一种基于给水加热的深度调峰系统的制作方法

本发明涉及发电，尤其涉及一种基于给水加热的深度调峰系统。

背景技术：

1、目前，高参数、大容量、高效低碳的超(超)临界机组已成为火电厂新建机组选型的主流。对于超(超)临界机组，其容量主要以350mw、660mw、1000mw等级为主，亦有少量的1200mw、1350mw等级。

2、新能源装机容量和发电量再创新高，因新能源发电方式具有发电量的不确定性，传统火电机组尤其是燃煤火电机组，必须承担起基础保障电源和配合新能源发电的灵活性调峰电源的角色。

3、以某1000mw超(超)临界机组为例，该地区电网调度负荷范围为40％-100％tha，该机组负荷所对应锅炉设备的给水流量高于锅炉保持干态运行的最小流量，因此，在目前正常负荷调度范围内，锅炉始终保持干态运行而不存在干湿态转换过程。然而，随着新能源的迅速发展，目前该机组需深度调峰运行，且负荷调度下限需低至20％，该机组20％负荷所对应锅炉设备的给水流量已经低于锅炉保持干态运行的最小流量，锅炉将不得不需要转为湿态运行。因此，机组运行面临诸多问题，如深度调峰工况下，锅炉干态、湿态转换频繁，煤、水、风的控制非常困难，锅炉非停风险急剧增加；深度调峰工况下，因水冷壁入口给水欠焓增加，锅炉水冷壁水动力稳定性差，水冷壁超温爆管风险急剧增加；深度调峰工况下，省煤器出口烟温将低于常规脱硝催化剂正常投运的温度下限(如300℃)，脱硝系统将无法正常投运，预见nox排放将爆增且远远高于标准要求值(如排放指标由25mg/nm3爆增至200mg/nm3以上，远超标准值50mg/nm3)；锅炉湿态运行工况下，若锅炉水冷壁出口的汽水分离器中分离出来的水直接排向大气式扩容器，则造成大量工质及其能量损失，机组能耗将大幅上升、运行经济性大幅下降。因此，机组如何在深度调峰工况下维持锅炉干态运行，且保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定投入运行，成为亟需解决的问题。

4、因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于给水加热的深度调峰系统，实现机组于深度调峰工况下的锅炉干态运行、保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定投入运行。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在深度调峰工况下维持锅炉干态运行，且保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定投入运行。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于给水加热的深度调峰系统，其特征在于，包括除氧器、前置泵、给水泵、现有末级高压加热器、锅炉、主蒸汽节流组件、高压缸、抽汽隔离阀，除氧器出口的低压凝水依次经前置泵、给水泵增压后进入现有末级高压加热器中进行加热，加热后的给水进入锅炉中，依次被省煤器、水冷壁、过热器受热面加热，最终得到主蒸汽进入高压缸中作功；其中：

3、高压缸进汽管道上布置有高压缸进汽阀门组；

4、现有末级高加的进汽来源为高压缸的回热抽汽，所述现有末级高压加热器的进汽管道上布置有抽汽隔离阀；

5、从锅炉过热器出口至高压缸之间的主蒸汽管道中，设置减温模块，减温水进入减温模块，与进入减温模块中的主蒸汽进行混合，减温模块出口的蒸汽经管道接入现有末级高压加热器进汽管道中，接口位置位于现有末级高压加热器进汽管道中抽汽隔离阀的下游管道处，通过引入较所述现有末级高压加热器回热抽汽更高压力等级的蒸汽到所述现有末级高压加热器中，提高深度调峰工况下机组的入炉给水温度。

6、在本发明的较佳实施方式中，减温模块包括依次通过管道连接的隔离阀、减压阀和减温器。

7、在本发明的较佳实施方式中，较所述现有末级高压加热器回热抽汽更高压力等级的蒸汽是本机组主蒸汽或过热器蒸汽或非本机组蒸汽。

8、在本发明的较佳实施方式中，在所述减温器出口到所述末级高压加热器进汽口之间设置混合器，将减温器出口的蒸汽与现有末级高压加热器的回热抽汽或压力等级更低的蒸汽在混合器中进行混合，在满足混合器出口蒸汽压力高于现有末级高压加热器回热抽汽的前提下，混合后的蒸汽进入现有末级高压加热器中对给水进行加热。

9、在本发明的较佳实施方式中，增设换热器，所述换热器位于在所述高压缸出汽口抽汽管道的抽汽隔离阀后至所述现有末级高压加热器进汽口之间，以及在所述减温器出口到所述现有末级高压加热器进汽口之间。

