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燃煤发电机组及其控制方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


燃煤发电机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃煤发电技术领域,具体涉及燃煤发电机组及其控制方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步,风能、光能等新能源发电技术不断得到推广,已逐步成为电网电量的主要供应主体。但是,新能源发电的发电量受自然条件的影响较大,具有随机性、间歇性、不可控性等特点,不利于电网的安全稳定运行。

为此,灵活地搭配燃煤发电机组以稳定电网,已成为当前主流的一种技术手段。具体表现为:在新能源发电充足时,可以适当降低燃煤发电机组的负荷,以减少煤炭等不可再生资源的消耗,及由此而带来的环保问题;在新能源发电不足时,可以适当增加燃煤发电机组的负荷,以对新能源发电进行补充。这就要求燃煤发电机组具备较高的可调节性。

燃煤发电机组包括燃煤锅炉和汽轮机组,汽轮机组可以通过叶片改型等方式来提升其负荷变化率,而燃煤锅炉由于热惯性较大,难以适应较大的负荷变化率,这就会影响燃煤发电机组的整体可调性。

因此,如何提供一种方案,以克服或者缓解上述缺陷,仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供燃煤发电机组及其控制方法,其中,该燃煤发电机组可以快速地进行降负荷或者升负荷,从而可以灵活地调整燃煤发电机组的发电量。

为解决上述技术问题,本发明提供燃煤发电机组,包括锅炉、汽轮机和水蓄热系统,所述汽轮机包括汽缸组、凝汽器、除氧器、第一出水管路和第一出汽管路,所述凝汽器通过所述第一出水管路和所述除氧器相连,所述汽缸组通过所述第一出汽管路和所述除氧器相连,所述水蓄热系统包括蓄热器、第二出水管路、第二出汽管路和补水管路,所述蓄热器通过所述第二出水管路和所述凝汽器相连,所述第二出汽管路也和所述汽缸组相连,所述第二出汽管路的蒸汽能够对进入所述蓄热器的水进行加热,所述蓄热器通过所述补水管路和所述除氧器相连。

采用上述方案,当燃煤发电机组要进行降负荷时,可以通过第二出汽管路以将汽缸组内的蒸汽快速地引出,从而可以将锅炉所产生多余的蒸汽及时地自汽轮机抽离,以实现锅炉和汽轮机的同步降负荷;第二出汽管路所引出的蒸汽可以对进入蓄热器的水进行升温,以进行蓄热,能够减少能量的浪费。当燃煤发电机组要进行升负荷时,可以打开补水管路,蓄热器可以向除氧器提供热水,这样,除氧器内的水位以及水温等均会升高,能够减少第一出汽管路的出汽量,使得锅炉所产生的蒸汽可以更多地用于汽轮机的做功,以适应汽轮机的负荷提升,从而可以实现燃煤发电机组的快速升负荷。

也就是说,本发明实施例通过设置水蓄热系统,可以有效地缓解锅炉热惯性大的问题,能够匹配锅炉和汽轮机的负荷变化率,使得整个燃煤发电机组可以快速地进行降负荷或者升负荷,从而可以灵活地调整燃煤发电机组的发电量。

可选地,所述第二出水管路配置有换热模组,所述第二出汽管路包括第一换热支路,所述第一换热支路和所述换热模组相连。

可选地,所述第一换热支路包括并联设置的主流路和汽暖旁路,所述主流路、所述汽暖旁路均和所述换热模组相连,所述汽暖旁路至少能够在所述主流路关闭时开启。

可选地,所述主流路配置有第一换热控制阀,所述主流路的流通面积大于所述汽暖旁路,所述汽暖旁路处于常开状态。

可选地,所述第一换热支路还配置有减温器。

可选地,所述换热模组包括疏冷器和换热器,在所述第二出水管路的延伸方向上,所述疏冷器位于所述换热器的上游。

可选地,所述第二出汽管路还包括第二换热支路,所述第二换热支路和所述蓄热器相连,所述第二换热支路配置有第二换热控制阀。

可选地,所述第二出水管路还配置有缓冲器,所述缓冲器位于所述蓄热器的上游,所述缓冲器密封设置。

可选地,所述缓冲器内形成有气腔和液腔;所述缓冲器还配置有充气管,所述充气管用于向所述气腔内充入指定气体;或者,所述气腔还和所述凝汽器相连通。

可选地,所述第二出水管路还连接有第一自循环管路,所述第一自循环管路和所述缓冲器相连,所述第二出水管路还配置有升压泵和水位控制阀,所述升压泵位于所述缓冲器的下游,并位于所述第一自循环管路和所述第二出水管路的连接点的上游,所述水位控制阀位于所述缓冲器的上游,所述第一自循环管路配置有第一自循环控制阀。

可选地,还包括出水旁路,所述出水旁路的上游连接端和下游连接端均和所述第二出水管路相连,所述上游连接端位于所述水位控制阀的上游,所述下游连接端位于所述第一自循环管路和所述第二出水管路的连接点的下游,所述第二出水管路在所述上游连接端和所述下游连接端之间的管段为主通管段,所述出水旁路至少能够在所述主通管段关闭时开启。

可选地,所述出水旁路的流通面积小于所述主通管段,所述出水旁路处于常开状态。

可选地,所述补水管路包括第一连通管路,所述第一连通管路配置有补水泵。

可选地,所述第一连通管路还连接有第二自循环管路,所述第二自循环管路和所述蓄热器相连,所述第二自循环管路配置有第二自循环控制阀;所述第一连通管路还配置有第一连通控制阀,所述第一连通控制阀位于所述第二自循环管路和所述第一连通管路的连接点的下游。

可选地,所述补水管路还包括第二连通管路,所述蓄热器通过所述第二连通管路和所述除氧器相连,所述第二连通管路配置有第二连通控制阀;所述蓄热器和所述除氧器之间还连接有汽平衡管路,所述汽平衡管路配置有汽平衡控制阀。

可选地,还包括补汽系统,所述补汽系统包括加热模组、上水管路和补汽管路,所述上水管路和所述补汽管路均和所述加热模组相连,所述上水管路位于所述加热模组的上游,所述补汽管路位于所述加热模组的下游,所述补汽管路和所述汽缸组相连。

