一种高参数联合循环超发湿冷机组及其运行方法与流程

本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种高参数联合循环超发湿冷机组及其运行方法。

背景技术：

随着新能源(光伏、风电)装机容量增速发展，火电机组的调峰调频任务突显，并网火电企业在电网agc负荷指令频繁变化的情况下，受考核压力增加。机组负荷调节能力下降，实际负荷跟不上agc指令，导致锅炉燃烧不稳定，主、再热蒸汽温度变化剧烈，对设备的安全稳定运行造成极大的影响。湿冷机组以其造价低，背压低，运行经济性好等优点在燃煤发电机组中占有很大比例。因此，增加湿冷机组短时超发的能力及响应速度对未来高频次宽负荷场景下湿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：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高参数联合循环超发湿冷机组及其运行方法，可以通过湿冷机组增设高参数联合循环锅炉、联合循环汽轮机及其小发电机系统来辅助机组实现快速增加负荷，以及时响应agc的指令，增加了湿冷机组超额定容量发电的手段和能力，减少了汽轮机主汽门的波动频率，节能潜力巨大。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高参数联合循环超发湿冷机组，包括联合循环发电系统和现有汽轮发电机组，联合循环发电系统和现有汽轮发电机组的电能输出端均接电网，现有汽轮发电机组的高压给水分为两路，一路给水接联合循环发电系统的给水，另一路接现有汽轮发电机组的给水；联合循环发电系统的排汽口接现有汽轮发电机组的汽轮机，现有汽轮发电机组为湿冷机组。

联合循环发电系统包括依次连接的高参数联合循环锅炉、高参数联合循环汽轮机以及联合循环发电机；联合循环发电机的输出端接电网。

高参数联合循环汽轮机入口前蒸汽管道上设置联合循环汽轮机进汽调门。

高参数联合循环汽轮机蒸汽入口和出口处均设置压力和温度变送器；高参数联合循环锅炉的入口处设置压力和温度变送器。

高参数联合循环汽轮机的排汽口接现有汽轮发电机组的汽轮机的低压缸蒸汽入口，高参数联合循环汽轮机的排汽口至现有汽轮发电机组的汽轮机的低压缸蒸汽入口的管路上设置调节阀。

现有汽轮发电机组的高压给水出口至联合循环发电系统高压给水入口的管路上设置调节阀。

联合循环发电系统的机组进汽流量不超过空冷机组低压缸设计进汽量的最大裕量，一般为低压缸设计进汽流量的10％。

作为本发明的另一方面，将本发明所述高参数联合循环超发湿冷机组用于在装有新能源供电系统的电网中承担超发负荷。

本发明所述高参数联合循环超发湿冷机组的运行方法，现有汽轮发电机组的高压给水分成两部分，一部分去现有汽轮发电机组的锅炉，另一部分去高参数联合循环锅炉及高参数联合循环汽轮机，高参数联合循环汽轮机的排汽直接排入现有汽轮发电机组参数相近的级组继续做功发电，高参数联合循环汽轮机的排汽温度高于排入口处现有汽轮发电机组中汽轮机的温度，提高所述汽轮机的蒸汽温度，实现所述汽轮机超发，同时高参数联合循环汽轮机也做功发电，高参数联合循环发电系统辅助大汽轮机响应agc的指令，满足电网的调节需求。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)通过高参数联合循环发电系统辅助大机实现超发，增加了湿冷机组超额定容量发电的手段和能力，提高了机组运行的经济性。

(2)减少湿冷机组汽轮机进汽调门的波动频率，提高了机组运行的安全性。

(3)该高参数联合循环发电系统可靠性高，运行灵活，操作简单，可用性强。

附图说明

图1是本发明一种高参数联合循环超发湿冷机组及其运行方法的示意图；图中，1、高参数联合循环锅炉，2、联合循环汽轮机进汽调门，3、高参数联合循环汽轮机，4、联合循环发电机，5、锅炉，6、汽轮机进汽调门，7、汽轮机，8、发电机，9、电网，10、电力用户，11、给水泵，12、凝汽器，13、循环水泵，14、自然通风冷却塔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明增设高参数联合循环机、炉及其小发电机系统，大机的最终给水分成两部分，一部分去锅炉，另一部分去高参数联合循环锅炉及其汽轮机系统，高参数联合循环汽轮机的排汽直接排入大汽轮机参数相近的级组继续做功发电，高参数联合循环汽轮机的排汽温度高于排入口处大汽轮机的温度，混合后会提高大汽轮机的蒸汽温度，实现大汽轮机超发能力，同时高参数联合循环汽轮机也做功发电，高参数联合循环发电系统辅助大汽轮机响应agc的指令，满足电网的调节需求。

参考图1，一种高参数联合循环超发湿冷机组，包括联合循环发电系统和现有汽轮发电机组，联合循环发电系统和现有汽轮发电机组的电能输出端均接电网9，现有汽轮发电机组的高压给水分为两路，一路给水接联合循环发电系统的给水，另一路接现有汽轮发电机组的给水；联合循环发电系统的排汽口接现有汽轮发电机组的汽轮机，现有汽轮发电机组为湿冷机组。现有汽轮发电机组中，给水泵11将给水送至高参数联合循环锅炉1和锅炉5，锅炉5的蒸汽经汽轮机进汽调门6进入汽轮机7发电，做功后的蒸汽排入凝汽器12冷却后进入高压给水循环；汽轮机7带动发电机8发电并入电网9，再由电网9供给电力用户10；凝汽器12的冷却水通过循环水泵加压输送至自然通风冷却塔14进行冷却。

