CN109404073A - 一种用于变工况机组的凝抽背供热系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于变工况机组的凝抽背供热系统及运行方法，包括第一热电联产机组、第二热电联产机组和冷却蒸汽系统；热电联产机组包括汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、冷却塔和热网加热器，冷却蒸汽系统包括压力匹配器和蒸汽冷却器。本发明结合低压缸进汽口和低压缸回热抽汽通入冷却蒸汽的耦合，实现了汽轮机低压缸整体得到充分的冷却，特别是低压缸末级长叶片的充分冷却；再结合直接抽汽与压力匹配器的耦合，并结合蒸汽间接换热的冷却，在背压供热工况变负荷运行时，有效提升了冷却蒸汽的品质，从而充分保证了汽轮机低压缸不进汽运行的安全性。由此可见，本发明在实际工程中，具有较高的实际运用价值。

Description

一种用于变工况机组的凝抽背供热系统及运行方法

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种用于变工况机组的凝抽背供热系统及运行方法。

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。专利“切除低压缸供热的冷却系统及工作方法（专利号201711165679.X）”，实现了低压缸不进汽时对低压缸进行有效冷却，而直接用中压缸排汽作为冷却蒸汽，由于温度和压力参数过高，需要先减温减压，一定程度上造成了不可逆损失，另一方面当采用喷水减温时容易引起冷却蒸汽中含有水滴而降低冷却蒸汽的品质。特别是热电机组在全工况运行时，在不同运行负荷下，对应位置的抽汽参数也会发生变化，如何保证热电机组在切除低压缸进汽做功的全工况运行时，也能产生参数稳定的高品质冷却蒸汽，则对低压缸充分冷却、提高机组运行安全来说，至关重要。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理，性能可靠，用于变工况机组的凝抽背供热系统及运行方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，它包括：第一热电联产机组、第二热电联产机组和冷却蒸汽系统；

第一热电联产机组包括第一汽轮机中压缸、第一汽轮机低压缸、第一凝汽器、第一冷却塔和第一热网加热器；所述第一汽轮机中压缸的排汽口通过第一中压连通管与第一汽轮机低压缸的进汽口连接，且在第一中压连通管上安装有第一液压蝶阀，所述第一汽轮机低压缸的排汽口与第一凝汽器连接，所述第一凝汽器的循环水侧通过第一循环供水管和第一循环回水管与第一冷却塔连接，且在第一循环供水管上安装有第一供水阀门，在第一循环回水管上安装有第一回水阀门，所述第一汽轮机中压缸的排汽口还通过第一采暖抽汽管与第一热网加热器连接，且在第一采暖抽汽管上安装有第一热网阀门；

第二热电联产机组包括第二汽轮机中压缸、第二汽轮机低压缸、第二凝汽器、第二冷却塔和第二热网加热器；所述第二汽轮机中压缸的排汽口通过第二中压连通管与第二汽轮机低压缸的进汽口连接，且在第二中压连通管上安装有第二液压蝶阀，所述第二汽轮机低压缸的排汽口与第二凝汽器连接，所述第二凝汽器的循环水侧通过第二循环供水管和第二循环回水管与第二冷却塔连接，且在第二循环供水管上安装有第二供水阀门，在第二循环回水管上安装有第二回水阀门，所述第二汽轮机中压缸的排汽口还通过第二采暖抽汽管与第二热网加热器连接，且在第二采暖抽汽管上安装有第二热网阀门；

冷却蒸汽系统包括压力匹配器和蒸汽冷却器，中压抽汽管的进汽端与第一汽轮机中压缸的排汽口连接，所述中压抽汽管的出汽端通过第一中压抽汽支管与压力匹配器的高压进汽口连接，且在中压抽汽管上沿着蒸汽流动方向依次安装有四号闸阀和一号流量仪，在第一中压抽汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门和一号蒸汽参数测量仪，所述第二汽轮机低压缸的回热抽汽口通过低压抽汽管与压力匹配器的低压进汽口连接，且在低压抽汽管上沿着蒸汽流动方向依次安装有一号闸阀、三号阀门、三号流量仪和四号蒸汽参数测量仪，所述压力匹配器的中压出汽口通过中低压蒸汽输送管与蒸汽冷却器的进汽口连接，且在中低压蒸汽输送管上沿着蒸汽流动方向依次安装有四号阀门和二号蒸汽参数测量仪，所述中压抽汽管的出汽端还通过第二中压抽汽支管与四号阀门的出汽端连接，且在第二中压抽汽支管上安装有一号阀门，所述蒸汽冷却器的出汽口与冷却蒸汽管的进汽端连接，且在冷却蒸汽管上安装有三号蒸汽参数测量仪，所述冷却蒸汽管的出汽端分别通过第一冷却蒸汽支管和第二冷却蒸汽支管与第一汽轮机低压缸的进汽口和回热抽汽口连接，且在第一冷却蒸汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有五号阀门、二号流量仪和二号闸阀，在第二冷却蒸汽支管上沿着蒸汽流动方向依次安装有十二号阀门、四号流量仪和三号闸阀；

