[发明专利]一种基于热源端和热网综合调节的热电解耦改造及运行方法

摘要

本发明提供一种基于热源端和热网综合调节的热电解耦改造及运行方法，该技术利用高低压旁路、低压缸脱缸运行、电锅炉、热网管网储热实现热电解耦。为了保证低负荷下机组的供热能力，在原有抽汽供热方式的基础上通过低压缸脱缸运行改造，增加机组的供热能力；同时通过首站和二次站的联合调节，利用一次管网在较高负荷时储热以补充低负荷时供热能力的不足；通过低压缸脱缸运行及一次管网储热，基本可以解决整个供热期期间低负荷下的供热量的问题。辅以电锅炉改造，防止极端天气期以及机组长时间低负荷运行管网导致蓄热功能失效时，通过电锅炉做为热负荷的调峰；同时对高低压旁路进行改造作为供热的备用手段，进一步提高机组低负荷下供热的可靠性。

主权项

一种基于热源端和热网综合调节的热电解耦改造及运行方法；其中，系统配置主要包括锅炉(101)，汽轮机，凝汽器(105)，发电机(106)，水环真空泵(107)，升压器(108)，电锅炉(109)，前置抽真空设备(110)，热网加热器(111)，高压旁路减温减压器(112)，低压旁路减温减压器(113)，热用户一板式换热器(114)，热用户二板式换热器(115)，热用户三板式换热器(116)，热用户一(117)，热用户二(118)，热用户三(119)，锅炉给水(201)，主蒸汽(202)，高压旁路减温水(203)，低压旁路减温水(204)，热网加热器疏水(205)，低压缸减温水(206)，高压旁路截止阀(301)，高压旁路减温水截止阀(302)，供热调节蝶阀(303)，低压缸进汽隔离阀(304)，低压缸减温水调节阀(305)，低压旁路截止阀(306)，热网抽汽调节阀(307)，低压旁路至热网加热器调节阀(308)，前置抽真空设备旁路截止阀(309)，电锅炉热网循环水进水门(310)，电锅炉热网循环水出水门(311)，电锅炉热网循环水旁路门(312)，热用户一二次网旁路门(313)，热用户二二次网旁路门(314)，热用户三二次网旁路门(315)；以及连接上述设备的阀门及管件；其中汽轮机由汽轮机高压缸(102)，汽轮机中压缸(103)，汽轮机低压缸(104)组成，汽轮机与锅炉(101)，发电机(106)为电厂三大主机，锅炉给水(201)进入锅炉(101)被加热汽化为主蒸汽(202)进入汽轮机高压缸(102)，做功后进入锅炉(101)再热器再热后依次进入汽轮机中压缸(103)，汽轮机低压缸(104)做功，汽轮机带动发电机(106)转动发电；汽轮机低压缸(104)排汽进入凝汽器(105)冷却凝结，水环真空泵(107)完成凝汽器(105)不凝结气体的抽取；发电机(106)产生的电能至升压器(108)升压后供出，汽轮机中压缸(103)排汽抽汽至热网加热器(111)加热热网循环水，热网循环水至热用户一板式换热器(114)，热用户二板式换热器(115)，热用户三板式换热器(116)进行换热，将热供至热用户一(117)，热用户二(118)，热用户三(119)，前置抽真空设备(110)、前置抽真空设备旁路截止阀(309)安装在水环真空泵(107)前，提高凝汽器(105)真空，低压缸进汽隔离阀(304)安装在汽轮机中压缸(103)与汽轮机低压缸(104)的连接管道上，低压缸进汽隔离阀(304)在供热调节蝶阀(303)之后；电锅炉(109)接入热网循环水管路中，与热网加热器(111)串联，电锅炉热网循环水进水门(310)，电锅炉热网循环水出水门(311)接在电锅炉前后，起热网循环水至电锅炉截止作用，电锅炉热网循环水旁路门(312)可对电锅炉进行旁路；高压旁路减温减压器(112)接在汽轮机主蒸汽至高压缸排汽管道之间，高压旁路截止阀(301)，高压旁路减温水截止阀(302)为高压旁路减温减压器(112)配套阀门，低压旁路减温减压器(113)设置在再热热段管道至凝汽器