一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统及其运行方法与流程

本发明属于热力发电技术领域，具体涉及一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统及其运行方法。

背景技术：

目前，国内大容量火力发电厂广泛采用单元制的运行方法，即一台锅炉为一台汽轮机供应蒸汽，汽轮机带动发电机进行发电，形成一个锅炉-汽轮机-发电机的独立发电单元。各个发电单元间基本无横向联系。受燃煤锅炉不投辅助燃料最低稳燃出力限制，现存火电机组最低电负荷一般限制在30％-40％左右，继续降低则会对锅炉安全连续运行产生不利影响。中国发明专利公开说明书cn109653810a公开了一种一炉带两机切换运行热力系统，通过增设过热蒸汽和再热蒸汽旁路及控制阀门，当一台锅炉发生故障时，使用另一台锅炉带动两台汽轮机发电，此时，机组具备了一定的调峰能力，但该系统布置较为复杂，运行灵活性较低，电厂实际运行中的可操作性较差。

近年来，随着火电机组升级改造工作的不断推进，迫切需要提出一种能够实现大容量火电机组间耦合连接的热力系统以及其运行方法，来增强机组适应调度电负荷指令的灵活性，提升机组的深度调峰能力。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统及其运行方法，其无需对锅炉侧进行技术改造，即可提升机组的深度调峰能力，增加机组运行的灵活性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统，包括第一常规单元制发电机组和第二常规单元制发电机组；

具体包括第一高压主汽门、第二高压主汽门，第一高压缸、第二高压缸，第一中压缸、第二中压缸，第一低压缸、第二低压缸，第一凝结水泵、第二凝结水泵，第一中压缸排汽控制、隔离阀组、第二中压缸排汽控制、隔离阀组，主蒸汽联络管控制、隔离阀组，中压缸排汽联络管控制、隔离阀组，低压给水联络管控制、隔离阀组，第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组、第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组，第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组、第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组，主蒸汽联络管，中压缸排汽联络管，低压给水联络管，第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路、第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路，以及第一低压缸最小冷却蒸汽管路、第二低压缸最小冷却蒸汽管路；

中压缸排汽联络管连接在两台汽轮机的第一中压缸的排汽出口和第二中压缸的排汽出口之间，中压缸排汽联络管上安装有中压缸排汽联络管控制、隔离阀组；

主蒸汽联络管连接在两台汽轮机的第一高压主汽门的进汽口、第二高压主汽门的进汽口之间，主蒸汽联络管上安装有主蒸汽联络管控制、隔离阀组；

第一中压缸排汽控制、隔离阀组连接在第一中压缸的排汽口和第一低压缸的进汽口之间，第二中压缸排汽控制、隔离阀组连接在第二中压缸的排汽口和第二低压缸的进汽口之间；

第一中压缸排汽控制、隔离阀组的进出口之间还连接有第一低压缸最小冷却蒸汽管路，第二中压缸排汽控制、隔离阀组的进出口之间还连接有第二低压缸最小冷却蒸汽管路，第一低压缸最小冷却蒸汽管路上安装有第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组，第二低压缸最小冷却蒸汽管路上安装有第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组；

第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路连接在第一高压主汽门的进出口之间，第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路连接在第二高压主汽门的进出口之间，第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路上安装有第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组，第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路上安装有第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组；

低压给水联络管连接在两台汽轮机的第一凝结水泵的出口和第二凝结水泵的出口之间，低压给水联络管上安装有低压给水联络管控制、隔离阀组；

第一常规单元制发电机组的主蒸汽能够通过主蒸汽联络管进入第二常规单元制发电机组的第二高压缸和第二中压缸做功，第二常规单元制发电机组的主蒸汽能够通过主蒸汽联络管进入第一常规单元制发电机组的第一高压缸和第一中压缸做功。

本发明进一步的改进在于，第一常规单元制发电机组和第二常规单元制发电机组的发电能力相同、容量相当，设备型式及热力系统设计一致。

本发明进一步的改进在于，第一常规单元制发电机组和第二常规单元制发电机组的运行状态是两台锅炉、两台汽轮机均处于运行状态。

本发明进一步的改进在于，当第二常规单元制发电机组的第二高压主汽门关闭时，第二常规单元制发电机组的主蒸汽能够经由第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路进入第二高压缸和第二中压缸，保证第二高压缸和第二中压缸的安全运行；

