一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统及运行方法

本发明涉及电厂领域，特别是涉及一种电厂用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统及运行方法。

背景技术：

1、随着可再生能源发电的持续稳定发展，可再生能源发电的比例也在不断增加，但是由于可再生能源的间歇性和不稳定性，将可再生能源发电并入电网给电网的稳定性带来威胁，因此有必要利用负荷可控的燃煤机组进行深度调峰以提高电网的稳定性，但是在在深度调峰的过程中，由于机组的运行工况明显偏离设计工况，导致发电效率显著降低，全厂经济性显著下降。目前的机组在低负荷运行时，一般采用降低蒸汽压力和蒸汽流量的滑压运行方式来降低负荷，导致汽轮机的效率明显降低，增加了机组的热耗率。因此，如何解决低负荷时机组效率明显降低的问题，是提高机组热经济性的重要途经。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统及运行方法，通过在中压缸前配置前置汽轮机，降低了机组在低负荷时由于再热蒸汽压力偏离最佳值而导致的热耗率的增加，提高了机组低负荷运行时的经济性和灵活性；同时前置汽轮机系统还可作为蒸汽旁路，防止高负荷时再热蒸汽超温，提高了机组在高负荷运行时的安全性。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于深度调峰的的前置汽轮机系统，

4、在中压缸3前配置前置汽轮机21，前置汽轮机21与汽轮机中压缸进汽调节阀20并联，且前置汽轮机21的进口和出口分别配置有前置汽轮机进口阀22和前置汽轮机出口阀23，前置汽轮机21的轴与发电机ⅱ6相连接。

5、所述的一种用于深度调峰的前置汽轮机系统，中压缸3的设计蒸汽流量为锅炉1在额定工况的再热蒸汽流量，设计蒸汽压力为锅炉1在额定工况的再热蒸汽压力，设计蒸汽温度为锅炉1在额定工况的再热蒸汽温度，前置汽轮机21的设计蒸汽流量为锅炉1在额定工况的再热蒸汽流量的50％，设计压力为前置汽轮机达到设计工况时的最佳再热蒸汽压力，范围为主蒸汽压力的20％～30％，即prh＝(0.2～0.3)p0,设计温度为锅炉1在额定工况的再热蒸汽温度。

6、所述的一种用于深度调峰的前置汽轮机系统，在机组负荷高于90％时，开启前置汽轮机进口阀22和前置汽轮机出口阀23，利用蒸汽对前置汽轮机21进行冷却，并通过调节汽轮机高压缸进汽调节阀19，控制机组负荷；在机组负荷为50％～90％时，启动发电机ⅱ6，通过调节前置汽轮机进口阀22和汽轮机中压缸进汽调节阀20，控制前置汽轮机21的进口蒸汽压力为当前负荷下的最佳再热压力，并通过调节汽轮机高压缸进汽调节阀19，控制机组负荷；在机组负荷低于50％时，关闭汽轮机中压缸进汽调节阀20，再热蒸汽全部进入前置汽轮机21中，通过调整前置汽轮机进口阀22控制机组负荷。

7、优选的，开启前置汽轮机进口阀22和中压缸进汽调节阀20控制前置汽轮机21的进口蒸汽压力为机组不同负荷下的最佳再热蒸汽压力，再热蒸汽温度控制在540℃～566℃之间。

8、优选的，控制前置汽轮机21入口处的再热蒸汽压力最低为2mpa，锅炉内再热器内蓄热量增加，当机组需要升负荷时，可以减少提高蒸汽压力所消耗的时间，提高升负荷速率。

9、优选的，当机组负荷高于90％时，锅炉内再热器出口蒸汽压力较高，此时如果将前置汽轮机进口阀22和前置汽轮机出口阀23完全打开，可以快速降低再热器出口蒸汽压力，从而快速降低再热器出口蒸汽温度，防止再热蒸汽超温，提高机组安全性。

10、和现有技术相比，本技术的优势为：

11、(1)在深度调峰时，通过使用前置汽轮机提高了再热蒸汽压力，使再热蒸汽的压力维持在不同负荷下的最佳值，提高了中低压缸运行效率，显著减少了机组低负荷运行时由于再热蒸汽压力降低导致热耗率提高的问题。

