CN112484129A - 一种热电机组热电解耦系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本公开公开的一种热电机组热电解耦系统及运行方法，包括，炉膛、热换锅炉和热力站，热换锅炉的出水口分别与第三管道、第四管道连通，第三管道与热力站的进水口连通，热力站的出水口与第五管道连通，第五管道用于与热网用户的循环水入口连通，第四管道与第五管道连通，热力站的进水口还连通第七管道，第七管道用于与热网用户的循环水出口连通，热换锅炉的进水口连通第六管道，第六管道与第七管道连通，第三管道上设置第三阀门，第四管道上设置第四阀门，第六管道上设置第六阀门，第七管道上设置第七阀门。实现了热电机组的热电解耦，提高了热电机组的灵活性。

Description

一种热电机组热电解耦系统及运行方法

技术领域

本发明涉及热电联产技术领域，尤其涉及一种热电机组热电解耦系统及运行方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着新能源大量并网，同时外电和核电占比日益增大，火电厂深度调峰成为趋势且日益频繁。

热电机组是指既并网发电又供热的火电机组，随着城市化的进程加快，城市供热面积不断加大，热负荷需求日趋升高，按照目前“以热定电”模式，优先保证居民供热，就无法满足电网用电要求，这就需要对热电机组进行热电解耦，提升热电机组灵活性，即在满足供热的前提下最大能力的提升供电能力。

目前常规的热电解耦有低压缸切除技术、高背压技术、蓄热罐、主蒸汽旁路供热技术等，但都存在一个弊端，那就是用高品质蒸汽或者电放热提升供热热水，机组整体能源利用效率低。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种热电机组热电解耦系统及运行方法，通过管路和阀门的设置，实现了热电机组的热电解耦，提高了热电机组的灵活性。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，提出了一种热电机组热电解耦系统，包括，炉膛、热换锅炉和热力站，热换锅炉的出水口分别与第三管道、第四管道连通，第三管道与热力站的进水口连通，热力站的出水口与第五管道连通，第五管道用于与热网用户的循环水入口连通，第四管道与第五管道连通，热力站的进水口还连通第七管道，第七管道用于与热网用户的循环水出口连通，热换锅炉的进水口连通第六管道，第六管道与第七管道连通，第三管道上设置第三阀门，第四管道上设置第四阀门，第六管道上设置第六阀门，第七管道上设置第七阀门。

进一步的，热换锅炉的出气口与炉膛的尾部烟道连通。

进一步的，第七阀门位于第六管道与热力站的进水口之间。

进一步的，热换锅炉的进气口分别与第一管道、第二管道连通，第一管道与炉膛的高温烟气出口连通，第二管道与炉膛的低温烟气出口连通。

进一步的，第一管道上设置高温烟气出口挡板；第二管道上设置低温烟气出口挡板。

进一步的，热力站通过发电机组中压缸抽汽对流经热力站的水进行加热。

第二方面，提出了一种热电机组热电解耦系统的运行方法，包括：

当供热供电均满足时，将第七阀门打开，第三阀门、第四阀门和第六阀门关闭，热网用户所需高温水由热力站提供，热网用户流出的低温水重新进入热力站加热；

当供热满足、供电不满足时，第四阀门和第六阀门打开，第三阀门和第七阀门关闭，热网用户所需高温水完全由热换锅炉提供；

当供热、供电均不满足时，第三阀门和第六阀门打开，第四阀门和第七阀门关闭，热换锅炉流出的高温水进入热力站再次加热，经热力站加热后的高温水进入热网用户，热网用户流出的低温水重新进入热换锅炉进行加热。

进一步的，当供热、供电均不满足时，还可以将第四阀门、第六阀门和第七阀门打开，第三阀门关闭，热力站流出的高温水和热换锅炉流出的高温水同时进入热网用户，热网用户流出的低温水同时进入热换锅炉和热力站进行加热。

