热电联产集中供汽系统及其控制方法与流程

1.本技术属于火力发电厂能源输送设备技术领域，具体涉及一种热电联产集中供汽系统及其控制方法。


背景技术：

2.热电联产集中供汽指将火力发电厂的汽轮机的不同位置的蒸汽经减温减压后通过热力管网输送至工业用户以满足其供汽需求的生产方式，近年来热电联产集中供汽模式在我国发展较为迅速，但是热电联产集中供汽系统的供汽参数需要根据用户工艺需求及供汽距离确定，而电厂侧的供汽参数与用户侧的用汽参数的匹配性较差，在减温减压过程中存在供热蒸汽节流损失严重，及“高品低用”的问题。
3.实际应用中，为了解决上述问题，所采用的措施是增设背压式汽轮机进行能量梯级利用。然而，由于背压式汽轮机的进汽侧参数取决于凝汽式汽轮机的抽汽端的蒸汽参数，排汽侧参数取决于工业用户的用汽参数，在进排汽参数一定的情况下，为了保障背压式汽轮机的排汽参数能够满足用户需求，背压式汽轮机效率往往达不到最佳设计点，尤其是为了满足背压式汽轮机的排汽温度能够满足用户需求，在进行背压式汽轮机通流设计时需要牺牲其自身的效率来实现，从而导致背压式汽轮机的效率偏低，经济性变差；另外，由于背压式汽轮机的进汽参数随着电厂汽轮机的负荷变化而变化，从而引起背压式汽轮机在变工况过程中为满足排汽参数需求而进一步导致其效率降低，这使得背压式汽轮机的选型设计较为困难。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种热电联产集中供汽系统及其控制方法，能够解决目前热电联产集中供汽系统的背压式汽轮机的工作效率偏低及选型设计困难的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种热电联产集中供汽系统，包括凝汽式汽轮机、进汽管道、背压式汽轮机、排汽管道以及辅助供汽管道，所述凝汽式汽轮机具有抽汽端，所述背压式汽轮机具有第一进汽端和第一排汽端，所述进汽管道的第一端与所述抽汽端相连，所述进汽管道的第二端与所述第一进汽端相连，所述排汽管道的第三端与所述第一排汽端相连，所述辅助供汽管道的第四端与所述进汽管道相连，所述辅助供汽管道的第五端与所述排汽管道相连，所述排汽管道通过所述辅助供汽管道与所述进汽管道相连通，所述辅助供汽管道设置有第一开关阀和第一压力调节阀。
7.第二方面，本技术实施例还提供了一种热电联产集中供汽系统的控制方法，应用于上述的热电联产集中供汽系统，所述控制方法包括：
8.获取所述第一排汽端的排汽参数；
9.在所述排汽参数小于预设值的情况下，控制所述第一开关阀和所述第一压力调节阀均开启，以使所述辅助供汽管道处于导通状态；
10.在所述排汽参数等于或大于所述预设值的情况下，控制所述第一开关阀和所述第一压力调节阀均关闭。
11.在本技术实施例中，热电联产集中供汽系统的排汽管道通过辅助供汽管道与进汽管道相连通，辅助供汽管道上设置有第一开关阀和第一压力调节阀，此时通过调整背压式汽轮机的通流，从而将背压式汽轮机的效率设置到最佳设计点，在第一排汽端的排汽参数小于预设值，即第一排汽端的排汽参数无法满足用户的用汽需求的情况下，打开第一开关阀和第一压力调节阀，以使辅助供汽管道处于导通状态，此时辅助供汽管道内的蒸汽与排汽管道内的蒸汽混合，以使混合后的蒸汽参数满足用户的用汽需求；与此同时，即使背压式汽轮机的进汽参数随着凝汽式汽轮机的负荷变化而变化，但是该辅助供汽管道的设置能够调节背压式汽轮机的排汽参数，从而可以避免背压式汽轮机在变工况过程中为满足排汽参数需求而降低其自身的效率，因而能够使背压式汽轮机的选型设计更加灵活，并且有利于提升背压式汽轮机的排汽参数的稳定性。在第一排汽端的排汽参数等于或大于预设值的情况下，第一开关阀和第一压力调节阀均关闭。因此，本技术实施例能够解决目前热电联产集中供汽系统的背压式汽轮机的工作效率偏低及选型设计困难的问题。
