一种新型给水泵调速装置

文档序号:463952 发布日期:2021-12-31 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种新型给水泵调速装置 (Novel feed pump speed regulating device ) 是由 钟铭 付小东 石伟栋 夏文武 郭通 苑红军 付利民 周桓 蒋思磊 申杰 丁炜 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种新型给水泵调速装置,包括,给水泵组件,所述给水泵组件包括给水泵以及小汽轮机,所述小汽轮机控制给水泵的转速;以及,固定台,所述给水泵组件设置在所述固定台上表面。本发明为小汽轮机配置了一台高速电机,该高速电机在变流器的作用下也可以作为发电机使用,在最初运行时,当没有蒸汽来源(其它机组辅汽不能满足本机组启动时,发电机当电动机用),当本机组运行稳定后,高速电机在变流器的作用下,作为发电机使用,可以使得进汽主调门控制转速产生的节流损失转换为电能供厂用电使用。(The invention provides a novel feed pump speed regulating device, which comprises a feed pump assembly, wherein the feed pump assembly comprises a feed pump and a small steam turbine, and the small steam turbine controls the rotating speed of the feed pump; and the water supply pump assembly is arranged on the upper surface of the fixed table. The invention provides a high-speed motor for a small steam turbine, wherein the high-speed motor can also be used as a generator under the action of a converter, when the high-speed motor is in initial operation and no steam source exists (when auxiliary steam of other units cannot meet the starting requirement of the unit, the generator is used as a motor), and when the unit is stable in operation, the high-speed motor is used as the generator under the action of the converter, so that the throttling loss generated by the control of the rotating speed of a main steam inlet governor can be converted into electric energy for service use.)

一种新型给水泵调速装置

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域,特别是,涉及一种新型给水泵调速装置。

背景技术

目前,直流锅炉的给水是在给水泵压头作用下,顺序的通过加热区、蒸发区和过热区,一次性地将给水全部转变为过热蒸汽,其循环倍率等于1。在直流锅炉中,给水变为过热蒸汽是一次完成的。这样,锅炉的蒸发量不仅取决与燃烧率,同时也决定给水流量。因此为了满足负荷变化的需要,给水流量控制是控制锅炉出口主蒸汽温度的一个最基本手段。由于超临界机组采用直流锅炉,给水流量的波动将对机组负荷、主蒸汽压力和主蒸汽温度等机组运行重要过程参数均产生较大影响,一但给水泵调速控制不佳,将导致煤水比动态失调。给水流量调节起到了控制锅炉总能量平衡并维持分离器出口蒸汽温度在一定范围内变化的作用。大型发电机组一般通过改变给水泵转速来控制给水流量。

现有技术中,大型发电厂的单元机组广泛采用的是改变给水泵转速来调节给水流量。汽动给水泵的动力是小汽轮机,改变小汽轮机的进汽流量实现给水泵转速的改变。小汽轮机转速由独立的给水泵汽轮机电液控制系统控制。常规的给水泵组在接收到锅炉给水流量或转速信号后,通过控制给水泵汽轮机进汽阀门的开度来调整给水泵组的转速,由于用进汽主调门是通过节流进汽的方式控制小汽轮机的转速,存在节流损失。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的存在节流损失的缺陷,从而提供一种新型给水泵调速装置。

为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种新型给水泵调速装置,包括,小汽轮机,所述小汽轮机用于控制给水泵的转速;启动组件,所述启动组件通过连接组件连接小汽轮机;以及,连接组件,所述连接组件设置在小汽轮机一端,所述连接组件包括端盖机构、传动机构以及断开机构,所述端盖机构内部设有空腔,所述传动机构与断开机构位于所述空腔内。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述启动组件包括高速电机、变流器以及第一转轴,所述变流器电连接高速电机,所述高速电机输出轴固定连接第一转轴。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述小汽轮机靠近启动组件一侧设有第二转轴,所述连接组件两端分别连接第一转轴以及第二转轴。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述端盖机构两端设有通孔,所述第一转轴与第二转轴从所述通孔中伸入端盖机构内部,所述传动机构在端盖机构内部一端连接第一转轴,所述传动机构远离第一转轴一端连接第二转轴,所述断开机构设置在传动机构上。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述端盖机构包括第一端盖以及第二端盖,所述第一端盖上设有限位卡槽,所述限位卡槽与第一端盖用螺栓连接,所述第二端盖靠近第一端盖的位置沿圆周方向设有限位凸起。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述传动机构包括第一摩擦块、第二摩擦块以及若干弹簧,所述第一摩擦块上设有圆形套筒,所述圆形套筒内壁上沿其径向设有若干凹槽,所述第一转轴远离高速电机一端设有限位块,所述限位块与凹槽相配合,若干所述弹簧一端固定连接第一摩擦块一端,另一端固定连接第一端盖内表面,所述第二摩擦块一端固定连接第二转轴。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述断开机构包括连杆、杠杆、固定块以及伸缩杆,所述固定块固定连接在第一端盖内表面,所述杠杆的中心位置活动连接在固定块上,所述连杆一端活动连接杠杆一端,所述连杆另一端固定连接第一摩擦块,所述杠杆远离连杆一端活动连接伸缩杆一端,所述伸缩杆固定连接在第一端盖上。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述给水泵一侧设有前置泵组件。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述前置泵组件包括除氧器、高压给水加热器以及前置泵,所述前置泵进水口用管道连接除氧器,所述给水泵一端固定连接前置泵,所述给水泵出水口连接高压给水加热器。

