一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统及调节方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统及调节方法，包括锅炉、大汽轮机和主发电机，所述锅炉经主蒸汽管道与大汽轮机相连，大汽轮机的输出端与主发电机相连，所述锅炉连接的主蒸汽管道上设有前置调节子系统、旁路调节子系统和喷嘴调节子系统，前置调节子系统和旁路调节子系统并联设置，且前置调节子系统和旁路调节子系统均与喷嘴调节子系统串联设置，喷嘴调节子系统的排汽口与大汽轮机的进汽口相连。本发明专利技术提供的节能系统及调节方法，克服了传统技术中火力发电机组在节能降耗环节所存在的不足之处，拓宽了调节范围，同时提高了调节灵活性及节能降耗效率，适用于火力发电机组深度调峰与节能技术领域。用于火力发电机组深度调峰与节能技术领域。用于火力发电机组深度调峰与节能技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统及调节方法


[0001]本专利技术属于火力发电机组深度调峰与节能
，具体的说，涉及一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统及调节方法。

技术介绍

[0002]随着国内降碳要求提高，新能源的占比越来越高。传统形式的火力发电机组面临的调峰压力越来越大，火力发电机组参与深度调峰将成为该领域内必然的发展趋势。而由于传统形式火力发电机组的设计特性，火力发电机组在调峰过程中，特别是低负荷运行时，较设计效率下降很多。所以如何提高火力发电机组在不同的负荷段时调峰下的效率，变得尤为重要。目前火力发电机组低负荷调峰提效主要有以下三种方式：
[0003]一、燃烧调整：改变低负荷时锅炉燃烧效率低、氧量大、再热汽温低的状态，通过燃烧调整，提高低负荷段的燃烧效率；
[0004]二、冷端提效：通过对冷端系统进行改造，发掘低负荷下冷端系统的换热余量，在保证冷端系统安全的情况下，降低机组运行背压，提高机组效率；
[0005]三、增设供热背压小汽轮机：低负荷时采用较高压力蒸汽供汽，通过加装背压小汽轮机，回收部分余压，以提高效率。
[0006]上述的方式，为传统的提效手段，只是结合中低负荷的运行特点，对火力发电机组在一定程度上进行性能改进提升，但是仍然存在如下不足之处：
[0007]一、改造后能耗下降的空间有限，均不超过5g/kWh；
[0008]二、有的技术需要特定的供热(或供汽)条件，不是对所有的机组都适用；
[0009]三、不是对所有的工况都适用，只在某个工况段，节能的效果才明显；
[0010]四、如供汽背压机系统，还涉及到变工况运行时系统的投和切，运行调节不灵活。

