CN107762576B - 一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统及智能控制方法 - Google Patents

一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统及智能控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统及智能控制方法，包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、热网加热器、减温器、汽水分离器、分离水储箱、疏水箱和凝汽器。本发明设计合理，结构简单，性能可靠，可以根据汽轮机低压缸所需冷却蒸汽的压力和温度，有效的对冷却蒸汽先进行再冷却；再冷却后的冷却蒸汽，其温度更低，可以使得低压缸更好的得到冷却；本发明还实现了冷却蒸汽再降温过程的智能操作，精准的控制了进入汽轮机低压缸前的冷却蒸汽品质，从而保证了汽轮机低压缸的安全运行。

Description

一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统及智能控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统及智能控制方法。
背景技术
目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例。对于火力发电厂，汽轮机的乏汽通常是通过空冷或者水冷方式直接排放掉的，这就造成了巨大的冷端损失。例如300MW亚临界纯凝机组的能量利用率约为38％，其中冷端损失约占45％，采用抽汽供热后机组的能量利用率提升至60％，但是仍有20％的冷凝低温余热被排放掉，这部分热量由于品位低而难以直接利用。同时，由于电网为消纳新能源电力，对煤电机组火电灵活性的要求不断加强，煤电机组需实现超低负荷运行，才能满足电网的调峰需求，这给燃煤热电机组带来了极大的挑战。
目前，专利“汽轮机抽凝背系统及其调节方法(专利号201710193938.3)”，无需更换转子，即可实现低压缸不投入运行，该技术既可以最大程度的增加对外供热量，又可以高效益的实现机组低负荷发电。但是，若对冷却蒸汽先进行再冷却，再进入低压缸，则可以更好的冷却低压缸；然而再对冷却蒸汽进行再冷却时，因无有效的冷却蒸汽进汽系统及控制方法，常会导致冷却蒸汽湿度过大，从而对低压缸的运行安全造成很大隐患；如何能够采取有效措施来保证进入低压缸的冷却蒸汽湿度能够符合要求，当前在这方面上，还没有较好的技术措施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统及智能控制方法。
本发明提供的技术方案为：一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，其特征在于：包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、热网加热器、减温器、汽水分离器、分离水储箱、疏水箱和凝汽器；汽轮机中压缸和汽轮机低压缸之间连接有连通管，连通管上设置有第一LCV阀门；连通管和热网加热器之间连接有采暖抽汽管，采暖抽汽管的一端与热网加热器相连，汽轮机中压缸和第一LCV阀门之间的连通管与采暖抽汽管的另一端连接，采暖抽汽管上设置有快关调节阀；快关调节阀与连通管之间的采暖抽汽管上连接有冷却蒸汽管的蒸汽入口，冷却蒸汽管上沿蒸汽流动方向依次设置有第一截止阀、第一调节阀、减压阀、第一参数测量装置、第四截止阀、减温器、第五截止阀、第三参数测量装置、第八截止阀、汽水分离器、第九截止阀、第三调节阀和第五参数测量装置，第四截止阀安装于减温器的蒸汽进口，第五截止阀和第三参数测量装置安装于减温器的蒸汽出口，第八截止阀安装于汽水分离器的蒸汽进口，第九截止阀安装于汽水分离器的蒸汽出口；减温器的水侧进口连接有减温水管，减温水管上沿水流流动方向依次装有第二截止阀、第二调节阀和第二参数测量装置；汽水分离器的水侧出口与分离水储箱之间通过分离水管相连，分离水管上沿水流流动方向依次装有第十一截止阀和第四参数测量装置；冷却蒸汽管的蒸汽出口与凝汽器之间连接有第一蒸汽支管，第一蒸汽支管上装有第十二截止阀，冷却蒸汽管的蒸汽出口与汽轮机低压缸之间连接有第二蒸汽支管，第二蒸汽支管上装有第十三截止阀。
本发明所述减温器的蒸汽出口设置有蒸汽疏水点，蒸汽疏水点位于减温器和第五截止阀之间，蒸汽疏水点通过疏水管与疏水箱连接，疏水管上沿疏水流动方向依次装有第三截止阀和第六参数测量装置。
本发明所述第一参数测量装置、第二参数测量装置、第三参数测量装置和第五参数测量装置均用于测量压力、温度和质量流量，第四参数测量装置和第六参数测量装置均用于测量温度和质量流量。
本发明所述汽轮机低压缸在六段抽汽设置的温度测量点为第七温度测量仪，汽轮机低压缸在七段抽汽设置的温度测量点为第八温度测量仪，汽轮机低压缸在八段抽汽设置的温度测量点为第九温度测量仪，汽轮机低压缸在次末级级后设置的温度测量点为第十温度测量仪，汽轮机低压缸在末级级后设置的温度测量点为第十一温度测量仪，汽轮机低压缸在低压缸排汽口处设置的温度测量点为第十二温度测量仪。
