一種電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)及控制方法，主要用于電廠中，利用輔汽發(fā)電供廠用電使用，且能產(chǎn)生變頻電壓實(shí)現(xiàn)多個(gè)變頻輔機(jī)運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在國(guó)家對(duì)火力發(fā)電企業(yè)要求盡量提高機(jī)組的發(fā)電效率，同時(shí)達(dá)到一定的節(jié)能減排要求，特別是降低廠用發(fā)電率和發(fā)電機(jī)組相關(guān)工質(zhì)的循環(huán)再利用將具有非常大的前景。
[0003]現(xiàn)在也有汽輪機(jī)能源回收利用的系統(tǒng)，如公開日為2012年01月25日，公開號(hào)為CN102330579A的中國(guó)專利中，公開了一種熱電廠回收主、輔機(jī)冷凝廢熱復(fù)合式供熱系統(tǒng)，該熱電廠回收主、輔機(jī)冷凝廢熱復(fù)合式供熱系統(tǒng)包括抽凝式汽輪機(jī)、主汽輪機(jī)抽汽管、第一水冷凝汽器、輔汽輪機(jī)、第二水冷凝汽器、水水換熱器、過(guò)冷器、汽水換熱器和吸收式熱栗，熱網(wǎng)回水在進(jìn)入水水換熱器前或后分為二路，一路熱網(wǎng)回水先進(jìn)入第一臺(tái)吸收式熱栗(XR1)的吸收器后串聯(lián)連接各臺(tái)吸收式熱栗(XR1…n)，出第η臺(tái)吸收式熱栗(XRn)的吸收器后再進(jìn)入該第η臺(tái)吸收式熱栗的冷凝器，然后串聯(lián)接入各臺(tái)吸收式熱栗的冷凝器，另一路熱網(wǎng)回水并聯(lián)進(jìn)入各臺(tái)吸收式熱栗的過(guò)冷器(9)，二路熱網(wǎng)回水最后合并后，直接或經(jīng)再加熱后送出，該系統(tǒng)僅僅用于回收更多熱電廠的冷凝廢熱，不具備用廢熱發(fā)電，并將電能用于電廠用電的功能。
[0004]目前還沒有一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，性能可靠、節(jié)能降耗、大幅提高發(fā)電效率的電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)及控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，性能可靠、節(jié)能降耗、大幅提高發(fā)電效率的電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)及控制方法。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)包括輔機(jī)設(shè)備群，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于:還包括利用電廠主汽輪機(jī)產(chǎn)生的輔汽進(jìn)行做功的附加汽輪機(jī)，通過(guò)附加汽輪機(jī)做功進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)，用于將發(fā)電機(jī)輸出的電壓轉(zhuǎn)變成頻率為20ΗΖ?50ΗΖ的變壓器，用于將變壓器輸出的頻率為20ΗΖ?50ΗΖ的電壓直接輸送給輔機(jī)設(shè)備群的輔機(jī)母線，用于調(diào)節(jié)附加汽輪機(jī)功率及轉(zhuǎn)速的汽輪機(jī)調(diào)速裝置，以及根據(jù)輔機(jī)設(shè)備群和汽輪機(jī)調(diào)速裝置的反饋信息控制汽輪機(jī)調(diào)速裝置的DCS控制系統(tǒng)；所述汽輪機(jī)調(diào)速裝置和附加汽輪機(jī)連接，所述附加汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)連接，所述發(fā)電機(jī)和變壓器連接，所述變壓器和輔機(jī)母線連接，所述輔機(jī)母線和輔機(jī)設(shè)備群連接，所述輔機(jī)設(shè)備群和汽輪機(jī)調(diào)速裝置均與DCS控制系統(tǒng)連接。
[0007]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述附加汽輪機(jī)為轉(zhuǎn)速可調(diào)汽輪機(jī)。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述輔機(jī)母線為可變頻輔機(jī)母線。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述輔機(jī)設(shè)備群為可變速輔機(jī)設(shè)備群。
[0010]一種所述的電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特點(diǎn)在于:該控制方法的步驟如下:DCS控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的火電機(jī)組負(fù)荷信息以及輔機(jī)設(shè)備群所需變頻電壓值產(chǎn)生一個(gè)合適的控制指令，將該控制指令作用于汽輪機(jī)調(diào)速裝置中，用于控制進(jìn)入附加汽輪機(jī)中的輔汽流量，使得相應(yīng)的輔汽進(jìn)入附加汽輪機(jī)做功并產(chǎn)生1200轉(zhuǎn)/分鐘?3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速，然后通過(guò)發(fā)電機(jī)和變壓器產(chǎn)生頻率為20HZ?50HZ的電壓，該電壓通過(guò)輔機(jī)母線直接輸送給輔機(jī)設(shè)備群中的各個(gè)輔機(jī)設(shè)備，每個(gè)輔機(jī)設(shè)備都相應(yīng)的出力以維持機(jī)組的各個(gè)工質(zhì)要求；在上述過(guò)程中，DCS控制系統(tǒng)不斷接收汽輪機(jī)調(diào)速裝置和輔機(jī)設(shè)備群中各個(gè)輔機(jī)設(shè)備的狀態(tài)反饋信息，并將得到的反饋信息與當(dāng)時(shí)火電機(jī)組的負(fù)荷需求進(jìn)行對(duì)比，不斷產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)，并將調(diào)整信號(hào)直接作用于汽輪機(jī)調(diào)速裝置，從而形成一個(gè)完全的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明依據(jù)火電機(jī)組的變負(fù)荷工況要求通過(guò)DCS控制系統(tǒng)運(yùn)算后，控制汽輪機(jī)調(diào)速裝置，實(shí)現(xiàn)附加汽輪機(jī)功率及轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)利用電廠主汽輪機(jī)產(chǎn)生的輔汽帶動(dòng)附加汽輪機(jī)做功，產(chǎn)生的變頻電壓直接驅(qū)動(dòng)輔機(jī)設(shè)備群中的輔機(jī)設(shè)備，達(dá)到不用變頻器實(shí)現(xiàn)輔機(jī)設(shè)備變頻出力的目的，使輔機(jī)設(shè)備高效運(yùn)行，同時(shí)附加汽輪機(jī)中做完功的輔汽仍用于供熱利用，以降低廠用電率、提高機(jī)組整體效率和實(shí)現(xiàn)能源再利用。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述合適的控制指令是指滿足火電機(jī)組正常運(yùn)行以及輔機(jī)設(shè)備群正常運(yùn)行時(shí)的控制指令。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
1、可有效循環(huán)再利用原有主機(jī)做功后匯集到輔汽聯(lián)箱中的高壓高溫汽源，實(shí)現(xiàn)輔汽再利用發(fā)電供廠用電使用后，再進(jìn)入供熱系統(tǒng)，充分再次利用輔汽中的高溫高壓能源，實(shí)現(xiàn)了輔汽能源的梯級(jí)利用。
[0015]2、費(fèi)用低，可大幅節(jié)省每套變頻輔機(jī)購(gòu)買配置變頻器的巨額設(shè)備費(fèi)，同時(shí)也避免了后期昂貴的變頻安裝調(diào)試費(fèi)和變頻設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等。
[0016]3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)思獨(dú)特、實(shí)施方便，有利于通過(guò)本發(fā)明產(chǎn)生的變頻電壓實(shí)現(xiàn)帶多個(gè)變頻輔機(jī)運(yùn)行，從而大幅降低廠用電率，同時(shí)通過(guò)輔機(jī)變頻運(yùn)行可有效、合理的節(jié)省電能的消耗，并大幅提高機(jī)組的發(fā)電效率。
[0017]4、由于本發(fā)明也可以納入DCS系統(tǒng)一體化控制，因此DCS系統(tǒng)相關(guān)控制邏輯也能更加有效的對(duì)全程機(jī)組負(fù)荷控制進(jìn)行有效調(diào)度，更加快速的響應(yīng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的負(fù)荷變化要求。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、附加汽輪機(jī)；2、發(fā)電機(jī)；3、變壓器；4、輔機(jī)母線；5、輔機(jī)設(shè)備群；6、DCS控制系統(tǒng)；7、汽輪機(jī)調(diào)速裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0021]實(shí)施例。
[0022]參見圖1，本實(shí)施例中的電廠附加汽輪機(jī)帶變頻率輔機(jī)系統(tǒng)包括輔機(jī)設(shè)備群5，利用電廠主汽輪機(jī)產(chǎn)生的輔汽進(jìn)行做功的附加汽輪機(jī)1，通過(guò)附加汽輪機(jī)1做功進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)2，用于將發(fā)電機(jī)2輸出的電壓轉(zhuǎn)變成頻率為20HZ?50HZ的變壓器3，用于將變壓器3輸出的頻率為20HZ?50HZ的電壓直接輸送給輔機(jī)設(shè)備群5的輔機(jī)母線4，用于調(diào)節(jié)附加汽輪機(jī)1功率及轉(zhuǎn)速的汽輪機(jī)調(diào)速裝置7，以及根據(jù)輔機(jī)設(shè)備群5和汽輪機(jī)調(diào)速裝置7的反饋信息控制汽輪機(jī)調(diào)速裝置7的DCS控制系統(tǒng)6。
[0023]本實(shí)施例中的汽輪機(jī)調(diào)速裝置7和附加汽輪機(jī)1連接，附加汽輪機(jī)1和發(fā)電機(jī)2連接，發(fā)電機(jī)2和變壓器3連接，變壓器3和輔機(jī)母線4連接，輔機(jī)母線4和輔機(jī)設(shè)備群5連接，輔機(jī)設(shè)備群5和汽輪機(jī)調(diào)速裝置7均與DCS控制系統(tǒng)6連接。
[0024]通常情況下，本實(shí)施例中的附加汽輪機(jī)1為轉(zhuǎn)速可調(diào)汽輪機(jī)，輔機(jī)母線4為可變頻輔機(jī)母線，輔機(jī)設(shè)備群5為可變速輔機(jī)設(shè)備群。
[0025]本實(shí)施例中電