一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统的制作方法

1.本实用新型属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统。


背景技术：

2.近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，在役及在建装机容量均已位居世界第一。风电和光伏等新能源为我们提供了大量清洁电力，但另一方面，其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看，我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求，部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。为挖掘火电机组调峰潜力、提升我国火电运行灵活性、提高新能源消纳能力，火电机组需要在宽负荷高频次的负荷变化的工况运行，电厂主要辅机设备例如水泵、风机等设备耗电率大幅提升，根据现场试验数据，当机组调峰至30％负荷时，厂用电率增加至10％左右，供电效率下降明显。锅炉给水泵的驱动功率较高，厂用电率约为3％～5％，是发电厂内的重要电能消费者。目前湿冷机组锅炉电动给水泵有很大一部分采用液力偶合器调速，在变工况下，给水泵的转差越大，液力偶合器的滑差热损失越大，调速效率越低，经济性越差。湿冷机组锅炉给水泵驱动方式及调速方式的合理性对于未来高频次宽负荷场景下湿冷机组频繁调节的运行经济性非常关键。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，可以满足给水泵所有工况的运行需求，降低厂用电率，提高给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，包括汽轮机、发电机、凝汽器、循环水泵、自然通风冷却塔、给水泵、双馈电动机和液力偶合器；
6.发电机与汽轮机同轴连接，双馈电动机通过液力偶合器与给水泵连接；
7.汽轮机的排汽出口连接至凝汽器的蒸汽进口，凝汽器的凝结水出口通过给水泵连接至加热系统；
8.自然通风冷却塔的循环水出口连接至凝汽器的循环水进口，凝汽器的循环水出口通过循环水泵连接至自然通风冷却塔的循环水进口。
9.本实用新型进一步的改进在于，该系统能够实现湿冷机组锅炉给水泵的非变频简易精细化在线连续调速。
10.本实用新型进一步的改进在于，液力偶合器的勺管位置固定在最大开度。
11.本实用新型进一步的改进在于，在各个负荷段上减少了滑差热损耗损失，保留液力偶合器的调速功能，由双馈电动机调节给水泵的转速，从而调节给水泵运行工况。
12.本实用新型进一步的改进在于，给水泵的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动，
液力偶合器的调速功能作为备用。
13.本实用新型进一步的改进在于，当双馈电动机的调速功能故障时，双馈电动机工频运行，能够通过液力偶合器调速。
14.本实用新型进一步的改进在于，双馈电动机的调速范围根据给水泵的实际运行的精确转速范围设置。
15.本实用新型进一步的改进在于，汽轮机的排汽至凝汽器，经循环水冷却凝结后，通过给水泵升压后去锅炉加热。
16.本实用新型进一步的改进在于，在凝汽器中吸热的循环水经循环水泵升压后，进入自然通风冷却塔直接与空气换热冷却后，重新进入凝汽器冷却汽轮机的排汽。
17.与现有技术相比，本实用新型是把湿冷机组锅炉电动给水泵的电动机改为双馈电动机，液力偶合器的勺管位置固定在最大开度，在各个负荷段上减少了滑差热损耗损失，由双馈电动机调节给水泵的转速，调节给水泵运行工况；当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机工频运行，可通过液力偶合器调速。双馈电动机的调速范围根据给水泵实际运行的精确转速范围设置，而不是 0
‑
100％，避免调节裕量浪费，且造价低。本实用新型的有益效果在于：
18.(1)可以满足湿冷机组锅炉给水泵所有运行状态，提高湿冷机组锅炉给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节安全性，具有巨大节能潜力。
19.(2)双馈电动机可以直接调节湿冷机组锅炉给水泵的转速，可以实现湿冷机组锅炉给水泵的非变频简易精细化连续调速，省去了液力偶合器或者变频调节系统，调节效率高。
20.(3)相比于湿冷机组锅炉给水泵自身的液力偶合器调节或者变频调节，该双馈系统的占地面积很小，且造价低，可靠性高。
21.(4)系统运行灵活，操作简单，可用性强。
附图说明
22.图1是本实用新型一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统示意图。
23.附图标记说明：
24.1、汽轮机，2、发电机，3、凝汽器，4、循环水泵，5、自然通风冷却塔， 6、给水泵，7、双馈电动机，8、液力偶合器。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型的优选实施示例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.如图1所示，本实用新型提供的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3、循环水泵4、自然通风冷却塔5、给水泵6、双馈电动机7和液力偶合器8；发电机2与汽轮机1同轴连接，双馈电动机7通过液力偶合器8与给水泵6连接；汽轮机1的排汽出口连接至凝汽器3的蒸汽进口，凝汽器3的凝结水出口通过给水泵6连接至加热系统；自然通风冷却塔5的循环水出口连接至凝汽器3的循环水进口，凝汽器3的循环水出口通过循环水泵4连接至自然通风冷却塔5的循环水进口。
27.实施示例1
28.某配置有锅炉电动给水泵的湿冷机组，给水泵靠电动机驱动，变工况下通过液力偶合器调节给水泵的转速，在变工况下，液力偶合器的转差越大，滑差热损失越大，液力偶合器的调节效率越低，在频繁调节的应用背景下，严重影响了机组的经济运行。现把湿冷机组的锅炉电动给水泵的电动机改为双馈电动机，液力偶合器的勺管位置固定在最大开度，在各个负荷段上减少了滑差热损耗损失，由双馈电动机调节给水泵的转速，调节给水泵运行工况；当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机工频运行，可通过液力偶合器调速。双馈电动机的调速范围根据给水泵的实际运行需要的精确转速范围设置，而不是0
‑
100％，避免调节裕量浪费，且造价低。
29.基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统运行灵活，操作简单，可用性强，可靠性高。
30.湿冷机组正常运行时，基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统的运行方式。
31.1、当双馈系统的调速功能正常时，液力偶合器8的勺管位置固定在最大开度，通过双馈电动机7调节给水泵6的运行转速。
32.2、当双馈系统的调速功能故障时，则双馈电动机7工频运行，此时放开对液力偶合器8勺管的强制设置，恢复液力偶合器8的调速功能，通过液力偶合器8调节给水泵6的转速。
33.本实用新型通过基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统实施，可以满足给水泵所有运行需求，提高给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。