本发明还包括第一蒸汽支管、第二蒸汽支管和第三蒸汽支管，第一蒸汽支管的蒸汽入口连通于第一参数测量装置和第四截止阀之间的冷却蒸汽管，第一蒸汽支管的蒸汽出口与第二蒸汽支管的一端连通，第二蒸汽支管的另一端连通于第三参数测量装置和第八截止阀之间的冷却蒸汽管；第一蒸汽支管的蒸汽出口与第三蒸汽支管的蒸汽入口相连，第三蒸汽支管的蒸汽出口连通于第九截止阀和第三调节阀之间的冷却蒸汽管；第一蒸汽支管上装有第六截止阀，第二蒸汽支管上装有第七截止阀、第三蒸汽支管上装有第十截止阀。
一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
当第一LCV阀门全关闭，汽轮机中压缸排出的蒸汽全部由采暖抽汽管对外供热时，用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制逻辑为：
S1操作：
界定蒸汽的初始参数，当蒸汽的工艺参数满足温度T≯T0且压力P≯P0，进行S2操作；蒸汽的初始温度为T0，蒸汽的初始压力为P0，蒸汽的实际温度为T，蒸汽的实际压力为P；
S2操作：
打开第一截止阀和第一调节阀，通过减压阀对蒸汽进行减压，并利用第一参数测量装置测得减压后的蒸汽的温度T1、压力P1、质量流量F1，保证压力P1≯P0；
查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T1和压力P1下的焓值h1(T1，P1)、压力P1对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000031
减压后的蒸汽满足：
Figure BDA0001483135350000032
考虑总管路的热损失后，进行蒸汽的参数比较：
当蒸汽的参数满足：T1≯T0时，可以通过打开第六截止阀、第十截止阀和第三调节阀，同时关闭第四截止阀，蒸汽通过第一蒸汽支管、第三蒸汽支管和第二蒸汽支管直接进入汽轮机低压缸，对汽轮机低压缸进行冷却；
当蒸汽的参数不满足：T1≯T0时，进行S3操作；
S3操作：
打开第四截止阀和第五截止阀，关闭第六截止阀，蒸汽先进入减温器，打开第二截止阀和第二调节阀，利用减温水对蒸汽进行减温，降低蒸汽的过热度；
利用第二参数测量装置测得减温水的温度T2、压力P2和质量流量F2，查水&水蒸汽物性参数，得：减温水的焓值h2(T2，P2)；
利用第三参数测量装置测得减温后的蒸汽的温度T3、压力P3和质量流量F3；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T3和压力P3下对应的焓值h3(T3，P3)、压力P3对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000033
同时打开第三截止阀，通过疏水管排出减温后蒸汽中的疏水，利用第六参数测量装置测得疏水的温度T6和质量流量F6；查水&水蒸汽物性参数，得：疏水的焓值h6(T6)；
进行S4操作；
S4操作：
利用能量守恒原理，进行如下计算：
减温前蒸汽的能量Q1为：Q1＝h1(T1，P1)×F1，
减温水的能量Q2为：Q2＝h2(T2，P2)×F2，
疏水的能量Q6为：Q6＝h6(T6)×F6，
考虑管路及设备的热损失比例为Y，计算减温后蒸汽的焓值为h3 计算：
Figure BDA0001483135350000041
进行S5操作；
S5操作：
S5-1：判断误差η的大小：
Figure BDA0001483135350000042
S5-2：当减温后蒸汽内不含有水滴，此时
Figure BDA0001483135350000043
与h3(T3，P3)的值在误差η范围内，进行以下判断：
S5-2-1：当减温后蒸汽为湿蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000044
此时进行S6操作；
S5-2-2：当减温后蒸汽为饱和蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000045
此时进行S8操作；
S5-2-3：当减温后蒸汽为过热蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000046
查水&水蒸汽物性参数，得/>
Figure BDA0001483135350000047
对应的饱和温度为/>
Figure BDA0001483135350000048
此时进行以下操作：
S5-2-3-1：当减温后蒸汽过热度
Figure BDA0001483135350000049
在合理的过热度T过热度范围内，即
Figure BDA00014831353500000410
时，此时进行S8操作；
S5-2-3-2：当
Figure BDA00014831353500000411
时，此时进行S7操作；
S5-3：当减温后蒸汽内含有水滴，这部分水滴未汽化吸热，而计算时将这部分水滴作为汽化考虑，因此若在考虑误差η之后仍满足
Figure BDA00014831353500000412
此时进行S10操作；
S6操作：
调节并减小第二调节阀的开度，降低减温水的流量，然后从S3操作开始重新开始迭代操作；
S7操作：
调节并增大第二调节阀的开度，增加减温水的流量，然后从S3操作开始重新开始迭代操作；
S8操作：
关闭第八截止阀和第九截止阀，打开第七截止阀和第十截止阀，减温后的蒸汽经过第二蒸汽支管和第三蒸汽支管流向汽轮机低压缸；
