本發(fā)明涉及熱壓機(jī)組供熱系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法，尤其是涉及大型空冷發(fā)電機(jī)組高背壓供熱配套熱壓機(jī)組供熱系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法

背景技術(shù)：
汽輪機(jī)排汽熱損失是火電廠熱損失中最大一項(xiàng)損失，如果能有效利用對(duì)汽輪機(jī)組熱效率的提高，節(jié)能減排，污染物控制都有較大貢獻(xiàn)，而隨著國(guó)家步入城鎮(zhèn)化，當(dāng)前城市集中供暖熱源短期短缺問(wèn)題日益凸顯，若能夠利用汽輪機(jī)排汽熱損失供熱，將全面解決這兩個(gè)問(wèn)題。近幾年，空冷高背壓供熱技術(shù)日趨成熟也得到了有效推廣，空冷高背壓供熱技術(shù)在火力發(fā)電廠供熱改造也有了相關(guān)應(yīng)用，但是新技術(shù)的應(yīng)用相應(yīng)也出現(xiàn)了很多問(wèn)題，空冷高背壓供熱技術(shù)有很大的局限性，改造后機(jī)組經(jīng)濟(jì)性對(duì)熱負(fù)荷以及電負(fù)荷變化較敏感?？绽涓弑硥汗峒夹g(shù)需要供熱負(fù)荷較大，若供熱負(fù)荷相對(duì)較小即不適合進(jìn)行高背壓改造；即便改造應(yīng)用后若機(jī)組電負(fù)荷較高，熱負(fù)荷較低時(shí)，就會(huì)有較多高背壓乏汽上空冷島冷卻被白白浪費(fèi)；若機(jī)組電負(fù)荷較低，熱負(fù)荷較高時(shí)，機(jī)組乏汽量較少，需要大量的中排抽汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，此時(shí)經(jīng)濟(jì)性較差。申請(qǐng)?zhí)?CN201520011643.6中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種空冷機(jī)組乏汽余熱多級(jí)串聯(lián)供熱系統(tǒng)，通過(guò)多級(jí)背壓機(jī)組與尖峰加熱器之間順序連接，熱網(wǎng)循環(huán)水依次通過(guò)各級(jí)機(jī)組實(shí)現(xiàn)梯級(jí)加熱。雖然可加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至熱用戶(hù)需求溫度，但較多背壓機(jī)組的串聯(lián)對(duì)供熱安全性和機(jī)組安全保障有一定影響，并且該技術(shù)對(duì)空冷高背壓供熱技術(shù)對(duì)供熱負(fù)荷較小以及電負(fù)荷和熱負(fù)荷變化較大時(shí)經(jīng)濟(jì)性較差的問(wèn)題沒(méi)有解決。申請(qǐng)?zhí)枺篊N201210576499.1空冷機(jī)組低溫?zé)嵩床膳訜嵯到y(tǒng)，對(duì)空冷機(jī)組低溫?zé)嵩醇訜嵯到y(tǒng)的相關(guān)原理及改造效果進(jìn)行了論述，但是并未對(duì)空冷高背壓供熱技術(shù)對(duì)供熱負(fù)荷較小以及電負(fù)荷和熱負(fù)荷變化較大時(shí)經(jīng)濟(jì)性較差的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明和解決?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷主要體現(xiàn)在：1、空冷高背壓機(jī)組最高背壓受限，乏汽對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水溫升受限，當(dāng)熱網(wǎng)循環(huán)水供水溫度較高時(shí)，需大量中排抽汽加熱，乏汽供熱比例較低。2、空冷高背壓機(jī)組無(wú)法適應(yīng)供熱負(fù)荷較小的機(jī)組。