所述第一循环供水管通过循环供水旁路与第二循环供水管连接，且在循环供水旁路上安装有六号阀门和七号阀门，所述第一循环回水管通过循环回水旁路与第二循环回水管连接，且在循环回水旁路上安装有八号阀门和九号阀门，所述蒸汽冷却器的水侧分别通过循环回水支管和循环供水支管与循环回水旁路和循环供水旁路连接，且在循环回水支管上安装有十号阀门，在循环供水支管上安装有十一号阀门。

作为优选，所述循环供水旁路的一端连接在第一供水阀门的循环水进口，所述循环供水旁路的另一端连接在第二供水阀门的循环水出口。

作为优选，所述循环回水旁路的一端连接在第一回水阀门的循环水出口，所述循环回水旁路的另一端连接在第二回水阀门的循环水进口。

作为优选，所述循环回水支管的进水端连接在八号阀门与九号阀门之间，所述循环供水支管的出水端连接在六号阀门与七号阀门之间。

作为优选，所述第一液压蝶阀为无机械限位的阀门，当阀门全关时流体无泄漏；所述第二液压蝶阀为有机械限位的阀门，当阀门全关时流体仍可流通。

作为优选，所有的闸阀均具有截断的功能；其它所述的阀门均具有调节管道流量的功能，且能远程进行阀门的开度调节。

作为优选，所有的流量仪均能测量管道内蒸汽的流量参数，且能读取测量数值进行远程传输；所有的蒸汽参数测量仪均能测量管道内蒸汽的压力参数和温度参数，且能读取测量数值进行远程传输。

作为优选，所述压力匹配器的低压汽源来自于第二汽轮机低压缸的回热抽汽，所述压力匹配器的高压汽源来自于第一汽轮机中压缸的排汽。

用于变工况机组的凝抽背供热系统的运行方法如下：

在抽汽供热工况运行时：

关闭一号闸阀、二号闸阀、三号闸阀和四号闸阀，且关闭十号阀门和十一号阀门，冷却蒸汽系统为关闭状态；

打开并调节第一液压蝶阀和第一热网阀门，第一汽轮机中压缸的一部分排汽通过第一中压连通管进入第一汽轮机低压缸进行做功，第一汽轮机中压缸的另一部分排汽通过第一采暖抽汽管进入第一热网加热器对外进行供热，第一热电联产机组为抽汽供热工况运行；

打开并调节第二液压蝶阀和第二热网阀门，第二汽轮机中压缸的一部分排汽通过第二中压连通管进入第二汽轮机低压缸进行做功，第二汽轮机中压缸的另一部分排汽通过第二采暖抽汽管进入第二热网加热器对外进行供热，第二热电联产机组为抽汽供热工况运行；

此时，打开第一供水阀门、第一回水阀门、第二供水阀门和第二回水阀门，关闭六号阀门、七号阀门、八号阀门和九号阀门，循环供水旁路和循环回水旁路为关闭状态，第一凝汽器的循环水只进入第一冷却塔，第二凝汽器的循环水只进入第二冷却塔；

在背压供热工况运行时：

打开并调节第二液压蝶阀和第二热网阀门，第二汽轮机中压缸的一部分排汽通过第二中压连通管进入第二汽轮机低压缸进行做功，第二汽轮机中压缸的另一部分排汽通过第二采暖抽汽管进入第二热网加热器对外进行供热，第二热电联产机组仍为抽汽供热工况运行；

打开第一热网阀门，关闭第一液压蝶阀，第一汽轮机中压缸的排汽不再进入第一汽轮机低压缸进行做功，而是通过第一采暖抽汽管全部进入第一热网加热器对外进行供热，第一热电联产机组为背压供热工况运行；

此时，关闭第一供水阀门和第一回水阀门，打开第二供水阀门和第二回水阀门，第一冷却塔为关闭状态，第二冷却塔为开启状态，在第二凝汽器内被加热的循环水进入第二冷却塔进行冷却，同时打开六号阀门、七号阀门、八号阀门和九号阀门，循环供水旁路和循环回水旁路为开启状态，在第一凝汽器内被加热的循环水也进入第二冷却塔进行冷却；

