一种抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系的确定方法

摘要

本发明涉及一种抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系的确定方法，其包括获取抽凝供热机组最大供热抽汽工况的设计参数；获取抽凝供热机组在某一供热抽汽流量条件下供热最小出力试验工况的运行参数；计算抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的低压缸进汽流量、低压缸出力功率和除氧器对应的抽汽流量；计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的除氧器对应的抽汽流量；计算除氧器抽汽流量变化对出力变化的影响值；计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率；重复前述步骤，进行多个供热抽汽流量条件下的供热最小出力试验,确定供热抽汽流量与最小技术出力的特性关系。本发明提高供热机组的调峰能力。

说明书

技术领域

本发明属于供热机组技术领域，具体说涉及一种抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系的确定方法。

背景技术

节能减排是我国经济实现可持续发展的基本国策，对于发电行业，热电联产是实现国家节能减排的一项重要措施。采暖供热主要有抽凝、吸收式热泵、高背压三种方式。抽凝供热因系统简单、投资少，在国内应用最广泛。抽凝供热机组可分为两类：一类是设计抽汽供热机组；另一类为纯凝改造供热机组。

抽凝式机组为：部分没做完功的蒸汽从汽轮机的抽汽口抽出送到热用户，其余部分在汽轮机继续做功后排入凝汽器凝结成水，然后回到锅炉。其运行方式灵活，受供热负荷限制小。抽凝式汽轮机其实就是凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的组合体。

目前，供热机组在供热工况下调峰运行时，机组的调峰出力范围主要依据汽轮机厂家提供的热电特性曲线来确定。但许多电厂机组在运行中发现，受供热压力等多个参数的影响，厂家提供的特性曲线与实际偏差较大。

另外，采用现场试验的方法来确定抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系，虽然可以弱化供热压力等多个运行参数偏离设计值的影响，但也面临一些现场调整的困难，尤其是低压缸最小冷却蒸汽流量的参数控制。这些困难也增加了现场试验的风险，调整不当也会影响试验结果的准确性。

综合现场试验的技术优势，并采用适当的技术方法对试验结果进行修正，进而获取更加准确的供热抽汽流量与最小技术出力特性关系，对于提升现场供热机组调峰运行能力具有特殊的意义。

专利申请号为202010551035.X的发明专利公开了基于焓值计算的机组供热抽汽流量测量方法。专利号为202110961614.6的中国专利公开了高背压供热机组运行背压与最小技术出力特性的确定方法。国内采用抽凝供热方式的机组占采暖机组比例最大，因设计、改造、运行调节等原因，出现一系列影响机组安全性和经济性的问题。

抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系尚未明确，所以需要探索一种抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系的确定方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系的确定方法，可获取低压缸最小冷却流量条件下供热抽汽流量与最小技术出力的特性关系，根据此特性关系可以最大程度地挖掘现有供热机组在供热工况的调峰潜力，提高供热机组的调峰能力。

本发明采用的技术方案是：其包括获取抽凝供热机组最大供热抽汽工况的设计参数；获取抽凝供热机组在某一供热抽汽流量条件下供热最小出力试验工况的运行参数；计算抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的低压缸进汽流量、低压缸出力功率和除氧器对应的抽汽流量；计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的除氧器对应的抽汽流量；计算除氧器抽汽流量变化对出力变化的影响值；计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率；

重复上述步骤，进行多个供热抽汽流量条件下的供热最小出力试验，并计算相应的抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的多个机组最小出力功率，确定供热抽汽流量与最小技术出力的特性关系。

进一步地，所述抽凝供热机组最大供热抽汽工况的设计参数，包括低压缸最小冷却流量、对应的低压缸进汽压力及排汽压力、低压缸最小出力功率、低压给水加热器疏水总流量与经过低压给水加热器凝结水流量之比。

进一步地，所述抽凝供热机组在供热最小出力试验工况的运行参数，包括机组出力功率、供热抽汽流量、中压缸排汽压力及排汽温度、低压缸进汽压力、低压缸排汽压力及热网加热器疏水回水温度、除氧器对应的抽汽压力及抽汽温度、高压给水加热器至除氧器疏水温度、与除氧器相邻低压给水加热器的凝结水出水温度、给水泵汽轮机进汽流量以及低压给水加热器进口凝结水流量。

进一步地，抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的低压缸进汽流量、低压缸出力功率和除氧器对应的抽汽流量的计算采用以下步骤，

低压缸进汽流量采用下式计算：

式中，F

低压缸出力功率采用下式计算：

式中，P

进一步地，所述抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的除氧器对应的抽汽流量，采用下列步骤计算：

1)计算除氧器相邻的低压给水加热器出水焓值，采用下式：

h

式中，p

2)高压给水加热器至除氧器的疏水焓值，采用下式：

H

式中，p

3)除氧器出水焓值采用下列方法：

式中，satHW(p)为根据压力计算对应饱和水焓值的函数；p

4)计算除氧器凝结水进水混合流量及进水混合焓值；

除氧器凝结水进水混合流量采用下列方法：

F

式中，F

除氧器凝结水进水混合焓值采用下列方法：

式中，H

5)计算除氧器加热抽汽流量：

式中，F

进一步地，所述抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的除氧器对应的抽汽流量的计算步骤中，步骤1)中p

