【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高效煤電靈活性運行領域，尤其涉及超臨界直流爐深度調峰運行領域，具體涉及一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統及控制方法。
技術介紹
1、新型電力系統需要進一步提升煤電機組的深度調峰、快速爬坡等高效調節能力，提升電網調節能力，筑牢新能源消納基礎。直流爐技術已成為高效煤電機組的主要爐型，其給水系統的調節性能是制約其深度調峰、快速爬坡能力的關鍵因素。當前以汽動給水泵組為動力源的直流爐給水系統在深度調峰時運行主要面臨兩個難題：
2、汽動給水泵組在深度調峰時能耗高，且調節能力差，主要是由于運行中給水泵流量需大于相應工況的最小流量以防止給水泵汽蝕和振動，當機組深度調峰時，一般需開啟給水泵再循環閥保證給水泵流量滿足要求，此時不僅再循環給水的壓力能被浪費，而且給水泵再循環閥前后壓差大，閥芯易被吹蝕，引起閥門內漏，不能長期在小開度運行。此外，給水泵再循環閥調節線性差，調節會造成給水流量的波動，導致給水系統的調節性能在深度調峰區間大幅降低。（2）為防止直流爐爐膛受熱面給水流量分配不均引起受熱面溫度分布不均、熱應力大問題，進入爐膛水冷壁的給水流量必須高于其設計的最小流量，不能隨爐膛熱負荷同步降低，當機組深度調峰時，直流爐水冷壁出口工質會由干態轉變為濕態。如果不回收利用爐膛出口汽液分離器分離的高壓飽和水中的能量，直流爐在進入濕態運行時能耗會大幅上升。如果通過直流爐啟動系統配置的電動爐水循環泵回收該部分能量時，會在直流爐干、濕態轉換時頻繁啟停電動爐水循環泵，對爐水循環泵電機可靠性和性能要求極高。此外，啟停電動爐水
3、綜上所述：當前以汽動給水泵組為動力源的給水系統不能滿足直流爐深度調峰運行的要求，制約機組深度調峰的快速爬坡能力和經濟性能。
技術實現思路
1、針對上述問題情況，本專利技術基于以汽動給水泵組為動力源的常規直流爐給水系統在深度調峰區間的局限性，專利技術了一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統及控制方法，以解決以汽動給水泵組為動力源的直流爐給水系統在深度調峰時運行面臨的上述局限性問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，所述直流爐給水系統是在以汽動給水泵組為動力源的常規直流爐給水系統的基礎上改進得到，所述常規直流爐給水系統包括除氧器、汽動給水泵組、高壓加熱器系統、省煤器系統、水冷壁系統、汽水分離器、過熱器系統以及貯水箱，所述除氧器的出口與汽動給水泵組入口相連，汽動給水泵組的出口與高壓加熱器系統入口相連，高壓加熱器系統出口與省煤器系統入口相連，省煤器系統出口與水冷壁系統入口相連，水冷壁系統出口與汽水分離器入口相連，汽水分離器的蒸汽出口與過熱器系統相連，汽水分離器的液相出口與貯水箱入口相連，所述汽動給水泵組出口的另一分支通過汽動給水泵再循環調節閥與除氧器入口連通，實現給水再循環；在高壓加熱器系統和省煤器系統之間的主給水管路上設置一路全流量給水旁路系統。
4、進一步的，所述全流量給水旁路系統包括依次連接設置的給水旁路集箱和增壓泵，所述給水旁路集箱還與貯水箱的出口相連，所述增壓泵連接有水力透平進行驅動，水力透平的進口和出口分別通過水力透平進口調節閥和水力透平出口調節閥與汽動給水泵再循環調節閥前后的管路連通。
5、進一步的，所述的水力透平增壓泵組由水力透平通過聯軸器或變速齒輪箱與增壓泵直聯組成，或直接采用一體化設計的水力透平增壓泵，水力透平可通過導葉或調門調速，實現變頻調節。
6、進一步的，在給水旁路系統入口處設置給水旁路進口調節閥，在給水旁路系統出口處設置給水旁路出口調節閥和給水旁路出口逆止閥。
7、進一步的，在給水旁路系統之間的主給水管路上設置有主給水管路逆止閥，防止給水旁路的給水倒流，在省煤器系統進口前的主給水管路上設置有省煤器進口調節閥。
8、進一步的，所述的水力透平和增壓泵分別通過水力透平暖機閥和增壓泵暖泵閥與其對應的進口管道聯通，保證水力透平增壓泵組停機后處于熱備狀態，隨時可投入運行。
9、進一步的，所述的給水旁路系統為全流量旁路，當給水旁路系統投入運行后，進入省煤器系統的給水全部通過旁路增壓，主給水管路僅做熱備用。
10、進一步的，所述過熱器系統出口與汽輪機系統連通，汽水分離器分離后的蒸汽進入過熱器系統繼續加熱至額定溫度，最后進入汽輪機系統對外做功。
11、進一步的，所述貯水箱的出口分為兩路，一路與啟動疏水系統連通，其管路上設置有第一調節閥；一路與給水旁路集箱連通，其管路上設置有第二調節閥。