同时，打开一号闸阀、二号闸阀、三号闸阀和四号闸阀，且关闭十号阀门和十一号阀门，冷却蒸汽系统为开启状态；

若热电机组在满负荷工况下运行，则关闭一号阀门，打开二号阀门、三号阀门和四号阀门，来自第一汽轮机中压缸的排汽和来自第二汽轮机低压缸的回热抽汽同时进入压力匹配器进行匹配，之后输出中低压蒸汽再进入蒸汽冷却器，同时打开十号阀门和十一号阀门，利用来自第二冷却塔的低温循环水对中低压蒸汽进行冷却，之后输出温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽；此时，打开五号阀门，冷却蒸汽通过第一汽轮机低压缸的进汽口进入第一汽轮机低压缸，对第一汽轮机低压缸进行整体冷却，打开十二号阀门，冷却蒸汽还通过第一汽轮机低压缸的回热抽汽口进入第一汽轮机低压缸，对第一汽轮机低压缸的末级进行进一步的冷却；

随着热电机组的运行负荷逐渐降低，若热电机组在低负荷工况下运行，则关闭二号阀门、三号阀门和四号阀门，压力匹配器为关闭状态，打开一号阀门，来自第一汽轮机中压缸的排汽直接进入蒸汽冷却器，同时打开十号阀门和十一号阀门，利用来自第二冷却塔的低温循环水对中压缸排汽进行冷却，之后输出温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽；此时，打开五号阀门，冷却蒸汽通过第一汽轮机低压缸的进汽口进入第一汽轮机低压缸，对第一汽轮机低压缸进行整体冷却，打开十二号阀门，冷却蒸汽还通过第一汽轮机低压缸的回热抽汽口进入第一汽轮机低压缸，对第一汽轮机低压缸的末级进行进一步的冷却。

作为优选，在第一热电联产机组和第二热电联产机组均为抽汽供热工况运行时，第一热电联产机组的循环水系统和第二热电联产机组的循环水系统不进行联网，分别保持独立运行；

在第一热电联产机组为背压供热工况运行，第二热电联产机组为抽汽供热工况运行时，第一冷却塔不再投入运行，第一热电联产机组的循环水系统和第二热电联产机组的循环水系统通过循环供水旁路和循环回水旁路进行联网；此时，第一凝汽器中被加热的循环水、第二凝汽器中被加热的循环水和蒸汽冷却器中被加热的循环水均输送至第二冷却塔；

此时，根据热电机组的低压缸DCS监测系统所监测的缸内温度数值，依据各类流量仪和蒸汽参数测量仪的数值反馈，来调节进入第一汽轮机低压缸的冷却蒸汽流量、压力和温度等参数值，保证冷却蒸汽为具有一定过热度的冷却蒸汽，以实现在安全运行的条件下对第一汽轮机低压缸进行充分冷却。

本发明与现有技术相比，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，创造了一种用于变工况机组的凝抽背供热系统。（2）本发明通过直接抽汽与压力匹配器的耦合，并结合蒸汽间接换热的冷却，在热电机组背压供热工况变负荷运行下，保证了冷却蒸汽系统所需的蒸汽参数，提升了冷却蒸汽的品质，从而提高了汽轮机低压缸不进汽运行的安全性。（3）通过汽轮机低压缸进汽口通入冷却蒸汽与汽轮机低压缸回热抽汽口通入冷却蒸汽的耦合，在汽轮机低压缸不进汽做功时，实现了汽轮机低压缸整体得到充分的冷却，特别是低压缸末级长叶片的充分冷却，从而保证了汽轮机低压缸不进汽运行的安全性。（4）在背压供热工况下，通过循环水旁路进行第一热电联产机组与第二热电联产机组的循环水系统联网运行，第一冷却塔不再运行，从而避免了第一冷却塔因上塔水温过低而出现冻结现象。（5）在背压供热工况下，利用第一凝汽器、第二凝汽器和蒸汽冷却器同时作为第二冷却塔上塔循环水的热源，使得上塔水温得到充分提高，从而避免第二冷却塔出现冻结现象。

附图说明

图1是本发明实施例中用于变工况机组的凝抽背供热系统的整体结构示意图。

图2是本发明实施例中系统在抽汽供热工况下运行的结构示意图。

图3是本发明实施例中在背压供热工况下机组高负荷运行的结构示意图。

图4是本发明实施例中在背压供热工况下机组低负荷运行的结构示意图。

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，本实施例中的用于变工况机组的凝抽背供热系统，它包括：第一热电联产机组、第二热电联产机组和冷却蒸汽系统；

