專利名稱：全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組及其一次調(diào)頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻方法，尤其是涉及全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組的
一次調(diào)頻方法。
背景技術(shù)：
為了保證電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高電能質(zhì)量和電網(wǎng)頻率的控制水平，迅速消除由于電網(wǎng)負(fù)荷變化而引起的頻率波動，電網(wǎng)一般都要求入網(wǎng)的汽輪發(fā)電機(jī)組具備一次調(diào)頻的能力，即要求汽輪發(fā)電機(jī)組具備在較短的時間內(nèi)增加或減小一定量的出力以快速響應(yīng)電網(wǎng)頻率下降或上升的能力。在現(xiàn)有技術(shù)中，全周進(jìn)汽汽輪機(jī)的進(jìn)汽調(diào)節(jié)方式一般可以分成節(jié)流調(diào)節(jié)和補(bǔ)汽閥調(diào)節(jié)兩種類型。以節(jié)流調(diào)節(jié)來說，采用節(jié)流調(diào)節(jié)的汽輪發(fā)電機(jī)組示意圖如圖1所示。主蒸汽關(guān)斷閥14全開，機(jī)組的一次變頻都是通過改變汽輪機(jī)主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥13的開度來實(shí)現(xiàn)的。為了保證一次調(diào)頻功能，主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥13不能100%全開，必須保留5% 15%的開度(即閥門只開啟95% 85% )。當(dāng)電網(wǎng)頻率過高時，機(jī)組的控制系統(tǒng)立即適當(dāng)關(guān)小主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，減小進(jìn)入汽輪機(jī)11的蒸汽流量，來減小發(fā)電機(jī)12的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。當(dāng)電網(wǎng)頻率過低時，機(jī)組的控制系統(tǒng)立即適當(dāng)開大主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥13，增加進(jìn)入汽輪機(jī)11的蒸汽流量，來增加發(fā)電機(jī)12的出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。上述節(jié)流調(diào)節(jié)方式為了保留一次調(diào)頻的能力而需將主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥保留5% 15%的開度(即閥門只開啟95% 85%)，全流量的蒸汽通過主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥時形成節(jié)流損失，從而將降低整個汽輪發(fā)電機(jī)組的效率，而且這種損失將在機(jī)組整個運(yùn)行時間內(nèi)都存在。另外，采用補(bǔ)汽閥調(diào)節(jié)的汽輪發(fā)電機(jī)組示意圖如圖2所示。主蒸汽關(guān)斷閥M和主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥23全開，機(jī)組正常運(yùn)行時，補(bǔ)汽閥25處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)電網(wǎng)頻率過高時，機(jī)組的控制系統(tǒng)立即適當(dāng)關(guān)小主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥23，減小進(jìn)入汽輪機(jī)21的蒸汽流量，來減小機(jī)組出力，降低發(fā)電機(jī)22的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。當(dāng)電網(wǎng)頻率過低時，機(jī)組的控制系統(tǒng)立即適當(dāng)開啟補(bǔ)汽閥，使部分新蒸汽通過補(bǔ)汽閥節(jié)流后直接進(jìn)入汽輪機(jī)某中間級，以增大汽輪機(jī)中作功的蒸汽量，從而達(dá)到增加發(fā)電機(jī)22的出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。上述補(bǔ)汽閥調(diào)節(jié)方式當(dāng)一次調(diào)頻需要增加汽輪機(jī)出力時，開啟補(bǔ)汽閥將部分新蒸汽節(jié)流后直接引入汽輪機(jī)某中間級，以增大蒸汽量，但這樣存在較大的節(jié)流損失，大大增加機(jī)組的熱耗，降低機(jī)組整體效率。而且補(bǔ)入的蒸汽汽流對汽缸內(nèi)汽流產(chǎn)生較大的擾動，會增加汽輪機(jī)的振動，這種振動過大將危及機(jī)組安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個目的是提供一種全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，可以將主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥一直保持100%開度，降低主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥節(jié)流損失，而且?guī)缀醪粫ζ啓C(jī)內(nèi)部汽流產(chǎn)生擾動。本發(fā)明的另一目的是提出上述全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻方法。為此，本發(fā)明的一個方面提出一種全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及加熱器，汽輪機(jī)用以驅(qū)動發(fā)電機(jī)，汽輪機(jī)上設(shè)有主蒸汽進(jìn)汽管路及至少一路抽汽管道，加熱器通過抽汽管道連接汽輪機(jī)。其中在至少部分抽汽管道上設(shè)有通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的汽缸中作功的蒸汽流量以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，主蒸汽進(jìn)汽管路上設(shè)有主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，主蒸汽進(jìn)汽管路上還設(shè)有主蒸汽關(guān)斷閥門。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，主蒸汽進(jìn)汽管路可為一路或者多路。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，汽輪機(jī)可為單缸汽輪機(jī)或者多缸汽輪機(jī)。