[发明专利]回热侧间接调节的汽轮机发电系统及其一次调频方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮机发电系统及其一次调频方法。

背景技术

电网用户端的负荷变化是随机性的，当用户负荷提高，而发电负荷未调整时，电网频率就会下降；反之，用户负荷降低时，电网频率就会升高。电网频率变化幅度超过允许值，不仅会影响用户端的设备，严重时也会损坏汽轮机与发电机，因此汽轮机要配置一套调频系统，当电网频率偏离额定负荷时，自动并快速的调整汽轮机的出力，使发电负荷与用户负荷匹配，减少电网频率变化的幅度。这种由调节系统自动调节汽轮机功率，以减小电网频率改变幅度的方法，称为一次调频。一次调频的特点是具有随机性，大容量汽轮机一般负荷变化率不超过±6％，部分特殊的机组不超过±12％，要求迅速响应负荷变化，以维持电网频率稳定。

汽轮发电机组要满足电网一次调频要求，就必须设置一套自动控制系统快速改变汽轮机输出功率，使汽轮机根据电网频率变化快速调整功率出力，保持汽轮机输入到电网的功率与用户需求大致相等。目前电站大部分汽轮机是通过主调门节流方式实现调节的，需要增加功率时减小主调门的节流幅度，则经过主调门进入汽轮机的蒸汽量提高，汽轮机功率增加；需要减小功率时就加大调门的节流幅度，进入汽轮机的蒸汽量下降，汽轮机输出功率减小。虽然采用主调门节流方式能快速响应负荷变化要求，但是主调门节流会带来额外的损失(节流损失)，长期运行影响机组的经济性。

汽轮机组还有采用补汽阀调频方式，大部分蒸汽经过全开的主调门进入汽轮机，少部分蒸汽经过补汽阀直接进入高压缸第5级(有些厂家是第4级)后，通过补汽阀控制这少部分的蒸汽流量，实现对汽轮机功率的迅速调节。补汽口设在第5级后，是为了补汽口与进汽口之间有足够的差压，满足补汽阀对蒸汽流量调节的要求。虽然主调门可以全开，大部分蒸汽不经过节流，但是通过补汽阀的部分蒸汽流量依然被节流，并且直接注入第5级后，降低了蒸汽做功能力，依然有一定的经济性损失。实际多个电厂运行表明，使用补汽阀以后，不仅机组热耗增加，同时容易引起机组轴系振动。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种回热侧间接调节的汽轮机发电系统，该回热侧间接调节的汽轮机发电系统在一次调频中能够减小蒸汽节流损失和降低热耗，有利于降低经济损失。

其技术方案如下：

一种回热侧间接调节的汽轮机发电系统，包括汽轮机、凝汽器、低压加热系统、高压加热系统以及由汽轮机驱动的发电机，汽轮机、凝汽器、低压加热系统和高压加热系统通过管路依次连接，所述的汽轮机和高压加热系统之间以及所述的汽轮机和低压加热系统之间分别连接有抽汽管路，所述高压加热系统上并联连接有旁路管道，旁路管道上安装有流量自动调节装置，流量自动调节装置与发电机电气连接。

在该回热侧间接调节的汽轮机发电系统中，汽轮机内的一部分蒸汽通过抽汽管路进入所述的高压加热系统和低压加热系统中，另外一部分蒸汽则在做功后进入凝汽器中，并在经过凝汽器后变成凝结水流入低压加热系统中，低压加热系统利用从抽汽管路进来的蒸汽与凝结水进行热交换，使凝结水在吸热后以给水的状态进入高压加热系统中，给水在高压加热系统中与蒸汽进一步热交换后进入锅炉中。所述的发电机由汽轮机进行驱动，该发电机将其输出的实际功率值传输给流量自动调节装置，流量自动调节装置对实际功率值与目标功率值比较后，控制旁路管道内给水流量的大小：当实际功率值大于目标功率值时，流量自动调节装置控制旁路管道内的给水流量增大，使进入高压加热系统的给水量减小，则高压加热系统从汽轮机的抽汽量减小，汽轮机内的蒸汽量相对增加，进而提高汽轮机及其驱动的发电机的输出功率；当实际功率值小于目标功率值时，流量自动调节装置控制旁路管道内的给水流量减小，使进入高压加热系统的给水量增大，则高压加热系统从汽轮机的抽汽量增大，汽轮机内的蒸汽量相对减小，进而降低汽轮机及其驱动的发电机的输出功率。由此，实现一次调频。由于该一次调频是通过控制并联在高压加热系统上的旁路通道来对汽轮机的输出功率进行间接调节，而并非通过上述的主调门和补阀门进行直接调节，因此能够减小节流损失和热耗，有利于降低经济损失。

上述的“抽汽”指的是通过抽汽管路从汽轮机中抽取蒸汽。

进一步地，所述的流量自动调节装置包括有控制装置以及流量调节阀，所述的控制装置分别与发电机和流量调节阀电气连接，流量调节阀安装在所述的旁路管道上。上述旁路管道内的给水流量大小的控制是通过调节流量调节阀的开度来实现的，控制装置根据发电机输出的实际功率值与目标功率值进行比较后，向流量调节阀发出控制指令，实现对流量调节阀的开度进行自动调节。