此时由于第二蒸汽支管和第三蒸汽支管的热损失存在，进入汽轮机低压缸的蒸汽品质存在降低可能性，此时利用第五参数测量装置测量蒸汽的温度T5、压力P5和质量流量F5；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T5和压力P5下对应的蒸汽焓值h5(T5，P5)、压力P5对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000051
进行S9操作；
S9操作：
S9-1：当减温后蒸汽仍为饱和蒸汽或过热蒸汽时，则：
Figure BDA0001483135350000052
此时进行S13操作。
S9-2：当减温后蒸汽为湿蒸汽时，则：
Figure BDA0001483135350000053
此时进行S6操作，且关闭第十三截止阀，打开第十二截止阀；
S10操作：
打开第八截止阀和第九截止阀，关闭第七截止阀和第十截止阀，减温后的冷却蒸汽再进入汽水分离器进行汽水分离，利用第五参数测量装置测得分离后蒸汽的温度T5、压力P5和质量流量F5；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T5和压力P5下对应的蒸汽焓值h5(T5，P5)、压力P5对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000054
打开第十一截止阀，利用第四参数测量装置测得分离水的温度T4和质量流量F4；查水&水蒸汽物性参数，得：分离水的焓值h4(T4)；
进行S11操作；
S11操作：
利用能量守恒原理，进行如下计算：
减温前蒸汽的能量Q1为：Q1＝h1(T1，P1)×F1，
减温水的能量Q2为：Q2＝h2(T2，P2)×F2，
疏水的能量Q6为：Q6＝h6(T6)×F6，
分离水的能量Q4为：Q4＝h4(T4)×F4，
考虑管路及设备的热损失比例为R，计算减温后蒸汽的焓值h5 计算为：
Figure BDA0001483135350000055
进行S12操作；
S12操作：
S12-1：判断误差ψ的大小：
Figure BDA0001483135350000061
S12-2：当分离后蒸汽内不含有水滴，此时
Figure BDA0001483135350000062
与h5(T5，P5)的值在误差ψ范围内，进行以下判断：
S12-2-1：当分离后蒸汽为湿蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000063
此时进行S6操作，且关闭第十三截止阀，打开第十二截止阀；
S12-2-2：当分离后蒸汽为饱和蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000064
此时进行S13操作；
S12-2-3：当分离后蒸汽为过热蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000065
查水&水蒸汽物性参数，得/>
Figure BDA0001483135350000066
对应的饱和温度为/>
Figure BDA0001483135350000067
此时进行以下操作：
S12-2-3-1：当分离后蒸汽过热度
Figure BDA0001483135350000068
在合理的过热度T过热度范围内，即
Figure BDA0001483135350000069
时，此时进行S13操作；
S12-2-3-2：当
Figure BDA00014831353500000610
时，此时进行S7操作；
S12-3：当分离后蒸汽内仍含有水滴，这部分水滴未汽化吸热，而计算时将这部分水滴作为汽化考虑，因此在考虑误差ψ之后满足
Figure BDA00014831353500000611
此时进行S14操作，且关闭第十三截止阀，打开第十二截止阀；
S13操作：
此时，打开第十三截止阀，关闭第十二截止阀，冷却蒸汽进入汽轮机低压缸，对汽轮机低压缸进行冷却；
S14操作：
改变汽水分离器的工况，改善汽水分离器的性能，提升汽水分离器的汽水分离效果，然后从S10操作重新迭代操作。
本发明根据第七温度测量仪、第八温度测量仪、第九温度测量仪、第十温度测量仪、第十一温度测量仪和第十二温度测量仪所测量的温度值来进行蒸汽的流量调节，当所测量的温度值超过安全标准值时，则通过增大第一调节阀的开度，增加冷却蒸汽管的进汽流量，或者降低冷却蒸汽进入汽轮机低压缸时的温度。
本发明相比现有技术，具有以下优点和效果：1)本发明设计合理，结构简单，性能可靠，可以根据汽轮机低压缸所需冷却蒸汽的压力和温度，有效的对冷却蒸汽先进行再冷却；2)再冷却后的冷却蒸汽，其温度更低，可以使得低压缸更好的得到冷却；3)本发明还实现了冷却蒸汽再降温过程的智能操作，精准的控制了进入汽轮机低压缸前的冷却蒸汽品质，从而保证了汽轮机低压缸的安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例的平面结构示意图。
图2是本发明实施例中汽轮机低压缸的温度测点示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图2。
本实施例为一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，包括汽轮机中压缸13、汽轮机低压缸14、热网加热器15、减温器16、汽水分离器17、分离水储箱18、疏水箱19和凝汽器20。
汽轮机中压缸13和汽轮机低压缸14之间连接有连通管40，连通管40上设置有第一LCV阀门39。
