CN108625911A - 一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特点是：主蒸汽或者再热段蒸汽通过减温减压直接作为工业热用户的热源蒸汽；一级换热装置的吸收式热泵23，在供暖期，作为一级换热站25的热源为热用户29供热，在非供暖期向用户供冷；二级换热装置的高压电锅炉24，提高了锅炉给水的温度，减少了锅炉给水在省煤器4中吸收的热量，从而提高了锅炉尾部的排烟温度，保障SCR脱硝装置5的正常运行；三级换热装置利用汽轮机中压缸8的排汽作为三级换热站27的热源蒸汽，既保证机组热负荷，又满足热用户29的用热需求。能够提升供热机组的电出力调节能力，保证机组在低负荷运行工况下，机组供热能力不减，实现“热电解耦”，提升供热机组电出力调节能力。

Description

一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统

技术领域

本发明涉及煤电机组热电联产供热技术领域，是一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，能源的消耗不断加大，以新能源取代传统能源的能源变革得到了全世界的重视，风能以其突出的技术优势和经济优势，逐渐成为新能源的发电主流。风电装机容量发展的同时，也带来了不利影响，风电并网消纳困难、弃风量逐年增加的问题逐渐凸显，成为制约中国风电健康发展的重大挑战。由于我国的风能资源的分布特点，“三北地区”的风电资源具备大面积开发的条件；近些年这些地区风电装机容量飞速增长，但同时，“三北地区”又处于电网网架结构的末梢，距离负荷中心较远，当地电力市场容量较小，消纳能力有限，即风电的地理分布特性影响了风电出力的消纳水平。另一方面，风能资源本身具有随机性、波动性、不稳定性的特点，对电网接入及调度提出了较高的要求，电网考虑自身的安全稳定运行，以及系统调峰需要，会根据系统电力平衡情况，要求部分风场停运部分风机，形成弃风。再者，“三北地区”电源结构单一，热电联产电厂占绝对比例，灵活电源少，特别是进入冬季供暖期时，保证集中供热需求的热电联产机组占绝大比例，在热负荷确定的情况下，供热机组“以热定电”的特性，使其只能保持相应的电负荷出力，调峰范围小，调峰能力差。

我国电源结构中灵活电源少，火电机组占比高，是导致供热机组调峰能力不足的重要原因。特别是火电机组中供热机组受热电约束，在供热期电出力调节能力降低，进一步加剧了供热机组调峰的困难。在“三北地区”火电机组中供热机组装机占比高，冬季供暖期较长、热负荷水平高，供热期供热机组开机容量大、最小发电出力高，供热机组电出力调节能力严重受限，同时供热期与风电大发期重叠，致使风电消纳问题日益突出。

我国电力系统中的供热机组主要可分为背压式供热机组和抽汽式供热机组。背压式供热机组结构如图1所示，背压式供热机组是：锅炉A产生的主蒸汽在发电的同时，利用汽轮机乏汽作为热源蒸汽通过换热站B为热用户29供热，没有冷源损失，效率高。其热电关系呈线性关系，在给定的热负荷下其电负荷为固定值，无法调节，因此是完全意义的“以热定电”。背压式供热机组在完全意义的“以热定电”的前提下，机组电负荷完全受热负荷决定，在供暖期，热用户的热负荷决定了机组电负荷，无法为风电并网提供空间，调峰能力差。抽汽式供热机组结构如图2所示，抽汽式供热机组是：锅炉A产生的主蒸汽在发电的同时，从汽轮机中压缸和汽轮机低压缸之间的连通管道中抽蒸汽作为热源蒸汽通过换热站B对外供热；在负荷低谷风电过剩时段，为使电网吸纳风电，根据调度要求，抽汽式供热机组往往已经运行在给定热负荷下的最小发电出力状态，热负荷与其对应的最小电出力近似呈线性关系，因此可以认为在风电过剩时段，这类机组也处于“以热定电”运行状态。抽汽式供热机组在处于“以热定电”的运行状态下，机组灵活性低，难以调整机组电负荷，无法为风电并网提供空间，电出力调节能力严重不足。

对现有供热机组调峰能力的系统改造后的结构如图3所示，仍然存在许多问题，将主蒸汽通过减压器进入尖峰加热器C，将主蒸汽直接作为工作热源蒸汽，只是单纯的在保证电负荷的基础上，提升机组的热负荷，未作出实质性的改变，对机组调峰能力的提升仅仅起到稍微改善的作用，调峰能力仍然不足，同时将主蒸汽作为工作热源蒸汽，未考虑系统的经济性，同时忽略了给水温度，不能保障SCR脱硝装置的正常运行。

