热压机组高中压工业供汽系统和调节方法
【专利摘要】本发明提供一种热压机组高中压工业供汽技术与调节方法，该技术系统主要包括Y型热压机、X型热压机、优化控制模块、热压机调节器、高压汽源、低压汽源、工业供汽用户及连接相关装置的阀门和管件。所述热压机组有M个Y型热压机与N个X型热压机组成，可根据高压汽源和低压汽源匹配出符合工业供汽需求的目标蒸汽，当机组电负荷与工业供汽流量有较大幅度变化，即高低压汽源压力变化较大，工业供汽量变化较大时，热压机组可通过调整组合各喷射器运行状态以适应汽源及供汽量的变化，根据调节方法及热压机配置选型使得机组电负荷与工业抽汽量有较大幅度变化时，热压机组始终处于较高效率区。从而达到节能减排的目的。
【专利说明】
热压机组高中压工业供汽系统和调节方法
技术领域
[0001] 本发明设及发电厂中的高中压工业供汽系统及其调节方法，尤其是设及热压机组 高中压工业供汽系统和调节方法。
【背景技术】
[0002] 当今社会，节能环保日趋重要，随着国家政策逐年调整，节能环保受到各方面高度 重视，较早时期建设的大型火力发电机组很多为纯凝机组，而热电联产供热机组的热效率 要远高于纯凝机组，是节能的重要举措，加之国家政策性的引导，近年来越来越多的大型纯 凝机组改造为抽凝机组，其中较大部分为采暖抽汽，也有部分为工业供汽。对于参数要求较 高的高中压工业供汽，一般采用高压汽源减溫减压后供汽，次方法能效损失较大;另外利用 压力匹配器匹配高压汽源与低压汽源至目标蒸汽，但压力匹配器对于机组负荷W及工业抽 汽量变化较大工况适应性较差。申请号CN201310667813.1中国专利公开了一种汽轮机高低 压两级工业抽汽供热装置，在高压缸的进汽管和排汽管之间设有高压旁路系统，在中压缸 进汽管道设置低压旁路系统，在高压旁路系统前的蒸汽管道连接有高压抽汽管道;在低压 旁路系统前的蒸汽管道连接有低压抽汽管道，高、低压抽汽经过减溫减压后送出。减溫减压 对局品位能源造成浪费。
[0003] 目前，现有技术的主要缺陷还在于：
[0004] 1、高压汽源减溫减压供汽能效损失较大。
[0005] 2、压力匹配器对于机组负荷波动造成的汽源压力波动适应性较差，在偏离设计工 况运行时效率较低。
[0006] 3、压力匹配器对于工业供汽量有较大波动适应性较差，在偏离设计工况运行时效 率较低或不能正常工作。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种热压机组高中压工业供汽系 统和调节方法。
[000引本发明提供了一种热压机组高中压工业供汽系统的调节方法，所述供气系统包括 Y型热压机1，X型热压机2,优化控制模块3，Y型热压机调节器4，X型热压机调节器5,工业供 汽用户6，高压汽源7，低压汽源8，高压汽源进Y型热压机调节阀9，低压汽源进Y型热压机调 节阀10,高压汽源进X型热压机调节阀11，低压汽源进X型热压机调节阀12.，W及连接相关 装置的阀口和管件；
[0009] 其中，所述热压机组包括M个Y型热压机与N个X型热压机，M、N为大于等于1的整数；
[0010] 该调节方法的特征在于：
[0011] (1)、当系统正常运行时，该系统的具体工作流程为自高压汽源7来汽通过高压汽 源进Y型热压机调节阀9进入M个Y型热压机喷射抽取经过低压汽源进Y型热压机调节阀10的 低压汽源8蒸汽，匹配出符合工业供汽用户6需求的目标蒸汽送出；
[0012] (2)、自高压汽源7来汽通过高压汽源进X型热压机调节阀11进入N个X型热压机喷 射抽取经过低压汽源进X型热压机调节阀10的低压汽源8蒸汽，匹配出符合工业供汽用户6 需求的目标蒸汽送出；
[0013] (3)、当工业供汽量发生波动时，工业供汽用户6反馈信号至优化控制模块3,优化 控制模块通过控制Y型热压机调节器4与X型热压机调节器5对热压机进行控制调整W适应 工业供汽量变化；
[0014] (4)、同理，当机组电负荷波动时，优化控制模块3通过控制Y型热压机调节器4与X 型热压机调节器5对热压机进行控制调整，W适应机组负荷变化引起的压力变化对热压机 运行造成的影响。