进一步的，将高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板打开，通过炉膛为热换锅炉提供热换所需气体。

进一步的，通过调节高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板的开度，调节炉膛为热换锅炉提供热换所需气体的温度。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

1、本公开通过增加第四管道能将热换锅炉排出的高温水直接供给供热用户，通过增加第六管道能够将供热用户排出的低温水回输至热换锅炉进行加热，并通过在各管道上设置阀门，通过不同阀门的开启关闭，实现了热电机组的热电解耦，从而能够适应不同工况的需求，提高热电机组的灵活性。

2、本公开将供热用户输出的低温水重新输至热换锅炉中，实现热电机组热电解耦、提高机组灵活性的基础上，充分利用了供热用户输出低温水的余热，提高了热换锅炉获取高温水的效率，进而提高了机组的供热效率。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开实施例1的结构示意图。

其中：1、炉膛，2、高温烟气出口挡板，3、第一管道，4、第二管道，5、低温烟气出口挡板，6、第三阀门，7、第三管道，8、第八管道，9、热换锅炉，10、第四阀门，11、第六阀门，12、第七管道，13、第七阀门，14、第四管道，15、第六管道，16、第五管道，17、热力站。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1

在该实施例中，公开了一种热电机组热电解耦系统，结构如图1所示，包括，炉膛1、热换锅炉9和热力站17，热换锅炉1的进气口分别与第一管道3、第二管道4连通，第一管道3与炉膛1的高温烟气出口连通，第二管道4与所述炉膛1的低温烟气出口连通，炉膛1的高温烟气和低温烟气混合成中温烟气后进入热换锅炉9放热，为流经热换锅炉9的水进行加热，在第一管道3上设置高温烟气出口挡板2，在第二管道4上设置低温烟气出口挡板5，通过调节高温烟气出口挡板2和低温烟气出口挡板5的开度，调整通入热换锅炉9的高温烟气量和低温烟气量，从而获取合适的中温烟气温度，对流经热换锅炉9内的水进行加热。热换锅炉9的出气口与炉膛1的尾部烟道连通，中温烟气在热换锅炉9内放热后排入炉膛1尾部烟道。

热换锅炉9的出水口分别与第三管道7和第四管道14连通，第三管道7与热力站17的进水口连通，通过第三管道7热换锅炉9加热后的高温水进入热力站，热力站的出水口与第五管道16连通，第五管道16用于与热网用户的循环水进口连通，通过第五管道16使流经热力站17的水进入热网用户供热，第四管道14与第五管道16连通，从而能够使热换锅炉9加热后的高温水直接进入热网用户，为热网用户供热，热力站3的进水口还连通第七管道12，第七管道12用于与热网用户的循环水出口连通，使从热网用户流出的低温水能够进入热力站17，热换锅炉9的进水口连通第六管道15，第六管道15与第七管道12连通，使得热网用户流出的低温水重新进入热换锅炉进行加热。

热力站17通过从发电机组的中压缸抽取高温蒸汽对流经的水进行加热，当热力站17通过发电机组的中压缸抽取高温蒸汽对水进行加热时，发电机组的发电功率降低。

为了控制水循环过程中，管路的通断，从而实现热电机组的热电解耦，在第三管道7上设置第三阀门6，第四管道14上设置第四阀门10，第六管道15上设置第六阀门11，第七管道12上设置第七阀门13，其中，第七阀门13位于第六管道15与热力站3的进水口之间。

当供热供电均满足时，将第七阀门13打开，第三阀门6、第四阀门10、第六阀门11关闭，热换锅炉9无水进入，也无水排出，热网用户所需的高温水完全由热力站3提供，且热网用户排出的低温水重新进入热力站吸热，为目前热电厂常规供热运行模式，适用于热负荷需求、电负荷需求均不紧张的情况，如供热初期或末期。