技术实现思路

[0011]本专利技术提供一种前置调节级小汽轮机火电调峰节能系统，用于解决上述传统技术中火力发电机组所存在的不足之处，以拓宽调节范围，提高调节灵活性及节能降耗效率。
[0012]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0013]一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，包括锅炉、大汽轮机和主发电机，所述锅炉经主蒸汽管道与大汽轮机相连，大汽轮机的输出端与主发电机相连，所述锅炉连接的主蒸汽管道上设有前置调节子系统、旁路调节子系统和喷嘴调节子系统，前置调节子系统和旁路调节子系统并联设置，且前置调节子系统和旁路调节子系统均与喷嘴调节子系统串联设置，喷嘴调节子系统的排汽口与大汽轮机的进汽口相连；
[0014]所述前置调节系统子包括前置调节级小汽轮机，前置调节级小汽轮机的进汽口与主蒸汽管道相连，排汽口与喷嘴调节子系统相连，前置调节级小汽轮机的输出端与副发电机相连。
[0015]所述前置调节级小汽轮机的排汽口并联设有第一排汽支路和第二排汽支路，第一支排汽路和第二排汽支路均与喷嘴调节子系统相连。
[0016]所述旁路调节子系统包括并联设置的第一送汽干路和第二送汽干路，第一送汽干路并联设有第一送汽支路和第二送汽支路，第二送汽干路并联设有第三送汽支路和第四送汽支路，第一送汽支路、第二送汽支路、第三送汽支路和第四送汽支路均与喷嘴调节子系统相连，第一排汽支路和第二排汽支路分别接入第一送汽干路和第二送汽干路，接入点位于两送汽干路的进汽端和排汽端之间；
[0017]进一步的，所述喷嘴调节子系统包括四个调节喷嘴，四个调节喷嘴的进汽口分别与四个送汽支路相连，四个调节喷嘴的排汽口与大汽轮机的进汽口相连。
[0018]进一步的，所述前置调节子系统还包括串联设于前置调节级小汽轮机进汽侧的小汽轮机进汽门和小汽轮机进汽调门，第一排汽支路上串联设有小汽轮机排汽门Ⅰ和小汽轮机排汽调门Ⅰ，第二排汽支路上串联设有小汽轮机排汽门Ⅱ和小汽轮机排汽调门Ⅱ。
[0019]进一步的，所述第一送汽干路上串联设有主汽隔断门Ⅰ和主汽门Ⅰ，第二送汽干路上串联设有主汽隔断门Ⅱ和主汽门Ⅱ，第一排汽支路和第二排汽支路分别接引到第一送汽干路和第二送汽干路上，接入点分别位于主汽隔断门Ⅰ和主汽门Ⅰ之间以及主汽隔断门Ⅱ和主汽门Ⅱ之间，四个送汽支路上分别设有汽轮机配汽调门Ⅰ、汽轮机配汽调门Ⅱ、汽轮机配汽调门Ⅲ、汽轮机配汽调门Ⅳ。
[0020]进一步的，所述大汽轮机和主发电机之间连接有减速箱，前置调节级小汽轮机与副发电机之间设有减速箱。
[0021]进一步的，所述前置调节级小汽轮机采用背压式，并设有封轴系统，前置调节级小汽轮机的转速可调范围为3000
‑
8000r/min。
[0022]进一步的，所述副发电机可以选用同步发电机，也可以选择异步发电机，发电机输出电压，可以是6kV、10kV，接入厂用电系统，也可以是20kV，直接和主机发电机，同步并入电网。
[0023]本专利技术还公开了一种上述基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统的调节方法，运行工况在不同负荷段的调节方法如下：
[0024]高负荷段：前置调节子系统中，前置调节小汽轮机投入运行，第一排汽支路打开，第二排汽支路关闭；旁路调节子系统中，第一送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第二送汽干路进汽端和排汽端均打开，第一送汽支路和第二送汽支路均打开，第三送汽支路打开，第四送汽支路开度随负荷调节，由0开到100％；
[0025]主蒸汽压力采用定压运行模式，定压到额定压力；
[0026]中间负荷段：前置调节子系统中，前置调节小汽轮机投入运行，第一排汽支路打开，第二排汽支路关闭；旁路调节子系统中，第一送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第二送汽干路进汽端和排汽端均打开，第一送汽支路和第二送汽支路均打开，第三送汽支路开度随负荷调节，由0开到100％，第四送汽支路关闭；
[0027]主蒸汽压力采用定压运行模式，定压到额定压力；
[0028]设计负荷段：前置调节子系统中，前置调节小汽轮机投入运行，第一排汽支路打开，第二排汽支路打开；旁路调节子系统中，第一送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第二送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第一送汽支路和第二送汽支路均打开，第三送汽支路和第
