的作差后的功率进行转换为前 馈功率信号，并将前馈功率信号传输至流量指令生成单元；
[0032]所述功率比较单元用于将功率差值计算单元得到的作差后的功率与发电机功率 实时值进行比较，得到功率偏差信号，并将功率偏差信号输入至PID控制单元； 所述PID控
制单元用于将功率比较单元得到的功率偏差信号转换为PID功率控 制信号，并将转换后的PID功率控制信号输入流量指令生成单元；
[0033]所述流量指令生成单元用于根据控制前馈单元得到的前馈功率信号和PID控制 单元得到的PID功率控制信号生成流量指令信号，并将生成的流量指令信号输 入至控制单元；
[0034]所述控制单元用于根据流量指令生成单元生成的流量指令信号分别控制除氧器 进汽调节阀、第Ⅰ低压加热器进汽调节阀、第Ⅱ低压加热器进汽调节阀、第
Ⅲꢀ
低压加热器进汽调节阀、第Ⅳ低压加热器进汽调节阀的开度。
[0035]本专利技术的有益效果为：本专利技术是在电网频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机抽汽参与电网频率调节的系统，所述汽轮机包括锅炉（66）、高压缸（61）、中压缸（58）、低压缸（51）、除氧器（5）、第Ⅰ低压加热器（15）、第Ⅱ低压加热器（23）、第Ⅲ低压加热器（30）、第Ⅳ低压加热器（37）、凝汽器（18）；所述高压缸（61）通过高压缸排汽逆止阀（62）、高压缸排汽管（65）与锅炉（66）连接；所述锅炉（66）通过主蒸汽管（64）与高压缸（61）连接；所述主蒸汽管（64）上设置有高压调阀（60）；所述锅炉（66）通过再热主蒸汽管（63）与中压缸（58）连接，所述再热主蒸汽管（63）上设置中压调阀（59）；所述高压缸（61）、中压缸（58）、低压缸（51）依次连接；所述低压缸（51）与发电机转子（50）连接；所述低压缸（51）与凝汽器（18）连接；所述第Ⅰ低压加热器（15）、第Ⅱ低压加热器（23）、第Ⅲ低压加热器（30）、第Ⅳ低压加热器（37）依次连接；其特征在于：所述中压缸（58）上设置中压缸排汽口（57）；所述低压缸（51）上分别设置第Ⅳ低压缸抽汽口（52）、第Ⅲ低压缸抽汽口（53）、第Ⅱ低压缸抽汽口（54）、第Ⅰ低压缸抽汽口（55）；所述中压缸排汽口（57）通过除氧器进汽管（4）与除氧器（5）连通；所述除氧器进汽管（4）上设置除氧器进汽调节阀（3）；所述第Ⅰ低压缸抽汽口（55）通过第Ⅰ低压加热器进汽管（14）与第Ⅰ低压加热器（15）连接，所述第Ⅰ低压加热器进汽管（14）上设置与数据采集与控制装置（69）电连接的第Ⅰ低压加热器进汽调节阀（13）；所述第Ⅰ低压加热器进汽管（14）用于从第Ⅰ低压缸抽汽口（55）抽出蒸汽流入第Ⅰ低压加热器（15）；所述第Ⅱ低压缸抽汽口（54）通过第Ⅱ低压加热器进汽管（22）与第Ⅱ低压加热器（23）连接，所述第Ⅱ低压加热器进汽管（22）上设置与数据采集与控制装置（69）电连接的第Ⅱ低压加热器进汽调节阀（21）；所述第Ⅱ低压加热器进汽管（22）用于从第Ⅱ低压缸抽汽口（54）抽出蒸汽流入第Ⅱ低压加热器（23）；所述第Ⅲ低压缸抽汽口（53）通过第Ⅲ低压加热器进汽管（29）与第Ⅲ低压加热器（30）连接，所述第Ⅲ低压加热器进汽管（29）上设置与数据采集与控制装置（69）电连接的第Ⅲ低压加热器进汽调节阀（28）；所述第Ⅲ低压加热器进汽管（29）用于从第Ⅲ低压缸抽汽口（53）抽出蒸汽流入第Ⅲ低压加热器（30）；所述第Ⅳ低压缸抽汽口（52）通过第Ⅳ低压加热器进汽管（36）与第Ⅳ低压加热器（37）连接，所述第Ⅳ低压加热器进汽管（36）上设置与数据采集与控制装置（69）电连接的第Ⅳ低压加热器进汽调节阀（35）；所述第Ⅳ低压加热器进汽管（36）用于从第Ⅳ低压缸抽汽口（52）抽出蒸汽流入第Ⅳ低压加热器（37）；还包括数据采集与控制装置（69）、三相电力参数测试仪（48）、电流转换器（49）、电压转换器（47）；所述电流转换器（49）、电压转换器（47）分别与发电机转子（50）连接，分别用于采集发电机转子（50）的输出的电流和输出的电压，并将采集的电流和电压分别转换后输入至三相电力参数测试仪（48）；所述三相电力参数测试仪（48）分别与电流转换器（49）、电压转换器（47）、数据采集与控制装置（69）连接，用于将电流转换器（49）、电压转换器（47）转换后的电流和电压进行计算，并根据计算结果输出功率和频率信号至数据采集与控制装置（69）；所述数据采集与控制装置（69）用于根据三相电力参数测试仪（48）输出的功率和频率信号控制除氧器进汽调节阀（3）、第Ⅰ低压加热器进汽调节阀（13）、第Ⅱ低压加热器进汽调节阀（21）、第Ⅲ低压加热器进汽调节阀（28）、第Ⅳ低压加热器进汽调节阀（35）的开度。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机抽汽参与电网频率调节的系统，其特征在于：所述凝汽器（18）通过凝结水泵进水母管（40）与轴封加热器（44）连接；所述轴封加热器（44）通过Ⅳ低压加热器进水凝结水母管（39）与第Ⅳ低压加热器（37）连接；所述第Ⅳ低压加热器（37）通过
Ⅲ‑Ⅳ
低压加热器间凝结水母管（32）与第Ⅲ低压加热器（30）连接；所述第Ⅲ低压加热器（30）通过
Ⅱ‑Ⅲ
低压加热器间凝结水母管（25）与第Ⅱ低压加热器（23）连接；所述第Ⅱ低压加热器（23）通过
Ⅰ‑Ⅱ
低压加热器间凝结水母管（17）与第Ⅰ低压加热器（15）连接；所述第Ⅰ低压加热器（15）通过进除氧器凝结水母管（10）与除氧器（5）连接；所述Ⅳ低压加热器进水凝结水母管（39）上设置有除氧器水位调节阀（45），所述器水位调节阀（45）用于调节除氧器（5）的水位；所述凝汽器（18）中的凝结水依次经过轴封加热器（44）、第Ⅳ低压加热器（37）、第Ⅲ低压加热器（30）、第Ⅱ低压加热器（23）、第Ⅰ低压加热器（15），最后流入的第Ⅰ低压加热器（15）的凝结水则通过进除氧器凝结水母管（10）进入除氧器（5）。3.根据权利要求2述的一种汽轮机抽汽参与电网频率调节的系统，其特征在于：所述凝汽器（18）与轴封加热器（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：文立斌，胡弘，李俊，孙志媛，吴健旭，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：