[0015] 根据本发明所述的调节方法，其中：
[0016] 机组电负荷变化范围定为A%-B%-C%，其中A%-B%为区间I，B%-C%为区间n ;
[0017] N个中压参数蒸汽喷射器最佳工作压力范围匹配区间I，M个高压参数蒸汽喷射器 最佳工作压力范围匹配区间n，
[0018] 中压参数蒸汽喷射器用X表示，高压参数蒸汽喷射器用Y表示；
[0019] 工业供汽流量变化范围为O-Gmax。
[0020] (1)热压机组最大效率约束
[0021]
[0022] 对于区间I与n都存在一个最佳抽吸比1/u，与之对应的机组发电功率W，工业供汽 流量G;
[0023] 对于区间n有W下约束：
[002^
[0025] 式中:Wz为热压机组抽吸比最大时的机组负荷，帝为机组年平均负荷，Gz为热压机 组抽吸比最大时的工业供汽流量，G为所带工业供汽平均流量；
[0026] 作'!执圧扣巧爲十施吾婉击
[0027]
[0028] 式中：(?表示高压参数蒸汽喷射器Y在机组电负荷区间n匹配流量，Gmax为工业供 汽最大需求量，(巧。.、表示中压参数蒸汽喷射器X在机组电负荷区间I匹配最大流量，碎'。,。、表 示高压参数蒸汽喷射器Y在机组电负荷区间I匹配最大流量；
[0029] 机组负荷W与工业供汽流量G确定的情况下，最优投入方式约束条件如下：
[0030]
[0031] 式中：Gx为中压参数蒸汽喷射器在机组电负荷W时匹配目标蒸汽流量，Gy为高压参 数蒸汽喷射器在机组电负荷师寸匹配目标蒸汽流量。
[0032] 实施例：
[0033] 某电厂660MW超临界机组，工业供汽参数需求:流量0-21化A，压力IM化，溫度230 °C。供汽汽源选取:660MW等级汽轮机再热冷段抽汽压力范围2.3-4.7MPa、中压缸排汽抽汽 压力范围0.47-0.901?曰。机组电负荷变化范围100%-50%，其中50%-75%为区间1，区间1 再热冷段压力范围2.3-3.5MPa，中排抽汽压力范围0.47-0.68MPa; 75 %-100 %为区间n，区 间n再热冷段压力范围3.5-4.7MPa，中排抽汽压力范围0.68-0.90MPaD2个中压参数蒸汽喷 射器X最佳工作压力范围匹配区间I，2个高压参数蒸汽喷射器Y最佳工作压力范围匹配区间 n。
[0034] 机组最大效率约束:考虑机组年平均负荷率80%，工业供汽年平均流量18化A，对 此要求热压机组系统设计满足达到最佳抽吸比1.4时的机组负荷率即为80%、供汽流量即 为18化A与年平均参数对应。
[0035] 机组最大流量约束:2个高压参数蒸汽喷射器Y在机组电负荷区间75%-100%内， 最大匹配流量和必须大于等于工业供汽最大流量21化A，即高压参数蒸汽喷射器Y在机组 电负荷区间75%-100%内的设计最大匹配流量不能小于105t/h;在机组电负荷区间50%- 75%内，2个中压参数蒸汽喷射器X与2个高压参数蒸汽喷射器Y最大匹配流量之和必须大于 或等于工业供汽最大流量21化A。
[0036] 投入方式约束:机组负荷在50 % -100 %变化，工业供汽流量在0-21化A变化，运行 某一时刻电负荷与工业供汽量在某一具体值时，通过本系统优化控制模块通过上述约束条 件使得在匹配蒸汽流量满足工业供汽量的同时，2中压参数蒸汽喷射器与2高压参数蒸汽喷 射器组成的热压机组在此负荷此供汽量下的抽吸比最佳。
[0037] 采用热压机组高中压工业供汽系统及其调节方法后与减溫减压方式对比：
[00；3 引
[0039] 根据本发明所述的调节方法:其中热压机所用蒸汽喷射器为可调式蒸汽喷射器。
[0040] 根据本发明所述的调节方法，其中，最佳工作压力范围匹配区间还可W划分为= 段区间或者四段区间。
[0041] 本发明还提供了一种执行上述调节方法的热压机组高中压工业供汽系统，所述供 气系统包括Y型热压机（1)，X型热压机(2)，优化控制模块(3)，Y型热压机调节器(4)，X型热 压机调节器巧），工业供汽用户(6)，高压汽源(7)，低压汽源(8)，高压汽源进Y型热压机调节 阀（9)，低压汽源进Y型热压机调节阀（10)，高压汽源进X型热压机调节阀（11)，低压汽源进X 型热压机调节阀（12)，W及连接相关装置的阀口和管件，其中热压机所用蒸汽喷射器为可 调式蒸汽喷射器。
