CN105841213A - 间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法 - Google Patents

间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法 Download PDF

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Abstract

间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法，本发明涉及间接空冷***控制机构及控制方法，本发明为了解决现有技术中冬季时利用间接空冷机组进行高背压供热时容易带来的供热量与热网热需求量不匹配的问题，它包括热网用户、热网循环换热器、凝结水泵、热网循环水泵、循环水泵空冷塔和凝汽器组件，它还包括热网控制阀门组件、空冷控制阀门组件和阀门组件控制***，热网控制阀门组件设置在热网循环换热器的机侧入口管和机侧出口管上，空冷控制阀门组件设置在空冷塔的循环水入口管和循环水出口管上，热网循环水泵安装在热网循环换热器的机侧入口管上。本发明属于电力***领域。

Description

间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法
技术领域
本发明涉及间接空冷***控制机构及控制方法，本发明具体涉及间接空冷***高背压供热宽适应性控制机构及控制方法，属于电力***领域。
背景技术
空冷技术是一种以节水为目的的火电厂冷却技术，是一种以空气取代水为冷却介质的冷却方式，它直接或间接的用空气来冷却汽轮机排除的乏汽。我国地域辽阔，水、煤炭等资源分布极不均衡，在我国华北、西北等富煤缺水地区，发电厂的空冷技术作为一种最有效的节水型火力发电技术，得到了极为广泛的应用。据统计，采用空冷技术后，火电厂可以节约用水75％～80％，600MW机组的耗水量可以降低到360m3/h左右。空冷技术的开发研究被国家发展和改革委员会列为重点科技攻关项目，国家电网公司在《火力发电厂“十一五”节水计划》明确提出，要积极研究空冷技术，在缺水地区推广应用。
截止目前，应用于发电厂的空冷***主要有3种，即直接空冷***、带表面式凝汽器的间接空冷***又简称为哈蒙***和带混合式凝汽器的间接空冷***又简称为海勒***。直接空冷***是汽轮机乏汽与环境空气直接进行热交换；间接空冷***是汽轮机乏汽通过循环冷却水与环境空气进行间接热交换。直接空冷***都采用机械式通风方式，而两种间接空冷***主要利用自然通风方式。间接空冷***是利用双曲线冷却塔的抽吸力作用进行自然通风,将汽轮机乏汽通过循环冷却水与环境空气进行间接热交换。凝汽器中的背压相对稳定,冷却效果较好。对于同一型式汽轮机，其夏季运行的安全性相对较高。我国间接空冷技术成熟较早，只是和湿冷***相比煤耗较高，且存在占地面积大、初投资高等问题，因此，在国内发展较为缓慢，提高空冷机组经济性、保障机组安全运行是优化冷却***方案的主要目标。
决定间冷机组背压的主要因素有三点：1、间接空冷***的冷却能力大小；2、进入凝汽器的汽轮机低压缸乏汽的凝结热大小；3、外部环境因素，如气温、风速。如果间接空冷***的换热功率大，间冷***的循环水就可以在进入机组凝汽器前得到充分冷却，凝汽器的换热能力也就更强，机组的背压下降；如果进入凝汽器的低压缸乏汽凝结热减少，机组的背压也会下降，空冷机组的安全性和经济性也得到了较好的保证。由于环境因素不可控，且温度、风速等参数的波动较大，所以保持空冷机组背压稳定且背压较低是一个关于空冷机组安全性与经济性的重要课题
