CN110578565A - 分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及联合循环发电、供热与控制技术领域，具体涉及分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统与方法，系统包括第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组、第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组、背压式供热汽轮发电机组、高压蒸汽联、低压蒸汽联箱、余热锅炉、热用户、余热锅炉低压过热器来管系、余热锅炉高压过热器来管系。多台余热锅炉高压过热器出口蒸汽汇入高压蒸汽联箱，多台余热锅炉低压过热器出口蒸汽汇入低压蒸汽联箱，这种采用母管制的技术方法提高了抽凝式汽轮机发电机组与背压式供热汽轮发电机组切换运行的灵活性，可将电负荷与热负荷根据需要实时切换。

Description

分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统与方法
技术领域
本发明涉及联合循环发电、供热与控制技术领域，具体涉及分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统与方法。
背景技术
随着电网新增风电装机容量增大，由于风电具有间歇性、不确定性特点，风电机组出力不稳定，无法为城区电网提供稳定的电力供应，传统的抽凝式供热机组存在发电功率高供热能力大关系，然而在电力供应发生变化后热力供应并未同步变化的情况，出现了电力与热力供应冲突问题。
发明内容
为了解决上述问题，增强城区电网的电源支撑，优化能源结构，改善电网运行条件，提高电网调峰能力，增强发电机组供热灵活性，本发明提供了分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统与方法，具体技术方案如下：
分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，包括第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组、第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组、背压式供热汽轮发电机组、高压蒸汽联箱、低压蒸汽联箱、余热锅炉、热用户、余热锅炉低压过热器来管系、余热锅炉高压过热器来管系；
所述余热锅炉低压过热器来管系与低压蒸汽联箱连接；所述余热锅炉高压过热器来管系与高压蒸汽联箱连接；
所述第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组包括第一抽凝式汽轮机、第一主汽阀、第一调门、第一发电机、第一凝汽器、设置在第一抽凝式汽轮机内部的第一旋转隔板；
所述高压蒸汽联箱依次通过第一主汽阀、第一调门与第一抽凝式汽轮机连接；第一抽凝式汽轮机分别与第一发电机、第一凝汽器连接；第一凝汽器通过第一凝结水泵与余热锅炉连接；驱动第一抽凝式汽轮机的蒸汽来自高压蒸汽联箱，高压蒸汽联箱中的蒸汽经第一主汽阀、第一调门后冲转第一抽凝式汽轮机，第一抽凝式汽轮机带动同轴的第一发电机旋转做功发电，第一抽凝式汽轮机排汽进入第一凝汽器冷凝，凝结成水后通过凝结水泵再输入余热锅炉加热循环利用；通过调节第一抽凝式汽轮机内部的第一旋转隔板控制第一抽凝式汽轮机的抽汽压力；
所述第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组包括第二抽凝式汽轮机、第二主汽阀、第二调门、第二发电机、第二凝汽器、设置在第二抽凝式汽轮机内部的第二旋转隔板；
所述高压蒸汽联箱依次通过第二主汽阀、第二调门与第二抽凝式汽轮机连接；第二抽凝式汽轮机分别与第二发电机、第二凝汽器连接；第二凝汽器通过第二凝结水泵与余热锅炉连接；
驱动第二抽凝式汽轮机的蒸汽来自高压蒸汽联箱，高压蒸汽联箱中的蒸汽经第二主汽阀、第二调门后第二抽凝式汽轮机，第二抽凝式汽轮机带动同轴的第二发电机旋转做功发电，第二抽凝式汽轮机排汽进入第二凝汽器冷凝，凝结成水后通过第二凝结水泵再输入余热锅炉加热循环利用；
低压蒸汽联箱通过第一补汽调节阀和第二补汽调节阀分别与第一抽凝式汽轮机、第二抽凝式汽轮机连接；通过开启第一补汽调节阀、第二补汽调节阀分别向第一抽凝式汽轮机、第二抽凝式汽轮机补汽，提高机组出力，冷却第一抽凝式汽轮机、第二抽凝式汽轮机的未级叶片；
所述背压式供热汽轮发电机组包括背压式汽轮机、第三主汽阀、第三调门、第三发电机；所述高压蒸汽联箱依次通过第三主汽阀、第三调门与背压式汽轮机连接；所述背压式汽轮机与第三发电机连接；高压蒸汽联箱中的蒸汽经第三主汽阀、第三调门后冲转背压式汽轮机，背压式汽轮机带动同轴的第三发电机旋转做功发电，背压式汽轮机排汽直接对热用户供热。
优选地，还包括凝结水补水箱；所述凝结水补水箱依次通过凝结水补水截止阀、第一水流量调节阀与第一凝汽器连接；所述凝结水补水箱依次通过凝结水补水截止阀（24）、第二水流量调节阀与第二凝汽器连接，通过调节第一水流量调节阀、第二水流量调节阀分别控制进入第一凝汽器、第二凝汽器的水流量，实现分别对第一凝汽器、第二凝汽器进行凝结水补充。
优选地，所述第一抽凝式汽轮机依次通过第一抽汽逆止阀、第一供热调节阀与供汽管连接；
所述高压蒸汽联箱通过第一主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接；
第一供热调节阀、第一主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接的管道上设置第一汽温测量装置、第一抽汽压力测量装置；
所述第二抽凝式汽轮机依次通过第二抽汽逆止阀、第二供热调节阀与供汽管连接；
