CN114183807B - 一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于供热与发电及其控制分析技术领域，具体涉及一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法。本发明通过控制二次加热冷段抽汽管和二次加热热段抽汽管的抽汽流量来满足供热蒸汽流量需求，并且实时调节其蒸汽量配比，二次加热冷段抽汽管和二次加热热段抽汽管的不同抽汽量配比混合后温度相应变化，可满足不同温度等级的供热蒸汽；且结合汽液两相热交换器调节供热蒸汽的温度，扩大了供热蒸汽的温度范围。同时可以实现机组未并网即可对外供汽，实现热电解耦。

Description

一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法
技术领域
本发明属于供热与发电及其控制分析技术领域，具体涉及一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法。
背景技术
为响应国家节能环保政策要求，工业小锅炉逐渐被淘汰，取而代之的是将周边凝汽式发电机组进行供热改造，通过从发电机组蒸汽***抽汽实现对用热企业的集中供热。采用二次加热的汽轮发电机组，由于锅炉二次加热进汽和出汽(即汽轮机高压缸排汽与中压缸进汽) 压力高，在相应蒸汽管道上开口抽汽容易，适合长距离输送，因而是进行工业供汽的首选方式。然而锅炉二次加热进汽温度低、出汽温度高，单独从锅炉二次加热进汽抽汽温度偏低会出现不能满足要求，且抽汽量增加会使二次加热出汽温度超温导致换热管损坏风险；单独从锅炉二次加热出汽抽汽温度过高需喷减温水降温，而喷减温水降温方式能耗偏高，且存在汽水冲击和喷水不均等现象，造成设备寿命降低。
发明内容
为了解决锅炉二次加热进汽和出汽管道上抽汽供汽温度过高过低的问题，本发明提供了一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，具体技术方案如下：
一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，所述汽轮发电机组的锅炉通过二次加热主汽管与中压缸连接；高压缸、中压缸、低压缸依次连接；低压缸与凝汽器连接；高压缸通过二次加热冷段蒸汽管与锅炉连接；锅炉通过二次加热主汽管与中压缸连接；锅炉通过主汽管与高压缸连接；包括以下步骤：
S1：连接汽液两相热交换器，将汽液两相热交换器汽侧进汽端通过抽汽汇流管与抽汽直接供汽管连通；将汽液两相热交换器汽侧出汽端一路经供汽母管、供热蒸汽管与供热蒸汽联箱相连接，另一路经供汽母管、2号高加加热供汽管与2号高加相连接；将汽液两相热交换器水侧进水端通过汽液两相热交换器给水入口管、汽液两相热交换器给水管与1号高加相连接；将汽液两相热交换器水侧出水端通过汽液两相热交换器给水出口管、进锅炉给水管与锅炉相连接；在汽液两相热交换器给水出口管上设置有汽液两相热交换器给水出口截止阀；
将抽汽汇流管通过2号高加抽汽汽管与2号高加加热供汽管连通；
在汽液两相热交换器给水管与进锅炉给水管之间设置汽液两相热交换器给水旁路阀及其管道；
将二次加热主汽管依次通过二次加热热段抽汽管、抽汽直接供汽管、供热蒸汽管与供热蒸汽联箱连通；
将二次加热冷段蒸汽管通过二次加热冷段抽汽管与抽汽直接供汽管连通；
将除氧器通过给水泵出口给水管与3号高加连接；
将1号高加、2号高加、3号高加依次通过管道连接；
S2：设置汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg和供热蒸汽温度Tg，锅炉点火，锅炉点火后逐浙升温升压，当二次加热主汽管内的蒸汽温度和压力达到汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg和供热蒸汽温度Tg时，开启相应的阀门将二次加热主汽管内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管、抽汽直接供汽管、供热蒸汽管传输至供热蒸汽联箱对外供汽；
S3：锅炉点火后逐浙升温升压，当二次加热主汽管内的蒸汽温度大于供热蒸汽温度Tg时，开启相应阀门将二次加热冷段蒸汽管内的低温蒸汽通过二次加热冷段抽汽管通入抽汽直接供汽管，与通过二次加热热段抽汽管从二次加热主汽管内抽出的高温蒸汽混合使得供热蒸汽联箱处的蒸汽温度为供热蒸汽温度Tg；
S4：锅炉继续升温升压，当通过调节二次加热冷段抽汽管和二次加热热段抽汽管不能将供热蒸汽联箱处的蒸汽降低到供热蒸汽温度Tg时，投运汽液两相热交换器，将抽汽汇流管内的高温蒸汽输入汽液两相热交换器，与从1号高加抽来的水进行汽液热交换，给高温蒸汽降温，并将降温后的蒸汽通过供汽母管与抽汽直接供汽管内的高温蒸汽在供热蒸汽管混合后，使得混合后的蒸汽温度稳定在供热蒸汽温度Tg；
S5：经过汽液两相热交换器换热后的水温度升高后通过进锅炉给水管流入锅炉。
优选地，所述步骤S2中锅炉点火前还包括判断锅炉是否达到点火条件，具体为：锅炉未点火所有阀门关闭；开启汽液两相热交换器给水出口截止阀，启动给水泵将除氧器中的凝结水流经3号高加、2号高加、1号高加、汽液两相热交换器给水入口管进入汽液两相热交换器水侧进水端，并从汽液两相热交换器水侧出水端经过汽液两相热交换器给水出口管、进锅炉给水管进入锅炉，当锅炉水位达到预设值后点火。