3、空冷高背壓技術(shù)對(duì)機(jī)組電負(fù)荷與熱負(fù)荷波動(dòng)不匹配適應(yīng)性差，當(dāng)機(jī)組電負(fù)荷較高，而熱負(fù)荷較低時(shí)有大量高背壓乏汽上空冷島冷卻，被白白浪費(fèi)；當(dāng)機(jī)組電負(fù)荷較低，而熱負(fù)荷較高時(shí)需大量中排抽汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，高品位蒸汽利用較高經(jīng)濟(jì)性較差。附圖說(shuō)明接下來(lái)將參考附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，圖中：圖1：本發(fā)明的大型空冷發(fā)電機(jī)組高背壓供熱配套熱壓機(jī)組供熱系統(tǒng)的原理圖；圖2：隨時(shí)間變化的參數(shù)特征圖，包括機(jī)組電負(fù)荷即乏汽量隨時(shí)間變化線201，熱負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)乏汽量隨時(shí)間變化匹配線202，機(jī)組電負(fù)荷較熱負(fù)荷大高背壓蒸汽需上空冷島時(shí)區(qū)域A、C、D、E，機(jī)組電負(fù)荷較熱負(fù)荷小需中排抽汽補(bǔ)充時(shí)區(qū)域B。其中：#2機(jī)組低背壓乏汽來(lái)1、中排抽汽2，第一級(jí)真空熱壓機(jī)組3，第二級(jí)真空熱壓機(jī)組4，#1機(jī)組高背壓乏汽來(lái)5，第一級(jí)加熱器6，第二級(jí)加熱器7，熱網(wǎng)加熱器8，熱網(wǎng)循環(huán)水回水9，熱網(wǎng)循環(huán)水供水10，中排抽汽11。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種大型空冷發(fā)電機(jī)組高背壓供熱配套熱壓機(jī)組供熱系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法，所述系統(tǒng)配置主要包括第一級(jí)熱壓機(jī)組、第二級(jí)熱壓機(jī)組、采暖中排抽汽管道、汽輪機(jī)乏汽管道、第一級(jí)加熱器、第二級(jí)加熱器、熱網(wǎng)加熱器以及相關(guān)裝置閥門(mén)和管件。本發(fā)明系統(tǒng)利用后，對(duì)機(jī)組電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配情況有較強(qiáng)的適應(yīng)性，當(dāng)?shù)谝患?jí)加熱器消納不完高背壓乏汽，需要高背壓乏汽上空冷島時(shí)，本系統(tǒng)第二級(jí)真空熱壓機(jī)組可利用這部分高背壓乏汽匹配成更高背壓蒸汽在第二級(jí)加熱器繼續(xù)加熱熱網(wǎng)循環(huán)水；當(dāng)高背壓乏汽不足以滿(mǎn)足第一級(jí)加熱器，需增加中排抽汽量時(shí)，本系統(tǒng)可用第一級(jí)真空熱壓機(jī)組利用中排抽汽噴射抽取#2低背壓乏汽匹配成高背壓乏汽補(bǔ)充；本系統(tǒng)也可不依靠#1機(jī)組高背壓乏汽獨(dú)立加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至熱用戶(hù)需求溫度供出。調(diào)節(jié)方法主要是精確控制幾級(jí)熱壓機(jī)的投入、高背壓乏汽與中排抽汽等之間的切換，以及各加熱器的投入時(shí)機(jī)等，提出主要目的是為了解決機(jī)組電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配時(shí)經(jīng)濟(jì)性差，結(jié)合調(diào)節(jié)方法后的熱壓機(jī)供熱系統(tǒng)整個(gè)供熱周期經(jīng)濟(jì)性與高背壓加中排抽汽供熱方式比較經(jīng)濟(jì)性顯著提高。