所述高压蒸汽联箱通过第二主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接；
第二供热调节阀、第二主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接的管道上设置第二汽温测量装置、第二抽汽压力测量装置；
所述背压式汽轮机依次通过高背压供汽逆止阀、第三调压阀与供汽管连接；
所述高压蒸汽联箱通过第三主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接；
第三调压阀、第三主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接的管道上设置第三汽温测量装置、蒸汽压力测量装置；
所述供汽管依次通过截止阀、第三供热调节阀、热用户供汽截止阀与热用户连接；所述第三供热调节阀、热用户供汽截止阀之间设置有流量测量装置、温度测量装置、压力测量装置。
优选地，还包括减温水控制装置；所述减温水控制装置用于根据热用户的蒸汽温度要求对供热蒸汽温度进行喷水减温调节；
所述减温水控制装置包括减温水控制装置第一调节阀、减温水控制装置第二调节阀、减温水控制装置第三调节阀；所述减温水控制装置第一调节阀设置在第一供热调节阀与供汽管连接的管道上，并位于第一主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接处之前；
所述减温水控制装置第二调节阀设置在第二供热调节阀与供汽管连接的管道上，并位于第二主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接处之前；
所述减温水控制装置第三调节阀设置在第三调压阀与供汽管连接的管道上，并位于第三主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接处之前；
所述减温水控制装置根据温度测量装置的测量温度通过控制减温水控制装置第一调节阀、减温水控制装置第二调节阀、减温水控制装置第三调节阀向管内喷水实现降温作用。
优选地，所述减温水控制装置还包括第一主蒸汽供汽减温水调阀、第二主蒸汽供汽减温水调阀、第三主蒸汽供汽减温水调阀；所述减温水控制装置第一主蒸汽供汽减温水调阀设置在第一主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接的管道上，并位于第一主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接处之前；
所述减温水控制装置第二主蒸汽供汽减温水调阀设置在第二主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接的管道上，并位于第二主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接处之前；
所述减温水控制装置第三主蒸汽供汽减温水调阀设置在第三主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接的管道上，并位于第三主蒸汽供汽调节阀与供汽管连接处之前；
所述减温水控制装置根据温度测量装置的测量温度控制减温水控制装置第一主蒸汽供汽减温水调阀、第二主蒸汽供汽减温水调阀、第三主蒸汽供汽减温水调阀向管内喷水实现降温作用。
优选地，还包括安全阀；所述安全阀用于对供汽管进行过压保护；所述安全阀设置在供汽管上。
分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的方法，包括以下步骤：
步骤（1）：余热锅炉管系水侧注水；
机组处于全停机状态，通过第一水流量调节阀、第二水流量调节阀分别向第一凝汽器、第二凝汽器补水，并启动第一凝结水泵、第二凝结水泵向余热锅炉供水，余热锅炉加热后产生的高温高压蒸汽进入高压蒸汽联箱；高压蒸汽联箱的高压蒸汽进入第一抽凝式汽轮机、第二抽凝式汽轮机或背压式汽轮机；
第一抽凝式汽轮机、第二抽凝式汽轮机或背压式汽轮机未进汽或不具备向外供热时，可以通过第一主蒸汽供汽调节阀、第二主蒸汽供汽调节阀、或第三主蒸汽供汽调节阀及减温水控制装置实现将高压蒸汽联箱中的蒸汽向外供热；
步骤（2）：抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽；
第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽：全开截止阀、热用户供汽截止阀，全开第一主汽阀，开启第一调门，高压蒸汽联箱内的蒸汽进入第一抽凝式汽轮机，第一抽凝式汽轮机升速至额定转速并网发电，第一抽凝式汽轮机通过调整第一旋转隔板提高供汽蒸汽压力，经过第一供热调节阀对压力按设定值P设置进行调节稳定，经过减温水控制装置第一调节阀调节汽温，按汽温设定值T设置进行调节稳定，第一抽汽压力测量装置和第一汽温测量装置的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀直接向蒸汽用户进行供热，实现快速供电与供热；同时将第一补汽调节阀开启，开启第一补汽调节阀后余热锅炉的低压蒸汽通过低压蒸汽联箱后进入第一抽凝式汽轮机，对第一抽凝式汽轮机的未级叶片进行冷却；开启第三供热调节阀向热用户进行供热，第三供热调节阀的开度大小根据流量测量装置的测量数据是否满足热用户的要求进行调节，温度测量装置和压力测量装置用于监测向热用户供汽的温度和压力；