优选地，所述步骤S2中还包括：设置汽轮机高压旁路阀及其减温装置自动控制，自动控制的目标为保持主汽管内的蒸汽压力在锅炉起炉压力值Pq；当主汽管内的蒸汽压力低于锅炉起炉压力值Pq时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置关闭，当主汽管内的蒸汽压力高于锅炉起炉压力值Pq时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置开启。
优选地，所述步骤S2中还包括：还包括设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管内的蒸汽压力在Ps1±0.05，Ps1根据供热蒸汽参数压力 Pg确定，取Ps1＝Pg；
当二次加热主汽管内的蒸汽压力达到Ps1±0.05时，全开2号高加抽汽截止阀，开启2号高加抽汽调节阀使汽轮机低压旁路内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管、抽汽汇流管、2号高加抽汽汽管进入2号高加，对流经2号高加的给水进行加热，实现热能回收利用；且减少通过汽轮机低压旁路阀及其减温装置流入凝汽器的过热蒸汽量，达到降低能量损失并减小凝汽器的热负荷。
优选地，所述步骤S3中还包括：设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管内的蒸汽压力在Ps2±0.05，Ps2由机组中压缸启动压力参数确定。
优选地，所述步骤S3中还包括：当次加热主汽管内蒸汽的压力和温度分别达到汽轮发电机组的启动压力、启动温度时，开启相应阀门将二次加热主汽管的蒸汽进入中压缸冲转汽轮机，达到额定转速后并网发电。
优选地，所述步骤S1还包括：将汽液两相热交换器的底部通过汽液两相热交换器疏水管与除氧器连接，在汽液两相热交换器的底部设置汽液两相热交换器液位测量装置；
汽液两相热交换器投运后，当汽液两相热交换器液位测量装置发出液位报警信号时，通过汽液两相热交换器疏水管将汽液两相热交换器内凝结的水排至除氧器回收利用。
优选地，所述汽液两相热交换器包括进水出水区、换热区，所述进水出水区设置在换热区上方；所述汽液两相热交换器内部设置汽液两相热交换器U型换热管；所述汽液两相热交换器U型换热管的进水口和出水口分别设置在汽液两相热交换器上部的进水出水区，其中汽液两相热交换器U型换热管的进水口与汽液两相热交换器给水入口管连通，汽液两相热交换器U型换热管的出水口与汽液两相热交换器给水出口管连通；所述汽液两相热交换器U型换热管的底部延伸至换热区的底部；所述汽液两相热交换器汽侧进汽端设置在换热区上部且靠近进水出水区底部；所述汽液两相热交换器汽侧出汽端设置在换热区底部。
优选地，所述汽液两相热交换器的换热区两侧内壁上分别固定阶梯式的汽液两相热交换器导汽板，使得进入汽液两相热交换器的蒸汽从上往下呈“S”型路线流动。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，本发明通过控制二次加热冷段抽汽管和二次加热热段抽汽管的抽汽流量来满足供热蒸汽流量需求，并且实时调节其蒸汽量配比，二次加热冷段抽汽管和二次加热热段抽汽管的不同抽汽量配比混合后温度相应变化，可满足不同温度等级的供热蒸汽；且结合汽液两相热交换器调节供热蒸汽的温度，扩大了供热蒸汽的温度范围。同时可以实现机组未并网即可对外供汽，实现热电解耦。
汽液两相热交换器投运后，2号高加抽汽调节阀作为辅助调节手段，2号高加抽汽调节阀开大将分流由抽汽分流管流向汽液两相热交换器进汽调节阀的蒸汽量，因而可根据需要参与汽液两相热交换器进汽流量的调节，实现对供汽母管蒸汽温度的调控制，供汽母管蒸汽温度由供汽母管蒸汽温度测量装置测量；也是作为汽液两相热交换器退出运行时2号高加加热汽源的保障手段。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为为本发明的流程示意图；
图2为本发明的连接的***结构示意图；
图3为本发明的阀门控制原理图。
其中，汽液两相热交换器1、汽液两相热交换器进出水分隔板2、汽液两相热交换器导汽板3、汽液两相热交换器U型换热管4、供汽母管5、供汽母管蒸汽温度测量装置6、供汽母管蒸汽压力测量装置7、供热蒸汽管截止阀8、供热蒸汽调节阀9、供热蒸汽联箱10、数据采集与控制装置11、汽液两相热交换器给水出口管12、汽液两相热交换器给水出口截止阀13、汽液两相热交换器进汽调节阀14、抽汽汇流管15、汽液两相热交换器给水入口管16、汽液两相热交换器给水入口调节阀17、汽液两相热交换器给水旁路管18、汽液两相热交换器给水旁路调节阀19、进锅炉给水管20、锅炉21、二次加热主汽管22、二次加热主汽管蒸汽压力测量装置23、二次加热主汽管蒸汽温度测量装置24、主汽管25、汽轮机高压旁路阀及其减温装置26、汽轮机高压旁路管27、二次加热冷段蒸汽温度测量装置28、二次加热冷段蒸汽压力测量装置29、二次加热冷段蒸汽管30、二次加热冷段抽汽管31、二次加热冷段抽汽逆止阀32、二次加热冷段抽汽截止阀33、二次加热冷段抽汽调节阀34、二次加热热段抽汽管 