可选地,所述上水管路和所述除氧器相连,所述上水管路配置有上水控制阀。

可选地,所述加热模组包括电加热模块。

可选地,所述加热模组还包括熔盐加热模块,所述熔盐加热模块包括熔盐锅炉、热熔盐罐和冷熔盐罐,所述热熔盐罐和所述冷熔盐罐均和所述熔盐锅炉相连。

可选地,所述熔盐锅炉包括依次布置的熔盐预热器、熔盐蒸发器和熔盐过热器;所述熔盐预热器的水侧出口和所述熔盐蒸发器的水侧入口通过连接管路相连,所述连接管路还连接有放水管路,所述连接管路还配置有蒸发器入口阀,所述蒸发器入口阀位于所述放水管路和所述连接管路的连接点的下游,所述放水管路配置有放水阀。

可选地,所述加热模组还包括预热器,所述预热器连接有回流预热汽路,所述回流预热汽路和所述补汽管路相连通。

可选地,所述预热器还连接有备用预热汽路,所述备用预热汽路配置有备用预热控制阀。

可选地,所述补汽管路配置有补汽控制阀。

本发明还提供燃煤发电机组的控制方法,适用于上述的燃煤发电机组,所述控制方法包括降负荷控制步骤和升负荷控制步骤;所述降负荷控制步骤包括:控制所述第二出汽管路对进入所述蓄热器的水进行加热;所述升负荷控制步骤包括第一子步骤,所述第一子步骤包括:控制所述补水管路开启,以将所述蓄热器内的热水引入所述除氧器,控制所述第一出汽管路减小流量,控制所述第二出汽管路缩减流量。

可选地,所述第二出水管路配置有换热模组,所述第二出汽管路包括第一换热支路和第二换热支路,所述第一换热支路包括并联设置的主流路和汽暖旁路,所述主流路和所述汽暖旁路均和所述换热模组相连,所述第二换热支路和所述蓄热器相连;所述第二出水管路还配置有缓冲器,所述缓冲器位于所述蓄热器的上游,所述燃煤发电机组还包括出水旁路,所述出水旁路的上游连接端和下游连接端均和所述第二出水管路相连,所述第二出水管路位于所述上游连接端和所述下游连接端之间的管段为主通管段;所述补水管路包括第一连通管路,所述第一连通管路连接所述蓄热器和所述除氧器,所述第一连通管路还连接有第二自循环管路,所述第二自循环管路和所述蓄热器相连,所述第一连通管路配置有第一连通控制阀,所述第一连通控制阀位于所述第二自循环管路和所述第一连通管路的连接点的下游;所述控制方法还包括第一暖管控制步骤,所述第一暖管控制步骤包括:控制所述第二出汽管路以小流量出汽模式运行,控制关闭所述主流路,控制打开所述第二换热支路;控制所述第二出水管路以小流量出水模式运行,控制关闭所述主通管段,控制关闭所述第一连通控制阀,控制打开所述第二自循环管路。

可选地,所述燃煤发电机组还包括补汽系统,所述补汽系统包括加热模组、上水管路和补汽管路,所述上水管路和所述补汽管路均和所述加热模组相连,所述上水管路位于所述加热模组的上游,所述补汽管路位于所述加热模组的下游,所述补汽管路和所述汽缸组相连;所述升负荷控制步骤还包括第二子步骤,所述第二子步骤包括:控制所述补汽管路开启向所述汽缸组内补汽。

可选地,所述加热模组还包括预热器,所述预热器连接有回流预热汽路,所述回流预热汽路和所述补汽管路相连通;所述控制方法还包括第二暖管控制步骤,所述第二暖管控制步骤包括:控制所述上水管路以小流量上水模式运行,控制所述加热模组以小功率模式运行,控制切断所述补汽管路和所述汽缸组的连通,控制所述回流预热汽路开启。

可选地,所述加热模组还包括熔盐加热模块,所述熔盐加热模块包括熔盐锅炉、热熔盐罐和冷熔盐罐,所述热熔盐罐和所述冷熔盐罐均和所述熔盐锅炉相连;所述熔盐锅炉包括依次布置的熔盐预热器、熔盐蒸发器和熔盐过热器,所述熔盐预热器的水侧出口和所述熔盐蒸发器的水侧入口通过连接管路相连,所述连接管路还连接有放水管路,所述连接管路还配置有蒸发器入口阀;所述预热器还连接有备用预热汽路,所述备用预热汽路配置有备用预热控制阀;所述补汽管路配置有补汽控制阀;

所述控制方法还包括补汽系统投放步骤,所述补汽系统投放步骤包括:

控制所述补汽控制阀关闭;

控制所述上水管路以小流量上水模式运行,控制打开所述放水管路;

控制打开所述备用预热汽路,并控制所述备用预热汽路和所述回流预热汽路相连通;

控制打开所述蒸发器入口阀,并控制所述熔盐蒸发器通入设定水位的水量;

判断所述熔盐过热器和所述熔盐蒸发器的温度是否达到设定温度,若是,执行下述步骤;

控制所述热熔盐罐向所述熔盐锅炉通入热的熔盐;

根据所述熔盐蒸发器的水位,不断地向所述熔盐蒸发器上水,并逐步地关小所述放水管路,一并调节所述上水管路的上水量,直至完全关闭所述放水管路;

控制逐步关小所述备用预热汽路。

可选地,所述升负荷控制步骤和所述降负荷控制步骤均包括:依据目标负荷和当前负荷的差值确定N个负荷变化区间;控制所述汽轮机按照第一设定负荷变化率在各所述负荷变化区间中进行负荷调节,并控制所述锅炉按照第二设定负荷变化率在各所述负荷变化区间中进行负荷调节,所述第一设定负荷变化率大于所述第二设定负荷变化率,所述汽轮机在第i个所述负荷变化区间内完成负荷变化后,控制所述汽轮机暂停负荷变化,直至所述锅炉也在第i个所述负荷变化区间内完成负荷变化;其中,i和N为正整数,N≥2,1≤i≤N。

附图说明

图1为本发明所提供燃煤发电机组的一种实现方式的结构示意图;

图2为图1中锅炉、汽轮机和蓄热系统的连接结构图;

图3为图2中蓄热系统和除氧器的连接结构图;

图4为图1中汽轮机和补汽系统的连接结构图;

图5为图4中熔盐锅炉、热熔盐罐和冷熔盐罐的连接结构图;

图6为补汽系统投放步骤的流程示意图;

图7为机组升负荷以及降负荷过程中锅炉以及汽轮机的负荷变化示意图。

附图标记说明如下:

100锅炉;

200汽轮机、210汽缸组、211高压缸、212中压缸、213低压缸、220凝汽器、230除氧器、231前置泵、232给水泵、240第一出水管路、241出水控制阀、242第一低压加热器、243第二低压加热器、244第三低压加热器、244第四低压加热器、250第一出汽管路、251第一出汽控制阀、260凝泵、270精处理装置、280轴封加热器;