此种情况下，为防止热换锅炉干烧造成损坏，将高温烟气出口挡板2和低温烟气出口挡板5同时关闭。

当供热满足、供电不满足时，第四阀门10和第六阀门11打开，第三阀门6和第七阀门13关闭，热换锅炉9的高温水流入热网用户，为热网用户供热，热网用户流出的低温水重新进入热换锅炉9进行加热，即，热网用户所需的高温水完全由热换锅炉9提供，而不用经过热力站17，故不需要通过发电机组的中压缸抽取高温蒸汽，从而保证发电机组高的发电功率，进而满足供电需求，该种工况适合于电负荷需求高、热负荷需求一般的情况，如供热初期高负荷时。

此时，将高温烟气出口挡板2和低温烟气出口挡板5同时打开为热换锅炉提供所需的中温气体，并通过调节高温烟气出口挡板2和低温烟气出口挡板5的开度，调节中温气体的温度，进而获取供热用户所需的高温水温度。

当供热、供电均不满足时，采用串联模式，即第三阀门6和第六阀门11打开，第四阀门10和第七阀门13关闭，热换锅炉9流出的高温水进入热力站17再次加热，经热力站17加热后的高温水进入热网用户，从而满足热网用户的供热需求，最大可能的提升发电机组的发电功率。

或，采用并联模式，即将第四阀门10、第六阀门11和第七阀门13打开，第三阀门6关闭，热力站17流出的高温水和热换锅炉9流出的高温水同时进入热网用户，为热网用户供热，从而满足热网用户的供热需求，热网用户流出的低温水同时进入热换锅炉9和热力站17进行加热，即热网用户所需的高温水通过热换锅炉2和热力站17提供，在满足热网用户的供热需求的同时，最大可能的提升发电机组的发电功率，适用于热负荷、电负荷需求均高的情况，如供热中期高负荷时。

此时，高温烟气出口挡板2和低温烟气出口挡板5同时打开，通过调节高温烟气出口挡板2和低温烟气出口挡板5的开度，调节中温气体的温度，从而调整热换锅炉9流出的高温水的温度。

由于烟气侧

值低，做功能力相比蒸汽差，利用蒸汽供热整体效率高，故优先使用蒸汽加热获得供热用户所需的高温水，即优先使用热力站获取高水温的高温水保证供热用户供热。

目前冬季热电机组经常出现供热供电矛盾，在保证为供热用户供热的前提下采用并联模式或者串联模式抽取炉膛的烟气在热换锅炉中放热，使热换锅炉排出高温水对供热用户所需的高温水进行温度补充，能够减少热力站对发电机组中压缸抽汽量的需求，当发电机组高负荷时，该抽汽可去低压缸做功，最大限度地提升机组发电能力；低负荷下该抽汽可去保护低压缸避免超温，最大限度地提升机组低负荷能力，从而扩大了热电机组供热情况下的用电调峰上下区间，提升了热电机组灵活性。

本实施例的公开的一种热电机组热电解耦系统，通过增加第四管道能将热换锅炉排出的高温水直接供给供热用户，通过增加第六管道能够将供热用户排出的低温水回输至热换锅炉进行加热，并通过在各管道上设置阀门，通过不同阀门的开启关闭，实现了热电机组的热电解耦，从而能够适应不同工况的需求，提高热电机组的灵活性。

本实施例将供热用户输出的低温水重新输至热换锅炉中，实现热电机组热电解耦、提高机组灵活性的基础上，充分利用了供热用户输出低温水的余热，提高了热换锅炉获取高温水的效率，进而提高了机组的供热效率。

实施例2

在该实施例中，提出了一种热电机组热电解耦系统的运行方法，包括：

当供热供电均满足时，将第七阀门打开，第三阀门、第四阀门、第六阀门关闭，热网用户所需的高温水完全由热力站提供，且热网用户排出的低温水重新进入热力站吸热。

此种情况下，为防止热换锅炉干烧造成损坏，将高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板同时关闭。

