一种兼顾调相功能的燃气发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及发电厂技术领域，特别是一种兼顾调相功能的燃气发电系统。


背景技术：

2.为更好的实现清洁能源消纳，大容量、远距离特高压直流输电技术应用将更为广泛，电网“强直弱交”也将更为突出问题突出。根据特高压直流设计的原则，特高压直流大规模馈入受端系统的动态无功储备显著下降，电压稳定问题愈显突出。同步调相机高、低电压穿越能力强，短时过载能力大，其调节能力基本不受系统电压影响，故障情况下具有强大瞬时无功支撑和短时过载能力，在动态无功补偿方面具有独特的优势，还可为薄弱的特高压直流送端系统提供一定的短路容量和转动惯量支撑。同步调相机可提供静态无功支撑，为电网结构复杂、新能源占比高，或高馈电比例的区域电网的调度灵活性提供保障。
3.对于电力系统中充当调峰作用的天然气发电机组，可通过对现有系统进行改造增加调相机功能，在电网有功需求不强的时期或者天然气供应紧张的时期，机组做调相机运行，不间断的为电网提供系统安全支撑。通过对现有燃气机组进行利旧改造，具有极高的性价比，投资费用约为新建机调相机建设费用的30％，可以节约投资，不管是相比新建调相机、还是燃煤机组改为调相机组，都更为经济，具有良好的经济价值。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
5.鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本实用新型。
6.因此，本实用新型的目的是提供一种兼顾调相功能的燃气发电系统，其能够实现部分时间作为调相机独立运行，在负荷高峰期或出现电力缺口时发挥应急发电保障作用。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种兼顾调相功能的燃气发电系统，其包括可调节系统，包括燃气轮机、与燃气轮机连接的可拆卸连接模块、与可拆卸连接模块连接的发电模块、与发电模块连接的集电环装置，以及与集电环装置连接的可更换模块；汽轮机系统，其与可更换模块连接。
8.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：汽轮机系统包括与可更换模块连接的sss离合器、与sss离合器连接的高压缸，以及与高压缸连接的低压缸。
9.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：可拆卸连接模块包括第一传动轴，可更换模块包括中间轴和第一止推轴承。
10.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：可调节系统还包括sfc变频装置。
11.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：可调节系统还包括与燃气轮机连接的第二止推轴承；汽轮机系统还包括设置于高压缸与低压缸之间的第三止推轴承。
12.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：可调节系统还包括与其连接的多组第一轴承；汽轮机系统还包括与其连接的多组第二轴承。
13.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：发电模块采用型号为thdf108/53的发电机。
14.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：汽轮机系统还包括与其连接的第三传动轴。
15.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：第一轴承设置为三组。
16.作为本实用新型兼顾调相功能的燃气发电系统的一种优选方案，其中：第二轴承设置为两组。
17.本实用新型的有益效果：本实用新型通过在现有国内天然气调峰机组发电系统的基础上，通过系统改造，提出了一种兼顾调相功能的燃气发电系统，新系统在原有发电功能的基础上，增加了调相机功能，即具有发电运行和调相机运行两种模式，可通过拆除发电机与燃机之间的联轴器完成两种模式的切换，从而实现部分时间作为调相机独立运行，在负荷高峰期或出现电力缺口时发挥应急发电保障作用。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为兼顾调相功能的燃气发电系统的现有系统。
20.图2为兼顾调相功能的燃气发电系统的第一种实施结构图。
21.图3为兼顾调相功能的燃气发电系统的第二种实施结构图。
22.图4为兼顾调相功能的燃气发电系统的第三种实施结构图。
23.图5为兼顾调相功能的燃气发电系统的实体结构连接图。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
26.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
27.实施例1