12、(2)在深度调峰时，由于再热蒸汽压力的提高，锅炉内部再热器的蓄热量增加，当机组升负荷时可以快速将再热蒸汽的压力和温度提升到设定值，使机组灵活性进一步提高。

13、(3)在高负荷运行时，由于再热蒸汽压力较高，容易发生超温现象。此时打开前置汽轮机旁路，可以快速降低再热蒸汽压力，从而降低再热蒸汽温度，防止超温，提高机组的安全性。

技术特征：

1.一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统，其特征在于，在中压缸(3)前配置前置汽轮机(21)，前置汽轮机(21)与汽轮机中压缸进汽调节阀(20)并联，且前置汽轮机(21)的进口和出口分别配置有前置汽轮机进口阀(22)和前置汽轮机出口阀(23)，前置汽轮机(21)的轴与发电机ⅱ(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统，其特征在于，中压缸(3)的设计蒸汽流量为锅炉(1)在额定工况的再热蒸汽流量，设计蒸汽压力为锅炉(1)在额定工况的再热蒸汽压力，设计蒸汽温度为锅炉(1)在额定工况的再热蒸汽温度，前置汽轮机(21)的设计蒸汽流量为锅炉(1)在额定工况的再热蒸汽流量的50％，设计压力为前置汽轮机达到设计工况时的最佳再热蒸汽压力，范围为主蒸汽压力p0的20％～30％，即prh＝(0.2～0.3)p0,设计温度为锅炉(1)在额定工况的再热蒸汽温度。

3.权利要求1或2所述的一种深度调峰的中压缸前置汽轮机系统的运行方法，其特征在于，在机组负荷高于90％时，开启前置汽轮机进口阀(22)和前置汽轮机出口阀(23)，利用蒸汽对前置汽轮机(21)进行冷却，并通过调节汽轮机高压缸进汽调节阀(19)控制机组负荷；在机组负荷为50％～90％时，启动发电机ⅱ(6)，通过调节前置汽轮机进口阀(22)和中压缸进汽调节阀(20)，控制前置汽轮机(21)的进口蒸汽压力为当前负荷下的最佳再热压力，并通过调节高压缸进汽调节阀(19)，控制机组负荷；在机组负荷低于50％时，关闭汽轮机中压缸进汽调节阀(20)，再热蒸汽全部进入前置汽轮机(21)中，通过调整前置汽轮机进口阀(22)控制机组负荷。

4.根据权利要求3所述的一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统的运行方法，其特征在于，开启前置汽轮机进口阀(22)和中压缸进汽调节阀(20)控制前置汽轮机(21)的进口蒸汽压力为不同负荷下的最佳再热蒸汽压力，再热蒸汽温度控制在540℃～566℃之间。

5.根据权利要求3所述的一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统的运行方法，其特征在于，当前置汽轮机(21)运行时，再热蒸汽压力最低为2mpa，锅炉内再热器内蓄热量增加，当机组需要升负荷时，减少提高蒸汽压力所消耗的时间，提高升负荷速率。

6.根据权利要求1所述的一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统的运行方法，其特征在于，当机组负荷高于90％时，锅炉内再热器出口蒸汽压力高，此时如果将前置汽轮机进口阀(22)和前置汽轮机出口阀(23)完全打开，能够快速降低再热器出口蒸汽压力，从而快速降低再热器出口蒸汽温度，防止再热蒸汽超温，提高机组安全性。

技术总结本发明公开了一种用于深度调峰的中压缸前置汽轮机系统及运行方法，涉及电厂领域，主要用于解决电厂在深度调峰过程中热耗率明显增加的问题；该系统主要包括中压缸前置汽轮机、中压缸前置汽轮机进口阀、中压缸前置汽轮机出口阀和发电机等设备；通过在原有中压缸前配置前置汽轮机和发电机，提高了锅炉出口的再热蒸汽压力，使再热蒸汽压力达到不同负荷下的最佳值，实现了汽轮机组在低负荷时高效运行和灵活性提升的效果；在高负荷运行时，通过开启前置汽轮机旁路可以快速降低再热蒸汽温度，防止再热蒸汽超温，实现汽轮机组在高负荷时的安全运行。本发明可以减少机组运行在低负荷时，由于再热蒸汽压力的降低导致的机组热耗率增加的问题，提升了机组的调峰性能。技术研发人员：刘继平,孙渤,邹青荣,赵永亮,张顺奇,张鹏威,梁秀进受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11