第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽：全开截止阀、热用户供汽截止阀，全开第二主汽阀，开启第二调门，高压蒸汽联箱内的蒸汽进入第二抽凝式汽轮机，第二抽凝式汽轮机升速至额定转速r0并网发电，第二抽凝式汽轮机通过第二旋转隔板提高供汽蒸汽压力，经过第二供热调节阀对压力按设定值P设置进行调节稳定，经过减温水控制装置第二调节阀调节汽温，按汽温设定值T设置进行调节稳定，第二抽汽压力测量装置和第二汽温测量装置的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀直接向热用户进行供热；同时将第二补汽调节阀开启，开启第二补汽调节阀后余热锅炉的低压蒸汽通过低压蒸汽联箱后进入第二抽凝式汽轮机，对第二抽凝式汽轮机的未级叶片进行冷却；开启第三供热调节阀向热用户进行供热，第三供热调节阀的开度大小根据流量测量装置的测量数据是否满足热用户的要求进行调节，温度测量装置和压力测量装置用于监测向热用户供汽的温度和压力；
步骤（3）：背压式供热汽轮发电机组启动与供汽；
全开截止阀、热用户供汽截止阀，全开第三主汽阀，开启第三调门，高压蒸汽联箱内的蒸汽进入背压式汽轮机，背压式汽轮机升速至额定转速r0并网发电，背压式汽轮机的排汽经过第三调压阀对压力按设定值P设置进行调节稳定，经过减温水控制装置第三调节阀调节汽温，按汽温设定值T设置进行调节稳定，蒸汽压力测量装置和第三汽温测量装置的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀直接向热用户进行供热，实现快速发电与供热；第三供热调节阀的开度大小根据流量测量装置的测量数据是否满足热用户的要求进行调节，温度测量装置和压力测量装置用于监测向热用户供汽的温度和压力；
步骤（4）：停止供热及机组停运；
抽凝式可调节供热汽轮发电机组停止供热与停运：供热系统停运逐渐关小第三供热调节阀，直至全关，同时逐渐打开第一旋转隔板、第二旋转隔板直至全开；逐渐减小第一调门、第二调门的开度降低第一发电机、第二发电机的功率，直至第一调门、第二调门接近全关时，抽凝式可调节供热汽轮发电机组打闸解列；第一抽凝式汽轮机、第二抽凝式汽轮机带第一发电机、第二发电机的转子盘车运行，抽凝式可调节供热汽轮发电机组处于备用状态；
背压式供热汽轮发电机组停止供热与停运：供热系统停运逐渐关小第三供热调节阀，逐渐减小第三调门的开度降低第三发电机的功率，第三调门接近全关时背压式供热汽轮发电机组打闸解列；背压式汽轮机带第三发电机转子盘车运行，背压式供热汽轮发电机组处于备用状态。
本发明的有益效果为：多台余热锅炉高压过热器出口蒸汽汇入高压蒸汽联箱，多台余热锅炉低压过热器出口蒸汽汇入低压蒸汽联箱，这种采用母管制的技术方法提高了抽凝式汽轮机发电机组与背压式供热汽轮发电机组切换运行的灵活性，可将电负荷与热负荷根据需要实时切换；抽凝式汽轮机发电机组配备旋转隔板使得机组供汽能力不再过度依赖于机组电功率，同时由于旋转隔板具有补汽调节装置，降低了汽轮机未级叶片鼓风超温损坏风险；抽凝式汽轮机发电机组与背压式供热汽轮发电机组作为一个整体运行，具有电功率或供热能力大幅调节能力，适合于电力调峰与供热实时灵活调节，满足生产需要并提高能源综合利用水平。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
其中，1-高压蒸汽联箱、2-第一主汽阀、3-第一调门、4-第一抽凝式汽轮机、33-第一旋转隔板、36-第一凝汽器、32-第一补汽调节阀、31-第一发电机、11-第一抽汽压力测量装置、10-第一汽温测量装置、6-第一抽汽逆止阀、5-第一主蒸汽供汽调节阀；
19-第二主汽阀、20-第二调门、21-第二抽凝式汽轮机、23-第二旋转隔板、26-第二凝汽器、27-第二补汽调节阀、28-第二发电机、12-第二抽汽压力测量装置、13-第二汽温测量装置、17-第二抽汽逆止阀、18-第二主蒸汽供汽调节阀；
37-第三主汽阀、38-第三调门、39-背压式汽轮机、40-第三主蒸汽供汽调节阀、42-高背压供汽逆止阀、43-第三调压阀、45-第三发电机、46-第三汽温测量装置、47-蒸汽压力测量装置；
9-减温水控制装置第一调节阀、14-减温水控制装置第二调节阀、44-减温水控制装置第三调节阀；
7-第一主蒸汽供汽减温水调阀、16-第二主蒸汽供汽减温水调阀、41-第三主蒸汽供汽减温水调阀；
8-第一供热调节阀、15-第二供热调节阀、50-第三供热调节阀；
25-第二水流量调节阀、35-第一水流量调节阀；
22-凝结水补水箱、24-凝结水补水截止阀、29-低压蒸汽联箱、30-余热锅炉低压过热器来管系、34-余热锅炉高压过热器来管系、48-安全阀、49-截止阀
51-流量测量装置、52-温度测量装置、53-压力测量装置、54-热用户供汽截止阀、55-热用户、56-第一凝结水泵、57-第二凝结水泵、58-供汽管。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，包括第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组、第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组、背压式供热汽轮发电机组、高压蒸汽联箱1、低压蒸汽联箱29、余热锅炉、热用户55、余热锅炉低压过热器来管系30、余热锅炉高压过热器来管系34。
所述余热锅炉低压过热器来管系30与低压蒸汽联箱29连接；所述余热锅炉高压过热器来管系34与高压蒸汽联箱1连接；余热锅炉低压过热器来管系30、余热锅炉高压过热器来管系34可分别连接3台余热锅炉，第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组、第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组、背压式供热汽轮发电机组分别配备一台余热锅炉。
所述第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组包括第一抽凝式汽轮机4、第一主汽阀2、第一调门3、第一发电机31、第一凝汽器36、设置在第一抽凝式汽轮机4内部的第一旋转隔板33；
