光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法

本发明涉及光热电站蒸汽发生系统的，更具体地说，涉及光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法。

背景技术：

1、当前中国已建成的太阳能光热电站，大多数机组所使用的储热介质有导热油和熔融盐，并且作为加热做功工质(水/蒸汽)的“燃料”，水/蒸汽被盐加热产生高温高压蒸汽的过程发生在蒸汽发生系统中。太阳能光热发电站中的蒸汽发生器系统包括一个预热器、一个蒸发器和一个过热器，有些高参数机组还包含一个再热器。给水在预热器中被熔盐加热后，成为具有一定过冷度的过冷水，随后过冷水送入蒸发器内被熔盐加热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽被送入过热器中被熔盐加热成为过热蒸汽，过热器出口的高温高压蒸汽被送入汽轮机高压缸做功，做功后的高压缸排汽进入再热器被熔盐加热升温。在产生蒸汽的过程中，加热工质依次流过过热器和再热器，随后混合后进入蒸发器，最后进入预热器。加热工质和水/蒸汽这几个换热器中进行对流换热，与传统火电机组的锅炉相比，省去了燃料燃烧的过程，因此换热过程比较简单。简单的换热过程使得光热机组在负荷调节，甚至参与快速调峰过程中具有明显优势，调峰调频速率较快。因此，开发光热电站的负荷调节能力，推广光热发电技术，对提高电网新能源消纳能力、提高新能源基地电力输出品质大有裨益。

2、由于光热电站的蒸汽发生系统换热流程简单，在负荷调节过程中通过改变加热工质流量和给水流量来调节。根据不同的控制方案主要有两种调节方法，一是熔盐流量跟随水量进行调节，另一个是给水流量跟随熔盐流量进行调节。不管用哪种调节方案，熔盐依次流过蒸汽发生系统中的三四个换热器，流量和进入蒸汽发生系统的温度不发生变化。因此在机组变负荷过程中，加热工质和蒸汽出口温度主要取决于换热器换热性能。

3、经以上分析可知，在负荷调节过程中及不同运行负荷下，过热器和再热器出口蒸汽温度和预热器出口给水过冷度、加热工质出口温度会发生变化。由于当前热力系统大多采用滑压运行模式，机组运行压力随着负荷变化而变化，不同运行压力下，蒸汽的潜热会发生变化。

4、综合考虑换热器的性能、机组的运行模式及水蒸气的物性可知，在负荷调节过程中及不同运行负荷下，蒸汽发生系统的4(或3)个换热器的热负荷分配会发生变化。而不同负荷下，4(或3)个换热器的热负荷发生变化，会加剧蒸汽发生系统出口的蒸汽温度和熔盐温度偏离设计值。此外，受保温条件、气象条件、泄露等因素的影响，加热流体储罐内工质温度会发生变化，直接影响蒸汽发生系统内产汽质量。蒸汽发生系统出口蒸汽温度偏离设计值会影响汽轮机热应力，影响汽轮机安全运行且缩减其服役寿命；保证预热器出口给水有一定过冷度是机组安全运行的重要保障；蒸汽发生系统各个换热器间热负荷分配直接影响预热器出口给水过冷度、加热工质出口温度和系统出口蒸汽温度。

5、当前工艺流程以及控制策略中缺少对蒸汽发生系统出口蒸汽温度、多个换热器之间热负荷分配、预热器出口给水的过冷度以及加热工质出口温度的调节方法。基于上述问题，我们提供了光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法。

6、本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本发明背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法。

2、本发明提供的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法采用如下的技术方案：

3、光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，包括以下方法：

4、预热器出口给水过冷度调节方法；

5、过热蒸汽温度调节方法；

6、过热和再热蒸汽温度调节方法；

7、热负荷分配方法。

8、优选的，所述预热器出口给水过冷度调节方法，包括以下步骤：

9、在预热器入口和出口之间设置旁路及旁路调节阀；预热器出口给水过冷度发生变化时，以监测到的预热器出口水温与当前压力下给水饱和温度差值作为反馈信号，与设定值进行对比，通过控制器调整预热器旁路阀门开度来调整旁路流量，保证预热器出口给水过冷度高于5℃；在调整过冷度的同时，预热器出口熔盐出口温度也得到了调节。

