一种双汽轮发电机组供热系统及运行控制方法与流程

本发明涉及供热与发电及其控制分析，尤其涉及一种双汽轮发电机组供热系统及运行控制方法。

背景技术：

1、现今，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，各发电公司开展了将纯凝汽式汽轮机发电机组供热改造。用于取代锅炉的机组其对外供热蒸汽参数高、流量大，一些机组采取从中压缸进汽管抽汽供热，并通过调节中压缸进汽调节阀的开度大小来提升机组供热蒸汽压力与流量，同时发电企业为了提升机组保障供热与发电的灵活性，普遍采用双机供热模式。然而，由于采用调节中压缸进汽调节阀的开度的方式来提升机组供热蒸汽压力与流量的模式，存在汽轮机中压缸进汽调节阀的开度关小时，增加了阀门的节流损失，导致中压缸效率显著降低的问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述的由于采用调节中压缸进汽调节阀的开度的方式来提升机组供热蒸汽压力与流量的模式，存在汽轮机中压缸进汽调节阀的开度关小时，增加了阀门的节流损失，导致中压缸效率显著降低的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明目的是提供一种双汽轮发电机组供热系统及运行控制方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种双汽轮发电机组供热系统，包括，供汽模块，其包括供汽联箱，所述供汽联箱设置有第一进汽端和第二进汽端；供热模块，其包括主蒸汽单元、再热蒸汽单元、抽汽单元、供电单元及连接管道，所述主蒸汽单元、再热蒸汽单元、抽汽单元及供电单元之间通过连接管道连接，且所述连接管道的输出端与供汽联箱的第一进汽端相连，所述连接管道沿蒸汽流路依次设置有第一主蒸汽管道、第一再热蒸汽管道、第一中低压缸联通管道及第一中压缸进汽管抽汽管道；以及数据采集与控制模块，所述数据采集与控制模块与供热模块电性连接。

5、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的一种优选方案，其中：所述主蒸汽单元包括第一锅炉装置及第一汽轮机高压缸，所述第一锅炉装置包括第一锅炉再热器及第一锅炉过热器，所述第一锅炉过热器通过第一主蒸汽管道与第一汽轮机高压缸的进汽端连通；

6、所述主蒸汽单元还包括第一主汽管蒸汽压力测量装置、第一主汽管蒸汽温度测量装置、第一主汽阀、第一汽轮机高压调阀，所述第一主汽管蒸汽压力测量装置、第一主汽管蒸汽温度测量装置、第一主汽阀、第一汽轮机高压调阀沿蒸汽流路依次设置在第一主蒸汽管道上。

7、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的一种优选方案，其中：所述再热蒸汽单元包括第一汽轮机中压缸及第一汽轮机低压缸，所述第一汽轮机中压缸通过第一再热蒸汽管道与第一锅炉装置的第一锅炉再热器连接，所述第一汽轮机中压缸与第一汽轮机低压缸通过第一中低压缸联通管道进行连通；

8、所述再热蒸汽单元还包括第一再热蒸汽管蒸汽压力测量装置、第一再热蒸汽管蒸汽温度测量装置、第一汽轮机中压调阀、第一中压缸排汽管蒸汽温度测量装置及第一中压缸排汽管蒸汽压力测量装置，所述第一再热蒸汽管蒸汽压力测量装置、第一再热蒸汽管蒸汽温度测量装置、第一汽轮机中压调阀沿蒸汽流路依次设置在第一再热蒸汽管道上；

9、所述第一中压缸排汽管蒸汽温度测量装置、第一中压缸排汽管蒸汽压力测量装置沿蒸汽流路依次设置在第一中低压缸联通管道上。

10、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的一种优选方案，其中：所述抽汽单元包括第一中压缸进汽管抽汽压力测量装置、第一中压缸进汽管抽汽温度测量装置、第一中压缸进汽管抽汽流量节流孔板、第一中压缸进汽管抽汽流量测试仪、第一供汽调节阀，抽汽单元通过第一中压缸进汽管抽汽管道与再热蒸汽单元连通，所述第一中压缸进汽管抽汽压力测量装置、第一中压缸进汽管抽汽温度测量装置、第一中压缸进汽管抽汽流量节流孔板、第一中压缸进汽管抽汽流量测试仪、第一供汽调节阀沿蒸汽流路依次设置在第一中压缸进汽管抽汽管道上。

11、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的一种优选方案，其中：所述供电单元包括第一发电装置转子及第一发电装置定子，所述第一发电装置转子与第一汽轮机高压缸、第一汽轮机中压缸和第一汽轮机低压缸内的转子同轴，第一发电装置定子因第一发电装置转子转动时产生的旋转磁场而向外输送电能。

12、所述供电单元还包括第一电流转换器、第一电压转换器及第一发电装置电功率测试仪，所述第一电流转换器将第一发电装置定子输出的大电流转换为0-5a的小电流后输送至第一发电装置电功率测试仪，所述第一电压转换器将第一发电装置定子输出的高电压转换为0-100v低电压后输送至第一发电装置电功率测试仪。

