本發明專利技術涉及一種用于立即、快速和/或臨時升高尤其是燃煤發電設備的蒸汽發電設備(1)的功率的方法，以及一種帶有水-蒸汽回路的蒸汽發電設備(1)。蒸汽發電設備(1)具有水-蒸汽回路，布置在水-蒸汽回路內的渦輪機(10)以及輔助蒸汽發生器(80)，在蒸汽發電設備(1)的開機和/或停機時借助于該輔助蒸汽發生器為輔助蒸汽消耗器(83)供給以輔助蒸汽(81)。根據本發明專利技術，在蒸汽發電設備(1)的開機和/或停機之外，對蒸汽發電設備(1)具有功率需求時，將輔助蒸汽(81)從輔助蒸汽發生器(80)饋送到蒸汽發電設備(1)的水-蒸汽回路內，以此為蒸汽發電設備(1)的渦輪機(10)供給以附加的蒸汽，且立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(1)的功率。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有作為附加的頻率調節措施以及初級和/或次級調節措施的輔助蒸汽生成器的蒸汽發電設備及方法
本專利技術涉及一種用于立即、快速和/或臨時升高尤其是燃煤發電設備的蒸汽發電設備的功率的方法，以及一種帶有水-蒸汽回路的尤其是燃煤發電設備的蒸汽發電設備。
技術介紹
此外,蒸汽發電設備或熱電設備是已知的,例如如下:http://de.wikipedia.0rg/wiki/Dampfkraftwerk(2011 年 5 月 13 日可訪問)。蒸汽發電設備是用于由化石燃料發電的發電設備類型，其中，在蒸汽渦輪機中將水蒸氣的熱能轉換為動能，且進一步在發電機中轉化為電能。在此蒸汽發電設備中，為運行蒸汽渦輪機所需的水蒸汽首先在蒸汽鍋爐中由一般之前凈化和準備的(供給)水產生。通過蒸汽在過熱器中的進一步加熱，蒸汽的溫度和比體積升聞。蒸汽從蒸汽鍋爐通過管道流入到蒸汽渦輪機中，在此處蒸汽將其事先所獲得的能量的一部分以動能傳送給渦輪機。在渦輪機上聯接有發電機，所述發電機將機械功率轉化為電功率。然后，卸壓且冷卻的蒸汽流入到凝結器中，在凝結器中蒸汽通過向環境的傳熱凝結且作為液體水被收集。通過凝結泵和預熱器，將水中間存儲到給水容器內，然后，通過給水泵再次輸入蒸汽鍋爐，以此閉合回路。蒸汽發電設備分為不同的類型，例如分為燃煤發電設備、燃油發電設備、燃氣和蒸汽聯合發電設備(GuD發電設備)。燃煤發電設備是蒸汽發電設備的特殊類型，其中，煤作為主要燃料用于產生蒸汽。已知此燃料發電機使用褐煤以及石煤。在此燃煤發電設備中，根據所描述的蒸汽發電設備的一般回路，首先將褐煤或石煤在磨煤機中磨碎且干燥。然后，將所述褐煤或石煤吹送到煤粉燃燒器的燃燒室內且在此完全燃燒。因此釋放的熱量被水管鍋爐接收且將所供給的水(給水)轉換為水蒸汽。水蒸汽通過管道流向蒸汽渦輪機，其中水蒸汽將其能量的一部分通過卸壓作為動能提供給渦輪機。然后，通過聯接在渦輪機上的發電機將機械功率轉化為電功率，所述電功率作為電流被饋送到電網內。通常，在渦輪機下方布置有凝結器，在凝結器內蒸汽當在渦輪機內卸壓之后將其最大部分的熱量傳遞給冷卻水。在此過程期間，蒸汽通過凝結液化。給水泵將卸壓的液體水作為給水再次輸送到水管鍋爐內，以此封閉了回路。在蒸汽發電設備或燃煤發電設備中全部出現的信息，例如測量值、過程數據或狀態數據在控制臺中顯示且在此處通常在中央計算單元中分析，其中顯示、分析、控制、調控和/或調節單獨的發電設備部件的運行狀態。通過控制機構，發電設備工作人員可例如通過斷開或閉合電磁閥或閥，或通過改變所供給的燃料量介入燃煤發電設備的運行流程。此控制臺的中心組成部分是計算機，在所述計算機上實施了模塊導引裝置、中央調控以及控制和/或調節單元，借此可執行蒸汽或燃煤發電設備的控制、調控和/或調節。在解除管制的電力市場中，發電設備的柔性負載運行和在電網中用于頻率調節的裝置對于發電設備運行越來越重要。在電網的頻率調節方面存在不同類型的頻率調節，例如帶有或不帶有所謂的死區的初級調節和次級調節。因為電能在從生產者到消耗者的路途中不可被存儲，所有發電和耗電必須在各個瞬間在電網內處于平衡，即必須精確地產生與所消耗的量一樣多的電能。