一种超超临界机组高低旁系统及调峰方法与流程

1.本发明涉及电网调峰技术领域，特别涉及一种超超临界机组高低旁系统及调峰方法。


背景技术：

2.火电机组的运行灵活具体涉及到增强机组调峰能力、提升机组爬坡速度、缩短机组启停时间、增强燃料灵活、实现热电解耦运行等方面。火电机组在灵活运行中最大的问题是调峰能力不足。
3.上述问题导致了电网调峰困难的三个严重后果：首先电网低谷电力平衡异常困难，调度压力巨大，增加了电网系统安全运行风险；其次电网调峰与火电机组供热之间矛盾突出，影响冬季供暖。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种超超临界机组高低旁系统及调峰方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
6.本发明的一种超超临界机组高低旁系统，包括锅炉、汽轮机、高压旁路和低压旁路，所述高压旁路包括高压旁路阀，所述低压旁路包括低压旁路阀；所述锅炉内设有再热器和过热器，所述过热器分别与所述高压旁路阀和高压缸连接，所述高压旁路阀分别与所述再热器和高旁减温换热站连接，所述再热器分别与中压缸和所述低压旁路阀连接，所述低压旁路阀与低旁减温换热站连接；所述高压缸和中压缸均通过汽机调阀与汽轮机连接。
7.进一步地，所述高压旁路还包括高旁减温器，所述高旁减温器设于所述高压旁路阀与所述高旁减温换热站连接的管路上。
8.进一步地，所述高压缸通过所述高旁减温器与所述高旁减温换热站连接。
9.进一步地，所述低压旁路还包括低旁减温器，所述低旁减温器设于所述低压旁路阀与所述低旁减温换热站连接的管路上。
10.进一步地，所述中压缸通过所述低旁减温器与所述低旁减温换热站连接。
11.进一步地，所述过热器与所述高压旁路阀连接的管路上设有管道阀门，所述再热器与所述低压旁路阀连接的管路上设有管道阀门。
12.进一步地，所述中压缸通过管道阀门与低压缸连接。
13.进一步地，所述低压旁路阀通过分支管路与凝汽器连接。
14.本发明的一种基于前述的超超临界机组高低旁系统的调峰方法，包括以下步骤：
15.锅炉中的蒸汽加热通过过热器输送至高压缸，高压缸通过管道与汽机调阀连接，汽轮机的对外做功；过热器通过管道与高压旁路阀连接，高压旁路阀通过管道与再热器连接，形成蒸汽再加热循环；将中压缸通过管道阀门与低压缸连接，中压缸通过管道与汽机调阀连接，实现汽轮机的对外做功；高压旁路阀通过管道与高旁减温器、高旁减温换热站连
接，实现高压旁路对外供热；低压旁路阀通过管道与低旁减温器、低旁减温换热站连接，实现高压旁路对外供热；将低压旁路阀与凝汽器连接，通过低压旁路的剩余蒸汽通过凝汽器进入低压缸；
16.在锅炉负荷比较高时，开启高压旁路阀、高旁减温器、低压旁路阀和低旁减温器，高旁减温换热站和低旁减温换热站工作，在高压旁路和低压旁路联合供热的情况下，汽轮机最低负荷输出，此时锅炉不必进行干湿态转换。
17.本发明的一种基于前述的超超临界机组高低旁系统的调峰方法，包括以下步骤：
18.中压缸通过管道阀门与低压缸连接，中压缸通过管道与汽机调阀连接，实现汽轮机的对外做功；高压旁路阀通过管道与高旁减温器、高旁减温换热站连接，实现高压旁路对外供热；低压旁路阀通过管道与低旁减温器、低旁减温换热站连接，实现高压旁路对外供热；低压旁路阀与凝汽器连接，通过低压旁路的剩余蒸汽进入低压缸；将锅炉中的蒸汽加热通过过热器输送至高压缸，通过管道与汽机调阀连接，实现汽轮机的对外做功；过热器通过管道与高压旁路阀连接，通过管道与再热器连接，形成蒸汽再加热循环；