低真空循环水供热高背压供热是将凝汽器中乏汽的压力提高,即降低凝汽器的真空度，提高冷却水温，将凝汽器改为供热***的热网加热器，将冷却水直接用作热网的循环水，充分利用凝汽式机组排汽的汽化潜热加热循环水，将冷源损失降低为0，从而提高机组的循环热效率。采用该方法供热是在不增加机组规模的前提下，利用汽化潜热增加了供热量、增大了供热面积，加上其施工周期短、经济效益显著，在很多供热企业都有应用。但是高背压供热势必会带来机组背压较高，导致机组功率偏低，且以引起背压超限等问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术中冬季时利用间接空冷机组进行高背压供热时容易带来的供热量与热网热需求量不匹配的问题，提出了间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：它包括热网用户、热网循环换热器、凝结水泵、热网循环水泵、循环水泵空冷塔和凝汽器组件，其特征在于：它还包括热网控制阀门组件、空冷控制阀门组件和阀门组件控制***，热网循环换热器通过管路与热网用户连接，凝汽器组件分别通过管路与热网循环换热器的机侧入口管和空冷塔的循环水入口管连通，凝汽器组件通过分别管路与热网循环换热器的机侧出口管和空冷塔的循环水出口管连通，热网控制阀门组件设置在热网循环换热器的机侧入口管和机侧出口管上，空冷控制阀门组件设置在空冷塔的循环水入口管和循环水出口管上，循环水泵安装在空冷塔的循环水入口管上，热网循环水泵安装在热网循环换热器的机侧入口管上，热网控制阀门组件和空冷控制阀门组件通过线路与阀门组件控制***连接。
所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：当热网用户的热需求量大于机组高背压供热额定供热量的70％时，将热网循环作为工作***，阀门组件控制***控制空冷控制阀门组件的阀门全部关闭，以及阀门组件控制***控制热网控制阀门组件的阀门全部开启，凝汽器循环水全部进入热网循环加热器进行供热；
步骤二：当热网用户的热需求量大小于机组高背压供热额定供热量的70％时，阀门组件控制***控制热网控制阀门组件的阀门与空冷控制阀门组件的阀门部分打开，使一部分凝汽器循环水进入热网循环加热器对外进行供热，剩余部分凝汽器循环水进入空冷塔循环，保证机组通过热网循环加热器向外提供的热量与需求量匹配，其余的循环水通过空冷塔进行冷却。
本发明具有以下有益效果：
1、在空冷机组进行高背压供热时，当热网用户的热需求量大小于机组高背压供热额定供热量的70％时，将部分循环水调整至空冷塔内，利用空冷塔作为调节手段，可以对热网热负荷与机组供热进行协调控制，可以保证热网需求与机组供热量匹配；并且该方法可以实现对供热量的连续调节。
2、本发明在空冷机组高背压供热，间接空冷***空冷塔与热网并联运行的基础上进行了***改造，增加空冷塔阀门组以及热网阀门组与相关控制逻辑，实现对凝汽器循环水适当比例的分流，成本较低，利用热网循环与空冷塔循环并联运行保证空冷机组的背压维持稳定不超限，且热网热负荷与机组供热能力匹配，扩大了间冷机组的应用范围。
附图说明
图1为本发明用于哈蒙式间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构的结构原理图；
图2为本发明用于海勒式间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构的结构原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法，它包括热网用户1、热网循环换热器2、凝结水泵5、热网循环水泵12、循环水泵6、空冷塔和凝汽器组件13，其特征在于：它还包括热网控制阀门组件3、空冷控制阀门组件4和阀门组件控制***14，热网循环换热器2通过管路与热网用户1连接，凝汽器组件13分别通过管路与热网循环换热器2的机侧入口管和空冷塔的循环水入口管连通，凝汽器组件13通过分别管路与热网循环换热器2的机侧出口管和空冷塔的循环水出口管连通，热网控制阀门组件3设置在热网循环换热器2的机侧入口管和机侧出口管上，空冷控制阀门组件4设置在空冷塔的循环水入口管和循环水出口管上，循环水泵6安装在空冷塔的循环水入口管上，热网循环水泵12安装在热网循环换热器2的机侧入口管上。