1、本發(fā)明所述系統(tǒng)通過(guò)第二級(jí)熱壓機(jī)利用中排抽汽噴射抽取高背壓乏汽可以匹配出更高壓力的蒸汽，盡可能多的利用乏汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，使乏汽加熱溫升進(jìn)一步提高，較空冷機(jī)組乏汽加熱溫度高15℃左右。2、針對(duì)供熱負(fù)荷較小，空冷高背壓技術(shù)無(wú)法適應(yīng)的空冷機(jī)組，利用本發(fā)明系統(tǒng)，利用少量中排抽汽噴射抽取低壓缸正常排汽匹配成高背壓蒸汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，相對(duì)高背壓技術(shù)，本系統(tǒng)改造后上空冷島乏汽為正常背壓，經(jīng)濟(jì)性較好。3、利用本發(fā)明系統(tǒng)，機(jī)組能適應(yīng)電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配波動(dòng)工況，當(dāng)機(jī)組電負(fù)荷較高，而熱負(fù)荷較低時(shí)，利用第二級(jí)熱壓機(jī)通過(guò)少量中排抽汽噴射抽取需上空冷島的高背壓乏汽匹配出更高壓力的蒸汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水利用；當(dāng)機(jī)組電負(fù)荷較低，而熱負(fù)荷較高時(shí)利用第一級(jí)熱壓機(jī)通過(guò)少量中排抽汽噴射抽汽#2機(jī)組低背壓乏汽匹配出高背壓蒸汽補(bǔ)充至第一級(jí)加熱器加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。本發(fā)明提供了一種大型空冷發(fā)電機(jī)組高背壓供熱配套熱壓機(jī)組供熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)方法，所述系統(tǒng)配置主要包括第一級(jí)熱壓機(jī)組3、第二級(jí)熱壓機(jī)組4、汽輪機(jī)低背壓乏汽管道1、采暖中排抽汽管道2、11、汽輪機(jī)高背壓乏汽管道5、第一級(jí)加熱器6、第二級(jí)加熱器7、熱網(wǎng)加熱器8、以及相關(guān)裝置閥門(mén)和管件。本專(zhuān)利系統(tǒng)示意圖為附圖1，機(jī)組乏汽量即電負(fù)荷與熱負(fù)荷匹配圖為附圖2。本發(fā)明系統(tǒng)可單獨(dú)供熱運(yùn)行、也可配合空冷高背壓供熱機(jī)組運(yùn)行。根據(jù)功能不同可分為以下三個(gè)典型工況流程：一、本系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，利用#2正常背壓乏汽與中排抽汽配合熱壓機(jī)與加熱器供熱。本系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，第一級(jí)熱壓機(jī)組3利用中排抽汽2噴射抽取#2機(jī)組正常背壓乏汽匹配成高背壓蒸汽進(jìn)入第一級(jí)加熱器6加熱熱網(wǎng)循環(huán)水回水9至TA溫度，第二級(jí)熱壓機(jī)組4利用中排抽汽2噴射抽取第一級(jí)熱壓機(jī)組3后蒸汽匹配成更高背壓蒸汽進(jìn)入第二級(jí)加熱器7加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至TB溫度，熱網(wǎng)加熱器8利用中排抽汽11加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至TC溫度供出。TR為熱用戶(hù)需求溫度，在供暖不同時(shí)期投入相應(yīng)的加熱器與其對(duì)應(yīng)的熱壓機(jī)及相關(guān)抽汽與乏汽：TR<TA時(shí)，只投入第一級(jí)加熱器；TA<TR<TB時(shí)，投入第一級(jí)、第二級(jí)加熱器；TB<TR<TC，投入所有加熱器。