直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统及配置该系统的发电机组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽轮机发电设备，具体地涉及一种直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统。
【背景技术】
[0002]在大容量高参数汽轮机发电厂中，通常配置汽动风机。用小汽机驱动风机，将空气、烟气或燃气等工质提高压力，供给后续工艺系统。该小汽轮机可采用纯凝式。根据机组运行工况的变化，需要风机的出力相应变化，通常通过风机转速的相应变化满足，而风机转速由同轴连接的小汽机的转速决定。
[0003]现有配置中，通常在小汽机上配置进汽调节阀，通过控制调节阀的开度，调节小汽机的转速，进而满足风机(组)转速变化的要求。图1是现有技术中调节阀节流调速的纯凝式小汽机驱动风机系统的流程示意图，其中纯凝式小汽机与风机同轴连接，小汽机入口装有调节阀，通过调节小汽机入口调阀的开度来控制风机的转速。此外，在图1所示系统中，可根据转速匹配需要装有定速比齿轮箱。
[0004]为了满足长期夏季机组满发，小汽机的额定出力通常比风机的额定出力大，风机的额定出力比机组额定负荷所需要的出力大，故小汽机的额定出力有较大裕量，一般为50%以上。例如对I台100Mff超超临界发电机组，通常配置2台50%容量的汽动风机。风机的额定工况所需功率约为6000kW，而配套的小汽轮机最大出力约为lOOOOkW，每台机组小汽轮机出力裕量为(10000-6000)x2 = 8000kW。
[0005]这种配置导致小汽机进汽调节阀大多运行时间开度较小，其常见开度在50%以下，影响小汽机运行效率8%以上，造成较大的节流损失。另外，由于发电机组负荷随电网需求每天在升降，在低负荷时，小汽机的调阀开度会更小，小汽轮机出力都未充分利用，每台机组的小汽轮机平均未利用功率为8000kW以上，存在较大的经济损失。
[0006]因此，本领域急需开发一种可以有效减小小汽机进汽节流损失且可同时充分发挥小汽机做功能力的新型的纯凝式小汽机驱动风机系统。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种可以有效减小小汽机进汽节流损失且可同时充分发挥小汽机做功能力的新型的纯凝式小汽机驱动风机系统。
[0008]本实用新型的第一方面，提供了一种直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统，所述系统包括纯凝式小汽机、风机和直流发电机，其中，
[0009]所述纯凝式小汽机、所述风机和所述直流发电机同轴连接；
[0010]所述纯凝式小汽机位于所述直流发电机和所述风机之间，或者所述直流发电机位于所述纯凝式小汽机和所述风机之间；以及
[0011]所述纯凝式小汽机转动以驱动所述风机和所述直流发电机转动；其中，通过控制所述直流发电机的输出，从而控制所述纯凝式小汽机的转速，进而控制所述风机的转速。
[0012]在另一优选例中，所述纯凝式小汽机设有进汽管道，所述进汽管道上设有调节阀。
[0013]在另一优选例中，所述调节阀的开度彡80 %，较佳地彡90 %，更佳地为彡99 % (如
100% ) ο
[0014]在另一优选例中，所述纯凝式小汽机还设有排汽管道。
[0015]在另一优选例中，所述纯凝式小汽机还设有与所述排汽管道连接的凝汽器。
[0016]在另一优选例中，多台所述纯凝式小汽机共用一台所述凝汽器。
[0017]在另一优选例中，每台所述纯凝式小汽机分别配置一台所述凝汽器。
[0018]在另一优选例中，所述凝汽器为真空凝汽器。
[0019]在另一优选例中，所述系统还包括定速比齿轮箱，用于匹配所述纯凝式小汽机、所述风机和/或所述直流发电机之间的转速。
[0020]在另一优选例中，所述风机和/或所述直流发电机经所述定速比齿轮箱与所述纯凝式小汽机连接。
[0021 ] 在另一优选例中，所述定速比齿轮箱位于所述直流发电机和所述风机之间。
[0022]在另一优选例中，所述定速比齿轮箱设有离合器模块。
[0023]在另一优选例中，所述定速比齿轮箱位于所述纯凝式小汽机和所述直流发电机之间。
[0024]在另一优选例中，所述系统还包括离合器。
[0025]在另一优选例中，所述离合器位于所述纯凝式小汽机和所述直流发电机之间。
[0026]在另一优选例中，所述直流发电机发出的直流电全部或部分直接供给直流电用户。
[0027]在另一优选例中，所述系统还包括逆变器，所述逆变器用于将所述直流发电机发出的全部或部分直流电转变为与电网同频的工频电。
[0028]在另一优选例中，所述逆变器与所述直流发电机连接。
