燃煤机组发电系统的制作方法

1.本公开涉及燃煤发电技术领域，具体地，涉及一种燃煤机组发电系统。


背景技术：

[0002][0003]
燃煤火力发电仍承担主要的电力生产供应任务，相关技术中，燃煤机组的发电量的调峰幅度不能过大，否则严重影响锅炉和汽轮机组的工作效率。同时调节燃煤机组发电功率主要是通过改变汽轮机组的进汽参数，而参数改变的幅度过大也会影响锅炉燃煤利用效率以及汽轮机组的安全性，并且由于燃煤锅炉改变参数的滞后性，也会导致调峰响应不及时，燃煤机组整体灵活性较低。


技术实现要素：

[0004]
本公开的目的是提供一种燃煤机组发电系统，该发电系统能够降低由于电网波动对燃煤机组的锅炉燃煤利用效率造成的影响，同时能够提升燃煤机组的响应时间，使得燃煤机组应对电网调峰需求的灵活性以及及时性均有效地提升，并实现了对燃煤机组能量的梯级利用。
[0005]
为了实现上述目的，本公开提供一种燃煤机组发电系统，包括：锅炉本体，内部设置有过热器、再热器以及省煤器；主汽轮机组，包括高压缸、中压缸以及与所述中压缸连通的低压缸，所述高压缸的进汽口通过第一供汽管道连通于所述过热器的出汽口，所述高压缸的出汽口通过第一回汽管道连通于所述再热器的进汽口，所述中压缸的进汽口通过第二供汽管道连通于所述再热器的出汽口，所述低压缸的出汽口通过第二回汽管道连通于所述省煤器的进汽口；蒸汽储存装置，包括高压蓄汽罐和中压蓄汽罐，所述高压蓄汽罐的进汽口通过第三供汽管道旁接于所述第一供汽管道，所述中压蓄汽罐的进汽口通过第四供汽管道旁接于所述第二供汽管道；以及辅助汽轮机组，所述辅助汽轮机组的进汽口分别连通于所述高压蓄汽罐和所述中压蓄汽罐的出汽口。
[0006]
可选地，所述发电系统还包括回热汽轮机，所述回热汽轮机的进汽口通过第五供汽管道连通于所述高压缸的出汽口；所述蒸汽储存装置还包括通过第六供汽管道旁接于所述第五供汽管道的回热蓄汽罐，所述回热蓄汽罐的出汽口连通于所述辅助汽轮机组的进汽口。
[0007]
可选地，所述第二回汽管道上沿凝结水的流动方向依次串联连通的凝汽器、低压加热器、除氧器以及高压加热器，所述低压加热器和所述高压加热器的热源为所述高压缸、所述中压缸以及所述低压缸处的抽汽。
[0008]
可选地，所述辅助汽轮机组的出汽口通过第三回汽管道连通于所述第二回汽管道，并且所述第三回汽管道与所述第二回汽管道的连接处位于所述凝汽器的上游。
[0009]
可选地，所述高压缸与所述中压缸同轴布置并带动第一发电机发电，所述回热汽轮机与所述低压缸同轴布置并带动第二发电机发电，并且所述高压缸与所述中压缸的距离
地面的高度高于所述回热汽轮机与所述低压缸的距离地面的高度。
[0010]
可选地，所述高压蓄汽罐和所述中压蓄汽罐与所述高压缸和所述中压缸处于同一水平面上，所述回热蓄汽罐与所述回热汽轮机和所述低压缸处于同一水平面上。
[0011]
可选地，所述辅助汽轮机组包括第一汽轮机、第二汽轮机以及第三汽轮机，所述第一汽轮机的进汽口通过第七供汽管道连通于所述高压蓄汽罐的出汽口，所述第二汽轮机的进汽口通过第八供汽管道连通于所述中压蓄汽罐的出汽口，所述第三汽轮机的进汽口通过第九供汽管道连通于所述回热蓄汽罐的出汽口；所述第一汽轮机与所述第二汽轮机同轴布置并带动第三发电机发电，并且所述第一汽轮机与所述第二汽轮机与所述高压缸和所述中压缸处于同一水平面上；所述第三汽轮机带动第四发电机发电且与所述回热汽轮机和所述低压缸处于同一水平面上。
[0012]
可选地，所述第三供汽管道、所述第四供汽管道、所述第六供汽管道、所述第七供汽管道、所述第八供汽管道以及所述第九供汽管道上均设置有控制阀，所述第二回汽管道上设置有给水泵。
[0013]
可选地，所述高压蓄汽罐的压力为110-350bar，所述中压蓄汽罐的压力为20-70bar，所述回热蓄汽罐的压力为20-70bar。
[0014]
可选地，所述低压缸为双流式低压缸。
[0015]