二、本系統(tǒng)與空冷高背壓供熱機(jī)組配合運(yùn)行，電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配出現(xiàn)附圖2區(qū)域B情況時(shí)與空冷高背壓供熱機(jī)組配合運(yùn)行，當(dāng)#1機(jī)組電負(fù)荷較高，而熱負(fù)荷較低時(shí)，#1機(jī)組低壓缸排汽量大于第一級(jí)加熱器6所需乏汽量，部分高背壓乏汽需上空冷島冷卻時(shí)，本系統(tǒng)流程：#1機(jī)組部分高背壓乏汽5進(jìn)入第一級(jí)加熱器6加熱熱網(wǎng)循環(huán)水回水9至TA溫度，第一級(jí)熱壓機(jī)組3利用中排抽汽2噴射抽取#2機(jī)組正常背壓乏汽匹配成高背壓蒸汽與剩余#1機(jī)組高背壓乏汽由第二級(jí)熱壓機(jī)通過(guò)中排抽汽2噴射抽取匹配成高背壓蒸汽進(jìn)入第二級(jí)加熱器7加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至TB溫度，熱網(wǎng)加熱器8利用中排抽汽11加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至TC供出。TR為熱用戶(hù)需求溫度，在供暖不同時(shí)期投入相應(yīng)的加熱器與其對(duì)應(yīng)的熱壓機(jī)及相關(guān)抽汽與乏汽：TR<TA時(shí)，只投入第一級(jí)加熱器；TA<TR<TB時(shí)，投入第一級(jí)、第二級(jí)加熱器；TB<TR<TC，投入所有加熱器。三、本系統(tǒng)與空冷高背壓供熱機(jī)組配合運(yùn)行，電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配出現(xiàn)附圖2區(qū)域A或區(qū)域C情況時(shí)與空冷高背壓供熱機(jī)組配合運(yùn)行，當(dāng)#1機(jī)組電負(fù)荷較低，而熱負(fù)荷較高時(shí)，#1高背壓乏汽量不能滿(mǎn)足熱網(wǎng)加熱器需求時(shí)，本系統(tǒng)流程：第一級(jí)熱壓機(jī)組3利用中排抽汽2噴射抽取#1正常背壓乏汽1匹配成高背壓蒸汽與#2機(jī)組高背壓乏汽5一同進(jìn)入第一級(jí)加熱器6加熱熱網(wǎng)循環(huán)水回水9至TA溫度，第二級(jí)熱壓機(jī)組4利用中排抽汽2噴射抽取第一級(jí)熱壓機(jī)組3后蒸汽匹配成更高背壓蒸汽進(jìn)入第二級(jí)加熱器7加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至TB溫度，熱網(wǎng)加熱器8利用中排抽汽11加熱熱網(wǎng)循環(huán)水至TC供出。TR為熱用戶(hù)需求溫度，在供暖不同時(shí)期投入相應(yīng)的加熱器與其對(duì)應(yīng)的熱壓機(jī)及相關(guān)抽汽與乏汽：TR<TA時(shí)，只投入第一級(jí)加熱器；TA<TR<TB時(shí)，投入第一級(jí)、第二級(jí)加熱器；TB<TR<TC，投入所有加熱器。機(jī)組乏汽量即電負(fù)荷與熱負(fù)荷匹配圖為附圖2。利用本發(fā)明大型空冷發(fā)電機(jī)組背壓供熱配套熱壓機(jī)組系統(tǒng)與調(diào)節(jié)方法與原背壓供熱加中排抽汽方式，機(jī)組乏汽量即電負(fù)荷與熱負(fù)荷隨時(shí)間變化匹配圖為附圖2，機(jī)組電負(fù)荷即乏汽量隨時(shí)間變化線201，熱負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)乏汽量隨時(shí)間變化匹配線202，機(jī)組電負(fù)荷高乏汽量多本系統(tǒng)無(wú)法完全消納需上空冷島完區(qū)域D、E，機(jī)組電負(fù)荷高乏汽量多高背壓供熱技術(shù)無(wú)法利用需上空冷島區(qū)域A+D、C+E，高背壓供熱技術(shù)機(jī)組電負(fù)荷低乏汽量無(wú)法滿(mǎn)足第一級(jí)加熱需中排抽汽補(bǔ)充加熱區(qū)域B。