電能的頻率在此是整體的調節量，且只要發電和耗電處于平衡則取電網頻率額定值。連接在電網上的發電設備發電機的轉速與此電網頻率同步。如果在電網中在一定的時刻出現發電不足，則此不足首先通過旋轉機器(渦輪機、發電機)的飛輪中所包含的能量滿足。由此制動機器，因此機器的轉速且因此(電網)頻率進一步降低。如果不通過電網內合適的功率或頻率調節抑制此電網頻率降低，則將導致電網崩潰。在所述的死區內，在直至±0.07至0.1Hz的較小的頻率偏差的范圍內在正常情況中不進行任何調節干預。在此區域內僅可實現延遲的緩慢的應對控制以補償生產和消耗之間存在的偏差。在0.1至3.0Hz的范圍內的例如由于發電設備故障和耗電波動所導致的更大的頻率偏差通過對于參與初級調節的發電設備的初級調節分配在整個電網中。這為此提供了所謂的初級調節儲備，即被所參與的電場自動地提供到電網上的功率儲備，以便因此通過調節生產在數秒內平衡生產和消耗之間的不平衡。因此，初級調節用于將電網頻率穩定在盡可能小的偏差下，但在與預先給定的電網頻率額定值不同的水平。連接在初級調節上的次級調節的任務是進一步在電網內形成發電器和耗電器之間的平衡，且因此使電網頻率返回到預先給定的頻率額定值，例如50Hz。參與次級調節的發電設備為此提供了次級調節儲備，以便將電網頻率返回到電網頻率值額定值，且在電網內再次形成平衡。鑒于初級調節的要求和初級調節儲備的輸出到電網中自動地通過參與初級調節的發電設備調節裝置實現(此電網或電網中的頻率改變需要初級調節儲備)，次級調節通過電網中布置在上級的電網調節器在參與初級調節的發電設備處被要求，且然后在此要求下從發電設備輸出到電網中。部分地，對于發電設備的頻率調節儲備以及初級和/或次級調節儲備在通過國家規定給出的一定的范圍內是義務性的；由發電設備提供的調節儲備通常作為特殊的電網服務向發電設備給出補償。當然對于帶有通常在基本負載運行下工作的超臨界蒸汽發生器的大型現代化熱電設備，參與頻率調節或非基本負載運行在經濟上是具有吸引力的。隨著可再生能源(風能)的擴展，即使對于大型發電設備單位的可調節性的要求也趨于尖銳化。此外已知，相比在需要時在秒范圍內可獲取功率的抽水蓄能發電設備或燃氣發電設備，例如在頻率調節的情況中燃煤發電設備的所要求的從任意功率點的功率升高明顯進行得更慢(“功率慣性”)。在燃煤發電設備中此“功率慣性”的原因是燃料煤的“熱慣性”。即，煤燃燒的改變僅在更長的延遲之后，即在分鐘范圍內的延遲之后導致燃煤發電設備的功率改變(燃煤發電設備的有效功率的改變或分離的熱功率(過程蒸汽)的改變)，這首先是由于費時的煤供給和破碎的過程。因此，如在調節儲備的情況中的功率和功率升高僅可時間延遲地輸出到相應的電網或配電網中。雖然以此方式由燃煤發電設備可運行的功率坡度或功率梯度是中等的，但聯網條件必須滿足目前在德國生效的輸電法規(最低要求)，例如在30秒要求功率升高2%的初級調節儲備。只要實現在燃煤發電設備中提供比根據國家法規最低要求更高的頻率以及初級和/或次級調節儲備，則這可使燃煤發電設備運行商獲得相應的更高的收益。此外，一些國家根據電網規模和發電單元的結構而從具體情況提出比針對其電網的聯網要求更高的功率梯度或頻率調節儲備。例如，英國電網法規要求10秒內10%的功率升高。為在燃煤發電設備情況中在頻率以及初級和/或次級調節中加速功率改變，已知使用快速作用的附加措施(“Flexible Load Operation and Frequency Support forSteam Turbine Power Plants”，Wichtmann 等，VGB PowerTech7/2007, 49-55 頁)，所述附加措施基于使用燃煤發電設備的過程介質中，即給水或水蒸汽中包含的能量，如高壓渦輪機調節閥節流，高壓部分渦輪機的過載引入，凝結器堵塞，高壓預熱器的給水側繞行以及通向高壓預熱器的抽汽蒸汽管道的節流。此過程介質固有的能量存儲器當然是受到限制的，因此由此可提供的調節儲備也是受到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于立即、快速和/或臨時升高帶有水?