当第一常规单元制发电机组的第一高压主汽门关闭时，第一常规单元制发电机组的主蒸汽能够经由第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路进入第一高压缸和第一中压缸，保证第一高压缸和第一中压缸的安全运行。

本发明进一步的改进在于，第一常规单元制发电机组的第一中压缸排汽能够通过中压缸排汽联络管进入第二常规单元制发电机组的第二低压缸做功；

第二常规单元制发电机组的第二中压缸排汽能够通过中压缸排汽联络管进入第一常规单元制发电机组的第一低压缸做功。

本发明进一步的改进在于，第一常规单元制发电机组的第一凝结水泵出口凝结水由低压给水联络管进入第二常规单元制发电机组的低压给水系统以维持第二常规单元制发电机组的除氧器水位稳定；

第二常规单元制发电机组的第二凝结水泵出口凝结水由低压给水联络管进入第一常规单元制发电机组的低压给水系统以维持第一常规单元制发电机组的除氧器水位稳定。

本发明进一步的改进在于，当第二常规单元制发电机组的第二中压缸排汽控制、隔离阀组关闭时，第二常规单元制发电机组的部分中压缸排汽经由第二低压缸最小冷却蒸汽管路进入第二低压缸冷却低压缸，保证第二低压缸的安全运行；

当第一常规单元制发电机组的第一中压缸排汽控制、隔离阀组关闭时，第一常规单元制发电机组的部分中压缸排汽经由第一低压缸最小冷却蒸汽管路进入第一低压缸冷却低压缸，保证第一低压缸的安全运行。

一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统的运行方法，该方法基于所述的一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统，包括如下步骤：

步骤1，第一常规单元制发电机组和第二常规单元制发电机组正常运行，高第一高压主汽门、第二高压主汽门保持正常运行状态；主蒸汽联络管的主蒸汽联络管控制、隔离阀组处于关闭状态；中压缸排汽联络管的中压缸排汽联络管控制、隔离阀组处于关闭状态；低压给水联络管的低压给水联络管控制、隔离阀组处于关闭状态；第一常规单元制发电机组的第一中压缸排汽控制、隔离阀组处于开启状态；第一常规单元制发电机组的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组处于关闭状态；第一常规单元制发电机组的第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组处于关闭状态；第二常规单元制发电机组的第二中压缸排汽控制、隔离阀组处于开启状态；第二常规单元制发电机组的第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组处于关闭状态；第二常规单元制发电机组的第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组处于关闭状态；

步骤2，主蒸汽联络管的主蒸汽联络管控制、隔离阀组打开；中压缸排汽联络管的中压缸排汽联络管控制、隔离阀组打开；第一常规单元制发电机组的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组打开；第一常规单元制发电机组的第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组打开；第一常规单元制发电机组的第一高压主汽门缓慢关小；第一常规单元制发电机组的第一中压缸排汽控制、隔离阀组缓慢关小；低压给水联络管的低压给水联络管控制、隔离阀组缓慢打开；维持第一常规单元制发电机组除氧器水位稳定；实现第一常规单元制发电机组深度调峰运行；

步骤3，主蒸汽联络管的主蒸汽联络管控制、隔离阀组维持开启；中压缸排汽联络管的中压缸排汽联络管控制、隔离阀组维持开启；第一常规单元制发电机组的第一高压主汽门缓慢开启；第一常规单元制发电机组的第一中压缸排汽控制、隔离阀组缓慢开启；第一常规单元制发电机组的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组缓慢关闭；第一常规单元制发电机组的第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组缓慢关闭；第二常规单元制发电机组的第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组打开；第二常规单元制发电机组的第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组打开；第二常规单元制发电机组的第二高压主汽门缓慢关小；第二常规单元制发电机组的第二中压缸排汽控制、隔离阀组缓慢关小；低压给水控制、隔离阀组维持开启；维持第二常规单元制发电机组除氧器水位稳定；实现第二常规单元制发电机组深度调峰运行。

