[发明专利]一种基于双馈系统的直接空冷机组汽电双驱给水泵系统

说明书

一种基于双馈系统的直接空冷机组汽电双驱给水泵系统，包括空冷岛、汽电双驱给水泵、双馈电机等。本发明是把给泵电机改为双馈电机，各工况下，小机进汽门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足给泵工作功耗后，双馈电机自动转为发电机状态，将小机剩余功率转换为电能，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50Hz，可直接上网；当小机故障或出力不足，双馈电机为电动机状态，可以直接调节给泵转速。双馈电机调速范围根据给泵实际运行精确转速范围设置，避免裕量浪费，造价低。通过基于双馈系统的直接空冷机组汽电双驱给水泵系统实施，可以满足给泵所有运行需求，提高给泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节安全性，节能潜力巨大。

技术领域

本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种基于双馈系统的直接空冷机组汽电双驱给水泵系统。

背景技术

近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，在役及在建装机容量均已位居世界第一。风电和光伏等新能源为我们提供了大量清洁电力，但另一方面，其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。从目前的情况来看，我国电力系统调节能力难以完全适应新能源大规模发展和消纳的要求，部分地区出现了较为严重的弃风、弃光和弃水问题。为挖掘火电机组调峰潜力、提升我国火电运行灵活性、提高新能源消纳能力，火电机组需要在宽负荷高频次的负荷变化的工况运行，电厂主要辅机设备例如水泵、风机等设备耗电率大幅提升，根据现场试验数据，当机组调峰至30％负荷时，厂用电率增加至10％左右，供电效率下降明显。

直接空冷系统以节水性能优良和系统调节灵活等优势，近年来已成为我国北方火电机组汽轮机排汽冷却的主流技术之一。直接空冷机组锅炉给水泵的驱动功率较高，是发电厂内的重要能量消费者。目前有相当一部分直接空冷机组的锅炉给水泵采用汽电双驱，以降低厂用电率，提高机组的发电量，该驱动方式的系统复杂，给水泵的电机所发电能需要整流变压为50HZ才能上网使用，且电动机驱动给水泵时，电动机不具备调速功能，需要额外的液力偶合器或者变频器来配合调速，以适应机组变工况运行，系统结构复杂，经济性差，可靠性差。因此直接空冷机组汽电双驱锅炉给水泵驱动方式及调速方式的合理性对于未来高频次宽负荷场景下机组频繁调节的运行经济性非常关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双馈系统的直接空冷机组汽电双驱给水泵系统，可以满足汽电双驱给水泵所有工况的运行需求，降低厂用电率，提高汽电双驱给水泵在未来高频次宽负荷应用场景下的调节效率和调节的安全性，具有巨大节能潜力。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于双馈系统的直接空冷机组汽电双驱给水泵系统，包括汽轮机、发电机、空冷岛、小汽轮机、汽电双驱给水泵、液力偶合器、双馈电机、表面式冷却器和小凝结水泵；

发电机与汽轮机同轴连接，双馈电机的一端与小汽轮机同轴连接，另一端通过液力偶合器与汽电双驱给水泵连接；

汽轮机的第一抽汽出口连接至小汽轮机的蒸汽进口，小汽轮机的排汽出口连接至表面式冷却器的进口，表面式冷却器的出口连接至小凝结水泵的进口，汽轮机的排汽出口连接至空冷岛的进口，小凝结水泵的出口和空冷岛的出口通过汽电双驱给水泵连接至锅炉。

本发明进一步的改进在于，汽电双驱给水泵为基于双馈系统的汽电双驱，通过小汽轮机驱动，或者通过双馈电机驱动。

本发明进一步的改进在于，小汽轮机的蒸汽进口处设置有小机进汽调门，排汽出口处设置有小机排汽调门。

本发明进一步的改进在于，各工况下，小机进汽调门全开，降低节流损失，提高内效率，在满足汽电双驱给水泵工作功耗的前提下，双馈电动机自动转变为发电机状态，将小汽轮机剩余功率转换为电能并并入厂用电系统，提高机组供电能力，双馈电机所发电能为50HZ，无需变压，可直接上网。

本发明进一步的改进在于，汽电双驱给水泵的进出口处分别设置有给泵进水阀门和给泵出水阀门。