1.本实用新型涉及一种燃气联合循环电厂的变频调节系统，特别是一种燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵变频调节系统。


背景技术：

2.近年来，燃气联合循环电厂具有热效率高、环保性能好等优点，受到世界各国的重视而迅速发展。燃气联合循环电厂运行方式灵活，既可以作为基本负荷运行，也可以调峰运行，并且可以兼具供热功能。
3.燃气联合循环电厂在额定工况下运行时，系统补水量较少，由补水带入系统的氧气含量小，为了节省设备投资以及除氧蒸汽的消耗，燃气联合循环电厂的除氧器可设置成旁路的形式，仅当电厂启动或者负荷变化较大时，除氧器才通过旁路的方式投入使用。正常运行工况下，除氧器旁路处于切断状态，由于凝结水泵和给水泵在运行过程中可能处于不同工况，因此分别采用不同控制系统进行控制，所以相互间并不影响；然而当采用旁路除氧时，凝结水泵和给水泵将直接通过管路连接，中间无除氧器或汽包进行压力缓冲，在这种情况下，由于凝结水泵和给水泵分属不同控制，导致二者的流量变化趋势存在差异，凝结水泵的出口流量、压力等参数直接影响给水泵入口流量、压力等参数，使得凝结水泵的运行特性将对给水泵的运行产生较大影响，进一步影响到燃气电厂的负荷调节，甚至影响到燃机的正常运行。另外，由于凝结水泵和给水泵分属不同控制，因此在进行燃气电厂负荷调节时，需要进行两套控制系统的调节，受限较多、操作繁琐、效率低，不利于系统的节能、节流效益的优化。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种调节灵活、操作简单、效率高、确保运行可靠性的燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵变频调节系统。
5.本实用新型的目的是通过以下途径来实现的：
6.燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵变频调节系统，包括有经由管路依序连接的凝汽器、凝结水泵、余热锅炉凝结水加热器、给水泵，以及连接凝结水泵的凝结水泵驱动电机和连接给水泵的给水泵驱动电机，以及余热锅炉中的中压省煤器和高压省煤器，其结构要点在于，还包括有一变频控制器，其输出端通过三相电路连接到工频电路上，凝结水泵驱动电机和给水泵驱动电机的控制接入端均连接到变频控制器的同一控制输出端；给水泵包括有输出接口和中间抽头接口，输出接口与余热锅炉中的高压省煤器连接，中间抽头接口则与余热锅炉中的中压省煤器连接。
7.汽轮机排汽进入凝汽器并凝结成凝结水，通过与凝汽器出口相连的管道由凝结水泵输送至余热锅炉凝结水加热器，凝结水在凝结水加热器中吸收余热锅炉烟气的热量，温度升高，并进入给水泵。所述给水泵提供了中间抽头接口和输出接口，凝结水经由给水泵一部分形成中压给水由给水泵的中间抽头接口流至余热锅炉中压省煤器，吸收余热锅炉烟气
的热量，以便随后作为中压饱和蒸汽进一步加热以进入汽轮机做功；凝结水经由给水泵的另一部分形成高压给水由给水泵输出接口至余热锅炉高压省煤器，同样吸收余热锅炉烟气的热量，以便随后作为高压饱和蒸汽进一步加热以进入汽轮机做功。在此基础上，凝结水泵和给水泵采用变频控制器的同一控制端进行同步控制，使得凝结水泵和给水泵的流量变化趋势一致，从凝结水泵到给水泵运行参数一致，由此在变工况情况下，通过变频控制器输出相应频率的电流，使得凝结水泵和给水泵的转速同时变化，凝结水泵和给水泵转速的同步变化又能够集中调节系统中水、蒸汽流量的变化，给水泵通过输出流量供高压、辅助中间抽头供中压，从而有效对燃气电厂进行负荷调节，调节灵活、方便，效率高，大大优化了系统的节能、节流效益。
8.本实用新型可以进一步具体为：
9.给水泵的输出接口通过管道依序连接余热锅炉高压省煤器、余热锅炉高压汽包、余热锅炉高压汽包平衡容器。
10.高压给水通过给水泵输出接口流出，流经余热锅炉高压省煤器，吸收余热锅炉烟气的热量，被进一步加热后进入余热锅炉高压汽包，余热锅炉高压汽包通过管路与余热锅炉高压汽包平衡容器相连，余热锅炉高压汽包上部为高压饱和蒸汽，下部为饱和水，上部的高压饱和蒸汽进入余热锅炉过热器进一步加热形成高压过热蒸汽后进入汽轮机做功。