10、在本发明的较佳实施方式中，在所述混合器出口至所述现有未级高压加热器进汽口之间设有换热器，在所述现有未级高压加热器进汽口设置换热器。

11、在本发明的较佳实施方式中，所述混合器为压力匹配器。

12、在本发明的较佳实施方式中，所述主蒸汽节流组件是高压缸进汽调门组或调节阀。

13、在本发明的较佳实施方式中，利用主蒸汽节流组件对主蒸汽进行节流，以维持一定的给水压力，将省煤器出口给水保持一定的过冷度。

14、在本发明的较佳实施方式中，利用在省煤器出口至高压缸进口的给水或蒸汽管路系统中设置节流组件，以维持一定的给水压力。

15、技术效果

16、基于给水加热的深度调峰系统针对机组现有末级高加及其抽汽，通过引入更高压力等级的蒸汽，替换现有末级高加的抽汽，同时维持一定的给水压力使得省煤器出口给水保持一定的过冷度，用以提高深度调峰工况下机组的入炉给水温度，进而提高省煤器入口水温、省煤器出口水温、提高省煤器出口烟温、降低水冷壁入口欠焓、缩短水冷壁中的热水段并保持水冷壁出口蒸汽具有一定的过热度，最终实现机组于深度调峰工况下的锅炉干态运行、保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定投入运行。

17、用以替换现有末级高加抽汽的更高压力等级的蒸汽，来源可以是：本机组或其他机组的主蒸汽、过热器系统内蒸汽，或前述蒸汽与其他相对低压力蒸汽(如机组回热抽汽、再热蒸汽等)的混合蒸汽。

18、同时，维持一定的给水压力，将省煤器出口给水保持一定的过冷度。

19、进一步地，随着省煤器出口水温的提高，水冷壁入口水温得到提高，进而降低了水冷壁入口欠焓，强化了水动力稳定性；

20、进一步地，随着水冷壁入口水温的提高，水冷壁出口蒸汽可保持一定的过热度，即实现锅炉干态运行。

21、本发明通过引入更高压力等级的蒸汽，替换现有末级高加的抽汽，用以提高深度调峰工况下机组的入炉给水温度，进而实现机组于深度调峰工况(如20％tha，甚至更低)下的锅炉干态运行、保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定投入运行，且避免锅炉、汽轮机热力系统的大规模改造，较好地适应机组响应电网深度调峰的宽负荷范围运行，同时提升机组运行经济性和灵活性。

22、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种基于给水加热的深度调峰系统，其特征在于，包括除氧器、前置泵、给水泵、现有末级高压加热器、锅炉、主蒸汽节流组件、高压缸、抽汽隔离阀，除氧器出口的低压凝水依次经前置泵、给水泵增压后进入现有末级高压加热器中进行加热，加热后的给水进入锅炉中，依次被省煤器、水冷壁、过热器受热面加热，最终得到主蒸汽进入高压缸中作功；其中：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述减温模块包括依次通过管道连接的隔离阀、减压阀和减温器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述较所述现有末级高压加热器回热抽汽更高压力等级的蒸汽是本机组主蒸汽或过热器蒸汽或非本机组蒸汽。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述减温器出口到所述末级高压加热器进汽口之间设置混合器，将减温器出口的蒸汽与现有末级高压加热器的回热抽汽或压力等级更低的蒸汽在混合器中进行混合，在满足混合器出口蒸汽压力高于现有末级高压加热器回热抽汽的前提下，混合后的蒸汽进入现有末级高压加热器中对给水进行加热。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，增设换热器，所述换热器位于在所述高压缸出汽口抽汽管道的抽汽隔离阀后至所述现有末级高压加热器进汽口之间，以及在所述减温器出口到所述现有末级高压加热器进汽口之间。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述混合器出口至所述现有未级高压加热器进汽口之间设有换热器，在所述现有未级高压加热器进汽口设置换热器。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述混合器为压力匹配器。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主蒸汽节流组件是高压缸进汽调门组或调节阀。

9.如权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，利用主蒸汽节流组件对主蒸汽进行节流，以维持一定的给水压力，将省煤器出口给水保持一定的过冷度。

10.如权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，利用在省煤器出口至高压缸进口的给水或蒸汽管路系统中设置节流组件，以维持一定的给水压力。

技术总结本发明公开了一种基于给水加热的深度调峰系统，涉及发电技术领域，具体地，针对机组现有末级高加及其抽汽，通过引入更高压力等级的蒸汽，替换现有末级高加的抽汽，同时维持一定的给水压力使得省煤器出口给水保持一定的过冷度，以提高深度调峰工况下机组的入炉给水温度，进而提高省煤器入口水温、省煤器出口水温、提高省煤器出口烟温、降低水冷壁入口欠焓、缩短水冷壁中的热水段并保持水冷壁出口蒸汽具有一定的过热度，最终实现机组于深度调峰工况下的锅炉干态运行、保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定投入运行。技术研发人员：张岭,杜洋洋,孙斌,奚英涛,韦康,包卫忠,汪晨,陈斌,张炜,唐桦受保护的技术使用者：上海外高桥第三发电有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/24