通过上述技术方案，即本公开提供的燃煤机组发电系统，该发电系统通过在主汽轮机组的高压缸和中压缸的第一供汽管道和第二供汽管道上分别旁接有高压蓄汽罐与中压蓄汽罐，从而能够实现在电网负荷较低时，通过高压蓄汽罐与中压蓄汽罐进行蒸汽储存，当电网负荷较高时，便能够可操作地将高压蓄汽罐和中压蓄汽罐中储存的蒸汽输送至辅助汽轮机组内，并推动辅助汽轮机组进行辅助发电，进而能够实现有效地解决了相关技术中电网系统调频及时性和灵活性较差的问题，并且能够有效地避免由于主汽轮机组的缸体进汽参数的改变造成的燃煤机组安全性以及锅炉燃煤利用效率较低的问题。另外，由于蒸汽储存装置设置为不同压力的蓄汽罐，即，高压蓄汽罐和中压蓄汽罐，有利于更好的适应于电网波动的变化，以便于适应性地调整辅助汽轮机组的进汽量，实现了对能源的梯级利用，整体灵活性较高。并且，整个发电系统的各个管道布置方式，即，将高压缸的出汽口连通于再热器的进汽口、以及将中压缸的进汽口连通于再热器的出汽口等，也实现了对燃煤机组能源的有效利用，保证了较高的能源利用率。
[0016]
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0017]
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0018]
图1是本公开示例性实施方式中提供的燃煤机组发电系统的结构示意图。
[0019]
附图标记说明
[0020]
1-锅炉本体；2-高压缸；3-中压缸；4-低压缸；5-第一供汽管道；6-第一回汽管道；7-第二供汽管道；8-第二回汽管道；9-高压蓄汽罐；10-中压蓄汽罐；11-第三供汽管道；12-第四供汽管道；13-回热汽轮机；14-第五供汽管道；15-第六供汽管道；16-回热蓄汽罐；17-凝汽器；18-低压加热器；19-除氧器；20-高压加热器；21-第三回汽管道；22-第一汽轮机；
23-第二汽轮机；24-第三汽轮机；25-第七供汽管道；26-第八供汽管道；27-第九供汽管道；28-控制阀。
具体实施方式
[0021]
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0022]
在本公开中，在未作相反说明的情况下，“内、外”是指相对于部件或结构本身轮廓的内、外。此外，需要说明的是，所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。
[0023]
根据本公开提供的一种燃煤机组发电系统，参考图1所示，该发电系统包括锅炉本体1、主汽轮机组、蒸汽储存装置以及辅助汽轮机组，锅炉本体1内部设置有过热器、再热器以及省煤器；主汽轮机组包括高压缸2、中压缸3以及与中压缸3连通的低压缸4，高压缸2的进汽口通过第一供汽管道5连通于过热器的出汽口，高压缸2的出汽口通过第一回汽管道6连通于再热器的进汽口，中压缸3的进汽口通过第二供汽管道7连通于再热器的出汽口，低压缸4的出汽口通过第二回汽管道8连通于省煤器的进汽口；蒸汽储存装置包括高压蓄汽罐9和中压蓄汽罐10，高压蓄汽罐9的进汽口通过第三供汽管道11旁接于第一供汽管道5，中压蓄汽罐10的进汽口通过第四供汽管道12旁接于第二供汽管道7；辅助汽轮机组的进汽口分别连通于高压蓄汽罐9和中压蓄汽罐10的出汽口。
[0024]
通过上述技术方案，即本公开提供的燃煤机组发电系统，该发电系统通过在主汽轮机组的高压缸2和中压缸3的第一供汽管道5和第二供汽管道7上分别旁接有高压蓄汽罐9与中压蓄汽罐10，从而能够实现在电网负荷较低时，通过高压蓄汽罐9与中压蓄汽罐10进行蒸汽储存，当电网负荷较高时，便能够可操作地将高压蓄汽罐9和中压蓄汽罐10中储存的蒸汽输送至辅助汽轮机组内，并推动辅助汽轮机组进行辅助发电，进而能够实现有效地解决了相关技术中电网系统调频及时性和灵活性较差的问题，并且能够有效地避免由于主汽轮机组的缸体进汽参数的改变造成的燃煤机组安全性以及锅炉燃煤利用效率较低的问题。另外，由于蒸汽储存装置设置为不同压力的蓄汽罐，即，高压蓄汽罐9和中压蓄汽罐10，有利于更好的适应于电网波动的变化，以便于适应性地调整辅助汽轮机组的进汽量，实现了对能源的梯级利用，整体灵活性较高。并且，整个发电系统的各个管道布置方式，即，将高压缸2的出汽口连通于再热器的进汽口、以及将中压缸3的进汽口连通于再热器的出汽口等，也实现了对燃煤机组能源的有效利用，保证了较高的能源利用率。
[0025]
