[發明專利]一種可利用小機乏汽余熱的供熱控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202011553410.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112610294A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 劉平升;張忠華;楊志佳;王峰;林旭宏;賀志;范建庫
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司營口電廠
• 主分類號: F01K17/02
• 分類號: F01K17/02;F01K13/02;F01K13/00;F01D15/10;F24D3/02;F24D3/18
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 康震

本發明涉及一種可利用小機乏汽余熱的供熱控制系統及其控制方法，包括：低壓缸進汽蝶閥，裝設于排汽管道上，排汽管道上連接有供熱抽汽管道；供熱蝶閥，裝設于供熱抽汽管道上；加熱器進汽蝶閥，裝設于供熱抽汽管道上，熱網加熱器的供水端通過供水管道與供熱管網的進水端連接；驅動蒸汽調節閥，裝設于驅動蒸汽管道上；吸收式熱泵的吸汽端通過吸汽管道與小汽輪機連接，吸收式熱泵的凝水輸出端連接有凝水管道；DCS控制器，包括排汽壓力控制單元、供水溫度控制單元、凝水溫度控制單元和供熱壓力控制單元。所述控制系統保證中壓缸、低壓缸之間軸向推力的平衡，使機組軸向位移在安全范圍內，使利用中壓缸抽汽作為動力的汽動給水泵供汽壓力不偏離設計值。

技術領域

本發明屬于小汽輪機乏汽利用技術領域，具體涉及一種可利用小機乏汽余熱的供熱控制系統及其控制方法，適用于凝汽式汽輪機進行了中壓缸排汽導汽管打孔抽汽供熱改造的機組，同時適用于安裝有小機乏汽余熱回收利用系統(吸收式熱泵)的汽輪機組。

背景技術

隨著城市集中供熱的推廣，大部分純凝火力發電機組均進行了供熱改造，其中除少部分機組采用了背壓式改造外，90％以上的改造均采用中壓缸排汽導汽管打孔抽汽的方式供熱。此種供熱抽汽的形式為：在中壓缸與低壓缸之間排汽管道上打孔抽汽，在供熱抽汽管道上安裝供熱蝶閥，并在排汽進入低壓缸前安裝低壓缸進汽蝶閥，通過這兩個蝶閥(供熱蝶閥和低壓缸進汽蝶閥)共同控制供熱量的大小。

這兩個蝶閥的開度大小不但影響著供熱量的多少，同時也對機組發電能力及安全性產生很大影響，如果調整不好容易出現中壓缸末兩級葉片超負荷、中壓缸葉片超溫、汽動給水泵出力不足、機組軸向推力不平衡等一系列問題。

目前中壓缸排汽管道上打孔抽汽供熱的汽輪機組，這兩個蝶閥都采用手動控制的方式，由值班人員根據經驗和機組負荷、供熱量的大小手動調節，嚴重影響機組自動化控制水平，同時由于人員操作水平不均衡，容易出現誤操作等問題，輕者影響機組運行效率，重者影響機組安全運行。

隨著新能源發電逐年增加，火力發電機組深度調峰頻次和深度逐漸加大，更凸顯出供熱蝶閥和低壓缸進汽蝶閥自動控制的重要性。

另外，部分電廠在供熱改造的同時，為提高機組供熱效益，充分利用電廠余熱，進行了小機(小汽輪機)乏汽熱量回收改造，將原本進入凝汽器的小機乏汽引入吸收式熱泵，利用吸收式熱泵吸收小機乏汽汽化潛熱，加熱熱網循環水，通過改造能夠大幅提高供熱效率，使原本被浪費的小機乏汽余熱被重新利用。

吸收式熱泵的動力驅動蒸汽同樣采用中壓缸排汽，供熱抽汽管道上安裝在供熱蝶閥后，隨著電廠負荷調峰幅度增大，驅動蒸汽壓力與小機乏汽量變化很大。

原設計的吸收式熱泵控制方式均是建立在驅動蒸汽壓力與小機乏汽熱量基本穩定的基礎上的，把熱網循環水出水溫度作為被調量，這種設計方式已經很難滿足現場實際要求，如果不采用新的控制方式，將嚴重影響汽動給水泵的出力，造成小機排汽壓力不穩，同時對吸收式熱泵本身也帶來嚴重影響，出現冷劑溫度過低或無法全部吸收小機乏汽熱量等問題。

中壓缸排汽管抽汽在經過供熱蝶閥后，分別進入熱網加熱器與吸收式熱泵，而實際運行中，熱網加熱器凝結能力較強，導致抽汽全部進入熱網加熱器，造成吸收式熱泵驅動蒸汽壓力不足，無法完全吸收小機乏汽熱量。

如果電廠同時采用了中壓缸排汽打孔抽汽供熱改造與小機乏汽余熱回收改造，如何自動協調控制既能保證熱網循環水供水溫度穩定，又能保證機組運行安全，是一個急需解決的問題，此問題同時制約著供熱機組智能控制的發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可利用小機乏汽余熱的供熱控制系統及其控制方法，以解決現有供熱系統控制不穩定的問題。

為實現上述目的，本發明所提供的一種可利用小機乏汽余熱的供熱控制系統及其控制方法，保證中壓缸、低壓缸之間軸向推力的平衡，使機組軸向位移在安全范圍內，使利用中壓缸某一級抽汽作為動力的汽動給水泵供汽壓力不偏離設計值。