作为本发明所述一种新型给水泵调速装置的一种优选方案,其中:所述前置泵与给水泵之间设有减速齿轮箱。

本发明的有益效果:本发明为小汽轮机配置了一台高速电机,该高速电机在变流器的作用下也可以作为发电机使用,在最初运行时,当没有蒸汽来源(其它机组辅汽不能满足本机组启动时,发电机当电动机用),当本机组运行稳定后,高速电机在变流器的作用下,作为发电机使用,可以使得进汽主调门控制转速产生的节流损失转换为电能供厂用电使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:

图1为实施例1整体结构示意图;

图2为实施例2结构示意图;

图3为实施例3中连接组件结构剖视示意图;

图4为实施例3中连接组件爆炸结构示意图;

图5为实施例3中断开机构结构示意图;

图6为实施例3中第一转轴与第一端盖配合细节示意图;

图7为实施例3中限位卡槽与限位凸起配合图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

本实施例提供了一种新型给水泵调速装置,如图1,包括,

给水泵101以及小汽轮机102,小汽轮机102控制给水泵101的转速。小汽轮机102通过改变自身的进气流量来实现给水泵101转速的改变,给水泵101在接收到锅炉给水流量或转速信号后,通过控制小汽轮机102进汽阀门的开度来调整给水泵101的转速。小汽轮机102上设有进气管道,进气管道中设有进气阀门,进气阀门由给水泵101汽轮机电液控制系统控制。

常规工程中,小汽轮机102的启动由其他机组产生的辅汽通过进气管道通至小汽轮机102内部,蒸汽进入小汽轮机102内部后驱动转子转动,使得小汽轮机102开始运转,进而小汽轮机102带动给水泵101转动。

给水泵101一侧设有前置泵组件400。

前置泵组件400包括除氧器401、高压给水加热器402以及前置泵403,前置泵403进水口用管道连接除氧器401,给水泵101一端固定连接前置泵403,给水泵101出水口连接高压给水加热器402。前置泵403与给水泵101之间设有减速齿轮箱500。

前置泵403的主要作用是提高给水泵101入口的压力,防止给水泵101发生汽蚀,由于前置泵403的转速较低,一般采用双吸式结构,因此具有良好的抗汽蚀能力。除氧器401是给水加热到对应除氧器401工作压力下的饱和温度,除去溶解于给水的氧及其它气体,防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀;高压给水加热器402包括壳体和管系两大部分组成,在壳体内腔上部设置蒸汽凝结段,下部设置疏水冷却段,进、出水管顶端设置给水进口和给水出口。当过热蒸汽由进口进入壳体后即可将上部主螺管内的给水加热,蒸汽凝结为水后,凝结的热水又可将下部疏冷螺管内的部分给水加热,被利用后的凝结水经疏水出口流出体外。高压给水加热器402具有能耗低,结构紧凑,占用面积少,耗用材料省等显著优点,并能够较严格控制疏水水位,疏水流速和缩小疏水端差。

前置泵403与给水泵101同轴设置,能有效提高其传动效率,同时在前置泵403与给水泵101之间设有减速齿轮箱500,可以按需调节给水泵101与前置泵403的转速比。

实施例2

本实施例提供了一种新型给水泵调速装置,如图2,其在实施例1的基础上但区别于实施例1的地方在于:

