射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统的制作方法

本发明涉及火力发电，尤其涉及一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统。

背景技术：

1、近年来，随着新能源装机容量规模的不断扩大，电力系统所面临的调频任务也日益繁重，电网频率的稳定是保障电网运行稳定的重要方面。在电力事业未来的发展中，燃煤火电机组的地位仍然不能完全被新能源替代，其将是承担电网调频调峰任务的主体。因此，通过火电机组系统改造和控制方案优化来维持电网频率稳定，将成为电力系统电源侧、电网侧负荷频率控制的一项重要任务。

2、目前，电力系统的一次调频是通过电网机组负荷的快速调整以达到电网频率发生变化时保持电网频率的稳定。但火电机组一次调频控制是一项综合性的控制过程，涉及的技术指标较多，只有与各方面做到有效协调，才能够达到理想的效果。相关技术中，汽轮机主调节阀预节流可以实现机组调峰调频，但在调节过程中会降低机组运行的经济性，且节流时间受到限制。

3、因此，目前亟待需要提供一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统，不仅可以保证电网的频率稳定，还能够降低机组的节流损失，保证机组的经济性和安全性。

2、第一方面，本发明一个实施例提供了一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统，包括：

3、锅炉、汽轮机高压缸、除氧器、主给水回路、主给水支路和射汽回路；

4、所述锅炉的主汽出口和所述汽轮机高压缸的入口通过主蒸汽管路连接，所述主蒸汽管路上设置有主调节阀；所述汽轮机高压缸的再热蒸汽出口通过再热管路与所述锅炉的再热器入口连接；所述主给水回路上沿主给水流动方向依次设置有给水泵、第一气动调节阀和多个高压加热器；所述给水泵与所述除氧器连接，每个所述高压加热器均与所述汽轮机高压缸通过抽汽管路连接；所述主给水支路上沿主给水流动方向依次设置有第二气动调节阀和混合式加热器，所述第二气动调节阀与所述给水泵连接；所述主给水回路的出口和所述主给水支路的出口与所述锅炉的给水入口连接；

5、所述射汽回路沿汽体流动方向依次设置有第三气动调节阀、蒸汽储罐、第四气动调节阀和射汽抽汽器；所述第三气动调节阀与所述主蒸汽管路连接，所述射汽抽汽器的出口与所述混合式加热器的蒸汽入口通过排汽管路连接，所述射汽抽汽器的入口与所述再热管路通过再热支路连接；所述蒸汽储罐用于存储火电机组低负荷运行时过剩的主蒸汽，并在调频时为所述射汽抽汽器提供蒸汽；

6、当机组处于调峰状态时，通过调整所述第三气动调节阀和所述主调节阀的开度，以满足调峰要求；

7、当电网的实际频率偏离标准频率时，通过调整所述第一气动调节阀、所述第二气动调节阀、所述第三气动调节阀和所述第四气动调节阀的开度，以维持电网频率的稳定。

8、在一种可能的设计中，沿主给水流动方向，最后一个高压加热器的出口管路上设置有第一温度传感器；所述混合式加热器的出口管路上设置有第二温度传感器；所述锅炉的主给水入口管路上设置有流量传感器；所述主调节阀和所述锅炉之间的主蒸汽管路上设置有压力传感器；

9、所述第一气动调节阀的开度是基于机组的频差测量值、机组功率设定值和机组实发功率测量值来进行调节的；

10、所述第二气动调节阀的开度是基于所述第一气动调节阀的开度、机组给水系统的控制偏差、所述给水泵的输出指令和所述流量传感器测得的锅炉总给水流量来进行调节的；

11、所述第三气动调节阀的开度是基于所述主调节阀的开度、机组功率测量值和所述压力传感器测得的汽轮机主汽门前的压力测量值来进行调节的；

12、所述第四气动调节阀的开度是基于所述第二气动调节阀的开度、所述第一温度传感器测得的高压加热器出口的给水温度、所述第二温度传感器测得的所述混合式加热器出口的给水温度来进行调节的；

13、所述主调节阀的开度是基于常规策略进行调整的。

14、第二方面，本发明一个实施例还提供了一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频方法，应用于上述设计中的调峰调频系统，所述方法包括：

15、当机组处于调峰状态时，基于所述主调节阀的开度、机组功率测量值和所述压力传感器测得的汽轮机主汽门前的压力测量值，调节第三气动调节阀的开度，并基于常规策略调整所述主调节阀的开度，以满足调峰要求；