在保证供热机组的电负荷出力的基础上，提升供热机组的热-电负荷灵活性，降低热电厂在低谷时段因保证供暖而导致的强迫出力，提升供热机组的电出力调节能力，就可以为风电腾出的并网空间，减少甚至避免弃风。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，能够回收烟气余热，提高低负荷状态下SCR脱硝装置温度，保证SCR装置正常运行，提升供热机组负荷适应能力、经济性。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，包括汽包1、过热器2、再热器3、省煤器4、SCR脱硝装置5、空气预热器6和主蒸汽装置，其特征是：还包括工业蒸汽装置、一级换热装置、二级换热装置、三级换热装置和热网循环管路，所述工业蒸汽装置的入口分别与过热器2、再热器3、主蒸汽装置的汽轮机高压缸7入口、主蒸汽装置的汽轮机中压缸8的第一出口8-2、主蒸汽装置的高压加热器19出口和主蒸汽装置的低压加热器17出口连接，所述一级换热装置的余热回收换热器21的入口与主蒸汽装置的冷却塔15循环冷却水出口连接，一级换热装置的吸收式热泵23均分别与主蒸汽装置的冷却塔15循环冷却水入口、主蒸汽装置的低压加热器17和汽轮机中压缸8的排汽出口8-1连接，所述二级换热装置的电锅炉加热器20置于省煤器4入口前，所述三级换热装置置于汽轮机中压缸8排汽出口8-1与主蒸汽装置的给水泵22入口之间，所述热网循环管路的供水管与三级换热装置的三级换热站27连接，所述热网循环管路的回水管与一级换热装置的一级换热站25连接。

所述主蒸汽装置的结构是：它包括汽轮机高压缸7、汽轮机中压缸8、汽轮机低压缸9、汽轮机发电机10、冷却塔15、凝汽器16、给水泵22、低压加热器17、除氧器18和高压加热器19，所述汽轮机高压缸7的入口与过热器2出口连接、出口与再热器3入口连接，所述汽轮机中压缸8的入口与再热器3出口连接，所述汽轮机中压缸8的第一出口8-2与汽轮机低压缸9的入口连接，所述汽轮机低压缸9的第一出口9-1与汽轮机发电机10的入口连接用于发电，所述汽轮机低压缸9的第二出口9-2与凝汽器16的蒸汽入口连接，所述凝汽器16的冷凝水出口依次通过给水泵22、低压加热器17、除氧器18和高压加热器19与省煤器4的入口连接，所述凝汽器16的冷却循环水入口和冷却循环水出口均分别与冷却塔15连接，汽轮机高压缸7、汽轮机中压缸8和汽轮机低压缸9与汽轮机发电机10同轴相连。

所述工业蒸汽装置的结构是：它包括第一蒸汽供应管路、工业热用户30、第二蒸汽供应管路、连通管31、第三蒸汽供应管路、第四蒸汽供应管路、第五蒸汽供应管路和第六蒸汽供应管路，所述第一蒸汽供应管路的入口与过热器2出口连接、出口与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接；所述第二蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的汽轮机高压缸7入口连接、出口与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接，第一蒸汽供应管路的第一减温减压器12与第二蒸汽供应管路的减温器14通过连通管31连接；所述第三蒸汽供应管路的入口与再热器3的出口连接、出口与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接；所述第四蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的汽轮机中压缸8的第一出口8-2连接、出口与工业热用户30的第三蒸汽入口30-3连接；所述第五蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的高压加热器19出口连接、出口与连通管31连接、并通过第一蒸汽供应管路或第二蒸汽供应管路与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接；所述第六蒸汽供应管路的入口与低压加热器17的出口连接、出口与第三蒸汽供应管路的第二减温减压器12-1连接、并通过第三蒸汽供应管路与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接。

所述第一蒸汽供应管路包括第一电动调节阀11和第一减温减压器12，所述第一电动调节阀11入口作为第一蒸汽供应管路入口与过热器2出口连接，所述第一减温减压器12的出口作为第一蒸汽供应管路出口与工业热用户30的第一蒸汽入口30-1连接，第一电动调节阀11的出口与第一减温减压器12的入口连接。

所述第二蒸汽供应管路包括第二电动调节阀11-1、多级节流孔板13和减温器14，所述第二电动调节阀11-1入口作为第二蒸汽供应管路入口与主蒸汽装置的汽轮机高压缸7入口连接，所述减温器14的出口作为第二蒸汽供应管路出口与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接，第二电动调节阀11-1的出口通过多级节流孔板13与减温器14的入口连接，减温器14的过流口与第一减温减压器12的过流口之间设置连通管31。

所述第三蒸汽供应管路包括第三电动调节阀11-2和第二减温减压器12-1，所述第三电动调节阀11-2的入口作为第三蒸汽供应管路的入口与再热器3的出口连接，所述第二减温减压器12-1的出口作为第三蒸汽供应管路的出口与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接，第三电动调节阀11-2的出口与第二减温减压器12-1的入口连接。

所述第五蒸汽供应管路包括第四电动调节阀11-3，所述第四电动调节阀11-3的入口作为第五蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的高压加热器19出口连接，所述第四电动调节阀11-3的出口作为第五蒸汽供应管路的出口与连通管31连接、并通过第一蒸汽供应管路或第二蒸汽供应管路与工业热用户30的第一蒸汽入口30-1连接。

所述第六蒸汽供应管路包括第五电动调节阀11-4，所述第五电动调节阀11-4的入口作为第六蒸汽供应管路的入口与低压加热器17的出口连接，第五电动调节阀11-4的出口作为第六蒸汽供应管路的出口与第三蒸汽供应管路的第二减温减压器12-1的过流口连接、并通过第三蒸汽供应管路与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接。