35、抽汽直接供汽管温度测量装置36、抽汽直接供汽管压力测量装置37、一档抽汽截止阀截止阀38、一档抽汽调节阀39、一档抽汽管40、二次加热热段抽汽压力测量装置41、二次加热热段抽汽温度测量装置42、一档抽汽逆止阀43、二次加热热段抽汽调节阀44、二次加热热段抽汽截止阀45、二次加热热段抽汽逆止阀46、高压缸排汽第Ⅰ逆止阀47、高压缸排汽第Ⅱ逆止阀48、高压缸调节阀49、高压缸50、中压缸调阀51、中压缸52、三档抽汽管53、三档抽汽逆止阀54、三档抽汽截止阀55、三档抽汽调节阀56、中低压缸联通管57、低压缸 58、发电机59、汽液两相热交换器疏水管60、3号高加疏水管61、除氧器62、给水泵63、给水泵出口逆止阀64、给水泵出口给水管65、3号高加66、3号高加至2号高加进水管67、 2号高加68、2号高加至1号高加进水管69、1号高加70、2号高加至3号高加疏水管71、1 号高加至2号高加疏水管72、2号高加加热供汽管73、2号高加抽汽调节阀74、2号高加抽汽截止阀75、2号高加抽汽汽管76、汽液两相热交换器疏水管调节阀77、汽液两相热交换器疏水管截止阀78、汽液两相热交换器液位测量装置79、2号高加加热供汽调节阀80、2号高加加热供汽截止阀81、供汽母管截止阀82、供热蒸汽管83、供热蒸汽压力测量装置84、供热蒸汽温度测量装置85、抽汽直接供汽调节阀86、抽汽直接供汽管87、主汽管蒸汽压力测量装置88、主汽管蒸汽温度测量装置89、汽轮机低压旁路90、汽轮机低压旁路阀及其减温装置91、凝汽器92。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如图1所示，本发明的具体实施例提供一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，如图2所示，汽轮发电机组的锅炉21通过二次加热主汽管22与中压缸52连接；高压缸50、中压缸52、低压缸58依次连接；低压缸58与凝汽器92连接；高压缸50通过二次加热冷段蒸汽管30与锅炉21连接；锅炉21通过二次加热主汽管22与中压缸52连接；锅炉21通过主汽管25与高压缸50连接；包括以下步骤：
S1：连接汽液两相热交换器1，将汽液两相热交换器1汽侧进汽端通过抽汽汇流管15与抽汽直接供汽管87连通；将汽液两相热交换器1汽侧出汽端一路经供汽母管5、供热蒸汽管83 与供热蒸汽联箱10相连接，另一路经供汽母管5、2号高加加热供汽管73与2号高加68相连接；将汽液两相热交换器1水侧进水端通过汽液两相热交换器给水入口管16、汽液两相热交换器给水管18与1号高加70相连接；将汽液两相热交换器1水侧出水端通过汽液两相热交换器给水出口管12、进锅炉给水管20与锅炉21相连接；在汽液两相热交换器给水出口管 12上设置有汽液两相热交换器给水出口截止阀13；
将抽汽汇流管15通过2号高加抽汽汽管76与2号高加加热供汽管73连通；
在汽液两相热交换器给水管18与进锅炉给水管20之间设置汽液两相热交换器给水旁路阀19 及其管道；
将二次加热主汽管22依次通过二次加热热段抽汽管35、抽汽直接供汽管87、供热蒸汽管83 与供热蒸汽联箱10连通；
将二次加热冷段蒸汽管30通过二次加热冷段抽汽管31与抽汽直接供汽管87连通；
将除氧器62通过给水泵出口给水管65与3号高加66连接；
将1号高加70、2号高加68、3号高加66依次通过管道连接。
高压缸50与二次加热冷段蒸汽管30连接处还分别设置高压缸排汽第Ⅰ逆止阀47、高压缸排汽第Ⅱ逆止阀48。供汽母管5上设置有供汽母管截止阀82。汽液两相热交换器给水出口管12上设置有汽液两相热交换器给水出口截止阀13。
二次加热热段抽汽管35上设置有与数据采集与控制装置11通过信号线连接的二次加热热段抽汽调节阀44；在二次加热热段抽汽调节阀44之前还设置有二次加热热段抽汽截止阀45、二次加热热段抽汽逆止阀46。
二次加热冷段抽汽管31上设置有与数据采集与控制装置11通过信号线连接的二次加热冷段抽汽调节阀34；在二次加热冷段抽汽调节阀34之前还设置有二次加热冷段抽汽逆止阀32、二次加热冷段抽汽截止阀33。
抽汽直接供汽管87上设置有与数据采集与控制装置11通过信号线连接的抽汽直接供汽调节阀86；
供热蒸汽管83上设置有与数据采集与控制装置11通过信号线连接的供热蒸汽调节阀9；在供热蒸汽调节阀9还设置有供热蒸汽管截止阀8。
汽液两相热交换器给水入口管16上设置有与数据采集与控制装置11连接的汽液两相热交换器给水入口调节阀17；
抽汽汇流管15上设置有与数据采集与控制装置11通过信号线连接的汽液两相热交换器进汽调节阀14；
2号高加加热供汽管73上设置有与数据采集与控制装置11通过信号线连接的2号高加加热供汽调节阀80；在2号高加加热供汽调节阀80之前还设置有2号高加加热供汽截止阀81。二次加热热段抽汽管35上设置有分别与数据采集与控制装置11连接的二次加热热段抽汽压力测量装置41、二次加热热段抽汽温度测量装置42，分别用于测量二次加热热段抽汽管35 中抽汽的压力和温度；
抽汽直接供汽管87上并在与抽汽汇流管15连接处之前设置有分别与数据采集与控制装置11 连接的抽汽直接供汽管温度测量装置36、抽汽直接供汽管压力测量装置37；
供热蒸汽管83上设置有分别与数据采集与控制装置11通过信号线连接的供热蒸汽压力测量装置84、供热蒸汽温度测量装置85，分别用于测量供热蒸汽管83中供热蒸汽的压力、温度；供汽母管5上设置有分别与数据采集与控制装置11通过信号线连接的供汽母管蒸汽温度测量装置6、供汽母管蒸汽压力测量装置7，分别用于测量供汽母管5中蒸汽的温度、压力；数据采集与控制装置11根据二次加热热段抽汽压力测量装置41、二次加热热段抽汽温度测量装置42、抽汽直接供汽管温度测量装置36、抽汽直接供汽管压力测量装置37、供热蒸汽压力测量装置84、供热蒸汽温度测量装置85、供汽母管蒸汽温度测量装置6、供汽母管蒸汽压力测量装置7的测量数据控制二次加热热段抽汽调节阀44、二次加热冷段抽汽调节阀34、抽汽直接供汽调节阀86、供热蒸汽调节阀9、汽液两相热交换器进汽调节阀14、汽液两相热交换器给水入口调节阀17、2号高加加热供汽调节阀80的开度；