本發(fā)明的另一方面提出一種上述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻方法，包括當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率高于一上限時，關(guān)小所述主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，減小進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，來降低所述發(fā)電機(jī)的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率；以及當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率低于一下限時，關(guān)小所述抽汽管道上的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，增加汽輪機(jī)汽缸中作功的蒸汽流量，來提高所述發(fā)電機(jī)的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，在一路或多路汽機(jī)抽汽至加熱器的抽汽管道上增設(shè)調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，當(dāng)電網(wǎng)頻率過低時，機(jī)組的控制系統(tǒng)立即關(guān)小抽汽管道上的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，增加了汽輪機(jī)汽缸中作功的蒸汽流量，從而達(dá)到增加發(fā)電機(jī)出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。由于機(jī)組一次調(diào)頻的任務(wù)由調(diào)頻調(diào)節(jié)閥承擔(dān)，主汽調(diào)節(jié)汽閥則可一直處于100%開度，大大減少了主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥的節(jié)流損失，可以提高機(jī)組效率。此外，與傳統(tǒng)技術(shù)采用補(bǔ)汽閥方式相比，本發(fā)明對汽缸中主汽流動擾動會大大降低，可大大減小汽機(jī)的振動，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中圖1示出一種采用節(jié)流調(diào)節(jié)的現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)組示意圖。圖2示出一種采用補(bǔ)汽閥調(diào)節(jié)的現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)組示意圖。圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的采用抽汽調(diào)頻調(diào)節(jié)閥的汽輪發(fā)電機(jī)組示意圖。圖4示出本發(fā)明在多缸八級回?zé)崞啓C(jī)系統(tǒng)中的一個應(yīng)用實(shí)例。
具體實(shí)施例方式圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的采用抽汽調(diào)頻調(diào)節(jié)閥的汽輪發(fā)電機(jī)組示意圖。在本實(shí)施例中，汽輪發(fā)電機(jī)組可包括汽輪機(jī)31、發(fā)電機(jī)32以及圖未示的加熱器。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的，汽輪機(jī)31是通過蒸汽作功來產(chǎn)生動力，由此汽輪機(jī)31可驅(qū)動發(fā)電機(jī)32發(fā)電， 并將電力輸送到電網(wǎng)。汽輪機(jī)上31設(shè)有主蒸汽進(jìn)汽管路34。汽輪機(jī)31可為單缸汽輪機(jī)或者多缸汽輪機(jī)。主蒸汽進(jìn)汽管路34也可能是一路也可能是多路。在主蒸汽進(jìn)汽管路34上可設(shè)置主蒸汽關(guān)斷閥34b和主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥34a。一路或者多路抽汽管道35(圖3示出3 路)連接汽輪機(jī)和圖未示的加熱器，以將蒸汽從汽輪機(jī)31抽出。本實(shí)施例的特點(diǎn)是，在一路或者多路抽汽管道35上設(shè)置調(diào)頻調(diào)節(jié)閥。例如圖3示出在3路抽汽管道35均設(shè)置調(diào)頻調(diào)節(jié)閥C1-C3。這些調(diào)頻調(diào)節(jié)閥C1-C3通過控制抽汽流量調(diào)節(jié)汽輪機(jī)汽缸中作功的蒸汽流量，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。值得指出的是，各路抽汽管道上的原有的逆止閥、隔離閥等閥門仍需保留。在增設(shè)上述調(diào)頻調(diào)節(jié)閥C1-C3后，本發(fā)明一實(shí)施例的一次調(diào)頻方法描述如下在機(jī)組正常運(yùn)行時，主蒸汽關(guān)斷閥34b、主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥3 和調(diào)頻調(diào)節(jié)閥C1-C3 均為全開，最大限度地減少節(jié)流損失。當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率高于一容許的上限時，發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)立即適當(dāng)關(guān)小主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥34a，減小進(jìn)入汽輪機(jī)31的蒸汽流量，來減小機(jī)組出力而降低發(fā)電機(jī)的出力，從而穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率低于一容許的下限時，發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)立即關(guān)小(包括完全關(guān)閉)抽汽管道上的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，增加汽輪機(jī)汽缸中作功的蒸汽流量，從而增加發(fā)電機(jī)出力，達(dá)到穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。由于調(diào)頻調(diào)節(jié)閥可以在一路抽汽管道上設(shè)置，也可在多路抽汽管道上設(shè)置，在調(diào)頻調(diào)節(jié)時，可根據(jù)各級抽汽流量情況及一次調(diào)頻的響應(yīng)速度的要求綜合考慮選擇。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以關(guān)小(包括完全關(guān)閉)部分或者全部抽汽管道上的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥。下面再以一個實(shí)際的應(yīng)用例來說明本發(fā)明。圖4是本發(fā)明在多缸(附圖中所示汽輪機(jī)從左到右分為高、中、低壓缸)八級回?zé)崞啓C(jī)系統(tǒng)中的一個應(yīng)用實(shí)例。為了滿足該機(jī)組的一次調(diào)頻要求，該實(shí)例在抽汽1至加熱器1的管道上增設(shè)了調(diào)頻調(diào)節(jié)閥D1，在抽汽2至加熱器2的管道上增設(shè)了調(diào)頻調(diào)節(jié)閥D2，在抽汽3至加熱器3的管道上增設(shè)了調(diào)頻調(diào)節(jié)閥 D3。