供热机组高参数工业供汽系统、灵活性控制方法及装置与流程

本技术属于供热机组运行灵活性，尤其涉及供热机组高参数工业供汽系统、灵活性控制方法及装置。

背景技术：

1、供热机组运行在高参数工业供汽工况下，为了满足工业供汽的高参数要求(供汽压力大于3mpa)，通常需要采用机组再热蒸汽作为汽源，并通过调整中压缸进汽调阀等非常规运行措施来维持高供热压力。这显著影响机组参与深度调峰能力。

2、然而，采用汽轮机厂家提供的高参数工业供汽工况调峰特性曲线在实际计算机组最小调峰出力时往往会有很大的偏差。因此，如何提出提升运行灵活性的供热机组高参数工业供汽系统以及高效的灵活性运行控制方法，进而最大限度的挖掘供热机组在高参数工业供汽工况的调峰潜力，是摆在行业面前亟待解决的一大难题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了供热机组高参数工业供汽系统、灵活性控制方法及装置，能够为高参数工业供汽提供两种汽源管路系统及灵活性控制方法，可以提升供热机组高参数工业供汽的运行灵活性。

2、本技术是通过如下技术方案实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种供热机组高参数工业供汽系统，包括为高参数工业供汽的第一汽源管路系统和第二汽源管路系统；供热机组采用汽轮机再热热段作为第一汽源管路系统来源，在第一汽源管路系统的管道上按照工业蒸汽流动方向依次设置第一电动隔离阀、第一减压调节阀和第一减温器；第一汽源管路系统与再热热段管路接口位于中压缸进汽调节阀之前，当汽轮机中压缸进汽调节阀全开状态下再热热段不能够保证高参数工业供汽所需压力及流量时，通过中压缸进汽调节阀调节对外高参数工业供汽所需的压力及流量；供热机组采用汽轮机主蒸汽作为第二汽源管路系统来源，在第二汽源管路系统的管道上按照工业蒸汽流动方向依次设置第二电动隔离阀、第二减压调节阀和第二减温器。第二汽源管路系统与主蒸汽管路接口位于高压缸进汽调节阀之前。

4、结合第一方面，在一些实施例中，所述第一减温器的减温水源采用给水泵抽头位置提供，所述第二减温器的减温水源采用给水泵出口母管位置提供。

5、结合第一方面，在一些实施例中，对于所述第一汽源管路系统，当汽轮机中压缸进汽调节阀全开状态下再热热段参数能够保证高参数工业供汽所需压力及流量时，通过所述第一减压调节阀调节对外高参数工业供汽所需的压力及流量，通过所述第一减温器调整所需的温度；当所述第一减压调节阀达到全开后所述汽轮机中压缸进汽调节阀全开状态下的再热热段参数无法保证高参数工业供汽所需压力及流量时，通过所述中压缸进汽调节阀调节对外高参数工业供汽所需的压力及流量，通过所述第一减温器调整所需的温度。

6、结合第一方面，在一些实施例中，对于所述第二汽源管路系统，通过所述第二减压调节阀调节对外高参数工业供汽所需的压力及流量，通过所述第二减温器调整所需的温度。

7、上述供热机组高参数工业供汽系统，提供了第一汽源管路系统和第二汽源管路系统，能够通过两种汽源管路系统为高参数工业供汽，第一汽源管路系统与第二汽源系统结合与仅采用第一汽源管路系统相比，也可以有效提升供热机组为高参数工业供汽的运行灵活性。

8、第二方面，本技术实施例提供了一种供热机组高参数工业供汽系统的灵活性控制方法，包括：

9、在采用第一汽源管路系统进行高参数工业供汽时，确定不同工业供汽流量下的第一机组调峰出力范围，以及机组热耗率随机组出力的第一变化曲线；

10、在采用第二汽源管路系统进行高参数工业供汽时，确定不同工业供汽流量下的第二机组调峰出力范围，以及机组热耗率随机组出力的第二变化曲线；

11、确定不同工业供汽流量下第一变化曲线和第二变化曲线的交叉点；

12、根据所述不同工业供汽流量下的交叉点确定采用第一汽源管路系统或第二汽源管路系统进行高参数工业供汽。

13、结合第二方面，在一些实施例中，所述采用第一汽源管路系统进行高参数工业供汽时，确定不同工业供汽流量下的第一机组调峰出力范围，以及机组热耗率随机组出力的第一变化曲线，包括：

14、在第一汽源管路系统提供高参数工业供汽时，采用行业热力系统静态建模软件分析确定不同工业供汽流量下的第一机组调峰出力范围和随机组出力变化的机组热耗率；

15、其中，设定工业供汽流量下的第一机组调峰出力范围由设定工业供汽流量下的第一机组最小调峰出力pmin1和设定工业供汽流量下的第一机组最大调峰出力pmax1确定；