汽液两相热交换器1从二次加热主汽管22和或二次加热冷段抽汽管31抽汽对1号高加70通过汽液两相热交换器给水入口管16传输来的给水进行二次加热以及调节供热蒸汽管83中供汽的温度。
主汽管25通过汽轮机高压旁路管27与二次加热冷段蒸汽管30连通。汽轮机高压旁路管 27上设置有与数据采集与控制装置11连接的汽轮机高压旁路阀及其减温装置26。在二次加热主汽管22上且在二次加热热段抽汽管35与二次加热主汽管22连接之前设置有分别与数据采集与控制装置11连接的二次加热主汽管蒸汽压力测量装置23、二次加热主汽管蒸汽温度测量装置24，分别用于测量从锅炉21二次加热流入二次加热主汽管22中蒸汽的压力和温度。在主汽管25上且在汽轮机高压旁路管27与主汽管25连接之前设置有分别与数据采集与控制装置11连接的主汽管蒸汽压力测量装置88、主汽管蒸汽温度测量装置89，分别用于测量从锅炉21出来流入主汽管25的蒸汽的压力和温度。在主汽管25上且在汽轮机高压旁路管27 与主汽管25连接之后设置有与数据采集与控制装置11连接的高压缸调节阀49，用于调节从主汽管25进入高压缸50的蒸汽量。
在二次加热冷段蒸汽管30上且在二次加热冷段抽汽管31与二次加热冷段蒸汽管30连接之前设置有分别与数据采集与控制装置11连接的二次加热冷段蒸汽温度测量装置28、二次加热冷段蒸汽压力测量装置29，用于测量从高压缸50出来的二次加热的蒸汽的温度和压力。
高压缸50通过一档抽汽管40与1号高加70连接，高压缸50与1号高加70连接的一档抽汽管40上依次设置有一档抽汽逆止阀43、一档抽汽截止阀截止阀38、一档抽汽调节阀39。
中压缸52通过中压缸调阀51及其管道与二次加热主汽管22连接，中压缸52与低压缸 58通过中低压缸联通管57连接，凝汽器92通过汽轮机低压旁路90与二次加热主汽管22连通，汽轮机低压旁路90上设置有汽轮机低压旁路阀及其减温装置91。
中压缸52通过三档抽汽管53与3号高加66连接，中压缸52与3号高加66连接的三档抽汽管53上依次设置有三档抽汽逆止阀54、三档抽汽截止阀55、三档抽汽调节阀56。
汽液两相热交换器1的换热区底部设置有与数据采集与控制装置11连接的汽液两相热交换器液位测量装置79，用于监测汽液两相热交换器1底部冷凝水的液位。
汽液两相热交换器1的换热区底部通过汽液两相热交换器疏水管60与除氧器62连通，汽液两相热交换器疏水管60上设置有与数据采集与控制装置11连接的汽液两相热交换器疏水管调节阀77，用于在汽液两相热交换器1底部冷凝水的液位达到报警液位时在数据采集与控制装置11的控制下开启，并在汽液两相热交换器1底部冷凝水的液位下降至安全液位时在数据采集与控制装置11的控制下关闭。在汽液两相热交换器疏水管调节阀77之前还设置有汽液两相热交换器疏水管截止阀78。
抽汽汇流管15通过2号高加抽汽汽管76与2号高加68连通，2号高加抽汽汽管76用于依次从抽汽汇流管15抽汽加热2号高加68中的给水；2号高加抽汽汽管76上设置有与数据采集与控制装置11连接的2号高加抽汽调节阀74，2号高加抽汽调节阀74用于在数据采集与控制装置11的控制下开启或关闭以及调节开度大小。在2号高加抽汽调节阀74之前还设置有2号高加抽汽截止阀75。
除氧器62通过给水泵出口给水管65与3号高加66连接，3号高加66通过3号高加至2号高加进水管67与2号高加68连接；2号高加68通过2号高加至1号高加进水管69与1 号高加70连接；给水泵出口给水管65上设置有给水泵63，用于将除氧器62中的水通过给水泵出口给水管65抽至3号高加66。在给水泵63与3号高加66之间还设置有给水泵出口逆止阀64。
1号高加70通过1号高加至2号高加疏水管72与2号高加68连接，2号高加68通过2号高加至3号高加疏水管71与3号高加66连接；3号高加66通过3号高加疏水管61与除氧器62连接。
S2：设置汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg和供热蒸汽温度Tg，锅炉21点火前还包括判断锅炉21是否达到点火条件，具体为：锅炉21未点火所有阀门关闭；开启汽液两相热交换器给水出口截止阀13，启动给水泵63将除氧器62中的凝结水流经3号高加66、2号高加68、1号高加70、汽液两相热交换器给水入口管16进入汽液两相热交换器1水侧进水端，并从汽液两相热交换器1水侧出水端经过汽液两相热交换器给水出口管12、进锅炉给水管20进入锅炉21，当锅炉21水位达到预设值后点火。
锅炉21点火，锅炉21点火后逐浙升温升压，设置汽轮机高压旁路阀及其减温装置26自动控制，自动控制的目标为保持主汽管25内的蒸汽压力在锅炉起炉压力值Pq；当主汽管25 内的蒸汽压力低于锅炉起炉压力值Pq时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置26关闭，当主汽管 25内的蒸汽压力高于锅炉起炉压力值Pq时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置26开启。