本发明在给水泵101一侧设有启动组件200,启动组件200固定连接小汽轮机102。启动组件200与给小汽轮机102之间设有连接组件300,小汽轮机102靠近启动组件200一侧设有第二转轴103,连接组件300两端分别连接第一转轴203以及第二转轴103。

区别于实施例1小汽轮机102利用其它机组的辅汽进行启动,本实施例中提供一种启动组件200直接用于启动小汽轮机102,方便快捷,提高效率。

启动组件200包括高速电机201、变流器202以及第一转轴203,变流器202电连接高速电机201,高速电机201输出轴固定连接第一转轴203。在最初启动时,高速电机201在变流器202的作用下开始转动,进而通过连接机构带动小汽轮机102转动,使得小汽轮机102直接启动至目标转速,当小汽轮机102带动给水泵101转动到一定转速给锅炉供水,当锅炉到达一定功率时,变流器202切换电路使得高速电机201变成发电机,此时小汽轮机102转子带动第二转轴103转动,第二转轴103通过连接组件300带动第一转轴203转轴,第一转轴203在高速电机201内部带动发电机转子做切割磁感线运动,进而在变流器202的作用下给厂用电使用。其中变流器202对发电机进行转矩闭环控制,调节发电机的制动转矩。给水泵101的转速在闭环控制下,结合变流器202自身对反馈转速的计算(或通过速度传感器)以及结合系统DCS转矩进行综合计算,给变流器202一个转矩给定来进行电机转速的调节,使系统的转速趋向系统的速度给定。这种控制方式下,系统速度始终跟随系统给定,从而达到系统速度调节的功能。同时发电机的制动功率抵消由小汽轮机102和给水泵101组之间的剩余功率,由于变流器202产生的是反向转矩,变流器202内部的电流反向流动至变流器202输入端,从而实现能量反馈的功能。

本发明在实际操作中:步骤一:机组启动时,变流器202驱动高速电机201开始工作,其输出频率从零逐步升到额定频率,转速升速至额定转速;步骤二:小汽轮机102启动时,变流器202尚未运行,给水泵101汽轮机电液控制系统设定暖机转速800rpm为目标转速,由小汽轮机102主调门进行转速控制;步骤三:暖机完成后,给水泵101汽轮机电液控制系统设定给水泵101最低工作转速为上述目标转速;步骤四:给水泵101以最低工作转速运转时,给水泵101汽轮机电液控制系统将小汽轮机102转速控制切换至自动控制模式,此时,锅炉仍然处于湿态运行,锅炉给水流量通过锅炉给水旁路调节阀进行流量控制,给水泵101转速通过小汽轮机102主调阀的调节维持在3000rpm;步骤五:当机组负荷上升至330MW时,锅炉给水旁路退出,锅炉给水切换为主管运行,即通过给水泵101的转速来进行调节,投入变流器202,以给定的升速率(200rpm/min)逐步开大小汽轮机102主调门,直至小汽轮机102主调阀达到最大开度。

小汽轮机102带有一个高速电机201以及变流器202,用于平衡小汽轮机102和给水泵101组之间多余的功率,根据主机厂的热平衡计算,采用高速电机201加变流器202控制给水泵101转速的方案,高速电机201在30%THA~VWO工况下均有出力,在75%THA工况时剩余功率达到最大值16.58MW,发电机发电除了供厂用电外还可并网降低机组厂用电率的同时提高了机组效率。

实施例3

本实施例提供了一种新型给水泵调速装置,如图3-6,其在实施例1-2的基础上但区别于以上实施例的地方在于:

连接组件300包括端盖机构301、传动机构302以及断开机构303,端盖机构301内部设有空腔,传动机构302与断开机构303位于空腔内,传动机构302一端连接第一转轴203,传动机构302远离第一转轴203一端连接第二转轴103,断开机构303设置在传动机构302上。

端盖机构301包括第一端盖301a以及第二端盖301b,第一端盖301a上设有限位卡槽301a-1,限位卡槽301a-1与第一端盖301a用螺栓连接,第二端盖301b靠近第一端盖301a的位置沿圆周方向设有限位凸起301b-1。在实际运作时,首先将第一端盖301a与第二端盖301b开口处贴合,再将限位卡槽301a-1固定好,此时限位凸起301b-1正好位于限位卡槽301a-1的凹槽302a-11里,限位凸起301b-1的边缘与限位卡槽301a-1的侧边贴合进行限位,防止第一端盖301a沿其轴向以及径向转动,但并不限制其沿着圆心发生转动。