本发明进一步的改进在于，第一常规单元制发电机组和第二常规单元制发电机组均处于并网发电状态，其中任意一台机组能够随时参与深度调峰。

本发明进一步的改进在于，第一常规单元制发电机组和第二常规单元制发电机组的运行状态能够相互切换。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统及其运行方法，通过增设主蒸汽联络管、中压缸排汽联络管、低压给水联络管、高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路、低压缸最小冷却蒸汽管路实现了任意一台机组深度调峰运行模式的切换；当一台机组深度调峰运行时，其主蒸汽进汽量和低压缸进汽流量可减少到最低，此时机组维持最小做功能力，机组的深度调峰能力增加。利用本发明，在深度调峰运行工况下，可将一台机组的大部份主蒸汽及低压缸进汽量全部输送至另一台机组，实现了一台机组更小的技术出力。增强了机组适应调度电负荷指令的灵活性，增加电厂深度调峰电价收入，提高电厂生产运营效益。

附图说明

图1是本发明实例中所述一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统的热力系统示意图。

附图标记说明：

1、第一中压缸排汽控制、隔离阀组，2、第二中压缸排汽控制、隔离阀组；3、中压缸排汽联络管控制、隔离阀组；4、中压缸排汽联络管；5、低压给水联络管；6、低压给水联络管控制、隔离阀组；7、第一中压缸；8、第一低压缸；9、第二中压缸；10、第二低压缸；11、第一凝结水泵，12、第二凝结水泵；13、第一常规单元制发电机组，14、第二常规单元制发电机组；15、第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组，17、第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组；16、第一低压缸最小冷却蒸汽管路，18、第二低压缸最小冷却蒸汽管路；19、主蒸汽联络管；20、主蒸汽联络管控制、隔离阀组；21、第一高压主汽门；22、第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路；23、第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组；24、第二高压主汽门；25、第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路；26、第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组；27、第一高压缸；28、第二高压缸。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明提供的一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统，包括两台容量、设备型式和热力系统基本一致的第一常规单元制发电机组13和第二常规单元制发电机组14。

具体包括第一高压主汽门21、第二高压主汽门24，第一高压缸27、第二高压缸28，第一中压缸7、第二中压缸9，第一低压缸8、第二低压缸10，第一凝结水泵11、第二凝结水泵12，第一中压缸排汽控制、隔离阀组1、第二中压缸排汽控制、隔离阀组2，主蒸汽联络管控制、隔离阀组20，中压缸排汽联络管控制、隔离阀组3，低压给水联络管控制、隔离阀组6，第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组23、第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组26，第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组15、第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组17，主蒸汽联络管19，中压缸排汽联络管4，低压给水联络管5，第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路22、第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路25，以及第一低压缸最小冷却蒸汽管路16、第二低压缸最小冷却蒸汽管路18。

中压缸排汽联络管4连接在两台汽轮机的第一中压缸7的排汽出口和第二中压缸9的排汽出口之间，中压缸排汽联络管4上安装有中压缸排汽联络管控制、隔离阀组3；主蒸汽联络管19连接在两台汽轮机的第一高压主汽门21、第二高压主汽门24之间，主蒸汽联络管19上安装有主蒸汽联络管控制、隔离阀组20；第一中压缸排汽控制、隔离阀组1连接在两台汽轮机的第一中压缸7的排汽口和第一低压缸8的进汽口之间，第二中压缸排汽控制、隔离阀组2连接在两台汽轮机的第二中压缸9的排汽口和第二低压缸10的进汽口之间；第一中压缸排汽控制、隔离阀组1的进出口之间还连接有第一低压缸最小冷却蒸汽管路16，第二中压缸排汽控制、隔离阀组2的进出口之间还连接有第二低压缸最小冷却蒸汽管路18，第一低压缸最小冷却蒸汽管路16上安装有第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组15，第二低压缸最小冷却蒸汽管路18上安装有第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组17；第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路22连接在第一高压主汽门21的进出口之间，第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路25连接在第二高压主汽门24的进出口之间，第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路22上安装有第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组23，第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路25上安装有第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组26；低压给水联络管5连接在两台汽轮机的第一凝结水泵11的出口和第二凝结水泵12的出口之间，低压给水联络管5上安装有低压给水联络管控制、隔离阀组6。

