一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统和调控方法

本发明涉及喷射器技术和热电厂发电控制，具体涉及一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统和调控方法。

背景技术：

1、电网频率是电能质量的主要指标之一，是衡量发电功率与用电负荷平衡的标志，火电机组响应一次调频的本质是在电网频率出现扰动时快速改变机组有功出力，维护电网功率平衡和频率稳定。

2、目前机组一次调频技术可主要分为调节阀预节流，可调整回热抽汽调频和凝结水节流调频。凝结水节流相比于其他两种调节方式具有更快的响应速度，可通过调节凝结水流量达到精准节流蓄能，与此同时，通过环境机炉侧的控制压力，使动态控制效果更好。但是仅仅采用凝结水节流来调节机组运行负荷没有办法调控锅炉的给水量，并且是通过低压加热器间接调控低压缸的抽汽量，对于调负荷的速率仍有提升的空间，同时还存在着所控制的抽汽量有限和无法实现能量的合理应用等缺陷。因此传统的凝结水节流调控机组负荷的方法仍不能满足新形势下电网安全和稳定的运行要求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统和调控方法，该系统可用于热电厂机组的运行负荷调控，当需要升高负荷时，该系统能够减少低压缸的做功，当负荷需要降低时，该系统能够增加低压缸的做功，同时储存一定量的能量，提高机组调控负荷的灵活性。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统和调控方法，包括中压缸1、低压缸2、凝汽器3、凝结水泵4、低压加热器5、低压加热器到除氧器管路阀门6、除氧器7、凝结水泵到凝结水储水罐管路阀门8、凝结水储水罐9、引射冷凝水管路阀门10、喷射器11、动力蒸汽管路阀门12、调节阀13、储水罐14、水泵15、水泵到除氧器管路阀门16和除氧器到储水罐旁路阀门17；

4、中压缸1的排汽出口与除氧器7的进口和低压缸2的进口相连接，低压缸2的抽汽口通过阀门连接低压加热器5壳侧，低压缸2的出口与凝汽器3的入口相连接，凝汽器3的出口与凝结水泵4相连接，凝结水泵4的出口与低压加热器5的管侧入口和通过凝结水泵到凝结水储水罐管路阀门8与凝结水储水罐9相连接，低压加热器5的管侧出口通过低压加热器到除氧器管路阀门6与除氧器7相连接；凝结水储水罐9通过引射冷凝水管路阀门10与喷射器11的低压进口相连接；同时中压缸1的排汽出口通过动力蒸汽管路阀门12和喷射器11的高压进口相连接，喷射器11的出口通过调节阀13与储水罐14相连接，储水罐14通过水泵15和水泵到除氧器管路阀门16与除氧器7相连接，除氧器7通过除氧器到储水罐旁路阀门17与储水罐14相连接。

5、所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，喷射器11的动力蒸汽来源于中压缸排汽，引射流体来源于凝结水。

6、所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，喷射器11能够通过动力蒸汽管路阀门12的开闭来利用中压缸1的排汽来引射冷凝水，从而提高进入除氧器7中给水的品位，调控机组的运行负荷。

7、所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，低压加热器到除氧器管路阀门6可以控制进入低压加热器5冷凝水的流量，从而控制低压缸2的抽汽量来调控机组的运行负荷。

8、所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，喷射器11的动力蒸汽来源于汽轮机中压缸1的排汽，直接利用了排汽，减少进入低压缸2的蒸汽量，减少做功，从而实现运行负荷的调节。

9、所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，喷射器11能够利用多余的中压缸1排汽，并将品位提升后的冷凝水储存在储水罐14中，能够实现能量储存的功能，提高能量利用率。

10、所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统的调控方法，包括常规运行模式、升负荷运行模式和降负荷运行模式，具体如下：

11、常规运行模式：电厂机组常规运行时，动力蒸汽管路阀门12紧闭，通过凝结水泵到凝结水储水罐管路阀门8将一部分冷凝水储存在凝结水储水罐9中，在机组的常规运行过程中如果需要增加给水，需要打开引射冷凝水管路阀门10、调节阀13和水泵到除氧器管路阀门16，由于动力蒸汽管路阀门12紧闭，喷射器11相当于一条管路，凝结水储水罐9储存的冷凝水流向储水罐14，再由水泵15输送至除氧器7中；在机组的常规运行过程中如果需要减少给水，需要关闭水泵到除氧器管路阀门16，并且要打开除氧器到储水罐旁路阀门17，将多余的给水储存在储水罐14中；