联合循环发电系统包括依次连接的高参数联合循环锅炉1、高参数联合循环汽轮机3以及联合循环发电机4；联合循环发电机4的输出端接电网9。

高参数联合循环汽轮机3入口前蒸汽管道上设置联合循环汽轮机进汽调门2。

高参数联合循环汽轮机3蒸汽入口和出口处均设置压力和温度变送器；高参数联合循环锅炉1的入口处设置压力和温度变送器。

高参数联合循环汽轮机3的排汽口接现有汽轮发电机组的汽轮机的低压缸蒸汽入口，高参数联合循环汽轮机3的排汽口至现有汽轮发电机组的汽轮机的低压缸蒸汽入口的管路上设置调节阀。

现有汽轮发电机组的高压给水出口至联合循环发电系统高压给水入口的管路上设置调节阀。

联合循环发电系统的机组进汽流量不超过空冷机组低压缸设计进汽量的最大裕量，所述进汽流量一般为低压缸设计进汽流量的10％。

将本发明所述高参数联合循环超发湿冷机组用于在装有新能源供电系统的电网中承担超发负荷。

本发明所述高参数联合循环超发湿冷机组的运行方法，现有汽轮发电机组的高压给水分成两部分，一部分去现有汽轮发电机组的锅炉5，另一部分去高参数联合循环锅炉1及高参数联合循环汽轮机3，高参数联合循环汽轮机3的排汽直接排入现有汽轮发电机组参数相近的级组继续做功发电，高参数联合循环汽轮机3的排汽温度高于排入口处现有汽轮发电机组中汽轮机的温度，提高了所述汽轮机后续蒸汽的温度，实现所述汽轮机超发，同时高参数联合循环汽轮机2也做功发电，高参数联合循环发电系统辅助大汽轮机响应agc的指令，满足电网的调节需求。

作为解释，本申请所述大机组、大汽轮机对应现有汽轮发电机组，小机组对应高参数联合循环系统汽轮机组。

现有汽轮发电机组为300～1000mw级机组中的任一种。

实施示例1

某330mw亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、单轴、凝汽式汽轮发电机组，机组型号n310-16.7/538/538，vwo工况时，主蒸汽压力16.7mpa，主蒸汽温度538℃，再热蒸汽温度538℃，低压缸进汽压力0.802mpa，低压缸进汽温度347.067℃。在新能源(光伏、风电)装机容量增速发展的大背景下，火电机组的调峰调频任务突显，随着省电网公司“两个细则”(《并网发电厂辅助服务管理实施细则》、《发电厂并网运行管理实施细则》)的实施，电网调度部门加大了对所属并网发电企业agc(电力系统自动发电控制，即电力系统频率与有功功率的自动控制)运行质量的考核。在这种情况下，并网火电企业在电网agc负荷指令频繁变化的情况下，受考核压力增加。机组负荷调节能力下降，实际负荷跟不上agc指令，导致锅炉燃烧不稳定，主、再热蒸汽温度变化剧烈，对设备的安全稳定运行造成极大的影响。

现对该机组实施一种高参数联合循环的湿冷机组超发过程及实施系统，增设高参数联合循环汽轮机、锅炉及其小发电机系统，大机的最终给水分成两部分，一部分去锅炉，另一部分去高参数联合循环锅炉及其汽轮机系统，高参数联合循环汽轮机的排汽直接排入大汽轮机参数相近的级组继续做功发电，高参数联合循环汽轮机的排汽温度高于排入口处大汽轮机的温度，混合后会提高大汽轮机的蒸汽温度，实现大汽轮机超发，同时高参数联合循环汽轮机也做功发电，高参数联合循环发电系统辅助大汽轮机响应agc的指令，满足电网的调节需求，提高了机组运行的经济性，同时，减少湿冷机组汽轮机进汽调门的波动频率，提高了机组运行的安全性。该高参数联合循环发电系统可靠性高，运行灵活，操作简单，可用性强。

高参数联合循环汽轮机的排汽管连接至中低压连通管混合后，进入低压缸继续做功。高参数联合循环汽轮机的进汽量可以根据运行需要进行调节。

表1为大汽轮机tha工况时高参数联合循环发电系统的运行参数。从表1中可知，当高参数联合循环汽轮机的进汽量为30t/h时，联合循环发电系统可以发电4.675mw，大汽轮机超发6.31mw，总超发功率10.985mw；当高参数联合循环汽轮机的进汽量为60t/h时，联合循环发电系统可以发电9.559mw，大汽轮机超发11.818mw，总超发功率21.377mw。

表1大汽轮机tha工况时高参数联合循环发电系统运行参数

高参数联合循环的湿冷机组超发过程及实施系统的运行方式：

当电网9负荷增大波动或者新能源(风电、光伏)的供电量减少时需要火电机组超发时，此时高参数联合循环发电系统根据电网9的需要配合汽轮机7参与调峰调频，通过调节联合循环汽轮机进汽调门2的开度，调整高参数联合循环汽轮机3和汽轮机7的整体出力，满足电网9的调度需求。