且热网控制阀门组件3和空冷控制阀门组件4通过线路与阀门组件控制***14连接。阀门组件控制***14控制热网控制阀门组件3和空冷控制阀门组件4。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法，所述凝汽器组件13包括凝结水泵5和表面式凝汽器7，热网控制阀门组件3包括第一入口控制阀和第一出口控制阀，空冷控制阀门组件4包括第二入口控制阀和第二出口控制阀，所述空冷塔为第一空冷塔8，第一入口控制阀安装在热网循环换热器2的机侧入口管上，第一出口控制阀安装在热网循环换热器2的机侧出口管上，第二入口控制阀安装在第一空冷塔8的循环水入口管上，第二出口控制阀安装在第一空冷塔8的循环水出口管上，阀门组件控制***14通过线路与第一入口控制阀、第一出口控制阀、第二入口控制阀和第二出口控制阀连接，表面式凝汽器7的凝结水出口管与汽轮机凝结水处理连接管连通，表面式凝汽器7的乏汽入口管与汽轮机低压缸乏汽管连通，凝结水泵5安装在汽轮机凝结水处理连接管上，表面式凝汽器7的循环水出口管分别通过管路与热网循环换热器2机侧的入口管和第一空冷塔8的循环水入口管连通，表面式凝汽器7的循环水入口管通过管路与热网循环换热器2的机侧出口管和第一空冷塔8的循环水出口管连通，通过阀门组件控制***14控制第一入口控制阀、第一出口控制阀、第二入口控制阀和第二出口控制阀，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法，所述凝汽器组件13包括凝结水泵5、调压水轮机10、射流式凝汽器11，热网控制阀门组件3包括第三入口控制阀和第三出口控制阀，空冷控制阀门组件4包括第四入口控制阀和第四出口控制阀，所述空冷塔为第二空冷塔9，第三入口控制阀安装在热网循环换热器2的机侧入口管上，第三出口控制阀安装在热网循环换热器2的机侧出口管上，第四入口控制阀安装在第二空冷塔9的循环水入口管上，第四出口控制阀安装在第二空冷塔9的循环水出口管上，阀门组件控制***14通过线路与第三入口控制阀、第三出口控制阀、第四入口控制阀和第四出口控制阀连接，射流式凝汽器11的凝结水出口管分别通过管路与热网循环换热器2的机侧入口管、汽轮机凝结水处理连接管和第二空冷塔9的循环水入口管连通，凝结水泵5安装在汽轮机凝结水处理连接管上，射流式凝汽器11的乏汽入口管与汽轮机低压缸乏汽管连通，射流式凝汽器11的补水入口管与补充水管连通，射流式凝汽器11的凝结水入口管分别通过管路与热网循环换热器2的机侧出口管和第二空冷塔9的循环水出口管连通，射流式凝汽器11的循环水入口管上安装有一个调压水轮机10，其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构及控制方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：当热网用户的热需求量大于机组高背压供热额定供热量的70％时，将热网循环作为工作***，阀门组件控制***14控制空冷控制阀门组件4的阀门全部关闭，以及阀门组件控制***14控制热网控制阀门组件3的阀门全部开启，凝汽器循环水全部进入热网循环加热器进行供热；
步骤二：当热网用户的热需求量大小于机组高背压供热额定供热量的70％时，阀门组件控制***14控制热网控制阀门组件3的阀门与空冷控制阀门组件4的阀门部分打开，使一部分凝汽器循环水进入热网循环加热器2对外进行供热，剩余部分凝汽器循环水进入空冷塔循环，保证机组通过热网循环加热器2向外提供的热量与需求量匹配，其余的循环水通过空冷塔进行冷却。