第一热电联产机组包括第一汽轮机中压缸101、第一汽轮机低压缸102、第一凝汽器103、第一冷却塔104和第一热网加热器105，第一汽轮机中压缸101的排汽口通过第一中压连通管110与第一汽轮机低压缸102的进汽口连接，且在第一中压连通管110上安装有第一液压蝶阀106，第一汽轮机低压缸102的排汽口与第一凝汽器103连接，第一凝汽器103的循环水侧通过第一循环供水管112和第一循环回水管113与第一冷却塔104连接，且在第一循环供水管112上安装有第一供水阀门108，在第一循环回水管113上安装有第一回水阀门109，第一汽轮机中压缸101的排汽口还通过第一采暖抽汽管111与第一热网加热器105连接，且在第一采暖抽汽管111上安装有第一热网阀门107；

第二热电联产机组包括第二汽轮机中压缸201、第二汽轮机低压缸202、第二凝汽器203、第二冷却塔204和第二热网加热器205，第二汽轮机中压缸201的排汽口通过第二中压连通管210与第二汽轮机低压缸202的进汽口连接，且在第二中压连通管210上安装有第二液压蝶阀206，第二汽轮机低压缸202的排汽口与第二凝汽器203连接，第二凝汽器203的循环水侧通过第二循环供水管212和第二循环回水管213与第二冷却塔204连接，且在第二循环供水管212上安装有第二供水阀门208，在第二循环回水管213上安装有第二回水阀门209，第二汽轮机中压缸201的排汽口还通过第二采暖抽汽管211与第二热网加热器205连接，且在第二采暖抽汽管211上安装有第二热网阀门207；

冷却蒸汽系统包括压力匹配器1和蒸汽冷却器2，中压抽汽管11的进汽端与第一汽轮机中压缸101的排汽口连接，中压抽汽管11的出汽端通过第一中压抽汽支管12与压力匹配器1的高压进汽口连接，且在中压抽汽管11上沿着蒸汽流动方向依次安装有四号闸阀38和一号流量仪3，在第一中压抽汽支管12上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门22和一号蒸汽参数测量仪4，第二汽轮机低压缸202的回热抽汽口通过低压抽汽管13与压力匹配器1的低压进汽口连接，且在低压抽汽管13上沿着蒸汽流动方向依次安装有一号闸阀23、三号阀门24、三号流量仪8和四号蒸汽参数测量仪9，压力匹配器1的中压出汽口通过中低压蒸汽输送管15与蒸汽冷却器2的进汽口连接，且在中低压蒸汽输送管15上沿着蒸汽流动方向依次安装有四号阀门25和二号蒸汽参数测量仪5，中压抽汽管11的出汽端还通过第二中压抽汽支管14与四号阀门25的出汽端连接，且在第二中压抽汽支管14上安装有一号阀门21，蒸汽冷却器2的出汽口与冷却蒸汽管16的进汽端连接，且在冷却蒸汽管16上安装有三号蒸汽参数测量仪6，冷却蒸汽管16的出汽端分别通过第一冷却蒸汽支管36和第二冷却蒸汽支管37与第一汽轮机低压缸102的进汽口和回热抽汽口连接，且在第一冷却蒸汽支管36上沿着蒸汽流动方向依次安装有五号阀门26、二号流量仪7和二号闸阀27，在第二冷却蒸汽支管37上沿着蒸汽流动方向依次安装有十二号阀门34、四号流量仪10和三号闸阀35；

第一循环供水管112通过循环供水旁路19与第二循环供水管212连接，且在循环供水旁路19上安装有六号阀门28和七号阀门29，循环供水旁路19的一端连接在第一供水阀门108的循环水进口，循环供水旁路19的另一端连接在第二供水阀门208的循环水出口，第一循环回水管113通过循环回水旁路20与第二循环回水管213连接，且在循环回水旁路20上安装有八号阀门30和九号阀门31，循环回水旁路20的一端连接在第一回水阀门109的循环水出口，循环回水旁路20的另一端连接在第二回水阀门209的循环水进口，蒸汽冷却器2的水侧分别通过循环回水支管17和循环供水支管18与循环回水旁路20和循环供水旁路19连接，且在循环回水支管17上安装有十号阀门32，在循环供水支管18上安装有十一号阀门33，循环回水支管17的进水端连接在八号阀门30与九号阀门31之间，循环供水支管18的出水端连接在六号阀门28与七号阀门29之间。

在本实施例中，第一液压蝶阀106为无机械限位的阀门，当阀门全关时流体无泄漏；第二液压蝶阀206为有机械限位的阀门，当阀门全关时流体仍可流通。

在本实施例中，所有闸阀均具有截断的功能；其它阀门均具有调节管道流量的功能，且可以远程进行阀门的开度调节。

在本实施例中，所有流量仪均可以测量管道内蒸汽的流量参数，且可以读取测量数值进行远程传输；所有蒸汽参数测量仪均可以测量管道内蒸汽的压力参数和温度参数，且可以读取测量数值进行远程传输。