优选的，主蒸汽联络管19上安装有主蒸汽联络管控制、隔离阀组20，实现单台机组深度调峰运行模式的切换。

优选的，中压缸排汽联络管4上安装有中压缸排汽联络管控制、隔离阀组3，实现单台机组深度调峰运行模式的切换。

优选的，第一常规单元制发电机组13的中压缸排汽管上安装有第一中压缸排汽控制、隔离阀组1，该阀组可以控制第一低压缸8的进汽量，与第一高压主汽门21配合共同调节第一常规单元制发电机组13的出力。

优选的，第二常规单元制发电机组14的中压缸排汽管上安装有第二中压缸排汽控制、隔离阀组2，该阀组可以控制第二低压缸10的进汽量，与第二高压主汽门24配合共同调节第二常规单元制发电机组14的出力。

优选的，第一常规单元制发电机组13的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路22上安装有第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组23，该阀组可以维持第一高压缸27最小的进汽量，保证第一高压缸27和第一中压缸7的安全运行。

优选的，第二常规单元制发电机组14的第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路25上安装有第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组26，该阀组可以维持第二高压缸28最小的进汽量，保证第二高压缸28和第二中压缸9的安全运行。

优选的，第一常规单元制发电机组13的第一低压缸最小冷却蒸汽管路16上安装有第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组15，该阀组可以维持第一低压缸8最小的进汽量，保证第一低压缸8的安全运行。

优选的，第二常规单元制发电机组14的第二低压缸最小冷却蒸汽管路18上安装有第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组17，该阀组可以维持第二低压缸10最小的进汽量，保证第二低压缸10的安全运行。

优选的，低压给水联络管5上安装有低压给水联络管控制、隔离阀组6，用于深度调峰过程中调节两台机组的低压给水流量，维持除氧器水位稳定。

本发明提供的一种机组间基于热力系统耦合的深度调峰系统的运行方法，包括如下步骤：

步骤1，第一常规单元制发电机组13和第二常规单元制发电机组14正常运行，高第一高压主汽门21、第二高压主汽门24保持正常运行状态；主蒸汽联络管19的主蒸汽联络管控制、隔离阀组20处于关闭状态；中压缸排汽联络管4的中压缸排汽联络管控制、隔离阀组3处于关闭状态；低压给水联络管5的低压给水联络管控制、隔离阀组6处于关闭状态；第一常规单元制发电机组13的第一中压缸排汽控制、隔离阀组1处于开启状态；第一常规单元制发电机组13的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组23处于关闭状态；第一常规单元制发电机组13的第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组15处于关闭状态；第二常规单元制发电机组14的第二中压缸排汽控制、隔离阀组2处于开启状态；第二常规单元制发电机组14的第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组26处于关闭状态；第二常规单元制发电机组14的第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组17处于关闭状态；

步骤2，主蒸汽联络管19的主蒸汽联络管控制、隔离阀组20打开；中压缸排汽联络管4的中压缸排汽联络管控制、隔离阀组3打开；第一常规单元制发电机组13的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组23打开；第一常规单元制发电机组13的第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组15打开；第一常规单元制发电机组13的第一高压主汽门21缓慢关小；第一常规单元制发电机组13的第一中压缸排汽控制、隔离阀组1缓慢关小；低压给水联络管5的低压给水联络管控制、隔离阀组6缓慢打开；维持第一常规单元制发电机组13除氧器水位稳定；实现第一常规单元制发电机组13深度调峰运行；

步骤3，主蒸汽联络管19的主蒸汽联络管控制、隔离阀组20维持开启；中压缸排汽联络管4的中压缸排汽联络管控制、隔离阀组3维持开启；第一常规单元制发电机组13的第一高压主汽门21缓慢开启；第一常规单元制发电机组13的第一中压缸排汽控制、隔离阀组1缓慢开启；第一常规单元制发电机组13的第一高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组23缓慢关闭；第一常规单元制发电机组13的第一低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组15缓慢关闭；第二常规单元制发电机组14的第二高、中压缸最小冷却蒸汽进汽管路控制、隔离阀组26打开；第二常规单元制发电机组14的第二低压缸最小冷却蒸汽管路控制、隔离阀组17打开；第二常规单元制发电机组14的第二高压主汽门24缓慢关小；第二常规单元制发电机组14的第二中压缸排汽控制、隔离阀组2缓慢关小；低压给水控制、隔离阀组6维持开启；维持第二常规单元制发电机组14除氧器水位稳定；实现第二常规单元制发电机组14深度调峰运行。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换或应用于多台机组上，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。