CN114165826B - 一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法 - Google Patents

一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法，有效地解决了在采暖初、末期，由于蒸汽压力能损失大所造成的机组经济效益差的问题；通过对热网加热器中的壳侧内灌注水，并对灌注水液面的高度进行调节，从而改变热网加热器的换热面积；对热网加热器水侧流量进行旁路分流；以及辅以对供热抽蒸汽调节阀的开度进行调节；采用以上三种组合调节方式，来替代传统的单一对供热抽蒸汽调节阀开度进行调节的方式，克服了在采暖初末期，由于热负荷低于40%，使供热抽蒸汽调节阀不得不置于15%左右及以下的开度的缺陷；提高了热电联产机组的经济效益。

Description

一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法
技术领域
本发明涉及一种热电联产机组的抽蒸汽供热***，特别涉及一种热负荷较低时可增加热电联产机组的经济效益的热电联产机组的抽汽供热***的运行调节方法。
背景技术
在每个采暖季节中，火力发电厂热电联产机组的热负荷变化率，一般在30%-100%之间，随着热负荷的变化，需要增减热电联产机组的供热抽汽量，而供热抽汽量是通过抽蒸汽管路上设置的供热抽汽调节阀，来进行节流调节的；在采暖季初期和末期，热负荷一般低于40%，为了降低抽汽供热***的出力，供热抽汽调节阀不得不置于20%的开度，甚至更小的开度状态；这种传统的通过阀门节流来改变抽蒸汽量的方式，存在蒸汽压力能损失大的缺陷，不易实现对热网加热器的换热功率的灵活调节，并且，小开度的阀门工作状态，还容易诱发阀体和管路产生较大的振动和噪音，严重时会导致管道的开裂和泄漏；在采暖季的初期和末期，如何克服这种传统的通过阀门节流方式来实现供热抽汽量调节，所带来的蒸汽压力能损失大，以及调节阀及管路容易出现振动和噪音的缺陷，成为了现场需要解决的一个现实问题。
发明内容
本发明提供了一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法，解决了在采暖初、末期，由于蒸汽压力能损失较大所导致的机组经济性能差的问题，克服了蒸汽流量调节阀及管路容易出现振动和噪音的缺陷。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
本发明的总体构思是：通过在热网加热器的壳侧内灌注水，并对灌注水液面的高度进行调节，从而改变热网加热器中进行凝结换热的管束面积；并对热网加热器管侧流量进行旁路分流；以及辅以对供热抽蒸汽调节阀的开度进行调节；采用以上三种组合调节方式，来替代传统的单一对供热抽蒸汽调节阀开度进行调节的方式，克服了在采暖初末期，由于热负荷低于40%，使供热抽蒸汽调节阀不得不以很小的开度节流运行的缺陷；热网加热器也称为管壳式换热器，是一种固定的换热容器，其管束换热面积本质上是固定的、不可调节的，本发明在管壳式换热器的壳侧内加入水，通过控制热网加热器壳侧内水位的高度，淹没加热器内一部分换热管，来改变管壳式换热器中实际用于凝结换热的管束面积，进而调节了热网加热器的换热出力；在传统的热网***中，全部热网循环水都会流过热网加热器进行换热，也就是热网加热器的水侧流量，仅仅是随着热网总流量的变化而变化，本身没有调节措施；本发明通过在每台热网加热器进水管上加装调节阀，以及在加热器进出水母管上，设置旁路管和调节阀，实现了每台加热器进水流量的可调可控，进而实现了对加热器换热功率的灵活调节；本发明将以上两种手段与供热抽蒸汽调节阀的开度调节相结合，提高了在热负荷较低情况下的热电联产机组的经济效益和运行的安全性能。