在本实施例中，压力匹配器1的低压汽源来自于第二汽轮机低压缸202的回热抽汽，所述压力匹配器1的高压汽源来自于第一汽轮机中压缸101的排汽。

本实施例中用于变工况机组的凝抽背供热系统的具体运行方法如下：

（1）在抽汽供热工况运行时，如图2所示：

关闭一号闸阀23、二号闸阀27、三号闸阀35和四号闸阀38，且关闭十号阀门32和十一号阀门33，冷却蒸汽系统为关闭状态；

打开并调节第一液压蝶阀106和第一热网阀门107，第一汽轮机中压缸101的一部分排汽通过第一中压连通管110进入第一汽轮机低压缸102进行做功，第一汽轮机中压缸101的另一部分排汽通过第一采暖抽汽管111进入第一热网加热器105对外进行供热，第一热电联产机组为抽汽供热工况运行；

打开并调节第二液压蝶阀206和第二热网阀门207，第二汽轮机中压缸201的一部分排汽通过第二中压连通管210进入第二汽轮机低压缸202进行做功，第二汽轮机中压缸201的另一部分排汽通过第二采暖抽汽管211进入第二热网加热器205对外进行供热，第二热电联产机组为抽汽供热工况运行；

此时，打开第一供水阀门108、第一回水阀门109、第二供水阀门208和第二回水阀门209，关闭六号阀门28、七号阀门29、八号阀门30和九号阀门31，循环供水旁路19和循环回水旁路20为关闭状态，第一凝汽器103的循环水只进入第一冷却塔104第二凝汽器203的循环水只进入第二冷却塔204。

（2）在背压供热工况运行时，如图3和图4所示：

打开并调节第二液压蝶阀206和第二热网阀门207，第二汽轮机中压缸201的一部分排汽通过第二中压连通管210进入第二汽轮机低压缸202进行做功，第二汽轮机中压缸201的另一部分排汽通过第二采暖抽汽管211进入第二热网加热器205对外进行供热，第二热电联产机组仍为抽汽供热工况运行；

打开第一热网阀门107，关闭第一液压蝶阀106，第一汽轮机中压缸101的排汽不再进入第一汽轮机低压缸102进行做功，而是通过第一采暖抽汽管111全部进入第一热网加热器105对外进行供热，第一热电联产机组为背压供热工况运行；

此时，关闭第一供水阀门108和第一回水阀门109，打开第二供水阀门208和第二回水阀门209，第一冷却塔104为关闭状态，第二冷却塔204为开启状态，在第二凝汽器203内被加热的循环水进入第二冷却塔204进行冷却，同时打开六号阀门28、七号阀门29、八号阀门30和九号阀门31，循环供水旁路19和循环回水旁路20为开启状态，在第一凝汽器103内被加热的循环水也进入第二冷却塔204进行冷却；

同时，打开一号闸阀23、二号闸阀27、三号闸阀35和四号闸阀38，且关闭十号阀门32和十一号阀门33，冷却蒸汽系统为开启状态；

如图3所示，若热电机组在满负荷工况下运行，则关闭一号阀门21，打开二号阀门22、三号阀门24和四号阀门25，来自第一汽轮机中压缸101的排汽和来自第二汽轮机低压缸202的回热抽汽同时进入压力匹配器1进行匹配，之后输出中低压蒸汽再进入蒸汽冷却器2，同时打开十号阀门32和十一号阀门33，利用来自第二冷却塔204的低温循环水对中低压蒸汽进行冷却，之后输出温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽；此时，打开五号阀门26，冷却蒸汽通过第一汽轮机低压缸102的进汽口进入第一汽轮机低压缸102，对第一汽轮机低压缸102进行整体冷却，打开十二号阀门34，冷却蒸汽还通过第一汽轮机低压缸102的回热抽汽口进入第一汽轮机低压缸102，对第一汽轮机低压缸102的末级进行进一步的冷却；

随着热电机组的运行负荷逐渐降低，如图4所示，若热电机组在低负荷工况下运行，则关闭二号阀门22、三号阀门24和四号阀门25，压力匹配器1为关闭状态，打开一号阀门21，来自第一汽轮机中压缸101的排汽直接进入蒸汽冷却器2，同时打开十号阀门32和十一号阀门33，利用来自第二冷却塔204的低温循环水对中压缸排汽进行冷却，之后输出温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽；此时，打开五号阀门26，冷却蒸汽通过第一汽轮机低压缸102的进汽口进入第一汽轮机低压缸102，对第一汽轮机低压缸102进行整体冷却，打开十二号阀门34，冷却蒸汽还通过第一汽轮机低压缸102的回热抽汽口进入第一汽轮机低压缸102，对第一汽轮机低压缸102的末级进行进一步的冷却。