设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置91自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管22内的蒸汽压力在Ps1±0.05，Ps1根据供热蒸汽参数压力Pg确定，取Ps1＝Pg；
当二次加热主汽管22内的蒸汽压力达到Ps1±0.05时，全开2号高加抽汽截止阀75，开启2 号高加抽汽调节阀74使汽轮机低压旁路90内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管35、抽汽汇流管15、2号高加抽汽汽管76进入2号高加68，对流经2号高加68的给水进行加热，实现热能回收利用；且减少通过汽轮机低压旁路阀及其减温装置91流入凝汽器92的过热蒸汽量，达到降低能量损失并减小凝汽器的热负荷。提高给水温度，同时减少汽轮机低压旁路90内的蒸汽流入凝汽器92，降低凝汽器92热负荷和***热损失。
当二次加热主汽管22内的蒸汽温度和压力达到汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg和供热蒸汽温度Tg时，开启相应的阀门将二次加热主汽管22内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管35、抽汽直接供汽管87、供热蒸汽管83传输至供热蒸汽联箱10对外供汽；实现机组未并网即可对外供汽，实现热电解耦。
S3：锅炉21点火后逐浙升温升压，设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置91自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管22内的蒸汽压力在Ps2±0.05，Ps2由机组中压缸启动压力参数确定。控制原理图如图3所示，图3中：Ps为二次加热主汽管22的蒸汽压力设定值，Pc为二次加热主汽管22的蒸汽压力测量值，即二次加热主汽管蒸汽压力测量装置23的显示值，单位均为MPa；Δe为死区设定值，取0.05，单位为MPa；K1为控制前馈系数，取0.5～3之间；Pv为压力指令信号，Cv为流量指令信号，Kc是将压力指令信号Pv转换为流量指令信号Cv的转换系数，由汽轮机低压旁路阀及其减温装置91特性确定；Cv控制汽轮机低压旁路阀及其减温装置91的开度；虑线方框模块为PID控制模型，Kp为比例系数，KD为微分系数， KI为积分系数。
图3的控制逻辑传递函数表达式为：
CV＝KCPV
其中：
当二次加热主汽管22内的蒸汽温度大于供热蒸汽温度Tg时，开启相应阀门将二次加热冷段蒸汽管30内的低温蒸汽通过二次加热冷段抽汽管31通入抽汽直接供汽管87，与通过二次加热热段抽汽管35从二次加热主汽管22内抽出的高温蒸汽混合使得供热蒸汽联箱10处的蒸汽温度为供热蒸汽温度Tg；
S4：锅炉21继续升温升压，当次加热主汽管22内蒸汽的压力和温度分别达到汽轮发电机组的启动压力、启动温度时，开启相应阀门将二次加热主汽管22的蒸汽进入中压缸52冲转汽轮机，达到额定转速后并网发电。
随着发电机59电功率提升，锅炉21投入的燃料增加，主汽管25和二次加热主汽管22内蒸汽参数升高；当通过调节二次加热冷段抽汽管31和二次加热热段抽汽管35不能将供热蒸汽联箱10处的蒸汽降低到供热蒸汽温度Tg时，投运汽液两相热交换器1，将抽汽汇流管15内的高温蒸汽输入汽液两相热交换器1，与从1号高加70抽来的水进行汽液热交换，给高温蒸汽降温，并将降温后的蒸汽通过供汽母管5与抽汽直接供汽管87内的高温蒸汽在供热蒸汽管 83混合后，使得混合后的蒸汽温度稳定在供热蒸汽温度Tg；
S5：经过汽液两相热交换器1换热后的水温度升高后通过进锅炉给水管20流入锅炉21。汽液两相热交换器1投运后，当汽液两相热交换器液位测量装置79发出液位报警信号时，通过汽液两相热交换器疏水管60将汽液两相热交换器1内凝结的水排至除氧器62回收利用。
汽液两相热交换器1退出运行仅需将汽液两相热交换器进汽调节阀14和供汽母管截止阀 82关闭；机组需停机按正常方式停机即可。
本发明可实时调节二次加热冷段抽汽管31和二次加热热段抽汽管35的抽汽流量来满足供热蒸汽流量需求，通过二次加热冷段抽汽管31和二次加热热段抽汽管35的不同抽汽量配比来控制蒸汽混合后的温度由抽汽直接供汽管温度测量装置36测量；汽液两相流换热器配置有汽液两相热交换器给水旁路管18、汽液两相热交换器给水旁路阀19，汽液两相流换热器1 出汽温度由供汽母管蒸汽温度测量装置6测量通过流经汽液两相流换热器1的给水流量来调节控制；所发明的***可实现汽液两相流换热器1进汽温度和出汽温度的灵活调节与控制；
同时，调节二次加热冷段抽汽管31的抽汽流量还可以控制二次加热主汽管22的蒸汽温度，使二次加热主汽管22的蒸汽温度达到额定值或机组启动温度；由于温度控制的灵活性增强，使得机组供热对发电机功率要求很低，大幅降低供热与发电功率的关联关系；机组启动时还可以通过将二次加热主汽管22的蒸汽通过二次加热热段抽汽管35抽汽进入汽液两相热交换器1加热给水，减少汽轮机未进汽时二次加热主汽管22内蒸汽通过汽轮机低压旁路83、汽轮机低压旁路阀及其减温装置85后排入凝汽器85，从而减小凝汽器的热负担，并降低了能耗，达到节能降耗的效果。
