直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)及配置該系統(tǒng)的發(fā)電機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽輪機發(fā)電設(shè)備，具體地涉及一種直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大容量高參數(shù)汽輪機發(fā)電廠中，通常配置汽動風(fēng)機。用小汽機驅(qū)動風(fēng)機，將空氣、煙氣或燃?xì)獾裙べ|(zhì)提高壓力，供給后續(xù)工藝系統(tǒng)。該小汽輪機可采用背壓式。根據(jù)機組運行工況的變化，需要風(fēng)機的出力相應(yīng)變化，通常通過風(fēng)機轉(zhuǎn)速的相應(yīng)變化滿足，而風(fēng)機轉(zhuǎn)速由同軸連接的小汽機的轉(zhuǎn)速決定。
[0003]現(xiàn)有配置中，通常在小汽機上配置進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，通過控制調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)小汽機的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而滿足風(fēng)機(組)轉(zhuǎn)速變化的要求。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)節(jié)閥節(jié)流調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)的流程示意圖，其中背壓式小汽機與風(fēng)機同軸連接，小汽機入口裝有調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)小汽機入口調(diào)閥的開度來控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。此外，在圖1所示系統(tǒng)中，可根據(jù)轉(zhuǎn)速匹配需要裝有定速比齒輪箱。
[0004]為了滿足長期夏季機組滿發(fā)，小汽機的額定出力通常比風(fēng)機的額定出力大，風(fēng)機的額定出力比機組額定負(fù)荷所需要的出力大，故小汽機的額定出力有較大裕量，一般為50%以上。例如對I臺100Mff超超臨界發(fā)電機組，通常配置2臺50%容量的汽動風(fēng)機。風(fēng)機的額定工況所需功率約為6000kW，而配套的小汽輪機最大出力約為lOOOOkW，每臺機組小汽輪機出力裕量為(10000-6000)x2 = 8000kW。
[0005]這種配置導(dǎo)致小汽機進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥大多運行時間開度較小，其常見開度在50%以下，影響小汽機運行效率8%以上，造成較大的節(jié)流損失。另外，由于發(fā)電機組負(fù)荷隨電網(wǎng)需求每天在升降，在低負(fù)荷時，小汽機的調(diào)閥開度會更小，小汽輪機出力都未充分利用，每臺機組的小汽輪機平均未利用功率為8000kW以上，存在較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0006]因此，本領(lǐng)域急需開發(fā)一種可以有效減小小汽機進(jìn)汽節(jié)流損失且可同時充分發(fā)揮小汽機做功能力的新型的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種可以有效減小小汽機進(jìn)汽節(jié)流損失且可同時充分發(fā)揮小汽機做功能力的新型的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)。
[0008]本實用新型的第一方面，提供了一種直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括背壓式小汽機、風(fēng)機和直流發(fā)電機，其中，
[0009]所述背壓式小汽機、所述風(fēng)機和所述直流發(fā)電機同軸連接；
[0010]所述背壓式小汽機位于所述直流發(fā)電機和所述風(fēng)機之間，或者所述直流發(fā)電機位于所述背壓式小汽機和所述風(fēng)機之間；以及
[0011]所述背壓式小汽機轉(zhuǎn)動以驅(qū)動所述風(fēng)機和所述直流發(fā)電機轉(zhuǎn)動；其中，通過控制所述直流發(fā)電機的輸出，從而控制所述背壓式小汽機的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制所述風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。
[0012]在另一優(yōu)選例中，所述背壓式小汽機設(shè)有進(jìn)汽管道，所述進(jìn)汽管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
[0013]在另一優(yōu)選例中，所述調(diào)節(jié)閥的開度彡80 %，較佳地彡90 %，更佳地為彡99 % (如
100% ) ο
[0014]在另一優(yōu)選例中，所述背壓式小汽機還設(shè)有排汽管道。
[0015]在另一優(yōu)選例中，所述排汽管道與加熱器或熱網(wǎng)連接。
[0016]在另一優(yōu)選例中，所述背壓式小汽機還設(shè)有抽汽管道。
[0017]在另一優(yōu)選例中，所述抽汽管道與加熱器或熱網(wǎng)連接。
[0018]在另一優(yōu)選例中，所述抽汽管道的抽汽級數(shù)為0、1、2或2級以上。
[0019]在另一優(yōu)選例中，所述加熱器或熱網(wǎng)的氣壓高于大氣壓。
[0020]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括定速比齒輪箱，用于匹配所述背壓式小汽機、所述風(fēng)機和/或所述直流發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)速。
[0021]在另一優(yōu)選例中，所述直流發(fā)電機和/或所述風(fēng)機經(jīng)所述定速比齒輪箱與所述背壓式小汽機連接。
[0022]在另一優(yōu)選例中，所述定速比齒輪箱位于所述直流發(fā)電機和所述風(fēng)機之間。
[0023]在另一優(yōu)選例中，所述定速比齒輪箱設(shè)有離合器模塊。
[0024]在另一優(yōu)選例中，所述定速比齒輪箱位于所述背壓式小汽機和所述直流發(fā)電機之間。
[0025]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括離合器。
[0026]在另一優(yōu)選例中，所述離合器位于所述背壓式小汽機和所述直流發(fā)電機之間。
[0027]在另一優(yōu)選例中，所述直流發(fā)電機發(fā)出的直流電全部或部分直接供給直流電用戶。
[0028]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括逆變器，所述逆變器用于將所述直流發(fā)電機發(fā)出的全部或部分直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻的工頻電。
