CN114810237B - 一种暖管疏水热力系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热力系统技术领域，公开了一种暖管疏水热力系统及控制方法，包括第一主蒸汽管、第二主蒸汽管、第一疏水支线和第二疏水支线，第一疏水支线上依次布置有第一关断门、第一疏水阀，第二疏水支线上依次布置有第二关断门、第二疏水阀；第一关断门、第二关断门均具有常开状态和临时关闭状态；第一疏水阀和第二疏水阀均具有全开状态和部分开启状态；还包括控制单元，第一疏水支线与第二疏水支线之间还连接有平衡管，平衡管上布置有温度传感器，控制单元用于接收温度信号并向各疏水阀传输开度信号。通过第一疏水支线、第二疏水支线和平衡管同时满足热力系统的暖管、疏水以及汽平衡的需求，减少管道布置和阀门布置，节约空间，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及热力系统技术领域，特别是涉及一种暖管疏水热力系统及控制方法。
背景技术
随着火力发电厂向大容量及高参数发展，输送蒸汽介质的管道也形成了规格更大、壁厚更厚的趋势，有些高温管道的壁厚已超过110mm，在此情况下管道热容量很大，管道在启动、停机时需要的能量也更多，使得管道设计中考虑机组启动及停机时管道的疏水及暖管成为主要因素之一。
对于高压旁路起安全阀作用的主蒸汽系统，因考虑安全作用时，其布置要求放在锅炉侧，导致主蒸汽管道从高旁进口至汽轮机进口这一段只能通过疏水管进行暖管，但是疏水管道主要用于排放冷凝水，无法保证汽轮机蒸汽在经过这段路程后期参数还能满足发电需求，因此需要另外增加一路暖管管道；另外部分工程主蒸汽管道采用双管结构，其上除具有疏水管道、暖管管道外，还需要布置平衡管，布置管路数量多，而主蒸汽管道侧的空间不够，因此热力系统需要综合满足暖管、疏水以及汽平衡的需求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种暖管疏水热力系统，以同时满足热力系统暖管、疏水以及汽平衡的需求，本发明还提供了一种暖管疏水热力系统的控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种暖管疏水热力系统，包括并列布置的第一主蒸汽管和第二主蒸汽管，所述第一主蒸汽管上连接有第一疏水支线，所述第二主蒸汽管上连接有第二疏水支线，所述第一疏水支线上沿远离所述第一主蒸汽管的方向依次布置有第一关断门、第一疏水阀，所述第二疏水支线上沿远离所述第二主蒸汽管的方向依次布置有第二关断门、第二疏水阀；
所述第一关断门、所述第二关断门均具有机组工作时的常开状态和所述第一疏水阀、所述第二疏水阀泄漏时的临时关闭状态；
所述第一疏水阀和所述第二疏水阀均具有全开状态和部分开启状态，机组启动时所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于全开状态，所述第一疏水支线与所述第二疏水支线疏水时所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于部分开启状态；
还包括控制单元，所述第一疏水支线与所述第二疏水支线之间还连接有平衡管，所述平衡管上布置有与所述控制单元信号连接的温度传感器，所述温度传感器用于检测所述平衡管上下两侧管壁的温度信号，所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均与所述控制单元连接，所述控制单元用于接收所述温度信号并向所述第一疏水阀与所述第二疏水阀传输开度信号。
优选地，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀还具有关闭状态，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀关闭时机组负荷大于等于10％的额定负荷。