300水蓄热系统、310蓄热器、320第二出水管路、320a主通管段、321换热模组、321a疏冷器、321b换热器、322缓冲器、322a充气管、323第一自循环管路、323a第一自循环控制阀、324升压泵、325水位控制阀、326出水旁路、326a上游连接端、326b下游连接端、330第二出汽管路、331第一换热支路、331a主流路、331a-1减温器、331a-2第一换热控制阀、331b汽暖旁路、332第二换热支路、332a第二换热控制阀、340补水管路、341第一连通管路、341a补水泵、341b第二自循环管路、341b-1第二自循环控制阀、341c第一连通控制阀、342第二连通管路、342a第二连通控制阀、350汽平衡管路、351汽平衡控制阀;

400补汽系统、410加热模组、411电加热模块、412熔盐锅炉、412a熔盐预热器、412b熔盐蒸发器、412c熔盐过热器、412d连接管路、412d-1蒸发器入口阀、412e放水管路、412e-1放水阀、413热熔盐罐、414冷熔盐罐、415蒸汽预热器、415a回流预热汽路、415b备用预热汽路、415b-1备用预热控制阀、416备用汽源、417熔盐泵、420上水管路、421上水控制阀、430补汽管路、431补汽控制阀。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

在本发明实施例中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。

在本发明实施例的描述中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本发明实施例中,“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1-图4,图1为本发明所提供燃煤发电机组的一种实现方式的结构示意图,图2为图1中锅炉、汽轮机和蓄热系统的连接结构图,图3为图2中蓄热系统和除氧器的连接结构图,图4为图1中汽轮机和补汽系统的连接结构图,图5为图4中熔盐锅炉、热熔盐罐和冷熔盐罐的连接结构图。

如图1和图2所示,本发明提供燃煤发电机组,包括锅炉100、汽轮机200和水蓄热系统300。

汽轮机200包括汽缸组210、凝汽器220和除氧器230。

汽缸组210为汽轮机200的核心部件,用于将蒸汽和大气隔绝,形成蒸汽完成能量转换的封闭空间。汽缸组210包括多个汽缸。在图1的实现方式中,汽缸组210可以包括高压缸211、中压缸212以及两个低压缸213。在其他的实现方式中,汽缸组210也可以采用其他的结构形式;例如,汽缸组210可以包括高压缸211、中压缸212和一个低压缸213,或者汽缸组210可以包括高中压合缸和一个低压缸等。

凝汽器220可以位于低压缸213的下侧,二者可以共同壳体,以提升设备的集成度。蒸汽在低压缸213内做工完成后可以排入凝汽器220内,并可以在凝汽器220内发生冷凝,以形成凝结水。

结合图2,凝汽器220的下游依次布置有凝泵260、精处理装置270和轴封加热器280。凝泵260用于为凝汽器220内部凝结水的排出提供动力。精处理装置270则用于对凝结水进行精处理,以去除凝结水中的金属腐蚀产物、微量溶解盐类以及漏入的悬浮物等,能够提升并保证凝结水的水质。轴封加热器280可以回收轴封漏汽,并利用轴封漏气的热量来加热凝结水,可以减少能源损失,并有利于提高机组热效率。

轴封加热器280的出口处可以配置有第一出水管路240,第一出水管路240用于将凝结水导入除氧器230进行热力除氧。第一出水管路240可以配置有出水控制阀241,用于该第一出水管路240的通断调节和流量调节。

在第一出水管路240上依次设置有第一低压加热器242、第二低压加热器243、第三低压加热器244以及第四低压加热器245,以逐步地对凝结水的温度进行提升,从而可以减轻除氧器230的温升压力。第一低压加热器242、第二低压加热器243、第三低压加热器244以及第四低压加热器245的热源均可以来自汽缸组210。具体而言,汽轮机200还可以包括第一出汽管路250,第一出汽管路250可以和汽缸组210内的任意一个汽缸相连,例如可以和中压缸212相连,以将汽缸组210内的蒸汽引出,并导引至第一低压加热器242、第二低压加热器243、第三低压加热器244以及第四低压加热器245内,以用于对凝结水进行加热;第一出汽管路250配置有第一出汽控制阀251,用于第一出汽管路250的通断调节和流量调节。此外,第一出汽管路250还可以和除氧器230相连,以直接将蒸汽导入除氧器230内,从而对凝结水进行升温和除氧。

除氧器230的出水口依次布置有前置泵231和给水泵232,用于将凝结水送至锅炉100进行循环使用。前置泵231位于给水泵232的上游,用于提升给水泵232入口的压力,可以较大程度地避免给水泵232发生汽蚀,有利于保证给水泵232的安全稳定运行。

请继续参考图2,水蓄热系统300包括蓄热器310、第二出水管路320、第二出汽管路330和补水管路340。

蓄热器310通过第二出水管路320和凝汽器220相连,具体可以是和轴封加热器280的出口处相连,以和第一出水管路240形成并联管路。这样,凝汽器220所排出的凝结水可以分为两路,一路供应至除氧器230,另一路则被引入蓄热器310中。

第二出汽管路330也和汽缸组210相连,例如可以和中压缸212相连,用于自汽缸组210引出蒸汽。第二出汽管路330和第一出汽管路250也可以并联设置,这样,汽缸组210所引出的蒸汽也可以分为两路,一路用于对进入除氧器230的水进行加热,另一路则用于对进入蓄热器310的水进行加热,以提升蓄热器310内凝结水的温度。蓄热器310通过补水管路340和除氧器230相连,能够向除氧器230提供热水。

在实际应用中,当燃煤发电机组要进行降负荷时,可以通过第二出汽管路330,以将汽缸组210内的蒸汽快速地引出,从而可以将锅炉100所产生多余的蒸汽及时地自汽轮机200抽离,以实现锅炉100和汽轮机200的同步降负荷;第二出汽管路330所引出的蒸汽可以对进入蓄热器310的水进行升温,以进行蓄热,能够减少能量的浪费。当燃煤发电机组要进行升负荷时,可以打开补水管路340,蓄热器310可以向除氧器230提供热水,这样,除氧器230内的水位以及水温等均会升高,能够减少第一出汽管路250的出汽量,使得锅炉100所产生的蒸汽可以更多地用于汽轮机200的做功,以适应汽轮机200的负荷提升,从而可以实现燃煤发电机组的快速升负荷。