對(duì)電負(fù)荷與熱負(fù)荷隨時(shí)間波動(dòng)不匹配多消耗熱量情況分析如下；(1)高背壓加中排抽汽供熱方式在機(jī)組電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配時(shí)多消耗熱量：式中：ΔQ1為A+D區(qū)域高背壓乏汽上空冷島多消耗熱量；ΔQ2為B區(qū)域高背壓乏汽不足需中排抽汽補(bǔ)充多消耗熱量；ΔQ3為C+E區(qū)域高背壓乏汽上空冷島多消耗熱量；Qb為整個(gè)時(shí)間段高背壓加中排抽汽供熱方式多消耗熱量；G(t)為乏汽量隨時(shí)間變化曲線函數(shù)；h(t)為乏汽量(同電負(fù)荷)隨時(shí)間變化時(shí)高背壓乏汽焓值；h0為機(jī)組正常背壓下乏汽焓值；hzp為機(jī)組中排抽汽焓值；hby為機(jī)組高背壓乏汽焓值。(2)本系統(tǒng)供熱方式在機(jī)組電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配時(shí)多消耗熱量：式中：ΔQD為D區(qū)域高背壓乏汽上空冷島多消耗熱量；ΔQE為E區(qū)域高背壓乏汽上空冷島多消耗熱量；Qr為整個(gè)時(shí)間段本系統(tǒng)供熱方式多消耗熱量。Qb＞Qr表明本專(zhuān)利系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于高背壓加中排抽汽供熱技術(shù)。本系統(tǒng)中熱壓機(jī)級(jí)數(shù)和壓縮比等參數(shù)可根據(jù)中壓缸排汽、輔機(jī)小機(jī)乏汽以及匹配目標(biāo)蒸汽參數(shù)選取，熱壓機(jī)所用蒸汽噴射器也可選用可調(diào)式。具體地，參考圖1，所述第一級(jí)熱壓機(jī)利用中排抽汽噴射抽取低背壓機(jī)組乏汽匹配成可進(jìn)入第一級(jí)加熱器或第二級(jí)熱壓機(jī)的目標(biāo)蒸汽。所述第二級(jí)熱壓機(jī)利用中排抽汽噴射抽取第一級(jí)熱壓機(jī)匹配后的蒸汽或高背壓機(jī)組乏汽匹配出適合第二級(jí)加熱器可利用的目標(biāo)蒸汽。所述第一級(jí)加熱器可利用高背壓乏汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，也可利用部分第一級(jí)熱壓機(jī)利用中排抽汽噴射抽取的低背壓乏汽匹配出的蒸汽。所述第二級(jí)加熱器利用第二級(jí)熱壓機(jī)匹配后蒸汽加熱第一級(jí)加熱器出水。所述熱網(wǎng)加熱器利用中排抽汽加熱第二級(jí)加熱器出水至熱用戶(hù)需求溫度后供出。再參考圖2，機(jī)組電負(fù)荷即乏汽量隨時(shí)間變化線201，熱負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)乏汽量隨時(shí)間變化匹配線202，機(jī)組電負(fù)荷較熱負(fù)荷大高背壓蒸汽需上空冷島時(shí)區(qū)域A、C、D、E，機(jī)組電負(fù)荷較熱負(fù)荷小需中排抽汽補(bǔ)充時(shí)區(qū)域B。Qb為空冷高背壓機(jī)組電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配時(shí)多消耗熱量Qr為本專(zhuān)利系統(tǒng)在電負(fù)荷與熱負(fù)荷不匹配時(shí)多消耗熱量利用本發(fā)明，通過(guò)兩級(jí)熱壓機(jī)組匹配后的蒸汽比高背壓機(jī)組乏汽溫度高，乏汽利用率高。本發(fā)明的系統(tǒng)改造對(duì)機(jī)組電負(fù)荷和熱負(fù)荷無(wú)匹配要求，可適應(yīng)供熱負(fù)荷較小的空冷機(jī)組進(jìn)行供熱改造，而且本系統(tǒng)通過(guò)特有的調(diào)節(jié)方法，經(jīng)濟(jì)性較現(xiàn)有技術(shù)有較大提高，節(jié)能減排效果更顯著。在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)所限定。