變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽輪發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠的核心設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，其中汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的系統(tǒng)稱為汽輪發(fā)電機(jī)組。常規(guī)汽輪發(fā)電機(jī)組的配置方案是單臺汽輪機(jī)與單臺發(fā)電機(jī)同軸相連。常規(guī)汽輪發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)過程為由鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽通過進(jìn)氣管道進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)一臺發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后的廢汽通過排氣經(jīng)凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、給水加熱裝置等送回鍋爐循環(huán)使用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，汽輪發(fā)電機(jī)組一般包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，由汽輪機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)用恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，經(jīng)主變壓器升壓后向廠外電網(wǎng)供電；經(jīng)廠用變壓器降壓后向廠內(nèi)設(shè)備提供廠用電。
[0004]這種配置的火電廠汽輪發(fā)電機(jī)組只能向其廠內(nèi)負(fù)載提供工頻電源，發(fā)電機(jī)組負(fù)荷隨電網(wǎng)需求每天都在變化，為了提高設(shè)備效率，降低廠用電量，節(jié)約電能，需要在廠用負(fù)載與電源之間安裝變頻器，根據(jù)不同的負(fù)荷工況調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率。但安裝變頻器存在以下缺陷:(I)有節(jié)能潛力的負(fù)載均需要單獨(dú)安裝變頻器，安裝位置隨負(fù)載位置而定，占地大，不便于集中管理；(2)變頻器屬于精密設(shè)備，對粉塵、溫度、濕度均有較高的要求；(3)變頻器經(jīng)長期工作后其性能會(huì)逐漸降低、老化，如維護(hù)不及時(shí)，會(huì)發(fā)生故障，進(jìn)而縮短設(shè)備的使用壽命，重要廠用電負(fù)載變頻器故障會(huì)造成機(jī)組減負(fù)荷甚至停機(jī)，給發(fā)電廠帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)全廠主要?jiǎng)恿ω?fù)載集中變頻、降發(fā)電廠廠用電率以及提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率和電廠經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組，包括汽輪機(jī)、第一發(fā)電機(jī)、調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)；所述汽輪機(jī)、第一發(fā)電機(jī)、調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)同軸連接，其中，所述汽輪機(jī)與所述第一發(fā)電機(jī)的一側(cè)軸端連接，所述第一發(fā)電機(jī)的另一側(cè)軸端連接所述調(diào)速齒輪箱的輸入端，所述調(diào)速齒輪箱的輸出端與所述第二發(fā)電機(jī)連接。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的汽輪機(jī)和第一發(fā)電機(jī)組成了汽輪發(fā)電機(jī)組，調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)組成了變頻發(fā)電機(jī)組；本實(shí)用新型既能通過第一發(fā)電機(jī)發(fā)出工頻電能用于上網(wǎng)銷售，又能通過調(diào)速齒輪箱調(diào)速后由第二發(fā)電機(jī)發(fā)出變頻電能用于自身廠用電，相對于常規(guī)汽輪發(fā)電機(jī)組來說，充分利用了汽輪機(jī)的出力，提高了汽輪機(jī)的運(yùn)行效率；其次，由調(diào)速齒輪箱調(diào)速后通過第二發(fā)電機(jī)為廠內(nèi)主要?jiǎng)恿ω?fù)載提供電能，實(shí)現(xiàn)了全廠主要?jiǎng)恿ω?fù)載集中變頻，降低了廠用電率，節(jié)約了電能，增加了上網(wǎng)電量，提高電廠的發(fā)電收益。當(dāng)每臺100MW機(jī)組每年可對外多供電1.5億千瓦時(shí)，直接經(jīng)濟(jì)收益可達(dá)2400萬元以上；再者，由于由調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)組成的變頻發(fā)電機(jī)組本身具有變頻的功能，所以不再需要安裝大功率變頻器，也就是說解決了使用大功率變頻器時(shí)存在的問題。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0009]進(jìn)一步，所述調(diào)速齒輪箱采用變液力變矩器或液力偶合器。
[0010]優(yōu)選采用變液力變矩器，因?yàn)樽円毫ψ兙仄髂軌?00%無級調(diào)速，且效率較高，沒有滑差，可以實(shí)現(xiàn)對第二發(fā)電機(jī)更好的變頻調(diào)速的作用。
