一种降低发电厂厂用电率的方法及系统

本发明涉及工业企业余热与余能利用技术领域，尤其涉及一种降低发电厂厂用电率的方法及系统。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前发电厂生产工艺过程中有大量的转动机械，例如水泵、风机、压缩机、磨煤机等。这些转动机械消耗了整个工艺流程的大部分电耗，发电厂企业的厂用电率高达5-7％，极大地影响了能源利用效率。而这些转动设备在整个工艺流程中又是不可或缺的，因此，控制这些转动设备的厂用电率对于全厂的节能减排有重要意义。

目前发电厂生产工艺过程中存在大量的余热、余汽，例如定排连排蒸汽、除氧器排汽、门杆漏气等。这些余汽资源为进一步利用奠定了资源条件。

目前发电厂面临深度调峰和提高灵活性改造的任务。当深度调峰时，汽轮机可以把负荷降得很低，但是锅炉由于燃烧稳定性、脱硝系统的安全性等技术原因的限制，不能把锅炉负荷降得很低。因此深度调峰时，实际上锅炉负荷和汽轮机负荷是不能同时完成深度降低负荷任务的。受到锅炉的影响，单元机组的深度调峰负荷不能太低，影响了机组灵活性，从而不能更有效地吸纳新能源发电进入电网。因此，深度调峰时，锅炉产汽量和主汽轮机用汽量是不相同的，主汽轮机用汽量少，锅炉产汽量多，这样锅炉就有了富裕的蒸汽，简称裕汽。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种降低发电厂厂用电率的方法及系统，利用发电厂的余汽和/或裕汽进入串联布置的多级驱动背压式汽轮机，直接驱动其他转动机械，降低厂用电率。

为了解决上述问题，本发明提出了一种降低发电厂厂用电率的方法及系统，利用发电厂的余汽和/或裕汽进入驱动背压式汽轮机，直接驱动发电机产生专用电力供其他转动机械使用，降低厂用电率。因为这部分电力是由专门的余汽/裕汽通过驱动背压式汽轮机和专门的发电机产生的，而非发电厂主汽轮机、主发电机产生，这部分电能专门用于驱动转动机械。这部分转动机械本可以也采用蒸汽轮机直接驱动，但是由于现场条件不允许，不能安装直接驱动背压式汽轮机，所以要在另外地点安装驱动背压式汽轮机和发电机，直接带动发电机发电，再用这部分电能驱动该部分转动机械。因此这部分电能为专用电力。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种降低发电厂厂用电率的方法，包括：将发电厂工艺余汽以及锅炉的裕汽分别作为汽源，输入多级驱动背压式汽轮机，每一级驱动背压式汽轮机驱动转动机械或者驱动发电机发电。

进一步地，所述多级驱动背压式汽轮机采用同一股蒸汽流，根据被驱动转动机械的功率，确定每台背压式汽轮机中的焓降，逐级逐台降低压力。

进一步地，前一级驱动背压式汽轮机的排汽作为下一级驱动背压式汽轮机的进汽。

进一步地，所述多级驱动背压式汽轮机串联连接。

进一步地，最后一级排汽进入对外供热系统，或者，进入机组的回热系统。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种降低发电厂厂用电率的方法，包括：将发电厂工艺余热和余汽或者锅炉的裕汽作为汽源，所述汽源直接驱动发电机产生专用电力。

进一步地，所述发电厂工艺余热、余汽包括：锅炉的定排连排蒸汽、除氧器排汽、汽轮机门杆漏汽，锅炉的排烟余热、排渣余热；

所述锅炉的裕汽包括：机组深度调峰时锅炉的产汽量与汽轮机的用汽量的差值。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种降低发电厂厂用电率的系统，包括：

发电厂工艺余热、余汽收集装置和锅炉裕汽收集装置的输出，分别连接多级串联的驱动背压式汽轮机，每一级驱动背压式汽轮机连接转动机械或发电机；最后一级驱动背压式汽轮机的排汽输出连接供热系统和/或回热系统。

进一步地，所述多级串联的驱动背压式汽轮机均连接转动机械；或者，所述多级串联的驱动背压式汽轮机均连接发电机。

进一步地，所述多级串联的驱动背压式汽轮机中，部分驱动背压式汽轮机连接转动机械，其余驱动背压式汽轮机连接发电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用发电厂的余汽和/或裕汽驱动串联排列的背压式汽轮机系列，可以降低厂用电率，同时利用了发电厂的余热余能，利用了深度调峰过程中的锅炉裕汽，回收了余热，提高了能源利用效率。同时各个驱动汽轮机全部是背压式汽轮机，因此这股驱动蒸汽无冷源损失。

另一方面，利用了锅炉裕汽，可以在一定程度上提高机组的灵活性，增大机组的深度调峰幅度。

本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例中一种降低发电厂厂用电率的系统结构示意图；

图2为本发明实施例中另一种降低发电厂厂用电率的系统结构示意图；

图3为本发明实施例中又一种降低发电厂厂用电率的系统结构示意图；

其中，1.发电厂工艺余汽收集装置，2.锅炉裕汽收集装置，3.背压式汽轮机，4.转动机械，5.发电机，6.供热系统，7.回热系统。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施方式中，公开了一种降低发电厂厂用电率的方法，包括：将发电厂工艺余汽以及锅炉的裕汽分别作为汽源，输入多级驱动背压式汽轮机，每一级驱动背压式汽轮机驱动转动机械或者驱动发电机发电。