优选地，所述平衡管上下两侧管壁的温度差大于等于第一温差时所述控制单元向所述第一疏水阀与所述第二疏水阀传输开启信号，所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于部分开启状态；所述平衡管上下两侧管壁的温度差小于等于第二温差时所述控制单元向所述第一疏水阀与所述第二疏水阀传输关闭信号，所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于关闭状态；所述第一温差大于所述第二温差。
优选地，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀处于部分开启状态时的开度为30％。
优选地，所述第一温差为100℃，所述第二温差为10℃。
本发明还提供了一种上述的暖管疏水热力系统的控制方法，包括以下步骤，S1，开启第一关断门和第二关断门；S2，启动机组，调整第一疏水阀和第二疏水阀处于全开状态；S3，当机组的主蒸汽压力及温度达到机组冲转要求时，调整第一疏水阀和第二疏水阀处于部分开启状态；S4，通过温度传感器检测平衡管上下两侧管壁的温度信号，控制单元判断平衡管上下两侧管壁的温差，当温差大于等于第一温差时控制单元向第一疏水阀、第二疏水阀传输开启信号，当温差小于等于第二温差时控制单元向第一疏水阀、第二疏水阀传输管壁信号。
优选地，步骤S2与步骤S3中，第一疏水阀和第二疏水阀处于部分开启状态的开度为30％。
优选地，步骤S4中，控制单元向第一疏水阀、第二疏水阀传输开启信号后第一疏水阀和第二疏水阀处于部分开启状态，开度为30％。
优选地，步骤S4中，第一温差为100℃，所述第二温差为10℃。
优选地，S2还包括，检测疏水扩容器11的压力值，若压力值超过设定值，控制单元调整减小第一疏水阀和第二疏水阀的开度。
本发明实施例一种暖管疏水热力系统及控制方法与现有技术相比，其有益效果在于：第一疏水阀和第二疏水阀保证第一主蒸汽管和第二主蒸汽管的疏水功能，在第一疏水阀和第二疏水阀的前侧分别布置第一关断门和第二关断门，第一关断门和第二关断门具有临时关闭状态，可以在第一疏水阀和第二疏水阀泄露时临时关闭第一疏水支线和第二疏水支线，同时还可替代疏水阀实现疏水功能；机组启动时第一疏水阀和第二疏水阀处于全开状态，可使第一主蒸汽管和第二主蒸汽管的管壁温度快速上升，实现暖管功能，机组达到设定负荷时第一疏水阀和第二疏水阀可处于部分开启状态进行疏水；当平衡管的上下管壁温差超过第一温差时，控制单元可控制第一疏水阀和第二疏水阀开启，使平衡管的上下管壁温差小于第二温差范围，实现平衡功能，通过第一疏水支线、第二疏水支线和平衡管同时满足热力系统的暖管、疏水以及汽平衡的需求，减少管道布置和阀门布置，节约空间，降低成本。
附图说明
图1是本发明的暖管疏水热力系统的结构示意图；
图2是图1的暖管疏水热力系统的控制原理图。
图中，1、第一主蒸汽管；2、第二主蒸汽管；3、第一疏水支线；4、第二疏水支线；5、第一关断门；6、第二关断门；7、第一疏水阀；8、第二疏水阀；9、平衡管；10、控制单元；11、疏水扩容器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的一种暖管疏水热力系统的优选实施例，如图1与图2所示，该暖管疏水热力系统包括第一主蒸汽管1和第二主蒸汽管2，第一主蒸汽管1和第二主蒸汽管2并列布置，第一主蒸汽管1和第二主蒸汽管2用于与机组连接以传输高温蒸汽。
第一主蒸汽管1上连接有第一疏水支线3，第一疏水支线3上沿远离第一主蒸汽管1的方向依次布置有第一关断门5、第一疏水阀7，第二主蒸汽管2上连接有第二疏水支线4，第二疏水支线4上沿远离第二主蒸汽管2的方向依次布置有第二关断门6、第二疏水阀8，第一疏水阀7和第二疏水阀8除了满足疏水之外，还需要满足适用蒸汽的要求，以保证可通过第一疏水阀7和第二疏水阀8输送高温蒸汽。第一疏水支线3和第二疏水支线4的另一端均连接至疏水扩容器11。