所述一级换热装置包括余热回收换热器21、吸收式热泵23和一级换热站25，所述余热回收换热器21置于锅炉的排烟口处，余热回收换热器21的入口与主蒸汽装置的冷凝器16的循环冷却水出口连接，所述吸收式热泵23的蒸发器23-3的入口与余热回收换热器21的出口连接，吸收式热泵23的蒸发器23-3的出口与主蒸汽装置的冷凝器16的循环冷却水入口连接，所述吸收式热泵23的发生器23-2的入口与汽轮机中压缸8的排汽出口8-1连接，所述吸收式热泵23的发生器23-2的出口与主蒸汽装置的低压加热器17连接，所述吸收式热泵23的吸收器23-1的入口与一级换热站25的高温出口连接，所述吸收式热泵23的吸收器23-1的出口与一级换热站25的高温入口连接。

所述二级换热装置包括电锅炉换热器20、高压电锅炉24和二级换热站26，所述电锅炉换热器20置于省煤器4入口前，电锅炉换热器20的低温出口与省煤器4入口连接、低温入口与第五蒸汽供应管路的出口连接，所述高压电锅炉24的第一出口24-1和第一入口24-2均分别与电锅炉换热器20的高温入口和高温出口连接，高压电锅炉24的第二出口24-3通过第三减温减压器12-2与二级换热站26的高温入口连接，高压电锅炉24的第二入口24-4与二级换热站26的高温出口连接，高压电锅炉24的第三出口24-5与一级换热装置的吸收式热泵23的发生器23-2的入口连接，高压电锅炉24的第三入口24-6与补水管线连接。

所述三级换热装置为三级换热站27，所述三级换热站27的高温入口与汽轮机中压缸8排汽出口8-1连接，三级换热站27的高温出口与主蒸汽装置的给水泵22入口连接。

所述热网循环管路包括热用户29和压力循环泵28，所述热用户29的回水管至热用户29的供水管之间依次设置压力循环泵28、一级换热装置一级换热站25、二级换热装置二级换热站26和三级换热装置三级换热站27，形成热网循环管路。

本发明的工作过程是：

1汽包1产生的主蒸汽由过热器2进入主蒸汽装置的汽轮机高压缸7，再由主蒸汽装置的汽轮机高压缸7进入再热器3，然后由再热器3进入主蒸汽装置内循环，主蒸汽在驱动汽轮发电机发电的同时，一部分主蒸汽由汽轮机中压缸8的第一出口8-2进入工业蒸汽装置的第四蒸汽供应管路、通过第三蒸汽入口30-3为工业热用户30提供蒸汽；同时/或者，进入再热器3的主蒸汽一部分进入汽轮机中压缸8，另一部分主蒸汽进入工业蒸汽装置的第三蒸汽供应管路、通过第二通过过第三蒸汽入口30-2为工业热用户30提供蒸汽；

2当汽轮机中压缸8抽取的蒸汽不能满足工业热用户时，打开第一蒸汽供应管路的第一电动调节阀11，开通第一蒸汽供应管路，从锅炉主蒸汽管道抽取蒸汽，或者打开第二蒸汽供应管路的第二电动调节阀11-1，从锅炉再热段蒸汽管道抽取蒸汽，从锅炉主蒸汽管道或锅炉再热段蒸汽管道抽取的蒸汽进入工业蒸汽装置、通过第一蒸汽入口30-1为工业热用户30提供蒸汽；

3汽轮机中压缸8的排汽出口8-1排出的蒸汽作为驱动热源进入吸收式热泵23的发生器23-2，热交换后排出吸收式热泵23的发生器23-2、由低压加热器17进入主蒸汽装置，主蒸汽装置内的汽轮机乏汽在凝汽器16中冷凝、将乏汽余热释放给循环冷却水用于升高循环冷却水温度，一部分升高温度后的循环冷却水先进入余热回收换热器21中吸收烟气余热，进一步提高循环冷却水温度，再进入吸收式热泵23的蒸发器23-3中放热，与一级换热装置的一级换热站25进行热交换，另一部分高温度后的循环冷却水进入冷却塔15将热量排向环境；

4二级换热装置的高压电锅炉24产生的一部分蒸汽作为驱动热源进入吸收式热泵23的发生器23-2，然后由低压加热器17进入主蒸汽装置，另一部分蒸汽进入电锅炉加热器20，将从高压加热器19进入电锅炉加热器20的锅炉给水加热，进一步提高锅炉给水温度，提高了温度的锅炉给水在省煤器4中吸收的热量减少，提高了排烟温度，保证了SCR脱硝装置5的正常运行，第三部分蒸汽与通过第三减温减压器12-2进入二级换热装置的二级换热站26放热；

5在供暖期，热网回水在压力循环泵28推动下进入一级换热装置的第一换热站25进行热交换，提高温度后依次流出二级换热装置的二级换热站26和三级换热装置的三级换热站27为热用户供热；

6当供热机组受电网调峰要求降低电负荷时，同时在供暖期热负荷需求增加，此时投入运行二级换热装置的二级换热站26，热网回水经过一级换热装置的一级换热站25加热后进入二级换热装置的二级换热站26，利用高压电锅炉24的蒸汽作为热源蒸汽来提高热网回水温度，保证热用户需求；