当供热满足、供电不满足时，第四阀门和第六阀门打开，第三阀门和第七阀门关闭，热换锅炉的高温水流入热网用户，为热网用户供热，热网用户流出的低温水重新进入热换锅炉进行加热。

此时，将高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板同时打开为热换锅炉提供所需的中温气体，并通过调节高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板的开度，调节中温气体的温度，进而获取供热用户所需的高温水温度。

当供热、供电均不满足时，采用串联模式，即第三阀门和第六阀门打开，第四阀门和第七阀门关闭，热换锅炉流出的高温水进入热力站再次加热，经热力站加热后的高温水进入热网用户，热网用户流出的低温水重新进入热换锅炉进行加热或，采用并联模式，即将第四阀门、第六阀门和第七阀门打开，第三阀门关闭，热力站流出的高温水和热换锅炉流出的高温水同时进入热网用户，为热网用户供热，此时，高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板同时打开，通过调节高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板的开度，调节中温气体的温度，从而调整热换锅炉流出的高温水的温度。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热电机组热电解耦系统，包括，炉膛、热换锅炉和热力站，其特征在于，热换锅炉的出水口分别与第三管道、第四管道连通，第三管道与热力站的进水口连通，热力站的出水口与第五管道连通，第五管道用于与热网用户的循环水入口连通，第四管道与第五管道连通，热力站的进水口还连通第七管道，第七管道用于与热网用户的循环水出口连通，热换锅炉的进水口连通第六管道，第六管道与第七管道连通，第三管道上设置第三阀门，第四管道上设置第四阀门，第六管道上设置第六阀门，第七管道上设置第七阀门。

2.如权利要求1所述的一种热电机组热电解耦系统，其特征在于，热换锅炉的出气口与炉膛的尾部烟道连通。

3.如权利要求1所述的一种热电机组热电解耦系统，其特征在于，第七阀门位于第六管道与热力站的进水口之间。

4.如权利要求1所述的一种热电机组热电解耦系统，其特征在于，热换锅炉的进气口分别与第一管道、第二管道连通，第一管道与炉膛的高温烟气出口连通，第二管道与炉膛的低温烟气出口连通。

5.如权利要求4所述的一种热电机组热电解耦系统，其特征在于，第一管道上设置高温烟气出口挡板；第二管道上设置低温烟气出口挡板。

6.如权利要求1所述的一种热电机组热电解耦系统，其特征在于，热力站通过发电机组中压缸抽汽对流经热力站的水进行加热。

7.一种热电机组热电解耦系统的运行方法，其特征在于，包括：

当供热供电均满足时，将第七阀门打开，第三阀门、第四阀门和第六阀门关闭，热网用户所需高温水由热力站提供，热网用户流出的低温水重新进入热力站加热；

当供热满足、供电不满足时，第四阀门和第六阀门打开，第三阀门和第七阀门关闭，热网用户所需高温水完全由热换锅炉提供；

当供热、供电均不满足时，第三阀门和第六阀门打开，第四阀门和第七阀门关闭，热换锅炉流出的高温水进入热力站再次加热，经热力站加热后的高温水进入热网用户，热网用户流出的低温水重新进入热换锅炉进行加热。

8.如权利要求7所述的一种热电机组热电解耦系统的运行方法，其特征在于，当供热、供电均不满足时，还可以将第四阀门、第六阀门和第七阀门打开，第三阀门关闭，热力站流出的高温水和热换锅炉流出的高温水同时进入热网用户，热网用户流出的低温水同时进入热换锅炉和热力站进行加热。

9.如权利要求7所述的一种热电机组热电解耦系统的运行方法，其特征在于，将高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板打开，通过炉膛为热换锅炉提供热换所需气体。

10.如权利要求9所述的一种热电机组热电解耦系统的运行方法，其特征在于，通过调节高温烟气出口挡板和低温烟气出口挡板的开度，调节炉膛为热换锅炉提供热换所需气体的温度。

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