11.给水泵的中间抽头接口通过管道依序连接余热锅炉中压省煤器、余热锅炉中压汽包、余热锅炉中压汽包平衡容器。
12.中压给水通过给水泵中间抽头接口流出，流经余热锅炉中压省煤器，吸收余热锅炉烟气的热量，被进一步加热后进入余热锅炉中压汽包，余热锅炉中压汽包通过管路与余热锅炉中压汽包平衡容器相连，余热锅炉中压汽包上部为中压饱和蒸汽，下部为饱和水，上部的中压饱和蒸汽进入余热锅炉过热器进一步加热形成中压过热蒸汽后进入汽轮机做功。
13.所述余热锅炉中由高温烟气进口处至低温烟气出口处依序分布有余热锅炉高压汽包平衡容器、余热锅炉高压省煤器、余热锅炉中压汽包平衡容器、余热锅炉中压省煤器和余热锅炉凝结水加热器，而余热锅炉中压汽包、余热锅炉高压汽包分别通过管道连接余热锅炉中压平衡容器、余热锅炉高压汽包平衡容器。
14.高温烟气进入余热锅炉，依次经过余热锅炉过热器、余热锅炉高压汽包平衡容器、余热锅炉高压省煤器、余热锅炉中压汽包平衡容器、余热锅炉中压省煤器、凝结水加热器等部件，传递热量，逐渐降温，形成低温烟气后排出余热锅炉。
15.综上所述，本实用新型提供了一种燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵变频调节系统，通过变频控制器对给水泵和凝结水泵进行同步控制，凝结水进入给水泵后，一部分形成中压给水由给水泵的中间抽头接口流出，另一部分形成高压给水由给水泵输出接口流出，从而有效对燃气电厂进行负荷调节，调节灵活、方便，效率高，大大优化了系统的节能、节流效益。另外可减少一套控制系统的配置，减少了相应的投资；在同步控制的基础上，所述的凝结水泵和给水泵可以单独运行，也可以母管制并联运行，这样可以通过设置备用泵来确保系统安全稳定运行，大大提高了系统运行的可靠性。
附图说明
16.图1为本实用新型所述燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵变频调节系统的结构
示意图；
17.图2为本实用新型所述燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵变频调节系统中变频控制器的连接示意图。
18.其中，1为凝汽器，2为凝结水泵，3为凝结水泵驱动电机，4为余热锅炉，5为余热锅炉凝结水加热器，6为给水泵，7为给水泵驱动电机，8为余热锅炉中压省煤器，9为余热锅炉中压汽包平衡容器，10为余热锅炉中压汽包，11为余热锅炉高压省煤器，12为余热锅炉高压汽包平衡容器，13为余热锅炉高压汽包，14为变频控制器。
19.下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。
具体实施方式
20.最佳实施例：
21.参照附图1、2，一种燃气联合循环电厂凝结水泵和给水泵的深度耦合变频调节系统，包括有凝汽器1，凝结水泵2，余热锅炉4，给水泵6，变频控制器14，其中凝结水泵2连接凝结水泵驱动电机3，给水泵6连接给水泵驱动电机7，余热锅炉4包含余热锅炉凝结水加热器5、余热锅炉中压省煤器8、余热锅炉中压汽包平衡容器9、余热锅炉中压汽包10、余热锅炉高压省煤器11、余热锅炉高压汽包平衡容器12、余热锅炉高压汽包13等部件。
22.凝汽器1、凝结水泵2、余热锅炉凝结水加热器5、给水泵6依次通过管道串连。给水泵6含有中间抽头接口和输出接口，给水泵中间抽头接口依次通过管道串连余热锅炉中压省煤器8、余热锅炉中压汽包10，给水泵输出接口依次通过管道串连余热锅炉高压省煤器11、余热锅炉高压汽包13。余热锅炉中压汽包10、余热锅炉高压汽包13分别通过管道连接余热锅炉中压平衡容器9、余热锅炉高压汽包平衡容器12。
23.凝结水泵驱动电机3和给水泵驱动电机7分别通过u、v、w电路连接同一台变频控制器14，如附图2所示。变频控制器14由r、s、t三相电路获取工频电流，并根据频率给定信号输出相应频率的电流。变频控制器14由u、v、w三相电路输出相应频率的电流，同时控制凝结水泵2与给水泵6的转速，以此调节系统的负荷。所述的凝结水泵2和给水泵6可以单独运行，也可以母管制并联运行，这样可以通过设置备用泵来确保系统安全稳定运行。