附图说明
12.图1为本技术实施例公开的一种热电联产集中供汽系统的局部结构示意图，其中箭头表示蒸汽的流通方向。
13.附图标记说明：
14.110-背压式汽轮机、120-进汽管道、130-排汽管道、140-辅助供汽管道、150-第一开关阀、160-第一压力调节阀、170-第一逆止阀、180-主供汽管道、190-第二压力调节阀、210-第二开关阀、220-第二逆止阀。
具体实施方式
15.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
16.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
17.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的热电联产集中供汽系统进行详细地说明。
18.如图1所示，本技术实施例公开一种热电联产集中供汽系统，其包括凝汽式汽轮机、背压式汽轮机110、进汽管道120、排汽管道130以及辅助供汽管道140。凝汽式汽轮机为火力发电厂的发电机组，凝汽式汽轮机具有抽汽端，该抽汽端主要用于将凝汽式汽轮机内
做过部分功的蒸汽从排汽缸内抽出来。背压式汽轮机110的排汽主要用于为工业用户供汽，背压式汽轮机110具有第一进汽端和第一排汽端，第一进汽端的进汽参数取决于凝汽式汽轮机的抽汽参数，第一排汽端的排汽参数取决于工业用户的用汽需求，进汽管道120的第一端与抽汽端相连，进汽管道120的第二端与第一进汽端相连，排汽管道130的第三端与第一排汽端相连，辅助供汽管道140的第四端与进汽管道120相连，辅助供汽管道140的第五端与排汽管道130相连，排汽管道130通过辅助供汽管道140与进汽管道120相连通，辅助供汽管道140设置有第一开关阀150和第一压力调节阀160。需要说明的是，上述凝汽式汽轮机、背压式汽轮机110、进汽管道120、排汽管道130以及辅助供汽管道140之间的连接方式可以采用焊接等固定连接方式，本技术实施例对此不作具体限制。
19.具体地，在本技术实施例中，通过调整背压式汽轮机110的通流，从而将背压式汽轮机110的效率设置到最佳设计点，在第一排汽端的排汽参数小于预设值，即第一排汽端的排汽参数无法满足用户的用汽需求的情况下，打开第一开关阀150和第一压力调节阀160，以使辅助供汽管道140处于导通状态，此时辅助供汽管道140内的蒸汽与排汽管道130内的蒸汽混合，以使混合后的蒸汽参数满足用户的用汽需求；与此同时，即使背压式汽轮机110的进汽参数随着凝汽式汽轮机的负荷变化而变化，但是该辅助供汽管道140的设置能够调节背压式汽轮机110的排汽参数，从而可以避免背压式汽轮机110在变工况过程中为满足排汽参数需求而降低其自身的效率，因而能够使背压式汽轮机110的选型设计更加灵活，并且有利于提升背压式汽轮机110的排汽参数的稳定性。在第一排汽端的排汽参数等于或大于预设值的情况下，第一开关阀150和第一压力调节阀160均关闭。因此，本技术实施例能够解决目前热电联产集中供汽系统的背压式汽轮机110的工作效率偏低及选型设计困难的问题。
20.背压式汽轮机110的排汽温度可以由工作人员手动测量，但是人为测量结果存在的误差较大，且需要耗费大量的人力，将增加成本；故，可选的实施例中，热电联产集中供汽系统还包括温度检测装置，温度检测装置设置于第一排汽端，通过该温度检测装置检测背压式汽轮机110的排汽温度，当温度检测装置检测到的排汽温度小于预设值时，工作人员开启第一开关阀150和第一压力调节阀160；当温度检测装置检测到的排汽温度等于或大于预设值时，工作人员关闭第一开关阀150和第一压力调节阀160。故，采用温度检测装置检测背压式汽轮机110的排汽温度，能够使其测量结果更加精确，同时可以节省人力，降低成本，并且可以提高该热电联产集中供汽系统的自动化性能。
