本發(fā)明涉及提升發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能，具體涉及一種提升汽機發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能系統(tǒng)及控制方法。

背景技術：

1、傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)項目面臨更嚴峻的效益生存問題和更嚴格的煤耗能耗指標要求，提高發(fā)電效率增效和降低能源損失節(jié)能，成為傳統(tǒng)電力企業(yè)的兩大痛點。

2、發(fā)電行業(yè)大多數(shù)新建機組，工藝系統(tǒng)設備較新，汽機及冷端系統(tǒng)想要進一步提升性能和降耗節(jié)能，難度較大收效較小，而部分老舊機組，即使冷端冷卻能力不足，真空低下，也因為改造擴容成本太高、場地限制等原因而不具備系統(tǒng)大改的可能性，并且目前行業(yè)缺乏相應的增效節(jié)能創(chuàng)新技術來破局。

3、現(xiàn)有專利技術中，cn112050274《一種低負荷工況下的梯級能源利用供熱系統(tǒng)及其控制方法》、cn108035779《一種水冷汽輪機組乏汽余熱回收供熱系統(tǒng)》、cn108443939《一種適用于水冷汽輪機組的乏汽余熱回收供熱系統(tǒng)》等專利，核心聚焦供暖季汽機乏汽的余熱利用，重點在于如何將汽機乏汽通過傳統(tǒng)單管蒸汽噴射器增溫增壓后，用于外部供熱供暖熱網(wǎng)系統(tǒng)換熱用熱，在供暖季節(jié)一定程度上回收利用了汽機乏汽，為發(fā)電供暖企業(yè)節(jié)省了能耗，但是現(xiàn)在發(fā)電行業(yè)大多數(shù)機組進行了切缸改造和靈活性改造，供暖季這些機組低壓缸乏汽大幅減少，乏汽回收外供熱幾乎變成了“無乏汽可回收”，這種行業(yè)技術改造的新變化，使得以上相關專利涉及的乏汽回收外供熱系統(tǒng)方法已經(jīng)失去了技術創(chuàng)新性和可行性，同時以上相關專利僅僅局限于汽機乏汽回收供暖供熱技術范疇，缺少針對和涉及汽機發(fā)電系統(tǒng)本身真空性能提升和本身內部系統(tǒng)非供暖季節(jié)乏汽余熱回用的技術方法。

4、因此，針對以上三個方面的需求問題，本發(fā)明提出一種提升汽機發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能系統(tǒng)及控制方法，以提高系統(tǒng)真空，提升汽機發(fā)電效率，實現(xiàn)系統(tǒng)內部回熱節(jié)能，解決發(fā)電行業(yè)用戶增效和節(jié)能的雙重痛點，創(chuàng)造更大的社會經(jīng)濟效益。

技術實現(xiàn)思路

1、針對發(fā)電行業(yè)用戶增效節(jié)能的痛點、現(xiàn)有行業(yè)技術缺乏相應的增效節(jié)能創(chuàng)新技術的問題、現(xiàn)有專利技術中缺少汽機發(fā)電系統(tǒng)本身真空性能提升和本身內部系統(tǒng)非供暖季節(jié)乏汽余熱回用的技術方法，本發(fā)明提出一種提升汽機發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能系統(tǒng)及控制方法，以提升冷端真空降低汽機背壓，提高汽機有效做功焓降，提升發(fā)電效率，同時回收非供暖季節(jié)汽機乏汽供汽機內部給水前置回熱，進一步降低冷端冷卻系統(tǒng)負荷，提高汽機發(fā)電效率。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術方案：