连通管40和热网加热器15之间连接有采暖抽汽管41，采暖抽汽管41的一端与热网加热器15相连，汽轮机中压缸13和第一LCV阀门39之间的连通管40与采暖抽汽管41的另一端连接，采暖抽汽管41上设置有快关调节阀21。
快关调节阀21与连通管40之间的采暖抽汽管41上连接有冷却蒸汽管42的蒸汽入口，冷却蒸汽管42上沿蒸汽流动方向依次设置有第一截止阀22、第一调节阀23、减压阀24、第一参数测量装置1、第四截止阀28、减温器16、第五截止阀29、第三参数测量装置3、第八截止阀32、汽水分离器17、第九截止阀33、第三调节阀36和第五参数测量装置5，第四截止阀28安装于减温器16的蒸汽进口，第五截止阀29和第三参数测量装置3安装于减温器16的蒸汽出口，第八截止阀32安装于汽水分离器17的蒸汽进口，第九截止阀33安装于汽水分离器17的蒸汽出口。
减温器16的水侧进口连接有减温水管43，减温水管43上沿水流流动方向依次装有第二截止阀25、第二调节阀26和第二参数测量装置2；汽水分离器17的水侧出口与分离水储箱18之间通过分离水管48相连，分离水管48上沿水流流动方向依次装有第十一截止阀35和第四参数测量装置4。
冷却蒸汽管42的蒸汽出口与凝汽器20之间连接有第一蒸汽支管49，第一蒸汽支管49上装有第十二截止阀37，冷却蒸汽管42的蒸汽出口与汽轮机低压缸14之间连接有第二蒸汽支管50，第二蒸汽支管50上装有第十三截止阀38。
作为优选，减温器16的蒸汽出口设置有蒸汽疏水点，蒸汽疏水点位于减温器16和第五截止阀29之间，蒸汽疏水点通过疏水管44与疏水箱19连接，疏水管44上沿疏水流动方向依次装有第三截止阀27和第六参数测量装置6。
作为优选，第一参数测量装置1、第二参数测量装置2、第三参数测量装置3和第五参数测量装置5均用于测量压力、温度和质量流量，第四参数测量装置4和第六参数测量装置6均用于测量温度和质量流量。
作为优选，汽轮机低压缸14在六段抽汽设置的温度测量点为第七温度测量仪7，汽轮机低压缸14在七段抽汽设置的温度测量点为第八温度测量仪8，汽轮机低压缸14在八段抽汽设置的温度测量点为第九温度测量仪9，汽轮机低压缸14在次末级级后设置的温度测量点为第十温度测量仪10，汽轮机低压缸14在末级级后设置的温度测量点为第十一温度测量仪11，汽轮机低压缸14在低压缸排汽口处设置的温度测量点为第十二温度测量仪12。
作为优选，用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统还包括第一蒸汽支管45、第二蒸汽支管46和第三蒸汽支管47，第一蒸汽支管45的蒸汽入口连通于第一参数测量装置1和第四截止阀28之间的冷却蒸汽管42，第一蒸汽支管45的蒸汽出口与第二蒸汽支管46的一端连通，第二蒸汽支管46的另一端连通于第三参数测量装置3和第八截止阀32之间的冷却蒸汽管42；第一蒸汽支管45的蒸汽出口与第三蒸汽支管47的蒸汽入口相连，第三蒸汽支管47的蒸汽出口连通于第九截止阀33和第三调节阀36之间的冷却蒸汽管42；第一蒸汽支管45上装有第六截止阀30，第二蒸汽支管46上装有第七截止阀31、第三蒸汽支管47上装有第十截止阀34。
用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制方法包括如下步骤：
当第一LCV阀门39全关闭，汽轮机中压缸13排出的蒸汽全部由采暖抽汽管41对外供热时，用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制逻辑为：
S1操作：
界定蒸汽的初始参数，当蒸汽的工艺参数满足温度T≯T0且压力P≯P0，进行S2操作；蒸汽的初始温度为T0，蒸汽的初始压力为P0，蒸汽的实际温度为T，蒸汽的实际压力为P；
S2操作：
打开第一截止阀22和第一调节阀23，通过减压阀24对蒸汽进行减压，并利用第一参数测量装置1测得减压后的蒸汽的温度T1、压力P1、质量流量F1，保证压力P1≯P0；
查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T1和压力P1下的焓值h1(T1，P1)、压力P1对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000091
减压后的蒸汽满足：
Figure BDA0001483135350000092
考虑总管路的热损失后，进行蒸汽的参数比较：
当蒸汽的参数满足：T1≯T0时，可以通过打开第六截止阀30、第十截止阀34和第三调节阀36，同时关闭第四截止阀28、第七截止阀31和第九截止阀33，蒸汽通过第一蒸汽支管45、第三蒸汽支管47和第二蒸汽支管50直接进入汽轮机低压缸14，对汽轮机低压缸14进行冷却；
当蒸汽的参数不满足：T1≯T0时，进行S3操作；
S3操作：
打开第四截止阀28和第五截止阀29，关闭第六截止阀30，蒸汽先进入减温器16，打开第二截止阀25和第二调节阀26，利用减温水对蒸汽进行减温，降低蒸汽的过热度；
利用第二参数测量装置2测得减温水的温度T2、压力P2和质量流量F2，查水&水蒸汽物性参数，得：减温水的焓值h2(T2，P2)；
利用第三参数测量装置3测得减温后的蒸汽的温度T3、压力P3和质量流量F3；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T3和压力P3下对应的焓值h3(T3，P3)、压力P3对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000093