7当供热机组进一步受电网调峰要求降低负荷时，此时汽轮机低压缸9按照最小冷却流量运行，为保证机组热负荷，投入运行三级换热装置的三级换热站27，利用汽轮机中压缸8的排汽出口8-1排出的蒸汽作为第三级换热站27的热源蒸汽，保证机组热负荷，同时吸收了锅炉尾部烟气余热，又提高了锅炉给水温度，从而提高了排烟温度，保证了SCR脱硝装置5的正常运行，还提升了机组经济性，使供热机组供热更稳定、更高效、更经济；

8在非在供暖期，一级换热装置的吸收式热泵23中的制冷机将一级换热站25回水中的热量吸收，降低了回水温度，低温回水回到用户中，从而实现用户供冷的目的。吸收式热泵23长期稳定投入运行，回收烟气余热，同时保证了机组的经济性。

本发明与当前火电机组的热力系统相比，具有如下显著优点：

1本发明的热力系统能够通过工业蒸汽装置将主蒸汽或者再热段蒸汽直接作为工业热用户的热源蒸汽，其设置一级换热装置、二级换热装置、三级换热装置和热网循环管路的结构能够通过热用户热负荷需求，及时合理调整机组热负荷，系统在三个梯次换热站的保障下，使得对热用户的供热更稳定、更高效、更经济；

2本发明的工业蒸汽装置的结构，既能够通过汽轮机中压缸8抽汽直接作为工业热用户30的热源蒸汽，又能够在汽轮机中压缸8抽汽不能满足工业热用户30时，将主蒸汽或再热段蒸汽通过减温减压器12和多级节流孔板13的减温减压直接作为工业热用户30的热源蒸汽，尽可能的减少了主蒸汽减温减压作为工业热用户30的热源蒸汽造成的浪费，提高了系统的经济性；

3本发明的一级换热装置的结构投入运行吸收式热泵23，将高压电锅炉24的蒸汽或者汽轮机排汽作为驱动热源，通过余热回收换热器21回收锅炉尾部烟气余热，在供暖期，作为一级换热站25的热源，加热热网循环管路的回水，供给热用户29。在非供暖期，向用户供冷；提升了系统整体的经济性；

4本发明的二级换热装置的结构投入运行高压电锅炉24，高压电锅炉24的蒸汽加热流过电锅炉换热器20的给水，提高了锅炉给水的温度，减少了锅炉给水在省煤器4中吸收的热量，从而提高了锅炉尾部的排烟温度，保障SCR脱硝装置5的正常运行；

5本发明的三级换热装置能够在供热机组进一步受电网调峰要求降低负荷、汽轮机低压缸9按照最小冷却流量运行时，为保证机组热负荷，利用汽轮机中压缸8的排汽作为三级换热站27的热源蒸汽，既保证机组热负荷，又满足热用户29的用热需求；

6本发明的热网循环管路能够依次吸收供热机组提供的热能，满足热用户29的用热需求。

本发明涉及一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，与现有火电机组相比，通过热-电解耦供热机组“以热定电”约束，降低供热机组在低谷时段因保证供暖而导致的强迫出力，既能够为风电腾出并网空间，减少甚至避免弃风，又能够保障机组的供热负荷，实现深度调峰，提高供热机组的调峰能力，提高了锅炉给水温度，提高了排烟温度，保证了SCR脱硝装置5的正常运行；同时吸收了锅炉尾部烟气余热，提升了机组经济性，使供热机组供热更稳定、更高效、更经济。

附图说明

图1为背压式供热机组示意图；

图2为抽汽式供热机组示意图；

图3为具有调峰能力的供热机组示意图；

图4为本发明的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统示意图。

图中，1汽包，2过热器，3再热器，4省煤器，5SCR脱硝装置，6空气预热器，7汽轮机高压缸，8汽轮机中压缸，8-1排气出口，8-2第一出口，9汽轮机低压缸，9-1第一出口，9-2第二出口，10汽轮机发电机，11第一电动调节阀，11-1第二电动调节阀，11-2第三电动调节阀，11-3第四电动调节阀，11-4第五电动调节阀，12第一减温减压器，12-1第二减温减压器，12-2第三减温减压器，13多级节流孔板，14减温器，15冷却塔，16凝汽器，17低压加热器，18除氧器，19高压加热器，20电锅炉换热器，21余热回收换热器，22给水泵，23吸收式热泵，23-1吸收器，23-2发生器，23-3蒸发器，24高压电锅炉，24-1第一出口，24-2第一入口，24-3第二出口，24-4第二入口，24-5第三出口，24-6第三入口，25第一级换热站，26第二级换热站，27第三级换热站，28压力循环泵，29热用户，30工业热用户，30-1第一蒸汽入口，30-2第二蒸汽入口，30-3第三蒸汽入口，31连通管，A锅炉，B换热站，C尖峰加热器。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不是用来限制本发明的范围。

参见图4，本实施例用于某电厂一台330MW汽轮机进行热电解耦改造，汽轮机型号C260/N330-16.67/0.49/538/538，新汽压力：16.7MPa，新汽温度：538.0℃，排气压力4.90kPa，供热抽汽压力0.687MPa，汽轮机为亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、抽汽冷凝汽轮机。

本实施例一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，包括汽包1、过热器2、再热器3、省煤器4、SCR脱硝装置5、空气预热器6和主蒸汽装置，还包括工业蒸汽装置、一级换热装置、二级换热装置、三级换热装置和热网循环管路，所述工业蒸汽装置的入口分别与过热器2、再热器3、主蒸汽装置的汽轮机高压缸7入口、主蒸汽装置的汽轮机中压缸8的第一出口8-2、主蒸汽装置的高压加热器19出口和主蒸汽装置的低压加热器17出口连接，所述一级换热装置的余热回收换热器21的入口与主蒸汽装置的冷却塔15循环冷却水出口连接，一级换热装置的吸收式热泵23均分别与主蒸汽装置的冷却塔15循环冷却水入口、主蒸汽装置的低压加热器17和汽轮机中压缸8的排汽出口8-1连接，所述二级换热装置的电锅炉加热器20置于省煤器4入口前，所述三级换热装置置于汽轮机中压缸8排汽出口8-1与主蒸汽装置的给水泵22入口之间，所述热网循环管路的供水管与三级换热装置的三级换热站27连接，所述热网循环管路的回水管与一级换热装置的一级换热站25连接。

所述主蒸汽装置的结构是：它包括汽轮机高压缸7、汽轮机中压缸8、汽轮机低压缸9、汽轮机发电机10、冷却塔15、凝汽器16、给水泵22、低压加热器17、除氧器18和高压加热器19，所述汽轮机高压缸7的入口与过热器2出口连接、出口与再热器3入口连接，所述汽轮机中压缸8的入口与再热器3出口连接，所述汽轮机中压缸8的第一出口8-2与汽轮机低压缸9的入口连接，所述汽轮机低压缸9的第一出口9-1与汽轮机发电机10的入口连接用于发电，所述汽轮机低压缸9的第二出口9-2与凝汽器16的蒸汽入口连接，所述凝汽器16的冷凝水出口依次通过给水泵22、低压加热器17、除氧器18和高压加热器19与省煤器4的入口连接，所述凝汽器16的冷却循环水入口和冷却循环水出口均分别与冷却塔15连接，汽轮机高压缸7、汽轮机中压缸8和汽轮机低压缸9与汽轮机发电机10同轴相连。

所述工业蒸汽装置的结构是：它包括第一蒸汽供应管路、工业热用户30、第二蒸汽供应管路、连通管31、第三蒸汽供应管路、第四蒸汽供应管路、第五蒸汽供应管路和第六蒸汽供应管路，所述第一蒸汽供应管路的入口与过热器2出口连接、出口与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接；所述第二蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的汽轮机高压缸7入口连接、出口与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接，第一蒸汽供应管路的第一减温减压器12与第二蒸汽供应管路的减温器14通过连通管31连接；所述第三蒸汽供应管路的入口与再热器3的出口连接、出口与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接；所述第四蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的汽轮机中压缸8的第一出口8-2连接、出口与工业热用户30的第三蒸汽入口30-3连接；所述第五蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的高压加热器19出口连接、出口与连通管31连接、并通过第一蒸汽供应管路或第二蒸汽供应管路与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接；所述第六蒸汽供应管路的入口与低压加热器17的出口连接、出口与第三蒸汽供应管路的第二减温减压器12-1连接、并通过第三蒸汽供应管路与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接。

所述第一蒸汽供应管路包括第一电动调节阀11和第一减温减压器12，所述第一电动调节阀11入口作为第一蒸汽供应管路入口与过热器2出口连接，所述第一减温减压器12的出口作为第一蒸汽供应管路出口与工业热用户30的第一蒸汽入口30-1连接，第一电动调节阀11的出口与第一减温减压器12的入口连接。

所述第二蒸汽供应管路包括第二电动调节阀11-1、多级节流孔板13和减温器14，所述第二电动调节阀11-1入口作为第二蒸汽供应管路入口与主蒸汽装置的汽轮机高压缸7入口连接，所述减温器14的出口作为第二蒸汽供应管路出口与工业热用户30第一蒸汽入口30-1连接，第二电动调节阀11-1的出口通过多级节流孔板13与减温器14的入口连接，减温器14的过流口与第一减温减压器12的过流口之间设置连通管31。

所述第三蒸汽供应管路包括第三电动调节阀11-2和第二减温减压器12-1，所述第三电动调节阀11-2的入口作为第三蒸汽供应管路的入口与再热器3的出口连接，所述第二减温减压器12-1的出口作为第三蒸汽供应管路的出口与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接，第三电动调节阀11-2的出口与第二减温减压器12-1的入口连接。

所述第五蒸汽供应管路包括第四电动调节阀11-3，所述第四电动调节阀11-3的入口作为第五蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的高压加热器19出口连接，所述第四电动调节阀11-3的出口作为第五蒸汽供应管路的出口与连通管31连接、并通过第一蒸汽供应管路或第二蒸汽供应管路与工业热用户30的第一蒸汽入口30-1连接。

所述第六蒸汽供应管路包括第五电动调节阀11-4，所述第五电动调节阀11-4的入口作为第六蒸汽供应管路的入口与低压加热器17的出口连接，第五电动调节阀11-4的出口作为第六蒸汽供应管路的出口与第三蒸汽供应管路的第二减温减压器12-1的过流口连接、并通过第三蒸汽供应管路与工业热用户30第二蒸汽入口30-2连接。