所述高压蒸汽联箱1依次通过第一主汽阀2、第一调门3与第一抽凝式汽轮机4连接；第一抽凝式汽轮机4分别与第一发电机31、第一凝汽器36连接；第一凝汽器36通过第一凝结水泵56与余热锅炉连接；驱动第一抽凝式汽轮机4的蒸汽来自高压蒸汽联箱1，高压蒸汽联箱1中的蒸汽经第一主汽阀2、第一调门3后冲转第一抽凝式汽轮机，第一抽凝式汽轮机带动同轴的第一发电机31旋转做功发电，第一抽凝式汽轮机4排汽进入第一凝汽器36冷凝，凝结成水后通过凝结水泵56再输入余热锅炉加热循环利用；通过调节第一抽凝式汽轮机4内部的第一旋转隔板33控制第一抽凝式汽轮机4的抽汽压力。
所述第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组包括第二抽凝式汽轮机21、第二主汽阀19、第二调门20、第二发电机28、第二凝汽器26、设置在第二抽凝式汽轮机21内部的第二旋转隔板23；
所述高压蒸汽联箱1依次通过第二主汽阀19、第二调门20与第二抽凝式汽轮机21连接；第二抽凝式汽轮机21分别与第二发电机28、第二凝汽器26连接；第二凝汽器26通过第二凝结水泵57与余热锅炉连接；
驱动第二抽凝式汽轮机21的蒸汽来自高压蒸汽联箱1，高压蒸汽联箱1中的蒸汽经第二主汽阀19、第二调门20后第二抽凝式汽轮机21，第二抽凝式汽轮机21带动同轴的第二发电机28旋转做功发电，第二抽凝式汽轮机21排汽进入第二凝汽器26冷凝，凝结成水后通过第二凝结水泵57再输入余热锅炉加热循环利用。
低压蒸汽联箱29通过第一补汽调节阀32和第二补汽调节阀27分别与第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21连接；通过开启第一补汽调节阀32、第二补汽调节阀27分别向第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21补汽，提高机组出力，冷却第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21的未级叶片。
所述背压式供热汽轮发电机组包括背压式汽轮机39、第三主汽阀37、第三调门38、第三发电机45；所述高压蒸汽联箱1依次通过第三主汽阀37、第三调门38与背压式汽轮机39连接；所述背压式汽轮机39与第三发电机45连接；高压蒸汽联箱1中的蒸汽经第三主汽阀37、第三调门38后冲转背压式汽轮机39，背压式汽轮机39带动同轴的第三发电机45旋转做功发电，背压式汽轮机39排汽直接对热用户55供热。
调节第一调门3、第二调门20、第三调门38、第一补汽调节阀32、第二补汽调节阀27可对进入第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21、背压式汽轮机39的蒸汽流量进行控制，实现对发电功率与供汽能力的调节。
分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统还包括凝结水补水箱22；所述凝结水补水箱22依次通过凝结水补水截止阀24、第一水流量调节阀35与第一凝汽器36连接；所述凝结水补水箱22依次通过凝结水补水截止阀24、第二水流量调节阀25与第二凝汽器26连接，通过调节第一水流量调节阀35、第二水流量调节阀25分别控制进入第一凝汽器36、第二凝汽器26的水流量，实现分别对第一凝汽器36、第二凝汽器26进行凝结水补充。
所述第一抽凝式汽轮机4依次通过第一抽汽逆止阀6、第一供热调节阀8与供汽管58连接；
所述高压蒸汽联箱1通过第一主蒸汽供汽调节阀5与供汽管58连接；
第一供热调节阀8、第一主蒸汽供汽调节阀5与供汽管58连接的管道上设置第一汽温测量装置10、第一抽汽压力测量装置11。
所述第二抽凝式汽轮机21依次通过第二抽汽逆止阀17、第二供热调节阀15与供汽管58连接；
所述高压蒸汽联箱1通过第二主蒸汽供汽调节阀18与供汽管58连接；
第二供热调节阀15、第二主蒸汽供汽调节阀18与供汽管58连接的管道上设置第二汽温测量装置13、第二抽汽压力测量装置12。
所述背压式汽轮机39依次通过高背压供汽逆止阀42、第三调压阀43与供汽管58连接；
所述高压蒸汽联箱1通过第三主蒸汽供汽调节阀40与供汽管58连接；
第三调压阀43、第三主蒸汽供汽调节阀40与供汽管58连接的管道上设置第三汽温测量装置46、蒸汽压力测量装置47。
所述供汽管58依次通过截止阀49、第三供热调节阀50、热用户供汽截止阀54与热用户55连接；所述第三供热调节阀50、热用户供汽截止阀54之间设置有流量测量装置51、温度测量装置52、压力测量装置53。调节第一供热调节阀8、第二供热调节阀15、第三供热调节阀50可改变蒸汽流量的大小实现供热蒸汽压力的调节以满足热用户55对蒸汽压力要求。
分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统还包括减温水控制装置；所述减温水控制装置用于根据热用户55的蒸汽温度要求对供热蒸汽温度进行喷水减温调节。
所述减温水控制装置包括减温水控制装置第一调节阀9、减温水控制装置第二调节阀14、减温水控制装置第三调节阀44；所述减温水控制装置第一调节阀9设置在第一供热调节阀8与供汽管58连接的管道上，并位于第一主蒸汽供汽调节阀5与供汽管58连接处之前。
所述减温水控制装置第二调节阀14设置在第二供热调节阀15与供汽管58连接的管道上，并位于第二主蒸汽供汽调节阀18与供汽管58连接处之前。
所述减温水控制装置第三调节阀44设置在第三调压阀43与供汽管58连接的管道上，并位于第三主蒸汽供汽调节阀40与供汽管58连接处之前。
所述减温水控制装置根据温度测量装置52的测量温度通过控制减温水控制装置第一调节阀9、减温水控制装置第二调节阀14、减温水控制装置第三调节阀44向管内喷水实现降温作用。