也就是说,本发明实施例通过设置水蓄热系统300,可以有效地缓解锅炉100热惯性大的问题,能够匹配锅炉100和汽轮机200的负荷变化率,使得整个燃煤发电机组可以快速地进行降负荷或者升负荷,从而可以灵活地调整燃煤发电机组的发电量。

另外,在本发明实施例中,蓄热器310的水为来自凝汽器220的循环凝结水,这样,就无需引入外部水源,水蓄热系统300的结构形式可以相对简单,设备的初始投资可以相对较小,同时,也有利于保证水质和机组的水汽平衡。

蓄热器310可以为普通的储水罐,此时,蓄热器310仅具备储水和蓄热的功能。或者,蓄热器310也可以采用和除氧器230相类似的结构,这样,蓄热器310还可以具备除氧的功能。除氧器230的具体结构可以参照本领域的相关技术,在此不作限定。

请继续参考图2,第二出水管路320可以配置有换热模组321,第二出汽管路330可以包括第一换热支路331,第一换热支路331可以和换热模组321相连,以通过该换热模组321对第二出水管路320内的水进行间接加热。经过换热模组321的蒸汽在可以被排入汽轮机200的凝汽器220中,以进行循环。

换热模组321可以包括疏冷器321a和换热器321b,在第二出水管路320的延伸方向上,疏冷器321a可以位于换热器321b的上游。疏冷器321a能够对凝结水进行冷却和再加热,主要是用于减少疏水排挤低压抽汽而引起的热损失。换热器321b具体可以为板式换热器、管式换热器等,在此不作限定。应理解,在一些实现方式中,疏冷器321a和换热器321b也可以集成设置。

疏冷器321a和换热器321b的分别设置,还可以实现凝结水温度的逐级提升,进而可以降低换热器321b的温升压力。

第二出汽管路330还可以包括第二换热支路332,第二换热支路332配置有第二换热控制阀332a,第二换热控制阀332a用于控制第二换热支路332的通断。

第二换热支路332可以和蓄热器310相连,用于直接将蒸汽引入蓄热器310内,以直接对蓄热器310内的水进行加热。这样,蓄热器310实际也可以相当于一个换热部件,配合前述的疏冷器321a和换热器321b,本发明实施例相当于采用了多级换热模式,能够逐级地提升凝结水的温度,进而可以降低单次温升过高而对相应换热部件造成的温升压力。

应理解,在实际应用中,上述的第一换热支路331和第二换热支路332也可以择一设置。

在一些实现方式中,如图2和图3所示,第一换热支路331可以包括并联设置的主流路331a和汽暖旁路331b,主流路331a、汽暖旁路331b均可以和换热模组321相连。

当燃煤发电机组需要进行降负荷时,主流路331a和汽暖旁路331b中,至少主流路331a可以开启,以便将第一换热支路331的蒸汽通入换热模组321中。当燃煤发电机组不需要进行降负荷时,主流路331a可以关闭,汽暖旁路331b可以开启,第二出汽管路330可以小流量出汽模式运行,并可通过暖管旁路331b流入换热模组321中,以对换热模组321、蓄热器310进行暖管作业,这样,换热模组321以及蓄热器310均可以处于备用状态,使得本发明实施例中的水蓄热系统300在机组需要进行降负荷时能够快速启动,以提升机组的降负荷速度。

具体地,主流路331a可以配置有第一换热控制阀331a-2,主流路331a的流通面积可以大于汽暖旁路331b,汽暖旁路331b可以处于常开状态,即汽暖旁路331b可以不设置控制阀,这样,汽暖旁路331b的结构形式可以相对简单,控制也可以相对简单。在需要进行降负荷时,第一换热控制阀331a-2可以打开,蒸汽可以通过主流路331a和汽暖旁路331b流入换热模组321。在暖管作业时,第一换热控制阀331a-2可以关闭,蒸汽可以仅通过汽暖旁路331b流入换热模组321;汽暖旁路331b的流通面积小于主流路331a,可以更好地适应于小流量的蒸汽通过,并能够降低成本,减少安装占用空间。

在具体实践中,也可以为汽暖旁路331b配置控制阀,以便控制汽暖旁路331b的连通或者断开。这样,在降负荷时,汽暖旁路331b的控制阀可以根据需要选择开启或者关闭;在暖管作业时,汽暖旁路331b的控制阀可以开启。

应理解,在本发明实施例的一些其他实现方式中,第一换热支路331也可以仅包括主流路331a,此时,可以通过调整第一换热控制阀331a-2的开度、和/或调整第二出汽管路330的运行模式等,来控制蒸汽的流量,以便对换热机组321、蓄热器310进行小流量暖管作业。

另外,对于包括第二换热支路332的实现方式,在进行暖管作业时,第二换热控制阀332a仍可以处于打开状态,以将蒸汽直接导入蓄热器310内,这样,有利于维持蓄热器310的水温和内部状态。

第一换热支路331还可以配置有减温器331a-1,减温器331a-1用于对蒸汽进行降温,以降低换热模组321的运行温差,能够改善换热模组321的运行条件,有利于保证换热模组321的使用寿命。结合图3,对于包括主流路331a和暖管旁路331b的实现方式,减温器331a-1具体可以是设置于主流路331a。

在一些实现方式中,第二出水管路320还可以配置有缓冲器322,缓冲器322可以位于蓄热器310的上游。来自凝汽器220的冷凝水可以先进入缓冲器322中进行缓冲,然后再进入蓄热器310中,这样,更有利于控制蓄热器310内的液位高度以及水温等相关参数,能够提升水蓄热系统300的稳定性。

在进行升负荷时,蓄热器310内的热水要导入除氧器230,使得除氧器230内部水位增高,这样,第一出水管路240的流量就需要调小。这种工况下,可以适当地增加第二出水管路320的流量,并通过缓冲器322对于第二出水管路320所增加的水量进行存储,还能够避免凝汽器220内的水位过高。

另外,相较于蓄热器310,缓冲器322内的水温会相对较低,这样,蓄热器310相当于热水罐,缓冲器322相当于冷水罐。缓冲器322和蓄热器310的分别设置,还可以实现冷水以及热水的分别存储,能够避免不同温度水的混合。

缓冲器310可以密封设置,以减少进入其内部的水和外界相接触的可能性,进而可以保证水质。

具体地,缓冲器322内可以形成有气腔和液腔,缓冲器322还可以配置有充气管322a,充气管322a用于向气腔内充入指定气体,以对缓冲器322进行气封,并能够保证缓冲器322内部的压力,使得缓冲器322可以在设定压力(例如微正压)下进行运行。上述指定气体的种类在此不作限定,在具体实践中,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,只要是能够满足使用的要求即可;例如,上述指定气体可以为氮气、氦气等惰性气体。

