[发明专利]全周进汽汽轮发电机组及其一次调频方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮发电机组的调频方法，尤其是涉及全周进汽汽轮发电机组的一次调频方法。

背景技术

为了保证电网的安全经济运行，提高电能质量和电网频率的控制水平，迅速消除由于电网负荷变化而引起的频率波动，电网一般都要求入网的汽轮发电机组具备一次调频的能力，即要求汽轮发电机组具备在较短的时间内增加或减小一定量的出力以快速响应电网频率下降或上升的能力。

在现有技术中，全周进汽汽轮机的进汽调节方式一般可以分成节流调节和补汽阀调节两种类型。

以节流调节来说，采用节流调节的汽轮发电机组示意图如图1所示。主蒸汽关断阀14全开，机组的一次变频都是通过改变汽轮机主蒸汽调节汽阀13的开度来实现的。为了保证一次调频功能，主蒸汽调节汽阀13不能100％全开，必须保留5％～15％的开度(即阀门只开启95％～85％)。当电网频率过高时，机组的控制系统立即适当关小主蒸汽调节汽阀，减小进入汽轮机11的蒸汽流量，来减小发电机12的出力，稳定电网频率。当电网频率过低时，机组的控制系统立即适当开大主蒸汽调节汽阀13，增加进入汽轮机11的蒸汽流量，来增加发电机12的出力稳定电网频率。

上述节流调节方式为了保留一次调频的能力而需将主蒸汽调节汽阀保留5％～15％的开度(即阀门只开启95％～85％)，全流量的蒸汽通过主蒸汽调节汽阀时形成节流损失，从而将降低整个汽轮发电机组的效率，而且这种损失将在机组整个运行时间内都存在。

另外，采用补汽阀调节的汽轮发电机组示意图如图2所示。主蒸汽关断阀24和主蒸汽调节汽阀23全开，机组正常运行时，补汽阀25处于关闭状态，当电网频率过高时，机组的控制系统立即适当关小主蒸汽调节汽阀23，减小进入汽轮机21的蒸汽流量，来减小机组出力，降低发电机22的出力，稳定电网频率。当电网频率过低时，机组的控制系统立即适当开启补汽阀，使部分新蒸汽通过补汽阀节流后直接进入汽轮机某中间级，以增大汽轮机中作功的蒸汽量，从而达到增加发电机22的出力稳定电网频率的目的。

上述补汽阀调节方式当一次调频需要增加汽轮机出力时，开启补汽阀将部分新蒸汽节流后直接引入汽轮机某中间级，以增大蒸汽量，但这样存在较大的节流损失，大大增加机组的热耗，降低机组整体效率。而且补入的蒸汽汽流对汽缸内汽流产生较大的扰动，会增加汽轮机的振动，这种振动过大将危及机组安全运行。

发明内容

本发明一个目的是提供一种全周进汽汽轮发电机组，可以将主蒸汽调节汽阀一直保持100％开度，降低主蒸汽调节汽阀节流损失，而且几乎不会对汽轮机内部汽流产生扰动。

本发明的另一目的是提出上述全周进汽汽轮发电机组的一次调频方法。

为此，本发明的一个方面提出一种全周进汽汽轮发电机组，包括汽轮机、发电机以及加热器，汽轮机用以驱动发电机，汽轮机上设有主蒸汽进汽管路及至少一路抽汽管道，加热器通过抽汽管道连接汽轮机。其中在至少部分抽汽管道上设有通过调节汽轮机的汽缸中作功的蒸汽流量以调节发电机出力的调频调节阀。

在本发明的一实施例中，主蒸汽进汽管路上设有主蒸汽调节汽阀。

在本发明的一实施例中，主蒸汽进汽管路上还设有主蒸汽关断阀门。

在本发明的一实施例中，主蒸汽进汽管路可为一路或者多路。

在本发明的一实施例中，汽轮机可为单缸汽轮机或者多缸汽轮机。

本发明的另一方面提出一种上述的全周进汽汽轮发电机组的一次调频方法，包括：

当检测到电网频率高于一上限时，关小所述主蒸汽调节汽阀，减小进入汽轮机的蒸汽流量，来降低所述发电机的出力，稳定电网频率；以及

当检测到电网频率低于一下限时，关小所述抽汽管道上的调频调节阀，增加汽轮机汽缸中作功的蒸汽流量，来提高所述发电机的出力，稳定电网频率。

本发明采用以上技术方案，在一路或多路汽机抽汽至加热器的抽汽管道上增设调频调节阀，当电网频率过低时，机组的控制系统立即关小抽汽管道上的调频调节阀，增加了汽轮机汽缸中作功的蒸汽流量，从而达到增加发电机出力稳定电网频率的目的。由于机组一次调频的任务由调频调节阀承担，主汽调节汽阀则可一直处于100％开度，大大减少了主蒸汽调节汽阀的节流损失，可以提高机组效率。此外，与传统技术采用补汽阀方式相比，本发明对汽缸中主汽流动扰动会大大降低，可大大减小汽机的振动，保证机组的安全运行。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：