專利名稱：一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種活力發(fā)電領(lǐng)域的裝置，具體涉及一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)背景下，發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的電能不能被大規(guī)模儲存，電力生產(chǎn)、輸電、配電供應(yīng)以及消耗都是同步完成的，發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量需要根據(jù)消耗量的變化而調(diào)整。火電發(fā)電根據(jù)工程熱力學(xué)基本原理，利用水在液態(tài)和氣態(tài)的相變過程中具有吸收和釋放熱能的特性并可以周而復(fù)始重復(fù)循環(huán)利用的特點(diǎn)，以及汽輪機(jī)具有將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能力，通過鍋爐燃燒實(shí)現(xiàn)煤的化學(xué)能量轉(zhuǎn)換成熱能，再通過水和蒸汽的熱力循環(huán)系統(tǒng)將熱能輸送到汽輪機(jī)中實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；最后，通過與汽輪機(jī)同軸連接的發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，滿足社會的用電需求。水和蒸汽的熱力循環(huán)系統(tǒng)包括依次串聯(lián)并形成環(huán)路的鍋爐、主蒸汽管道、調(diào)速汽門、汽輪機(jī)組、凝汽器、凝結(jié)水泵、低壓加熱器及凝結(jié)水管道、除氧器、高壓給水泵、高壓加熱器及高壓給水管道等設(shè)備組成，并通過與汽輪機(jī)組同軸驅(qū)動的發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。其中調(diào)速汽門是滿足電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)度而設(shè)置的主要調(diào)節(jié)設(shè)備。蒸汽在多級汽輪機(jī)推動各級葉輪轉(zhuǎn)動作功之后，其所具有的能量會逐級降低，最后通過凝汽器將氣態(tài)的乏蒸汽凝結(jié)為液態(tài)的水，再通過水泵輸送到鍋爐重復(fù)循環(huán)使用。為提高熱力循環(huán)效率，火力發(fā)電通過設(shè)計(jì)的抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)，將各級蒸汽通過汽輪機(jī)設(shè)置的抽汽口和抽汽管道，分別輸送到由凝結(jié)水管道串接的表面式低壓加熱器，以及由高壓給水管道串聯(lián)的表面式高壓加熱器中，逐級加熱從凝汽器中輸出的凝結(jié)水，以及從除氧器中除氧的高壓給水，進(jìn)一步提高鍋爐的進(jìn)水溫度，節(jié)省鍋爐的燃料消耗。在抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)中，從汽輪機(jī)組中被輸出的蒸汽量與加熱器中流經(jīng)的凝結(jié)水(或高壓給水)量是自動相互對應(yīng)匹配的。現(xiàn)有電網(wǎng)為保證電力用戶對供電質(zhì)量的要求，在對并網(wǎng)運(yùn)行的火力發(fā)電汽輪機(jī)組實(shí)行自動發(fā)電控制(簡稱AGC)和一次調(diào)頻管理時，提出了 AGC和一次調(diào)頻控制的負(fù)荷變化速率和變化幅度等主要技術(shù)指標(biāo)的控制要求。目前并網(wǎng)運(yùn)行的火力發(fā)電汽輪機(jī)組在減負(fù)荷過程調(diào)速汽門基本能夠滿足這些要求，但增加負(fù)荷過程因鍋爐燃燒調(diào)整滯后的原因，與AGC和一次調(diào)頻的主要技術(shù)指標(biāo)存在一些差距和問題:當(dāng)電網(wǎng)中的用電需求快速提升時，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方法為彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)因鍋爐燃燒調(diào)整滯后而瞬時過開汽輪機(jī)調(diào)速汽門所帶來的擾動等問題，采用在汽輪機(jī)某一級或幾級抽汽管道上設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，通過調(diào)節(jié)和減少蒸汽抽出量來提高汽輪機(jī)組內(nèi)蒸汽的流量，釋放熱力循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的容器所蓄積的潛能的方式，來快速提升發(fā)電機(jī)組的輸出功率。但這種調(diào)節(jié)方式存在以下缺陷:除氧器的水位和鍋爐的蒸汽流量會隨著高壓加熱器中的高壓給水流量變化而改變，增加了汽輪機(jī)組的運(yùn)行風(fēng)險，不僅會打亂除氧器和鍋爐原來穩(wěn)定的工作狀態(tài)，還導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的水和蒸汽的流量變化，影響鍋爐內(nèi)燃料的燃燒調(diào)整和后期水位恢復(fù)階段的供能效果。