同时打开第三截止阀27，通过疏水管44排出减温后蒸汽中的疏水进入疏水箱19，利用第六参数测量装置6测得疏水的温度T6和质量流量F6；查水&水蒸汽物性参数，得：疏水的焓值h6(T6)；
进行S4操作；
S4操作：
利用能量守恒原理，进行如下计算：
减温前蒸汽的能量Q1为：Q1＝h1(T1，P1)×F1，
减温水的能量Q2为：Q2＝h2(T2，P2)×F2，
疏水的能量Q6为：Q6＝h6(T6)×F6，
考虑管路及设备的热损失比例为Y，计算减温后蒸汽的焓值为h3 计算：
Figure BDA0001483135350000101
进行S5操作；
S5操作：
S5-1：判断误差η的大小：
Figure BDA0001483135350000102
S5-2：当减温后蒸汽内不含有水滴，此时
Figure BDA0001483135350000103
与h3(T3，P3)的值在误差η范围内，进行以下判断：
S5-2-1：当减温后蒸汽为湿蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000104
此时进行S6操作；
S5-2-2：当减温后蒸汽为饱和蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000105
此时进行S8操作；
S5-2-3：当减温后蒸汽为过热蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000106
查水&水蒸汽物性参数，得/>
Figure BDA0001483135350000107
对应的饱和温度为/>
Figure BDA0001483135350000108
此时进行以下操作：
S5-2-3-1：当减温后蒸汽过热度
Figure BDA0001483135350000109
在合理的过热度T过热度范围内，即
Figure BDA00014831353500001010
时，此时进行S8操作；
S5-2-3-2：当
Figure BDA00014831353500001011
时，此时进行S7操作；
S5-3：当减温后蒸汽内含有水滴，这部分水滴未汽化吸热，而计算时将这部分水滴作为汽化考虑，因此若在考虑误差η之后仍满足
Figure BDA00014831353500001012
此时进行S10操作；
S6操作：
调节并减小第二调节阀26的开度，降低减温水的流量，然后从S3操作开始重新开始迭代操作；
S7操作：
调节并增大第二调节阀26的开度，增加减温水的流量，然后从S3操作开始重新开始迭代操作；
S8操作：
关闭第八截止阀32和第九截止阀33，打开第七截止阀31和第十截止阀34，减温后的蒸汽经过第二蒸汽支管46和第三蒸汽支管47流向汽轮机低压缸14；
此时由于第二蒸汽支管46和第三蒸汽支管47的热损失存在，进入汽轮机低压缸14的蒸汽品质存在降低可能性，此时利用第五参数测量装置5测量蒸汽的温度T5、压力P5和质量流量F5；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T5和压力P5下对应的蒸汽焓值h5(T5，P5)、压力P5对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000111
进行S9操作；
S9操作：
S9-1：当减温后蒸汽仍为饱和蒸汽或过热蒸汽时，则：
Figure BDA0001483135350000112
此时进行S13操作。
S9-2：当减温后蒸汽为湿蒸汽时，则：
Figure BDA0001483135350000113
此时进行S6操作，且关闭第十三截止阀38，打开第十二截止阀37；
S10操作：
打开第八截止阀32和第九截止阀33，关闭第七截止阀31和第十截止阀34，减温后的冷却蒸汽再进入汽水分离器17进行汽水分离，利用第五参数测量装置5测得分离后蒸汽的温度T5、压力P5和质量流量F5；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T5和压力P5下对应的蒸汽焓值h5(T5，P5)、压力P5对应的饱和蒸汽焓值
Figure BDA0001483135350000114
打开第十一截止阀35，利用第四参数测量装置4测得分离水的温度T4和质量流量F4；查水&水蒸汽物性参数，得：分离水的焓值h4(T4)；
进行S11操作；
S11操作：
利用能量守恒原理，进行如下计算：
减温前蒸汽的能量Q1为：Q1＝h1(T1，P1)×F1，
减温水的能量Q2为：Q2＝h2(T2，P2)×F2，
疏水的能量Q6为：Q6＝h6(T6)×F6，
分离水的能量Q4为：Q4＝h4(T4)×F4，
考虑管路及设备的热损失比例为R，计算减温后蒸汽的焓值h5 计算为：
Figure BDA0001483135350000115
进行S12操作；
S12操作：
S12-1：判断误差ψ的大小：
Figure BDA0001483135350000121
S12-2：当分离后蒸汽内不含有水滴，此时
Figure BDA0001483135350000122
与h5(T5，P5)的值在误差ψ范围内，进行以下判断：
S12-2-1：当分离后蒸汽为湿蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000123