對于一臺典型的600麗或1000麗機(jī)組，如將一級抽汽關(guān)閉，可在較短的時間內(nèi)將機(jī)組出力提高約5%，如將二級抽汽關(guān)閉，可在較短的時間內(nèi)將機(jī)組出力提高約11%，如將三級抽汽關(guān)閉，可在較短的時間內(nèi)將機(jī)組出力提高約3%，如同時關(guān)閉多路抽汽，則對機(jī)組出力提高到幅度將更大，完全可以滿足電網(wǎng)對機(jī)組一次調(diào)頻質(zhì)量的要求。技術(shù)人員可以根據(jù)電網(wǎng)對機(jī)組一次調(diào)頻的需要選擇其中的一路或多路抽汽管增設(shè)調(diào)頻調(diào)節(jié)閥。例如僅在抽汽1管道上增設(shè)調(diào)頻調(diào)節(jié)閥D1，又例如選擇在抽汽1和抽汽2管道上增設(shè)調(diào)頻調(diào)節(jié)閥Dl和 D2。綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例通過在一路或多路汽機(jī)抽汽至加熱器的抽汽管道上增設(shè)調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，當(dāng)電網(wǎng)頻率過低時，機(jī)組的控制系統(tǒng)立即關(guān)小抽汽管道上的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，增加了汽輪機(jī)汽缸中作功的蒸汽流量，從而達(dá)到增加機(jī)組出力穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。由于機(jī)組一次調(diào)頻的任務(wù)由調(diào)頻調(diào)節(jié)閥承擔(dān)，主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥則可一直處于100%開度，大大減少了主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥的節(jié)流損失，可以提高機(jī)組效率。對于目前已經(jīng)投運(yùn)的采用節(jié)流調(diào)節(jié)滿足一次調(diào)頻功能的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組， 可應(yīng)用本發(fā)明方便地改為用抽汽調(diào)頻調(diào)節(jié)閥來滿足一次調(diào)頻，將主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥全開，提高機(jī)組的整體效率。本發(fā)明的實(shí)施例采用抽汽調(diào)頻調(diào)節(jié)閥來增加進(jìn)入汽缸作功的蒸汽量，這種方法與傳統(tǒng)技術(shù)采用補(bǔ)汽閥方式相比，對汽缸中主汽流動擾動會大大降低，可大大減小汽機(jī)的振動，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及加熱器，所述汽輪機(jī)用以驅(qū)動發(fā)電機(jī)，所述汽輪機(jī)上設(shè)有主蒸汽進(jìn)汽管路及至少一路抽汽管道，所述加熱器通過所述抽汽管道連接所述汽輪機(jī)，其特征在于，在至少部分所述抽汽管道上設(shè)有通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的汽缸中作功的蒸汽流量以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥。
2.如權(quán)利要求1所述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述主蒸汽進(jìn)汽管路上設(shè)有主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥。
3.如權(quán)利要求2述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述主蒸汽進(jìn)汽管路上還設(shè)有主蒸汽關(guān)斷閥門。
4.如權(quán)利要求1所述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述主蒸汽進(jìn)汽管路為一路。
5.如權(quán)利要求1所述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述主蒸汽進(jìn)汽管路為多路。
6.如權(quán)利要求1所述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述汽輪機(jī)為單缸汽輪機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述汽輪機(jī)為多缸汽輪機(jī)。
8.—種如權(quán)利要求2-7任一項(xiàng)所述的全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻方法，包括 當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率高于一上限時，關(guān)小所述主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥，減小進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，來降低所述發(fā)電機(jī)的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率；當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率低于一下限時，關(guān)小所述抽汽管道上的調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，增加汽輪機(jī)汽缸中作功的蒸汽流量，來提高所述發(fā)電機(jī)的出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全周進(jìn)汽汽輪發(fā)電機(jī)組及其一次調(diào)頻方法，包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及加熱器，汽輪機(jī)用以驅(qū)動發(fā)電機(jī)，汽輪機(jī)上設(shè)有主蒸汽進(jìn)汽管路及至少一路抽汽管道，加熱器通過抽汽管道連接汽輪機(jī)。其中在至少部分抽汽管道上設(shè)有調(diào)頻調(diào)節(jié)閥，這些調(diào)頻調(diào)節(jié)閥通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的汽缸中作功的蒸汽流量以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率。由于機(jī)組一次調(diào)頻的任務(wù)由調(diào)頻調(diào)節(jié)閥承擔(dān)，主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥則可一直處于100％開度，大大減少了主蒸汽調(diào)節(jié)汽閥的節(jié)流損失，可以提高機(jī)組效率。并且，這種調(diào)節(jié)方式對汽缸中主汽流動擾動會大大降低。
文檔編號F01D15/10GK102278148SQ20101020105
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者葉勇健, 施剛夜, 林磊, 申松林, 董倫雄 申請人:中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計院