[实用新型]一种火力发电单元机组的中压缸快速启动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种单元制火力发电机组快速启动系统的改进，针对于采用中压缸启动方式的机组。属于燃煤发电领域，尤其适用于大中型燃煤发电单元机组。

背景技术

在火力发电机组焚烧大量化石燃料，排放大量有害气体及粉尘，导致气候变化以及雾霾的背景下，风能、太阳能等可再生能源发电被越来越多地引入电网。然而，由于可再生能源发电的间歇性和不可控性，电网需要越来越大的备用容量。一方面，基于我国目前以煤炭为燃料的火力发电占有相当大比重的具体国情，会有大量的火力发电机组长期低负荷运行，以实现在保证足够的备用发电容量的同时，保证调峰性能。然而，火力发电机组在低负荷下运行，会使其效率大幅降低，粗略估算，在发出同样多的电能情况下，低负荷发电会比满负荷发电多消耗10%的燃料，既降低了发电的经济性，又增加了有害气体及粉尘的排放；另一方面，由于燃气轮机发电机组的启动速度快于传统的燃煤发电机组，目前我国电网中安装了一定数量的，以天然气为燃料的燃气发电机组，用于平衡可再生能源发电的间歇性。然而，天然气的价格较高并需要大量进口，若大量使用燃气轮机发电机组调峰，在推高电价的同时，也对国家的能源安全造成威胁。

一般来说，以煤炭为燃料的火力发电机组中，锅炉和汽轮机均是由大量的厚壁金属部件构成，其启动过程中首先需要将锅炉点火并稳定燃烧，然后再以一定速率加热这些金属部件至工作温度。所以，发电机组的启动时间很长，难以满足为电网快速调峰的要求。

所以，现在需要有一种能够缩短燃煤发电机组启动时间的系统设计。首先，缩短机组启动时间后，可以减少启动期间不做功的燃料消耗，启动费用将大大降低，并减少了启动过程中的污染物排放。其次，若燃煤发电机组的启动时间能够满足电网快速调峰的要求，则可以将原电网中部分带低负荷燃煤机组停止挂网运行处于热备用状态，同时提高另一部分燃煤机组的负荷，提高机组运行效率。最后，若燃煤发电机组能够达到燃气轮机发电机组的启动速度，则在国家层面一方面利于减少电价和电力建设的成本，另一方面保障了国家的能源安全。

发明内容

本实用新型在传统燃煤（火力）发电厂单元机组汽水管路设计的基础上，对其进行了改进，引入了相邻汽轮机的蒸汽来启动本汽轮机，即实现锅炉和汽轮机的同时、分别启动。

这种改进的目的在于实现处于备用状态的汽轮机在热态或温态下的快速启动，以达到对调度负荷的快速响应，并节省机组启动燃料。

根据本实用新型的一个方面，在原有火力发单元机组的设计基础上，提供一种改进的快速启动系统，针对于中压缸启动的机组。所述系统改进的部分包括：再热蒸汽切换系统；机组水平衡调节系统。

根据本实用新型的一个具体实施方式，所述再热蒸汽切换系统位于本机组再热蒸汽出口和相邻机组主蒸汽或再热蒸汽管道，与本机组中压主汽阀之间。

根据本实用新型的一个具体实施方式，所述再热蒸汽切换系统包括：本机组蒸汽切换截止阀（V1）、本机组蒸汽切换调节阀（V2）、邻机组蒸汽切换截止阀（V3）、邻机组蒸汽切换减温减压阀（V4）、本机组再热蒸汽管路（P1），邻机组供气管路（P2）。

根据本实用新型的一个具体实施方式，所述本机组蒸汽切换截止阀（V1）和本机组蒸汽切换调节阀（V2）串联接入本机组再热蒸汽管路（P1），在顺序上，本机组蒸汽切换截止阀（V1）位于本机组蒸汽切换调节阀（V2）上游。

根据本实用新型的一个具体实施方式，所述本机组再热蒸汽管路（P1）为机组原有管道，并在其上新增两个阀门，即本机组蒸汽切换截止阀（V1）以及本机组蒸汽切换调节阀（V2）。其中，本机组蒸汽切换截止阀（V1）在本机组汽轮机启动过程中起到隔离作用，使本机组的锅炉与汽轮机可以分别启动；本机组蒸汽切换截止阀（V1）和蒸汽切换调节阀（V2）在本机组锅炉启动结束、蒸汽参数达到要求后，逐渐开启以实现本机组蒸汽与邻机组蒸汽向本机组联合供汽，并最终单独向本机组供汽。

根据本实用新型的一个具体实施方式，所述的邻机组蒸汽切换截止阀（V3）和邻机组蒸汽切换减温减压阀（V4）串联接入邻机组供汽管路（P2），邻机组的蒸汽切换调节阀（V4）的出口管道连接至本机组中压主汽阀上游的管道上。在顺序上，邻机组蒸汽切换截止阀（V3）位于邻机组蒸汽切换减温减压阀（V4）上游。