在一些实施方式中，参考图1所示，发电系统还可以包括回热汽轮机13，回热汽轮机13的进汽口通过第五供汽管道14连通于高压缸2的出汽口，从而能够实现通过回热汽轮机13对高压缸2排出的蒸汽进一步地利用，进一步地提高燃煤机组的能源利用率。
[0026]
另外，在一些实施方式中，参考图1所示，蒸汽储存装置还可以包括通过第六供汽管道15旁接于第五供汽管道14的回热蓄汽罐16，回热蓄汽罐16的出汽口连通于辅助汽轮机组的进汽口，从而能够实现通过回热蓄汽罐16将高压缸2排出的高品质蒸汽进行进一步地储存，并在电网高峰时能够适应性地将回热蓄汽罐内储存的蒸汽输送至辅助汽轮机内，进行辅助发电作业，以利于进一步地提高燃煤机组的运行灵活性。
[0027]
其中，在一些具体的实施方式中，高压蓄汽罐9的压力可以为110-350bar，中压蓄汽罐10的压力可以为20-70bar，回热蓄汽罐16的压力可以为20-70bar，以能够使得通过上述蓄汽罐对高品质蒸汽进行稳定的储存的同时，还能够保证燃煤机组根据电网波动的变化，适应性地调整不同压力的蒸汽输送量，可靠性高且实现了对能源的梯度利用。当然，需要说明的是上述蓄汽罐构造为高压蓄汽罐、中压蓄汽罐以及回热蓄汽罐的实施方式是示例性地，在一些未图示的实施方式中，也可以适应地的再增加其他不同压力等级的蓄汽罐，以便于燃煤机组更好的适应于电网波动的调节。本公开不限于此。
[0028]
在一些实施方式中，参考图1所示，第二回汽管道8上沿凝结水的流动方向可以依次串联连通的凝汽器17、低压加热器18、除氧器19以及高压加热器20，这样，能够使得将从低压缸4的出汽口排出的蒸汽经由第二回汽管道8输送至凝汽器17中，在凝汽器17的作用下将蒸汽凝结成水，进一步地再将凝结水依次经由低压加热器18、除氧器19以及高压加热器20的加热以及除氧作业后输送至锅炉的省煤器内，并通过省煤器内的凝结水与锅炉烟道内的高温烟气进行热交换后进一步地带走高温烟气中的热量，进一步地提高了燃煤机组的能源利用率。并且，上述低压加热器18和高压加热器20的热源为高压缸2、中压缸3以及低压缸4处的抽汽，以能够进一步地增强燃煤机组的能源利用率。
[0029]
另外，在一些实施方式中，参考图1所示，辅助汽轮机组的出汽口可以通过第三回汽管道21连通于第二回汽管道8，并且第三回汽管道21与第二回汽管道8的连接处位于凝汽器17的上游，这样，能够使得辅助汽轮机内做功后的蒸汽经由该第三回汽管道21输送至凝汽器17中凝结成水，并进一步地再经过上述加热和除氧作业后输送至锅炉的省煤器中，实现了对锅炉烟气中的能量的再利用，进一步地降低了能源损失，保证了较高的热经济性。
[0030]
考虑到燃煤机组的整个系统空间占用面积较大，因此，在一些实施方式中，参考图1所示，高压缸2与中压缸3可以同轴布置并带动第一发电机发电，回热汽轮机13与低压缸4同轴布置并带动第二发电机发电，并且高压缸2与中压缸3的距离地面的高度高于回热汽轮机13与低压缸4的距离地面的高度，以利于降低汽轮机组的空间占用面积，同时通过第一发电机和第二发电机两个发电机的共同发电作业，也能够保证燃煤机组更好适应于电网的调峰需求。
[0031]
进一步地，在一些实施方式中，参考图1所示，高压蓄汽罐9和中压蓄汽罐10可以与高压缸2和中压缸3处于同一水平面上，回热蓄汽罐16与回热汽轮机13和低压缸4处于同一水平面上，具体地，高压蓄汽罐9、中压蓄汽罐10、高压缸2以及中压缸3可以布置在距离地面50-70m的高度，回热蓄汽罐16、回热汽轮机13以及低压缸4布置在距离地面15-30m的高度，这样，便于现场进行优化整改，大大降低了改造成本，并且还能够有效地缩短各个连接管道的长度，适用性较高。
[0032]
在一些实施方式中，参考图1所示，辅助汽轮机组可以包括第一汽轮机22、第二汽轮机23以及第三汽轮机24，第一汽轮机22的进汽口通过第七供汽管道25连通于高压蓄汽罐9的出汽口，第二汽轮机23的进汽口通过第八供汽管道26连通于中压蓄汽罐10的出汽口，第三汽轮机24的进汽口通过第九供汽管道27连通于回热蓄汽罐16的出汽口，并且第一汽轮机22与第二汽轮机23同轴布置并带动第三发电机发电，第一汽轮机22与第二汽轮机23与高压缸2和中压缸3处于同一水平面上，同时第三汽轮机24带动第四发电机发电且与回热汽轮机13和低压缸4处于同一水平面上，这样，通过将辅助汽轮机组适应性地构造为三个独立的汽