19.在锅炉负荷比较高时，开启高压旁路阀、高旁减温器、低压旁路阀和低旁减温器，高旁减温换热站和低旁减温换热站工作，在高压旁路和低压旁路联合供热的情况下，汽轮机最低负荷输出，此时锅炉不必进行干湿态转换。
20.综上，本发明的技术效果和优点：
21.1、本发明中，在锅炉负荷比较高情况下，通过开启高压旁路和低压旁路供热，较少到汽轮机的能量供给，从而使汽轮机的负荷能达到最低，甚至能够使汽轮机的汽机调阀全关，实现在高压旁路和低压旁路联合供热的情况下，汽轮机能够最低负荷输出，而此时锅炉不必进行干湿态转换，能够确保锅炉的安全运行；
22.2、本发明中，高压旁路改造是利用高压旁路阀将主蒸汽减压后，一小部分送回到锅炉再热器，保证再热器流量，从而确保再热器不超温，一大部分经高旁减温器减温后作为加热蒸汽，送至高旁减温换热站，对外进行供热；
23.3、本发明中，低压旁路改造是利用低压旁路阀将再热热段蒸汽减压后，经过低旁减温器减温，使再热热段蒸汽经过减温减压后作为加热蒸汽供至低旁减温换热站；高旁减温器和低旁减温器为电动可调节装置，能够精确控制减温水流量和减温后蒸汽温度，为精准控制供热温度提供可靠保障；
24.4、本发明中，高压旁路通过严格比例积分控制压力，可以线性的控制锅炉能量，与dcs的锅炉焓值校正控制相结合，能够使汽机调阀严格跟踪机组深度调峰负荷指令，满足汽轮机灵活深度调峰的需求；
25.5、本发明中，高压旁路阀和低压旁路阀能够提供汽轮机在机组初期启动过程中提升参数，具有加快机组快速启动的功能；另外机组正常运行过程中，通过pid调节控制高压旁路阀和低压旁路阀的开启和关闭，能够调节高压旁路阀和低压旁路阀阀后蒸汽温度和流量，为高压旁路和低压旁路供热以及配合汽机调阀在电负荷深度调峰中提供应用基础；
26.6、本发明中，高压旁路供热时，主蒸汽通过高压旁路阀和高旁减温器后，送至热网首站的高旁减温换热站；低压旁路供热时，再热热段蒸汽通过低压旁路阀和低旁减温器后，送至热网首站的低旁减温换热站，使对外供热量有所增加；而且因为这部分蒸汽不经过汽轮机作功发电，汽轮机的发电功率降低，从而达到了热电解耦的目的，实现机组的在高低旁
供热状态下的灵活性深度调峰。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明一实施例中超超临界机组高低旁系统的系统原理图。
29.图中：1、锅炉；2、汽轮机；3、高压旁路阀；4、低压旁路阀；5、再热器；6、过热器；7、高压缸；8、高旁减温换热站；9、中压缸；10、低旁减温换热站；11、汽机调阀；12、高旁减温器；13、主蒸汽管道；14、再热冷段蒸汽管道；15、低旁减温器；16、再热热段蒸汽管道；17、管道阀门；18、低压缸；19、凝汽器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.为了解决现有技术中的问题。本实施例提供一种超超临界机组高低旁系统，如图1所示，包括锅炉1、汽轮机2、高压旁路和低压旁路，高压旁路包括高压旁路阀3，低压旁路包括低压旁路阀4；锅炉1内设有再热器5和过热器6，过热器6分别与高压旁路阀3和高压缸7连接，高压旁路阀3分别与再热器5和高旁减温换热站8连接，再热器5分别与中压缸9和低压旁路阀4连接，低压旁路阀4与低旁减温换热站10连接；高压缸7和中压缸9均通过汽机调阀11与汽轮机2连接。