Claims (4)

1.间接空冷机组高背压供热宽适应性控制机构，它包括热网用户(1)、热网循环换热器(2)、凝结水泵(5)、热网循环水泵(12)、循环水泵(6)、空冷塔和凝汽器组件(13)，其特征在于：它还包括热网控制阀门组件(3)、空冷控制阀门组件(4)和阀门组件控制***(14)，热网循环换热器(2)通过管路与热网用户(1)连接，凝汽器组件(13)分别通过管路与热网循环换热器(2)的机侧入口管和空冷塔的循环水入口管连通，凝汽器组件(13)通过分别管路与热网循环换热器(2)的机侧出口管和空冷塔的循环水出口管连通，热网控制阀门组件(3)设置在热网循环换热器(2)的机侧入口管和机侧出口管上，空冷控制阀门组件(4)设置在空冷塔的循环水入口管和循环水出口管上，循环水泵(6)安装在空冷塔的循环水出口管上，热网循环水泵(12)安装在热网循环换热器(2)的机侧入口管上。
2.根据要求1所述间接空冷***高背压供热宽适应性控制机构，其特征在于：所述凝汽器组件(13)包括凝结水泵(5)和表面式凝汽器(7)，热网控制阀门组件(3)包括第一入口控制阀和第一出口控制阀，空冷控制阀门组件(4)包括第二入口控制阀和第二出口控制阀，所述空冷塔为第一空冷塔(8)，第一入口控制阀安装在热网循环换热器(2)的机侧入口管上，第一出口控制阀安装在热网循环换热器(2)的机侧出口管上，第二入口控制阀安装在第一空冷塔(8)的循环水入口管上，第二出口控制阀安装在第一空冷塔(8)的循环水出口管上，阀门组件控制***(14)通过线路与第一入口控制阀、第一出口控制阀、第二入口控制阀和第二出口控制阀连接，表面式凝汽器(7)的凝结水出口管与汽轮机凝结水处理连接管连通，表面式凝汽器(7)的乏汽入口管与汽轮机低压缸乏汽管连通，凝结水泵(5)安装在汽轮机凝结水处理连接管上，表面式凝汽器(7)的循环水出口管分别通过管路与热网循环换热器(2)机侧的入口管和第一空冷塔(8)的循环水入口管连通，表面式凝汽器(7)的循环水入口管通过管路与热网循环换热器(2)的机侧出口管和第一空冷塔(8)的循环水出口管连通。
3.根据要求1所述间接空冷***高背压供热宽适应性控制机构，其特征在于：所述凝汽器组件(13)包括凝结水泵(5)、调压水轮机(10)、射流式凝汽器(11)，热网控制阀门组件(3)包括第三入口控制阀和第三出口控制阀，空冷控制阀门组件(4)包括第四入口控制阀和第四出口控制阀，所述空冷塔为第二空冷塔(9)，第三入口控制阀安装在热网循环换热器(2)的机侧入口管上，第三出口控制阀安装在热网循环换热器(2)的机侧出口管上，第四入口控制阀安装在第二空冷塔(9)的循环水入口管上，第四出口控制阀安装在第二空冷塔(9)的循环水出口管上，阀门组件控制***(14)通过线路与第三入口控制阀、第三出口控制阀、第四入口控制阀和第四出口控制阀连接，射流式凝汽 器(11)的凝结水出口管分别通过管路与热网循环换热器(2)的机侧入口管、汽轮机凝结水处理连接管和第二空冷塔(9)的循环水入口管连通，凝结水泵(5)安装在汽轮机凝结水处理连接管上，射流式凝汽器(11)的乏汽入口管与汽轮机低压缸乏汽管连通，射流式凝汽器(11)的补水入口管与补充水管连通，射流式凝汽器(11)的循环水入口管分别通过管路与热网循环换热器(2)的机侧出口管和第二空冷塔(9)的循环水出口管连通，射流式凝汽器(11)的凝结水入口管上安装有一个调压水轮机(10)。
4.一种利用权利要求1所述间接空冷***高背压供热宽适应性控制机构的控制方法，其特征在于：所述方法是按下述步骤实现的：
步骤一：当热网用户的热需求量大于机组高背压供热额定供热量的70％时，将热网循环作为工作***，阀门组件控制***(14)控制空冷控制阀门组件(4)的阀门全部关闭，以及阀门组件控制***(14)控制热网控制阀门组件(3)的阀门全部开启，凝汽器循环水全部进入热网循环加热器进行供热；
步骤二：当热网用户的热需求量大小于机组高背压供热额定供热量的70％时，阀门组件控制***(14)控制热网控制阀门组件(3)的阀门与空冷控制阀门组件(4)的阀门部分打开，使一部分凝汽器循环水进入热网循环加热器(2)对外进行供热，剩余部分凝汽器循环水进入空冷塔循环，保证机组通过热网循环加热器(2)向外提供的热量与需求量匹配，其余的循环水通过空冷塔进行冷却。
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