16、当电网的实际频率偏离标准频率时，通过执行如下操作来维持电网频率的稳定：

17、基于机组的频差测量值、机组功率设定值和机组实发功率测量值，调节第一气动调节阀的开度；

18、基于所述第一气动调节阀的开度、机组给水系统的控制偏差、所述给水泵的输出指令和所述流量传感器测得的锅炉总给水流量，调节第二气动调节阀的开度；

19、基于所述主调节阀的开度、机组功率测量值和所述压力传感器测得的汽轮机主汽门前的压力测量值，调节第三气动调节阀的开度；

20、基于所述第二气动调节阀的开度、所述第一温度传感器测得的高压加热器出口的给水温度、所述第二温度传感器测得的所述混合式加热器出口的给水温度，调节第四气动调节阀的开度。

21、根据本发明实施例提供的一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统。通过设置蒸汽储罐和射汽抽汽器，在低负荷时，通过调节蒸汽储罐入口的第三气动调节阀的开度，可以控制机组主调节阀前的主蒸汽压力，保证机组的稳定运行，同时将锅炉侧过剩的主蒸汽储存在蒸汽储罐内，以保证锅炉在最低稳燃负荷之上工作，保证机组安全稳定运行。在机组调频时，蒸汽储罐为射汽抽汽器提供蒸汽。具体地，通过调节蒸汽储罐出口的第三气动调节阀的开度，可以调节主给水支路的给水温度，从而保证主给水支路与主给水回路的给水品质；通过调节主给水回路上第一气动调节阀的开度，可以保证进入高压加热器的给水量，从而调节机组高压加热器的抽汽量，实现机组的一次调频；通过调节主给水支路上第二气动调节阀的开度，保证锅炉所需的主给水流量，进而保证整个机组的稳定运行。由此可见，本方案，不仅可以保证电网的频率稳定，还能够降低机组的节流损失，保证机组的经济性和安全性。

技术特征：

1.一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统，其特征在于，包括：锅炉(1)、汽轮机高压缸(2)、除氧器(3)、主给水回路(4)、主给水支路(5)和射汽回路(6)；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，沿主给水流动方向，最后一个高压加热器(43)的出口管路上设置有第一温度传感器(44)；所述混合式加热器(52)的出口管路上设置有第二温度传感器(53)；所述锅炉(1)的主给水入口管路上设置有流量传感器(45)；所述主调节阀(13)和所述锅炉(1)之间的主蒸汽管路(11)上设置有压力传感器(12)；

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一气动调节阀(42)的开度是通过如下方式进行调节的：

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二气动调节阀(51)的开度是通过如下方式进行调节的：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述基于所述给水泵(41)的输出指令、所述机组给水系统的控制偏差和预设的第一输入信号，计算所述第二气动调节阀(51)的流量控制设定值，是通过如下公式计算得到的：

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第三气动调节阀(61)的开度是通过如下方式进行调节的：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基于所述机组功率测量值，计算与该机组功率测量值对应的主调节阀(13)前的蒸汽压力值，是通过如下公式计算得到的：

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第四气动调节阀(63)的开度是通过如下方式进行调节的：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述基于高压加热器(43)出口的给水温度设定值、所述第二气动调节阀(51)的开度和所述第二给水温度，计算所述第四气动调节阀(63)的第二调节量，是通过如下公式计算得到的：

10.一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频方法，其特征在于，应用于如权利要求2-9任一项所述的调峰调频系统，所述方法包括：

技术总结本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种射汽抽汽器与高压加热器耦合的火电机组调峰调频系统。系统包括：锅炉、汽轮机高压缸、除氧器、主给水回路、主给水支路和射汽回路；主给水回路沿给水流动方向依次设置有给水泵、第一气动调节阀和多个高压加热器；主给水支路沿给水流动方向依次设置有第二气动调节阀和混合式加热器；射汽回路沿汽体流动方向依次设置有第三气动调节阀、蒸汽储罐、第四气动调节阀和射汽抽汽器；当电网的实际频率偏离标准频率时，通过调整第一气动调节阀、第二气动调节阀、第三气动调节阀和第四气动调节阀的开度，以维持电网频率的稳定。本方案，可以保证电网的频率稳定，降低机组的节流损失，保证机组的经济性和安全性。技术研发人员：刘新龙,倪煜,张力,李德波,刘增辉,刘涛,许一博,许凌爽,孙衍谦,唐诗洁受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/4