10、优选的，所述过热蒸汽温度调节方法，包括以下步骤：

11、在过热器入口和出口之间设置旁路及旁路调节阀；当过热器出口蒸汽温度偏离标定值时，对于没有再热器的蒸汽发生系统，以监测到的过热器出口蒸汽温度作为反馈信号，以加热工质入口温度为前馈信号，与设定值进行对比，通过控制器调整过热器旁路阀门开度来调整旁路加热工质的流量，保证过热器出口蒸汽温度在标定值±10℃范围内。

12、优选的，所述过热和再热蒸汽温度调节方法，包括以下步骤：

13、在过热器入口和出口之间设置旁路及旁路调节阀，再热器入口管道上设置调节阀；当过热器和再热器出口蒸汽温度偏离标定值时，对于有再热器的蒸汽发生系统，以监测到的过热器出口蒸汽温度作为反馈信号，以加热工质入口温度为前馈信号，通过控制器调整过热器旁路阀门开度来调整旁路加热工质的流量，控制过热蒸汽温度在标定值±10℃范围内；以监测到的再热器出口蒸汽温度作为反馈信号，以加热工质入口温度为前馈信号，通过控制器来调整阀门开度调节进入再热器加热工质流量，来控制过热蒸汽温度在标定值±10℃范围内；由于过热器旁路阀门和再热器阀门调节开度过程中会相互影响，以两个阀门开度作为彼此的前馈信号，以消除两个阀门动作造成的互相影响。

14、优选的，所述热负荷分配方法；在过热蒸汽、再热蒸汽温度和过冷度调节的共同作用下，可以实现两种蒸汽发生系统中各个换热器内热负荷分配的调整；此外，在过冷度许可范围内，适当调整过冷度目标值，通过调节预热器熔盐旁路熔盐流量的大小来调节过冷度，对各个换热器内的热负荷进行再次调节，此外，在过冷度许可范围内，适当调整过冷度目标值，通过调节预热器熔盐旁路熔盐流量的大小来调节过冷度，对各个换热器内的热负荷进行再次调节。

15、综上所述，本发明包括以下有益技术效果：

16、1、通过本发明的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，可以调整过热器和再热器出口蒸汽温度，控制在许可范围内，保障光热电站安全平稳运行。

17、2、通过本发明的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，可以调整预热器出口给水过冷度，控制在许可范围内，保障蒸汽发生系统中蒸发受热面不超温，避免由于给水在预热器内提前蒸发产生汽堵，影响水动力。

18、3、通过本发明的光热电站蒸汽发生系统汽水温度及热负荷分配方法，可以调节蒸汽发生系统内各个换热器内的热负荷分配，使得各个换热器的运行温度变化较小，受热面承受热应力小，保护受热面。

技术特征：

1.光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，其特征在于，包括以下方法：

2.根据权利要求1所述的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，其特征在于，所述预热器出口给水过冷度调节方法，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，其特征在于，所述过热蒸汽温度调节方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，其特征在于，所述过热和再热蒸汽温度调节方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，其特征在于，所述热负荷分配方法；在过热蒸汽、再热蒸汽温度和过冷度调节的共同作用下，可以实现两种蒸汽发生系统中各个换热器内热负荷分配的调整；此外，在过冷度许可范围内，适当调整过冷度目标值，通过调节预热器熔盐旁路熔盐流量的大小来调节过冷度，对各个换热器内的热负荷进行再次调节，此外，在过冷度许可范围内，适当调整过冷度目标值，通过调节预热器熔盐旁路熔盐流量的大小来调节过冷度，对各个换热器内的热负荷进行再次调节。

技术总结本发明公开了光热电站蒸汽发生系统汽水温度调节及热负荷分配方法，涉及光热电站蒸汽发生系统的技术领域，其包括以下方法：预热器出口给水过冷度调节方法；过热蒸汽温度调节方法；过热和再热蒸汽温度调节方法，热负荷分配方法，通过本发明的光热电站蒸汽发生系统汽水温度及热负荷分配方法，可以调整过热器和再热器出口蒸汽温度，控制在许可范围内，保障光热电站安全平稳运行；可以调整预热器出口给水过冷度，控制在许可范围内，保障蒸汽发生系统中蒸发受热面不超温，避免由于给水在预热器内提前蒸发产生汽堵影响水动力；可以调节蒸汽发生系统内各个换热器内的热负荷分配，使得各个换热器的运行温度变化较小，承受热应力小，保护受热面。技术研发人员：张强,任云秀,于加,贾涛受保护的技术使用者：扬州大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29