轮机，能够便于在燃煤机组运行过程中，发生例如故障检修时，保证发生故障的汽轮机在维修过程中，依然能够通过余下的汽轮机暂时进行发电作业，不影响供电需求。并且，三个汽轮机的蒸汽出口均连通于第三回汽管道21，以便于将汽轮机内做功后的蒸汽经由该第三回汽管道21输送至凝汽器17中凝结成水，并进一步地再经过上述加热和除氧作业后输送至锅炉的省煤器中，实现了对锅炉烟气中的能量的再利用，进一步地降低了能源损失，保证了较高的热经济性。
[0033]
为了更好的便于操作人员控制管道的开启或者关闭，在一些实施方式中，参考图1所示，第三供汽管道11、第四供汽管道12、第六供汽管道15、第七供汽管道25、第八供汽管道26以及第九供汽管道27上均可以设置有控制阀28，以便于通过控制阀28实现控制管道的开启或关闭。其中，控制阀28可以采用例如手动控制或者例如上位机自动控制的方式，以实现阀体相应的启闭，本公开在此不作具体限定。当然，需要说明的是，除了上述连接管道上其余未说明的管道上，本领域技术人员可以根据现场实际需要适应性地增设控制阀，本公开对此不作限定。
[0034]
另外，在一些未图示的实施方式中，第二回汽管道8上还可以设置有给水泵，从而能够便于引导第二回汽管道8内的凝结水流动至锅炉的省煤器内。其中，需要说明的是，图1中示例性地示出蒸汽以及凝结水的流动方向，其中箭头指向即是蒸汽或者凝结水的流动方向。
[0035]
在一些实施方式中，参考图1所示，低压缸4可以构造为双流式低压缸，用以平衡蒸汽流动带来的轴向力，提高汽轮机组整体的稳定性。当然，需要说明的是，高压缸2以及中压缸3的具体结构本领域技术人员可以根据实际需要适应性地设计，本公开对此不作具体限定。
[0036]
基于上述实施例，本公开示例性地描述该燃煤机组发电系统的蒸汽储存以及辅助发电过程，具体如下：需要说明的是，为了便于描述将上述第三供汽管道11、第四供汽管道12、第六供汽管道15、第七供汽管道25、第八供汽管道26以及第九供汽管道27上控制阀28均限定为处于关闭状态，其余连接管道上均限定为处于导通状态；
[0037]
燃煤机组处于正常运行状态，当电网负荷降低时，可操作地开启第三供汽管道11、第四供汽管道12以及第六供汽管道15上的控制阀28，使得部分蒸汽能够输送至高压蓄汽罐9、中压蓄汽罐10以及回热蓄汽罐16中进行蒸汽储存；当电网负荷增大时，便可操作地关闭第三供汽管道11、第四供汽管道12以及第六供汽管道15上的控制阀28，相应开启第七供汽管道25、第八供汽管道26以及第九供汽管道27上的控制阀28，使得高压蓄汽罐9、中压蓄汽罐10以及回热蓄汽罐16中储存的蒸汽输送至第一汽轮机22、第二汽轮机23以及第三汽轮机24中并推动上述汽轮机进行辅助发电。其中，需要说明的是，通过辅助汽轮机组辅助发电时，操作人员可以根据实际电网调峰需求，适应性地选择高压蓄汽罐9、中压蓄汽罐10以及回热蓄汽罐16的开启数量，以避免能源的浪费，保证燃煤机组较高的能源利用率的同时，还能够满足供电需求，保证了较高的热经济性。
[0038]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0039]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0040]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

技术特征：
1.一种燃煤机组发电系统，其特征在于，包括：锅炉本体，内部设置有过热器、再热器以及省煤器；主汽轮机组，包括高压缸、中压缸以及与所述中压缸连通的低压缸，所述高压缸的进汽口通过第一供汽管道连通于所述过热器的出汽口，所述高压缸的出汽口通过第一回汽管道连通于所述再热器的进汽口，所述中压缸的进汽口通过第二供汽管道连通于所述再热器的出汽口，所述低压缸的出汽口通过第二回汽管道连通于所述省煤器的进汽口；蒸汽储存装置，包括高压蓄汽罐和中压蓄汽罐，所述高压蓄汽罐的进汽口通过第三供汽管道旁接于所述第一供汽管道，所述中压蓄汽罐的进汽口通过第四供汽管道旁接于所述第二供汽管道；以及辅助汽轮机组，所述辅助汽轮机组的进汽口分别连通于所述高压蓄汽罐和所述中压蓄汽罐的出汽口。