[发明专利]具有作为附加的频率调节措施以及初级和/或次级调节措施的辅助蒸汽生成器的蒸汽发电设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于立即、快速和/或临时升高尤其是燃煤发电设备的蒸汽发电设备的功率的方法，以及一种带有水-蒸汽回路的尤其是燃煤发电设备的蒸汽发电设备。

背景技术

此外，蒸汽发电设备或热电设备是已知的，例如如下：http://de.wikipedia.org/wiki/Dampfkraftwerk(2011年5月13日可访问)。

蒸汽发电设备是用于由化石燃料发电的发电设备类型，其中，在蒸汽涡轮机中将水蒸气的热能转换为动能，且进一步在发电机中转化为电能。

在此蒸汽发电设备中，为运行蒸汽涡轮机所需的水蒸汽首先在蒸汽锅炉中由一般之前净化和准备的(供给)水产生。通过蒸汽在过热器中的进一步加热，蒸汽的温度和比体积升高。

蒸汽从蒸汽锅炉通过管道流入到蒸汽涡轮机中，在此处蒸汽将其事先所获得的能量的一部分以动能传送给涡轮机。在涡轮机上联接有发电机，所述发电机将机械功率转化为电功率。

然后，卸压且冷却的蒸汽流入到凝结器中，在凝结器中蒸汽通过向环境的传热凝结且作为液体水被收集。

通过凝结泵和预热器，将水中间存储到给水容器内，然后，通过给水泵再次输入蒸汽锅炉，以此闭合回路。

蒸汽发电设备分为不同的类型，例如分为燃煤发电设备、燃油发电设备、燃气和蒸汽联合发电设备(GuD发电设备)。

燃煤发电设备是蒸汽发电设备的特殊类型，其中，煤作为主要燃料用于产生蒸汽。已知此燃料发电机使用褐煤以及石煤。

在此燃煤发电设备中，根据所描述的蒸汽发电设备的一般回路，首先将褐煤或石煤在磨煤机中磨碎且干燥。然后，将所述褐煤或石煤吹送到煤粉燃烧器的燃烧室内且在此完全燃烧。因此释放的热量被水管锅炉接收且将所供给的水(给水)转换为水蒸汽。

水蒸汽通过管道流向蒸汽涡轮机，其中水蒸汽将其能量的一部分通过卸压作为动能提供给涡轮机。然后，通过联接在涡轮机上的发电机将机械功率转化为电功率，所述电功率作为电流被馈送到电网内。

通常，在涡轮机下方布置有凝结器，在凝结器内蒸汽当在涡轮机内卸压之后将其最大部分的热量传递给冷却水。在此过程期间，蒸汽通过凝结液化。

给水泵将卸压的液体水作为给水再次输送到水管锅炉内，以此封闭了回路。

在蒸汽发电设备或燃煤发电设备中全部出现的信息，例如测量值、过程数据或状态数据在控制台中显示且在此处通常在中央计算单元中分析，其中显示、分析、控制、调控和/或调节单独的发电设备部件的运行状态。

通过控制机构，发电设备工作人员可例如通过断开或闭合电磁阀或阀，或通过改变所供给的燃料量介入燃煤发电设备的运行流程。

此控制台的中心组成部分是计算机，在所述计算机上实施了模块导引装置、中央调控以及控制和/或调节单元，借此可执行蒸汽或燃煤发电设备的控制、调控和/或调节。

在解除管制的电力市场中，发电设备的柔性负载运行和在电网中用于频率调节的装置对于发电设备运行越来越重要。

在电网的频率调节方面存在不同类型的频率调节，例如带有或不带有所谓的死区的初级调节和次级调节。

因为电能在从生产者到消耗者的路途中不可被存储，所有发电和耗电必须在各个瞬间在电网内处于平衡，即必须精确地产生与所消耗的量一样多的电能。电能的频率在此是整体的调节量，且只要发电和耗电处于平衡则取电网频率额定值。连接在电网上的发电设备发电机的转速与此电网频率同步。

如果在电网中在一定的时刻出现发电不足，则此不足首先通过旋转机器(涡轮机、发电机)的飞轮中所包含的能量满足。由此制动机器，因此机器的转速且因此(电网)频率进一步降低。

如果不通过电网内合适的功率或频率调节抑制此电网频率降低，则将导致电网崩溃。

在所述的死区内，在直至±0.07至0.1Hz的较小的频率偏差的范围内在正常情况中不进行任何调节干预。在此区域内仅可实现延迟的缓慢的应对控制以补偿生产和消耗之间存在的偏差。

在0.1至3.0Hz的范围内的例如由于发电设备故障和耗电波动所导致的更大的频率偏差通过对于参与初级调节的发电设备的初级调节分配在整个电网中。这为此提供了所谓的初级调节储备，即被所参与的电场自动地提供到电网上的功率储备，以便因此通过调节生产在数秒内平衡生产和消耗之间的不平衡。

因此，初级调节用于将电网频率稳定在尽可能小的偏差下，但在与预先给定的电网频率额定值不同的水平。