以300MW纯凝改抽汽供热机组为案例进一步说明，所采用的汽液两相热交换器主要设计参数如表1所示。汽轮机为亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，型号为： N300-16.7/538/538；采用中压缸启动方式，汽轮机主要设计参数如表2所示。锅炉型号为 SG-1025/17.5-M8的亚临界、∏型、控制循环、一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、摆动火嘴调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置的燃煤锅炉，主要设计参数如表3所示。供热蒸汽压力和温度设计为Pg＝1.2MPa、Tg＝300℃。
表1主要设计参数
表2机组主要设计参数
表3锅炉设计主要参数
以机组冷态启动为例说明运行方式，具体如下：
锅炉未点火所有调节阀、截止阀关闭，关闭汽液两相热交换器给水旁路调节阀19，开启汽液两相热交换器给水出口截止阀13，开启汽液两相热交换器给水入口调节阀17，启动给水泵63将除氧器62中的凝结水流经给水泵出口逆止阀64、给水泵出口给水管65、3号高加66、 3号高加至2号高加进水管67、2号高加68、2号高加至1号高加进水管69、1号高加70、汽液两相热交换器给水入口调节阀17、汽液两相热交换器给水入口管16、汽液两相热交换器 1水侧、汽液两相热交换器给水出口管12、汽液两相热交换器给水出口截止阀13、进锅炉给水管20等进入锅炉21，锅炉21水位正常后具备点火条件，锅炉水位由汽液两相热交换器给水入口调节阀17调节控制。
锅炉21点火，锅炉21点火后逐浙升温升压，设置汽轮机高压旁路阀及其减温装置26自动控制，自动控制的目标为保持主汽管25内的蒸汽压力，即主汽管蒸汽压力测量装置88显示值在锅炉起炉压力值Pq＝4.0MPa，当主汽管25内的蒸汽压力低于锅炉起炉压力值Pq＝4.0MPa 时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置26关闭，当主汽管25内的蒸汽压力高于锅炉起炉压力值Pq＝4.0MPa时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置26开启，保持主汽管蒸汽压力测量装置88 显示值为4.0MPa。
设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置91自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管22内的蒸汽压力，即二次加热主汽管蒸汽压力测量装置23的显示值在Ps1±0.05，Ps1根据供热蒸汽参数压力Pg确定，取Ps1＝Pg＝1.2MPa；低于Ps1-0.05汽轮机低压旁路阀及其减温装置91关闭，高于Ps1+0.05汽轮机低压旁路阀及其减温装置91开启，保持二次加热主汽管蒸汽压力测量装置23显示值Pc为Ps1±0.05；控制逻辑图如图3所示，令图中Ps＝Ps1＝1.2MPa。
当二次加热主汽管22内的蒸汽压力达到Ps1±0.05时，全开2号高加抽汽截止阀75，开启2号高加抽汽调节阀74使汽轮机低压旁路90内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管35、抽汽汇流管15、2号高加抽汽汽管76进入2号高加68，对流经2号高加68的给水进行加热，实现热能回收利用；且减少通过汽轮机低压旁路阀及其减温装置91流入凝汽器92的过热蒸汽量，达到降低能量损失并减小凝汽器的热负荷。
提高给水温度，同时减少汽轮机低压旁路90内的蒸汽流入凝汽器92，降低凝汽器92热负荷和***热损失。
当二次加热主汽管22内的蒸汽温度和压力达到汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg＝1.2MPa 和供热蒸汽温度Tg＝300℃时，全开二次加热热段抽汽截止阀45、抽汽直接供汽调节阀86、供热蒸汽管截止阀8,开启二次加热热段抽汽调节阀44、开启供热蒸汽调节阀9即可向供热蒸汽联箱10供汽，如此实现将二次加热主汽管22内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管35、抽汽直接供汽管87、供热蒸汽管83传输至供热蒸汽联箱10对外供汽；实现机组未并网即可对外供汽，实现热电解耦。
锅炉21点火后逐浙升温升压，设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置91自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管22内的蒸汽压力，即二次加热主汽管蒸汽压力测量装置 23的显示值在Ps2±0.05，Ps2由机组中压缸启动压力参数确定，取Ps2＝1.5MPa。控制原理图如图3所示，令图中Ps＝Ps2＝1.5MPa。二次加热主汽管蒸汽温度测量装置24的温度显示值Tc大于供热蒸汽温度值Tg＝300℃时，全开二次加热冷段抽汽截止阀33，开启二次加热冷段抽汽调节阀34并投自动，目标是使混合后的蒸汽温度为供热蒸汽参数的温度值Tg＝300℃，即供热蒸汽温度测量装置85的显示值为300℃，供汽流量由抽汽直接供汽调节阀86控制。