所述减温水控制装置还包括第一主蒸汽供汽减温水调阀7、第二主蒸汽供汽减温水调阀16、第三主蒸汽供汽减温水调阀41；所述减温水控制装置第一主蒸汽供汽减温水调阀7设置在第一主蒸汽供汽调节阀5与供汽管58连接的管道上，并位于第一主蒸汽供汽调节阀5与供汽管58连接处之前；
所述减温水控制装置第二主蒸汽供汽减温水调阀16设置在第二主蒸汽供汽调节阀18与供汽管58连接的管道上，并位于第二主蒸汽供汽调节阀18与供汽管58连接处之前；
所述减温水控制装置第三主蒸汽供汽减温水调阀41设置在第三主蒸汽供汽调节阀40与供汽管58连接的管道上，并位于第三主蒸汽供汽调节阀40与供汽管58连接处之前；
所述减温水控制装置根据温度测量装置52的测量温度控制减温水控制装置第一主蒸汽供汽减温水调阀7、第二主蒸汽供汽减温水调阀16、第三主蒸汽供汽减温水调阀41向管内喷水实现降温作用。
分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统还包括安全阀48；所述安全阀用于对供汽管58进行过压保护；所述安全阀设置在供汽管58上。当蒸汽管道内压力超过安全值时，本发明实际案例P安=1.1 MPaa，安全阀48对外排放蒸汽降压，以防止蒸汽管道爆破。
其中，第一汽温测量装置10、第二汽温测量装置13、第三汽温测量装置46、温度测量装置52、包括E型热电偶。
第一抽汽压力测量装置11、第二抽汽压力测量装置12、蒸汽压力测量装置47、压力测量装置53包括EJA系列压力变送器。
流量测量装置51包括节流孔板与EJA系列流量差压变送器。
第一主汽阀2、第二主汽阀19、第二调门20、第一调门3、第三主汽阀37、第三调门38、第一补汽调节阀32、第二补汽调节阀27采用液压式执行机构，其他调节阀采用电动调节阀；截止阀采用波纹管截止阀；逆止阀采用不锈钢横式逆止阀。
分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的方法，包括以下步骤：
步骤1：余热锅炉管系水侧注水；
机组处于全停机状态，通过第一水流量调节阀35、第二水流量调节阀25分别向第一凝汽器36、第二凝汽器26补水，并启动第一凝结水泵56、第二凝结水泵57向余热锅炉供水，余热锅炉加热后产生的高温高压蒸汽进入高压蒸汽联箱1；高压蒸汽联箱1的高压蒸汽进入第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21或背压式汽轮机39。
第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21或背压式汽轮机39未进汽或不具备向外供热时，可以通过第一主蒸汽供汽调节阀5、第二主蒸汽供汽调节阀18、或第三主蒸汽供汽调节阀40及减温水控制装置实现将高压蒸汽联箱1中的蒸汽向外供热；
步骤2：抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽；
第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽：全开截止阀49、热用户供汽截止阀54，全开第一主汽阀2，开启第一调门3，高压蒸汽联箱1内的蒸汽进入第一抽凝式汽轮机4，第一抽凝式汽轮机4升速至额定转速r0=3000r/min并网发电，第一抽凝式汽轮机4通过调整第一旋转隔板33提高供汽蒸汽压力，经过第一供热调节阀8对压力按设定值P设置=0.9MPa进行调节稳定，经过减温水控制装置第一调节阀9调节汽温，按汽温设定值T设置=350℃进行调节稳定，第一抽汽压力测量装置11和第一汽温测量装置10的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀50直接向蒸汽用户进行供热，实现快速供电与供热；同时将第一补汽调节阀32开启，开启第一补汽调节阀32后余热锅炉的低压蒸汽通过低压蒸汽联箱29后进入第一抽凝式汽轮机4，对第一抽凝式汽轮机4的未级叶片进行冷却；开启第三供热调节阀50向热用户55进行供热，第三供热调节阀50的开度大小根据流量测量装置51的测量数据是否满足热用户55的要求进行调节，温度测量装置52和压力测量装置53用于监测向热用户55供汽的温度和压力。
第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽：全开截止阀49、热用户供汽截止阀54，全开第二主汽阀19，开启第二调门20，高压蒸汽联箱1内的蒸汽进入第二抽凝式汽轮机21，第二抽凝式汽轮机21升速至额定转速r0=3000r/min并网发电，第二抽凝式汽轮机21通过第二旋转隔板23提高供汽蒸汽压力，经过第二供热调节阀15对压力按设定值P设置=0.9MPa进行调节稳定，经过减温水控制装置第二调节阀14调节汽温，按汽温设定值T设置=350℃进行调节稳定，第二抽汽压力测量装置12和第二汽温测量装置13的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀50直接向热用户55进行供热；同时将第二补汽调节阀27开启，开启第二补汽调节阀27后余热锅炉的低压蒸汽通过低压蒸汽联箱29后进入第二抽凝式汽轮机21，对第二抽凝式汽轮机21的未级叶片进行冷却；开启第三供热调节阀50向热用户55进行供热，第三供热调节阀50的开度大小根据流量测量装置51的测量数据是否满足热用户55的要求进行调节，温度测量装置52和压力测量装置53用于监测向热用户55供汽的温度和压力。
步骤3：背压式供热汽轮发电机组启动与供汽；
