CN110005488A - 一种高背压供热***节能优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高背压供热***节能优化方法，供热***包括高背压供热机组，一号抽汽供热机组，二号抽汽供热机组，热网首站换热器，工业供热用户端，居民供暖用户端；高背压供热机组、一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组为热电联产机组，按照电网的电负荷需求和热网的热负荷需求同时进行发电和供热；热网首站换热器为汽‑水换热器，汽侧与一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组的抽汽供热管道相连，水侧与高背压供热机组的循环水相连；工业供热用户端需求是高温蒸汽，由一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组供热；居民供暖用户端需求是高温热水，由高背压供热机组、一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组经热网首站换热器加热后供热。

Description

一种高背压供热***节能优化方法
技术领域
本发明涉及热电联产技术领域，特别是一种高背压供热***节能优化方法。
背景技术
高背压串联抽汽供热***是近年来华北地区热电联产机组普遍采用的一种供热***，既可以充分利用高背压供热机组冷源损失为零的优势，也可以根据供热用户的热负荷需求，通过控制抽汽供热机组的抽汽量调整对外供热量。该供热***可以充分发挥高背压供热机组和抽汽供热机组的优势，灵活的满足供热用户的需求，如申请号为201810984137.3的中国专利，但是高背压供热机组跟多台不同类型的供热机组串联对外供热时，因不同供热机组的运行特性和经济性存在差别，当供热机组电负荷、供热参数、工业供热用户需求等工况变化时，多台供热机组如果不能按照其运行特性进行合理调整，就会造成能量的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服目前高背压串联抽汽供热***中存在的上述不足，提供一种高背压供热***节能优化方法，以解决供热机组在电网电负荷和热网负荷变化时热电联产机组能耗偏高的问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该高背压供热***节能优化方法，其特征在于：供热***包括：高背压供热机组，一号抽汽供热机组，二号抽汽供热机组，热网首站换热器，工业供热用户端，居民供暖用户端；所述的高背压供热机组、一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组为热电联产机组，按照电网的电负荷需求和热网的热负荷需求同时进行发电和供热；所述的热网首站换热器为汽-水换热器，汽侧与一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组的抽汽供热管道相连，水侧与高背压供热机组的循环水相连；所述的工业供热用户端需求是高温蒸汽，由一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组供热；所述的居民供暖用户端需求是高温热水，由高背压供热机组、一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组经热网首站换热器加热后供热；
当电网电负荷需求变化时，计算分析高背压供热机组电负荷变化之后的经济性，确定高背压供热机组电负荷变化对供热***经济性的影响；
当电网电负荷需求变化时，计算对比一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组经济性的差别，确定电网要求机组调停或者机组调峰时，一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组电负荷调整的先后顺序；
当居民供暖用户端供热需求发生变化时，根据供热机组经济性的差别，确定供热机组供热参数调整的先后顺序；
当工业供热用户端供热需求发生变化时，根据供热机组经济性的差别，确定供热机组供热参数调整的先后顺序。
高背压供热机组经济性的计算公式为：其中，H为热耗率，Q为锅炉吸热量，P为发电机功率。
一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组经济性的计算公式为：其中，H为热耗率，Q为锅炉吸热量，P为发电机功率，Qf为抽汽供热量。
锅炉吸热量Q的计算公式为，Q＝Gfw(hms-hfw)+Grh(hhr-hcr)；其中，Gfw为锅炉给水流量，hms为锅炉出口主蒸汽比焓，hfw为锅炉给水比焓，Grh为再热蒸汽流量，hhr为热再蒸汽比焓，hcr为冷再蒸汽比焓。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明针对电负荷需求和热负荷需求实时变化的情况，发明了一种高背压供热和抽汽供热机组串联组成的供热***的节能优化调整方法，解决了不同类型的热电联产机组共同对外发电和供热时，因运行特性和经济特性不同造成能耗偏高的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：1-高背压供热机组；2-一号抽汽供热机组；3-二号抽汽供热机组；4-热网首站换热器；5-工业供热用户端；6-居民供暖用户端。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中的高背压供热***节能优化方法，供热***包括：高背压供热机组1，一号抽汽供热机组2，二号抽汽供热机组3，热网首站换热器4，工业供热用户端5，居民供暖用户端6；高背压供热机组1、一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3为热电联产机组，按照电网的电负荷需求和热网的热负荷需求同时进行发电和供热；热网首站换热器4为汽-水换热器，汽侧与一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3的抽汽供热管道相连，水侧与高背压供热机组1的循环水相连；工业供热用户端5需求是高温蒸汽，由一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3供热；居民供暖用户端6需求是高温热水，由高背压供热机组1、一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3经热网首站换热器4加热后供热；
当电网电负荷需求变化时，计算分析高背压供热机组1电负荷变化之后的经济性，确定高背压供热机组1电负荷变化对供热***经济性的影响；
当电网电负荷需求变化时，计算对比一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3经济性的差别，确定电网要求机组调停或者机组调峰时，一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3电负荷调整的先后顺序；