[0042] 利用本发明提供的热压机组高中压工业供汽系统和调节方法，相对于现有技术， 其优点在于：
[0043] 1、通过热压机组将高压汽源与中压汽源匹配成目标蒸汽，减少高品位汽源使用 量，提高综合能效效率。
[0044] 2、热压机组通过对不同蒸汽喷射器的组合与调节，对机组负荷波动造成的汽源压 力波动有较强的适应性。
[0045] 3、热压机组通过对不同蒸汽喷射器的组合与调节，对工业供汽量大范围波动有较 强的适应性，基本能达到全工况高效运行。
【附图说明】
[0046] 下面将结合附图对本发明作进一步地描述，其中：
[0047] 图1:本发明的热压机组高中压工业供汽系统原理图。
[004引图中；
[0049] Y型热压机1，
[(K)加]X型热压机2，
[0051]优化控制模块3，
[0化2] Y型热压机调节器4，
[0化3] X型热压机调节器5，
[0化4]工业供汽用户6，
[0化日]高压汽源7，
[0化6]低压汽源8，
[0057] 高压汽源进Y型热压机调节阀9，
[005引低压汽源进Y型热压机调节阀10，
[0化9] 高压汽源进X型热压机调节阀11，
[0060] 低压汽源进X型热压机调节阀12。
【具体实施方式】
[0061] 本发明提供一种热压机组高中压工业供汽技术与调节方法，该技术系统主要包括 Y型热压机、X型热压机、优化控制模块、热压机调节器、高压汽源、低压汽源、工业供汽用户 及连接相关装置的阀口和管件。所述热压机组有M个Y型热压机与N个X型热压机组成，可根 据高压汽源和低压汽源匹配出符合工业供汽需求的目标蒸汽，当机组电负荷与工业供汽流 量有较大幅度变化，即高低压汽源压力变化较大，工业供汽量变化较大时，热压机组可通过 调整组合各喷射器运行状态W适应汽源及供汽量的变化，根据调节方法及热压机配置选型 使得机组电负荷与工业抽汽量有较大幅度变化时，热压机组始终处于较高效率区。从而达 到节能减排的目的。
[0062] 本发明需要解决W下技术问题：
[0063] 1、通过热压机组将高压汽源与中压汽源匹配成目标蒸汽，减少高品位汽源使用 量，提高综合能效效率。
[0064] 2、热压机组通过对不同蒸汽喷射器的组合与调节，对机组负荷波动造成的汽源压 力波动有较强的适应性。
[0065] 3、热压机组通过对不同蒸汽喷射器的组合与调节，对工业供汽量大范围波动有较 强的适应性，基本能达到全工况高效运行。
[0066] 为了解决上述溫度，发明了热压机组高中压工业供汽技术与调节方法，次技术系 统包括Y型热压机1，X型热压机2,优化控制模块3，Y型热压机调节器4，X型热压机调节器5， 工业供汽用户6，高压汽源7，低压汽源8，高压汽源进Y型热压机调节阀9，低压汽源进Y型热 压机调节阀10，高压汽源进X型热压机调节阀11，低压汽源进X型热压机调节阀12 .，W及连 接相关装置的阀口和管件等。所述热压机组有M个Y型热压机与N个X型热压机组成。
[0067] 当系统正常运行时，该系统的具体工作流程为自高压汽源7来汽通过高压汽源进Y 型热压机调节阀9进入M个Y型热压机喷射抽取经过低压汽源进Y型热压机调节阀10的低压 汽源8蒸汽，匹配出符合工业供汽用户6需求的目标蒸汽送出；自高压汽源7来汽通过高压汽 源进X型热压机调节阀11进入N个X型热压机喷射抽取经过低压汽源进X型热压机调节阀10 的低压汽源8蒸汽，匹配出符合工业供汽用户6需求的目标蒸汽送出。当工业供汽量发生波 动是，工业供汽用户6反馈信号至优化控制模块3，优化控制模块通过控制Y型热压机调节器 4与X型热压机调节器5对热压机进行控制调整W适应工业供汽量变化。同理当机组电负荷 波动时，优化控制模块3通过控制Y型热压机调节器4与X型热压机调节器5对热压机进行控 制调整W适应机组负荷变化引起的压力变化对热压机运行造成的影响。