12、直流爐常規給水系統一般為：鍋爐給水來自于除氧器，依次進入汽動給水泵組升壓，進入高壓加熱器系統加熱，進入省煤器系統繼續加熱，進入水冷壁系統繼續吸熱汽化，進入汽水分離器完成汽水分離，分離后的蒸汽進入過熱器系統繼續加熱至額定溫度，最后進入汽輪機系統對外做功。分離后飽和水進入貯水箱，然后進入啟動疏水系統，由爐水泵回收或排放至疏水擴容器，汽動給水泵出口通過汽動給水泵再循環調節閥與除氧器聯通，實現給水再循環。
13、本專利技術與直流爐常規給水系統的區別在于：設計了一路全流量給水旁路，提升了直流爐給水系統的靈活性，其起點高壓加熱器系統后主給水管路，終點為省煤器進口調節閥前的主給水管路，給水旁路依次連接給水旁路集箱和增壓泵等設備，給水旁路集箱還與貯水箱相連，收集貯水箱中的疏水，與給水旁路引入的給水混合后，再送入增壓泵升壓。增壓泵由水力透平驅動，水力透平進口和出口分別通過調節閥與汽動給水泵再循環調節閥前后的管路相連，其動力水源為汽動給水泵出口的高壓給水。
14、本專利技術還提出如上所述的耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統的控制方法，包括如下特征：
15、當直流爐負荷較高，給水流量大于汽動給水泵最小流量，所述的全流量給水旁路不參與給水調節，水力透平進口調節閥和給水旁路進口調節閥、貯水箱至給水旁路集箱的第二調節閥關閉，水力透平出口調節閥和給水旁路出口調節閥，水力透平暖機閥、增壓泵暖泵閥開啟，處于熱備狀態；
16、當直流爐開始深度調峰時，當給水流量接近汽動給水泵最小流量時，所述的全流量給水旁路并入給水系統，并逐步引入全流量的給水，并入過程結束后，主給水管路僅熱備用，無給水流通。并入方法為：在并入前，關閉水力透平暖機閥和增壓泵暖泵閥，全開水力透平進口調節閥和給水旁路進口調節閥，水力透平出口調節閥和給水旁路出口調節閥關至設定的小開度；然后通過開啟水力透平進口導葉或調門，緩慢將水力透平增壓泵組的轉速提升至設定轉速，然后逐步全開給水旁路出口調節閥，將主管道的給水全部引入給水旁路；在并入過程中，水力透平出口調節閥自動跟隨調節水力透平出口壓力，將其控制在水力透平出口溫度本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述直流爐給水系統是在以汽動給水泵組為動力源的常規直流爐給水系統的基礎上改進得到，所述常規直流爐給水系統包括除氧器（1）、汽動給水泵組（2）、高壓加熱器系統（3）、省煤器系統（5）、水冷壁系統（6）、汽水分離器（7）、過熱器系統（8）以及貯水箱（10），所述除氧器（1）的出口與汽動給水泵組（2）入口相連，汽動給水泵組（2）的出口與高壓加熱器系統（3）入口相連，高壓加熱器系統（3）出口與省煤器系統（5）入口相連，省煤器系統（5）出口與水冷壁系統（6）入口相連，水冷壁系統（6）出口與汽水分離器（7）入口相連，汽水分離器（7）的蒸汽出口與過熱器系統（8）相連，汽水分離器（7）的液相出口與貯水箱（10）入口相連，所述汽動給水泵組（2）出口的另一分支通過汽動給水泵再循環調節閥（12）與除氧器（1）入口連通，實現給水再循環；在高壓加熱器系統（3）和省煤器系統（5）之間的主給水管路上設置有一路全流量給水旁路系統。
2.根據權利要求1所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述全
3.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述的水力透平增壓泵組由水力透平（13）通過聯軸器或變速齒輪箱與增壓泵（14）直聯組成，或直接采用一體化設計的水力透平增壓泵，水力透平（13）可通過導葉或調門調速，實現變頻調節。
4.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，在給水旁路系統入口處設置給水旁路進口調節閥（19），在給水旁路系統出口處設置給水旁路出口調節閥（21）和給水旁路出口逆止閥（23）；在給水旁路系統之間的主給水管路上設置有主給水管路逆止閥（24），在省煤器系統（5）進口前的主給水管路上設置有省煤器進口調節閥（4）。
5.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述的水力透平（13）和增壓泵（14）分別通過水力透平暖機閥（17）和增壓泵暖泵閥（18）與其對應的進口管道聯通，保證水力透平增壓泵組停機后處于熱備狀態，隨時可投入運行。
