一种燃煤电厂快速启动系统及运行方法

技术特征：
1.一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，包括锅炉(1)，锅炉(1)连接蒸汽—熔融盐换热器(11)、汽轮机组(5)和凝汽器(6)，锅炉(1)与蒸汽—熔融盐换热器(11)的连接管路上设置有主蒸汽旁路进口阀门(2)，锅炉(1)与汽轮机组(5)的连接管路上设置有汽轮机进汽调节阀(3)，锅炉(1)与凝汽器(6)的连接管路上设置有汽轮机旁路阀(4)，锅炉(1)的主蒸汽送入蒸汽—熔融盐换热器(11)的热源侧，蒸汽—熔融盐换热器(11)冷源侧出口连接高温储热罐(14)和低温储热罐(18)，高温储热罐(14)和低温储热罐(18)的出口均连接蒸汽—熔融盐换热器(11)冷源侧入口，蒸汽—熔融盐换热器(11)的热源侧出口通过管路连接凝汽器(6)，汽轮机组(5)连接凝汽器(6)。2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，蒸汽—熔融盐换热器(11)与高温储热罐(14)的连接管路上设置有高温储热罐进口调节阀(21)，高温储热罐(14)与蒸汽—熔融盐换热器(11)的连接管路上设置有高温熔融盐泵(15)和高温储热罐出口调节阀(16)。3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，蒸汽—熔融盐换热器(11)与低温储热罐(18)的连接管路上设置有低温储热罐进口调节阀(17)，低温储热罐(18)与蒸汽—熔融盐换热器(11)的连接管路上设置有低温熔融盐泵(19)和低温储热罐出口调节阀(20)。4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，蒸汽—熔融盐换热器(11)与汽轮机组(5)的连接管路上设置有主蒸汽旁路出口阀门(12)，蒸汽—熔融盐换热器(11)与凝汽器(6)的连接管路上设置有主蒸汽旁路排气阀(13)。5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，锅炉(1)与凝汽器(6)的连接管路上设置有旁路减温器(22)。6.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，凝汽器(6)连接凝结水泵(7)，凝结水泵(7)连接回热加热器组(8)，回热加热器组(8)连接给水泵(9)，给水泵(9)连接给水调节阀(10)，给水调节阀(10)连接锅炉(1)，汽轮机组(5)的抽汽出口通过管路连接回热加热器组(8)。7.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂快速启动系统，其特征在于，蒸汽—熔融盐换热器(11)热源侧入口连接相邻机组(25)，相邻机组(25)与蒸汽—熔融盐换热器(11)的连接管路上设置有邻机补汽减温器(24)和邻机补汽调节阀(23)。8.一种权利要求1所述的燃煤电厂快速高效的启动系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：在机组停机过程中，调节主蒸汽旁路进口阀门(2)，使得进入汽轮机组(5)的蒸汽流量达到汽轮机组(5)降负荷速率的要求，锅炉(1)产生的多余蒸汽则通过主蒸汽旁路进口阀门(2)进入蒸汽—熔融盐换热器(11)，控制进入蒸汽—熔融盐换热器(11)的熔融盐流量，使得进入高温储热罐(14)的熔融盐温度高于低限值，在蒸汽—熔融盐换热器(11)中换热后的低温蒸汽汇入凝汽器(6)；若进入蒸汽—熔融盐换热器(11)的蒸汽温度低于设定值，或高温储热罐(14)的熔融盐质量达到高限值时，使得锅炉(1)产生的多余蒸汽汇入凝汽器(6)。9.根据权利要求8所述的一种燃煤电厂快速启动系统的运行方法，其特征在于，在机组启动过程中，如果锅炉(1)产生的蒸汽压力达到汽轮机组(5)的启动要求，但蒸汽温度未达到汽轮机组(5)的启动要求时，同时高温储热罐(14)的熔融盐储量高于30％时，使锅炉(1)
产生的蒸汽进入蒸汽—熔融盐换热器(11)，利用储存在高温储热罐(14)的熔融盐对锅炉(1)产生的蒸汽进行加热，使加热后的蒸汽温度达到汽轮机组(5)的启动要求，从而使汽轮机组(5)提前启动；在机组启动过程中，比较锅炉(1)产生蒸汽流量与汽轮机组(5)预计消耗的蒸汽流量，如果锅炉(1)产生的蒸汽流量高于汽轮机组(5)预计消耗的蒸汽流量，则多余的蒸汽d
bp
汇入凝汽器(6)，如果锅炉(1)产生的蒸汽流量低于汽轮机组(5)预计消耗的蒸汽流量，则打开邻机补汽调节阀(23)，补充锅炉(1)缺少的蒸汽d
cs
；进入蒸汽—熔融盐换热器(11)的高温熔融盐流量的计算方法如下：获取高温储热罐(14)的温度t
ht
，并设定进入低温储热罐18的熔融盐温度利用熔融盐物性计算得到熔融盐焓值，获得蒸汽的温度和压力后利用水蒸气物性计算得到蒸汽焓值，最后得到高温熔融盐泵(15)流量的目标值为：式中：d
bl
为锅炉(1)出口蒸汽流量，h
bl
为锅炉(1)出口蒸汽焓值，d
cs
为相邻机组(25)的补汽流量，h
cs
为相邻机组(25)的补汽焓值，d
bp
为汽轮机旁路阀(4)的蒸汽流量，d
tb
为进入汽轮机组(5)的蒸汽流量，h
tb
为进入汽轮机组(5)的蒸汽焓值，通过进入汽轮组(5)的蒸汽温度t
tb
和蒸汽压力p
tb
查物性参数获得，h
ht
为高温储热罐(14)的出口熔融盐焓值，h
ct
为进入低温储热罐(18)的熔融盐焓值；在获得高温熔融盐泵(15)流量的目标值后，通过pid控制调整高温熔融盐泵15的流量至目标值以进入汽轮机的蒸汽温度t
tb
和设定温度的差值反馈至控制器，通过pid控制调节主蒸汽旁路进口阀门(2)的流量d
mb
，主蒸汽旁路进口阀门(2)阀门信号的传递函数为：式中u(s)为主蒸汽旁路进口阀门(2)的控制信号，k
p
、t
i
和t
d
分别为控制器的比例、积分和微分增益；在锅炉(1)产生的蒸汽压力和温度均达到汽轮机组(5)的启动要求后，使锅炉(1)产生的蒸汽进入汽轮机组(5)。10.根据权利要求8所述的一种燃煤电厂快速启动系统的运行方法，其特征在于，在机组停机过程中，进入蒸汽—熔融盐换热器(11)的蒸汽最低温度为370℃。

技术总结
本发明公开了一种燃煤电厂快速启动系统及运行方法，本发明在电厂停机过程中，回收部分旁路蒸汽，并储存于储热系统，降低了电厂的能量损失；本发明在启动过程中，通过利用回收的能量的蒸汽提升锅炉产生蒸汽的参数，使汽轮机能够提前启动，本发明可以提高燃煤机组的启动速率，减少了电厂的启动时间，降低启动能耗，提高燃煤机组的灵活性。本发明在电厂启动过程中加热主蒸汽，使得更多主蒸汽被利用，减少了电厂启动过程中的能量损失。电厂启动过程中的能量损失。电厂启动过程中的能量损失。


技术研发人员：马汀山 石慧 许朋江 吕凯 张顺奇 薛朝囡 王妍 邓佳 严俊杰 刘明 王朝阳
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司 西安交通大学
技术研发日：2022.05.27
技术公布日：2022/7/22