除此之外,也可以采用将气腔和凝汽器220相连通的方案,应知晓,凝汽器220内为接近真空的状态,将气腔和凝汽器220相连通可以使得气腔也接近于真空,这也可以实现密封。

第二出水管路320还可以连接有第一自循环管路323,第一自循环管路323可以和缓冲器322相连。第二出水管路320还可以配置有升压泵324和水位控制阀325。升压泵324可以位于第一自循环管路323和第二出水管路320的连接点的上游,并位于缓冲器322的下游。水位控制阀325可以位于缓冲器322的上游。第一自循环管路323可以配置有第一自循环控制阀323a。

水位控制阀325可以和缓冲器322内的水位相关联,在缓冲器322内的水位较低时,水位控制阀325的开度可以调高,以向缓冲器322内输送更多的水。升压泵324可以和第一自循环管路323相配合,用于实现缓冲器322内水的自循环,这种运行方式具体可以是在不需要降负荷时启动,第一自循环管路323的设置可以避免升压泵324的频繁启闭,能够保证升压泵324的工作稳定性。同时,升压泵324的设置,也可以提升流向换热模组321的水的压力。

在一些实现方式中,水蓄热系统300还可以包括出水旁路326,出水旁路326可以包括上游连接端326a和下游连接端326b,上游连接端326a和下游连接端326b均可以和第二出水管路320相连。具体地,上游连接端326a可以位于水位控制阀325的上游,下游连接端326b可以位于第一自循环管路323和第二出水管路320的连接点的下游。为便于描述,可以将第二出水管路320中位于上游连接端326a和下游连接端326b之间的管段称之为主通管段320a,出水旁路326至少能够在主通管段320a关闭时开启。

当燃煤发电机组需要降负荷时,第二出水管路320内的冷凝水可以经主通管段320a向换热模组321以及蓄热器310流动;当然,也可以同时经出水旁路326向蓄热器310流动,这具体和出水旁路326的连通状态存在关联。当燃煤发电机组不需要降负荷时,主通管段320a可以经第一自循环管路323进行自循环,不再向换热模组321以及蓄热器310送水,第二出水管路320可以小流量出水模式运行,并可以通过出水旁路326向换热模组321以及蓄热器310流动,以对换热模组321和蓄热器310进行暖管作业,这样,换热模组321以及蓄热器310均可以处于备用状态,使得本发明实施例中的水蓄热系统300在机组需要进行降负荷时能够快速启动,以提升机组的降负荷速度。

出水旁路326的流通面积小于第二出水管路320,这样,可以更好地适应于小流量的水通过,并能够降低成本,减少安装占用空间。

在具体实践中,也可以为出水旁路326配置控制阀,以便控制出水旁路326的连通或者断开。这样,在降负荷时,出水旁路326的控制阀可以根据需要选择开启或者关闭;在暖管作业时,出水旁路326的控制阀可以开启。

在一些实现方式中,补水管路340可以包括第一连通管路341,第一连通管路341可以配置有补水泵341a,补水泵341a可以为第一连通管路341提供动力,以将蓄热器310中的热水泵入除氧器230中。这种实现方式下,蓄热器310和除氧器230的安装高度可以不作限定,蓄热器310和除氧器230的安装可以具备更大的灵活性。

第一连通管路341可以设置有第一连通控制阀341c,第一连通控制阀341c用于控制第一连通管路341的连通或者断开,以便根据机组运行需要调整第一连通管路341的连通状态。

结合图3,第一连通管路341还可以连接有第二自循环管路341b,第二自循环管路341b可以和蓄热器310相连,第二自循环管路341b可以配置有第二自循环控制阀341b-1,第二自循环管路341b和第一连通管路341的连接点可以位于第一连通控制阀341c的上游。

这样,在第一连通控制阀341c关闭、第二自循环管路341b开启时,蓄热器310内的水在经补水泵341a和第二自循环管路341b后可以重新流入蓄热器310内。这种运行方式具体可以是在暖管作业时启动,以利于保证蓄热器310内水温的均匀分布。并且,还可以使得补水泵341a始终处于开启状态,能够避免补水泵341a的频繁启闭,有利于保证补水泵341a的工作稳定性。

在另一些实现方式中,补水管路340还可以包括第二连通管路342,蓄热器310的安装高度可以高于或者等于除氧器230,蓄热器310可以通过第二连通管路342和除氧器230相连,第二连通管路342可以配置有第二连通控制阀342a;本实现方式不需要补水泵341a,在第二连通控制阀342a开启时,蓄热器310内的热水可以在重力的作用下自行流入除氧器230内,能够有效地降低水蓄热系统300的系统能耗。此外,蓄热器310和除氧器230之间还可以连接有汽平衡管路350,汽平衡管路350可以配置有汽平衡控制阀351;在汽平衡控制阀351开启后,汽平衡管路350可以打开,能够实现蓄热器310和除氧器230的压力平衡。

如图1和图4所示,本发明所提供燃煤发电机组还可以包括补汽系统400,补汽系统400可以包括加热模组410、上水管路420和补汽管路430。上水管路420和补汽管路430均可以和加热模组410相连,上水管路420可以位于加热模组410的上游,补汽管路430可以位于加热模组410的下游。补汽管路430可以和汽缸组210相连,具体可以是和中压缸212相连,用于向汽缸组210提供蒸汽。

采用这种方案,在燃煤发电机组需要进行升负荷时,加热模组410可以对上水管路420所提供水进行加热,以形成蒸汽,并可由补汽管路430通入汽缸组210内,这样,可以直接补充汽缸组210所需要的蒸汽,从而能够快速地实现机组升负荷。

上水管路420具体可以是和除氧器230相连,以直接采用除氧器230的出水来产生蒸汽,如此,就无需引入外部水源,补汽系统400的结构形式可以相对简单,设备的初始投资可以相对较小,同时,也有利于保证水质和机组的水汽平衡。具体地,如图4所示,上水管路420可以连接在前置泵231的出口处,这样,上水管路420的上水为来自除氧器230的中压水,无需设置单独的熔盐给水泵,能够简化机组结构,并有利于降低机组成本。

上水管路420还可以配置有上水控制阀421,用于上水管路420的通断调节以及流量调节等。

这里,本发明实施例并不限定加热模组410的具体结构形式,在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,只要是能够满足使用的要求即可。