3、一種提升汽機發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能系統(tǒng)，包括鍋爐汽包、汽機高中壓缸、汽機低壓缸、凝排汽裝置、凝結水泵、多通道高效射汽真空泵、凝結水真空回熱器、低功耗輔抽泵、一級多通道低背壓射汽熱泵、一級凝結水回熱器、二級多通道中背壓射汽熱泵、二級凝結水回熱器、一號均衡器、二號均衡器、三號均衡器、四號均衡器、低加加熱器、除氧器、高加加熱器，所述鍋爐汽包、汽機高中壓缸、汽機低壓缸、凝排汽裝置、凝結水泵、凝結水真空回熱器、一級凝結水回熱器、二級凝結水回熱器、低加加熱器、除氧器、高加加熱器順序通過管路連接，所述凝排汽裝置、多通道高效射汽真空泵、凝結水真空回熱器、低功耗輔抽泵、二號均衡器通過管路連接，提高冷端真空及一次回熱凝結給水，所述一號均衡器、一級多通道低背壓射汽熱泵、一級凝結水回熱器、三號均衡器通過管路連接，回收汽機乏汽實現(xiàn)二次回熱凝結給水，所述一號均衡器、二級多通道中背壓射汽熱泵、二級凝結水回熱器、四號均衡器通過管路連接，回收汽機乏汽實現(xiàn)三次回熱凝結給水。

4、進一步，所述多通道高效射汽真空泵為多通道多噴嘴高效真空裝置，同等抽汽工況下吸入真空比傳統(tǒng)單通道蒸汽噴射器高20％-50％，蒸汽耗量低40-50％；所述多通道高效射汽真空泵通過管路與凝排汽裝置、二號均衡器、凝結水真空回熱器、低功耗輔抽泵連接；所述多通道高效射汽真空泵，在二號均衡器提供的0.2-0.5mpa低壓工作蒸汽驅動和低功耗輔抽泵輔助下，抽吸凝排汽裝置內乏汽不凝汽，維持并建立更高吸入真空，為汽機提供更低背壓，提升汽機發(fā)電效率，同時多通道高效射汽真空泵排汽排入凝結水真空回熱器內，為凝結水泵從凝排汽裝置內抽出的凝結水預加熱回熱升溫，實現(xiàn)凝結水的一次升溫。

5、進一步，所述一級多通道低背壓射汽熱泵為多通道多噴嘴低背壓高效抽汽回熱裝置，所述一級多通道低背壓射汽熱泵通過管路與一號均衡器、三號均衡器、一級凝結水回熱器連接；所述一級多通道低背壓射汽熱泵在三號均衡器提供的0.4-0.8mpa低壓工作蒸汽驅動下，抽吸一號均衡器內汽機低壓缸乏汽，增溫增壓后排入一級凝結水回熱器內，為凝結水真空回熱器加熱后的凝結水再加熱回熱，實現(xiàn)一級汽機乏汽回收熱量回用和凝結水的二次升溫。

6、進一步，所述二級多通道中背壓射汽熱泵為多通道多噴嘴中背壓高效抽汽回熱裝置，所述二級多通道中背壓射汽熱泵通過管路與一號均衡器、四號均衡器、二級凝結水回熱器連接；所述二級多通道中背壓射汽熱泵在四號均衡器提供的0.6-1.0mpa中壓工作蒸汽驅動下，抽吸一號均衡器內汽機低壓缸乏汽，增溫增壓后排入二級凝結水回熱器內，為一級凝結水回熱器加熱后的凝結水再加熱回熱，實現(xiàn)二級汽機乏汽回收熱量回用和凝結水的三次升溫。

7、進一步，所述鍋爐汽包通過管路給汽機高中壓缸供汽發(fā)電，所述汽機高中壓缸通過管路給汽機低壓缸、除氧器、高加加熱器、四號均衡器供汽發(fā)電、給水加熱、回收乏汽用汽，所述汽機低壓缸通過管路給一號均衡器、二號均衡器、三號均衡器、低加加熱器、凝排汽裝置供汽給水加熱和回收乏汽用汽，形成一個新的鍋爐汽包蒸汽到汽機氣缸做功發(fā)電，到乏汽凝結成水，依次被逐級回熱加熱給水返回鍋爐汽包的完整內循環(huán)節(jié)能熱力系統(tǒng)，實現(xiàn)整個汽機系統(tǒng)蒸汽介質的梯級利用，完成汽機發(fā)電、凝結給水加熱、乏汽回收回熱，減少排汽熱能浪費，特別適合汽機系統(tǒng)非供暖季節(jié)冷端乏汽回收、降低散熱負荷、提升冷端真空，提高汽機發(fā)電效率。