16、改变设定工业供汽流量进行多次计算，得到不同工业供汽流量下的多个第一机组调峰出力范围；

17、根据设定工业供汽流量、机组不同出力下对应的机组热耗率数据，绘制得到设定工业供汽流量下机组热耗率随机组出力的第一变化曲线；

18、改变设定工业供汽流量进行多次计算，得到不同工业供汽流量下对应的多条机组热耗率随机组出力的第一变化曲线；其中，每条机组热耗率随机组出力的第一变化曲线对应一个设定工业供汽流量；

19、其中，建模分析所需的第一边界参数按下述方法计算：

20、当设定工业供汽流量、中压缸进汽调节阀全开计算工况的中压缸进汽压力值高于预设倍数的高参数工业供汽压力设定值时，汽轮机中压缸采用滑压运行模式，第一减压调节阀参与调节，第一减压调节阀前压力、设定工业供汽流量下的中压缸进汽压力、与设定工业供汽流量且中压缸进汽调节阀全开计算工况的中压缸进汽压力取为相同值，第一减压调节阀后压力为高参数工业供汽压力设定值；

21、当设定工业供汽流量、中压缸进汽调节阀全开计算工况的中压缸进汽压力值低于预设倍数的高参数工业供汽压力设定值时，中压缸进汽调节阀参与调节，汽轮机中压缸采用定压运行模式控制设定工业供汽流量下的中压缸进汽压力为定值，第一减压调节阀保持全开状态，第一减压调节阀前压力与设定工业供汽流量下的中压缸进汽压力均取为预设倍数的高参数工业供汽压力设定值，第一减压调节阀后压力为高参数工业供汽压力设定值pis-s；

22、其中，设定工业供汽流量、中压缸进汽调节阀全开计算工况的中压缸进汽压力值pipinc采用下式计算：

23、

24、式中，pipindes、fipindes分别为额定出力设计工况中压缸进汽压力及中压缸进汽流量，fipinc为设定工业供汽流量、中压缸进汽调节阀全开计算工况的中压缸进汽流量；

25、设定工业供汽流量下的汽轮机再热冷段至再热热段压差为：

26、

27、式中，fipindes为额定出力设计工况下中压缸进汽流量，pipindes为额定出力设计工况下中压缸进汽压力，tipindes为汽轮机额定出力设计工况下中压缸进汽温度，△prhd为汽轮机额定出力设计工况下再热冷段至再热热段压差，△prh为设定工业供汽流量下的再热冷段至再热热段压差，pipin为设定工业供汽流量下的中压缸进汽压力，fipin、fis分别为设定工业供汽流量下的中压缸进汽流量及工业供汽流量；设定工业供汽流量下的中压缸进汽流量fipin由建模软件依据质量平衡原理根据机组不同出力条件下的汽轮机主蒸汽流量及抽汽流量计算得到；vpt(p,t)为根据介质压力和介质温度计算介质比容的汽水特性函数；

28、设定工业供汽流量下的高压缸排汽压力phpexh为：phpexh＝pipin+△prh；

29、设定工业供汽流量下的供热机组最小调峰出力的判定标准为：随着汽轮机主蒸汽流量及机组出力降低，中压缸进汽调节阀参与调节，高压缸排汽温度呈升高趋势；当高压缸排汽温度等于预设的高压缸排汽温度限值时，供热机组出力为所述第一机组最小调峰出力pmin1；

30、设定工业供汽流量下的供热机组最大调峰出力的判定标准为：随着汽轮机主蒸汽流量及机组出力增加，中压缸进汽调节阀逐渐开大直至全开，高压缸排汽温度呈降低趋势；当汽轮机主蒸汽流量达到额定工况汽轮机主蒸汽流量时，供热机组出力为所述第一机组最大调峰出力pmax1；

31、对于设定工业供汽流量、某一机组出力下的机组热耗率，根据所述第一边界参数中的主蒸汽参数、高压缸排汽参数、再热热段参数、给水参数、工业供汽参数，按照电力行业标准方法计算得到。

32、结合第二方面，在一些实施例中，所述采用第二汽源管路系统进行高参数工业供汽时，确定不同工业供汽流量下的第二机组调峰出力范围，以及机组热耗率随机组出力的第二变化曲线，包括：

33、在第二汽源管路系统提供高参数工业供汽时，采用行业热力系统静态建模软件确定不同工业供汽流量下的第二机组调峰出力范围和随机组出力变化的机组热耗率；

34、其中，设定工业供汽流量下的第二机组调峰出力范围由设定工业供汽流量下的第二机组最小调峰出力pmin2和设定工业供汽流量下的第二机组最大调峰出力pmax2确定；

35、改变设定工业供汽流量进行多次计算，得到不同工业供汽流量下的多个第二机组调峰出力范围；

36、根据设定工业供汽流量、机组不同出力下对应的机组热耗率数据，绘制得到设定工业供汽流量下机组热耗率随机组出力的第二变化曲线；

37、改变设定工业供汽流量进行多次计算，得到不同工业供汽流量下对应的多条机组热耗率随机组出力的第二变化曲线；其中，每条机组热耗率随机组出力的第二变化曲线对应一个设定工业供汽流量；