在一些实现方式中,加热模组410可以包括熔盐加热模块,熔盐加热模块可以包括熔盐锅炉412、热熔盐罐413和冷熔盐罐414,热熔盐罐413和冷熔盐罐414均可以和熔盐锅炉412相连。

上述熔盐具体可以为三元熔盐(53%硝酸钾+40%亚硝酸钠+7%硝酸钠组成的混合硝酸盐),热熔盐罐413内热熔盐的温度可以为400℃,冷熔盐罐414内冷熔盐的温度可以为200℃。热熔盐罐413和熔盐锅炉412之间可以设置有熔盐泵417,熔盐泵417可以将热熔盐罐413内的热熔盐泵入熔盐锅炉412,以对上水管路420进入熔盐锅炉412的水进行加热,从而产生蒸汽,熔盐锅炉412流出的熔盐可以流动至冷熔盐罐414内。所产生蒸汽的参数可以根据汽缸组210的需求进行设定,例如可以为380℃/2.5MPa等。

结合图5,熔盐锅炉412可以包括依次布置的熔盐预热器412a、熔盐蒸发器412b和熔盐过热器412c。其中,熔盐预热器412a的水侧出口和熔盐蒸发器412b的水侧入口可以通过连接管路412d相连,该连接管路412d配置有蒸发器入口阀412d-1,并且该连接管路412d还连接有放水管路412e,该放水管路412e用于将连接管路412d内的水进行放掉,以用于熔盐锅炉412的运行调试。该放水管路412d具体可以是和除氧器230相连,以用于将放掉的水导入除氧器230内,这样可以避免水资源的浪费,也有利于保证机组内部的水平衡。该放水管路412e可以配置有放水阀412e-1,以用于控制放水管路412e的通断调节和流量调节。

进一步地,加热模组410还可以包括蒸汽预热器415,蒸汽预热器415可以连接有回流预热汽路415a,回流预热汽路415a可以和补汽管路430相连通,用于将补汽管路430中的一部分蒸汽引出至蒸汽预热器415中,以对上水管路420的上水进行预热,从而使得进入熔盐锅炉412的水可以具有设定温度,这样,可以较大程度地避免水温过低而导致地熔盐凝结等不利情形。

这里,本发明实施例并不限定上述设定温度的具体值,在实际应用中,本领域技术人员可以根据熔盐的性质等相关参数进行确定,只要是能够满足使用的要求即可。例如,对于前述的三元熔盐,其在160℃-420℃之间均为液态,如此,上述的设定温度可以大于或者等于160℃。

应理解,上述的回流预热汽路415a是在补汽系统400稳定运行时才能够稳定地输气,以对蒸汽预热器415进行预热,而在设备调试、初始运行的工况下,补汽系统400尚不能够稳定的产汽,其实际并不能够对蒸汽预热器415进行稳定预热。

针对此,在本发明实施例中,蒸汽预热器415还可以连接有备用预热汽路415b。备用预热汽路415b可以连接有备用汽源416,该备用汽源416可以为专用汽源,或者,也可以为燃煤发电机组的冷段蒸汽。备用预热汽路415b可以配置有备用预热控制阀415b-1,以用于备用预热汽路415b的通断调节和流量调节。

在补汽系统400的调试阶段,可以先由备用预热汽路415b对上水进行预热,在补汽系统400能够产汽后,可以逐渐地调小预热控制阀415b-1,直至补汽系统400可以稳定地运行。

补汽管路430可以配置有补汽控制阀431,用于补汽管路430的通断调节、开度调节以及相关参数调节等。

在一些实现方式中,加热模组410还可以包括电加热模块411,以通过电加热的方式来进行产汽。

电加热模块411和前述的熔盐加热模块可以相互独立,在具体实践中,本领域技术人员可以根据需要选择电加热模块411、熔盐加热模块中的一者进行使用。或者,电加热模块411和熔盐加热模块也可以同时使用,这种实现方式可以参见图1和图4,上水管路420的上水可以先经过熔盐加热模块,然后再经过电加热模块411,电加热模块411可以为熔盐加热模块的补充,用于保证补汽管路430流向汽缸组210的蒸汽可以具备足够的温度以及压力。

实施例二

请参考图6和图7,图6为补汽系统投放步骤的流程示意图,图7为机组升负荷以及降负荷过程中锅炉以及汽轮机的负荷变化示意图。

本发明还提供燃煤发电机组的控制方法,适用于实施例一的各实现方式所涉及的燃煤发电机组。上述控制方法包括升负荷控制步骤和降负荷控制步骤。

降负荷控制步骤包括:控制第二出汽管路330对进入蓄热器310的水进行加热。这样,可以将锅炉100所产生多余的蒸汽及时地自汽轮机200抽离,以实现锅炉100和汽轮机200的同步降负荷,从而实现燃煤发电机组的快速降负荷。同时,第二出汽管路330所引出的蒸汽可以对进入蓄热器310的水进行升温,以进行蓄热,能够减少能量的浪费。

具体而言:在水蓄热系统300收到降负荷指令后,可以控制升压泵324按照一定速率升频,并可以增大第二出水管路320的流量,以增大换热模组321的水侧流量,同时,逐步地减小第一自循环控制阀323a的开度,直至第一自循环管路323完全关闭;随着换热模组321水侧流量的增加,汽侧受冷凝结,压力降低,第二出汽管路330的流量可以增加,以增大抽汽量,机组可以快速降负荷;减温器331a-1追踪减温器331a-1后蒸汽温度,调节过热度为30℃或者其他设定值;换热模组321出口的热水流至蓄热器310中进行储存蓄热,此时,第一连通控制阀341c为关闭状态,第二自循环控制阀341b-1为开启状态,补水泵341a为再循环状态运行;第二换热控制阀332a为开启状态,第二换热支路332的蒸汽可以直接进入蓄热器310进行混合加热。