锅炉21继续升温升压，当次加热主汽管22内蒸汽的压力和温度分别达到汽轮发电机组的启动压力1.5MPa、启动温度380℃时，开启中压缸调阀51将二次加热主汽管22的蒸汽进入中压缸52冲转汽轮机，达到额定转速后并网发电。
随着发电机59电功率提升，锅炉21投入的燃料增加，主汽管25和二次加热主汽管22 内蒸汽参数升高；当通过调节二次加热冷段抽汽管31和二次加热热段抽汽管35不能将供热蒸汽联箱10处的蒸汽降低到供热蒸汽温度Tg＝300℃时，投运汽液两相热交换器1，全开供汽母管截止阀82，开启汽液两相热交换器进汽调节阀14并投自动，自动目标设置供热蒸汽温度测量装置85的显示值稳定在供热蒸汽参数的温度值Tg＝300℃，将抽汽汇流管15内的高温蒸汽输入汽液两相热交换器1，与从1号高加70抽来的水进行汽液热交换，给高温蒸汽降温，并将降温后的蒸汽通过供汽母管5与抽汽直接供汽管87内的高温蒸汽在供热蒸汽管83混合后，使得混合后的蒸汽温度稳定在供热蒸汽温度Tg＝300℃，确保供汽参数满足要求。
机组负荷一步提升，高压缸50也开始进汽，汽轮机低压旁路阀及其减温装置91全关，汽轮机高压旁路阀及其减温装置26也全关，为满足供热蒸汽温度测量装置85的显示值稳定在供热蒸汽参数的温度值Tg＝300℃，抽汽直接供汽调节阀86逐渐关小并全关，供热蒸汽温度由汽液两相热交换器进汽调节阀14调节，当供汽母管5上的供汽母管蒸汽温度测量装置6 显示值低于供热蒸汽参数的温度值Tg＝300℃时，可适当开启汽液两相热交换器给水旁路调节阀19，使得供汽母管蒸汽温度测量装置6显示值稳定在供热蒸汽参数的温度值Tg＝300℃；为维持供汽母管5上的供汽母管蒸汽压力测量装置7显示值的稳定在供热蒸汽参数的压力值 Pg＝1.2MPa,可通过全开2号高加加热供汽截止阀81、开启2号高加加热供汽调节阀80进行实时自动调节。
汽液两相热交换器1投运后，开启汽液两相热交换器疏水管截止阀78，当汽液两相热交换器液位测量装置79发出液位报警信号时，自动开启至报警信号消失并延时30秒后自动关闭，凝结的水将通过汽液两相热交换器疏水管60排至除氧器62回收利用；
汽液两相热交换器1投运后，2号高加抽汽调节阀74作为辅助调节手段，根据需要参与汽液两相热交换器1进汽流量与出汽温度的调节；也作为汽液两相热交换器1退出运行时2 号高加68加热汽源的保障手段；
汽液两相热交换器1退出运行仅需将汽液两相热交换器进汽调节阀14和供汽母管截止阀 82关闭；机组需停机按正常方式停机即可。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，所述汽轮发电机组的锅炉（21）通过二次加热主汽管（22）与中压缸（52）连接；高压缸（50）、中压缸（52）、低压缸（58）依次连接；低压缸（58）与凝汽器（92）连接；高压缸（50）通过二次加热冷段蒸汽管（30）与锅炉（21）连接；锅炉（21）通过二次加热主汽管（22）与中压缸（52）连接；锅炉（21）通过主汽管（25）与高压缸（50）连接；
其特征在于：包括以下步骤：
S1：连接汽液两相热交换器（1），将汽液两相热交换器（1）汽侧进汽端通过抽汽汇流管（15）与抽汽直接供汽管（87）连通；将汽液两相热交换器（1）汽侧出汽端一路经供汽母管（5）、供热蒸汽管（83）与供热蒸汽联箱（10）相连接，另一路经供汽母管（5）、2号高加加热供汽管（73）与2号高加（68）相连接；将汽液两相热交换器（1）水侧进水端通过汽液两相热交换器给水入口管（16）、汽液两相热交换器给水管（18）与1号高加（70）相连接；将汽液两相热交换器（1）水侧出水端通过汽液两相热交换器给水出口管（12）、进锅炉给水管（20）与锅炉（21）相连接；在汽液两相热交换器给水出口管（12）上设置有汽液两相热交换器给水出口截止阀（13）；
将抽汽汇流管（15）通过2号高加抽汽汽管（76）与2号高加加热供汽管（73）连通；
在汽液两相热交换器给水管（18）与进锅炉给水管（20）之间设置汽液两相热交换器给水旁路阀（19）及其管道；
将二次加热主汽管（22）依次通过二次加热热段抽汽管（35）、抽汽直接供汽管（87）、供热蒸汽管（83）与供热蒸汽联箱（10）连通；
将二次加热冷段蒸汽管（30）通过二次加热冷段抽汽管（31）与抽汽直接供汽管（87）连通；
将除氧器（62）通过给水泵出口给水管（65）与3号高加（66）连接；
将1号高加（70）、2号高加（68）、3号高加（66）依次通过管道连接；
S2：设置汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg和供热蒸汽温度Tg，锅炉（21）点火，锅炉（21）点火后逐浙升温升压，当二次加热主汽管（22）内的蒸汽温度和压力达到汽轮发电机组的供热蒸汽压力Pg和供热蒸汽温度Tg时，开启相应的阀门将二次加热主汽管（22）内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管（35）、抽汽直接供汽管（87）、供热蒸汽管（83）传输至供热蒸汽联箱（10）对外供汽；
S3：锅炉（21）点火后逐浙升温升压，当二次加热主汽管（22）内的蒸汽温度大于供热蒸汽温度Tg时，开启相应阀门将二次加热冷段蒸汽管（30）内的低温蒸汽通过二次加热冷段抽汽管（31）通入抽汽直接供汽管（87），与通过二次加热热段抽汽管（35）从二次加热主汽管（22）内抽出的高温蒸汽混合使得供热蒸汽联箱（10）处的蒸汽温度为供热蒸汽温度Tg；