2.根据权利要求1所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括回热汽轮机，所述回热汽轮机的进汽口通过第五供汽管道连通于所述高压缸的出汽口；所述蒸汽储存装置还包括通过第六供汽管道旁接于所述第五供汽管道的回热蓄汽罐，所述回热蓄汽罐的出汽口连通于所述辅助汽轮机组的进汽口。3.根据权利要求2所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述第二回汽管道上沿凝结水的流动方向依次串联连通的凝汽器、低压加热器、除氧器以及高压加热器，所述低压加热器和所述高压加热器的热源为所述高压缸、所述中压缸以及所述低压缸处的抽汽。4.根据权利要求3所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述辅助汽轮机组的出汽口通过第三回汽管道连通于所述第二回汽管道，并且所述第三回汽管道与所述第二回汽管道的连接处位于所述凝汽器的上游。5.根据权利要求2所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述高压缸与所述中压缸同轴布置并带动第一发电机发电，所述回热汽轮机与所述低压缸同轴布置并带动第二发电机发电，并且所述高压缸与所述中压缸的距离地面的高度高于所述回热汽轮机与所述低压缸的距离地面的高度。6.根据权利要求5所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述高压蓄汽罐和所述中压蓄汽罐与所述高压缸和所述中压缸处于同一水平面上，所述回热蓄汽罐与所述回热汽轮机和所述低压缸处于同一水平面上。7.根据权利要求6所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述辅助汽轮机组包括第一汽轮机、第二汽轮机以及第三汽轮机，所述第一汽轮机的进汽口通过第七供汽管道连通于所述高压蓄汽罐的出汽口，所述第二汽轮机的进汽口通过第八供汽管道连通于所述中压蓄汽罐的出汽口，所述第三汽轮机的进汽口通过第九供汽管道连通于所述回热蓄汽罐的出汽口；所述第一汽轮机与所述第二汽轮机同轴布置并带动第三发电机发电，并且所述第一汽轮机与所述第二汽轮机与所述高压缸和所述中压缸处于同一水平面上；所述第三汽轮机带动第四发电机发电且与所述回热汽轮机和所述低压缸处于同一水平面上。8.根据权利要求7所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述第三供汽管道、所述第四供汽管道、所述第六供汽管道、所述第七供汽管道、所述第八供汽管道以及所述第九供汽
管道上均设置有控制阀，所述第二回汽管道上设置有给水泵。9.根据权利要求2所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述高压蓄汽罐的压力为110-350bar，所述中压蓄汽罐的压力为20-70bar，所述回热蓄汽罐的压力为20-70bar。10.根据权利要求1所述的燃煤机组发电系统，其特征在于，所述低压缸为双流式低压缸。

技术总结
本公开涉及一种燃煤机组发电系统，该发电系统包括锅炉本体、主汽轮机组、蒸汽储存装置以及辅助汽轮机组，主汽轮机组的高压缸的进汽口通过第一供汽管道连通于锅炉本体的过热器的出汽口，主汽轮机组的中压缸的进汽口通过第二供汽管道连通于锅炉本体的再热器的出汽口；蒸汽储存装置的高压蓄汽罐的进汽口通过第三供汽管道旁接于第一供汽管道，蒸汽储存装置的中压蓄汽罐的进汽口通过第四供汽管道旁接于第二供汽管道；辅助汽轮机组的进汽口分别连通于高压蓄汽罐和中压蓄汽罐的出汽口。通过上述技术方案，本公开提供的燃煤机组发电系统能够使得燃煤机组应对电网调峰需求的灵活性以及及时性均有效地提升，并实现了对燃煤机组能量的梯级利用。的梯级利用。的梯级利用。


技术研发人员：李延兵 符悦 王波 刘明 严俊杰 高峰
受保护的技术使用者：国能锦界能源有限责任公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/6