38、其中，建模分析所需的第二边界参数按下述方法计算：

39、第二减压调节阀参与调节，第二减压调节阀前压力为汽轮机主蒸汽压力值，第二减压调节阀后压力为高参数工业供汽压力设定值；中压缸进汽调节阀保持全开，中压缸采用滑压运行模式，设定工业供汽流量下的中压缸进汽压力值采用pipin计算公式为

40、设定工业供汽流量下的汽轮机再热冷段至再热热段压降以及高压缸排汽压力通过以下方法计算：

41、设定工业供汽流量下的再热冷段至再热热段压差：

42、

43、式中，fipindes为额定出力设计工况下中压缸进汽流量，pipindes为额定出力设计工况下中压缸进汽压力，tipindes为汽轮机额定出力设计工况下中压缸进汽温度，△prhd为汽轮机额定出力设计工况下再热冷段至再热热段压差，△prh为设定工业供汽流量下的再热冷段至再热热段压差，pipin为设定工业供汽流量下的中压缸进汽压力，fipin、fis分别为设定工业供汽流量下的中压缸进汽流量及工业供汽流量；设定工业供汽流量下的中压缸进汽流量fipin由建模软件依据质量平衡原理根据机组不同出力条件下的汽轮机主蒸汽流量及抽汽流量计算得到。vpt(p,t)为根据介质压力和介质温度计算介质比容的汽水特性函数；

44、设定工业供汽流量下的高压缸排汽压力phpexh按下式计算：

45、

46、设定工业供汽流量下的供热机组最小调峰出力的判定标准为：随着汽轮机主蒸汽流量降低，供热机组出力降低；当汽轮机主蒸汽流量降低至等于锅炉最低稳燃出力下主蒸汽流量限值时，供热机组出力为所述第二机组最小调峰出力pmin2。

47、设定工业供汽流量下的供热机组最大调峰出力的判定标准为：随着汽轮机主蒸汽流量增加，供热机组出力增加；当汽轮机主蒸汽流量达到额定工况汽轮机主蒸汽流量时，供热机组出力为所述第二机组最大调峰出力pmax2；

48、对于设定工业供汽流量、某一机组出力下的机组热耗率，根据所述第二边界参数中的主蒸汽参数、高压缸排汽参数、再热热段参数、给水参数、工业供汽参数，按照电力行业标准方法计算得到。

49、结合第二方面，在一些实施例中，所述确定不同工业供汽流量下第一变化曲线和第二变化曲线的交叉点，包括：

50、将相同工业供汽流量下第一变化曲线和第二变化曲线汇制在同一图中，确定相同工业供汽流量下两条曲线交叉点对应的机组出力；

51、将多个工业供汽流量条件下获得的多个交叉点对应的机组出力，绘制为横坐标为工业供汽流量、纵坐标为交叉点对应的机组出力的关系曲线。

52、结合第二方面，在一些实施例中，所述根据所述不同工业供汽流量下的交叉点确定采用第一汽源管路系统或第二汽源管路系统进行高参数工业供汽，包括：

53、设工业供汽流量-交叉点对应的机组出力的关系曲线上相邻两点坐标为(fis(i),pcr(i)),(fis(i+1),pcr(i+1))，当实际运行中工业供汽流量fis-o满足fis(i)≤fis-o≤fis(i+1)时，实际运行中工业供汽流量条件下交叉点对应机组出力为：

54、

55、当机组实际出力pis-o大于或等于实际运行中工业供汽流量条件下交叉点对应机组出力pcr-o时，采用第一汽源管路系统进行高参数工业供汽；当机组实际出力pis-o小于实际运行中工业供汽流量条件下交叉点对应机组出力pcr-o时，采用第二汽源管路系统进行高参数工业供汽。

56、上述供热机组高参数工业供汽系统的灵活性控制方法，基于供热机组采用汽轮机再热热段作为第一汽源管路系统及汽轮机主蒸汽作为第二汽源管路系统的高参数工业供汽系统构型，采用行业热力系统静态建模软件分析第一汽源管路系统及第二汽源管路系统提供高参数工业供汽时，不同工业供汽流量下机组调峰出力范围及机组热耗率随机组出力的变化曲线，最后根据变化曲线的交叉点来确定采用第一汽源管路系统或第二汽源管路系统为高参数工业供汽，得出供热机组高参数工业供汽状态下的高效运行方法，评估高参数工业供汽的供热机组运行灵活性深度调峰能力提升效果，最终改善供热机组在高参数工业供汽工况下的调峰运行性能。

57、第三方面，本技术实施例提供了一种装置，该装置可以为控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面任一项所述的供热机组高参数工业供汽系统的灵活性控制方法。

58、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。