此时进行S6操作，且关闭第十三截止阀38，打开第十二截止阀37；
S12-2-2：当分离后蒸汽为饱和蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000124
此时进行S13操作；
S12-2-3：当分离后蒸汽为过热蒸汽，则：
Figure BDA0001483135350000125
查水&水蒸汽物性参数，得/>
Figure BDA0001483135350000126
对应的饱和温度为/>
Figure BDA0001483135350000127
此时进行以下操作：
S12-2-3-1：当分离后蒸汽过热度
Figure BDA0001483135350000128
在合理的过热度T过热度范围内，即
Figure BDA0001483135350000129
时，此时进行S13操作；
S12-2-3-2：当
Figure BDA00014831353500001210
时，此时进行S7操作；
S12-3：当分离后蒸汽内仍含有水滴，这部分水滴未汽化吸热，而计算时将这部分水滴作为汽化考虑，因此在考虑误差ψ之后满足
Figure BDA00014831353500001211
此时进行S14操作，且关闭第十三截止阀38，打开第十二截止阀37；
S13操作：
此时，打开第十三截止阀38，关闭第十二截止阀37，冷却蒸汽进入汽轮机低压缸14，对汽轮机低压缸14进行冷却；
S14操作：
改变汽水分离器17的工况，改善汽水分离器17的性能，提升汽水分离器17的汽水分离效果，然后从S10操作重新迭代操作。
第七温度测量仪7、第八温度测量仪8、第九温度测量仪9、第十温度测量仪10、第十一温度测量仪11和第十二温度测量仪12所测量的温度值来进行蒸汽的流量调节，当所测量的温度值超过安全标准值时，则通过增大第一调节阀23的开度，增加冷却蒸汽管42的进汽流量，或者降低冷却蒸汽进入汽轮机低压缸14时的温度。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，其特征在于：包括汽轮机中压缸(13)、汽轮机低压缸(14)、热网加热器(15)、减温器(16)、汽水分离器(17)、分离水储箱(18)、疏水箱(19)和凝汽器(20)；汽轮机中压缸(13)和汽轮机低压缸(14)之间连接有连通管(40)，连通管(40)上设置有第一LCV阀门(39)；连通管(40)和热网加热器(15)之间连接有采暖抽汽管(41)，采暖抽汽管(41)的一端与热网加热器(15)相连，汽轮机中压缸(13)和第一LCV阀门(39)之间的连通管(40)与采暖抽汽管(41)的另一端连接，采暖抽汽管(41)上设置有快关调节阀(21)；快关调节阀(21)与连通管(40)之间的采暖抽汽管(41)上连接有冷却蒸汽管(42)的蒸汽入口，冷却蒸汽管(42)上沿蒸汽流动方向依次设置有第一截止阀(22)、第一调节阀(23)、减压阀(24)、第一参数测量装置(1)、第四截止阀(28)、减温器(16)、第五截止阀(29)、第三参数测量装置(3)、第八截止阀(32)、汽水分离器(17)、第九截止阀(33)、第三调节阀(36)和第五参数测量装置(5)，第四截止阀(28)安装于减温器(16)的蒸汽进口，第五截止阀(29)和第三参数测量装置(3)安装于减温器(16)的蒸汽出口，第八截止阀(32)安装于汽水分离器(17)的蒸汽进口，第九截止阀(33)安装于汽水分离器(17)的蒸汽出口；减温器(16)的水侧进口连接有减温水管(43)，减温水管(43)上沿水流流动方向依次装有第二截止阀(25)、第二调节阀(26)和第二参数测量装置(2)；汽水分离器(17)的水侧出口与分离水储箱(18)之间通过分离水管(48)相连，分离水管(48)上沿水流流动方向依次装有第十一截止阀(35)和第四参数测量装置(4)；冷却蒸汽管(42)的蒸汽出口与凝汽器(20)之间连接有第一蒸汽支管(49)，第一蒸汽支管(49)上装有第十二截止阀(37)，冷却蒸汽管(42)的蒸汽出口与汽轮机低压缸(14)之间连接有第二蒸汽支管(50)，第二蒸汽支管(50)上装有第十三截止阀(38)。
2.根据权利要求1所述的用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，其特征在于：所述减温器(16)的蒸汽出口设置有蒸汽疏水点，蒸汽疏水点位于减温器(16)和第五截止阀(29)之间，蒸汽疏水点通过疏水管(44)与疏水箱(19)连接，疏水管(44)上沿疏水流动方向依次装有第三截止阀(27)和第六参数测量装置(6)。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，其特征在于：所述第一参数测量装置(1)、第二参数测量装置(2)、第三参数测量装置(3)和第五参数测量装置(5)均用于测量压力、温度和质量流量，第四参数测量装置(4)和第六参数测量装置(6)均用于测量温度和质量流量。
4.根据权利要求1或2所述的用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，其特征在于：所述汽轮机低压缸(14)在六段抽汽设置的温度测量点为第七温度测量仪(7)，汽轮机低压缸(14)在七段抽汽设置的温度测量点为第八温度测量仪(8)，汽轮机低压缸(14)在八段抽汽设置的温度测量点为第九温度测量仪(9)，汽轮机低压缸(14)在次末级级后设置的温度测量点为第十温度测量仪(10)，汽轮机低压缸(14)在末级级后设置的温度测量点为第十一温度测量仪(11)，汽轮机低压缸(14)在低压缸排汽口处设置的温度测量点为第十二温度测量仪(12)。