13、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的一种优选方案，其中：还包括并行供热模块，所述并行供热模块与供热模块结构相同，包括并行主蒸汽单元、并行再热蒸汽单元、并行抽汽单元、并行供电单元及并行连接管道，所述并行主蒸汽单元、并行再热蒸汽单元、并行抽汽单元及并行供电单元之间通过并行连接管道连接，且所述并行连接管道的输出端与供汽联箱的第二进汽端相连。

14、为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种双汽轮发电机组供热系统的运行控制方法：

15、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的一种优选方案，其中：

16、测试压缸效率变化对供热模块及并行供热模块出力的影响；

17、控制供热模块及并行供热模块抽汽供汽；

18、其中，所述测试压缸效率变化对供热模块及并行供热模块出力的影响包括对供热模块进行中压缸效率变化的测试及对并行供热模块进行中压缸效率变化的测试。

19、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的运行控制方法的一种优选方案，其中：对供热模块中压缸效率变化的测试包括如下步骤：

20、通过测量装置获取供热模块中各管道的蒸汽压力、温度及流量参数；

21、通过计算得出测量获取的管道蒸汽压力和温度的算术平均数据；

22、通过iapwif97水和水蒸汽计算公式计算获得蒸汽的焓值和熵值，中压缸效率通过蒸汽的焓值和熵值的比例关系来实现的，具体实现公式如下：

23、ηz1＝100×(hzj1-hzp1)/(hzj1-hzr1)

24、其中，ηz1表示第一汽轮机中压缸效率，hzj1表示第一再热蒸汽管蒸汽焓值，hzp1表示第一中压缸排汽管蒸汽焓值，hzr1表示第一中压缸排汽管蒸汽焓值；

25、通过供电单元功率与抽汽流量关系，绘制趋势图，由趋势图得出供电单元功率与抽汽流量不能保持线性关系，出现曲线分界点qab1，得出供电单元204功率损失，具体实现公式如下：

26、

27、其中，we1a表示分界点qab1前的试验点拟合的直线关系函数值，we1b表示分界点qab1后的试验点拟合的曲线关系函数值，q1表示供热模块抽汽流量，抽汽流量q1对应的第一汽轮机中压缸效率ηz1，δwe1表示供电单元功率损失，f(ηz1)表示供电单元功率损失与第一汽轮机中压缸202a效率ηz1各试验点拟合的直线关系函数，we1a的常数项a1、b1为分界点qab1前的各试验点拟合的直线关系函数计算值，we1b的常数项c1、d1、e1为分界点qab1后的各试验点拟合的曲线关系函数计算值。

28、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的运行控制方法的一种优选方案，其中：对并行供热模块中压缸效率变化采用与供热模块同样的方法进行测试，得出并行供电单元功率损失，具体实现公式如下：

29、

30、其中，we2a表示分界点qab2前的试验点拟合的直线关系函数值，we2b表示分界点qab2后的试验点拟合的曲线关系函数值，q2表示并行供热模块抽汽流量，抽汽流量q2对应的第二汽轮机中压缸效率ηz2，δwe2表示并行供电单元功率损失，f(ηz2)表示并行供电单元功率损失与第二汽轮机中压缸效率ηz2各试验点拟合的直线关系函数，we2a的常数项a2、b2为分界点qab2前的各试验点拟合的直线关系函数计算值，we2b的常数项c2、d2、e2为分界点qab2后的各试验点拟合的曲线关系函数计算值。

31、作为本发明所述双汽轮发电机组供热系统的运行控制方法的一种优选方案，其中：所述控制供热模块及并行供热模块抽汽供汽，根据供电单元功率损失及并行供电单元功率损失的计算及试验点拟合趋势图，调节供气阀门开度，使双汽轮发电机组供热系统在供电单元功率损失及并行供电单元功率损失能够在最小的情况下进行供热。

32、本发明的有益效果：通过采用调节中压缸进汽调节阀开度的方式来提升机组供热蒸汽压力与流量模式的双机运行优化控制；通过试验及其数据分析确定中压缸效率与供电单元损失之间的对应关系，从而保障在不同对外供汽流量下实现两台机组中压缸运行在最佳效率工况，从而减少因中压缸调阀节流引起的综合效率降低，减少电煤损耗，防止运行操作盲目操作，实现热电联产电企业实现节能增效创收的效果，从而推进两台及以上凝汽式汽轮发电机组同时进行抽汽供热改造，取消小型锅炉，减少环境污染，提高能源综合利用效率；通过双机组联合发电供热模型，可以在保障供热流量的情况下提高机组参与电网调峰容量，实现大型供热机组低能耗参与电网峰谷调节，从而大规模消纳水、风、光、核等清洁能源。