一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法，包括热网加热器、热网回水管路、热网供水管路和热网集中控制台，在热网回水管路和热网供水管路所在的循环管路中，设置有热网循环水泵，热网回水管路与热网加热器的冷水输入端连通在一起，热网供水管路与热网加热器的热水输出端连通在一起，在热网加热器的蒸汽输入端上，连接有抽自汽轮机的供热蒸汽管路，在热网加热器的下端，连接有返回汽轮机热力***的疏水管路，在供热蒸汽管路上设置有汽轮机供热蒸汽调节阀，在热网加热器中设置有壳侧内灌注水，在疏水管路上，设置有控制壳侧内灌注水液位高度的热网加热器液位控制阀，在热网加热器上设置有液位计；在热网回水管路与热网供水管路之间，设置有热网加热器的旁路管路，在热网加热器的旁路管路上，分别设置有热网加热器旁路流量调节阀和加热器旁路流量计，在热网回水管路上分别设置有热网加热器进水关断阀和热网加热器管侧流量调节阀，在热网供水管路上，分别设置有热网加热器出水关断阀、热量计和热网循环水总流量计，热网集中控制台分别与汽轮机供热蒸汽调节阀、热网加热器管侧流量调节阀、热网加热器旁路流量调节阀、加热器旁路流量计、液位计、热网加热器液位控制阀、热量计和热网循环水总流量计电连接在一起，热网集中控制台接收各仪表的信号并控制各调节阀协调工作，其特征在于以下步骤：
在热电联产机组的抽汽供热***启动前：
第一步、将热网加热器液位控制阀和汽轮机供热蒸汽调节阀关闭；将热网加热器管侧流量调节阀置于50%开度，并且将热网加热器旁路流量调节阀也置于50%开度；同时打开热网加热器进水关断阀和热网加热器出水关断阀，启动热网循环水泵，使热网循环水总流量计的读数达到热网循环水总流量额定值；
第二步、通过调整热网加热器旁路流量调节阀和热网加热器管侧流量调节阀，使热网循环水总流量计的读数减去加热器旁路流量计的读数，等于热网循环水总流量额定值的35%，即，热网加热器管侧流量为热网循环水总流量额定值的35%，此时，热网加热器管侧工质的最大吸热量只有额定值的35%；
第三步、向热网加热器的壳侧内灌注水，使液位计的读数达到最高安全液位值；在此状态下，热网加热器内有20-30%的换热管束面积被浸没在水中，相当于只留有80-70%的换热管束面积处在可正常凝结换热的状态；此时，热网加热器的换热能力被调节到额定值的30%左右；
启动热电联产机组的抽汽供热***：
第四步、缓慢开启汽轮机供热蒸汽调节阀，使其达到40%的开度，来自汽轮机的供热蒸汽管路的蒸汽流入到热网加热器中，同步缓慢开启热网加热器液位控制阀，使液位计的读数保持在最高安全液位值上，此时，汽轮机抽汽的流量为额定抽汽流量的25%，热网加热器的换热功率为换热额定功率的25%。
若要提升热网加热器的热负荷：逐步加大汽轮机供热蒸汽调节阀的开度，并通过调整热网加热器液位控制阀，继续维持液位计的读数保持在最高安全液位值上，当汽轮机供热蒸汽调节阀的开度达到100%时，如果还需增加热量计的读数，则逐步增加热网加热器管侧流量调节阀的开度，减小热网加热器旁路流量调节阀的开度，当热网加热器管侧流量调节阀的开度达到100%，同时热网加热器旁路流量调节阀完全关闭后，如果还需增加热量计的读数，则通过控制热网加热器液位控制阀的开度，逐渐降低液位计的读数，直至液位计的读数达到最低安全液位为止，此时，***中热网加热器的全部换热管束处于凝结换热状态，热网加热器的换热功率达到额定换热功率；