35.本实施例中，在锅炉1负荷比较高情况下，通过开启高压旁路和低压旁路供热，较少到汽轮机2的能量供给，从而使汽轮机2的负荷能达到最低，甚至能够使汽轮机2的汽机调阀11全关，实现在高压旁路和低压旁路联合供热的情况下，汽轮机2能够最低负荷输出，而
此时锅炉1不必进行干湿态转换，能够确保锅炉1的安全运行。本实施例中，高压旁路改造是利用高压旁路阀3将主蒸汽减压后，一小部分送回到锅炉1再热器5，保证再热器5流量，从而确保再热器5不超温。
36.进一步地，高压旁路还包括高旁减温器12，高旁减温器12设于高压旁路阀3与高旁减温换热站8连接的管路上。本实施例中，高压旁路改造是利用主蒸汽管道13与再热冷段蒸汽管道14之间的高压旁路阀3将主蒸汽减压后，一大部分经高旁减温器12减温后作为加热蒸汽，送至高旁减温换热站8，对外进行供热。
37.可选地，高压缸7通过高旁减温器12与高旁减温换热站8连接。流出高压缸7的蒸汽也可以经高旁减温器12减温后送至高旁减温换热站8。
38.进一步地，低压旁路还包括低旁减温器15，低旁减温器15设于低压旁路阀4与低旁减温换热站10连接的管路上。本实施例中，低压旁路改造是利用再热热段蒸汽管道16上的低压旁路阀4将再热热段蒸汽减压后，经过低旁减温器15减温，使再热热段蒸汽经过减温减压后作为加热蒸汽供至低旁减温换热站10。本实施例中，高旁减温器12和低旁减温器15为电动可调节装置，能够精确控制减温水流量和减温后蒸汽温度，为精准控制供热温度提供可靠保障。
39.可选地，中压缸9通过低旁减温器15与低旁减温换热站10连接。流出中压缸9的蒸汽也可以经低旁减温器15减温后送至低旁减温换热站10。
40.可选地，过热器6与高压旁路阀3连接的管路上设有管道阀门17，再热器5与低压旁路阀4连接的管路上设有管道阀门17。
41.本实施例中，高压旁路通过严格比例积分控制压力，可以线性的控制锅炉1能量，与dcs的锅炉1焓值校正控制相结合，能够使汽机调阀11严格跟踪机组深度调峰负荷指令，满足汽轮机2灵活深度调峰的需求；本实施例中的比例积分控制压力，可以保持机组运行中的滑压运行参数，机组的负荷控制是以正常滑压运行为节能可靠运行的基础，而此时压力稳定控制，可以线性控制锅炉1入炉煤量，即可线性控制锅炉1能量。
42.本实施例中，高压旁路阀3和低压旁路阀4能够提供汽轮机2在机组初期启动过程中提升参数，具有加快机组快速启动的功能；另外机组正常运行过程中，通过pid调节控制高压旁路阀3和低压旁路阀4的开启和关闭，能够调节高压旁路阀3和低压旁路阀4阀后蒸汽温度和流量，为高压旁路和低压旁路供热以及配合汽机调阀11在电负荷深度调峰中提供应用基础；本实施例中，高压旁路供热时，主蒸汽通过高压旁路阀3和高旁减温器12后，送至热网首站的高旁减温换热站8；低压旁路供热时，再热热段蒸汽通过低压旁路阀4和低旁减温器15后，送至热网首站的低旁减温换热站10，使对外供热量有所增加；而且因为这部分蒸汽不经过汽轮机2作功发电，汽轮机2的发电功率降低，从而达到了热电解耦的目的，实现机组的在高低旁供热状态下的灵活性深度调峰。