第一关断门5、第二关断门6均具有中停功能，第一关断门5、第二关断门6均具有常开状态和临时关闭状态，当机组启动以及保持工作时第一关断门5、第二关断门6处于常开状态，当第一疏水阀7、第二疏水阀8泄漏时第一关断门5、第二关断门6处于临时关闭状态，在第一疏水阀7和第二疏水阀8泄露时临时关闭第一疏水支线3和第二疏水支线4。并且当第一疏水阀7、第二疏水阀8不能工作时，第一关断门5、第二关断门6可临时替代第一疏水阀7、第二疏水阀8完成疏水功能。
第一疏水阀7和第二疏水阀8均具有全开状态和部分开启状态，机组启动时第一疏水阀7与第二疏水阀8均处于全开状态，由于第一疏水阀7和第二疏水阀8适用蒸汽要求，高温蒸汽可通过第一疏水支线3、第二疏水支线4进入第一主蒸汽管1、第二主蒸汽管2内，使第一主蒸汽管1和第二主蒸汽管2的管壁温度快速上升，实现暖管功能。第一疏水支线3与第二疏水支线4疏水时第一疏水阀7与第二疏水阀8均处于部分开启状态，机组达到设定负荷时第一疏水阀7和第二疏水阀8可处于部分开启状态进行疏水，保持疏水功能。
该暖管疏水热力系统还包括控制单元10，第一疏水支线3与第二疏水支线4之间还连接有平衡管9，平衡管9用于平衡蒸汽温度。平衡管9上布置有与控制单元10信号连接的温度传感器，温度传感器用于检测平衡管9上下两侧管壁的温度信号，第一疏水阀7与第二疏水阀8均与控制单元10连接，控制单元10用于接收温度信号并向第一疏水阀7与第二疏水阀8传输开度信号。在本实施例中，控制单元10为SOC控制系统。
当平衡管9的上下管壁温差超过第一温差时，控制单元10可控制第一疏水阀7和第二疏水阀8开启，使平衡管9的上下管壁温差小于第二温差范围，实现平衡功能，通过第一疏水支线3、第二疏水支线4和平衡管9同时满足热力系统的暖管、疏水以及汽平衡的需求，减少管道布置和阀门布置，节约空间，降低成本。
优选地，第一疏水阀7和第二疏水阀8还具有关闭状态，第一疏水阀7和第二疏水阀8关闭时机组负荷大于等于10％的额定负荷。
机组运转达到10％的额定负荷要求后，主蒸汽的压力和温度已经满足机组运转需求，及时关闭第一疏水阀7和第二疏水阀8停止暖管，可以节约能源。
优选地，平衡管9上下两侧管壁的温度差大于等于第一温差时控制单元10向第一疏水阀7与第二疏水阀8传输开启信号，第一疏水阀7与第二疏水阀8均处于部分开启状态；平衡管9上下两侧管壁的温度差小于等于第二温差时控制单元10向第一疏水阀7与第二疏水阀8传输关闭信号，第一疏水阀7与第二疏水阀8均处于关闭状态；第一温差大于第二温差。
控制单元10向第一疏水阀7与第二疏水阀8传输开启信号时第一疏水阀7与第二疏水阀8均处于部分开启状态，第一疏水阀7与第二疏水阀8不需要处于全开状态，即可快速调节平衡管9的温度，控制精准，不会因开度过大而影响调节精度。平衡管9上下两侧管壁温差小于等于第二温差时第一疏水阀7与第二疏水阀8关闭，节约能源。
优选地，第一疏水阀7和第二疏水阀8处于部分开启状态时的开度为30％。
优选地，第一温差为100℃，第二温差为10℃。
本发明还提供了一种上述的暖管疏水热力系统的控制方法，包括以下步骤，S1，开启第一关断门5和第二关断门6；S2，启动机组，调整第一疏水阀7和第二疏水阀8处于全开状态；S3，当机组的主蒸汽压力及温度达到机组冲转要求时，调整第一疏水阀7和第二疏水阀8处于部分开启状态；S4，通过温度传感器检测平衡管9上下两侧管壁的温度信号，控制单元10判断平衡管9上下两侧管壁的温差，当温差大于等于第一温差时控制单元10向第一疏水阀7、第二疏水阀8传输开启信号，当温差小于等于第二温差时控制单元10向第一疏水阀7、第二疏水阀8传输管壁信号。
本实施例中，S3中控制单元实时监测主蒸汽的压力及温度，当主蒸汽的压力及温度达到机组冲转要求时，控制单元10调节减小第一疏水阀7和第二疏水阀8的开度，逐渐减小至部分开启状态。
