一种抽汽供热量自适应的网源协调供热系统及方法

摘要

本发明公开了一种抽汽供热量自适应的网源协调供热系统及方法，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸之间通过中低压缸连通管相连通；抽汽供热管道的入口与中低压缸连通管或者汽轮机中压缸的排汽口相连通，抽汽供热管道的出口与热网加热器的放热侧入口相连通，热网加热器的放热侧出口经疏水冷却器的放热侧与凝汽器的入口相连通；热网回水管道的出口经疏水冷却器的吸热侧与热网循环水泵的入口相连通，热网循环水泵的出口分为两路，其中一路经热网加热器的吸热侧与热网供水管道相连通，另一路经热网混水旁路与热网供水管道相连通，汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器相连通，该系统及方法能够提高供热的可靠性，同时操作简单，便于实现，成本较低。

说明书

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，涉及一种抽汽供热量自适应的网源协调供热系统及方法。

背景技术

随着城市化的日益发展，人民对集中供热的需求越来越大。在城市集中供热系统中，最常见的方式是采用热电联产技术，利用汽轮机的抽汽热量来加热热网循环水。

无论抽汽供热、低压缸零出力供热或高背压供热，均需从汽轮机中抽取部分蒸汽，引入热网加热器或尖峰加热器以加热热网循环水。抽汽管道从汽轮机抽汽口引出，布置逆止阀，快关阀，调节阀，截止阀之后，引入加热器。电厂运行人员需通过控制抽汽管道调节阀开度来控制进入加热器的蒸汽量，进而控制热网循环水温度，这也是目前几乎所有火电机组抽汽供热的运行方式。

由于目前火电机组调峰压力大、负荷波动高，该抽汽供热模式下，运行人员需要频繁操作抽汽管道调节阀来控制热网循环水温度。同时，火电机组汽机本体的DCS系统要求较高，而热网首站系统的DCS系统要求较低，电厂在考虑投资费用的情况下，常导致设备、接口及软件等存在不兼容的问题，两者需独立进行控制，进一步增加的电厂运行人员的操作难度。如常规300MW机组，供热面积500万m

热电联产机组作为一个城市的主要热源，其供热可靠性是影响居民生活品质的重要因素，而供热抽汽管道的调节阀等阀门流动介质为高温蒸汽，需频繁操作，易发生故障，致使电厂被迫采购价格极其昂贵的阀门或增加备用热源来提高供热的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种抽汽供热量自适应的网源协调供热系统及方法，该系统及方法能够提高供热的可靠性，同时操作简单，便于实现，成本较低。

为达到上述目的，本发明所述的抽汽供热量自适应的网源协调供热系统包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、中低压缸连通管、抽汽供热管道、热网加热器、疏水冷却器、凝汽器、热网回水管道、热网循环水泵、热网供水管道及热网混水旁路；

汽轮机中压缸与汽轮机低压缸之间通过中低压缸连通管相连通；抽汽供热管道的入口与中低压缸连通管或者汽轮机中压缸的排汽口相连通，抽汽供热管道的出口与热网加热器的放热侧入口相连通，热网加热器的放热侧出口经疏水冷却器的放热侧与凝汽器的入口相连通；

热网回水管道的出口经疏水冷却器的吸热侧与热网循环水泵的入口相连通，热网循环水泵的出口分为两路，其中一路经热网加热器的吸热侧与热网供水管道相连通，另一路经热网混水旁路与热网供水管道相连通，汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器相连通。

热网混水旁路上设置有热网混水旁路调节阀。

抽汽供热管道上设置有抽汽管道截止阀及抽汽管道逆止阀。

热网加热器的吸热侧出口经热网加热器水侧出口管道与热网回水管道相连通。

一种抽汽供热量自适应的网源协调供热方法包括以下步骤：

在非供热模式下，汽轮机中压缸的排汽经中低压缸连通管进入到热网加热器中进行放热；

在供热模式下，将抽汽管道截止阀及抽汽管道逆止阀全开，抽汽供热管道抽取的排汽进入到热网加热器的放热侧中进行放热，再进入到疏水冷却器的放热侧中进行放热，最后进入到凝汽器中；热网供水管道输出的水经疏水冷却器初步加热后分为两路，其中一路进入热网加热器中进行二次加热，另一路进入到热网混水旁路中，其中，热网加热器内的运行温度为当前抽汽压力下对应的饱和温度，通过热网混水旁路输出的水对热网加热器吸热侧输出的水进行冷却，以确保热网供水管道内的循环水温度为热网系统所需温度，其中，通过热网混水旁路调节阀调节两路水的比例。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的抽汽供热量自适应的网源协调供热系统及方法在具体操作时，去除原抽汽管道上的调节阀与快关阀，相较常规抽汽供热、低压缸零出力、高背压供热方式降低系统投资，降低汽轮机集控系统的操作难度，供热模式下，机组抽汽量不必通过汽轮机集控室操作，仅需调节热网混水旁路调节阀的开度，即可实现热网参数的自动调节，系统及控制逻辑简单，极大的提高了供热的可靠性，有效降低火电机组汽机本体DCS系统与热网首站系统DCS系统的匹配关系，仅通过热负荷的变化自适应调配机组的供热抽汽量即可，便于实现。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