21.第一开关阀150和第一压力调节阀160的开启或关闭可以由工作人员手动操作，然而此种方式需要耗费一定人力，将增加成本；故进一步可选的实施例中，热电联产集中供汽系统还包括控制装置，第一开关阀150、第一压力调节阀160和温度检测装置均与控制装置电连接，当温度检测装置检测到的排汽温度小于预设值时，该温度检测装置将信息反馈至控制装置，然后由控制装置控制第一开关阀150和第一压力调节阀160开启；相同地，当温度检测装置检测到的排汽温度等于或大于预设值时，该温度检测装置将信息反馈至控制装置，然后由控制装置控制第一开关阀150和第一压力调节阀160关闭。故，采用此种设置方式，不需要工作人员操作即可实现第一开关阀150和第一压力调节阀160开启或关闭，从而节省人力，降低成本，以便于进一步提高该热电联产集中供汽系统的自动化性能。
22.可选地，辅助供汽管道140设置有第一逆止阀170，第一逆止阀170邻近第五端设
置，第一逆止阀170主要用于在辅助供汽管道140处于导通状态下，防止混合后的蒸汽回流到辅助供汽管道140内，从而确保混合后的蒸汽参数能够尽可能快地达到预设值，以满足用户的用汽需求，进而提高用户的用汽体验。
23.一种可选的实施例中，热电联产集中供汽系统还包括主供汽管道180，主供汽管道180与排汽管道130的第六端相连，辅助供汽管道140的第五端连接于主供汽管道180和排汽管道130的连接处，辅助供汽管道140内的蒸汽与排汽管道130内的蒸汽在该连接处混合后即可进入主供汽管道180内，此时主供汽管道180内的蒸汽参数能够满足用户的用汽需求。主供汽管道180的管径可以等于排汽管道130的管径，但是在辅助供汽管道140处于导通状态的情况下，辅助供汽管道140内的蒸汽与排汽管道130内的蒸汽混合后以使主供汽管道180内的蒸汽量增加，将可能导致主供汽管道180的膨胀量超出额定膨胀量，从而使主供汽管道180破裂；基于此，可选地，排汽管道130的管径和辅助供汽管道140的管径均小于主供汽管道180的管径，此种情况下，当辅助供汽管道140内的蒸汽与排汽管道130内的蒸汽混合后，该主供汽管道180为混合后的蒸汽提供了容纳空间，从而避免主供汽管道180破裂，进而提升整个热电联产集中供汽系统的安全性和供汽稳定性。
24.可选的实施例中，进汽管道120设置有第二压力调节阀190，第二压力调节阀190位于第四端与第一排汽端之间。蒸汽从凝汽式汽轮机的抽汽端抽出后先沿着进汽管道120流通，然后通过第一进汽端进入背压式汽轮机110，由于凝汽式汽轮机的排汽参数会随着其自身负荷变化而变化，通过第二压力调节阀190可以使背压式汽轮机110的进汽参数处于稳定状态，从而使背压式汽轮机110在一个较为稳定的工况下运行，进而提升整个热电联产集中供汽系统的供汽稳定性。
25.可选地，排汽管道130设置有第二开关阀210和第二逆止阀220，第二开关阀210和第二逆止阀220位于第一排汽端与第五端之间，且第二逆止阀220邻近第五端设置，由于辅助供汽管道140的第五端与排汽管道130相连，在辅助供汽管道140处于导通状态的情况下，辅助供汽管道140内的蒸汽与排汽管道130内的蒸汽混合，第二逆止阀220的设置可以防止混合后的蒸汽回流到排汽管道130内，从而确保混合后的蒸汽参数能够尽可能快地达到预设值，以满足用户的用汽需求，进而提升用户的用汽体验。另外，在热电联产集中供汽系统工作过程中，一旦出现安全事故，可以通过关闭第二开关阀210，将供汽管网的汽源切断，从而减小损失。
26.一种可选的实施例中，第一开关阀为电子开关阀，第一压力调节阀为电子压力调节阀。由于电子阀具有较好的安全性、灵活性，且其控制精度较高，当第一排汽端的排汽参数不能满足用户的用汽需求时，通过电子开关阀使辅助供汽管道处于导通状态，进而根据用户的用汽需求通过电子压力调节阀调节辅助供汽管道内的蒸汽参数，从而使混合后的蒸汽能够尽快地满足用户的用汽需求，从而更好地为用户供汽。