若要降低热网加热器热负荷时：优先控制热网加热器液位控制阀，提高液位计的读数，直至液位计的读数达到最高安全液位为止；其次，减小热网加热器管侧流量调节阀的开度，增加热网加热器旁路流量调节阀的开度，直到热网循环水总流量计的读数减去加热器旁路流量计的读数，等于热网循环水总流量额定值的35%为止；要再进一步降低热量计的读数，则可通过关小汽轮机供热蒸汽调节阀的开度来实现；
若要停运热网加热器：逐渐减小汽轮机供热蒸汽调节阀的开度，直至关闭，然后停运热网循环水泵；
热网集中控制台接收来自各流量计、热量计和液位计的信号，并根据这些信号和热负荷需求的指令自动控制各调节阀协调工作。
本发明实现了热电联产机组供热抽汽量的可控可调，避免了由于供热抽汽调节阀开度过小所带来的过大蒸汽压损，以及容易诱发阀门振动噪音发生的现象；在采暖初期和末期，显著提高了热电联产机组的经济效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
附图中各附图标记对应的部件名称如下：
1-供热蒸汽管路、2-热网加热器、3-汽轮机供热蒸汽调节阀、4-热网回水管路、5-热网供水管路、6-疏水管路、7-壳侧内灌注水、8-液位计、9-热网加热器液位控制阀、10-旁路管路、11-热网加热器旁路流量调节阀、12-热网加热器进水关断阀、13-热网加热器管侧流量调节阀、14-热网加热器出水关断阀、15-热量计、16-加热器旁路流量计、17-热网循环水总流量计、18-热网集中控制台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法，包括热网加热器2、热网回水管路4、热网供水管路5和热网集中控制台18，在热网回水管路4和热网供水管路5所在的循环管路中，设置有热网循环水泵，热网回水管路4与热网加热器2的冷水输入端连通在一起，热网供水管路5与热网加热器2的热水输出端连通在一起，在热网加热器2的蒸汽输入端上，连接有抽自汽轮机的供热蒸汽管路1，在热网加热器2的下端，连接有返回汽轮机热力***的疏水管路6，在供热蒸汽管路1上设置有汽轮机供热蒸汽调节阀3，在热网加热器2中设置有壳侧内灌注水7，在疏水管路6上，设置有控制壳侧内灌注水7液位高度的热网加热器液位控制阀9，在热网加热器2上设置有液位计8；在热网回水管路4与热网供水管路5之间，设置有热网加热器的旁路管路10，旁路管路10与热网加热器2是并联在热网回水管路4与热网供水管路5之间的；在热网加热器的旁路管路10上，分别设置有热网加热器旁路流量调节阀11和加热器旁路流量计16，在热网回水管路4上分别设置有热网加热器进水关断阀12和热网加热器管侧流量调节阀13，在热网供水管路5上，分别设置有热网加热器出水关断阀14、热量计15和热网循环水总流量计17，热网集中控制台18分别与汽轮机供热蒸汽调节阀3、热网加热器管侧流量调节阀13、热网加热器旁路流量调节阀11、加热器旁路流量计16、液位计8、热网加热器液位控制阀9、热量计15和热网循环水总流量计17电连接在一起，热网集中控制台18接收各仪表的信号并控制各调节阀协调工作，其特征在于以下步骤：
第一步、将热网加热器液位控制阀9和汽轮机供热蒸汽调节阀3关闭；将热网加热器管侧流量调节阀13置于50%开度，并且将热网加热器旁路流量调节阀11也置于50%开度；同时打开热网加热器进水关断阀12和热网加热器出水关断阀14，启动热网循环水泵，使热网循环水总流量计17的读数达到热网循环水总流量额定值；
第二步、逐步开大热网加热器旁路流量调节阀11，同时关小热网加热器管侧流量调节阀13，直至热网循环水总流量计17的读数减去加热器旁路流量计16的读数，等于热网循环水总流量额定值的35%，即，热网加热器2管侧流量为热网循环水总流量额定值的35%，此时，热网加热器2的管侧工质的最大吸热量只有额定值的35%；