其中，1为热网回水管道、2为热网供水管道、3为疏水冷却器、4为热网循环水泵、5为热网混水旁路调节阀、6为热网混水旁路、7为热网加热器、8为热网加热器水侧出口管道、9为凝汽器、10为汽轮机低压缸、11为抽汽管道截止阀、12为抽汽管道逆止阀、13为中低压缸连通管、14为汽轮机中压缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的抽汽供热量自适应的网源协调供热系统包括汽轮机中压缸14、汽轮机低压缸10、中低压缸连通管13、抽汽供热管道、热网加热器7、疏水冷却器3、凝汽器9、热网回水管道1、热网循环水泵4、热网供水管道2及热网混水旁路6；汽轮机中压缸14与汽轮机低压缸10之间通过中低压缸连通管13相连通；抽汽供热管道的入口与中低压缸连通管13或者汽轮机中压缸14的排汽口相连通，抽汽供热管道的出口与热网加热器7的放热侧入口相连通，热网加热器7的放热侧出口经疏水冷却器3的放热侧与凝汽器9的入口相连通；热网回水管道1的出口经疏水冷却器3的吸热侧与热网循环水泵4的入口相连通，热网循环水泵4的出口分为两路，其中一路经热网加热器7的吸热侧与热网供水管道2相连通，另一路经热网混水旁路6与热网供水管道2相连通，汽轮机低压缸10的排汽口与凝汽器9相连通。

热网混水旁路6上设置有热网混水旁路调节阀5；抽汽供热管道上设置有抽汽管道截止阀11及抽汽管道逆止阀12；热网加热器7的吸热侧出口经热网加热器水侧出口管道8与热网回水管道1相连通。

本发明所述的抽汽供热量自适应的网源协调供热方法包括以下步骤：

在非供热模式下，汽轮机中压缸14的排汽经中低压缸连通管13进入到热网加热器7中进行放热；

在供热模式下，将抽汽管道截止阀11及抽汽管道逆止阀12全开，抽汽供热管道抽取的排汽进入到热网加热器7的放热侧中进行放热，再进入到疏水冷却器3的放热侧中进行放热，最后进入到凝汽器9中；热网供水管道2输出的水经疏水冷却器3初步加热后分为两路，其中一路进入热网加热器7中进行二次加热，另一路进入到热网混水旁路6中，其中，热网加热器7内的运行温度为当前抽汽压力下对应的饱和温度，热网加热器7输出水的温度为饱和温度减去加热器，根据不同机组，此状态下水温为120℃-190℃，由于热网混水旁路6内的循环水未经热网加热器7加热，通过热网混水旁路6输出的水对热网加热器7吸热侧输出的水进行冷却，以确保热网供水管道2内的循环水温度为热网系统所需温度，其中，通过热网混水旁路调节阀5调节两路水的比例。

其中，在供热模式下，热网加热器7放热侧输出的疏水温度高于凝汽器9对应的温度，因此将热网加热器7放热侧输出的疏水经疏水冷却器3的放热侧进行冷却，然后进入到凝汽器9中，由于热网加热器7放热侧输出的疏水温度较高，为提高机组经济性，也可将凝结水作为疏水冷却器3的冷源，以冷却热网疏水后进入凝汽器9中。对应亚临界机组，由于疏水温度较高，也可直接将热网加热器7放热侧输出的疏水引入机组除氧器或加压加热器中，从而无论机组电负荷、供热热负荷如何变化，机组均无需调节抽汽管道的进汽量，热网循环水温度根据蒸汽自身的饱和温度确定，仅需简单的PID控制热网混水旁路调节阀5，即可实现热网参数的自动调节。

本发明的特点在于：

1)去除原抽汽管道上的调节阀与快关阀，整个供热期抽汽管道逆止阀12、抽汽管道截止阀11均处于全开状态，汽轮机运行人员无需通过控制抽汽管道阀门来调节热网参数；

2)无论机组电负荷、供热热负荷如何变化，热网加热器7出口水温均为汽轮机当前状态下抽汽压力对应的饱和温度减加热器端差；

3)通过热网混水旁路的混水量来控制热网供水温度；

4)热网混水旁路调节阀5的开度跟踪热网供水温度，仅需简单的PID控制即可实现热网参数的自动调节。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。