27.基于本技术实施例公开的一种热电联产集中供汽系统，本技术实施例还公开了一种热电联产集中供汽系统的控制方法，应用于如上文所述的热电联产集中供汽系统，该控制方法包括：
28.s100、获取第一排汽端的排汽参数。
29.这里的排汽参数可以表征背压式汽轮机110在不同工况下的运行状态，如果该排汽参数发生变化，就表示第一进汽端的进汽参数发生了变化，即凝汽式汽轮机的运行工况
发生了变化。
30.s110、在排汽参数小于预设值的情况下，控制第一开关阀150和第一压力调节阀160均开启，以使辅助供汽管道140处于导通状态。
31.本步骤中的排汽参数随着第一进汽端的进汽参数的变化而变化，也就是说，第一排汽端的排汽参数为动态参数；另外，本步骤中的预设值为用户的用汽参数的数值范围，当排汽参数小于该用汽参数的取值范围的最低临界值时，则需要开启第一开关阀150和第一压力调节阀160，通过辅助供汽管道140内的蒸汽来调节排汽管道130内的蒸汽参数，使混合后的蒸汽参数处于用汽参数的取值范围内。当然，该预设值也可以是一个固定的数值。
32.s120、在排汽参数等于或大于预设值的情况下，控制第一开关阀150和第一压力调节阀160均关闭。
33.本步骤中的排汽参数可能等于预设值也可能大于预设值，但是第一开关阀150和第一压力调节阀160始终处于关闭状态。
34.在本控制方法中，可以通过调整背压式汽轮机110的通流，从而将背压式汽轮机110的效率设置到最佳设计点，在第一排汽端的排汽参数小于预设值，即第一排汽端的排汽参数无法满足用户的用汽需求的情况下，打开第一开关阀150和第一压力调节阀160，以使辅助供汽管道140处于导通状态，此时辅助供汽管道140内的蒸汽与排汽管道130内的蒸汽混合，以使混合后的蒸汽参数满足用户的用汽需求；与此同时，即使背压式汽轮机110的进汽参数随着凝汽式汽轮机的负荷变化而变化，但是该辅助供汽管道140的设置能够调节背压式汽轮机110的排汽参数，从而可以避免背压式汽轮机110在变工况过程中为满足排汽参数需求而降低其自身的效率，因而能够使背压式汽轮机110的选型设计更加灵活，并且有利于提升背压式汽轮机110的排汽参数的稳定性。在第一排汽端的排汽参数等于或大于预设值的情况下，第一开关阀150和第一压力调节阀160均关闭。因此，本技术实施例能够解决目前热电联产集中供汽系统的背压式汽轮机110的工作效率偏低及选型设计困难的问题。
35.排汽参数可以为第一排汽端的排汽压力，但是排汽压力的测量值容易受背压式汽轮机110的负载等因素的影响，该测量值的波动较大；故，可选的实施例中，排汽参数为第一排汽端的排汽温度，该排汽温度较为稳定，便于测量。步骤s110具体为：在排汽温度小于预设值的情况下，控制第一开关阀150开启，并调节第一压力调节阀160的开度，以使辅助供汽管道140中的蒸汽与排汽管道130中的蒸汽混合后的蒸汽温度达到预设温度。由于辅助供汽管道140内的蒸汽来自于进汽管道120，故辅助供汽管道140内的蒸汽参数等于背压式汽轮机110的进汽参数，该蒸汽参数的数值相对于排汽参数的数值较大，辅助供汽管道140中的蒸汽与排汽管道130中的蒸汽混合后的参数可能仍然不能满足用户的用汽需要，进而需要根据用户的用汽需求调节第一压力调节阀160的开度，使辅助供汽管道140内的蒸汽压力与背压式汽轮机110的排汽压力相等，当辅助供汽管道140中的蒸汽与排汽管道130中的蒸汽混合后的蒸汽温度达到预设温度时，该混合后的蒸汽能够满足用户的用汽需求，进而提升用户的用汽体验。
36.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。