8、進一步，所述一種提升汽機發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能系統(tǒng)的控制方法，具體如下：

9、第1步，設置各級凝結給水回熱器升溫溫差δt；

10、根據(jù)系統(tǒng)設計給水溫度和汽機排汽凝結水溫參數(shù)，分別設置汽機排汽冷端凝結水真空回熱器升溫溫差為δt1、一級凝結水回熱器升溫溫差為δt2、二級凝結水回熱器升溫溫差為δt3、低加加熱器升溫溫差為δt4、除氧器升溫溫差為δt5、高加加熱器升溫溫差為δt6，且分別設置各自合適的上下限偏差報警限值；

11、為實現(xiàn)回收盡量多的汽機乏汽熱量目的，汽機排汽冷端各級凝結水回熱器(一級凝結水回熱器、二級凝結水回熱器)溫差δt2、δt3，將設置更大的凝結水升溫溫差，因凝結水真空回熱器回熱根據(jù)多通道高效射汽真空泵運行狀況而變化，所以凝結水真空回熱器升溫溫差δt1將作為靈活溫差，設定合理靈活波動溫差范圍；

12、第2步，監(jiān)測各級凝結給水回熱器溫度監(jiān)測點溫度t；

13、δt1＝t2-t1，δt2＝t3-t2，δt3＝t4-t3，δt4＝t5-t4，δt5＝t6-t5，δt6＝t7-t6，系統(tǒng)持續(xù)自動監(jiān)測t1至t7運行溫度。

14、第3步，判斷各級凝結給水回熱器升溫溫差δt是否超限；

15、根據(jù)第2步監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實時計算各級凝結給水回熱器升溫溫差數(shù)值，與δt1、δt2、δt3、δt4、δt5、δt6設置值進行比較，判斷各級凝結給水回熱器升溫溫差δt是否偏離設置值，若超過設置上下限偏差報警限值，則系統(tǒng)報警提示超限的凝結給水回熱器，并以正數(shù)顯示超上限的具體數(shù)值，以負數(shù)顯示超下限的具體數(shù)值；

16、第4步，調節(jié)各級凝結給水回熱器升溫溫差δt；

17、δt1因設置為靈活溫差，自身調節(jié)僅根據(jù)汽機排汽真空需求，靈活調整一號控制閥，調節(jié)多通道高效射汽真空泵工作蒸汽壓力汽量，δt1調節(jié)變化范圍通常只監(jiān)測不調節(jié)；

18、δt2具體調節(jié)過程為：當δt2超過設定升溫溫差上限時，優(yōu)先調小二號控制閥開度，減少低壓工作蒸汽進汽量，其次進一步調小三號控制閥開度(通常三號控制閥為全開狀態(tài))，減少汽機乏汽抽入量；當δt2超過設定升溫溫差下限時，優(yōu)先調大二號控制閥開度，增加低壓工作蒸汽進汽量；

19、δt3具體調節(jié)過程為：當δt3超過設定升溫溫差上限時，優(yōu)先調小四號控制閥開度，減少中壓工作蒸汽進汽量，其次進一步調小五號控制閥開度(通常五號控制閥為全開狀態(tài))，減少汽機乏汽抽入量；當δt3超過設定升溫溫差下限時，優(yōu)先調大四號控制閥開度，增加中壓工作蒸汽進汽量；