12、升负荷运行模式：当机组的负荷需要升高时，切断低压缸(2)向低压加热器(5)的抽汽，使蒸汽继续留在低压缸2内继续做功，从而产生提升机组负荷的效果；同时可以打开凝结水泵到凝结水储水罐管路阀门8、引射冷凝水管路阀门10、动力蒸汽管路阀门12和调节阀13，喷射器11通过少量的中压缸1的排汽来引射大量的凝结水，提高进入储水罐14的给水温度，那么通过水泵15输送至除氧器7的给水温度升高可以减少中压缸1的排汽进入除氧器7中的流量，因此进入低压缸2的流量增加，从而产生提升机组负荷的效果；

13、降负荷运行模式：当机组的负荷需要降低时，首先通过增加低压加热器到除氧器管路阀门6的开度，增加凝结水进入低压加热器5的流量，从而引起低压加热器5管侧的水温降低，进而使低压加热器5内压减小；由于低压加热器5的内压与低压缸2的抽汽压力的差值变大，导致抽汽量增加，在低压缸2中做功的蒸汽减少，从而产生降低机组负荷的效果；同时可以关闭凝结水泵到凝结水储水罐管路阀门8和水泵到除氧器管路阀门16，打开引射冷凝水管路阀门10、动力蒸汽管路阀门12和调节阀13，直接抽取部分中压缸1的排汽来通过喷射器11引射凝结水储水罐9中的冷凝水，并将给水的品位升高后储存在储水罐14中，以便在负荷需要升高时提供品位高的给水，由于抽取了部分中压缸1的排汽，因此减少了进入低压缸2中做功的蒸汽流量，从而产生降低机组负荷的效果。

14、相比于现有的技术，本发明可以达到如下有益效果：

15、(1)利用凝结水冷凝系统耦合喷射器进行运行负荷调控，能够直接抽取中压缸排汽，提升负荷调控的响应效果。

16、(2)喷射器可以使用少量中压缸排汽来引射大量的凝结水，引射比很高，能够有效地提升给水的品位。

17、(3)在降负荷的过程中，喷射器可以利用多余的中压缸排汽来提升凝结水的品位，并将其储存在储水罐中，方便升负荷时使用，实现了余能的存储，避免了能量的浪费。

18、(4)储水罐能够直接调节通入除氧器中的给水量，实现给水量的调控，控制灵活。

技术特征：

1.一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，其特征在于：包括中压缸(1)、低压缸(2)、凝汽器(3)、凝结水泵(4)、低压加热器(5)、低压加热器到除氧器管路阀门(6)、除氧器(7)、凝结水泵到凝结水储水罐管路阀门(8)、凝结水储水罐(9)、引射冷凝水管路阀门(10)、喷射器(11)、动力蒸汽管路阀门(12)、调节阀(13)、储水罐(14)、水泵(15)、水泵到除氧器管路阀门(16)和除氧器到储水罐旁路阀门(17)；

2.如权利要求1所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，其特征在于：喷射器(11)的动力蒸汽来源于中压缸排汽，引射流体来源于凝结水。

3.如权利要求1所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，其特征在于：喷射器(11)能够通过动力蒸汽管路阀门(12)的开闭来利用中压缸(1)的排汽来引射冷凝水，从而提高进入除氧器(7)中给水的品位，调控机组的运行负荷。

4.如权利要求1所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，其特征在于：低压加热器到除氧器管路阀门(6)能够控制进入低压加热器(5)冷凝水的流量，从而控制低压缸(2)的抽汽量来调控机组的运行负荷。

5.如权利要求1所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，其特征在于：喷射器(11)的动力蒸汽来源于汽轮机的排汽，直接利用了排汽，减少进入低压缸2的蒸汽量，减少做功，从而实现运行负荷的调节。

6.如权利要求1所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统，其特征在于：喷射器(11)能够利用多余的中压缸(1)排汽，并将品位提升后的冷凝水储存在储水罐(14)中，能够实现能量储存的功能，提高能量利用率。

7.权利要求1至6任一项所述的一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统的调控方法，其特征在于：包括常规运行模式、升负荷运行模式和降负荷运行模式，具体如下：

技术总结
本发明公开了一种凝结水节流耦合喷射器的电厂运行负荷调控系统和调控方法，该系统在常规的凝结水节流系统调频下耦合了喷射器系统，当机组负荷需要升高时，减少进入低温加热器的凝结水，减小低压缸的抽汽，开启喷射器，以少量的中压缸排汽来提高进入除氧器循环水的品位；当机组负荷需要降低时，增加进入低温加热器的凝结水，增加低压缸的抽汽量，开启喷射器并且关闭与除氧器相接的阀门，利用部分中压缸排汽引射凝结水，将提升品位后的凝结水储存起来，在负荷需要升高时再输送进入除氧器。该系统能够利用凝结水系统和中压缸排汽来调节机组的运行负荷，同时能够在降负荷过程中将一部分能量储存起来，实现能量的有效利用。

技术研发人员：陈伟雄,侯昱衍,古真桢,王朝阳,王登亮,严俊杰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12