43.进一步地，中压缸9通过管道阀门17与低压缸18连接。从低压缸18排出的蒸汽已释放了绝大部分能量，但它来自高纯度的除盐水，不能排放浪费，因此设置凝汽器19与低压缸18连通，把这些蒸汽冷却成凝结水，通过凝结水泵送往锅炉1再利用。现有的凝汽器19设在汽轮机下方，外壳与低压缸18连为一体。本实施例进一步地，低压旁路阀4通过分支管路与凝汽器19连接。通过低压旁路的剩余蒸汽经过凝汽器19进入低压缸18，通过低压旁路的剩余蒸汽进入凝汽器19形成冷却蒸汽，由于凝汽器19与低压缸18连通，该冷却蒸汽能够带走
低压缸18低压转子转动产生的鼓风热量。低压缸18采用低压旁路蒸汽冷却，能够降低低压缸18因鼓风产生的高温。其中，鼓风是指部分蒸汽通过末端部位的某一级时，蒸汽流速低于转子旋转的速度，与转子之间产生摩擦，这种现象称之鼓风。
44.不同类型的超超临界机组可以通过不同的实施例来实现调峰功能。本发明通过高压旁路和低压旁路供热参与电网深度灵活调峰。例如本发明一实施例提供一种基于前述的超超临界机组高低旁系统的调峰方法，包括以下步骤：
45.第一步，锅炉1中的蒸汽加热通过过热器6输送至高压缸7，高压缸7通过管道与汽机调阀11连接，汽轮机2的对外做功；第二步，过热器6通过管道与高压旁路阀3连接，高压旁路阀3通过管道与再热器5连接，形成蒸汽再加热循环；第三步，将中压缸9通过管道阀门17与低压缸18连接，中压缸9通过管道与汽机调阀11连接，实现汽轮机2的对外做功；第四步，高压旁路阀3通过管道与高旁减温器12、高旁减温换热站8连接，实现高压旁路对外供热；第五步，低压旁路阀4通过管道与低旁减温器15、低旁减温换热站10连接，实现高压旁路对外供热；第六步，将低压旁路阀4与凝汽器19连接，通过低压旁路的剩余蒸汽通过凝汽器19进入低压缸18；
46.其中，在锅炉1负荷比较高时，开启高压旁路阀3、高旁减温器12、低压旁路阀4和低旁减温器15，高旁减温换热站8和低旁减温换热站10工作，在高压旁路和低压旁路联合供热的情况下，汽轮机2最低负荷输出，此时锅炉1不必进行干湿态转换。
47.本发明另一实施例提供一种基于前述的超超临界机组高低旁系统的调峰方法，包括以下步骤：
48.第一步，中压缸9通过管道阀门17与低压缸18连接，中压缸9通过管道与汽机调阀11连接，实现汽轮机2的对外做功；第二步，高压旁路阀3通过管道与高旁减温器12、高旁减温换热站8连接，实现高压旁路对外供热；第三步，低压旁路阀4通过管道与低旁减温器15、低旁减温换热站10连接，实现高压旁路对外供热；第四步，低压旁路阀4与凝汽器19连接，通过低压旁路的剩余蒸汽进入低压缸18；第五步，将锅炉1中的蒸汽加热通过过热器6输送至高压缸7，通过管道与汽机调阀11连接，实现汽轮机2的对外做功；第六步，过热器6通过管道与高压旁路阀3连接，通过管道与再热器5连接，形成蒸汽再加热循环；
49.其中，在锅炉1负荷比较高时，开启高压旁路阀3、高旁减温器12、低压旁路阀4和低旁减温器15，高旁减温换热站8和低旁减温换热站10工作，在高压旁路和低压旁路联合供热的情况下，汽轮机2最低负荷输出，此时锅炉1不必进行干湿态转换。
50.以上两种实施例可以实现不同类型超超临界机组在高压缸启动、中压缸启动过程中全程高压旁路和低压旁路供热的两种不同方式。
51.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。