[0011]本實(shí)用新型還提供了一種變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組，包括汽輪機(jī)、第一發(fā)電機(jī)、調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)；所述汽輪機(jī)、第一發(fā)電機(jī)、調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)同軸連接，其中，所述第一發(fā)電機(jī)與所述汽輪機(jī)的一側(cè)軸端連接；所述調(diào)速齒輪箱的輸入端與所述汽輪機(jī)的另一側(cè)軸端連接，所述調(diào)速齒輪箱的輸出端與所述第二發(fā)電機(jī)連接。
[0012]本技術(shù)方案的有益效果除了與上述的本實(shí)用新型的有益效果相同以外，還由于如此設(shè)置使得由調(diào)速齒輪箱和第二發(fā)電機(jī)組成的變頻發(fā)電機(jī)組能夠遠(yuǎn)離運(yùn)行控制中心，當(dāng)變頻發(fā)電機(jī)組變頻運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行過程中產(chǎn)生的諧波不會(huì)對運(yùn)行控制中心的電子設(shè)備造成干擾；且更加方便于設(shè)備的維修。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0014]進(jìn)一步，所述調(diào)速齒輪箱采用變液力變矩器或液力偶合器。在此也優(yōu)選變液力變矩器。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中典型的火電廠汽輪發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中所述的變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2中所述的變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0019]1、汽輪機(jī)，2、第一發(fā)電機(jī)，3、主變壓器，4、廠用變壓器，5、調(diào)速齒輪箱，6、第二發(fā)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0021]如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中典型的火電廠汽輪發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖，包括汽輪機(jī)I和第一發(fā)電機(jī)2，由汽輪機(jī)I拖動(dòng)第一發(fā)電機(jī)2用恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，經(jīng)主變壓器3升壓后向廠外電網(wǎng)供電；經(jīng)廠用變壓器4降壓后向廠內(nèi)設(shè)備提供廠用電。
[0022]本實(shí)用新型不僅包括了由汽輪機(jī)I和第一發(fā)電機(jī)2組成的汽輪發(fā)電機(jī)組，并由第一發(fā)電機(jī)2分別通過主變壓器3和廠用變壓器4向廠外電網(wǎng)和工頻廠用電系統(tǒng)供電，還包括了由調(diào)速齒輪箱5和第二發(fā)電機(jī)6組成的變頻發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)I的轉(zhuǎn)速經(jīng)過調(diào)速齒輪箱5調(diào)速后輸出給第二發(fā)電機(jī)6，并通過第二發(fā)電機(jī)6為變頻廠用電系統(tǒng)供電，【具體實(shí)施方式】如下:
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖2所示，一種變頻發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組同軸布置的火電廠發(fā)電機(jī)組，包括汽輪機(jī)1、第一發(fā)電機(jī)2、調(diào)速齒輪箱5和第二發(fā)電機(jī)6 ;所述汽輪機(jī)1、第一發(fā)電機(jī)2、調(diào)速齒輪箱5和第二發(fā)電機(jī)6同軸連接，其中，所述汽輪機(jī)I與所述第一發(fā)電機(jī)2的一側(cè)軸端連接，所述第一發(fā)電機(jī)2的另一側(cè)軸端連接所述調(diào)速齒輪箱5的輸入端，所述調(diào)速齒輪箱5的輸出端與所述第二發(fā)電機(jī)6連接。
[0025]調(diào)速齒輪箱5用于將固定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為變化的轉(zhuǎn)速，調(diào)速齒輪箱5可選為具有離合功能的形式。調(diào)速齒輪箱5的輸出端與第二發(fā)電機(jī)6的輸入端連接以帶動(dòng)第二發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二發(fā)電機(jī)6發(fā)出頻率可調(diào)的電能。
[0026]在本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)組中，可將汽輪機(jī)I固定的轉(zhuǎn)速(一般為50Hz)通過調(diào)速齒輪箱5調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)化為O至50Hz的變頻頻轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)第二發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，將汽輪機(jī)I的部分功率輸出為頻率可調(diào)的電能。
[0027]所述調(diào)速齒輪箱5采用變液力變矩器或液力偶合器。這里優(yōu)選變液力變矩器，因?yàn)樽円毫ψ兙仄髂軌?00%無級調(diào)速，且效率較高，沒有滑差，可以實(shí)現(xiàn)對第二發(fā)電機(jī)6更好的變頻調(diào)速的作用。
[0028]本實(shí)施例的工作原理如下:
[0029]當(dāng)蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，汽輪機(jī)I一側(cè)的軸端與第一發(fā)電機(jī)2相連，從而拖動(dòng)同軸的第一發(fā)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)發(fā)電，將電能通過主變