S4：锅炉（21）继续升温升压，当通过调节二次加热冷段抽汽管（31）和二次加热热段抽汽管（35）不能将供热蒸汽联箱（10）处的蒸汽降低到供热蒸汽温度Tg时，投运汽液两相热交换器（1），将抽汽汇流管（15）内的高温蒸汽输入汽液两相热交换器（1），与从1号高加（70）抽来的水进行汽液热交换，给高温蒸汽降温，并将降温后的蒸汽通过供汽母管（5）与抽汽直接供汽管（87）内的高温蒸汽在供热蒸汽管（83）混合后，使得混合后的蒸汽温度稳定在供热蒸汽温度Tg；
S5：经过汽液两相热交换器（1）换热后的水温度升高后通过进锅炉给水管（20）流入锅炉（21）；
所述汽液两相热交换器（1）包括进水出水区、换热区，所述进水出水区设置在换热区上方；所述汽液两相热交换器（1）内部设置汽液两相热交换器U型换热管（4）；所述汽液两相热交换器U型换热管（4）的进水口和出水口分别设置在汽液两相热交换器（1）上部的进水出水区，其中汽液两相热交换器U型换热管（4）的进水口与汽液两相热交换器给水入口管（16）连通，汽液两相热交换器U型换热管（4）的出水口与汽液两相热交换器给水出口管（12）连通；所述汽液两相热交换器U型换热管（4）的底部延伸至换热区的底部；所述汽液两相热交换器（1）汽侧进汽端设置在换热区上部且靠近进水出水区底部；所述汽液两相热交换器（1）汽侧出汽端设置在换热区底部；
所述汽液两相热交换器（1）的换热区两侧内壁上分别固定阶梯式的汽液两相热交换器导汽板（3），使得进入汽液两相热交换器（1）的蒸汽从上往下呈“S”型路线流动。
2.根据权利要求1所述的一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，其特征在于：所述步骤S2中锅炉（21）点火前还包括判断锅炉（21）是否达到点火条件，具体为：锅炉（21）未点火所有阀门关闭；开启汽液两相热交换器给水出口截止阀（13），启动给水泵（63）将除氧器（62）中的凝结水流经3号高加（66）、2号高加（68）、1号高加（70）、汽液两相热交换器给水入口管（16）进入汽液两相热交换器（1）水侧进水端，并从汽液两相热交换器（1）水侧出水端经过汽液两相热交换器给水出口管（12）、进锅炉给水管（20）进入锅炉（21），当锅炉（21）水位达到预设值后点火。
3.根据权利要求1所述的一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括：设置汽轮机高压旁路阀及其减温装置（26）自动控制，自动控制的目标为保持主汽管（25）内的蒸汽压力在锅炉起炉压力值Pq；当主汽管（25）内的蒸汽压力低于锅炉起炉压力值Pq时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置（26）关闭，当主汽管（25）内的蒸汽压力高于锅炉起炉压力值Pq时，汽轮机高压旁路阀及其减温装置（26）开启。
4.根据权利要求1所述的一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括：还包括设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置（91）自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管（22）内的蒸汽压力在Ps1±0.05，根据供热蒸汽参数压力Pg确定，取Ps1=Pg；
当二次加热主汽管（22）内的蒸汽压力达到Ps1±0.05时，全开2号高加抽汽截止阀（75），开启2号高加抽汽调节阀（74）使汽轮机低压旁路（90）内的蒸汽通过二次加热热段抽汽管（35）、抽汽汇流管（15）、2号高加抽汽汽管（76）进入2号高加（68），对流经2号高加（68）的给水进行加热，实现热能回收利用；且减少通过汽轮机低压旁路阀及其减温装置（91）流入凝汽器（92）的过热蒸汽量，达到降低能量损失并减小凝汽器的热负荷。
5.根据权利要求1所述的一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，其特征在于：所述步骤S3中还包括：设置汽轮机低压旁路阀及其减温装置（91）自动控制，自动控制的目标为保持二次加热主汽管（22）内的蒸汽压力在Ps2±0.05，Ps2由机组中压缸启动压力参数确定。
6.根据权利要求1所述的一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，其特征在于：所述步骤S3中还包括：当次加热主汽管（22）内蒸汽的压力和温度分别达到汽轮发电机组的启动压力、启动温度时，开启相应阀门将二次加热主汽管（22）的蒸汽进入中压缸（52）冲转汽轮机，达到额定转速后并网发电。
7.根据权利要求1所述的一种二次加热的汽轮发电机组抽汽供热调控方法，其特征在于：所述步骤S1还包括：将汽液两相热交换器（1）的底部通过汽液两相热交换器疏水管（60）与除氧器（62）连接，在汽液两相热交换器（1）的底部设置汽液两相热交换器液位测量装置（79）；
汽液两相热交换器（1）投运后，当汽液两相热交换器液位测量装置（79）发出液位报警信号时，通过汽液两相热交换器疏水管（60）将汽液两相热交换器（1）内凝结的水排至除氧器（62）回收利用。
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