全开截止阀49、热用户供汽截止阀54，全开第三主汽阀37，开启第三调门38，高压蒸汽联箱1内的蒸汽进入背压式汽轮机39，背压式汽轮机39升速至额定转速r0=3000r/min并网发电，背压式汽轮机39的排汽经过第三调压阀43对压力按设定值P设置=0.9MPa进行调节稳定，经过减温水控制装置第三调节阀44调节汽温，按汽温设定值T设置=350℃进行调节稳定，蒸汽压力测量装置47和第三汽温测量装置46的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀50直接向热用户55进行供热，实现快速发电与供热；第三供热调节阀50的开度大小根据流量测量装置51的测量数据是否满足热用户55的要求进行调节，温度测量装置52和压力测量装置53用于监测向热用户55供汽的温度和压力。
步骤4：停止供热及机组停运；
抽凝式可调节供热汽轮发电机组停止供热与停运：供热系统停运逐渐关小第三供热调节阀50，直至全关，同时逐渐打开第一旋转隔板33、第二旋转隔板23直至全开；逐渐减小第一调门3、第二调门20的开度降低第一发电机31、第二发电机28的功率，直至第一调门3、第二调门20接近全关时，抽凝式可调节供热汽轮发电机组打闸解列；第一抽凝式汽轮机4、第二抽凝式汽轮机21带第一发电机31、第二发电机28的转子盘车运行，抽凝式可调节供热汽轮发电机组处于备用状态。
背压式供热汽轮发电机组停止供热与停运：供热系统停运逐渐关小第三供热调节阀50，逐渐减小第三调门38的开度降低第三发电机15的功率，第三调门38接近全关时背压式供热汽轮发电机组打闸解列；背压式汽轮机39带第三发电机45转子盘车运行，背压式供热汽轮发电机组处于备用状态。
表1 抽凝式汽轮机主要技术参数
名称 单位 内容
汽轮机型号 / LCZ21-5.65/1.0/0.56
汽轮机型式 / 次高压、冲动式、单缸单排汽、可调整抽汽凝汽式轴排联合循环汽轮机
额定功率 MW 21
额定转速 r/min 3000
高压主蒸汽压力(a) MPa 5.65
高压主蒸汽温度 ℃ 535
高压主蒸汽流量 t/h 67.09
抽汽温度 ℃ 327
抽汽压力(a) MPa 1.0
最大抽汽量 t/h 55
额定可调整抽汽压力(a) MPa 1.0
额定可调整抽汽温度 ℃ 327
额定可调整抽汽量 t/h 25.7
排汽压力(a) kPa 6.8
额定排汽温度 ℃ 38.56
工作转速 r/min 3000
补汽蒸汽最高压力(a) MPa 0.56
补汽蒸汽温度℃ ℃ 250
补汽蒸汽流量 t/h 8.32
表2 背压式汽轮机主要技术参数
名称 单位 内容
汽轮机型号 / LB6-5.65/1.0
汽轮机型式 / 次高压、冲动式、单缸单排汽联合循环背压机
额定功率 MW 6.0
额定转速 r/min 3000
高压主蒸汽压力 MPa 5.65
高压主蒸汽温度 ℃ 535
高压主蒸汽流量 t/h 67.1
排汽压力(a) MPa 1.0
排汽温度 ℃ 330
以6F.01型燃机，一拖一双轴布置，锅炉采用双压、无再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉，抽凝式汽轮机和背压式汽轮机主要技术参数分别如表1、表2所示。以热用户蒸汽供汽流量30t/h为例，当电网需机组参与电网电力调峰时，可以以两种运行方式供汽，一种是以背压式供热汽轮发电机组运行，其可直接供热30t/h，电功率为3.1MW；另一种是以抽凝式可调节供热汽轮发电机组组运行，其供热能力为30t/h，电功率为11.1MW；可见在相同热负荷工况，电力存在8.0MW的功率调峰裕量，对分布式能源的电力调峰与供热适应灵活性方面效果显著。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，其特征在于：包括第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组、第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组、背压式供热汽轮发电机组、高压蒸汽联箱（1）、低压蒸汽联箱（29）、余热锅炉、热用户（55）、余热锅炉低压过热器来管系（30）、余热锅炉高压过热器来管系（34）；
所述余热锅炉低压过热器来管系（30）与低压蒸汽联箱（29）连接；所述余热锅炉高压过热器来管系（34）与高压蒸汽联箱（1）连接；
所述第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组包括第一抽凝式汽轮机（4）、第一主汽阀（2）、第一调门（3）、第一发电机（31）、第一凝汽器（36）、设置在第一抽凝式汽轮机（4）内部的第一旋转隔板（33）；
所述高压蒸汽联箱（1）依次通过第一主汽阀（2）、第一调门（3）与第一抽凝式汽轮机（4）连接；第一抽凝式汽轮机（4）分别与第一发电机（31）、第一凝汽器（36）连接；第一凝汽器（36）通过第一凝结水泵（56）与余热锅炉连接；驱动第一抽凝式汽轮机（4）的蒸汽来自高压蒸汽联箱（1），高压蒸汽联箱（1）中的蒸汽经第一主汽阀（2）、第一调门（3）后冲转第一抽凝式汽轮机，第一抽凝式汽轮机带动同轴的第一发电机（31）旋转做功发电，第一抽凝式汽轮机（4）排汽进入第一凝汽器（36）冷凝，凝结成水后通过凝结水泵（56）再输入余热锅炉加热循环利用；通过调节第一抽凝式汽轮机（4）内部的第一旋转隔板（33）控制第一抽凝式汽轮机（4）的抽汽压力；
所述第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组包括第二抽凝式汽轮机（21）、第二主汽阀（19）、第二调门（20）、第二发电机（28）、第二凝汽器（26）、设置在第二抽凝式汽轮机（21）内部的第二旋转隔板（23）；
所述高压蒸汽联箱（1）依次通过第二主汽阀（19）、第二调门（20）与第二抽凝式汽轮机（21）连接；第二抽凝式汽轮机（21）分别与第二发电机（28）、第二凝汽器（26）连接；第二凝汽器（26）通过第二凝结水泵（57）与余热锅炉连接；
