一种基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统的制作方法

1.本发明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间接空冷机组汽电双驱给水泵系统。


背景技术：

2.近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，在役及在建装机容量均已位居世界第一。风电和光伏等新能源为我们提供了大量清洁电力，但另一方面，其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看，我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求，部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。为挖掘火电机组调峰潜力、提升我国火电运行灵活性、提高新能源消纳能力，火电机组需要在宽负荷高频次的负荷变化的工况运行，电厂主要辅机设备例如水泵、风机等设备耗电率大幅提升，根据现场试验数据，当机组调峰至30％负荷时，厂用电率增加至10％左右，供电效率下降明显。
3.间接空冷系统以节水性能优良和系统调节灵活等优势，近年来已成为我国北方火电机组汽轮机排汽冷却的主流技术之一。间接空冷机组锅炉给水泵的驱动功率较高，是发电厂内的重要能量消费者。目前有很多间接空冷机组的锅炉给水泵采用汽电双驱，以降低厂用电率，提高机组的发电量，该驱动方式的系统复杂，给水泵的电机所发电能需要整流变压为50hz才能上网使用，且电动机驱动时，电动机不具备调速功能，需要额外的液力偶合器或者变频器来配合调速，以适应机组变工况运行，系统结构复杂，经济性差，可靠性差。因此汽电双驱给水泵的驱动方式及调速方式的合理性对于未来高频次宽负荷场景下机组频繁调节的运行经济性非常关键。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统，可以满足间冷机组汽电双驱锅炉给水泵所有工况的运行需求，降低厂用电率，提高间冷机组汽电双驱锅炉给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统，包括汽轮机、发电机、凝汽器、小汽轮机、汽电双驱给水泵、液力偶合器、双馈电机、循环水泵、钢结构间接空冷塔、分流冷却器和小循环水泵；
7.发电机与汽轮机同轴连接，双馈电机与小汽轮机同轴连接，并通过液力偶合器与汽电双驱给水泵连接；
8.汽轮机的第一抽汽出口连接至小汽轮机的蒸汽进口，小汽轮机的排汽出口和汽轮机的排汽出口连接至凝汽器的蒸汽进口，凝汽器的凝结水出口通过汽电双驱给水泵连接至锅炉；
9.钢结构间接空冷塔的循环水出口和分流冷却器的循环水出口连接至凝汽器的循环水进口，凝汽器的循环水出口分为两路，一路通过循环水泵连接至钢结构间接空冷塔的循环水进口，另一路通过小循环水泵连接至分流冷却器的循环水进口。
10.本发明进一步的改进在于，汽电双驱给水泵是基于双馈系统的汽电双驱，采用小汽轮机驱动，或者采用双馈电机驱动。
11.本发明进一步的改进在于，小汽轮机的蒸汽进口处设置有小机进汽调门，排汽出口处设置有小机排汽调门。
12.本发明进一步的改进在于，各工况下，小机进汽调门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足汽电双驱给水泵工作功耗的前提下，双馈电动机自动转变为发电机状态，将小汽轮机剩余功率转换为电能并并入厂用电系统，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50hz，无需变压，可直接上网。
13.本发明进一步的改进在于，汽电双驱给水泵的进出口处分别设置有给泵进水阀门和给泵出水阀门。
14.本发明进一步的改进在于，双馈电机能够在发电机状态运行，并输出恒定工频50hz的电能，或者在电动机状态运行，并根据汽电双驱给水泵的运行状态调整输出电流的频率，调节汽电双驱给水泵的转速。
15.本发明进一步的改进在于，当小汽轮机故障，双馈电机做电动机运行时，可以改变频率来调节汽电双驱给水泵转速，从而调节汽电双驱给水泵运行工况。
16.本发明进一步的改进在于，双馈电机电动机状态运行时，其调速范围是根据汽电双驱给水泵的实际运行需要的精确的转速范围设置的。
17.本发明进一步的改进在于，汽轮机和小汽轮机的排汽排至凝汽器冷却凝结后，经汽电双驱给水泵升压后去锅炉加热。
18.本发明进一步的改进在于，循环水在凝汽器中吸收乏汽的废热后，一部分经循环水泵输送至钢结构间接空冷塔与空气间接换热冷却，另一部分经小循环水泵输送至分流冷却器冷却，冷却后的循环水重新进入凝汽器继续冷却乏汽。
19.与现有技术相比，本发明是把给泵电机改为双馈电机，各工况下，小机进汽门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足给泵工作功耗后，双馈电机自动转为发电机状态，将小机剩余功率转换为电能，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50hz，可直接上网；当小机故障或出力不足，双馈电机为电动机状态，可以直接调节给泵转速。双馈电机调速范围根据给泵实际运行精确转速范围设置，避免裕量浪费，造价低。本发明的有益效果在于：
20.(1)可以简化现有间冷机组汽电双驱锅炉给水泵的驱动和调速系统，双馈发电机所发电能可以直接上网，无需变压或者整流；双馈电动机可以直接调节间冷机组汽电双驱锅炉给水泵的转速，省去了液力偶合器或者变频调节系统，操作简单。
21.(2)可以实现间冷机组锅炉给水泵在电动运行状态下的非变频简易精细化连续调速，调节效率高。
22.(3)该双馈系统的占地面积很小，且造价低，可靠性高。
23.(4)系统运行灵活，操作简单，可用性强。
附图说明
24.图1是本发明一种基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统示意图。
25.附图标记说明：
26.1、汽轮机，2、发电机，3、凝汽器，4、小机进汽调门，5、小汽轮机，6、小机排汽调门，7、给泵出水阀门，8、汽电双驱给水泵，9、给泵进水阀门，10、液力偶合器，11、双馈电机，12、循环水泵，13、钢结构间接空冷塔，14、分流冷却器。
具体实施方式
27.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。
28.实施示例1
29.某配置有汽电双驱给水泵的间接空冷机组，正常情况下，汽电双驱给水泵靠小汽轮机驱动，在满足汽电双驱给水泵运行需求的情况下，电机自动转为发电机运行，发出的电能需要整流变压后并入机组厂用电系统，系统复杂。小汽轮机故障时，由电动机驱动，通过液力偶合器或者变频器调节汽电双驱给水泵的转速。
30.现把间冷机组汽电双驱锅炉给水泵的电机改为双馈电机，各工况下，小机进汽门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足给泵工作功耗后，双馈电机自动转为发电机状态，将小机剩余功率转换为电能，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50hz，可直接上网；当小机故障或出力不足，双馈电机为电动机状态，可以直接调节给泵转速。双馈电机调速范围根据给泵实际运行精确转速范围设置，避免裕量浪费，造价低。基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统运行灵活，操作简单，可用性强，可靠性高。
31.基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统的运行方式。
32.1、当小汽轮机5有可靠汽源时，汽电双驱给水泵8靠小汽轮机5驱动，小机进汽调门4全开，降低进汽节流损失，提高小汽轮机5的内效率。在满足汽电双驱给水泵8工作功耗的前提下，双馈电机11自动转变为发电机状态，将小汽轮机5剩余功率转换为电能并并入厂用电系统，提高机组供电能力，双馈电机11所发电能为50hz，可直接上网。
33.2、当小汽轮机5无可靠汽源时，双馈电机11做电动机运行，汽电双驱给水泵8靠双馈电动机驱动，双馈电动机可以直接调节汽电双驱给水泵8的转速，调节汽电双驱给水泵8运行工况。
34.通过基于双馈系统的间接空冷机组汽电双驱给水泵系统实施，可以满足给泵所有运行需求，提高给泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节安全性，节能潜力巨大。