一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统的制作方法

1.本实用新型涉及发电厂调频技术领域，特别涉及一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统。


背景技术：

2.电网频率是电能质量的主要指标之一，是衡量发电功率与用电负荷是否平衡的标志。随着电网运行进入特高压交直混联的运行状态，近年来新能源发电上网量的增加，电网调峰运行峰谷差逐年增大，功率缺失导致的电网频率稳定风险也随之增加，对系统频率的稳定性提出了更高的要求，目前火电机组仍是电网响应一次调频能力的主力。一次调频的本质是在电网频率出现扰动时快速改变机组有功出力，维护电网功率平衡和频率稳定，当电网频率下降超过一定死区时，增加机组负荷，使得电网频率升高，反之电网频率上升超过一定死区时，减少机组负荷，使电网频率降低。超临界火电机组往往采用滑压运行模式，即尽量开大汽轮机调门开度避免进汽过程中的节流损失，调门没有了调节裕度从而造成汽机大频差下快速增负荷能力不足的问题。
3.凝结水调频方式具有速率快、幅度小、暂时性的特点，符合一次调频的特性，是近些年来研究的一种一次调频方法。现有的凝结水调频多是采用节流调频，通过除氧器上水调阀减少凝结水流量，影响低压加热器热平衡从而改变汽机抽汽量，进而改变机组负荷，但采用节流方法凝结水量的突变也会造成其他系统的扰动，如除氧器水位波动剧烈，凝泵流量急剧减少造成的凝结水系统的波动，以及对凝汽器液位的干扰，增加了机组的不稳定性。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统，该系统可以通过快速开启凝结水旁路调节阀控制低压加热器侧凝结水流量，快速响应一次调频的同时维持凝结水总量不变，减少系统扰动的同时达到快速响应一次调频的目的。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统，包括凝结水泵1，凝结水泵1与第一调节阀7入口相连通，第一调节阀7出口母管分两路：第一路与第一低压加热器3水侧入口相连通、第一低压加热器3水侧出口与第二低压加热器4水侧入口相连通、第二低压加热器4水侧出口与第三低压加热器5水侧入口相连通、第三低压加热器5水侧出口与除氧器8入口相连通，第二路与第二调节阀10入口相连通，第二调节阀10出口与除氧器8入口相连通；
7.所述第二调节阀10与凝结水调频控制单元15输出开度信号相连接。
8.所述第一调节阀7出口与第一低压加热器3水侧入口之间设置有第一截止阀2。
9.所述第三低压加热器5水侧出口与除氧器8入口之间设置有第二截止阀6。
10.所述第二调节阀10前后设置有第三截止阀9和第四截止阀11，第三截止阀输入管
道连接至第一调节阀7和第一截止阀2之间管道，第四截止阀11输出管道连接至第二截止阀6与除氧器8入口之间管道。
11.所述第一低压加热器3汽侧入口连通汽机第一抽汽管道12，所述第二低压加热器4汽侧入口连通汽机第二抽汽管道13，所述第三低压加热器5汽侧入口连通汽机第三抽汽管道14。
12.所述凝结水调频控制单元15由dcs系统控制逻辑实现。
13.所述凝结水调频控制单元15包括减法器16、第一修正模块17、第二修正模块18、乘法器19；
14.所述减法器16输入连接转速输入信号，转速输入信号用于计算机组转速偏差；减法器16输出与第一修正块17输入相连接，减法器16用于根据机组转速偏差折算第二调节阀10理论开度值；所述第二修正模块18输入连接机组负荷输入信号，机组负荷输入信号用于根据机组负荷修正阀门开度系数；所述第一修正模块17输出和第二修正模块18输出分别与乘法器19输入相连接，用于计算阀门实际开度指令，乘法器19输出阀门开度指令与第二调节阀10相连接。
15.一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统的运行方法，包括以下步骤；
16.机组带负荷运行过程中，凝结水泵1运行，凝结水依次经过第一调节阀7、第一截止阀2、第一低压加热器3、第二低压加热器4、第三低压加热器5、第二截止阀6上水至除氧器8，低压加热器抽汽侧抽汽投入，凝结水旁路第三截止阀9、第四截止阀10打开状态，凝结水旁路第二调节阀10接收凝结水调频控制单元15输出指令；