20、δt4具體調節(jié)過程為：當δt4超過設定升溫溫差上限時，調小六號控制閥開度，減少低壓工作蒸汽進汽量；當δt4超過設定升溫溫差下限時，調大六號控制閥開度，增加低壓工作蒸汽進汽量；

21、δt5具體調節(jié)過程為：當δt5超過設定升溫溫差上限時，調小七號控制閥開度，減少中壓工作蒸汽進汽量；當δt5超過設定升溫溫差下限時，調大七號控制閥開度，增加中壓工作蒸汽進汽量；

22、δt6具體調節(jié)過程為：當δt6超過設定升溫溫差上限時，調小八號控制閥開度，減少高壓工作蒸汽進汽量；當δt6超過設定升溫溫差下限時，調大八號控制閥開度，增加高壓工作蒸汽進汽量。

23、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的一種提升汽機發(fā)電效率的真空回熱節(jié)能系統(tǒng)及控制方法具有以下優(yōu)點：

24、1、本發(fā)明填補了行業(yè)技術空白，本發(fā)明設計采用多通道高效射汽真空泵+凝結水真空回熱器+低功耗輔抽泵的高真空低功耗新型真空系統(tǒng)及裝置，顯著提升了汽機冷端排汽真空(提升真空比例20％-50％)，同時設計采用多通道低背壓射汽+一級凝結水回熱器、多通道中背壓射汽熱泵+二級凝結水回熱器的多級組合乏汽回收系統(tǒng)及裝置，實現(xiàn)了汽機排汽乏汽的靈活回收，回收熱量回熱凝結給水實現(xiàn)熱量回用，降低汽機汽耗的同時，降低了汽機冷端的熱負荷，從而顯著提升了汽機發(fā)電效率，因此，本發(fā)明填補了非供熱季節(jié)發(fā)電行業(yè)汽機冷端系統(tǒng)真空性能提升與內循環(huán)乏汽余熱回熱再利用等行業(yè)技術空白，

25、2、本發(fā)明本發(fā)明解決了行業(yè)用戶痛點，本發(fā)明既能夠持續(xù)回收了汽機乏汽供汽機內部給水系統(tǒng)回熱，減少了末端能源的浪費，還能顯著節(jié)約冷端電能，一方面通過兩級以上的多通道低中背壓高效熱泵和回熱換熱器的共同作用，回收一定比例的乏汽熱負荷后，將直接降低汽機冷端冷凝系統(tǒng)的能耗，特別是電耗，對于水冷機組，可減少循環(huán)水量，減少循環(huán)泵和冷卻塔風機的電能消耗，對于空冷機組，可以減少空冷島風機的電能消耗；另一方面，采用多通道高效射汽真空泵+高效冷凝器+低功耗輔抽真空系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)大功率水環(huán)真空泵，將降低真空泵耗電功率50％以上。因此，本發(fā)明既能回收乏汽余熱，又能顯著降低傳統(tǒng)汽機系統(tǒng)廠用電消耗，解決了行業(yè)用戶節(jié)能增效的現(xiàn)狀痛點。

26、3、本發(fā)明解決了行業(yè)難題，即解決了非供暖季節(jié)特別是夏季高背壓工況下，汽機冷端“軟擴能”的行業(yè)難題，在不改變現(xiàn)有汽機冷端冷卻系統(tǒng)設備硬件的情況下，通過增加冷端多通道低背壓真空回熱熱泵系統(tǒng)，內循環(huán)回收了汽機部分乏汽，回熱循環(huán)加熱鍋爐給水，從而顯著降低了汽機冷端冷卻系統(tǒng)的熱負荷，實現(xiàn)了汽機冷端的間接“軟擴能”，“騰出”的冷端冷卻能力，將顯著提升夏季高背壓等工況下的冷端真空，從而降低汽機背壓，提高汽機有效做功焓降，從而提升汽機發(fā)電量，為行業(yè)企業(yè)增加效益。