在机组降负荷过程中,水蓄热系统300要对锅炉100和汽轮机200之间的负荷变化率的差值进行调节,在一些实现方式中,汽轮机200可以按照6%Pe/min的速率进行降负荷,而锅炉100只能按照4%Pe/min的速率进行降负荷,因此,水蓄热系统300要承担2%Pe/min的调节量。降负荷时,换热模组321的水侧流量增加,升压泵324可以采用比例、积分和微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制以及前馈控制,被控对象为换热模组321的水侧流量,水侧流量设定值由第二出汽管路330的抽汽流量折算得出,抽汽流量则由降负荷指令折算,前馈信号由降负荷指令构成,同时,第二自循环控制阀341b-1按一定速率逐渐关闭,通过升压泵324的调节及时调整水侧流量,从而同步调整抽汽量,进而确保降负荷速率。减温器331a-1的被控对象为换热模组321入口蒸汽的过热度,采用串级PID与前馈控制,主流路331a的过热度设定值为30℃(可根据具体情况进行调整),前馈信号由抽汽流量及抽汽温度微分信号构成,通过减温器331a-1调节减少换热模组321蒸汽温度波动,避免温度大幅波动对设备安全性的影响。换热模组321疏水阀的被控对象为换热模组321的水位,采用PID控制,同时设置换热模组321水位高超驰开疏水阀逻辑,确保设备本体安全。蓄热器310还可以配置溢流阀(图中未标注),溢流阀的被控对象为蓄热器310的水位,采用PID控制,同时设置蓄热器310水位高超驰开溢流阀逻辑。

升负荷控制步骤包括第一子步骤,第一子步骤具体包括:控制补水管路340开启,以将蓄热器310内的热水引入除氧器230,控制第一出汽管路250缩减流量,控制第二出汽管路330缩减流量。这样,除氧器230内的水位以及水温等均会升高,能够减少第一出汽管路250的出汽量,使得锅炉100所产生的蒸汽可以更多地用于汽轮机200的做功,以适应汽轮机200的负荷提升,从而可以实现燃煤发电机组的快速升负荷。

水蓄热系统300的放热运行模式可结合机组升负荷及调频工况,通过给除氧器230提供凝结水,从而快速降低第一出水管路240的凝结水流量,可排挤进入各低压加热器以及除氧器230的蒸汽量,使得更多的蒸汽可以留在汽缸组210内做功,由此实现机组的负荷提升、调频响应。具体而言,在水蓄热系统300收到升负荷指令后,第一连通控制阀341c可以开启,并可逐步关闭第二自循环控制阀341b-1,补水泵341a可以向除氧器230进行上水,补水泵341a至除氧器230的流量按指令增加,除氧器230的水位升高;凝汽器220的出水阀门开度调低,凝泵260的流量逐步降低,同步降频运行,此时由于凝结水流量降低,各低温加热器的抽汽量也会同步降低,机组的负荷升高;当凝泵260的流量降至设定流量(例如220t/h)时,缓冲器322的水位控制阀325可以快速开启至设定开度(例如30%),此时,凝泵260一边保持各低温加热器的水侧低流量,另一边可以为缓冲器322进行补水。

在机组升负荷时,蓄热器310出口的流量增加,各低温加热器至除氧器230的流量减少,补水泵341a可以采用PID与前馈控制,被控对象为蓄热器310的出口流量,流量设定值由升负荷指令折算得出,前馈信号由升负荷指令构成,同时第二自循环控制阀341b-1按一定速率关闭,通过补水泵341a与第二自循环控制阀341b-1的同步调节来及时调整给水流量。除氧器230上水调门控制除氧器230的水位,采用水位三冲量控制,主调为除氧器230水位,副调为上水流量,前馈信号为锅炉100给水流量与蓄热器310的给水流量之差。凝泵260的变频器控制除氧器230压力,采用PID控制,同时为了避免凝泵260再循环调门开启,缓冲器322的水位控制阀325参与凝泵260出口流量调节,水位控制阀325设定值为凝泵260再循环流量与除氧器230上水流量之差并留有一定余量。当缓冲器322液位高于报警值时,水位控制阀325超驰关闭。

在一些实现方式中,上述控制方法还可以包括第一暖管控制步骤,第一暖管控制步骤主要是对水蓄热系统300进行暖管控制,以应对水蓄热系统300所具有的间歇、快速、高峰等特点。

第一暖管控制步骤可以包括:控制第二出汽管路330以小流量出汽模式运行,关闭主流路331a,打开第二换热支路332;控制第二出水管路320以小流量出水模式运行,关闭水位控制阀325,关闭补水管路340,打开第二自循环管路341b。这样,水蓄热系统300可以始终处于备用状态,能够更为快速地响应机组的降负荷指令,以满足机组快速降负荷的要求。

对于包括补汽系统400的燃煤发电机组,上述升负荷控制步骤还可以第二子步骤,第二子步骤具体包括:控制补汽管路430开启,以向汽缸组210内补汽,从而直接向汽缸组210提供额外的蒸汽,以满足机组快速升负荷的要求。

补汽系统400的上水取自前置泵231的出口,采用上水控制阀421控制水量。上水经蒸汽预热器415加热后,温度升可以至160℃以上,成为熔盐锅炉412给水。给水进入熔盐锅炉412后,依次流过熔盐预热器412a、熔盐蒸发器412b、熔盐过热器412c,吸收热量成为蒸汽。同时,热熔盐经熔盐泵417从热熔盐罐413打出,依次进入熔盐过热器412c、熔盐蒸发器412b、熔盐预热器412a,释放热量给汽水系统后,流入冷熔盐罐414。蒸汽出熔盐锅炉412后,还可以经过电加热模块411进行加热,以保证蒸汽过热度,当然,蒸汽过热度足够时,电加热模块411也可以不投入使用。蒸汽出电加热模块411(或者熔盐锅炉412)后可以分两路,一路直接进入汽缸组210进行做功,例如可以是进入中压缸212进行做功,另一路则可以经回流预热汽路415a进入蒸汽预热器415中加热上水,冷却后的(湿)蒸汽可以排入除氧器230,以避免水资源的浪费,同时也有利于保证机组的水汽平衡。蒸汽预热器415也设计有备用预热汽路415b,用于在补汽系统400调试时使用。

补汽系统400可提升机组的升负荷速率。具体而言,在机组接收升负荷指令后,可以同步给汽轮机200、锅炉100以及补汽系统400;补汽系统400可以根据指令逐步增大上水管路420的上水,熔盐泵417可以同步提高热熔盐流量;上水经过蒸汽预热器415吸热达到安全水温后,可进入熔盐锅炉412进一步吸收高温熔盐热量,产生高品位蒸汽;随后,蒸汽汇入汽缸组210进行做功发电,由此提升机组负荷。

