一种热电厂适应性供热系统及其控制方法转让专利
申请号 : CN202010578746.6
文献号 : CN111911984B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 马红和 , 朱旭东 , 周璐 , 马素霞
申请人 : 太原理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种热电厂适应性供热系统的控制方法,其特征在于:系统包括锅炉(1)、主蒸汽调节阀(2)、高压减温减压器(3)、高压缸(4)、中压缸(5)、低压缸(6)、抽汽调节阀(7)、发电机(8)、第一截止阀(9)、第二截止阀(10)、供热系统(11)、再热蒸汽调节阀(12)、低压减温减压器(13)、凝汽系统(14)、凝结水泵(15)、低压回热系统(16)、给水泵(17)和高压回热系统(18),锅炉(1)过热器出口通过主蒸汽调节阀(2)与高压缸(4)入口连接,高压缸(4)出口与锅炉(1)再热器入口连通,锅炉(1)过热器出口与锅炉(1)再热器入口通过高压减温减压器(3)连接,锅炉再热器(3)出口通过再热蒸汽调节阀(12)与中压缸(5)入口相连,同时通过低压减温减压器(13)与供热系统(11)连通;中压缸(5)出口与低压缸(6)入口连接,并通过抽汽调节阀(7)与供热系统(11)连接;低压缸(6)出口通过第一截止阀(9)与凝汽系统(14)入口连接,并通过第二截止阀(10)与供热系统(11)相连;凝汽系统(14)出口与凝结水泵(17)入口连接,凝结水泵(17)出口与低压回热系统(16)入口连接,低压回热系统(16)出口与给水泵(17)入口相连,给水泵(17)出口与高压回热系统(18)入口相连,高压回热系统(18)出口与锅炉(1)入口相连;
热电厂适应性供热系统的控制方法包括以下步骤,S100~根据供热系统中循环水流量、供/回水温度压力参数,计算供热负荷需求;
S200~计算当前燃料输入量条件下,高背压供热、抽汽高背压供热、低压缸空载供热和高低旁路供热四种供热模式的最大供热能力;
所述的高背压供热模式中,主蒸汽调节阀(2)和再热蒸汽调节阀(12)开启,高压减温减压器(3)和低压减温减压器(13)关闭,低压缸(6)排汽压力为28 34kPa,第一截止阀(9)关~
闭,第二截止阀(10)打开,抽汽调节阀(7)关闭;所述的高背压供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压缸排汽压力为34kPa时,向供热系统提供的供热量;
所述的抽汽高背压供热模式中,主蒸汽调节阀(2)和再热蒸汽调节阀(12)开启,高压减温减压器(3)和低压减温减压器(13)关闭,低压缸(6)排汽压力为30kPa,第一截止阀(9)关闭,第二截止阀(10)打开,抽汽调节阀(7)开度在0 F1之间调节,F1为满足低压缸(6)最小流~
量,即排汽压力30kPa时的抽汽调节阀(7)开度;所述的抽汽高背压供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压缸排汽压力为30kPa,抽汽调节阀开度为F1时,向供热系统提供的供热量;
所述的低压缸空载供热模式中,主蒸汽调节阀(2)和再热蒸汽调节阀(12)开启,高压减温减压器(3)和低压减温减压器(13)关闭,低压缸(6)排汽压力为3 6kPa,第一截止阀(9)关~
闭,第二截止阀(10)打开,抽汽调节阀(7)开度在F2 F3之间调节,F2为满足低压缸(6)最小~
流量,即排汽压力6kPa时的抽汽调节阀(7)开度,F3为满足低压缸(6)最小流量,即排汽压力
3kPa时的抽汽调节阀(7)开度;所述的低压缸(6)空载供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压缸(6)排汽压力为3kPa,抽汽调节阀开度为F3时,向供热系统提供的供热量;
所述的高低旁路供热模式中,主蒸汽调节阀(2)和再热蒸汽调节阀(12)关闭,高压减温减压器(3)和低压减温减压器(13)开启,高压缸(4)、中压缸(5)和低压缸(6)停止运行,第一截止阀(9)和第二截止阀(10)关闭,抽汽调节阀(7)关闭;所述的高低旁路供热模式的供热能力为当前燃料输入量下,向供热系统提供的热量;
S300~逐一将四种供热模式的最大供热能力与供热负荷比较,保留最大供热能力大于供热负荷的供热模式;
S400~计算所保留供热模式的毛收益;
S500~选择毛收益最大的供热模式为最优供热模式;
S600~保留最优供热模式,改变低压缸排汽压力和抽汽调节阀(7)开度,计算变化后的供热能力和毛收益,按照优化后供热能力大于供热负荷并且毛收益最大的原则,确定低压缸排汽压力和抽汽调节阀(7)开度的优化值。
2.根据权利要求1所述的热电厂适应性供热系统的控制方法,其特征在于:所述的当前燃料输入量,要求即时开始12小时内在,其变化量在10%以内。
3.根据权利要求2所述的热电厂适应性供热系统的控制方法,其特征在于:所述的步骤S400中,毛收益可根据如下公式计算,毛收益=供热收益+发电收益‑燃料费用。
4.根据权利要求3所述的热电厂适应性供热系统的控制方法,其特征在于:所述的供热收益为统计时间内所供热量与当地热价的乘积,所述的发电收益为统计时间内所发电量与当地上网电价的乘积,所述的燃料费用为统计时间内所消耗燃料与燃料单价的乘积。
说明书 :
一种热电厂适应性供热系统及其控制方法
技术领域
背景技术
负荷却面临着长期疲软的困境;再加上新能源发电带来的冲击,使得供热式汽轮发电机组
面临越来越严重的热电耦合问题。为解决热、电负荷长期不匹配问题,热电厂通过供热式汽