当居民供暖用户端6供热需求发生变化时，根据供热机组经济性的差别，确定供热机组供热参数调整的先后顺序；
当工业供热用户端5供热需求发生变化时，根据供热机组经济性的差别，确定供热机组供热参数调整的先后顺序。
本实施例中，高背压供热***的节能优化方法，步骤如下：
计算高背压供热机组1变工况时的经济性，计算公式为：其中，H为热耗率，Q为锅炉吸热量，P为发电机功率。锅炉吸热量Q的计算公式为，Q＝Gfw(hms-hfw)+Grh(hhr-hcr)；其中，Gfw为锅炉给水流量，hms为锅炉出口主蒸汽比焓，hfw为锅炉给水比焓，Grh为再热蒸汽流量，hhr为热再蒸汽比焓，hcr为冷再蒸汽比焓。
根据计算结果，确定高背压供热机组1电负荷变化对高背压供热***经济性的影响，并根据电网电负荷、工业供热用户端5和居民供暖用户端6的需求，确定高背压供热***的优化顺序。
高背压供热机组1电负荷变化后，高背压供热机组1热耗变化情况如表1所示。
表1高背压供热机组有功变化时热耗变化情况
通过表1可以看出，高背压供热机组1电负荷125MW和100MW时的指标变化情况为，热耗率升高428.84kJ/kW·h，高背压供热机组1电负荷越高，机组效率越高，高压缸和中压缸的效率也越高，汽轮机的做功能力增强。
计算一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3经济性的计算公式为：其中，H为热耗率，Q为锅炉吸热量，P为发电机功率，Qf为抽汽供热量。锅炉吸热量Q的计算公式为，Q＝Gfw(hms-hfw)+Grh(hhr-hcr)；其中，Gfw为锅炉给水流量，hms为锅炉出口主蒸汽比焓，hfw为锅炉给水比焓，Grh为再热蒸汽流量，hhr为热再蒸汽比焓，hcr为冷再蒸汽比焓。
根据计算结果，确定一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3经济性的差别，并根据电网电负荷、居民供暖用户端和工业供热用户端5的需求，确定一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3的优化顺序。
一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3相同电负荷时，供热机组热耗情况如表2所示。
表2一号抽汽供热机组和二号抽汽供热机组相同电负荷时热耗情况
通过表2可以看出，一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3相同电负荷时，一号抽汽供热机组2的热耗率比二号抽汽供热机组3的热耗率高150.62kJ/kW·h，说明一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3串联运行时，二号抽汽供热机组3的经济性更好。
根据以上高背压供热机组1、一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3变电负荷工况时机组经济性的变化情况，高背压供热***变工况时的节能优化顺序为：
高背压供热机组1没有冷源损失，在供热***电负荷分配时，优先分配高背压供热机组1，再分配一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3，高背压供热机组1电负荷应保持最高。
当二号抽汽供热机组3的热耗率低，对一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3电负荷分配时，优先分配热耗低的二号抽汽供热机组3。
当一号抽汽供热机组2的热耗率高，一号抽汽供热机组2和二号抽汽供热机组3参与电网调停时，优先让热效率高的一号抽汽供热机组2参与调停。
当二号抽汽供热机组3的热耗率低，居民供暖用户端6需要增加供热量时，优先分配热耗低的二号抽汽供热机组3，增大二号抽汽供热机组3至热网首站换热器4的进汽量。
二号抽汽供热机组3的高压缸和中压缸效率高，说明二号抽汽供热机组3高压缸排汽参数低，当工业供热用户端5需要增加供热量时，优先分配热耗低的二号抽汽供热机组3，增大二号抽汽供热机组3至工业供热用户端5的供汽量。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高背压供热***节能优化方法，其特征在于：供热***包括：高背压供热机组(1)，一号抽汽供热机组(2)，二号抽汽供热机组(3)，热网首站换热器(4)，工业供热用户端(5)，居民供暖用户端(6)；所述的高背压供热机组(1)、一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)为热电联产机组，按照电网的电负荷需求和热网的热负荷需求同时进行发电和供热；所述的热网首站换热器(4)为汽-水换热器，汽侧与一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)的抽汽供热管道相连，水侧与高背压供热机组(1)的循环水相连；所述的工业供热用户端(5)需求是高温蒸汽，由一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)供热；所述的居民供暖用户端(6)需求是高温热水，由高背压供热机组(1)、一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)经热网首站换热器(4)加热后供热；
当电网电负荷需求变化时，计算分析高背压供热机组(1)电负荷变化之后的经济性，确定高背压供热机组(1)电负荷变化对供热***经济性的影响；
当电网电负荷需求变化时，计算对比一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)经济性的差别，确定电网要求机组调停或者机组调峰时，一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)电负荷调整的先后顺序；
当居民供暖用户端(6)供热需求发生变化时，根据供热机组经济性的差别，确定供热机组供热参数调整的先后顺序；
当工业供热用户端(5)供热需求发生变化时，根据供热机组经济性的差别，确定供热机组供热参数调整的先后顺序。
2.根据权利要求1所述的高背压供热***节能优化方法，其特征在于：高背压供热机组(1)经济性的计算公式为：其中，H为热耗率，Q为锅炉吸热量，P为发电机功率。
3.根据权利要求1所述的高背压供热***节能优化方法，其特征在于：一号抽汽供热机组(2)和二号抽汽供热机组(3)经济性的计算公式为：其中，H为热耗率，Q为锅炉吸热量，P为发电机功率，Qf为抽汽供热量。
4.根据权利要求2或3所述的高背压供热***节能优化方法，其特征在于：锅炉吸热量Q的计算公式为，Q＝Gfw(hms-hfw)+Grh(hhr-hcr)；其中，Gfw为锅炉给水流量，hms为锅炉出口主蒸汽比焓，hfw为锅炉给水比焓，Grh为再热蒸汽流量，hhr为热再蒸汽比焓，hcr为冷再蒸汽比焓。
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