除此之外，調(diào)速汽門為滿足電網(wǎng)的調(diào)度要求而處于節(jié)流狀態(tài)，降低汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置，本實(shí)用新型的進(jìn)一步目的是:提供一種反映速度更快，調(diào)節(jié)幅度更大，且在瞬時提升汽輪機(jī)組功率時對機(jī)組水或蒸汽的熱力循環(huán)系統(tǒng)或設(shè)備的工質(zhì)平衡基本沒有影響，對機(jī)組正常運(yùn)行基本沒有擾動，無安全風(fēng)險的用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置。本實(shí)用新型通過以下方式實(shí)現(xiàn):一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置，包括高壓加熱器以及位于其兩側(cè)的進(jìn)水管和出水管，所述高壓加熱器的進(jìn)水管上分叉設(shè)置有一帶調(diào)節(jié)閥門的大旁路管道，所述大旁路管道的后端與所述高壓加熱器的出水管連通。通過在所述高壓加熱器兩側(cè)進(jìn)水管和出水管之間另行架設(shè)大旁路管道，對流經(jīng)高壓加熱器內(nèi)的循環(huán)水實(shí)現(xiàn)分流，改變了原有方案中直接限制熱力循環(huán)裝置循環(huán)水流量的方式，在不影響熱力循環(huán)裝置循環(huán)水流量的前提下，通過控制高壓旁路管道上的調(diào)節(jié)閥門來控制流經(jīng)高壓加熱器內(nèi)的循環(huán)水流量，并進(jìn)一步影響抽汽管道對汽輪機(jī)的抽汽量，使得汽輪機(jī)組獲得更多具有較高能量的高壓蒸汽，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)輸出功率快速、大幅地提升，以滿足電網(wǎng)對發(fā)電機(jī)功率的要求。作為優(yōu)選，所述大旁路管道兩端均通過一三通分別與所述高壓加熱器兩側(cè)的進(jìn)水管和出水管匹配連通。通過三通實(shí)現(xiàn)大旁路管道前端與所述高壓加熱器的進(jìn)水管間、大旁路管道后端與所述高壓加熱器的出水管連通，既確保管道連接處強(qiáng)度，還方便拆裝；本實(shí)用新型的進(jìn)水三通位于所述高壓給水泵的出水管道與所述高壓加熱器進(jìn)水管道之間，出水三通位于所述高壓加熱器出水管道與所述鍋爐的進(jìn)水管道之間。作為優(yōu)選，所述調(diào)節(jié)閥門為無級調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥門任意調(diào)節(jié)閥門開閉程度，使得大旁路管道中循環(huán)水流量可以根據(jù)電網(wǎng)需求而任意調(diào)節(jié)，能有效瞬時提升汽輪機(jī)功率。本實(shí)用新型的有益效果:在所述高壓加熱器兩側(cè)進(jìn)水管和出水管之間另行架設(shè)一根大旁路管道，實(shí)現(xiàn)對高壓加熱器中的循環(huán)水進(jìn)行分流，消除了汽輪機(jī)必須處于部分節(jié)流狀態(tài)來響應(yīng)電網(wǎng)要求的狀況，并以此減少汽輪機(jī)組對高壓加熱器的蒸汽抽出量，使得更多的高能蒸汽留存在汽輪機(jī)組中，既能迅速、大幅度地提升汽輪機(jī)功率，還能確保熱力循環(huán)裝置中循環(huán)水流量穩(wěn)定，降低因循環(huán)水流量變化對鍋爐、除氧器以及凝汽器產(chǎn)生的影響，保持鍋爐燃料燃燒穩(wěn)定，提高汽輪機(jī)工作效率和經(jīng)濟(jì)性。

圖1為高壓加熱器大旁路管道連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及循環(huán)水流向示意圖；圖中:1、主蒸汽管道，2、鍋爐，3、汽輪機(jī)組，4、凝汽器，5、凝結(jié)水泵，6、低壓加熱器，
7、高壓加熱器，8、調(diào)節(jié)閥門，9、大旁路管道，10、三通，11、抽汽管道，12、除氧器，13、發(fā)電機(jī)，14進(jìn)水管，15、出水管，16、高壓給水泵，17、調(diào)速汽門。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)作進(jìn)一步的說明。如圖1、2所示的一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置，包括高壓加熱器7以及位于其兩側(cè)的進(jìn)水管14和出水管15，所述高壓加熱器7的進(jìn)水管14上分叉設(shè)置有一帶調(diào)節(jié)閥門8的大旁路管道9，所述大旁路管道9的后端與所述高壓加熱器7的出水管15連通；所述大旁路管道9兩端均通過一三通10分別與所述高壓加熱器7兩側(cè)的進(jìn)水管14和出水管15匹配連通；所述調(diào)節(jié)閥門8為無級調(diào)節(jié)閥。