管道上，低压缸进汽隔离阀(304)，低压缸减温水调节阀(305)，低压旁路截止阀(306)为低压旁路减温减压器(113)配套阀门；其中改造及运行模式如下：(1)、低压缸脱缸运行改造，增加机组的供热能力；低压缸脱缸运行改造方案：新增前置抽真空设备(110)，低压缸进汽隔离阀(304)，低压缸减温水调节阀(305)，前置抽真空设备旁路截止阀(309)；进行脱缸运行时，首先关闭系统原有供热调节蝶阀(303)，然后关闭低压缸进汽隔离阀(304)，关闭前置抽真空设备旁路截止阀(309)，启动前置抽真空设备(110)，保证汽轮机低压缸(104)不进汽，同时汽轮机低压缸(104)和凝汽器(105)处于高真空的运行状态，机组背压接近1.5kPa左右运行，观察低压缸转子温度趋势，适当投入低压缸减温水调节阀(305)对低压缸喷水减温，保持低压转子不超温，则实现低压缸脱缸运行；(2)、一次管网储热，通过热网首站和热网二次站的联合调节，热网首站由热网加热器(111)，一次热网循环水泵以及相应阀门及管道组成，设置在电厂侧利用电厂汽轮机抽汽加热热网循环水；热网二次站一般由板式换热器，二次热网循环水泵以及相应阀门及管道组成，设置在热用户侧，将一次热网热量换热至二次热网，将热送至热用户；热用户一板式换热器(114)，热用户二板式换热器(115)，热用户三板式换热器(116)即为热网二次站板式换热器；利用一次管网在较高负荷时储热以补充低负荷时供热能力的不足；具体实施方案如下：机组电负荷较高而相应热负荷较低时，利用现有一次管网配合热用户侧二次管网上相关设备进行调节，在不增加热用户热负荷的前提下提高一次网循环水温度；在机组电负荷较低而热负荷又较高的时候，利用一次管网储热提高二次管网侧温度，从而实现提高热负荷；利用现有设备一次网储热时，增加热网抽汽调节阀(307)开度，增加进入热网加热器(111)抽汽量，提高一次管网热网循环水温度，同时相应调整热用户一二次网旁路门(313)，热用户二二次网旁路门(314)，热用户三二次网旁路门(315)开度，在二次测循环水温度提高的情况下不增加各热用户热负荷；实现管网储热；(3)、增设电锅炉，防止极端天气期以及机组长时间低负荷运行管网导致蓄热功能失效时，通过电锅炉做为热负荷的调峰；具体实施方案如下：增设电锅炉(109)，电锅炉热网循环水进水门(310)，电锅炉热网循环水出水门(311)，电锅炉热网循环水旁路门(312)，在极端天气时以及机组长时间低负荷运行管网导致储热功能失效时，通过电锅炉做为热负荷的调峰；电锅炉采用高压电极锅炉，可直接由发电机的出线供电、或增加高厂变高压供电，配电系统相对简单；需要电锅炉调峰供热时，开启电锅炉热网循环水进水门(310)，电锅炉热网循环水出水门(311)，关闭电锅炉热网循环水旁路门(312)，热网循环水进入电锅炉后被加热至热用户需求温度后供出；(4)、高低压旁路改造，对高、低压旁路进行改造作为供热的备用手段，进一步提高机组低负荷下供热的可靠性；具体方案：高压旁路，在主蒸汽(202)管道至汽轮机高压缸(102)排汽管道之间增加一旁路，并增设高压旁路截止阀(301)、高压旁路减温减压器(112)、高压旁路减温水截止阀(302)、高压旁路减温水(203)；低压旁路，在汽轮机中压缸(103)进汽管道与凝汽器(105)之间增设一旁路，并增设低压旁路截止阀(306)、低压旁路减温减压器(113)、低压旁路减温水(204)、低压旁路至热网加热器调节阀(308)，在事故及其他技术方式失效时，为保证供热安全，开启高压旁路截止阀(301)及高压旁路减温减压器(112)将主蒸汽减温减压后引至高压缸排汽至再热器后，同时开启低压旁路截止阀(306)及低压旁路减温减压器(113)，适当调整低压旁路至热网加热器调节阀(308)开度将减温减压后的再热蒸汽引至热网加热器(111)辅助供热，保证机组低负荷下供热负荷。