CN111780198A - 一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，该系统通过热网循环水与热电机组给水进行换热，以调整热电联产机组给水温度和热网循环水温度，从而达到供热能力提升和机组发电负荷可调节性增强的目的，包括给水减温宽域调整换热器(4)、给水旁路流量调整阀(5)、热网循环水进水管路(6)、热网循环水出水管路(7)以及高压加热器组。本发明以火电机组高压加热器出口的锅炉给水作为加热热源，用于加热热网循环水，使供热能力增加的同时，达到电负荷调节能力大幅提升的目的。本发明具有降低机组能耗水平且可以和现有供热相关技术兼容的特性。
Description
技术领域
本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及统一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统。
背景技术
为解决新能源消纳问题，提升火电机组电负荷调节能力，是火电机组灵活性改造的关键目标。受热电负荷耦合特性限制，采暖供热机组冬季运行时，电负荷处于相对较高的状态，调节手段匮乏、电量溢出、供热不足是热电联产机组的共性问题。热电解耦，提升供热机组的灵活性，在保障或增加供热能力的前提下，提升电负荷的调节能力，是当前热电联产机组亟待解决的问题。
现有热电解耦技术均不同程度存在一定局限性，旁路供热技术和主、再热蒸汽直接供热技术具有较强的电负荷调节能力，但会导致机组能耗水平大幅度升高，且减温减压幅度较大 (以亚临界机组为例主汽压由16.7MPa减压至0.1-0.5MPa，温度由535℃减至≤200℃)系统可靠性较低；低压缸光轴供热技术可以大幅降低机组电负荷，但会进一步增加热电耦合性，电负荷调节能力进一步降低；低压缸零出力技术具有较强的电负荷调节能力，但存在电负荷调节不连续等问题。且以上各项改造技术改造范围较大，部分技术不可共用，相互兼容性不强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，具有保障和增加供热能力、提升电负荷调节能力且可以和现有供热相关技术良好兼容能力的新型技术，以解决现有热电解耦技术所存在的一系列问题。
为达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，该系统通过热网循环水与热电机组给水进行换热，以调整热电联产机组给水温度和热网循环水温度，从而达到供热能力提升和机组发电负荷可调节性增强的目的，包括给水减温宽域调整换热器、给水旁路流量调整阀、热网循环水进水管路、热网循环水出水管路以及高压加热器组；其中，
给水减温宽域调整换热器上设置有锅炉给水入口、锅炉给水出口、冷却介质入口和冷却介质出口，高压加热器组的出口连通至给水减温宽域调整换热器的锅炉给水入口，热网循环水进水管路连通至给水减温宽域调整换热器的冷却介质入口，热网循环水出水管路连通至给水减温宽域调整换热器的冷却介质出口，给水减温宽域调整换热器的锅炉给水入口和锅炉给水出口之间设置有给水旁路，给水旁路流量调整阀设置在该给水旁路上。
本发明进一步的改进在于，通过给水旁路流量调整阀调整进入给水减温宽域调整换热器的给水流量，实现换热负荷可控，给水减温总量可调的目的，继而实现供热和发电负荷的调整。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，包括高压加热器组、给水减温宽域调整换热器、热网循环进水管路、热网循环水出水管路、给水旁路流量调整阀等装置。其中，给水减温宽域调整换热器与高压加热器组相连，设置于高压加热器组末端；热网循环水进水管路与给水减温宽域调整换热器冷却介质入口相连，热网循环水出水管路与给水减温宽域调整换热器冷却介质出口相连。通过高压加热器组调整给水减温宽域调整换热器的热负荷达到给水减温总量可调的目的，继而实现供热和发电负荷的调整。概括来说，本发明具有以下几处优点：
(1)以高压加热器组出口的锅炉给水作为加热热源，在给水减温宽域调整换热器中将热量转移至热网循环水(冷却介质)，从而使得热网循环水升温，达到对外供热能力大幅提升的目的。
(2)通过给水旁路流量调整阀，调整给水减温宽域调整换热器的旁路给水流量，继而达到给水减温宽域调整换热器中的给水流量可调的目的，从而控制给水加热热网水的热量，使得给水总减温量可调整，从而达到间接调整机组发电负荷的目的。给水减温总量的调整能力在0℃到100℃以上可变，可实现宽域调整的目的，最终起到热电解耦的作用。
(3)本发明并不对机组自身的抽汽供热系统产生任何影响，可以和现有机组供热技术耦合共用，具有良好的耦合特性。
附图说明
图1是一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统的示意图；
附图标记说明：
1-3号高压加热器，2-2号高压加热器，3-1号高压加热器，4-给水减温宽域调整换热器， 5-给水旁路流量调整阀，6-热网循环水进水管路，7-热网循环水出水管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施方式，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