在運(yùn)行過程中，大旁路管道9上的調(diào)節(jié)閥門8通常處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)電網(wǎng)需要汽輪機(jī)組快速提升輸出功率時，打開調(diào)節(jié)閥門8，使得部分高壓給水繞過高壓加熱器7直接進(jìn)入出水管15中，同時，高壓加熱器7由于其內(nèi)流經(jīng)的高壓給水量減少而降低從汽輪機(jī)組中對高能蒸汽的抽出量，使得汽輪機(jī)組瞬時獲得較多高能蒸汽，以此迅速、大幅度地提高汽輪機(jī)組功率。在實(shí)際操作中，大旁路管道9的管徑不大于所述進(jìn)水管14管徑，并與滿足汽輪機(jī)組3快速提升功率所需要的主蒸汽流量相適應(yīng)，既滿足分流的凝結(jié)水能順利通過，還降低管道鋪設(shè)成本。本實(shí)用新型作為原有方案調(diào)節(jié)方式的補(bǔ)充和替代方案，在不影響火力發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)正常工作(進(jìn)入鍋爐的高壓給水流量、鍋爐輸出到汽輪機(jī)的主蒸汽流量、再熱蒸汽流量、進(jìn)出除氧器的流量等主要參數(shù)基本不變)的前提下，通過動態(tài)快速釋放抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的蓄熱潛能來響應(yīng)電網(wǎng)快速提升負(fù)荷的要求，在彌補(bǔ)火力發(fā)電汽輪機(jī)組采用現(xiàn)有技術(shù)消除鍋爐輸出熱能之后的特性方面，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，解決了汽輪機(jī)組對電網(wǎng)快速增加負(fù)荷的動態(tài)響應(yīng)滯后的問題，并為電網(wǎng)后續(xù)調(diào)節(jié)奠定基礎(chǔ)，并可以在電網(wǎng)調(diào)整的穩(wěn)態(tài)過程中，通過熱力循環(huán)系統(tǒng)的自平衡和自調(diào)整能力，恢復(fù)和蓄積抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的蓄熱潛能，為進(jìn)一步響應(yīng)電網(wǎng)快速提升負(fù)荷的要求創(chuàng)造必要條件和能力。在實(shí)際操作中，運(yùn)用本實(shí)用新型在動態(tài)快速釋放抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的蓄熱潛能來響應(yīng)電網(wǎng)快速提升負(fù)荷的要求的過程中，不影響火力發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)正常工作(進(jìn)入鍋爐的高壓給水流量、鍋爐輸出到汽輪機(jī)的主蒸汽流量、再熱蒸汽流量、進(jìn)出除氧器流量等主要參數(shù)基本不變)，解決了現(xiàn)有技術(shù)所導(dǎo)致的鍋爐流量和除氧器水位波動問題，降低了汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全風(fēng)險。
權(quán)利要求1.一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置，包括高壓加熱器(7)以及位于其兩側(cè)的進(jìn)水管(14)和出水管(15)，其特征在于所述高壓加熱器(7)的進(jìn)水管(14)上分叉設(shè)置有一帶調(diào)節(jié)閥門(8)的大旁路管道(9)，所述大旁路管道(9)的后端與所述高壓加熱器(7)的出水管(15)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述大旁路管道(9 )兩端均通過一三通(10 )分別與所述高壓加熱器(7 )兩側(cè)的進(jìn)水管(14)和出水管(15)匹配連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)閥門(8) 為無級調(diào)節(jié)閥。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于電網(wǎng)調(diào)度微調(diào)的高壓加熱器大旁路調(diào)節(jié)裝置。現(xiàn)有熱力循環(huán)裝置為了瞬時提高功率采用調(diào)整循環(huán)水流量的方式，對熱力循環(huán)裝置正常運(yùn)行產(chǎn)生較大擾動，影響安全生產(chǎn)，且汽輪機(jī)功率提升不明顯。本實(shí)用新型包括包括高壓加熱器、進(jìn)水管和出水管，高壓加熱器的進(jìn)水管上分叉設(shè)置有一帶調(diào)節(jié)閥門的大旁路管道，大旁路管道的后端與所述高壓加熱器的出水管連通，通過在高壓加熱器兩側(cè)的進(jìn)水管和出水管之間另行架設(shè)大旁路管道，在不影響熱力循環(huán)裝置循環(huán)水流量的前提下，調(diào)節(jié)抽汽管道對汽輪機(jī)組的抽汽量，讓更多的蒸汽留存在汽輪機(jī)組中做功，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)輸出功率提升。
文檔編號F22D5/00GK203082863SQ20122072901
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者謝尉揚(yáng), 倪定, 鄭謂建 申請人:浙江浙能能源技術(shù)有限公司