一种基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统的制作方法

1.本实用新型属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统。


背景技术：

2.随着经济社会的发展，用电峰谷差不断加大，且特高压输电、可再生能源系统等外部电源的接入给局部电网带了较大的负荷波动，加之源侧本身的负荷抗干扰能力较差，使得整个电网具有较大的频率不稳定性。开发汽轮机测蓄能，提高火电机组运行灵活性运行成为火电机组发展的必由之路。灵活性运行研究主要包括两个方向，机组深度调峰和快速负荷响应。一次调频指电网的频率偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动的控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。一次调频是控制系统的自发性动作，自动调节汽轮机主汽门开度的增减，以暂时性的改变机组出力，这种调节方法与机组的经济运行是矛盾的。因此，增加空冷机组一次调频的手段对未来高频次宽负荷场景下空冷机组优化运行经济性和安全性有重要意义。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统，可以通过空冷机组汽动引风机增设驱动双馈电机，小汽轮机驱动双馈电机参与电网一次调频，增加了空冷机组一次调频的手段，有效缓解了机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高了空冷机组在未来高频次宽负荷应用场景下一次调频的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统，包括锅炉、空预器、引风机、双馈电机、小汽轮机、电网、发电机、汽轮机、小汽轮机进汽调门、空冷凝汽器和风机；
6.汽轮机与发电机同轴连接，发电机的输出端连接至电网的输入端，电网的输出端连接至用户，双馈电机的一端和引风机同轴连接，另一端和小汽轮机同轴连接；
7.锅炉的烟气管道通过空预器连接至引风机的进口，引风机的出口连接至烟气净化装置，汽轮机的第一抽汽出口通过小汽轮机进汽调门连接至小汽轮机的蒸汽进口，小汽轮机的乏汽出口和汽轮机的乏汽出口连接至空冷凝汽器的乏汽进口，空冷凝汽器的凝结水出口连接至回热系统，风机设置在空冷凝汽器内的底部。
8.本实用新型进一步的改进在于，汽轮机的蒸汽进口处设置有主汽调门。
9.本实用新型进一步的改进在于，小汽轮机进汽调门始终全开，小汽轮机优先满足引风机驱动功耗需求，引风机在变工况下采用动叶调节；其次满足电网一次调频；最后供给厂用电网；当小汽轮机难以完全胜任电网一次调频，此时汽轮机辅助参与电网一次调频。
10.本实用新型进一步的改进在于，双馈电机能够输出变频电流，或者输出不同转速。
11.本实用新型进一步的改进在于，引风机的驱动小汽轮机能够参与电网的一次调
频，此时双馈电机当发电机用，输送工频电能至电网。
12.本实用新型进一步的改进在于，当小汽轮机故障时，引风机通过双馈电机驱动，双馈电机可以直接调节引风机的转速，从而调节引风机的运行工况。
13.本实用新型进一步的改进在于，锅炉的烟气经空预器后，经引风机输送至烟气净化装置，最后达标的烟气排入大气。
14.本实用新型进一步的改进在于，汽轮机和小汽轮机的乏汽排至空冷凝汽器与空气直接换热冷却凝结后，去回热系统。
15.与现有技术相比，本实用新型是增设汽动引风机驱动双馈电机，该双馈电机可以输出变频电流，也可以输出不同转速。小汽轮机进汽调门始终全开，小汽轮机优先满足引风机驱动功耗需求，引风机在变工况下采用动叶调节；其次满足电网一次调频；最后供给厂用电网。当汽轮机负荷较高时，小汽轮机难以完全胜任电网一次调频，此时汽轮机辅助参与一次调频。本实用新型的有益效果在于：
16.(1)通过空冷机组汽动引风机增设驱动双馈电机，小汽轮机驱动双馈电机参与电网一次调频，增加了空冷机组一次调频的手段，减少空冷汽轮机主汽调门的波动频率。