17.当机组转速变化时，转速输入信号与额定转速通过减法器16计算得到转速偏差信号，转速偏差信号连接至第一修正模块17，第一修正模块17根据转速偏差计算第二调节阀10理论开度指令；同时机组负荷输入信号连接至第二修正模块18，根据机组实际负荷区间，通过第二修正模块18计算阀门修正系数；第二调节阀理论指令信号与阀门修正系数连接至乘法器19输入，通过乘法器19计算得到第二调节阀10开度信号，并快速改变第二调节阀10开度；当电网频率下降超过一次调频死区时，通过第二调节阀10快速开启，瞬间减少通过低压加热器的凝结水流量，从而低压加热器汽侧抽汽量减少，增量了汽轮机做功的蒸汽量实现快速增加负荷，使机组能够快速响应一次调频要求。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型所述的基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统在具体工作时，当机组频率下降超过调频死区时，根据凝结水流量和调频负荷之间的关系，通过快速开启凝结水旁路调节阀，减少低压加热器侧的凝结水量，从而减少汽机抽汽量，汽轮机做功蒸汽量增加，保证汽机调阀在经济运行方式同时维持凝结水上水总量不变，减少对其他系统的剧烈扰动。本实用新型具有调频速率快，经济性高，对系统干扰小的特点。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图。
21.其中，1为凝结水泵、2为第一截止阀、3为第一低压加热器、4为第二低压加热器、5为第三低压加热器、6为第二截止阀、7为第一调节阀、8为除氧器、9为第三截止阀、10为第二调节阀、11为第四截止阀、12为汽机第一抽汽管道、13为汽机第二抽汽管道、14为汽机第三
抽汽管道、15为凝结水调频控制单元、16为减法器、17为第一修正模块、18为第二修正模块、19为乘法器。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
23.参考图1，本实用新型所述的一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频系统，包括凝结水泵1、第一低压加热器3、第二低压加热器4、第三低压加热器5、第一调节阀7、除氧器8、第二调节阀10、和凝结水调频控制单元15；
24.凝结水泵1与第一调节阀7入口相连通，第一调节阀7出口母管分两路：第一路与第一低压加热器3水侧入口相连通、第一低压加热器3水侧出口与第二低压加热器4水侧入口相连通、第二低压加热器4水侧出口与第三低压加热器5水侧入口相连通、第三低压加热器5水侧出口与除氧器8入口相连通，第二路与第二调节阀10入口相连通，第二调节阀10出口与除氧器8入口相连通；凝结水调频控制单元15输出开度信号连接至第二调节阀10。
25.第一调节阀1出口与第一低压加热器3之间设置有第一截止阀2。
26.第三低压加热器5出口与除氧器8之间设置有第二截止阀6。
27.第二调节阀10前后设置有第三截止阀9和第四截止阀11，第三截止阀输入管道连接至第一调节阀7和第一截止阀2之间管道，第四截止阀11输出管道连接至第二截止阀6与除氧器8入口之间管道。
28.还包括汽机第一抽汽管道12、汽机第二抽汽管道13、汽机第三抽汽管道14，汽机第一抽汽管道12与第一低压加热器3汽侧入口相连通，汽机第二抽汽管道13与第二低压加热器4汽侧入口相连通，汽机第三抽汽管道14与第三低压加热器5汽侧入口相连通。
29.凝结水调频控制单元15包括减法器16、第一修正模块17、第二修正模块18、乘法器19。
30.转速输入信号和额定转速与减法器16输入相连接，用于计算机组转速偏差；减法器16输出与第一修正块17输入相连接，用于根据机组转速偏差折算第二调节阀10理论开度值；机组负荷输入信号与第二修正模块18输入相连接，用于根据机组负荷修正阀门开度系数；第一修正模块17输出和第二修正模块18输出分别与乘法器19输入相连接，用于计算阀门实际开度指令；乘法器19输出阀门开度指令与第二调节阀10相连接。
31.一种基于低压加热器水侧分流方式的辅助调频方法，包括以下步骤：
32.机组正常带负荷运行时，凝结水泵1运行，凝结水依次经过第一调节阀7、第一截止阀2、第一低压加热器3、第二低压加热器4、第三低压加热器5、第二截止阀6上水至除氧器，低压加热器抽汽侧抽汽投入，凝结水旁路第三截止阀9、第四截止阀10打开状态，凝结水旁路第二调节阀10接收凝结水调频控制单元15输出指令；
33.当机组转速变化时，转速输入信号与额定转速通过减法器16计算得到转速偏差信号，转速偏差信号连接至第一修正模块17，第一修正模块17根据转速偏差计算第二调节阀10理论开度指令；同时机组负荷输入信号连接至第二修正模块18，根据机组实际负荷区间，通过第二修正模块18计算阀门修正系数；第二调节阀理论指令信号与阀门修正系数连接至乘法器19输入，通过乘法器19计算得到第二调节阀10开度信号，并快速改变第二调节阀10开度。当电网频率下降超过一次调频死区时，通过第二调节阀10快速开启，瞬间减少通过低
压加热器的凝结水流量，从而低压加热器汽侧抽汽量减少，增量了汽轮机做功的蒸汽量实现快速增加负荷，使机组能够快速响应一次调频要求。
34.另外，在实际操作时，通过第一调节阀7调节总的凝结水上水流量，通过第二调节阀10调节进入加热器的凝结水流量，一次调频动作时第一调节阀7可基本保持不变，维持除氧器液位和凝泵出力不变，减少系统扰动。
35.另外，第一截止阀2和第二截止阀6可以随机组运行投入低压加热器过程中开启，在低压加热器切除时关闭。
36.另外，第三截止阀9和第四截止阀11可在机组正常运行时开启，在第二调节阀10故障时关闭，起到在线隔离检修调节阀的作用。