24.系统运行时，汽轮机排汽进入凝汽器，凝结成凝结水，由凝结水泵2加压，经余热锅炉凝结水加热器5加热后由给水泵6吸入。一部分中压给水由给水泵中间抽头接口流出，然后继续由余热锅炉中压省煤器8加热后进入余热锅炉中压汽包10，余热锅炉中压汽包10上部的饱和蒸汽再经余热锅炉过热器加热形成中压过热蒸汽，进入汽轮机做功；另一部分高压给水由给水泵输出接口流出，然后继续由余热锅炉高压省煤器11加热后进入余热锅炉高压汽包13，余热锅炉高压汽包13上部的饱和蒸汽再经余热锅炉过热器加热形成高压过热蒸汽，进入汽轮机做功。
25.当系统需要变负荷时，通过变频控制器同时将同一频率的电流传输给凝结水泵电机3和给水泵电机7，凝结水泵2和给水泵6在电机的驱动下同步变化转速，进而系统流量变化，达到控制负荷变化的效果。
26.以下通过实际应用的数据对本实用新型做进一步阐述：
27.凝汽器的背压为9.0kpa，凝结水的温度为40℃。凝结水泵和给水泵都采用三台母管制并联设置，两运一备，当其中一台泵检修或故障时，可启用备用泵，保证系统的正常运
行。每台凝结水泵的额定转速为1480r/min，额定流量为200t/h，扬程为240m。每台给水泵都含有给水出口和中间抽头，泵的额定转速为2970r/min，给水出口额定流量为135t/h，中间抽头的额定流量为65t/h，出口扬程为1362m，中间抽头扬程为425m。
28.额定工况下，燃机部分出力为285mw，汽机部分出力为135mw，燃气联合循环系统总出力为420mw，凝结水泵和给水泵正常工作。凝汽器来的凝结水流量为400t/h，被两台并联的凝结水泵的加压至2.33mpa，进入余热锅炉凝结水加热器，被加热至145℃进入并联布置的给水泵。此时由于沿程管道的阻力，给水泵入口的凝结水压力降至1.38mpa。进入给水泵的水有130t/h经给水泵加压成5.65mpa的给水后通过给水泵中间抽头流出，并进入余热锅炉中压省煤器中继续加热至饱和温度进入余热锅炉中压汽包；另外的270t/h水经给水泵加压成15.09mpa的给水后通过给水泵出口流出，并进入余热锅炉高压省煤器中继续加热至饱和温度进入余热锅炉高压汽包。这时变频控制器可按额定工况输出50hz工频电流。
29.变频控制器可根据不同的频率给定信号，输出同一频率的驱动电流至凝结水泵和给水泵的电机，同步控制凝结水泵给水泵的转速，进而控制整个系统的水流量，使得进入汽轮机做功的蒸汽量变化，从而达到负荷调节的作用。
30.当系统需要切换到75%负荷下运行时，变频控制器将工频电流转换成37.5hz的电流输出至凝结水泵和给水泵电机，作为凝结水泵和给水泵的驱动电流，此时凝结水泵的转速下降至1110r/min，给水泵的转速下降至2228r/min。在凝结水泵和给水泵的作用下，凝结水流量下降至297t/h，凝结水泵出口压力降至1.47mpa；给水泵出口流量下降至219t/h，压力降至9.8mpa；给水泵中间抽头流量下降至78t/h，压力降至3.9mpa。给水泵水流量的变化导致进入汽轮机做功的蒸汽量发生变化，最终导致汽轮机出力的变化。其中给水泵出口流量的变化使汽轮机出力下降16mw，给水泵中间抽头流量的变化使汽轮机出力下降14mw，汽轮机部分的总出力下降30mw，电厂出力降低为308mw。
31.当系统需要切换到50%负荷下运行时，分别关闭一台凝结水泵和给水泵，仅有一台凝结水泵和给水泵在运行。变频器输出工频50hz的电流输出至凝结水泵和给水泵电机，作为凝结水泵和给水泵的驱动电流，此时凝结水泵的转速维持1480r/min，给水泵的转速维持2970r/min。在凝结水泵和给水泵的作用下，凝结水流量变为212t/h，凝结水泵出口压力变为2.3mpa，给水泵出口流量下降至141t/h，压力变为15.1mpa，给水泵中间抽头流量下降至71t/h，压力变为5.7mpa。给水泵水流量的变化导致进入汽轮机做功的蒸汽量发生变化，最终导致汽轮机出力的变化。其中给水泵出口流量的变化使汽轮机出力下降32mw，给水泵中间抽头流量的变化使汽轮机出力下降28mw，汽轮机部分的总出力下降60mw，电厂出力降低为208mw。
32.本实用新型用同一台变频控制器同时控制凝结水泵和给水泵，可实现系统适应负荷的快速灵活调节。
33.本实用新型未述部分与现有技术相同。