在机组升负荷时,补汽控制阀431采用PID控制器,调节量为补汽压力,补汽压力设定值为汽缸组210汇汽点蒸汽压力的1.5倍(也可以为其它倍数),以确保补汽系统400所提供蒸汽能够顺利地汇入汽缸组210;上水控制阀421可以采用PID控制器,调节量为熔盐给水流量,设定值为熔盐负荷指令折算的熔盐给水流量指令,其中熔盐负荷指令由升负荷指令折算得出,熔盐负荷指令上升时,给水流量增加,上水控制阀421的开度随之增大,确保补汽系统400所提供蒸汽流量能够满足机组功率调节需求;回流预热汽路415a配置有预热调节阀(图中未标注),预热调节阀采用PID和前馈控制,调节量为蒸汽预热器415出口给水温度,设定值为165℃,前馈信号为给水流量,当给水流量增加时,预热调节阀的开度同步增大,确保蒸汽预热器415出口给水温度始终保持在160℃以上;熔盐泵417采用PID和前馈控制,调节量为蒸汽温度,设定值为汇汽点蒸汽温度,前馈信号为给水流量,当给水流量增加时,熔盐泵417出力同步增大,热熔盐流量增多,确保蒸汽温度与汇汽点温度一致。

在具体投放时,补汽系统400可以采用逐级上水的步骤,以使得补汽系统400可以稳定地投入工作。具体地,本发明所提供控制方法还可以包括补汽系统投放步骤,如图6所示,该补汽系统投放步骤可以包括下述的步骤S110至步骤S180。

步骤S110,控制补汽控制阀431关闭,以断开补汽系统400和汽缸组210之间的联系。同时,可以打开补汽系统400全部汽侧疏水门,以便排出设备启动时所生成的凝结水。

步骤S120,控制上水管路420以小流量上水模式运行,控制打开放水管路412e,这样,上水管路420的上水只能够流动至熔盐预热器412a,而不会流动至熔盐蒸发器412b。

步骤S130,控制打开备用预热汽路415b,并控制备用预热汽路415b和回流预热汽路415a相连通。这样,备用预热汽路415b所提供蒸汽可以分为两路,一路用于在蒸汽预热器415处对上水进行预热,并利用上水对熔盐预热器412a进行预热,另一路则可以沿着回流预热汽路415a反向流动至熔盐过热器412c和熔盐蒸发器412b,以通过蒸汽对熔盐过热器412c和熔盐蒸发器412b进行反向预热。

步骤S140,控制打开蒸发器入口阀412d-1,以向熔盐蒸发器412b通入设定水位的水量,以开始对熔盐蒸发器412b进行上水加热。该设定水位可以根据实际需要进行设置,在此不作限定。

步骤S150,判断熔盐过热器412c和熔盐蒸发器412b的温度是否达到设定温度,该设定温度例如可以为180℃等,若是,可以执行下述的步骤S160。

步骤S160,控制热熔盐罐413向熔盐锅炉412通入热的熔盐,以导通热熔盐罐413、熔盐锅炉412以及冷熔盐罐414之间的通路。

步骤S170,根据熔盐蒸发器412b的水位,不断地向熔盐蒸发器412b上水,并逐步地关小放水管路412e,一并调节上水管路420的上水量,直至完全关闭放水管路412e。

在放水管路412e完全关闭时,熔盐锅炉412已经能够满足正常产汽,此时,可以执行步骤S180,控制逐步关小备用预热汽路415b,在备用预热汽路415b完全关闭时,补汽系统400投放成功。

补汽系统400在收到升负荷指令时的控制方法可以参见前述的第二子步骤。而在机组不需要进行升负荷时,补汽系统400也可以按照下述的第二暖管控制步骤进行运行,以将补汽系统400维持在备用状态,以便后续可以相对快速地响应机组的升负荷指令。具体地,上述第二暖管控制步骤可以包括:控制上水管路420以小流量上水模式运行,控制加热模组410以小功率模式运行,并控制切断补汽管路430和汽缸组210的连通,控制回流预热汽路415a开启,这样,补汽系统400所产生的蒸汽可以用于蒸汽预热器415处的上水加热,以形成补汽系统400的自循环作业。

另外,无论是升负荷控制步骤,还是降负荷控制步骤,在具体实施时,均可以采用下述的步骤:步骤S120,依据目标负荷和当前负荷的差值确定N个负荷变化区间;步骤S220,控制汽轮机200按照第一设定负荷变化率在各负荷变化区间中进行负荷调节,并控制锅炉100按照第二设定负荷变化率在各负荷变化区间中进行负荷调节,第一设定负荷变化率大于第二设定负荷变化率,汽轮机200在第i个负荷变化区间内完成负荷变化后,控制汽轮机200暂停负荷变化,直至锅炉100也在第i个负荷变化区间内完成负荷变化;其中,i和N为正整数,N≥2,1≤i≤N。

由于汽轮机200的负荷变化率相对较大,因此,在响应变负荷指令时,汽轮机200的负荷可以更为迅速地发生变化。采用上述方案,本发明实施例将根据目标负荷和当前负荷之间的差值确定多个负荷变化区间,每个负荷变化区间的负荷变化量相对较小,这样,在各个负荷变化区间执行负荷变化时,因汽轮机200和锅炉100负荷变化率不一致所要弥补的能量相对较少,更有利于保证机组的稳定运行。

具体地,如图7所示,在降负荷时,假定汽轮机200按照6%Pe/min的负荷变化率下降、而锅炉100只能按照4%Pe/min的负荷变化率下降,降负荷过程中锅炉100多产生的热量可以由水蓄热系统300吸收存储,假定当前负荷为100%THA,目标负荷为50%THA,据此可以设定两个负荷变化区间,分别为100%THA至75%THA和75%THA至50%THA,这样,在各负荷变化区间中,汽轮机200和锅炉100的负荷峰值相差会相对较小,更有利于机组进行平稳地降负荷;同样地,在升负荷时,假定汽轮机200可以按照6%Pe/min的负荷变化率上升,而锅炉100只能按照3%Pe/min的负荷变化率上升,升负荷过程中汽轮机200所额外需要的能量可以由水蓄热系统300以及补汽系统400提供,假定当前负荷为50%THA,目标负荷为100%THA,据此可以设定两个负荷变化区间,分别为50%THA至75%THA和75%THA至100%THA,这样,在各负荷变化区间中,汽轮机200和锅炉100的负荷峰值相差会相对较小,更有利于机组进行平稳地升负荷。

除此之外,也可以直接控制汽轮机200按照第一设定负荷变化率在当前负荷和目标负荷之间进行负荷变化,并控制锅炉100按照第二设定负荷变化率在当前负荷和目标负荷之间进行变化,即可以不划分上述的N个负荷变化区间,这样也是可行的;或者,也可以采用汽轮机200晚启动的方案,来弥补汽轮机200和锅炉100负荷变化率的差异。

以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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