蒸汽回路的蒸汽發電設備(1)的功率的方法，在所述蒸汽發電設備(1)中在蒸汽發電設備(1)的開機和/或停機時向蒸汽發電設備(1)的輔助蒸汽消耗器(83)供給以來自輔助蒸汽發生器(80)的輔助蒸汽(81)，其特征在于，在蒸汽發電設備(1)的開機和/或停機之外對蒸汽發電設備(1)具有功率需求時，將所述輔助蒸汽(81)從輔助蒸汽發生器(80)饋送到所述蒸汽發電設備(1)的水?蒸汽回路內，以此為所述蒸汽發電設備(1)的渦輪機(10)供給以附加的蒸汽，且立即、快速和/或臨時升高所述蒸汽發電設備(1)的功率。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.06.28 DE 102011078205.21.一種用于立即、快速和/或臨時升高帶有水-蒸汽回路的蒸汽發電設備(I)的功率的方法，在所述蒸汽發電設備(I)中在蒸汽發電設備(I)的開機和/或停機時向蒸汽發電設備(I)的輔助蒸汽消耗器(83)供給以來自輔助蒸汽發生器(80)的輔助蒸汽(81)，其特征在于，在蒸汽發電設備(I)的開機和/或停機之外對蒸汽發電設備(I)具有功率需求時，將所述輔助蒸汽(81)從輔助蒸汽發生器(80)饋送到所述蒸汽發電設備(I)的水-蒸汽回路內，以此為所述蒸汽發電設備(I)的渦輪機(10)供給以附加的蒸汽，且立即、快速和/或臨時升高所述蒸汽發電設備(I)的功率。2.根據前述權利要求中至少一項所述的用于立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(I)的功率的方法，其特征在于，將所述輔助蒸汽(81)饋送到所述渦輪機(10)內，尤其是饋送到通向所述蒸汽發電設備⑴的所述渦輪機(10)的低壓部分渦輪機(13、14)的溢流管道(85)內。3.根據前述權利要求中至少一項所述的用于立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(I)的功率的方法，其特征在于，將所述輔助蒸汽(81)饋送到所述蒸汽發電設備(I)的預熱級(42、50、62)內，尤其是饋送到給所述蒸汽渦輪機(I)的預熱級(42、50、62)提供抽汽蒸汽的抽汽蒸汽管道(87)內。4.根據前述權利要求中至少一項所述的用于立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(I)的功率的方法，其特征在于，將所述輔助蒸汽(81)饋送到來自所述渦輪機(10)的中壓部分渦輪機(12)的和/或來自所述渦輪機(10)的低壓部分渦輪機(13、14)的抽汽蒸汽(61,41)內。5.根據前述權利要求中至少一項所述的用于立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(I)的功率的方法，其特征在于，將所述輔助蒸汽(81)饋送到所述蒸汽發電設備(I)的給水容器(50)內，尤其是饋送到為所述給水容器(50)提供抽汽蒸汽的所述給水容器(50)的抽汽蒸汽管道(87)內。6.根據前述權利要求中至少一項所述的用于立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(I)的功率的方法，其特征在于，所述輔助蒸汽(81)的所述饋送受調節地和/或控制地進行。7.根據前述權利要求中至少一項所述的用于立即、快速和/或臨時升高蒸汽發電設備(I)的功率的方法，其特征在于，所述輔助蒸汽發生器(80)在所述蒸汽發電設備(I)開機和/或停機之外保持為準備饋送和/或熱待機運行狀態。8.根據前述權利要求中至少一項所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：W維森米勒，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：
國別省市：
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