[发明专利]一种火电厂两机协调深度调峰方法

权利要求书

1.一种火电厂两机协调深度调峰方法，硬件系统包括火电厂两台主机、辅机及辅助系统，其特征在于：使用电厂管道、阀门对高压旁路后蒸汽管道和再热热段蒸汽管道进行改造，采用一台机组锅炉40％～50％MCR负荷运行，汽轮发电机带20％ECR电负荷运行；另一台机组锅炉停运，对应汽轮发电机由运行锅炉提供中低压缸作功蒸汽带20％ECR电负荷运行的方法，实现火电机组不投油深度调峰。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂两机协调深度调峰方法，其特征在于：它具体包括：

步骤1、深度调峰目标设定：

针对火电厂2×600MW单元制机组，锅炉设计不投油稳燃工况为40％MCR，汽机配置35％额定容量高低压旁路，DEH高中压缸联合控制和中压缸控制功能正常；设定机组调峰深度为20％ECR(120MW)、负荷响应速率2.5～3％N_e/min为目标；

步骤2、使用电厂管道、阀门对高压旁路后蒸汽管道和再热热段蒸汽管道进行改造；

步骤3、确定深度调峰运行方式：

如两台机组按各带20％ECR，锅炉均需投油稳燃；以停运1号锅炉及辅机，达到节约燃油和厂用电为目的，同时保持2号锅炉40％MCR以上负荷，2号汽轮发电机带20％ECR运行，将2号锅炉其余蒸汽用于1号汽轮发电机接带20％ECR负荷，达到深度调峰目标；

步骤4、热力系统核算：将发电机轴承摩擦和转子鼓风机械损失计入汽轮发电机转子定速3000r/min的各项损失，发电机效率η_g取高值，通过甩负荷试验计算各项损失N_ax；两台汽轮发电机均带20％ECR电功率运行，通过式(2)计算对应工况的蒸汽流量G_I；由于计及汽机定速各项损失和汽动给水泵耗功，2号炉实际带负荷介于40％～50％MCR核算2台机组高旁后支管联络管道和凝结水联络管道的管径；

步骤5、确定管道及阀门配置；

步骤6、确定热力系统热控功能要求；

步骤7、进行深度调峰。

3.根据权利要求2所述的一种火电厂两机协调深度调峰方法，其特征在于：步骤3所述热力系统核算的具体方法为：

1号机组发电功率与中低压缸进汽量的关系如式(1)：

其中：N_el为1号汽轮发电机电功率(kW·h)

G_I为1号汽轮机流入中压缸蒸汽流量(kg/h)

ΔH_t为1号汽轮机进汽参数理想焓降(kJ/kg)

η_ri为1号汽轮机中低压缸相对内效率(％)

η_ax为1号汽轮机的机械效率(％)

η_g为1号发电机的效率(％)

蒸汽流入汽轮机中低压缸作功，带动发电机输出电功率，其中一部分蒸汽用于发出有效电功率，用表示，另一部分用于克服汽轮发电机转子定速3000r/min的各项损失，用N_ax表示，同时蒸汽流经1号汽轮机中压调门会产生节流损失，汽轮机的内效率η_ri是汽轮机通流部分的内效率与调节阀节流效率的乘积，用η_ri＝η′_riη_th表示；推导中压缸进入蒸汽流量G_I与发电功率的关系为式(2)：

所述1号汽轮机以最大带负荷能力运行，即中压调门开度为100％(η_th＝1)时，所需蒸汽流量G_I最小；

汽轮发电机蒸汽所作功减去维持3000r/min空载耗功功率和机械损失，即为发电机电功率，1号发电机功率平衡表示为式(3)

其中：N_el为汽轮机发出的电功率(kJ/s)

N_t为蒸汽作用于汽轮机转子的轴功率(kJ/s)

N_ax为机械损失(kJ/s)

Jω为转子转动惯量(kg·m²)与角速度(rad/s)，即定速耗功

为汽机转子角加速度(rad/s²)

将发电机轴承摩擦和转子鼓风机械损失计入汽轮发电机转子定速3000r/min的各项损失，发电机效率η_g取高值，通过甩负荷试验计算各项损失N_ax；

两台汽轮发电机均带20％ECR电功率运行，通过式(2)计算对应工况的蒸汽流量G_I；由于计及汽机定速各项损失和汽动给水泵耗功，2号炉实际带负荷介于40％～50％MCR；

核算2台机组高旁后支管联络管道和凝结水联络管道的管径应满足下式要求：

其中：D_i为管道内径(mm)

G为蒸汽/凝结水流量(kg/h)

N为蒸汽比容/凝结水密度(m³/kg)

c₂为蒸汽/凝结水流速(m/s)。