轮的高背压运行、低压缸光轴运行和切除低压缸运行等方式进行供热,在一定程度上扩大
了供热能力,但仍旧无法满足供热负荷爆炸式的增长需求。而且,由于供热初寒期、极寒期
和末寒期等不同时期的供热负荷差别很大,单一的供热模式难以经济有效地适应供热负荷
的变化,给热电厂造成不必要的经济损失。此外,根据能量守恒定律,供热量的增大,必然导
致发电量的减少,但热价和电价存在较大的价格差异,所以供热模式的选择直接影响着热
电厂的经济收益。
数,使得全厂收益最大化,这是热电厂面临的一个重要问题。当前,热电厂运行人员只能通
过对“发电收益高、供热收益低”的感性认识定性地选择供热模式,无法对各个供热模式的
收益给出定量描述,难以对供热模式选择和运行参数优化进行精确调控。
热量和收益,判断得出满足热负荷需求的热电厂收益最大的供热模式,并且能够对供热模
式的关键参数进行优化。
发明内容
收益,以及当前供热量和毛收益,对于热电厂供热模式选择和运行参数优化给予定量化指
导,提供一种热电厂适应性供热系统及其控制方法。
阀、供热系统、再热蒸汽调节阀、低压减温减压器、凝汽系统、凝结水泵、低压回热系统、给水
泵和高压回热系统,锅炉过热器出口通过主蒸汽调节阀与高压缸入口连接,高压缸出口与
锅炉再热器入口连通,锅炉过热器出口与锅炉再热器入口通过高压减温减压器连接,锅炉
再热器出口通过再热蒸汽调节阀与中压缸入口相连,同时通过低压减温减压器与供热系统
连通;中压缸出口与低压缸入口连接,并通过抽汽调节阀与供热系统连接;低压缸出口通过
第一截止阀与凝汽系统入口连接,并通过第二截止阀与供热系统相连;凝汽系统出口与凝
结水泵入口连接,凝结水泵出口与低压回热系统入口连接,低压回热系统出口与给水泵入
口相连,给水泵出口与高压回热系统入口相连,高压回热系统出口与锅炉入口相连。
压缸排汽压力和抽汽调节阀的优化值。
~
打开,抽汽调节阀关闭;所述的高背压供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压
缸排汽压力为30kPa时,向供热系统提供的供热量。
调节阀开度在0 F1之间调节,F1为满足低压缸最小流量,即排汽压力30kPa时的抽汽调节阀
~
开度;所述的抽汽高背压供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压缸排汽压力
为30kPa,抽汽调节阀开度为F1时,向供热系统提供的供热量。
~
汽调节阀开度在F2 F3之间调节,F2为满足低压缸最小流量,即排汽压力6kPa时的抽汽调节
~
阀开度,F3为满足低压缸最小流量,即排汽压力3kPa时的抽汽调节阀开度;所述的低压缸空
载供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压缸排汽压力为3kPa,抽汽调节阀开
度为F3时,向供热系统提供的供热量。
抽汽调节阀关闭;所述高低旁路供热模式的供热能力为当前燃料输入量下,向供热系统提
供的热量。该模式只有一种供热能力,高低旁路供热模式的供热能力不作调节。
与燃料单价的乘积。
数优化,能够给予实时、定量化指导;可以在满足供热负荷需求的基础上,使得热电厂获得
最佳收益。
附图说明
节阀;13、低压减温减压器;14、凝汽系统;15、凝结水泵;16、低压回热系统;17、给水泵;18、
高压回热系统。
具体实施方式
是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前
提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
热系统11、再热蒸汽调节阀12、低压减温减压器13、凝汽系统14、凝结水泵15、低压回热系统
16、给水泵17和高压回热系统18,锅炉1过热器出口通过主蒸汽调节阀2与高压缸4入口连
接,高压缸4出口与锅炉1再热器入口连通,锅炉1过热器出口与锅炉1再热器入口通过高压
减温减压器3连接,锅炉再热器3出口通过再热蒸汽调节阀12与中压缸5入口相连,同时通过
低压减温减压器13与供热系统11连通;中压缸5出口与低压缸6入口连接,并通过抽汽调节
阀7与供热系统11连接;低压缸6出口通过第一截止阀9与凝汽系统14入口连接,并通过第二
截止阀10与供热系统11相连;凝汽系统14出口与凝结水泵17入口连接,凝结水泵17出口与
低压回热系统16入口连接,低压回热系统16出口与给水泵17入口相连,给水泵17出口与高
压回热系统18入口相连,高压回热系统18出口与锅炉1入口相连。
压缸排汽压力和抽汽调节阀7开度的优化值。
~
第二截止阀10打开,抽汽调节阀7关闭;所述的高背压供热模式的最大供热能力为当前燃料
输入量下,低压缸排汽压力为34kPa时,向供热系统提供的供热量。
打开,抽汽调节阀7开度在0 F1之间调节,F1为满足低压缸6最小流量,即排汽压力30kPa时
~
的抽汽调节阀7开度;所述的抽汽高背压供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低
压缸排汽压力为30kPa,抽汽调节阀开度为F1时,向供热系统提供的供热量;
~
10打开,抽汽调节阀7开度在F2 F3之间调节,F2为满足低压缸6最小流量,即排汽压力6kPa
~
时的抽汽调节阀7开度,F3为满足低压缸6最小流量,即排汽压力3kPa时的抽汽调节阀7开
度;所述的低压缸6空载供热模式的最大供热能力为当前燃料输入量下,低压缸6排汽压力
为3kPa,抽汽调节阀开度为F3时,向供热系统提供的供热量;
止阀10关闭,抽汽调节阀7关闭;
不作调节。
的乘积。