进一步地，所述抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的除氧器对应的抽汽流量，采用下列步骤：

a)计算低压缸最小冷却流量条件下的低压缸进汽流量的可调整量；

ΔF

b)计算低压缸最小冷却流量条件下除氧器凝结水进水混合流量及混合焓值；

除氧器凝结水进水混合流量采用下列方法：

F

式中，F

低压缸最小冷却流量条件下除氧器凝结水进水混合焓值H′

c)计算低压缸最小冷却流量条件下的除氧器加热抽汽流量F

进一步地，所述计算除氧器抽汽流量变化对出力变化的影响值为：

计算低压缸最小冷却流量条件下除氧器对应抽汽流量变化对出力变化的影响值，所述计算公式为：

ΔP

式中，H

进一步地，所述计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率，采用下列公式计算低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率：

P

其中，P

进一步地，抽凝供热机组的汽轮机供热及回热系统为：抽凝机组热网加热器用汽由中压缸排汽对应抽汽提供，除氧器相邻低压给水加热器也采用中压缸排汽对应抽汽加热；除氧器及给水泵汽轮机采用中压缸同一段抽汽蒸汽；热网加热器疏水返回至除氧器凝结水进口管道。

本发明的有益效果是：

本发明可获取低压缸最小冷却流量条件下供热抽汽流量与最小技术出力的特性关系，根据此特性关系可以最大程度地挖掘现有供热机组在供热工况的调峰潜力，提高供热机组的调峰能力，解决了通过现场试验获取供热抽汽流量与最小技术出力特性时面临的试验难度大、试验风险高的问题。

附图说明

图1为本发明汽轮机供热及回热系统的示意图。

附图中，1中压缸，2除氧器，3除氧器，4热网疏水泵，5除氧器相邻低压给水加热器。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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他的附图。

实施例1

本实施例提供了一种抽凝供热机组供热抽汽流量与最小技术出力特性关系的确定方法，该方法包括获取抽凝供热机组最大供热抽汽工况的设计参数；获取抽凝供热机组在某一供热抽汽流量条件下供热最小出力试验工况的运行参数；计算抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的低压缸进汽流量、低压缸出力功率和除氧器对应的抽汽流量；计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的除氧器对应的抽汽流量；计算除氧器抽汽流量变化对出力变化的影响值；计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率；

重复上述步骤，进行多个供热抽汽流量条件下的供热最小出力试验，并计算相应的抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的多个机组最小出力功率，确定供热抽汽流量与最小技术出力的特性关系。

具体地，所述抽凝供热机组最大供热抽汽工况的设计参数，包括低压缸最小冷却流量、对应的低压缸进汽压力及排汽压力、低压缸最小出力功率、低压给水加热器疏水总流量与经过低压给水加热器凝结水流量之比。

所述抽凝供热机组在供热最小出力试验工况的运行参数，包括机组出力功率、供热抽汽流量、中压缸排汽压力及排汽温度、低压缸进汽压力、低压缸排汽压力及热网加热器疏水回水温度、除氧器对应的抽汽压力及抽汽温度、高压给水加热器至除氧器疏水温度、与除氧器相邻低压给水加热器的凝结水出水温度、给水泵汽轮机进汽流量以及低压给水加热器进口凝结水流量。

抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的低压缸进汽流量、低压缸出力功率和除氧器对应的抽汽流量的计算采用以下步骤，

低压缸进汽流量采用下式计算：

式中，F

低压缸出力功率采用下式计算：

式中，P

所述抽凝供热机组在供热最小出力试验工况下的除氧器对应的抽汽流量，采用下列步骤计算：

1)计算除氧器相邻的低压给水加热器出水焓值，采用下式：

h

式中，p

步骤1)中p

2)高压给水加热器至除氧器的疏水焓值，采用下式：

H

式中，p

3)除氧器出水焓值采用下列方法：

式中，satHW(p)为根据压力计算对应饱和水焓值的函数；P

4)计算除氧器凝结水进水混合流量及进水混合焓值；

除氧器凝结水进水混合流量采用下列方法：

F

式中，F

除氧器凝结水进水混合焓值采用下列方法：

式中，H

5)计算除氧器加热抽汽流量：

式中，F

所述抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的除氧器对应的抽汽流量，采用下列步骤：

a)计算低压缸最小冷却流量条件下的低压缸进汽流量的可调整量；

ΔF

b)计算低压缸最小冷却流量条件下除氧器凝结水进水混合流量及混合焓值；

除氧器凝结水进水混合流量采用下列方法：

F

式中，F

低压缸最小冷却流量条件下除氧器凝结水进水混合焓值H′

c)计算低压缸最小冷却流量条件下的除氧器加热抽汽流量F

所述计算除氧器抽汽流量变化对出力变化的影响值为：

计算低压缸最小冷却流量条件下除氧器对应抽汽流量变化对出力变化的影响值，所述计算公式为：

ΔP

式中，H

所述计算抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率，采用下列公式计算低压缸最小冷却流量条件下的机组最小出力功率：

P

其中，P

重复上述步骤，进行多个供热抽汽流量条件下的供热最小出力试验，并计算相应的抽凝供热机组在低压缸最小冷却流量条件下的多个机组最小出力功率，确定供热抽汽流量与最小技术出力的特性关系。

本发明方法的抽凝供热机组的汽轮机供热及回热系统参照图1。

图中，1中压缸，2除氧器，3除氧器，4热网疏水泵，5除氧器相邻低压给水加热器。6-8为管路，6为中压缸排汽至低压缸管路，7为输送至除氧器相邻低压给水加热器凝结水管路，8为输送至高压给水加热器给水，9为高加给水加热器至除氧器疏水。

上述系统的工作过程为：抽凝机组热网加热器用汽由中压缸排汽对应抽汽提供，除氧器相邻低压给水加热器也采用中压缸排汽对应抽汽加热；除氧器及给水泵汽轮机采用中压缸同一段抽汽蒸汽；热网加热器疏水返回至除氧器凝结水进口管道。

目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的较小规模试验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已开始着手准备正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。