四送汽支路均打开；
[0029]主蒸汽压力采用滑压运行模式，由额定压力向下滑压；
[0030]低负荷段：前置调节子系统中，前置调节小汽轮机投入运行，第一排汽支路打开，第二排汽支路打开；旁路调节子系统中，第一送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第二送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第一送汽支路和第二送汽支路均打开，第三送汽支路打开，第四送汽支路开度随符合调节，由0开到100％；
[0031]主蒸汽压力采用定压运行模式，定压到低于额定压力的一定压力；
[0032]极低负荷段：前置调节子系统中，前置调节小汽轮机投入运行，第一排汽支路打开，第二排汽支路打开；旁路调节子系统中，第一送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第二送汽干路进汽端关闭，排汽端打开，第一送汽支路和第二送汽支路均打开，第三送汽支路打开，第四送汽支路关闭；
[0033]主蒸汽压力采用滑压运行模式。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，包括锅炉、大汽轮机和主发电机，所述锅炉经主蒸汽管道与大汽轮机相连，大汽轮机的输出端与主发电机相连，其特征在于：所述锅炉连接的主蒸汽管道上设有前置调节子系统、旁路调节子系统和喷嘴调节子系统，前置调节子系统和旁路调节子系统并联设置，且前置调节子系统和旁路调节子系统均与喷嘴调节子系统串联设置，喷嘴调节子系统的排汽口与大汽轮机的进汽口相连；所述前置调节系统子包括前置调节级小汽轮机，前置调节级小汽轮机的进汽口与主蒸汽管道相连，排汽口与喷嘴调节子系统相连，前置调节级小汽轮机的输出端与副发电机相连；所述前置调节级小汽轮机的排汽口并联设有第一排汽支路和第二排汽支路，第一支排汽路和第二排汽支路均与喷嘴调节子系统相连；所述旁路调节子系统包括并联设置的第一送汽干路和第二送汽干路，第一送汽干路并联设有第一送汽支路和第二送汽支路，第二送汽干路并联设有第三送汽支路和第四送汽支路，第一送汽支路、第二送汽支路、第三送汽支路和第四送汽支路均与喷嘴调节子系统相连，第一排汽支路和第二排汽支路分别接入第一送汽干路和第二送汽干路，接入点位于两送汽干路的进汽端和排汽端之间。2.根据权利要求1所述的一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，其特征在于：所述喷嘴调节子系统包括四个调节喷嘴，四个调节喷嘴的进汽口分别与四个送汽支路相连，四个调节喷嘴的排汽口与大汽轮机的进汽口相连。3.根据权利要求1所述的一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，其特征在于：所述前置调节子系统还包括串联设于前置调节级小汽轮机进汽侧的小汽轮机进汽门和小汽轮机进汽调门，第一排汽支路上串联设有小汽轮机排汽门Ⅰ和小汽轮机排汽调门Ⅰ，第二排汽支路上串联设有小汽轮机排汽门Ⅱ和小汽轮机排汽调门Ⅱ。4.根据权利要求1所述的一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，其特征在于：所述第一送汽干路上串联设有主汽隔断门Ⅰ和主汽门Ⅰ，第二送汽干路上串联设有主汽隔断门Ⅱ和主汽门Ⅱ，第一排汽支路和第二排汽支路分别接引到第一送汽干路和第二送汽干路上，接入点分别位于主汽隔断门Ⅰ和主汽门Ⅰ之间以及主汽隔断门Ⅱ和主汽门Ⅱ之间，四个送汽支路上分别设有汽轮机配汽调门Ⅰ、汽轮机配汽调门Ⅱ、汽轮机配汽调门Ⅲ、汽轮机配汽调门Ⅳ。5.根据权利要求1所述的一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，其特征在于：所述大汽轮机和主发电机之间连接有减速箱，前置调节级小汽轮机与副发电机之间设有减速箱。6.根据权利要求1所述的一种基于前置调节级小汽轮机的火电调峰节能系统，其特征在于：所述前置调节级小汽轮机采用背压式，并设有封轴系统，前置调节级小汽轮机的转速可调范围为3000
‑
8000r/min。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张攀，王卫良，赵明，张维斯，
申请(专利权)人：峰和轻碳北京设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：