驱动第二抽凝式汽轮机（21）的蒸汽来自高压蒸汽联箱（1），高压蒸汽联箱（1）中的蒸汽经第二主汽阀（19）、第二调门（20）后第二抽凝式汽轮机（21），第二抽凝式汽轮机（21）带动同轴的第二发电机（28）旋转做功发电，第二抽凝式汽轮机（21）排汽进入第二凝汽器（26）冷凝，凝结成水后通过第二凝结水泵（57）再输入余热锅炉加热循环利用；
低压蒸汽联箱（29）通过第一补汽调节阀（32）和第二补汽调节阀（27）分别与第一抽凝式汽轮机（4）、第二抽凝式汽轮机（21）连接；通过开启第一补汽调节阀（32）、第二补汽调节阀（27）分别向第一抽凝式汽轮机（4）、第二抽凝式汽轮机（21）补汽，提高机组出力，冷却第一抽凝式汽轮机（4）、第二抽凝式汽轮机（21）的未级叶片；
所述背压式供热汽轮发电机组包括背压式汽轮机（39）、第三主汽阀（37）、第三调门（38）、第三发电机（45）；所述高压蒸汽联箱（1）依次通过第三主汽阀（37）、第三调门（38）与背压式汽轮机（39）连接；所述背压式汽轮机（39）与第三发电机（45）连接；高压蒸汽联箱（1）中的蒸汽经第三主汽阀（37）、第三调门（38）后冲转背压式汽轮机（39），背压式汽轮机（39）带动同轴的第三发电机（45）旋转做功发电，背压式汽轮机（39）排汽直接对热用户（55）供热。
2.根据权利要求1所述的分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，其特征在于：还包括凝结水补水箱（22）；所述凝结水补水箱（22）依次通过凝结水补水截止阀（24）、第一水流量调节阀（35）与第一凝汽器（36）连接；所述凝结水补水箱（22）依次通过凝结水补水截止阀（24）、第二水流量调节阀（25）与第二凝汽器（26）连接，通过调节第一水流量调节阀（35）、第二水流量调节阀（25）分别控制进入第一凝汽器（36）、第二凝汽器（26）的水流量，实现分别对第一凝汽器（36）、第二凝汽器（26）进行凝结水补充。
3.根据权利要求1所述的分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，其特征在于：
所述第一抽凝式汽轮机（4）依次通过第一抽汽逆止阀（6）、第一供热调节阀（8）与供汽管（58）连接；
所述高压蒸汽联箱（1）通过第一主蒸汽供汽调节阀（5）与供汽管（58）连接；
第一供热调节阀（8）、第一主蒸汽供汽调节阀（5）与供汽管（58）连接的管道上设置第一汽温测量装置（10）、第一抽汽压力测量装置（11）；
所述第二抽凝式汽轮机（21）依次通过第二抽汽逆止阀（17）、第二供热调节阀（15）与供汽管（58）连接；
所述高压蒸汽联箱（1）通过第二主蒸汽供汽调节阀（18）与供汽管（58）连接；
第二供热调节阀（15）、第二主蒸汽供汽调节阀（18）与供汽管（58）连接的管道上设置第二汽温测量装置（13）、第二抽汽压力测量装置（12）；
所述背压式汽轮机（39）依次通过高背压供汽逆止阀（42）、第三调压阀（43）与供汽管（58）连接；
所述高压蒸汽联箱（1）通过第三主蒸汽供汽调节阀（40）与供汽管（58）连接；
第三调压阀（43）、第三主蒸汽供汽调节阀（40）与供汽管（58）连接的管道上设置第三汽温测量装置（46）、蒸汽压力测量装置（47）；
所述供汽管（58）依次通过截止阀（49）、第三供热调节阀（50）、热用户供汽截止阀（54）与热用户（55）连接；所述第三供热调节阀（50）、热用户供汽截止阀（54）之间设置有流量测量装置（51）、温度测量装置（52）、压力测量装置（53）。
4.根据权利要求3所述的分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，其特征在于：还包括减温水控制装置；所述减温水控制装置用于根据热用户（55）的蒸汽温度要求对供热蒸汽温度进行喷水减温调节；
所述减温水控制装置包括减温水控制装置第一调节阀（9）、减温水控制装置第二调节阀（14）、减温水控制装置第三调节阀（44）；所述减温水控制装置第一调节阀（9）设置在第一供热调节阀（8）与供汽管（58）连接的管道上，并位于第一主蒸汽供汽调节阀（5）与供汽管（58）连接处之前；
所述减温水控制装置第二调节阀（14）设置在第二供热调节阀（15）与供汽管（58）连接的管道上，并位于第二主蒸汽供汽调节阀（18）与供汽管（58）连接处之前；
所述减温水控制装置第三调节阀（44）设置在第三调压阀（43）与供汽管（58）连接的管道上，并位于第三主蒸汽供汽调节阀（40）与供汽管（58）连接处之前；
所述减温水控制装置根据温度测量装置（52）的测量温度通过控制减温水控制装置第一调节阀（9）、减温水控制装置第二调节阀（14）、减温水控制装置第三调节阀（44）向管内喷水实现降温作用。
5.根据权利要求4所述的分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，其特征在于：所述减温水控制装置还包括第一主蒸汽供汽减温水调阀（7）、第二主蒸汽供汽减温水调阀（16）、第三主蒸汽供汽减温水调阀（41）；所述减温水控制装置第一主蒸汽供汽减温水调阀（7）设置在第一主蒸汽供汽调节阀（5）与供汽管（58）连接的管道上，并位于第一主蒸汽供汽调节阀（5）与供汽管（58）连接处之前；
所述减温水控制装置第二主蒸汽供汽减温水调阀（16）设置在第二主蒸汽供汽调节阀（18）与供汽管（58）连接的管道上，并位于第二主蒸汽供汽调节阀（18）与供汽管（58）连接处之前；
所述减温水控制装置第三主蒸汽供汽减温水调阀（41）设置在第三主蒸汽供汽调节阀（40）与供汽管（58）连接的管道上，并位于第三主蒸汽供汽调节阀（40）与供汽管（58）连接处之前；
所述减温水控制装置根据温度测量装置（52）的测量温度控制减温水控制装置第一主蒸汽供汽减温水调阀（7）、第二主蒸汽供汽减温水调阀（16）、第三主蒸汽供汽减温水调阀（41）向管内喷水实现降温作用。