所述一级换热装置包括余热回收换热器21、吸收式热泵23和一级换热站25，所述余热回收换热器21置于锅炉的排烟口处，余热回收换热器21的入口与主蒸汽装置的冷凝器16的循环冷却水出口连接，所述吸收式热泵23的蒸发器23-3的入口与余热回收换热器21的出口连接，吸收式热泵23的蒸发器23-3的出口与主蒸汽装置的冷凝器16的循环冷却水入口连接，所述吸收式热泵23的发生器23-2的入口与汽轮机中压缸8的排汽出口8-1连接，所述吸收式热泵23的发生器23-2的出口与主蒸汽装置的低压加热器17连接，所述吸收式热泵23的吸收器23-1的入口与一级换热站25的高温出口连接，所述吸收式热泵23的吸收器23-1的出口与一级换热站25的高温入口连接。

所述二级换热装置包括电锅炉换热器20、高压电锅炉24和二级换热站26，所述电锅炉换热器20置于省煤器4入口前，电锅炉换热器20的低温出口与省煤器4入口连接、低温入口与第五蒸汽供应管路的出口连接，所述高压电锅炉24的第一出口24-1和第一入口24-2均分别与电锅炉换热器20的高温入口和高温出口连接，高压电锅炉24的第二出口24-3通过第三减温减压器12-2与二级换热站26的高温入口连接，高压电锅炉24的第二入口24-4与二级换热站26的高温出口连接，高压电锅炉24的第三出口24-5与一级换热装置的吸收式热泵23的发生器23-2的入口连接，高压电锅炉24的第三入口24-6与补水管线连接。

所述三级换热装置为三级换热站27，所述三级换热站27的高温入口与汽轮机中压缸8排汽出口8-1连接，三级换热站27的高温出口与主蒸汽装置的给水泵22入口连接。

所述热网循环管路包括热用户29和压力循环泵28，所述热用户29的回水管至热用户29的供水管之间依次设置压力循环泵28、一级换热装置一级换热站25、二级换热装置二级换热站26和三级换热装置三级换热站27，形成热网循环管路。

本实施例的工作过程为：

1汽包1产生的主蒸汽由过热器2进入主蒸汽装置的汽轮机高压缸7，再由主蒸汽装置的汽轮机高压缸7进入再热器3，然后由再热器3进入主蒸汽装置内循环，主蒸汽在驱动汽轮发电机发电的同时，一部分主蒸汽由汽轮机中压缸8的第一出口8-2进入工业蒸汽装置的第四蒸汽供应管路、通过第三蒸汽入口30-3为工业热用户30提供蒸汽；同时/或者，进入再热器3的主蒸汽一部分进入汽轮机中压缸8，另一部分主蒸汽进入工业蒸汽装置的第三蒸汽供应管路、通过第二通过过第三蒸汽入口30-2为工业热用户30提供蒸汽；

2当汽轮机中压缸8抽取的蒸汽不能满足工业热用户时，打开第一蒸汽供应管路的第一电动调节阀11，开通第一蒸汽供应管路，从锅炉主蒸汽管道抽取蒸汽，或者打开第二蒸汽供应管路的第二电动调节阀11-1，从锅炉再热段蒸汽管道抽取蒸汽，从锅炉主蒸汽管道或锅炉再热段蒸汽管道抽取的蒸汽进入工业蒸汽装置、通过第一蒸汽入口30-1为工业热用户30提供蒸汽；

3汽轮机中压缸8的排汽出口8-1排出的蒸汽作为驱动热源进入吸收式热泵23的发生器23-2，热交换后排出吸收式热泵23的发生器23-2、由低压加热器17进入主蒸汽装置，主蒸汽装置内的汽轮机乏汽在凝汽器16中冷凝、将乏汽余热释放给循环冷却水用于升高循环冷却水温度，一部分升高温度后的循环冷却水先进入余热回收换热器21中吸收烟气余热，进一步提高循环冷却水温度，再进入吸收式热泵23的蒸发器23-3中放热，与一级换热装置的一级换热站25进行热交换，另一部分高温度后的循环冷却水进入冷却塔15将热量排向环境；

4二级换热装置的高压电锅炉24产生的一部分蒸汽作为驱动热源进入吸收式热泵23的发生器23-2，然后由低压加热器17进入主蒸汽装置，另一部分蒸汽进入电锅炉加热器20，将从高压加热器19进入电锅炉加热器20的锅炉给水加热，进一步提高锅炉给水温度，提高了温度的锅炉给水在省煤器4中吸收的热量减少，提高了排烟温度，保证了SCR脱硝装置5的正常运行，第三部分蒸汽与通过第三减温减压器12-2进入二级换热装置的二级换热站26放热；

5在供暖期，热网回水在压力循环泵28推动下进入一级换热装置的第一换热站25进行热交换，提高温度后依次流出二级换热装置的二级换热站26和三级换热装置的三级换热站27为热用户供热；

6当供热机组受电网调峰要求降低电负荷时，同时在供暖期热负荷需求增加，此时投入运行二级换热装置的二级换热站26，热网回水经过一级换热装置的一级换热站25加热后进入二级换热装置的二级换热站26，利用高压电锅炉24的蒸汽作为热源蒸汽来提高热网回水温度，保证热用户需求；