第三步、向热网加热器2中的壳侧内灌注水，使液位计8的读数达到最高安全液位值；在此状态下，热网加热器2内有20-30%的换热管束面积被浸没在水中，相当于热网加热器2的壳侧只留有80-70%的换热管束面积处在可正常凝汽换热的状态下；热网加热器2的换热能力被调节至额定值的30%左右；
启动热电联产机组的抽汽供热***：
第四步、缓慢开启汽轮机供热蒸汽调节阀3，使其达到40%的开度，抽自汽轮机的供热蒸汽经管路1流入到热网加热器2中，同步缓慢开启热网加热器液位控制阀9，使液位计8的读数保持在最高安全液位值，此时，汽轮机抽汽的流量约为额定抽汽流量的25%，热网加热器2的换热功率约为换热额定功率的25%。
若要提升热网加热器2的热负荷：逐步加大汽轮机供热蒸汽调节阀3的开度，增加供热蒸汽管路1中的蒸汽流量，同时调整热网加热器液位控制阀9，继续维持液位计8的读数保持在最高安全液位值上，当汽轮机供热蒸汽调节阀3的开度达到100%时，如果还需增加热量计15的读数，则逐步增加热网加热器管侧流量调节阀13的开度，减小热网加热器旁路流量调节阀11的开度，使热网加热器2管侧的水流量稳定增加，以使热网加热器2管侧水的吸热量同步增加，当热网加热器管侧流量调节阀13的开度达到100%，同时热网加热器旁路流量调节阀11完全关闭后，如果还要继续增加热量计15的读数，则通过控制热网加热器液位控制阀9的开度，逐渐降低液位计8的读数，直至液位计8的读数达到最低安全液位为止，此时，热网加热器2壳侧的全部换热管束面积处于可凝结换热的状态，热网加热器2的换热功率达到额定换热功率；
若要降低热网加热器2的热负荷时：优先控制热网加热器液位控制阀9，提高液位计8的读数，直至液位计8的读数达到最高安全液位为止；其次，减小热网加热器管侧流量调节阀13的开度，增加热网加热器旁路流量调节阀11的开度，直到热网循环水总流量计17的读数减去加热器旁路流量计16的读数，等于热网循环水总流量额定值的35%为止；要再进一步降低热量计15的读数，则可通过关小汽轮机供热蒸汽调节阀3的开度来实现；
若要停运热网加热器2：逐渐减小汽轮机供热蒸汽调节阀3的开度，直至关闭，而后停运热网循环水泵。

Claims (2)

1.一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法，包括热网加热器（2）、热网回水管路（4）、热网供水管路（5）和热网集中控制台（18），在热网回水管路（4）和热网供水管路（5）所在的循环管路中，设置有热网循环水泵，热网回水管路（4）与热网加热器（2）的冷水输入端连通在一起，热网供水管路（5）与热网加热器（2）的热水输出端连通在一起，在热网加热器（2）的蒸汽输入端上，连接有抽自汽轮机的供热蒸汽管路（1），在热网加热器（2）的下端，连接有返回汽轮机热力***的疏水管路（6），在供热蒸汽管路（1）上设置有汽轮机供热蒸汽调节阀（3），在热网加热器（2）中设置有壳侧内灌注水（7），在疏水管路（6）上，设置有控制壳侧内灌注水（7）液位高度的热网加热器液位控制阀（9），在热网加热器（2）上设置有液位计（8）；在热网回水管路（4）与热网供水管路（5）之间，设置有热网加热器的旁路管路（10），在热网加热器的旁路管路（10）上，分别设置有热网加热器旁路流量调节阀（11）和加热器旁路流量计（16），在热网回水管路（4）上分别设置有热网加热器进水关断阀（12）和热网加热器管侧流量调节阀（13），在热网供水管路（5）上，分别设置有热网加热器出水关断阀（14）、热量计（15）和热网循环水总流量计（17），热网集中控制台（18）分别与汽轮机供热蒸汽调节阀（3）、热网加热器管侧流量调节阀（13）、热网加热器旁路流量调节阀（11）、加热器旁路流量计（16）、液位计（8）、热网加热器液位控制阀（9）、热量计（15）和热网循环水总流量计（17）电连接在一起，其特征在于以下步骤：