6.根据权利要求3所述的分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的系统，其特征在于：还包括安全阀（48）；所述安全阀用于对供汽管（58）进行过压保护；所述安全阀设置在供汽管（58）上。
7.分布式联合循环发电机组协同调峰与供热的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤（1）：余热锅炉管系水侧注水；
机组处于全停机状态，通过第一水流量调节阀（35）、第二水流量调节阀（25）分别向第一凝汽器（36）、第二凝汽器（26）补水，并启动第一凝结水泵（56）、第二凝结水泵（57）向余热锅炉供水，余热锅炉加热后产生的高温高压蒸汽进入高压蒸汽联箱（1）；高压蒸汽联箱（1）的高压蒸汽进入第一抽凝式汽轮机（4）、第二抽凝式汽轮机（21）或背压式汽轮机（39）；
第一抽凝式汽轮机（4）、第二抽凝式汽轮机（21）或背压式汽轮机（39）未进汽或不具备向外供热时，可以通过第一主蒸汽供汽调节阀（5）、第二主蒸汽供汽调节阀（18）、或第三主蒸汽供汽调节阀（40）及减温水控制装置实现将高压蒸汽联箱（1）中的蒸汽向外供热；
步骤（2）：抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽；
第一抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽：全开截止阀（49）、热用户供汽截止阀（54），全开第一主汽阀（2），开启第一调门（3），高压蒸汽联箱（1）内的蒸汽进入第一抽凝式汽轮机（4），第一抽凝式汽轮机（4）升速至额定转速并网发电，第一抽凝式汽轮机（4）通过调整第一旋转隔板（33）提高供汽蒸汽压力，经过第一供热调节阀（8）对压力按设定值P设置进行调节稳定，经过减温水控制装置第一调节阀（9）调节汽温，按汽温设定值T设置进行调节稳定，第一抽汽压力测量装置（11）和第一汽温测量装置（10）的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀（50）直接向蒸汽用户进行供热，实现快速供电与供热；同时将第一补汽调节阀（32）开启，开启第一补汽调节阀（32）后余热锅炉的低压蒸汽通过低压蒸汽联箱（29）后进入第一抽凝式汽轮机（4），对第一抽凝式汽轮机（4）的未级叶片进行冷却；开启第三供热调节阀（50）向热用户（55）进行供热，第三供热调节阀（50）的开度大小根据流量测量装置（51）的测量数据是否满足热用户（55）的要求进行调节，温度测量装置（52）和压力测量装置（53）用于监测向热用户（55）供汽的温度和压力；
第二抽凝式可调节供热汽轮发电机组启动与供汽：全开截止阀（49）、热用户供汽截止阀（54），全开第二主汽阀（19），开启第二调门（20），高压蒸汽联箱（1）内的蒸汽进入第二抽凝式汽轮机（21），第二抽凝式汽轮机（21）升速至额定转速r0并网发电，第二抽凝式汽轮机（21）通过第二旋转隔板（23）提高供汽蒸汽压力，经过第二供热调节阀（15）对压力按设定值P设置进行调节稳定，经过减温水控制装置第二调节阀（14）调节汽温，按汽温设定值T设置进行调节稳定，第二抽汽压力测量装置（12）和第二汽温测量装置（13）的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀（50）直接向热用户（55）进行供热；同时将第二补汽调节阀（27）开启，开启第二补汽调节阀（27）后余热锅炉的低压蒸汽通过低压蒸汽联箱（29）后进入第二抽凝式汽轮机（21），对第二抽凝式汽轮机（21）的未级叶片进行冷却；开启第三供热调节阀（50）向热用户（55）进行供热，第三供热调节阀（50）的开度大小根据流量测量装置（51）的测量数据是否满足热用户（55）的要求进行调节，温度测量装置（52）和压力测量装置（53）用于监测向热用户（55）供汽的温度和压力；
步骤（3）：背压式供热汽轮发电机组启动与供汽；
全开截止阀（49）、热用户供汽截止阀（54），全开第三主汽阀（37），开启第三调门（38），高压蒸汽联箱（1）内的蒸汽进入背压式汽轮机（39），背压式汽轮机（39）升速至额定转速r0并网发电，背压式汽轮机（39）的排汽经过第三调压阀（43）对压力按设定值P设置进行调节稳定，经过减温水控制装置第三调节阀（44）调节汽温，按汽温设定值T设置进行调节稳定，蒸汽压力测量装置（47）和第三汽温测量装置（46）的测量数据满足要求后开启第三供热调节阀（50）直接向热用户（55）进行供热，实现快速发电与供热；第三供热调节阀（50）的开度大小根据流量测量装置（51）的测量数据是否满足热用户（55）的要求进行调节，温度测量装置（52）和压力测量装置（53）用于监测向热用户（55）供汽的温度和压力；
步骤（4）：停止供热及机组停运；
抽凝式可调节供热汽轮发电机组停止供热与停运：供热系统停运逐渐关小第三供热调节阀（50），直至全关，同时逐渐打开第一旋转隔板（33）、第二旋转隔板（23）直至全开；逐渐减小第一调门（3）、第二调门（20）的开度降低第一发电机（31）、第二发电机（28）的功率，直至第一调门（3）、第二调门（20）接近全关时，抽凝式可调节供热汽轮发电机组打闸解列；第一抽凝式汽轮机（4）、第二抽凝式汽轮机（21）带第一发电机（31）、第二发电机（28）的转子盘车运行，抽凝式可调节供热汽轮发电机组处于备用状态；
背压式供热汽轮发电机组停止供热与停运：供热系统停运逐渐关小第三供热调节阀（50），逐渐减小第三调门（38）的开度降低第三发电机（15）的功率，第三调门（38）接近全关时背压式供热汽轮发电机组打闸解列；背压式汽轮机（39）带第三发电机（45）转子盘车运行，背压式供热汽轮发电机组处于备用状态。
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