7当供热机组进一步受电网调峰要求降低负荷时，此时汽轮机低压缸9按照最小冷却流量运行，为保证机组热负荷，投入运行三级换热装置的三级换热站27，利用汽轮机中压缸8的排汽出口8-1排出的蒸汽作为第三级换热站27的热源蒸汽，保证机组热负荷，同时吸收了锅炉尾部烟气余热，又提高了锅炉给水温度，从而提高了排烟温度，保证了SCR脱硝装置5的正常运行，还提升了机组经济性，使供热机组供热更稳定、更高效、更经济；

8在非在供暖期，一级换热装置的吸收式热泵23中的制冷机将一级换热站25回水中的热量吸收，降低了回水温度，低温回水回到用户中，从而实现用户供冷的目的。吸收式热泵23长期稳定投入运行，回收烟气余热，同时保证了机组的经济性。

综上所述，本发明通过解耦供热机组“以热定电”的约束，降低供热机组在低谷时段因保证供暖而导致的强迫出力，就可以为风电腾出并网空间，减少甚至避免弃风，与此同时保障机组的供热负荷，实现深度调节电负荷，提升了供热机组的调峰能力。

尽管上述已经示出和描述了本发明的实例，上述实例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明范围内可以对上述实例进行变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，包括汽包(1)、过热器(2)、再热器(3)、省煤器(4)、SCR脱硝装置(5)、空气预热器(6)和主蒸汽装置，其特征是：还包括工业蒸汽装置、一级换热装置、二级换热装置、三级换热装置和热网循环管路，所述工业蒸汽装置的入口分别与过热器(2)、再热器(3)、主蒸汽装置的汽轮机高压缸(7)入口、主蒸汽装置的汽轮机中压缸(8)的第一出口(8-2)、主蒸汽装置的高压加热器(19)出口和主蒸汽装置的低压加热器(17)出口连接，所述一级换热装置的余热回收换热器(21)的入口与主蒸汽装置的冷却塔(15)循环冷却水出口连接，一级换热装置的吸收式热泵(23)均分别与主蒸汽装置的冷却塔(15)循环冷却水入口、主蒸汽装置的低压加热器(17)和汽轮机中压缸(8)的排汽出口(8-1)连接，所述二级换热装置的电锅炉加热器(20)置于省煤器(4)入口前，所述三级换热装置置于汽轮机中压缸(8)排汽出口(8-1)与主蒸汽装置的给水泵(22)入口之间，所述热网循环管路的供水管与三级换热装置的三级换热站(27)连接，所述热网循环管路的回水管与一级换热装置的一级换热站(25)连接。

2.如权利要求1所述的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特征是：所述主蒸汽装置的结构是：它包括汽轮机高压缸(7)、汽轮机中压缸(8)、汽轮机低压缸(9)、汽轮机发电机(10)、冷却塔(15)、凝汽器(16)、给水泵(22)、低压加热器(17)、除氧器(18)和高压加热器(19)，所述汽轮机高压缸(7)的入口与过热器(2)出口连接、出口与再热器(3)入口连接，所述汽轮机中压缸(8)的入口与再热器(3)出口连接，所述汽轮机中压缸(8)的第一出口(8-2)与汽轮机低压缸(9)的入口连接，所述汽轮机低压缸(9)的第一出口(9-1)与汽轮机发电机(10)的入口连接用于发电，所述汽轮机低压缸(9)的第二出口(9-2)与凝汽器(16)的蒸汽入口连接，所述凝汽器(16)的冷凝水出口依次通过给水泵(22)、低压加热器(17)、除氧器(18)和高压加热器(19)与省煤器(4)的入口连接，所述凝汽器(16)的冷却循环水入口和冷却循环水出口均分别与冷却塔(15)连接，汽轮机高压缸(7)、汽轮机中压缸(8)和汽轮机低压缸(9)与汽轮机发电机(10)同轴相连。

3.如权利要求1所述的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特征是：所述工业蒸汽装置的结构是：它包括第一蒸汽供应管路、工业热用户(30)、第二蒸汽供应管路、连通管(31)、第三蒸汽供应管路、第四蒸汽供应管路、第五蒸汽供应管路和第六蒸汽供应管路，所述第一蒸汽供应管路的入口与过热器(2)出口连接、出口与工业热用户(30)第一蒸汽入口(30-1)连接；所述第二蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的汽轮机高压缸(7)入口连接、出口与工业热用户(30)第一蒸汽入口(30-1)连接，第一蒸汽供应管路的第一减温减压器(12)与第二蒸汽供应管路的减温器(14)通过连通管(31)连接；所述第三蒸汽供应管路的入口与再热器(3)的出口连接、出口与工业热用户(30)第二蒸汽入口(30-2)连接；所述第四蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的汽轮机中压缸(8)的第一出口(8-2)连接、出口与工业热用户(30)的第三蒸汽入口(30-3)连接；所述第五蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的高压加热器(19)出口连接、出口与连通管(31)连接、并通过第一蒸汽供应管路或第二蒸汽供应管路与工业热用户(30)第一蒸汽入口(30-1)连接；所述第六蒸汽供应管路的入口与低压加热器(17)的出口连接、出口与第三蒸汽供应管路的第二减温减压器(12-1)连接、并通过第三蒸汽供应管路与工业热用户(30)第二蒸汽入口(30-2)连接。

