[發明專利]采用匹配抽汽外供技術的供熱機組最佳運行方式確定方法

有效

• 申請號: 202110632497.9
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113325713B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 呂凱;馬汀山;居文平;程東濤;謝天;王妍;楊榮祖;石慧;薛朝囡;鄧佳;張建元;許朋江
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;F24D19/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種采用匹配抽汽外供技術的供熱機組最佳運行方式確定方法，采用現場運行數據，以定供汽負荷和供電負荷條件下的煤電機組總標煤消耗量最低為尋優目標函數，采用單變量對比法，依次調整機組中排處蒸汽壓力和熱再蒸汽壓力，將機組供熱和供電條件下的總標煤消耗量與基準工況比較，若大于，則原基準工況仍作為基準工況；若小于，將該參數對應運行工況作為新的對比基準工況，繼續調整機組中排處蒸汽壓力和熱再蒸汽壓力，進行下一次迭代尋優。本發明在滿足電網電負荷和用汽單位熱負荷調度的前提下以總標煤消耗量最低為目標函數，在線獲得匹配抽汽外供機組在不同供熱汽荷和供電負荷等邊界條件下的中排處蒸汽壓力和熱再蒸汽壓力的最佳控制值。

技術領域

本發明屬于節能降耗領域，涉及一種采用匹配抽汽外供技術的供熱機組最佳運行方式確定方法。

背景技術

目前電力能源主體由火力發電逐漸向以風光等可再生能源轉變，現有火電的功能由現階段電源、電量主體，逐漸轉型為向全社會提供有價值的服務主體：1)向電網提供靈活性電源，參與電網調峰、調頻服務，實現新能源電力高比例消納的同時，起到重要的托底保供作用；2)向社會提供低成本、穩定的供電、供熱服務；3)城市污泥、固廢、生物質的耦合消納。

以高參數、大容量的熱電聯產+供熱管網的集中供熱，替代分散布置、污染重、能耗高的燃煤燃油供熱鍋爐房，是滿足大中型城市清潔低碳、穩定可靠、低成本用熱需求的重要途徑，近年來發展迅猛。集中用冷、工業蒸汽、高壓空氣等多種形式的用能需求也有快速增長。

目前，燃煤發電機組絕大部分都是以純凝模式設計建設，為滿足城市居民采暖需求，或大型企業或工業園區工業供汽需求，針對性設計建設了少量熱電聯產機組。日益增長的用熱需求，主要靠存量煤電機組技術改造來實現。

居民采暖和工業供汽，統稱為集中供熱。前者以水為熱載體，將煤電機組低品質熱量傳遞給用戶，煤電機組汽水熱力循環和用熱方無質量交換；后者以某種壓力和溫度等級的蒸汽用于企業生產工藝中，蒸汽凝結水多不回收，為維持煤電機組汽水質量平衡，需在凝汽器補入等外供蒸汽量的除鹽水。

居民采暖和工業供汽，其熱量的最終根源都是煤電機組汽水熱力循環某處抽汽。但燃煤發電機組通過技術改造對外抽汽外供，典型汽源點有鍋爐過熱器出口、鍋爐再熱器入口及出口、中壓缸排汽口、低壓缸排汽口、以及汽輪機各級回熱抽汽口等，其抽汽參數在壓力及溫度的分布上呈離散分布特點，在電網靈活性調峰大背景下煤電機組寬負荷運行，一定程度上加劇了這種離散特性。不可避免將造成熱源供給側和用戶需求側的壓力、溫度不匹配現象，造成較為明顯的高品低用及能量浪費問題。

匹配抽汽技術可較好的解決這一問題，在工業供汽領域有著大量的應用。該類設備稱之為壓力匹配器、熱壓機、蒸汽噴射泵等。其技術是利用高壓蒸汽(驅動蒸汽)通過噴嘴噴射產生的高速汽流，將低壓蒸汽吸入，使其壓力和溫度提高，而高壓蒸汽的壓力和溫度降低，從而提升低壓蒸汽的參數，尤其適用于壓力需求介于主汽-高排之間、或熱再-中排之間的場景。附圖1給出了熱再蒸汽引射中排抽汽的供熱系統示意。

匹配引射裝置變工況運行的主要性能指標為引射比，定義為出口外供蒸汽流量和驅動蒸汽流量的比值，無量綱數，見式(1)。

其中，u是引射比，無量綱數；m_t、m_h、m_l分別是匹配引射裝置出口蒸汽流量、進入匹配引射裝置的驅動蒸汽流量和被引射蒸汽流量，t/h。

以常用電負荷點的驅動蒸汽壓力、被引射蒸汽壓力以及總出口流量等參數，進行匹配引射裝置設計。應用于煤電機組工業供汽場景的匹配引射裝置在實際運行中，引射比u受驅動蒸汽壓力和被引射蒸汽的壓力的影響而變化。相關研究表明，引射比u隨著驅動蒸汽壓力P_h升高而增加，隨著被驅動蒸汽壓力P_l升高而增加。