在本实施例的具体运行方法中，主要是通过DCS系统远程传输阀门的开度信号，来对各个阀门的开度进行调节，以实现对流量的调节。

在本实施例的具体运行方法中，在第一热电联产机组和第二热电联产机组均为抽汽供热工况运行时，第一热电联产机组的循环水系统和第二热电联产机组的循环水系统不进行联网，分别保持独立运行。

在本实施例的具体运行方法中，在第一热电联产机组为背压供热工况运行，第二热电联产机组为抽汽供热工况运行时，第一冷却塔104不再投入运行，第一热电联产机组的循环水系统和第二热电联产机组的循环水系统通过循环供水旁路19和循环回水旁路20进行联网，第二冷却塔204的循环水热源来自于第一凝汽器103、第二凝汽器203和蒸汽冷却器2，使得第二冷却塔204的上塔水温得到充分提高，从而避免第二冷却塔出现冻结现象；

此时，根据热电机组的低压缸DCS监测系统所监测的缸内温度数值，依据各类流量仪和蒸汽参数测量仪的数值反馈，来调节进入第一汽轮机低压缸102的冷却蒸汽流量、压力和温度等参数值，保证冷却蒸汽为具有一定过热度的冷却蒸汽，以实现在安全运行的条件下对第一汽轮机低压缸102进行充分冷却。

虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，它包括：第一热电联产机组、第二热电联产机组和冷却蒸汽系统；

第一热电联产机组包括第一汽轮机中压缸（101）、第一汽轮机低压缸（102）、第一凝汽器（103）、第一冷却塔（104）和第一热网加热器（105）；所述第一汽轮机中压缸（101）的排汽口通过第一中压连通管（110）与第一汽轮机低压缸（102）的进汽口连接，且在第一中压连通管（110）上安装有第一液压蝶阀（106），所述第一汽轮机低压缸（102）的排汽口与第一凝汽器（103）连接，所述第一凝汽器（103）的循环水侧通过第一循环供水管（112）和第一循环回水管（113）与第一冷却塔（104）连接，且在第一循环供水管（112）上安装有第一供水阀门（108），在第一循环回水管（113）上安装有第一回水阀门（109），所述第一汽轮机中压缸（101）的排汽口还通过第一采暖抽汽管（111）与第一热网加热器（105）连接，且在第一采暖抽汽管（111）上安装有第一热网阀门（107）；

第二热电联产机组包括第二汽轮机中压缸（201）、第二汽轮机低压缸（202）、第二凝汽器（203）、第二冷却塔（204）和第二热网加热器（205）；所述第二汽轮机中压缸（201）的排汽口通过第二中压连通管（210）与第二汽轮机低压缸（202）的进汽口连接，且在第二中压连通管（210）上安装有第二液压蝶阀（206），所述第二汽轮机低压缸（202）的排汽口与第二凝汽器（203）连接，所述第二凝汽器（203）的循环水侧通过第二循环供水管（212）和第二循环回水管（213）与第二冷却塔（204）连接，且在第二循环供水管（212）上安装有第二供水阀门（208），在第二循环回水管（213）上安装有第二回水阀门（209），所述第二汽轮机中压缸（201）的排汽口还通过第二采暖抽汽管（211）与第二热网加热器（205）连接，且在第二采暖抽汽管（211）上安装有第二热网阀门（207）；