所述第一蒸汽供应管路包括第一电动调节阀(11)和第一减温减压器(12)，所述第一电动调节阀(11)入口作为第一蒸汽供应管路入口与过热器(2)出口连接，所述第一减温减压器(12)的出口作为第一蒸汽供应管路出口与工业热用户(30)的第一蒸汽入口(30-1)连接，第一电动调节阀(11)的出口与第一减温减压器(12)的入口连接；

所述第二蒸汽供应管路包括第二电动调节阀(11-1)、多级节流孔板(13)和减温器(14)，所述第二电动调节阀(11-1)入口作为第二蒸汽供应管路入口与主蒸汽装置的汽轮机高压缸(7)入口连接，所述减温器(14)的出口作为第二蒸汽供应管路出口与工业热用户(30)第一蒸汽入口(30-1)连接，第二电动调节阀(11-1)的出口通过多级节流孔板(13)与减温器(14)的入口连接，减温器(14)的过流口与第一减温减压器(12)的过流口之间设置连通管(31)；

所述第三蒸汽供应管路包括第三电动调节阀(11-2)和第二减温减压器(12-1)，所述第三电动调节阀(11-2)的入口作为第三蒸汽供应管路的入口与再热器(3)的出口连接，所述第二减温减压器(12-1)的出口作为第三蒸汽供应管路的出口与工业热用户(30)第二蒸汽入口(30-2)连接，第三电动调节阀(11-2)的出口与第二减温减压器(12-1)的入口连接。

所述第五蒸汽供应管路包括第四电动调节阀(11-3)，所述第四电动调节阀(11-3)的入口作为第五蒸汽供应管路的入口与主蒸汽装置的高压加热器(19)出口连接，所述第四电动调节阀(11-3)的出口作为第五蒸汽供应管路的出口与连通管(31)连接、并通过第一蒸汽供应管路或第二蒸汽供应管路与工业热用户(30)的第一蒸汽入口(30-1)连接；

所述第六蒸汽供应管路包括第五电动调节阀(11-4)，所述第五电动调节阀(11-4)的入口作为第六蒸汽供应管路的入口与低压加热器(17)的出口连接，第五电动调节阀(11-4)的出口作为第六蒸汽供应管路的出口与第三蒸汽供应管路的第二减温减压器(12-1)的过流口连接、并通过第三蒸汽供应管路与工业热用户(30)第二蒸汽入口(30-2)连接。

4.如权利要求1所述的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特征是：所述一级换热装置包括余热回收换热器(21)、吸收式热泵(23)和一级换热站(25)，所述余热回收换热器(21)置于锅炉的排烟口处，余热回收换热器(21)的入口与主蒸汽装置的冷凝器(16)的循环冷却水出口连接，所述吸收式热泵(23)的蒸发器(23-3)的入口与余热回收换热器(21)的出口连接，吸收式热泵(23)的蒸发器(23-3)的出口与主蒸汽装置的冷凝器(16)的循环冷却水入口连接，所述吸收式热泵(23)的发生器(23-2)的入口与汽轮机中压缸(8)的排汽出口(8-1)连接，所述吸收式热泵(23)的发生器(23-2)的出口与主蒸汽装置的低压加热器(17)连接，所述吸收式热泵(23)的吸收器(23-1)的入口与一级换热站(25)的高温出口连接，所述吸收式热泵(23)的吸收器(23-1)的出口与一级换热站(25)的高温入口连接。

5.如权利要求1所述的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特征是：所述二级换热装置包括电锅炉换热器(20)、高压电锅炉(24)和二级换热站(26)，所述电锅炉换热器(20)置于省煤器(4)入口前，电锅炉换热器(20)的低温出口与省煤器(4)入口连接、低温入口与第五蒸汽供应管路的出口连接，所述高压电锅炉(24)的第一出口(24-1)和第一入口(24-2)均分别与电锅炉换热器(20)的高温入口和高温出口连接，高压电锅炉(24)的第二出口(24-3)通过第三减温减压器(12-2)与二级换热站(26)的高温入口连接，高压电锅炉(24)的第二入口(24-4)与二级换热站(26)的高温出口连接，高压电锅炉(24)的第三出口(24-5)与一级换热装置的吸收式热泵(23)的发生器(23-2)的入口连接，高压电锅炉(24)的第三入口(24-6)与补水管线连接。

6.如权利要求1所述的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特征是：所述三级换热装置为三级换热站(27)，所述三级换热站(27)的高温入口与汽轮机中压缸(8)排汽出口(8-1)连接，三级换热站(27)的高温出口与主蒸汽装置的给水泵(22)入口连接。

7.如权利要求1所述的一种提升供热机组电出力调节能力的热力系统，其特征是：所述热网循环管路包括热用户(29)和压力循环泵(28)，所述热用户(29)的回水管至热用户(29)的供水管之间依次设置压力循环泵(28)、一级换热装置一级换热站(25)、二级换热装置二级换热站(26)和三级换热装置三级换热站(27)，形成热网循环管路。