5.根据权利要求1或2所述的用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统，其特征在于：还包括第一蒸汽支管(45)、第二蒸汽支管(46)和第三蒸汽支管(47)，第一蒸汽支管(45)的蒸汽入口连通于第一参数测量装置(1)和第四截止阀(28)之间的冷却蒸汽管(42)，第一蒸汽支管(45)的蒸汽出口与第二蒸汽支管(46)的一端连通，第二蒸汽支管(46)的另一端连通于第三参数测量装置(3)和第八截止阀(32)之间的冷却蒸汽管(42)；第一蒸汽支管(45)的蒸汽出口与第三蒸汽支管(47)的蒸汽入口相连，第三蒸汽支管(47)的蒸汽出口连通于第九截止阀(33)和第三调节阀(36)之间的冷却蒸汽管(42)；第一蒸汽支管(45)上装有第六截止阀(30)，第二蒸汽支管(46)上装有第七截止阀(31)、第三蒸汽支管(47)上装有第十截止阀(34)。
6.一种如权利要求1-5任一权利要求所述的用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
当第一LCV阀门(39)全关闭，汽轮机中压缸(13)排出的蒸汽全部由采暖抽汽管(41)对外供热时，用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制逻辑为：
S1操作：
界定蒸汽的初始参数，当蒸汽的工艺参数满足温度T≯T0且压力P≯P0，进行S2操作；蒸汽的初始温度为T0，蒸汽的初始压力为P0，蒸汽的实际温度为T，蒸汽的实际压力为P；
S2操作：
打开第一截止阀(22)和第一调节阀(23)，通过减压阀(24)对蒸汽进行减压，并利用第一参数测量装置(1)测得减压后的蒸汽的温度T1、压力P1、质量流量F1，保证压力
Figure FDA0004134315940000031
查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T1和压力P1下的焓值h1(T1，P1)、压力P1对应的饱和蒸汽焓值
Figure FDA0004134315940000032
减压后的蒸汽满足：
Figure FDA0004134315940000033
考虑总管路的热损失后，进行蒸汽的参数比较：
当蒸汽的参数满足：T1≯T0时，蒸汽通过第一蒸汽支管(45)、第三蒸汽支管(47)和第二蒸汽支管(50)直接进入汽轮机低压缸(14)，对汽轮机低压缸(14)进行冷却；
当蒸汽的参数不满足：T1≯T0时，进行S3操作；
S3操作：
打开第四截止阀(28)和第五截止阀(29)，关闭第六截止阀(30)，蒸汽先进入减温器(16)，打开第二截止阀(25)和第二调节阀(26)，利用减温水对蒸汽进行减温，降低蒸汽的过热度；
利用第二参数测量装置(2)测得减温水的温度T2、压力P2和质量流量F2，查水&水蒸汽物性参数，得：减温水的焓值h2(T2，P2)；
利用第三参数测量装置(3)测得减温后的蒸汽的温度T3、压力P3和质量流量F3；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T3和压力P3下对应的焓值h3(T3，P3)、压力P3对应的饱和蒸汽焓值
Figure FDA0004134315940000034
同时打开第三截止阀(27)，通过疏水管(44)排出减温后蒸汽中的疏水，利用第六参数测量装置(6)测得疏水的温度T6和质量流量F6；查水&水蒸汽物性参数，得：疏水的焓值h6(T6)；
进行S4操作；
S4操作：
利用能量守恒原理，进行如下计算：
减温前蒸汽的能量Q1为：Q1＝h1(T1，P1)×F1，
减温水的能量Q2为：Q2＝h2(T2，P2)×F2，
疏水的能量Q6为：Q6＝h6(T6)×F6，
考虑管路及设备的热损失比例为Y，计算减温后蒸汽的焓值为h3 计算：
Figure FDA0004134315940000041
进行S5操作；
S5操作：
S5-1：判断误差η的大小：
Figure FDA0004134315940000042
S5-2：当减温后蒸汽内不含有水滴，此时
Figure FDA0004134315940000043
与h3(T3，P3)的值在误差η范围内，进行以下判断：
S5-2-1：当减温后蒸汽为湿蒸汽，则：
Figure FDA0004134315940000044
此时进行S6操作；
S5-2-2：当减温后蒸汽为饱和蒸汽，则：
Figure FDA0004134315940000045
此时进行S8操作；
S5-2-3：当减温后蒸汽为过热蒸汽，则：
Figure FDA0004134315940000046
查水&水蒸汽物性参数，得/>
Figure FDA0004134315940000047
对应的饱和温度为/>
Figure FDA0004134315940000048
此时进行以下操作：
S5-2-3-1：当减温后蒸汽过热度
Figure FDA0004134315940000049
在合理的过热度/>
Figure FDA00041343159400000410
范围内，即
Figure FDA00041343159400000411
时，此时进行S8操作；
S5-2-3-2：当
Figure FDA00041343159400000412