遵从上述技术方案，如图1所示，本发明提供的一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，实现热电解耦，电负荷调节能力提升。本发明包括给水减温宽域调整换热器4、给水旁路流量调整阀5、热网循环水进水管路6、热网循环水出水管路7以及3号高压加热器1、2号高压加热器2和1号高压加热器3。
给水减温宽域调整换热器4上设置有锅炉给水入口、锅炉给水出口、冷却介质入口和冷却介质出口，3号高压加热器1、2号高压加热器2和1号高压加热器3顺序相连；给水减温宽域调整换热器4与1号高压加热器3相连，设置于1号高压加热器3末端；热网循环水进水管路6与给水减温宽域调整换热器4冷却介质入口相连；热网循环水出水管路7与给水减温宽域调整换热器4冷却介质出口相连；给水减温宽域调整换热器4设置有给水旁路，旁路入口位于给水减温宽域调整换热器4锅炉给水入口，旁路出口位于给水减温宽域调整换热器 4锅炉给水出口，给水旁路上设置给水旁路流量调整阀5。通过给水旁路流量调整阀5调整进入给水减温宽域调整换热器4的给水流量，实现换热负荷可控，给水减温总量可调的目的，继而实现供热和发电负荷的调整。
本发明提供的一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，包括以下实施步骤：
(1)高压加热器出口的锅炉给水作为加热热源，在给水减温宽域调整换热器4中冷却，将热量转移至热网循环水(冷却介质)，从而使得热网循环水升温，达到对外供热的目的。
(2)通过给水旁路流量调整阀5，调整给水减温宽域调整换热器4的旁路给水流量，继而达到给水减温宽域调整换热器4中的给水流量可调的目的，从而控制给水加热热网水的热量，使得给水总减温量可调整，从而达到间接调整机组发电负荷的目的。给水减温总量的调整能力在0℃到100℃以上可变，实现宽域调整的目的。
(3)热网循环水在给水减温宽域调整换热器4中得到加热，最终可对外供热，配合供热机组自带的抽汽供热系统，达到保障和提升供热的目的。
以300MW亚临界供热机组为例：
设计主汽压力16.7MPa，主蒸汽温度538℃，再热蒸汽温度538℃，主蒸汽流量977.2t/h。给水经过1、2、3号高压加热器后，温度由171.2℃加热升温至278.4℃后供给锅炉，给水流量977.2t/h。原设计采暖蒸汽取自汽轮机中压缸排汽(五段抽汽)，采暖蒸汽压力0.43MPa，采暖蒸汽温度256℃，最大采暖蒸汽流量550t/h。机组总供热能力388.07MW，机组发电负荷218.99MW。
采用本发明方案后：机组主汽压力16.7MPa，主蒸汽温度538℃，再热蒸汽温度538℃，主蒸汽流量791t/h。给水经过1、2、3号高压加热器后，温度由167.3℃加热升温至265.4℃，再经过给水减温宽域调整换热器降温100℃至165.4℃后供给锅炉，给水流量791t/h。采暖蒸汽取自汽轮机中压缸排汽(五段抽汽)，采暖蒸汽压力0.43MPa，采暖蒸汽温度275.6℃，采暖蒸汽流量458.7t/h。其中给水减温宽域调整换热器承担供热负荷98.56MW，中排抽汽承担供热负荷328.71MW，机组总供热负荷427.27MW，机组发电负荷184.2MW
采用本发明方案后，机组供热能力增加39.2MW(提升10.1％)，机组电负荷调节能力增加34.8MW(提升15.9％)。
Claims (3)
1.一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，其特征在于，该系统通过热网循环水与热电机组给水进行换热，以调整热电联产机组给水温度和热网循环水温度，从而达到供热能力提升和机组发电负荷可调节性增强的目的。
2.根据权利要求1所述的一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，其特征在于，该系统包括给水减温宽域调整换热器(4)、给水旁路流量调整阀(5)、热网循环水进水管路(6)、热网循环水出水管路(7)以及高压加热器组；其中，
给水减温宽域调整换热器(4)上设置有锅炉给水入口、锅炉给水出口、冷却介质入口和冷却介质出口，高压加热器组的出口连通至给水减温宽域调整换热器(4)的锅炉给水入口，热网循环水进水管路(6)连通至给水减温宽域调整换热器(4)的冷却介质入口，热网循环水出水管路(7)连通至给水减温宽域调整换热器(4)的冷却介质出口，给水减温宽域调整换热器(4)的锅炉给水入口和锅炉给水出口之间设置有给水旁路，给水旁路流量调整阀(5)设置在该给水旁路上。
3.根据权利要求2所述的一种给水减温供热的热电负荷宽域调整系统，其特征在于，通过给水旁路流量调整阀(5)调整进入给水减温宽域调整换热器(4)的给水流量，实现换热负荷可控，给水减温总量可调的目的，继而实现供热和发电负荷的调整。
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