[006引一、本技术系统的配置办法：
[0069] 机组电负荷变化范围为A%-B%-C%，其中A%-B%为区间I，B%-C%为区间n dN 个中压参数蒸汽喷射器最佳工作压力范围匹配区间I，M个高压参数蒸汽喷射器最佳工作压 力范围匹配区间n。中压参数蒸汽喷射器用X表示，高压参数蒸汽喷射器用Y表示。
[0070] 工业供汽流量变化范围为O-Gmax。
[0071] (1)热压机组最大效率约束
[0072]
[0073] ]吸比1/u，与之对应的机组发电功率W，工业供汽 流量G
[0074]
[0075]
[0076] 的机组负荷，乐为机组年平均负荷，Gz为热压机 组抽E 工业供汽平均流量。
[0077]
[007引
[0079] 蓉Y在机组电负荷区间n匹配流量，Gmax为工业供 汽最^ t器X在机组电负荷区间I匹配最大流量，表 示高B II匹配最大流量。
[0080]
[0081 ] 向情况下，最优投入方式约束条件如下：
[0082]
[0083] 式中：Gx为中压参数蒸汽喷射器在机组电负荷W时匹配目标蒸汽流量，Gy为高压参 数蒸汽喷射器在机组电负荷师寸匹配目标蒸汽流量。
[0084] 实施例：
[00化]某电厂660MW超临界机组，工业供汽参数需求:流量0-21化A，压力IM化，溫度230 °C。供汽汽源选取:660MW等级汽轮机再热冷段抽汽压力范围2.3-4.7MPa、中压缸排汽抽汽 压力范围0.47-0.901?曰。机组电负荷变化范围100%-50%，其中50%-75%为区间1，区间1 再热冷段压力范围2.3-3.5MPa，中排抽汽压力范围0.47-0.68MPa; 75 %-100 %为区间n，区 间n再热冷段压力范围3.5-4.7MPa，中排抽汽压力范围0.68-0.90MPa。2个中压参数蒸汽喷 射器X最佳工作压力范围匹配区间1，2个高压参数蒸汽喷射器Y最佳工作压力范围匹配区间 n。
[0086] 机组最大效率约束:考虑机组年平均负荷率80%，工业供汽年平均流量18化A，对 此要求热压机组系统设计满足达到最佳抽吸比1.4时的机组负荷率即为80%、供汽流量即 为18化A与年平均参数对应。
[0087] 机组最大流量约束:2个高压参数蒸汽喷射器Y在机组电负荷区间75%-100%内， 最大匹配流量和必须大于等于工业供汽最大流量21化A，即高压参数蒸汽喷射器Y在机组 电负荷区间75%-100%内的设计最大匹配流量不能小于105t/h;在机组电负荷区间50%- 75%内，2个中压参数蒸汽喷射器X与2个高压参数蒸汽喷射器Y最大匹配流量之和必须大于 或等于工业供汽最大流量21化A。
[0088] 投入方式约束:机组负荷在50 % -100 %变化，工业供汽流量在0-21化A变化，运行 某一时刻电负荷与工业供汽量在某一具体值时，通过本系统优化控制模块通过上述约束条 件使得在匹配蒸汽流量满足工业供汽量的同时，2中压参数蒸汽喷射器与2高压参数蒸汽喷 射器组成的热压机组在此负荷此供汽量下的抽吸比最佳。
[0089] 采用热压机组高中压工业供汽系统及其调节方法后与减溫减压方式对比：
[0090]
[0091] 本系统中热压机所用蒸汽喷射器为可调式，本配置及调节方法同样适用于负荷= 段区间划分W及四段区间划分等情况。
[0092] 与现有技术相比，本发明通过热压机组将高压汽源与中压汽源匹配成目标蒸汽， 减少高品位汽源使用量，提高综合能效效率。而且，热压机组通过对不同蒸汽喷射器的组合 与调节，对机组负荷波动造成的汽源压力波动有较强的适应性。进一步地，热压机组通过对 不同蒸汽喷射器的组合与调节，对工业供汽量大范围波动有较强的适应性，基本能达到全 工况运行。
[0093] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可W在任 一个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0094]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可W理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可W对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的保护范围由权利要求书所限定。