6.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述的給水旁路系統為全流量旁路，當給水旁路系統投入運行后，進入省煤器系統（5）的給水全部通過旁路增壓，主給水管路僅做熱備用。
7.根據權利要求1所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述過熱器系統（8）出口與汽輪機系統連通，汽水分離器（7）分離后的蒸汽進入過熱器系統（8）繼續加熱至額定溫度，最后進入汽輪機系統對外做功。
8.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述貯水箱（10）的出口分為兩路，一路與啟動疏水系統連通，其管路上設置有第一調節閥（11）；一路與給水旁路集箱（20）連通，其管路上設置有第二調節閥（22）。
9.如權利要求3-8任意一項所述的耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統的控制方法，其特征在于，包括如下特征：
10.根據權利要求9所述的耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統的控制方法，其特征在于，所述的全流量給水旁路并入給水系統，具體并入方法為：在并入前，關閉水力透平暖機閥（17）和增壓泵暖泵閥（18），全開水力透平進口調節閥（15）和給水旁路進口調節閥（19），水力透平出口調節閥（16）和給水旁路出口調節閥（21）關至設定的小開度；然后通過開啟水力透平（13）進口導葉或調門，緩慢將水力透平增壓泵組的轉速提升至設定轉速，然后逐步全開給水旁路出口調節閥（21），將主管道的給水全部引入給水旁路；在并入過程中，水力透平出口調節閥（16）自動跟隨調節水力透平出口壓力，將其控制在水力透平出口溫度對應的飽和壓力之上。
...【技術特征摘要】
1.一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述直流爐給水系統是在以汽動給水泵組為動力源的常規直流爐給水系統的基礎上改進得到，所述常規直流爐給水系統包括除氧器（1）、汽動給水泵組（2）、高壓加熱器系統（3）、省煤器系統（5）、水冷壁系統（6）、汽水分離器（7）、過熱器系統（8）以及貯水箱（10），所述除氧器（1）的出口與汽動給水泵組（2）入口相連，汽動給水泵組（2）的出口與高壓加熱器系統（3）入口相連，高壓加熱器系統（3）出口與省煤器系統（5）入口相連，省煤器系統（5）出口與水冷壁系統（6）入口相連，水冷壁系統（6）出口與汽水分離器（7）入口相連，汽水分離器（7）的蒸汽出口與過熱器系統（8）相連，汽水分離器（7）的液相出口與貯水箱（10）入口相連，所述汽動給水泵組（2）出口的另一分支通過汽動給水泵再循環調節閥（12）與除氧器（1）入口連通，實現給水再循環；在高壓加熱器系統（3）和省煤器系統（5）之間的主給水管路上設置有一路全流量給水旁路系統。
2.根據權利要求1所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述全流量給水旁路系統包括依次連接設置的給水旁路集箱（20）和增壓泵（14），所述給水旁路集箱（20）還與貯水箱（10）的出口相連，所述增壓泵（14）連接有水力透平（13）進行驅動，水力透平（13）的進口和出口分別通過水力透平進口調節閥（15）和水力透平出口調節閥（16）與汽動給水泵再循環調節閥（12）前后的管路連通。
3.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，所述的水力透平增壓泵組由水力透平（13）通過聯軸器或變速齒輪箱與增壓泵（14）直聯組成，或直接采用一體化設計的水力透平增壓泵，水力透平（13）可通過導葉或調門調速，實現變頻調節。
4.根據權利要求2所述的一種耦合汽動給水泵組和水力透平增壓泵組的直流爐給水系統，其特征在于，在給水旁路系統入口處設置給水旁路進口調節閥（19），在給水旁路系統出口處設置給水旁路出口調節閥（21）和給水旁路出口逆止閥（23）；在給水旁路系統之間的主給水管路上設置有主給...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱寶，董益華，張浙波，項謹，項群揚，趙衛正，羅永強，倪穎鋒，陳杰，
申請(專利權)人：浙江浙能技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。