[0029]在另一優(yōu)選例中，所述逆變器與所述直流發(fā)電機連接。
[0030]在另一優(yōu)選例中，經(jīng)所述逆變器轉(zhuǎn)變所得的工頻電直接供給廠內(nèi)或廠外電網(wǎng)。
[0031]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括變壓器，所述變壓器與所述逆變器連接，用于將經(jīng)所述逆變器轉(zhuǎn)變所得的工頻電的電壓變壓到與電網(wǎng)相匹配的電壓。
[0032]本實用新型的第二方面，提供了一種發(fā)電機組，所述發(fā)電機組配置本實用新型第一方面所述的直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)。
[0033]應(yīng)理解，在本實用新型范圍內(nèi)中，本實用新型的上述各技術(shù)特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
[0034]附圖標(biāo)記
[0035]1:背壓式小汽機
[0036]2:風(fēng)機
[0037]3:直流發(fā)電機
[0038]4:定速比齒輪箱
[0039]5:逆變器
[0040]6:變壓器
[0041]7:調(diào)節(jié)閥
[0042]8:離合器
【附圖說明】
[0043]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)節(jié)閥節(jié)流調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)的流程示意圖。
[0044]圖2是本實用新型實施例1中直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)的流程不意圖。
[0045]圖3是本實用新型實施例2中直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)的流程不意圖。
[0046]圖4是本實用新型實施例3中直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)的流程不意圖。
[0047]圖5是本實用新型實施例4中直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)的流程不意圖。
【具體實施方式】
[0048]本發(fā)明人經(jīng)過長期而深入的研究，意外地發(fā)現(xiàn)通過在現(xiàn)有的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)上增設(shè)與小汽輪機和風(fēng)機同軸連接的直流發(fā)電機，可有效減小小汽輪機的節(jié)流損失同時可以充分發(fā)揮小汽機做功能力，進(jìn)而可大幅降低運行成本和提高發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)收益。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明人完成了本實用新型。
[0049]術(shù)語
[0050]如本文所用，術(shù)語“小汽輪機”、“小汽機”或者“背壓式小汽機”可互換使用，均指排汽到高于大氣壓的換熱器或熱網(wǎng)的汽輪機。
[0051 ] 如本文所用，術(shù)語“直流發(fā)電機”或者“發(fā)電機”可互換使用，均指所發(fā)出的電為直流電的發(fā)電機。
[0052]如本文所用，術(shù)語“風(fēng)機”或者“壓縮機”可互換使用。
[0053]如本文所用，術(shù)語“加熱器”或者“換熱器”可互換使用。
[0054]系統(tǒng)
[0055]本實用新型提供了一種直流發(fā)電機調(diào)速的背壓式小汽機驅(qū)動風(fēng)機系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括背壓式小汽機、風(fēng)機和直流發(fā)電機，其中，
[0056]所述背壓式小汽機、所述風(fēng)機和所述直流發(fā)電機同軸連接；
[0057]所述背壓式小汽機位于所述直流發(fā)電機和所述風(fēng)機之間，或者所述直流發(fā)電機位于所述背壓式小汽機和所述風(fēng)機之間；以及
[0058]所述背壓式小汽機轉(zhuǎn)動以驅(qū)動所述風(fēng)機和所述直流發(fā)電機轉(zhuǎn)動；其中，通過控制所述直流發(fā)電機的輸出，從而控制所述背壓式小汽機的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制所述風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。
[0059]在本實用新型中，所述背壓式小汽機設(shè)有進(jìn)汽管道，所述進(jìn)汽管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
[0060]通常，所述調(diào)節(jié)閥的開度可以非常大，因而可以顯著降低進(jìn)汽節(jié)流損失。
[0061]典型地，所述調(diào)節(jié)閥的開度彡80%，較佳地彡90%，更佳地為彡99% (如100%)。
[0062]在另一優(yōu)選例中，所述背壓式小汽機還設(shè)有排汽管道。
[0063]在另一優(yōu)選例中，所述排汽管道與加熱器或熱網(wǎng)連接。
[0064]在本實用新型中，所述背壓式小汽機還設(shè)有抽汽管道。
[0065]在另一優(yōu)選例中，所述抽汽管道與加熱器或熱網(wǎng)連接。
[0066]在本實用新型中，所述抽汽管道的抽汽級數(shù)沒有特別限制，可根據(jù)實際需要在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變化。
[0067]典型地，所述抽汽管道的抽汽級數(shù)為0、1、2或2級以上。
[0068]在另一優(yōu)選例中，所述加熱器或熱網(wǎng)的氣壓高于大氣壓。
[0069]在本實用新型中，所述系統(tǒng)還包括定速比齒輪箱，用于匹配所述背壓式小汽機、所述風(fēng)機和/或所述直流發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)速。
[0070]在本實用新型中，所述定速比齒輪箱的位置沒有特別限制，可根據(jù)實際需要在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變化。
[0071]典型地，所述直流發(fā)電機和/或所述風(fēng)機經(jīng)所述定速比齒輪箱與所述背壓式小汽機連接。
[0072]在另一優(yōu)選例中，所述定速比齒輪箱位于所述直流發(fā)電機和所述風(fēng)機之間。
[0073]在本實用新型中，所述定速比齒輪箱設(shè)有離合器模塊。
[0074]具體地，位于所述背壓式小汽機和所述直流發(fā)電機之間的所述定速比齒輪箱設(shè)有離合器模塊。
[0075]在本實用新型中，所述系統(tǒng)還包括離合器。
[0076]通常，所述離合器的位置沒有特別限制，可根據(jù)實際需要在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變化。
[0077]典