技术特征：
1.一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、发电机(2)、凝汽器(3)、循环水泵(4)、自然通风冷却塔(5)、给水泵(6)、双馈电动机(7)和液力偶合器(8)；发电机(2)与汽轮机(1)同轴连接，双馈电动机(7)通过液力偶合器(8)与给水泵(6)连接；汽轮机(1)的排汽出口连接至凝汽器(3)的蒸汽进口，凝汽器(3)的凝结水出口通过给水泵(6)连接至加热系统；自然通风冷却塔(5)的循环水出口连接至凝汽器(3)的循环水进口，凝汽器(3)的循环水出口通过循环水泵(4)连接至自然通风冷却塔(5)的循环水进口。2.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，该系统能够实现湿冷机组锅炉给水泵(6)的非变频简易精细化在线连续调速。3.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，液力偶合器(8)的勺管位置固定在最大开度。4.根据权利要求3所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，在各个负荷段上减少了液力偶合器(8)的滑差热损耗损失，保留液力偶合器(8)的调速功能，由双馈电动机(7)调节给水泵(6)的转速，从而调节给水泵(6)运行工况。5.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，给水泵(6)的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动，液力偶合器(8)的调速功能作为备用。6.根据权利要求5所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，当双馈电动机(7)的调速功能故障时，双馈电动机(7)工频运行，能够通过液力偶合器(8)调速。7.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，双馈电动机(7)的调速范围根据给水泵(6)的实际运行的精确转速范围设置。8.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，汽轮机(1)的排汽至凝汽器(3)，经循环水冷却凝结后，通过给水泵(6)升压后去锅炉加热。9.根据权利要求1所述的一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，其特征在于，在凝汽器(3)中吸热的循环水经循环水泵(4)升压后，进入自然通风冷却塔(5)直接与空气换热冷却后，重新进入凝汽器(3)冷却汽轮机(1)的排汽。

技术总结
一种基于双馈系统的湿冷机组锅炉电动给水泵系统，包括自然通风冷却塔、凝汽器、给水泵、双馈电动机等。本实用新型是把电动给水泵的电动机改为双馈电动机，液力偶合器的勺管位置固定在最大开度，在各个负荷段上减少了滑差热损耗损失，由双馈电动机调节给水泵的转速，调节给水泵运行工况；当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机工频运行，可通过液力偶合器调速。双馈电动机的调速范围根据给水泵实际运行的精确转速范围设置，不是0


技术研发人员：许朋江 邓佳 居文平 马汀山 万超 荆涛 吕凯 林轶
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2021.04.08
技术公布日：2021/12/14