时，此时进行S7操作；
S5-3：当减温后蒸汽内含有水滴，这部分水滴未汽化吸热，而计算时将这部分水滴作为汽化考虑，因此若在考虑误差η之后仍满足
Figure FDA00041343159400000413
此时进行S10操作；
S6操作：
调节并减小第二调节阀(26)的开度，降低减温水的流量，然后从S3操作开始重新开始迭代操作；
S7操作：
调节并增大第二调节阀(26)的开度，增加减温水的流量，然后从S3操作开始重新开始迭代操作；
S8操作：
关闭第八截止阀(32)和第九截止阀(33)，打开第七截止阀(31)和第十截止阀(34)，减温后的蒸汽经过第二蒸汽支管(46)和第三蒸汽支管(47)流向汽轮机低压缸(14)；
此时由于第二蒸汽支管(46)和第三蒸汽支管(47)的热损失存在，进入汽轮机低压缸(14)的蒸汽品质存在降低可能性，此时利用第五参数测量装置(5)测量蒸汽的温度T5、压力P5和质量流量F5；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T5和压力P5下对应的蒸汽焓值h5(T5，P5)、压力P5对应的饱和蒸汽焓值
Figure FDA0004134315940000051
进行S9操作；
S9操作：
S9-1：当减温后蒸汽仍为饱和蒸汽或过热蒸汽时，则：
Figure FDA0004134315940000052
此时进行S13操作；
S9-2：当减温后蒸汽为湿蒸汽时，则：
Figure FDA0004134315940000053
此时进行S6操作，且关闭第十三截止阀(38)，打开第十二截止阀(37)；
S10操作：
打开第八截止阀(32)和第九截止阀(33)，关闭第七截止阀(31)和第十截止阀(34)，减温后的冷却蒸汽再进入汽水分离器(17)进行汽水分离，利用第五参数测量装置(5)测得分离后蒸汽的温度T5、压力P5和质量流量F5；查水&水蒸汽物性参数，得：蒸汽在温度T5和压力P5下对应的蒸汽焓值h5(T5，P5)、压力P5对应的饱和蒸汽焓值
Figure FDA0004134315940000054
打开第十一截止阀(35)，利用第四参数测量装置(4)测得分离水的温度T4和质量流量F4；查水&水蒸汽物性参数，得：分离水的焓值h4(T4)；
进行S11操作；
S11操作：
利用能量守恒原理，进行如下计算：
减温前蒸汽的能量Q1为：Q1＝h1(T1，P1)×F1，
减温水的能量Q2为：Q2＝h2(T2，P2)×F2，
疏水的能量Q6为：Q6＝h6(T6)×F6，
分离水的能量Q4为：Q4＝h4(T4)×F4，
考虑管路及设备的热损失比例为R，计算减温后蒸汽的焓值h5 计算为：
Figure FDA0004134315940000061
进行S12操作；
S12操作：
S12-1：判断误差ψ的大小：
Figure FDA0004134315940000062
S12-2：当分离后蒸汽内不含有水滴，此时
Figure FDA0004134315940000063
与h5(T5，P5)的值在误差ψ范围内，进行以下判断：
S12-2-1：当分离后蒸汽为湿蒸汽，则：
Figure FDA0004134315940000064
此时进行S6操作，且关闭第十三截止阀(38)，打开第十二截止阀(37)；
S12-2-2：当分离后蒸汽为饱和蒸汽，则：
Figure FDA0004134315940000065
此时进行S13操作；
S12-2-3：当分离后蒸汽为过热蒸汽，则：
Figure FDA0004134315940000066
查水&水蒸汽物性参数，得/>
Figure FDA0004134315940000067
对应的饱和温度为/>
Figure FDA0004134315940000068
此时进行以下操作：
S12-2-3-1：当分离后蒸汽过热度
Figure FDA0004134315940000069
在合理的过热度/>
Figure FDA00041343159400000610
范围内，即
Figure FDA00041343159400000611
时，此时进行S13操作；
S12-2-3-2：当
Figure FDA0004134315940000071
时，此时进行S7操作；
S12-3：当分离后蒸汽内仍含有水滴，这部分水滴未汽化吸热，而计算时将这部分水滴作为汽化考虑，因此在考虑误差ψ之后满足
Figure FDA0004134315940000072
此时进行S14操作，且关闭第十三截止阀(38)，打开第十二截止阀(37)；
S13操作：
此时，打开第十三截止阀(38)，关闭第十二截止阀(37)，冷却蒸汽进入汽轮机低压缸(14)，对汽轮机低压缸(14)进行冷却；
S14操作：
改变汽水分离器(17)的工况，改善汽水分离器(17)的性能，提升汽水分离器(17)的汽水分离效果，然后从S10操作重新迭代操作。
7.根据权利要求6所述的用于汽轮机凝抽背供热的冷却进汽系统的智能控制方法，其特征在于：根据第七温度测量仪(7)、第八温度测量仪(8)、第九温度测量仪(9)、第十温度测量仪(10)、第十一温度测量仪(11)和第十二温度测量仪(12)所测量的温度值来进行蒸汽的流量调节，当所测量的温度值超过安全标准值时，则通过增大第一调节阀(23)的开度，增加冷却蒸汽管(42)的进汽流量，或者降低冷却蒸汽进入汽轮机低压缸(14)时的温度。
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