传动机构302包括第一摩擦块302a、第二摩擦块302b以及若干弹簧302c,第一摩擦块302a上设有圆形套筒302a-1,圆形套筒302a-1内壁上沿其径向设有若干凹槽302a-11,第一转轴203远离高速电机201一端设有限位块203a,限位块203a与凹槽302a-11相配合,若干弹簧302c一端固定连接第一摩擦块302a一端,另一端固定连接第一端盖301a内表面,第二摩擦块302b一端固定连接第二转轴103。第一转轴203一端设有限位块203a,限位块203a在圆形套筒302a-1的内壁上与凹槽302a-11配合,限位块203a的侧边与凹槽302a-11的内壁进行贴合,进而第一转轴203与第一摩擦块302a之间不会发生相对转动,但不影响第一转轴203在圆形套筒302a-1内沿其轴线方向进行移动。由于第一端盖301a与第二端盖301b之间的距离固定不变,故而弹簧302c一端固定在第一端盖301a的内壁上,且其另一端固定在第一摩擦块302a上,进而在弹簧302c的作用下,第一摩擦块302a始终紧紧与第二摩擦块302b相接触,由于第一摩擦块302a与第二摩擦块302b相接触的端面上均设有摩擦系数较大的材料,如:石棉基摩擦材料,该材料有较大的摩擦系数,可以产生较大的摩擦力。故而当第二转轴103转动时,第一转轴203在摩擦力的作用下会与第二转轴103一起转动;当第一转轴203转动时,第二转轴103在摩擦力的作用下会与第一转轴203一起转动。故而,高速电机201可以通过连接机构带动小汽轮机102转动,同样的,小汽轮机102也可以带动高速电机201转动。

断开机构303包括连杆303a、杠杆303b、固定块303c以及伸缩杆303d,固定块303c固定连接在第一端盖301a内表面,杠杆303b的中心位置活动连接在固定块303c上,可以为销轴连接,连杆303a一端活动连接杠杆303b一端,连杆303a一端利用销轴连接在杠杆303b上,连杆303a另一端固定连接第一摩擦块302a,杠杆303b远离连杆303a一端活动连接伸缩杆303d一端,活动连接为销轴连接,伸缩杆303d固定连接在第一端盖301a上,伸缩杆303d一端用液压管道连接电控液压缸。连杆303a一端固定连接第一摩擦块302a,连杆303a另一端连接杠杆303b,同时杠杆303b利用固定块303c作为支点,杠杆303b另一端连接着伸缩杆303d,伸缩杆303d受到电控液压缸303e控制,故而当伸缩杆303d伸出的时候,杠杆303b连接伸缩杆303d的一端受力向远离第一端盖301a的方向移动,进而杠杆303b另一端向靠近第一端盖301a的方向移动,故而带动连杆303a向靠近第一端盖301a的方向移动,连杆303a一端与第一摩擦块302a连接,故而第一摩擦块302a向靠近第一端盖301a的方向移动,此时第一摩擦块302a与第二摩擦块302b分离,启动组件200与给水泵101组件100之间的动力传输被切断。

当小汽轮机102高速运转时,带动高速电机201给厂区发电,当突发情况时,小汽轮机102转速不稳定,故而给高速电机201造成巨大的震动,给高速电机201造成损坏,此时操作人员只需要启动电控液压缸开关,电控液压缸通过液压管带动伸缩杆303d伸出,伸缩杆303d推动杠杆303b一端向靠近第一摩擦块302a方向运动,进而杠杆303b另一端带动连杆303a向远离第一摩擦块302a方向运动,此时连杆303a则会带动第一摩擦块302a与第二摩擦块302b分离,动力切断,高速电机201与小汽轮机102联系切断,高速电机201不再震动逐渐停止,待到小汽轮机102运转正常时,启动电控液压缸复位,即可使得第一摩擦块302a与第二摩擦块302b继续接触,恢复高速电机201与小汽轮机102之间的动力传输。

重要的是,应注意,在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案,但参阅此公开内容的人员应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改型是可能的(例如,各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如,温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其它方式改变,并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构,且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本发明不限制于特定的实施方案,而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外,为了提供示例性实施方案的简练描述,可以不描述实际实施方案的所有特征(即,与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征,或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是,在任何实际实施方式的开发过程中,如在任何工程或设计项目中,可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的,但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说,不需要过多实验,所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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