一种快速调节机组负荷的热力系统的制作方法

本发明属于火力发电，具体涉及一种快速调节机组负荷的热力系统。

背景技术：

1、随着我国新能源风电光伏装机容量的迅速增加，对未来新型火电的运行设计特点提出了新的要求，需要火电机组具备快速变负荷、深度调峰能力。对于火电机组，从原理上看，主要通过进入锅炉的燃料量和水量的调节来控制机组出力变化，由于过程复杂，控制闭环时间较长，要达到电网需要的快速变负荷速率还需要其它辅助手段。

2、而目前火电厂典型的热力系统，主要由高压加热器、除氧器、低压加热器组成，300mw及以上的大容量机组一般高压加热器3-5级，低压加热器4-5级，再加一级除氧器，总的回热级数为8-11级，由于除氧器蓄热品位较低，仅具备短时调频的功能，并不具备辅助机组快速变负荷的功能，同时，火电机组能达到的较好水平是当机组负荷率在50％以上时，变负荷速率是2.5％pe/min，这与未来适应新型电力系统的火电机组要求的4％-5％pe/min的目标相差甚远。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，设计的一种快速调节机组负荷的热力系统。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种快速调节机组负荷的热力系统，包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸以及回热系统；

3、所述高压缸和中压缸分别连接锅炉的主蒸汽和再热蒸汽，且中压缸排汽连接低压缸；

4、所述回热系统包括混合式加热器、多个高压加热器、多个低压加热器、除氧给水组件以及凝汽器组件，所述混合式加热器连接高压缸的一级抽汽口，所述凝汽器组件用于将低压缸乏汽凝结为水后依次经低压加热器、除氧给水组件、高压加热器以及混合式加热器加热后重新进入锅炉。

5、优选的，所述混合式加热器和除氧给水组件分别连接高压给水泵和低压给水泵，所述混合式加热器与高压给水泵之间，以及除氧给水组件与低压给水泵之间均设有前置泵。

6、优选的，所述高压给水泵和低压给水泵均采用电动或汽动方式驱动。

7、优选的，所述多个高压加热器分别连接高压缸和中压缸，所述多个低压加热器分别连接低压缸，所述除氧给水组件连接中压缸，且除氧给水组件位于多个高压加热器和多个低压加热器之间。

8、优选的，所述低压缸设有两个，所述凝汽器组件包括分别与两个低压缸对应连接的两个凝汽器，以及与两个凝汽器连接的凝结水泵。

9、优选的，所述凝汽器组件与低压加热器之间设置除盐装置和汽封蒸汽冷却器。

10、优选的，所述除氧给水组件与两个凝汽器之间分别设置高压给水泵汽轮机和低压给水泵汽轮机。

11、优选的，所述主蒸汽与高压缸之间，以及再热蒸汽与中压缸之间均设有调节阀门组。

12、优选的，所述主蒸汽与锅炉再热蒸汽入口之间设置高压旁通阀，所述再热蒸汽与凝汽器组件之间设置低压旁通阀。

13、采用上述技术方案后，本发明提供的一种快速调节机组负荷的热力系统具有以下有益效果：

14、1)本发明的热力系统，通过与高压缸一级抽汽对应连接的大容量混合式加热器的设计，并为其配置相应的前置泵和高压给水泵，能够实现当机组需要快速升降负荷时，通过排挤或加强回热的方式提高机组调节负荷的速率。

15、2)本发明的热力系统，通过混合式加热器的设计，可有效降低该段换热器的换热端差，减少后几级高压加热器的给水量，从而减少后几级高压加热器的抽汽量，增加发电量，从而可有效降低机组热耗，节约煤耗，减少碳排放。

16、3)本发明的热力系统，能够将原高压加热器系统的运行压力从约32mpa降低至约10mpa，可明显降低相应高压加热器系统设备、管道、阀门的投资，由于事故工况破口泄露较小，还可以减小高压加热器紧急疏水系统的容量。

17、4)本发明的热力系统，在低负荷工况下，通过利用本系统混合式加热器的蓄热能力，可以在一定时间段内起到增加调峰深度的作用，当处于蓄能状态时，实际运行负荷较高，机组热耗较低，可以节约煤耗，减少碳排放。

18、5)本发明的热力系统，由于高压加热器系统压力从约32mpa下降到约10mpa，汽机进水的风险降低，相应控制阀门的动作时间要求下降，降低了投资和系统风险。

19、6)本发明热力系统的设计在调负荷模式切换过程完全渐进线性，在最大出力工况汽机抽汽仍有约20％流量，系统各处不出现温度阶跃也没有负荷阶跃，控制较易实现，相对其他储能技术，在达到相同的调负荷性能的前提下，本发明热力系统成本较低，且系统冲击小。

1.一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：包括锅炉(1)、高压缸(2)、中压缸(3)、低压缸(4)以及回热系统；

2.根据权利要求1所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述混合式加热器(5)和除氧给水组件(8)分别连接高压给水泵(9)和低压给水泵(10)，所述混合式加热器(5)与高压给水泵(9)之间，以及除氧给水组件(8)与低压给水泵(10)之间均设有前置泵(11)。

3.根据权利要求2所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述高压给水泵(9)和低压给水泵(10)均采用电动或汽动方式驱动。

4.根据权利要求1所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述多个高压加热器(6)分别连接高压缸(2)和中压缸(3)，所述多个低压加热器分别连接低压缸(4)，所述除氧给水组件(8)连接中压缸(3)，且除氧给水组件(8)位于多个高压加热器(6)和多个低压加热器(7)之间。

5.根据权利要求1所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述低压缸(4)设有两个，所述凝汽器组件包括分别与两个低压缸(4)对应连接的两个凝汽器(12)，以及与两个凝汽器(12)连接的凝结水泵(13)。

6.根据权利要求1所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述凝汽器组件与低压加热器(7)之间设置除盐装置(14)和汽封蒸汽冷却器(15)。

7.根据权利要求5所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述除氧给水组件(8)与两个凝汽器(12)之间分别设置高压给水泵汽轮机(16)和低压给水泵汽轮机(17)。

8.根据权利要求1所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述主蒸汽与高压缸(2)之间，以及再热蒸汽与中压缸(3)之间均设有调节阀门组(18)。

9.根据权利要求1所述的一种快速调节机组负荷的热力系统，其特征在于：所述主蒸汽与锅炉(1)再热蒸汽入口之间设置高压旁通阀(19)，所述再热蒸汽与凝汽器组件之间设置低压旁通阀(20)。