冷却蒸汽系统包括压力匹配器（1）和蒸汽冷却器（2），中压抽汽管（11）的进汽端与第一汽轮机中压缸（101）的排汽口连接，所述中压抽汽管（11）的出汽端通过第一中压抽汽支管（12）与压力匹配器（1）的高压进汽口连接，且在中压抽汽管（11）上沿着蒸汽流动方向依次安装有四号闸阀（38）和一号流量仪（3），在第一中压抽汽支管（12）上沿着蒸汽流动方向依次安装有二号阀门（22）和一号蒸汽参数测量仪（4），所述第二汽轮机低压缸（202）的回热抽汽口通过低压抽汽管（13）与压力匹配器（1）的低压进汽口连接，且在低压抽汽管（13）上沿着蒸汽流动方向依次安装有一号闸阀（23）、三号阀门（24）、三号流量仪（8）和四号蒸汽参数测量仪（9），所述压力匹配器（1）的中压出汽口通过中低压蒸汽输送管（15）与蒸汽冷却器（2）的进汽口连接，且在中低压蒸汽输送管（15）上沿着蒸汽流动方向依次安装有四号阀门（25）和二号蒸汽参数测量仪（5），所述中压抽汽管（11）的出汽端还通过第二中压抽汽支管（14）与四号阀门（25）的出汽端连接，且在第二中压抽汽支管（14）上安装有一号阀门（21），所述蒸汽冷却器（2）的出汽口与冷却蒸汽管（16）的进汽端连接，且在冷却蒸汽管（16）上安装有三号蒸汽参数测量仪（6），所述冷却蒸汽管（16）的出汽端分别通过第一冷却蒸汽支管（36）和第二冷却蒸汽支管（37）与第一汽轮机低压缸（102）的进汽口和回热抽汽口连接，且在第一冷却蒸汽支管（36）上沿着蒸汽流动方向依次安装有五号阀门（26）、二号流量仪（7）和二号闸阀（27），在第二冷却蒸汽支管（37）上沿着蒸汽流动方向依次安装有十二号阀门（34）、四号流量仪（10）和三号闸阀（35）；

所述第一循环供水管（112）通过循环供水旁路（19）与第二循环供水管（212）连接，且在循环供水旁路（19）上安装有六号阀门（28）和七号阀门（29），所述第一循环回水管（113）通过循环回水旁路（20）与第二循环回水管（213）连接，且在循环回水旁路（20）上安装有八号阀门（30）和九号阀门（31），所述蒸汽冷却器（2）的水侧分别通过循环回水支管（17）和循环供水支管（18）与循环回水旁路（20）和循环供水旁路（19）连接，且在循环回水支管（17）上安装有十号阀门（32），在循环供水支管（18）上安装有十一号阀门（33）。

2.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所述循环供水旁路（19）的一端连接在第一供水阀门（108）的循环水进口，所述循环供水旁路（19）的另一端连接在第二供水阀门（208）的循环水出口。

3.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所述循环回水旁路（20）的一端连接在第一回水阀门（109）的循环水出口，所述循环回水旁路（20）的另一端连接在第二回水阀门（209）的循环水进口。

4.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所述循环回水支管（17）的进水端连接在八号阀门（30）与九号阀门（31）之间，所述循环供水支管（18）的出水端连接在六号阀门（28）与七号阀门（29）之间。

5.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所述第一液压蝶阀（106）为无机械限位的阀门，当阀门全关时流体无泄漏；所述第二液压蝶阀（206）为有机械限位的阀门，当阀门全关时流体仍可流通。

6.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所有的闸阀均具有截断的功能；其它所述的阀门均具有调节管道流量的功能，且能远程进行阀门的开度调节。

7.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所有的流量仪均能测量管道内蒸汽的流量参数，且能读取测量数值进行远程传输；所有的蒸汽参数测量仪均能测量管道内蒸汽的压力参数和温度参数，且能读取测量数值进行远程传输。

8.根据权利要求1所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统，其特征在于，所述压力匹配器（1）的低压汽源来自于第二汽轮机低压缸（202）的回热抽汽，所述压力匹配器（1）的高压汽源来自于第一汽轮机中压缸（101）的排汽。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法如下：

在抽汽供热工况运行时：

关闭一号闸阀（23）、二号闸阀（27）、三号闸阀（35）和四号闸阀（38），且关闭十号阀门（32）和十一号阀门（33），冷却蒸汽系统为关闭状态；

打开并调节第一液压蝶阀（106）和第一热网阀门（107），第一汽轮机中压缸（101）的一部分排汽通过第一中压连通管（110）进入第一汽轮机低压缸（102）进行做功，第一汽轮机中压缸（101）的另一部分排汽通过第一采暖抽汽管（111）进入第一热网加热器（105）对外进行供热，第一热电联产机组为抽汽供热工况运行；

打开并调节第二液压蝶阀（206）和第二热网阀门（207），第二汽轮机中压缸（201）的一部分排汽通过第二中压连通管（210）进入第二汽轮机低压缸（202）进行做功，第二汽轮机中压缸（201）的另一部分排汽通过第二采暖抽汽管（211）进入第二热网加热器（205）对外进行供热，第二热电联产机组为抽汽供热工况运行；

此时，打开第一供水阀门（108）、第一回水阀门（109）、第二供水阀门（208）和第二回水阀门（209），关闭六号阀门（28）、七号阀门（29）、八号阀门（30）和九号阀门（31），循环供水旁路（19）和循环回水旁路（20）为关闭状态，第一凝汽器（103）的循环水只进入第一冷却塔（104），第二凝汽器（203）的循环水只进入第二冷却塔（204）；

