一种基于发电厂熔融盐储热的柴油发电机备用系统

技术领域

本发明属于发电厂熔融盐储热领域，具体涉及一种基于发电厂熔融盐储热的柴油发电机备用系统。

背景技术

热电联产机组在能量的梯级利用方面具有先天的优势，可以大幅提高燃煤火电机组的热效率、减少污染物排放总量，是冬季供暖非常稳定、可靠、高效的热源形式之一，也是电厂周边替代小型燃煤工业锅炉的理想热源之一。但是，热电联产机组本身也表现出强热电耦合特性，在电网用电负荷低谷期往往由于保障供热的需求而无法实现电负荷的进一步下调。在电网高负荷期则由于供热的需求而无法带满负荷(电负荷)运行，因此越来越多的火电机组采用熔融盐储热的方式来缓解机组供热和发电之间的矛盾。

火电厂机炉工作负荷接在6kV厂用电母线上，锅炉变压器一端与6kV厂用电母线相连，另一端接在锅炉PC段上，锅炉PC段与保安PC段相连，保安PC段连接一台柴油发电机，熔融盐储热变压器一端与6kV厂用电母线相连，另一端与电加热器相连；系统正常运行时，熔融盐储热系统可以帮助机组提高调峰、调频能力，并增加机组供热的安全性。机组保安段负荷由厂用电系统供电，若发生事故导致全厂失电时，柴油发电机作为备用电源为保安段关键负荷供电，保证机组能够正常停机，系统接线图如图1所示。

采用这种连接方式的系统，机组发生紧急故障失去厂用电时，若柴油发电机检修或故障无法启动，保安段上的关键设备将无法启动，从而导致机组无法正常停机而发生设备损坏。

发明内容

本发明的目的在于针对拥有熔融盐储热系统的火电厂，提供了一种结构简单，可有效提高机组安全性的柴油发电机备用系统。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于发电厂熔融盐储热的柴油发电机备用系统，包括500kV高压母线、主变压器、发电机、高压厂用变压器、6kV厂用电母线、锅炉变压器、锅炉PC段、保安PC段、柴油发电机、小型发电机、小型汽轮机、熔融盐储热变压器、电加热器、高温罐、低温罐和换热器；其中，

发电机出口与主变压器、高压厂用变压器相连，主变压器通过第一开关与500kV高压母线相连，高压厂用变压器通过第二开关与6kV厂用电母线相连，6kV厂用电母线通过第三关与锅炉变压器高压侧相连，锅炉变压器低压侧连接至锅炉PC段，锅炉PC段经第五开关连接至保安PC段，保安PC段分别经第七开关、第八开关与柴油发电机、小型发电机相连，小型发电机由小型汽轮机同轴驱动，6kV厂用电母线通过第四开关与熔融盐储热变压器相连，熔融盐储热变压器通过第六开关与电加热器相连，电加热器通过熔融盐管道与高温罐、低温罐相连，高温罐、低温罐通过熔融盐管道与换热器相连。

本发明进一步的改进在于，熔融盐储热系统正常工作时，熔融盐由低温罐经电加热器加热进入高温罐，再从高温罐经换热器与水蒸气换热后回到低温罐，水蒸气经换热器加热后达到工业供气标准。

本发明进一步的改进在于，当系统故障厂用电失电时，电加热器无法加热熔融盐，熔融盐储热系统可继续工作，保证工业供汽不中断，直至高温罐熔融盐储量下降至临界值。

本发明进一步的改进在于，小型发电机为永磁机励磁发电机，小型汽轮机可由工业供热蒸汽驱动，从而驱动小型发电机发电。

本发明进一步的改进在于，发电机组正常运行时，发电机分别通过主变压器、高压厂用变压器向500kV高压母线、6kV厂用电母线供电，6kV厂用电母线通过锅炉变压器为锅炉PC段供电，锅炉PC段向保安PC段供电，保安PC段工作电源由发电机自行提供，6kV厂用电母线通过熔融盐储热变压器向电加热器供电保证熔盐系统正常运行。第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关在合位；第七开关和第八开关在分位。

本发明进一步的改进在于，系统发生故障全厂失电时，6kV厂用电母线供电中断，柴油发电机和小型发电机立即同时启动，若柴油发电机和小型发电机均正常启动运行，保安PC段由柴油发电机紧急供电，小型发电机作为柴油发电机备用电源，一旦柴油发电机发生故障，迅速切换至小型发电机。第七开关在合位；第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第八开关在分位。

