一种基于给水补充加热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补充加热深度调峰系统。

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、

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，目前该地区电网已通知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。

4、对于需参与深度调峰运行(如负荷变化范围为20％-100％tha，其中，深度调峰负荷范围20％-30％tha，甚至更低)的超(超)临界机组，将面临以下问题：

5、(1)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。

6、(2)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。

7、(3)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)。

8、(4)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。

9、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。

10、因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于给水补充加热深度调峰系统。

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。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于给水补充加热深度调峰系统，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，其中，所述除氧器、前置泵、给水泵通过管道依次相连接，所述给水泵给水出口与所述现有末级高压加热器给水入口通过管道相连接，所述现有末级高压加热器给水出口与所述锅炉给水入口通过管道相连接，所述锅炉出汽口与所述高压缸进汽口通过管道相连接，所述高压缸抽汽口与所述现有末级高压加热器进汽口通过管道相连接，所述锅炉包括省煤器、水冷壁、过热器，所述省煤器、水冷壁、过热器通过管道依次相连接，所述主蒸汽节流组件设置在所述高压缸进汽管道上，所述抽汽隔离阀设置在所述高压缸抽汽管道上，还包括新增末级高压加热器，所述新增末级高压加热器设置于所述锅炉给水入口与所述现有末级高压加热器给水出口之间，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新增末级高压加热器中，以实现给水的补充加热，同时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，使得省煤器出口给水保持一定的过冷度。

3、进一步地，还包括减温模块，所述减温模块包括隔离阀、减压阀和减温器，所述隔离阀、减压阀和减温器通过管道依次相连接，所述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经过所述减温模块后进入所述新增末级高压加热器中对给水进行补充加热。

4、进一步地，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。

5、进一步地，所述过热器蒸汽是过热器中间联箱蒸汽，所述非本机组蒸汽是主蒸汽、再热蒸汽或过热蒸汽或回热抽汽。

6、进一步地，在所述在减温器出口到所述新增末级高压加热器进汽口之间设有混合器，同时，在所述高压缸抽汽管道的抽汽隔离阀后通过抽取管道将所述高压缸抽汽管道连接至所述混合器或将压力等级更低蒸汽的管道连接至所述混合器，所述压力等级更低蒸汽是非本机组主蒸汽、再热蒸汽或过热蒸汽或回热抽汽。

7、进一步地，所述混合器是压力匹配器。

8、进一步地，在所述高压缸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设有换热器，在所述减温器出口到所述新增末级高压加热器进汽口之间设有换热器。

9、进一步地，在所述混合器出口至所述新增末级高压加热器进汽口之间设有换热器，在所述现有末级高压加热器进汽口设有换热器。

10、进一步地，所述主蒸汽节流组件是高压缸进汽阀门组或调节阀。

11、进一步地，机组运行时，所述减温器出口蒸汽的压力相对高于所述现有末级高压加热器的回热抽汽。

12、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

13、本发明在现有末级高加的出口，新增末级高加，通过引入较末级高加回热抽汽更高压力等级的蒸汽至新增末级高加中，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。

14、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：

1.一种基于给水补充加热深度调峰系统，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，其中，所述除氧器、前置泵、给水泵通过管道依次相连接，所述给水泵给水出口与所述现有末级高压加热器给水入口通过管道相连接，所述现有末级高压加热器给水出口与所述锅炉给水入口通过管道相连接，所述锅炉出汽口与所述高压缸进汽口通过管道相连接，所述高压缸抽汽口与所述现有末级高压加热器进汽口通过管道相连接，所述锅炉包括省煤器、水冷壁、过热器，所述省煤器、水冷壁、过热器通过管道依次相连接，所述主蒸汽节流组件设置在所述高压缸进汽管道上，所述抽汽隔离阀设置在所述高压缸抽汽管道上，其特征在于，还包括新增末级高压加热器，所述新增末级高压加热器设置于所述锅炉给水入口与所述现有末级高压加热器给水出口之间，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新增末级高压加热器中，以实现给水的补充加热，同时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，使得省煤器出口给水保持一定的过冷度。

2.如权利要求1所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，还包括减温模块，所述减温模块包括隔离阀、减压阀和减温器，所述隔离阀、减压阀和减温器通过管道依次相连接，所述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经过所述减温模块后进入所述新增末级高压加热器中对给水进行补充加热。

3.如权利要求2所述基于给水补充加热深度调峰系统，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3所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，所述过热器蒸汽是过热器中间联箱蒸汽，所述非本机组蒸汽是主蒸汽、再热蒸汽或过热蒸汽或回热抽汽。

5.如权利要求4所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，在所述在减温器出口到所述新增末级高压加热器进汽口之间设有混合器，同时，在所述高压缸抽汽管道的抽汽隔离阀后通过抽取管道将所述高压缸抽汽管道连接至所述混合器或将压力等级更低蒸汽的管道连接至所述混合器，所述压力等级更低蒸汽是非本机组主蒸汽、再热蒸汽或过热蒸汽或回热抽汽。

6.如权利要求5所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，所述混合器是压力匹配器。

7.如权利要求4所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，在所述高压缸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设有换热器，在所述减温器出口到所述新增末级高压加热器进汽口之间设有换热器。

8.如权利要求6所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，在所述混合器出口至所述新增末级高压加热器进汽口之间设有换热器，在所述现有末级高压加热器进汽口设有换热器。

9.如权利要求1-8任一项所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，所述主蒸汽节流组件是高压缸进汽阀门组或调节阀。

10.如权利要求1-8任一项所述基于给水补充加热深度调峰系统，其特征在于，机组运行时，所述减温器出口蒸汽的压力相对高于所述现有末级高压加热器的回热抽汽。

技术总结本发明公开了一种基于给水补充加热深度调峰系统，涉及发电技术领域，包括除氧器、前置泵、给水泵、现有末级高压加热器、新增末级高压加热器、锅炉、主蒸汽节流组件、高压缸、抽汽隔离阀，上述各部分通过管道依次相连接，所述新增末级高压加热器设置于所述锅炉给水入口与所述现有末级高压加热器给水出口之间，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新增末级高压加热器中，以实现给水的补充加热。本发明能够实现机组在深度调峰工况下锅炉干态运行、保持水动力稳定性、脱硝系统持续稳定运行，避免锅炉、汽轮机热力系统大规模改造，较好地适应机组响应电网深度调峰宽负荷范围运行，提升机组运行经济性和灵活性。技术研发人员：张岭,杜洋洋,孙斌,韦康,奚英涛,包卫忠,唐桦,张炜,陈斌,汪晨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