在背压供热工况运行时：

打开并调节第二液压蝶阀（206）和第二热网阀门（207），第二汽轮机中压缸（201）的一部分排汽通过第二中压连通管（210）进入第二汽轮机低压缸（202）进行做功，第二汽轮机中压缸（201）的另一部分排汽通过第二采暖抽汽管（211）进入第二热网加热器（205）对外进行供热，第二热电联产机组仍为抽汽供热工况运行；

打开第一热网阀门（107），关闭第一液压蝶阀（106），第一汽轮机中压缸（101）的排汽不再进入第一汽轮机低压缸（102）进行做功，而是通过第一采暖抽汽管（111）全部进入第一热网加热器（105）对外进行供热，第一热电联产机组为背压供热工况运行；

此时，关闭第一供水阀门（108）和第一回水阀门（109），打开第二供水阀门（208）和第二回水阀门（209），第一冷却塔（104）为关闭状态，第二冷却塔（204）为开启状态，在第二凝汽器（203）内被加热的循环水进入第二冷却塔（204）进行冷却，同时打开六号阀门（28）、七号阀门（29）、八号阀门（30）和九号阀门（31），循环供水旁路（19）和循环回水旁路（20）为开启状态，在第一凝汽器（103）内被加热的循环水也进入第二冷却塔（204）进行冷却；

同时，打开一号闸阀（23）、二号闸阀（27）、三号闸阀（35）和四号闸阀（38），且关闭十号阀门（32）和十一号阀门（33），冷却蒸汽系统为开启状态；

若热电机组在满负荷工况下运行，则关闭一号阀门（21），打开二号阀门（22）、三号阀门（24）和四号阀门（25），来自第一汽轮机中压缸（101）的排汽和来自第二汽轮机低压缸（202）的回热抽汽同时进入压力匹配器（1）进行匹配，之后输出中低压蒸汽再进入蒸汽冷却器（2），同时打开十号阀门（32）和十一号阀门（33），利用来自第二冷却塔（204）的低温循环水对中低压蒸汽进行冷却，之后输出温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽；此时，打开五号阀门（26），冷却蒸汽通过第一汽轮机低压缸（102）的进汽口进入第一汽轮机低压缸（102），对第一汽轮机低压缸（102）进行整体冷却，打开十二号阀门（34），冷却蒸汽还通过第一汽轮机低压缸（102）的回热抽汽口进入第一汽轮机低压缸（102），对第一汽轮机低压缸（102）的末级进行进一步的冷却；

随着热电机组的运行负荷逐渐降低，若热电机组在低负荷工况下运行，则关闭二号阀门（22）、三号阀门（24）和四号阀门（25），压力匹配器（1）为关闭状态，打开一号阀门（21），来自第一汽轮机中压缸（101）的排汽直接进入蒸汽冷却器（2），同时打开十号阀门（32）和十一号阀门（33），利用来自第二冷却塔（204）的低温循环水对中压缸排汽进行冷却，之后输出温度较低且具有一定过热度的冷却蒸汽；此时，打开五号阀门（26），冷却蒸汽通过第一汽轮机低压缸（102）的进汽口进入第一汽轮机低压缸（102），对第一汽轮机低压缸（102）进行整体冷却，打开十二号阀门（34），冷却蒸汽还通过第一汽轮机低压缸（102）的回热抽汽口进入第一汽轮机低压缸（102），对第一汽轮机低压缸（102）的末级进行进一步的冷却。

10.根据权利要求9所述的用于变工况机组的凝抽背供热系统的运行方法，其特征在于：

在第一热电联产机组和第二热电联产机组均为抽汽供热工况运行时，第一热电联产机组的循环水系统和第二热电联产机组的循环水系统不进行联网，分别保持独立运行；

在第一热电联产机组为背压供热工况运行，第二热电联产机组为抽汽供热工况运行时，第一冷却塔（104）不再投入运行，第一热电联产机组的循环水系统和第二热电联产机组的循环水系统通过循环供水旁路（19）和循环回水旁路（20）进行联网；此时，第一凝汽器（103）中被加热的循环水、第二凝汽器（203）中被加热的循环水和蒸汽冷却器（2）中被加热的循环水均输送至第二冷却塔（204）；

此时，根据热电机组的低压缸DCS监测系统所监测的缸内温度数值，依据各类流量仪和蒸汽参数测量仪的数值反馈，来调节进入第一汽轮机低压缸（102）的冷却蒸汽流量、压力和温度参数值，保证冷却蒸汽为具有一定过热度的冷却蒸汽，以实现在安全运行的条件下对第一汽轮机低压缸（102）进行充分冷却。