本发明进一步的改进在于，系统发生故障全厂失电时，6kV厂用电母线供电中断，若柴油发电机故障检修或启动失败，保安PC段由小型发电机紧急供电，第八开关在合位；第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关在分位。

本发明具有如下有益的技术效果：

现有系统的保安段备用电源可靠性受制于柴油发电机，一旦柴油发电机检修任务或故障退出时，发电机组将失去保安段备用电源，大大降低机组运行的可靠性。本发明提供的一种基于发电厂熔融盐储热的柴油发电机备用系统，在保安段新接入一套小型汽轮发电机，从熔融盐储热系统中工业供汽入口处抽气驱动小型汽轮机，小型汽轮发电机可作为柴油发电机的备用电源，当发电机组发生故障失去厂用电而保安段无供电时，若柴油发电机故障检修或启动失败，可以通过熔融盐储热系统和小型汽轮发电机为保安段紧急供电，确保发电厂关键负荷正常运行，使机组可以安全停机，提高了系统的安全性。

附图说明

图1为现有技术的系统示意图。

图2为改进后的系统示意图。

图3为发电机组正常运行时的系统示意图。

图4为厂用电失电情况下，柴油发电机为保安段供电时的系统示意图。

图5为厂用电失电情况下，小型发电机为保安段供电时的系统示意图。

附图标记说明：

1-500kV高压母线，2-主变压器，3-发电机，4-高压厂用变压器，5-6kV厂用电母线，6-锅炉变压器，7-锅炉PC段，8-保安PC段，9-柴油发电机，10-小型发电机，11-小型汽轮机，12-熔融盐储热变压器，13-电加热器，14-高温罐，15-低温罐，16-换热器；

101-第一开关，201-第二开关，202-第三开关，203-第四开关，301-第五开关，302-第六开关，401-第七开关，402-第八开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做出进一步的说明。

如图2所示，本发明提供的一种基于发电厂熔融盐储热的柴油发电机备用系统，包括500kV高压母线1、主变压器2、发电机3、高压厂用变压器4、6kV厂用电母线5、锅炉变压器6、锅炉PC段7、保安PC段8、柴油发电机9、小型发电机10、小型汽轮机11、熔融盐储热变压器12、电加热器13、高温罐14、低温罐15、换热器16；其中，发电机3出口与主变压器2、高压厂用变压器4相连，主变压器2通过第一开关101与500kV高压母线1相连，高压厂用变压器4通过第二开关201与6kV厂用电母线5相连，6kV厂用电母线5通过第三关202与锅炉变压器6高压侧相连，锅炉变压器6低压侧连接至锅炉PC段7，锅炉PC段7经第五开关301连接至保安PC段8，保安PC段8分别经第七开关401、第八开关402与柴油发电机9、小型发电机10相连，小型发电机10由小型汽轮机11同轴驱动，6kV厂用电母线5通过第四开关203与熔融盐储热变压器12相连，熔融盐储热变压器12通过第六开关302与电加热器13相连，电加热器13通过熔融盐管道与高温罐14、低温罐15相连，高温罐14、低温罐15通过熔融盐管道与换热器16相连。

本发明的工作原理如下：

如图3所示，发电机组正常运行时，发电机3分别通过主变压器2、高压厂用变压器4向500kV高压母线1、6kV厂用电母线5供电，6kV厂用电母线5通过锅炉变压器6为锅炉PC段7供电，锅炉PC段7向保安PC段8供电，保安PC段8工作电源由发电机3自行提供，6kV厂用电母线5通过熔融盐储热变压器12向电加热器13供电保证熔盐系统正常运行。第一开关101、第二开关201、第三开关202、第四开关203、第五开关301和第六开关302在合位；第七开关401和第八开关402在分位。

如图4所示，系统发生故障全厂失电时，6kV厂用电母线5供电中断，柴油发电机9和小型发电机10立即同时启动，若柴油发电机9和小型发电机10均正常启动运行，保安PC段8由柴油发电机9紧急供电，小型发电机10作为柴油发电机9备用电源，一旦柴油发电机9发生故障，迅速切换至小型发电机10。第七开关401在合位；第一开关101、第二开关201、第三开关202、第四开关203、第五开关301、第六开关302和第八开关402在分位。

如图5所示，系统发生故障全厂失电时，6kV厂用电母线5供电中断，若柴油发电机9故障检修或启动失败，保安PC段8由小型发电机10紧急供电，第八开关402在合位；第一开关101、第二开关201、第三开关202、第四开关203、第五开关301、第六开关302和第七开关401在分位。