17.(2)有效缓解了空冷机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高了空冷机组在未来高频次宽负荷应用场景下的一次调频的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。
18.(3)该空冷机组一次调频汽动引风机系统的可靠性高，运行灵活，操作简单，可用性强，造价低。
附图说明
19.图1是本实用新型一种基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统示意图。
20.附图标记说明：
21.1、锅炉，2、空预器，3、引风机，4、双馈电机，5、小汽轮机，6、用户，7、电网，8、发电机，9、主汽调门，10、汽轮机，11、小汽轮机进汽调门，12、空冷凝汽器，13、风机。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型的优选实施示例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.如图1所示，本实用新型提供的一种基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统，包括锅炉1、空预器2、引风机3、双馈电机4、小汽轮机5、电网7、发电机8、汽轮机10、小汽轮机进汽调门11、空冷凝汽器12和风机13；汽轮机10与发电机8同轴连接，发电机8的输出端连接至电网7的输入端，电网7的输出端连接至用户6，双馈电机4的一端和引风机3同轴连接，另一端和小汽轮机5同轴连接；锅炉1的烟气出口通过空预器2连接至引风机3的进口，引风机3的出口连接至烟气净化装置，汽轮机10的第一抽汽出口通过小汽轮机进汽调门11连接至小汽轮机5的蒸汽进口，小汽轮机5的乏汽出口和汽轮机10的乏汽出口连接至空冷凝汽器12的乏汽进口，空冷凝汽器12的凝结水出口连接至回热系统，风机13设置在空冷凝汽器12内的底部。其中，汽轮机10的蒸汽进口处设置有主汽调门9。
24.实施示例1
25.某配置有汽动引风机的空冷机组，正常情况下，汽轮发电机组的一次调频方式是控制系统的自发性动作，自动调节汽轮机主汽门开度的增减，以暂时性的改变机组出力。实际运行中，在大频差的扰动下空冷机组的一次调频效果不如预期，主要原因如下：系统控制逻辑冲突。由于阀门增大的短时间内蒸汽压力会下降，当下降程度达到一个阈值时，会触发主蒸汽压力调节回路的保护逻辑，从而降低阀门开度以减少主蒸汽压力的波动，使得机组蓄热释放不足。
26.现增设汽动引风机驱动双馈电机，该双馈电机可以输出变频电流，也可以输出不同转速。小汽轮机进汽调门始终全开，小汽轮机优先满足引风机驱动功耗需求，引风机在变工况下采用动叶调节；其次满足电网一次调频；最后供给厂用电网。当汽轮机负荷较高时，小汽轮机难以完全胜任电网一次调频，此时汽轮机辅助参与一次调频。
27.通过空冷机组汽动引风机增设驱动双馈电机，小汽轮机驱动双馈电机参与电网一次调频，增加了空冷机组一次调频的手段，减少空冷汽轮机主汽调门的波动频率。有效缓解了空冷机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高了空冷机组在未来高频次宽负荷应用场景下的一次调频的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。该空冷机组一次调频汽动引风机系统的可靠性高，运行灵活，操作简单，可用性强，造价低。
28.基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统的运行方式。
29.1、当电网7需要一次调频时，小汽轮机5参与一次调频，双馈电机4作发电机运行，由小汽轮机5驱动双馈电机4和引风机3运行，双馈电机4输出电能至电网7响应一次调频指令。
30.2、如果小汽轮机5难以满足电网7的一次调频需求，则汽轮机10辅助一次调频。
31.3、如果小汽轮机5故障，则双馈电机4作电动机用，直接驱动并调节引风机3的运行工况。
32.通过基于双馈系统的空冷机组一次调频汽动引风机系统实施，可以由引风机驱动小汽轮机参与电网一次调频，增加了空冷机组一次调频的手段，有效缓解了空冷机组经济运行和一次调频能力之间的矛盾，提高空冷机组运行的安全性和经济性。