在热电联产机组的抽汽供热***启动前：
第一步、将热网加热器液位控制阀（9）和汽轮机供热蒸汽调节阀（3）关闭；将热网加热器管侧流量调节阀（13）置于50%开度，并且将热网加热器旁路流量调节阀（11）也置于50%开度；同时打开热网加热器进水关断阀（12）和热网加热器出水关断阀（14），启动热网循环水泵，使热网循环水总流量计（17）的读数达到热网循环水总流量额定值；
第二步、通过调整热网加热器旁路流量调节阀（11）和热网加热器管侧流量调节阀（13），使热网循环水总流量计（17）的读数减去加热器旁路流量计（16）的读数，等于热网循环水总流量额定值的35%，即，热网加热器（2）管侧流量为热网循环水总流量额定值的35%，此时，热网加热器（2）管侧工质的最大吸热量只有额定值的35%；
第三步、向热网加热器（2）的壳侧内灌注水，使液位计（8）的读数达到最高安全液位值；在此状态下，热网加热器（2）内有20-30%的换热管束面积被浸没在水中，相当于只留有80-70%的换热管束面积处在可正常凝结换热的状态；此时，热网加热器（2）的换热能力被调节到额定值的30%左右；
启动热电联产机组的抽汽供热***：
第四步、缓慢开启汽轮机供热蒸汽调节阀（3），使其达到40%的开度，来自汽轮机的供热蒸汽管路（1）的蒸汽流入到热网加热器（2）中，同步缓慢开启热网加热器液位控制阀（9），使液位计（8）的读数保持在最高安全液位值上，此时，汽轮机抽汽的流量为额定抽汽流量的25%，热网加热器（2）的换热功率为换热额定功率的25%。
2.根据权利要求1所述的一种热负荷较低时的热电联产机组的抽汽供热运行方法，其特征在于以下步骤：
若要提升热网加热器（2）的热负荷：逐步加大汽轮机供热蒸汽调节阀（3）的开度，并通过调整热网加热器液位控制阀（9），继续维持液位计（8）的读数保持在最高安全液位值上，当汽轮机供热蒸汽调节阀（3）的开度达到100%时，如果还需增加热量计（15）的读数，则逐步增加热网加热器管侧流量调节阀（13）的开度，减小热网加热器旁路流量调节阀（11）的开度，当热网加热器管侧流量调节阀（13）的开度达到100%，同时热网加热器旁路流量调节阀（11）完全关闭后，如果还需增加热量计（15）的读数，则通过控制热网加热器液位控制阀（9）的开度，逐渐降低液位计（8）的读数，直至液位计（8）的读数达到最低安全液位为止，此时，***中热网加热器（2）的全部换热管束处于凝结换热状态，热网加热器（2）的换热功率达到额定换热功率；
若要降低热网加热器（2）热负荷时：优先控制热网加热器液位控制阀（9），提高液位计（8）的读数，直至液位计（8）的读数达到最高安全液位为止；其次，减小热网加热器管侧流量调节阀（13）的开度，增加热网加热器旁路流量调节阀（11）的开度，直到热网循环水总流量计（17）的读数减去加热器旁路流量计（16）的读数，等于热网循环水总流量额定值的35%为止；要再进一步降低热量计（15）的读数，则可通过关小汽轮机供热蒸汽调节阀（3）的开度来实现；
若要停运热网加热器（2）：逐渐减小汽轮机供热蒸汽调节阀（3）的开度，直至关闭，然后停运热网循环水泵；
热网集中控制台（18）接收来自各流量计、热量计和液位计的信号，并根据这些信号和热负荷需求的指令自动控制各调节阀协调工作。
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