[0029]在另一优选例中，经所述逆变器转变所得的工频电直接供给厂内或厂外电网。
[0030]在另一优选例中，所述系统还包括变压器，所述变压器与所述逆变器连接，用于将经所述逆变器转变所得的工频电的电压变压到与电网相匹配的电压。
[0031]本实用新型的第二方面，提供了一种发电机组，所述发电机组配置本实用新型第一方面所述的直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统。
[0032]应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
[0033]附图标记
[0034]1:纯凝式小汽机
[0035]2:风机
[0036]3:直流发电机
[0037]4:定速比齿轮箱
[0038]5:逆变器
[0039]6:变压器
[0040]7:凝汽器
[0041]8:调节阀
[0042]9:离合器
【附图说明】
[0043]图1是现有技术中调节阀节流调速的纯凝式小汽机驱动风机系统的流程示意图。
[0044]图2是本实用新型实施例1中直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统的流程不意图。
[0045]图3是本实用新型实施例2中直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统的流程不意图。
[0046]图4是本实用新型实施例3中直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统的流程不意图。
[0047]图5是本实用新型实施例4中直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统的流程不意图。
【具体实施方式】
[0048]本发明人经过长期而深入的研究，意外地发现通过在现有的纯凝式小汽机驱动风机系统上增设与小汽轮机和风机同轴连接的直流发电机，可有效减小小汽轮机的节流损失同时可以充分发挥小汽机做功能力，进而可大幅降低运行成本和提高发电厂经济收益。在此基础上，发明人完成了本实用新型。
[0049]术语
[0050]如本文所用，术语“小汽轮机”、“小汽机”或者“纯凝式小汽机”可互换使用，均指排汽到低于大气压的凝汽器的汽轮机。
[0051 ] 如本文所用，术语“直流发电机”或者“发电机”可互换使用，均指所发出的电为直流电的发电机。
[0052]如本文所用，术语“风机”或者“压缩机”可互换使用。
[0053]如本文所用，术语“定速比齿轮箱”、“齿轮箱”或者“减速齿轮箱”可互换使用。
[0054]系统
[0055]本实用新型提供了一种直流发电机调速的纯凝式小汽机驱动风机系统，所述系统包括纯凝式小汽机、风机和直流发电机，其中，
[0056]所述纯凝式小汽机、所述风机和所述直流发电机同轴连接；
[0057]所述纯凝式小汽机位于所述直流发电机和所述风机之间，或者所述直流发电机位于所述纯凝式小汽机和所述风机之间；以及
[0058]所述纯凝式小汽机转动以驱动所述风机和所述直流发电机转动；其中，通过控制所述直流发电机的输出，从而控制所述纯凝式小汽机的转速，进而控制所述风机的转速。
[0059]在本实用新型中，所述纯凝式小汽机设有进汽管道，所述进汽管道上设有调节阀。
[0060]通常，所述调节阀的开度可以非常大，因此可以显著降低节流损失。
[0061]典型地，所述调节阀的开度彡80%，较佳地彡90%，更佳地为彡99% (如100%)。
[0062]在另一优选例中，所述纯凝式小汽机还设有排汽管道。
[0063]在另一优选例中，所述纯凝式小汽机还设有与所述排汽管道连接的凝汽器。
[0064]在另一优选例中，多台所述纯凝式小汽机共用一台所述凝汽器。
[0065]在另一优选例中，每台所述纯凝式小汽机分别配置一台所述凝汽器。
[0066]在另一优选例中，所述凝汽器为真空凝汽器。
[0067]在本实用新型中，所述系统还包括定速比齿轮箱，用于匹配所述纯凝式小汽机、所述风机和/或所述直流发电机之间的转速。
[0068]通常，所述定速比齿轮箱的位置没有特别限定，可根据实际需要在很大范围内进行调整。
[0069]典型地，所述风机和/或所述直流发电机经所述定速比齿轮箱与所述纯凝式小汽机连接。
[0070]典型地，所述定速比齿轮箱位于所述直流发电机和所述风机之间。
[0071]在本实用新型中，所述定速比齿轮箱设有离合器模块。
[0072]在另一优选例中，所述定速比齿轮箱位于所述纯凝式小汽机和所述直流发电机之间。
[0073]通常，所述系统还包括离合器。
[0074]在本实用新型中，所述离合器的位置没有特别限定，可根据实际需要在很大范围内进行调整。
[0075]典型地，所述离合器位于所述纯凝式小汽