一种基于双馈系统的间接空冷机组电动前置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电动前置给水泵系统。


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。间接空冷机组锅炉电动前置给水泵的驱动功率较高，是发电厂内的重要电能消费者。目前，间接空冷机组的电动前置给水泵多采用定速运行，在机组变工况下，电动前置给水泵的运行效率低，经济性差，在未来高频次宽负荷的应用场景下，难以满足间接空冷机组频繁调节的运行需求。电动前置给水泵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间接空冷机组运行的经济性非常关键。


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电动前置给水泵系统，可以满足电动前置给水泵所有工况的运行需求，降低厂用电率，提高电动前置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电动前置给水泵系统，包括汽轮机、发电机、凝汽器、小汽轮机、给水泵、电动前置给水泵、双馈电动机、钢结构间接空冷塔和循环水泵；
7.发电机与汽轮机同轴连接，小汽轮机与给水泵同轴连接，双馈电动机与电动前置给水泵同轴连接；汽轮机的排汽出口连接至凝汽器的蒸汽进口，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连接至凝汽器的蒸汽进口，凝汽器的凝结水出口通过电动前置给水泵连接至给水泵的进口，给水泵的出口连接至加热系统；
8.钢结构间接空冷塔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通过循环水泵连接至钢结构间接空冷塔的循环水进口。
9.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汽轮机进汽调门；
10.小汽轮机的排汽出口处设置有小汽轮机排汽调门。
11.本发明进一步的改进在于，给水泵的进出口处分别设置有给水泵进水阀门和给水
泵出水阀门。
12.本发明进一步的改进在于，电动前置给水泵的进出口处分别设置有前置给水泵进水阀门和前置给水泵出水阀门。
13.本发明进一步的改进在于，凝汽器的循环水进出口处分别设置有凝汽器进水阀门和凝汽器出水阀门。
14.本发明进一步的改进在于，循环水泵的进出口处分别设置有循环水泵进水阀门和循环水泵出水阀门。
15.本发明进一步的改进在于，在满足给水泵安全运行需要的情况下，通过双馈电动机调节电动前置给水泵的转速，调节电动前置给水泵运行工况。
16.本发明进一步的改进在于，电动前置给水泵的驱动方式为基于双馈系统的电力驱动，当双馈电动机的调速功能故障时，双馈电动机工频运行，电动前置给水泵暂时定速运行。
17.本发明进一步的改进在于，双馈电动机的调速范围是根据电动前置给水泵的实际运行需要的精确的转速范围设置的。
18.本发明进一步的改进在于，汽轮机的排汽至凝汽器冷却凝结后，经电动前置给水泵和给水泵升压后去加热系统加热；
19.在凝汽器中吸热的循环水经循环水泵输送入钢结构间接空冷塔与空气间接换热冷却后，重新进入凝汽器冷却汽轮机和小汽轮机的排汽。
20.与现有技术相比，本发明是把间接空冷机组的电动前置给水泵的电动机改为双馈电动机，当机组工况变化的时候，在满足给水泵安全运行需要的情况下，通过双馈电动机调节电动前置给水泵的转速，调节电动前置给水泵运行工况；当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机工频运行，电动前置给水泵暂时定速运行。双馈电动机的调速范围根据电动前置给水泵实际运行需要的精确转速范围设置，而不是0
‑
100％，避免调节裕量浪费，且造价低。本发明的有益效果在于：
21.(1)可以满足间接空冷机组锅炉电动前置给水泵所有运行状态，提高电动前置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。
22.(2)双馈电动机可以直接调节间接空冷机组锅炉电动前置给水泵的转速，可以实现间接空冷机组锅炉电动前置给水泵的非变频简易精细化连续调速，省去了液力偶合器或者变频调节系统，调节效率高。
23.(3)相比于液力偶合器调节或者变频调节，该双馈系统的占地面积很小，且造价低，可靠性高。
24.(4)系统运行灵活，操作简单，可用性强。
附图说明
25.图1是本发明一种基于双馈系统的间接空冷机组电动前置给水泵系统示意图。
26.附图标记说明：
27.1、汽轮机，2、发电机，3、凝汽器，4、小汽轮机进汽调门，5、小汽轮机，6、小汽轮机排汽调门，7、给水泵出水阀门，8、给水泵，9、给水泵进水阀门，10、前置给水泵出水阀门，11、电动前置给水泵，12、前置给水泵进水阀门，13、双馈电动机，14、汽轮机进汽调门，15、凝汽器
进水阀门，16、凝汽器出水阀门，17、钢结构间接空冷塔，18、循环水泵进水阀门，19、循环水泵，20、循环水泵出水阀门。
具体实施方式
28.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。
29.如图1所示，本发明提供的一种基于双馈系统的间接空冷机组电动前置给水泵系统，包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3、小汽轮机5、给水泵8、电动前置给水泵11、双馈电动机13、钢结构间接空冷塔17和循环水泵19；发电机2与汽轮机1同轴连接，小汽轮机5与给水泵8同轴连接，双馈电动机13与电动前置给水泵11同轴连接；汽轮机1的排汽出口连接至凝汽器3的蒸汽进口，汽轮机1的第一抽汽出口连接至小汽轮机5的蒸汽进口，小汽轮机5的排汽出口连接至凝汽器3的蒸汽进口，凝汽器3的凝结水出口通过电动前置给水泵11连接至给水泵8的进口，给水泵8的出口连接至加热系统；钢结构间接空冷塔17的循环水出口连接至凝汽器3的循环水进口，凝汽器3的循环水出口通过循环水泵19连接至钢结构间接空冷塔17的循环水进口。
30.其中，小汽轮机5的蒸汽进口处设置有小汽轮机进汽调门4；小汽轮机5的排汽出口处设置有小汽轮机排汽调门6。给水泵8的进出口处分别设置有给水泵进水阀门9和给水泵出水阀门7。电动前置给水泵11的进出口处分别设置有前置给水泵进水阀门12和前置给水泵出水阀门10。凝汽器3的循环水进出口处分别设置有凝汽器进水阀门15和凝汽器出水阀门16。循环水泵19的进出口处分别设置有循环水泵进水阀门18和循环水泵出水阀门20。
31.实施示例1
32.某配置有电动前置给水泵的间接空冷机组，电动前置给水泵靠电动机驱动，定速运行，在频繁调节的应用背景下，严重影响了机组的经济运行。现把电动前置给水泵的电动机改为双馈电动机，当机组工况变化的时候，在满足给水泵安全运行需要的情况下，通过双馈电动机调节电动前置给水泵的转速，调节电动前置给水泵运行工况；当双馈电动机调速功能故障时，双馈电动机工频运行，电动前置给水泵暂时定速运行。双馈电动机的调速范围根据电动前置给水泵实际运行需要的精确转速范围设置，而不是0
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100％，避免调节裕量浪费，且造价低。
33.基于双馈系统的间接空冷机组电动前置给水泵系统运行灵活，操作简单，可用性强，可靠性高。
34.基于双馈系统的间接空冷机组电动前置给水泵系统的运行方式。
35.1、当双馈系统的调速功能正常时，机组在变工况下运行，在满足给水泵8安全运行需要的情况下，通过双馈电动机13调节电动前置给水泵11的转速，调节电动前置给水泵11运行工况。
36.2、当双馈系统的调速功能故障时，双馈电动机13工频运行，电动前置给水泵11暂时定速运行。
37.通过基于双馈系统的间接空冷机组电动前置给水泵系统实施，可以满足电动前置给水泵所有运行需求，提高电动前置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。