具体地，通过对于发电厂工艺余热、余汽进行回收、集成、提质，可以作为汽源之一；因为单纯地余热、余汽压力太低，不能直接用于驱动汽轮机，另外，各种余热、余汽分散在不同的地方，因此需要回收与集成。通过利用锅炉的裕汽，作为汽源之二。利用发电厂的余汽和/或裕汽，进入驱动背压式汽轮机。根据转动机械所在工艺位置的安装条件，如果安装位置可行，可以直接安装驱动背压式汽轮机；蒸汽进入驱动背压式汽轮机后，可以直接驱动转动机械，代替电力驱动。

如果现场的安装位置不足，蒸汽也可以直接驱动发动机，产生专用电力，专门用于驱动转动机械。

其中，背压式汽轮机根据工艺上需要驱动的转动机械的数量，设置多台背压式汽轮机，各台背压式汽轮机之间采用串联排列方式。

各台背压式汽轮机，采用同一股蒸汽流，根据被驱动转动机械的功率，确定这股蒸汽每台背压式汽轮机中的焓降，逐级逐台降低压力；前一级背压式汽轮机的排汽作为下一级背压汽轮机的进汽。

最后一级背压式汽轮机，其排汽可以进入对外供热系统，也可以进入机组的回热系统。这样这一股驱动各串联排列背压式汽轮机的蒸汽，不产生冷源损失，保证这一股蒸汽的能源利用率高。

实施例二

在一个或多个实施方式中，公开了一种降低发电厂厂用电率的系统，参照图1，包括：发电厂工艺余汽收集装置1、锅炉裕汽收集装置2和三级串联的背压式汽轮机3，其中，第一级背压式汽轮机带动转动机械4，第二级背压式汽轮机带动发电机5产生专用电力，第三级背压式汽轮机带动转动机械4，第三级驱动汽轮机的排汽进入供热系统6，也可以进入回热系统7。

本实施例三级串联的背压式汽轮机，两级直接驱动转动机械，一级产生专用电力。驱动蒸汽从汽源依次进入每一级驱动背压式汽轮机，排汽进入供热系统6，也可以进入回热系统7。

这种背压式驱动汽轮机既有直接驱动转动机械，又有直接驱动发电机的系统，代表了驱动转动机械和驱动发电机的混合布置方式。体现了如下优点：

(1)逐级驱动，能级分别利用，没有能级损失；

(2)全部是背压式汽轮机，末级背压式汽轮机排汽进入供热系统或者回热系统，没有冷源损失。因此这一股余汽/裕汽蒸汽流，不产生冷源损失，提高了循环热效率；

(3)既驱动转动机械，又驱动发电机，体现了因场地灵活布置的特征。如果现场条件允许，可以在被驱动机械现场布置背压式驱动汽轮机实现直接驱动。如果现场条件不允许，则在另外地点布置背压式汽轮机和发电机，直接驱动发电，产生专用电能，再去驱动转动机械。最终还是实现了蒸汽驱动的目的，代替了发电机直接驱动，减少了厂用电率。

实施例三

在一个或多个实施方式中，公开了一种降低发电厂厂用电率的系统，参照图2，包括：发电厂工艺余汽收集装置1、锅炉裕汽收集装置2和两级串联的背压式汽轮机3；其中，第一级背压式汽轮机和第二级背压式汽轮机均直接驱动转动机械4；驱动蒸汽从汽源依次进入两级背压式汽轮机，排汽进入供热系统6，也可以进入回热系统7。

这种背压式驱动汽轮机全部直接驱动转动机械，代表了利用余汽/裕汽背压式汽轮机全部驱动转动机械的布置方式。体现了如下优点：

(1)逐级驱动，能级分别利用，没有能级损失；

(2)全部是背压式汽轮机，末级背压式汽轮机排汽进入供热系统或者回热系统，没有冷源损失。因此这一股余汽/裕汽蒸汽流，不产生冷源损失，提高了循环热效率；

(3)这是优选的一种方式。利用余汽/裕汽背压式汽轮机全部驱动转动机械，代替了发电机直接驱动，减少了厂用电率。

实施例四

在一个或多个实施方式中，公开了一种降低发电厂厂用电率的系统，参照图3，包括：发电厂工艺余汽收集装置1、锅炉裕汽收集装置2和两级串联的背压式汽轮机3；其中，第一级背压式汽轮机和第二级背压式汽轮机均直接带动发电机5产生专用电力，驱动蒸汽从汽源依次进入两级背压式汽轮机，排汽进入供热系统6，也可以进入回热系统7。

这种背压式驱动汽轮机全部直接驱动发电机，代表了利用余汽/裕汽背压式汽轮机全部驱动发电机的布置方式。体现了如下优点：

(1)逐级驱动，能级分别利用，没有能级损失；

(2)全部是背压式汽轮机，末级背压式汽轮机排汽进入供热系统或者回热系统，没有冷源损失。因此这一股余汽/裕汽蒸汽流，不产生冷源损失，提高了循环热效率；

(3)因被驱动转动机械现场受限，不能布置背压式驱动汽轮机，不能实现蒸汽轮机直接驱动转动机械。但是为了降低厂用电率，必须实施蒸汽轮机驱动代替发电机驱动，因此，在这种条件下，在另外地点布置背压式汽轮机和发电机，直接驱动发电，产生专用电能，再把电能输送到转动机械，以驱动转动机械。最终还是实现了蒸汽驱动的目的，代替了发电机直接驱动，减少了厂用电率。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。