28.参照图1～5，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种兼顾调相功能的燃气发电系统，其能够实现部分时间作为调相机独立运行，在负荷高峰期或出现电力缺口时发挥应急发电保障作用。
29.具体的，可调节系统100，包括燃气轮机101、与所述燃气轮机101连接的可拆卸连接模块102、与所述可拆卸连接模块102连接的发电模块103、与所述发电模块103连接的集电环装置104，以及与所述集电环装置104连接的可更换模块 105；
30.汽轮机系统200，其与所述可更换模块105连接。
31.参照图1，图1为现有的发电系统设备连接图，标号l1～l8为轴承。
32.进一步的，所述汽轮机系统200包括与所述可更换模块105连接的sss离合器201、与所述sss离合器201连接的高压缸202，以及与所述高压缸202连接的低压缸203。
33.进一步的，所述可拆卸连接模块102包括第一传动轴102a，所述可更换模块105包括中间轴105a和第一止推轴承105b。
34.进一步的，所述可调节系统100还包括sfc变频装置106，该sfc变频装置106为原系统中的设备，用于二次利用，降低成本。
35.进一步的，所述可调节系统100还包括与所述燃气轮机101连接的第二止推轴承107；所述汽轮机系统200还包括设置于所述高压缸202与所述低压缸 203之间的第三止推轴承204。
36.较佳的，sss离合器201、高压缸202、低压缸、sfc变频装置106，以及集电环装置104等等设备和结构均可采用现有技术，故不赘述。
37.应说明的是，现有的燃气机组安装有水氢冷390mw发电机一台，主要部件包括：定子绕组、定子铁芯、定子机座、转轴、转子绕组、端盖轴承、集电环等。发电机采用水氢氢冷却方式，即定子线圈包括定子引线、定子过渡引线和主出线采用水内冷，转子绕组和定子铁芯及端部结构件采用氢气冷却，集电环采用空气冷却，外冷系统通过热交换将内冷系统热量带出，采用循环水系统。
38.较佳的，通过保留燃气轮机、汽轮机和锅炉，同时对发电机进行性能优化和适应性改造，确保在更加复杂的工况下系统运行年限与原发电机组要求一致，即发电机组新增调相机运行功能。
39.性能优化和适应性改造主要集中在发电机本体改造、氢油水系统适应性改造、盘车装置改造、保护和控制系统升级等方面。
40.发电机本体改造主要包括转子绕组重绝缘、集电环中间轴改造、燃机传动轴新增可拆卸装置等。
41.原燃气轮发电机组盘车装置采用液压驱动，安装于传动轴靠近燃气轮机一侧。当发电机组切换为调相机模式后，传动轴与调相机轴系脱离，原盘车装置无法驱动调相机转子，需另设置驱动源，可利用现有sfc变频装置106直接驱动调相机转子进行盘车。此时需注意盘车时转子转速一般要大于80r/min，盘车时间一般要小于24h。
42.进一步的，所述可调节系统100还包括与其连接的多组第一轴承108；所述汽轮机系统200还包括与其连接的多组第二轴承205。
43.优选的，所述发电模块103采用型号为thdf108/53的发电机103a。
44.进一步的，所述汽轮机系统200还包括与其连接的第三传动轴206。
45.进一步的，所述第一轴承108设置为三组。
46.进一步的，所述第二轴承205设置为两组。
47.本系统的工作原理为：当机组由发电机模式转为调相机模式运行时，发电机转子与汽轮机转子之间的连接利用sss离合器自动脱离，需将机组中发电机转子与燃气轮机转子之间的对接解除，待燃气轮机缸体和转子冷却后进行联轴器和传动轴的拆解工作。调相机模式转为发电机模式运行时，需将机组联轴器和传动轴复装，开展燃气轮机转子和发电机找中心、燃气轮机与发电机之间对轮连接等工作。
48.本系统维持机组原主厂房设备布置和并网方式不变，以调相机-变压器单元出线方式升压接入厂内配电装置，不需要新增系统出线。发电机本体重点实施性能优化改造，其辅助系统及设备基本利旧，并实施适应调相机运行工况的优化改造。同时，燃气轮机、汽轮机、锅炉及其辅助系统维持备用，只需在调相机运行期间做好隔离防护和保养措施。
49.综上，本实用新型在利用燃气-蒸汽联合循环机组原有机组布置结构的基础上，依据相关辅助系统和设备尽量利旧、更新改造的原则，提出了一种兼顾调相功能的燃气发电系统，通过对现有发电机和电气一次、二次等系统开展优化和适应性改造工作，将燃气轮发电机组增加调相功能。同时，维持原发电机组并网方案，保留发电功能，即具有发电运行和调相机运行两种模式，可通过拆除发电机与燃机之间的联轴器完成两种模式的切换，从而实现部分时间作为调相机独立运行，在负荷高峰期或出现电力缺口时发挥应急发电保障作用。本实用新型实现了调峰、调相功能的双向切换，从而帮助机组实现对电力系统更为灵活、可靠的支撑。
50.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
51.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本实用新型不相关的那些特征)。
52.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
53.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。