【主权项】
1. 一种热压机组高中压工业供汽系统的调节方法，所述供气系统包括Y型热压机(I)，X 型热压机(2)，优化控制模块(3)，Y型热压机调节器(4)，X型热压机调节器(5)，工业供汽用 户（6)，高压汽源（7)，低压汽源(8)，高压汽源进Y型热压机调节阀（9)，低压汽源进Y型热压 机调节阀（10)，高压汽源进X型热压机调节阀（11)，低压汽源进X型热压机调节阀（12)，W及 连接相关装置的阀口和管件； 其中，所述热压机组包括M个Y型热压机与N个X型热压机，M、N为大于等于1的整数； 该调节方法的特征在于： (1) 、当系统正常运行时，该系统的具体工作流程为自高压汽源(7)来汽通过高压汽源 进Y型热压机调节阀（9)进入M个Y型热压机喷射抽取经过低压汽源进Y型热压机调节阀（10) 的低压汽源8蒸汽，匹配出符合工业供汽用户(6)需求的目标蒸汽送出； (2) 、自高压汽源7来汽通过高压汽源进X型热压机调节阀（11)进入N个X型热压机喷射 抽取经过低压汽源进X型热压机调节阀（10)的低压汽源(8)蒸汽，匹配出符合工业供汽用户 (6)需求的目标蒸汽送出； (3) 、当工业供汽量发生波动时，工业供汽用户（6)反馈信号至优化控制模块(3)，优化 控制模块通过控制Y型热压机调节器(4)与X型热压机调节器(5)对热压机进行控制调整； (4) 、当机组电负荷波动时，优化控制模块(3)通过控制Y型热压机调节器(4)与X型热压 机调节器(5)对热压机进行控制调整。2. 根据权利要求1所述的调节方法，其中： 机组电负荷变化范围定为A%-B%-C%，其中A%-B%为区间I，B%-C%为区间n ; N个中压参数蒸汽喷射器最佳工作压力范围匹配区间I，M个高压参数蒸汽喷射器最佳 工作压力范围匹配区间n， 中压参数蒸汽喷射器用X表示，高压参数蒸汽喷射器用Y表示； 工业供汽流量变化范围为O-Gmax。 (1)热压机组最大效率约束司n都存在一个最佳抽吸比1/u，与之对应的机组发电功 率M 式中:Wz为热压机组抽吸比最大时的机组负荷，东为机组年平均负荷，Gz为热压机组抽 吸比最大时的工业供汽流量，吾为所带工业供汽平均流量； (2)热压机组最大流量约束式中：巧表示高压参数蒸汽喷射器Y在机组电负荷区间n匹配流量，Gmax为工业供汽最 大需求量，巧1,.表示中压参数蒸汽喷射器X在机组电负荷区间I匹配最大流量，靖13X隶示高 压参数蒸汽喷射器Y在机组电负荷区间I匹配最大流量； 机组负荷W与工业供汽流量如角定的情况下，最优投入方式约束条件如下：式中：Gx为中比参数蒸汽喷射器在机组电负荷W时匹配目标蒸汽流量，Gy为高压参数蒸 汽喷射器在机组电负荷师寸匹配目标蒸汽流量。3. 根据权利要求2所述的调节方法:其中热压机所用蒸汽喷射器为可调式蒸汽喷射器。4. 根据权利要求3所述的调节方法，其中，最佳工作压力范围匹配区间还可W划分为= 段区间或者四段区间。5. -种执行权利要求1-4的任一项所述的调节方法的热压机组高中压工业供汽系统， 所述供气系统包括Y型热压机(1)，X型热压机(2)，优化控制模块(3)，Y型热压机调节器(4)， X型热压机调节器(5)，工业供汽用户（6)，高压汽源(7)，低压汽源(8)，高压汽源进Y型热压 机调节阀（9)，低压汽源进Y型热压机调节阀（10)，高压汽源进X型热压机调节阀（11)，低压 汽源进X型热压机调节阀（12)，W及连接相关装置的阀口和管件，其中热压机所用蒸汽喷射 器为可调式蒸汽喷射器。
【文档编号】F04F5/48GK105909568SQ201610321605
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】张曙光
【申请人】长沙湘资生物科技有限公司