第一疏水阀7和第二疏水阀8保证第一主蒸汽管1和第二主蒸汽管2的疏水功能，在第一疏水阀7和第二疏水阀8的前侧分别布置第一关断门5和第二关断门6，第一关断门5和第二关断门6具有临时关闭状态，可以在第一疏水阀7和第二疏水阀8泄露时临时关闭第一疏水支线3和第二疏水支线4，同时还可替代疏水阀实现疏水功能；机组启动时第一疏水阀7和第二疏水阀8处于全开状态，可使第一主蒸汽管1和第二主蒸汽管2的管壁温度快速上升，实现暖管功能，机组达到设定负荷时第一疏水阀7和第二疏水阀8可处于部分开启状态进行疏水；当平衡管9的上下管壁温差超过第一温差时，控制单元10可控制第一疏水阀7和第二疏水阀8开启，使平衡管9的上下管壁温差小于第二温差范围，实现平衡功能，通过第一疏水支线3、第二疏水支线4和平衡管9同时满足热力系统的暖管、疏水以及汽平衡的需求，减少管道布置和阀门布置，节约空间，降低成本。
优选地，步骤S2与步骤S3中，第一疏水阀7和第二疏水阀8处于部分开启状态的开度为30％。
在本申请中，机组运转达到10％的额定负荷要求后，主蒸汽的压力和温度已经满足机组运转需求，及时关闭第一疏水阀7和第二疏水阀8停止暖管，可以节约能源。
优选地，步骤S4中，控制单元10向第一疏水阀7、第二疏水阀8传输开启信号后第一疏水阀7和第二疏水阀8处于部分开启状态，开度为30％。
控制单元10向第一疏水阀7与第二疏水阀8传输开启信号时第一疏水阀7与第二疏水阀8均处于部分开启状态，第一疏水阀7与第二疏水阀8不需要处于全开状态，即可快速调节平衡管9的温度，控制精准，不会因开度过大而影响调节精度。平衡管9上下两侧管壁温差小于等于第二温差时第一疏水阀7与第二疏水阀8关闭，节约能源。
优选地，步骤S4中，第一温差为100℃，第二温差为10℃。
优选地，S2还包括，检测疏水扩容器11的压力值，若压力值超过设定值，控制单元10调整减小第一疏水阀7和第二疏水阀8的开度。
控制单元10根据疏水扩容器11的压力值，调整减小第一疏水阀7和第二疏水阀8的开度，可避免因开度过大超出疏水扩容器11的压力值而损坏设备。
综上，本发明实施例提供一种暖管疏水热力系统及控制方法，其第一疏水阀和第二疏水阀保证第一主蒸汽管和第二主蒸汽管的疏水功能，在第一疏水阀和第二疏水阀的前侧分别布置第一关断门和第二关断门，第一关断门和第二关断门具有临时关闭状态，可以在第一疏水阀和第二疏水阀泄露时临时关闭第一疏水支线和第二疏水支线，同时还可替代疏水阀实现疏水功能；机组启动时第一疏水阀和第二疏水阀处于全开状态，可使第一主蒸汽管和第二主蒸汽管的管壁温度快速上升，实现暖管功能，机组达到设定负荷时第一疏水阀和第二疏水阀可处于部分开启状态进行疏水；当平衡管的上下管壁温差超过第一温差时，控制单元可控制第一疏水阀和第二疏水阀开启，使平衡管的上下管壁温差小于第二温差范围，实现平衡功能，通过第一疏水支线、第二疏水支线和平衡管同时满足热力系统的暖管、疏水以及汽平衡的需求，减少管道布置和阀门布置，节约空间，降低成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种暖管疏水热力系统，其特征在于，包括并列布置的第一主蒸汽管和第二主蒸汽管，所述第一主蒸汽管上连接有第一疏水支线，所述第二主蒸汽管上连接有第二疏水支线，所述第一疏水支线上沿远离所述第一主蒸汽管的方向依次布置有第一关断门、第一疏水阀，所述第二疏水支线上沿远离所述第二主蒸汽管的方向依次布置有第二关断门、第二疏水阀；
所述第一关断门、所述第二关断门均具有机组工作时的常开状态和所述第一疏水阀、所述第二疏水阀泄漏时的临时关闭状态；
所述第一疏水阀和所述第二疏水阀均具有全开状态和部分开启状态，机组启动时所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于全开状态，所述第一疏水支线与所述第二疏水支线疏水时所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于部分开启状态，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀适用蒸汽要求；
还包括控制单元，所述第一疏水支线与所述第二疏水支线之间还连接有平衡管，所述平衡管上布置有与所述控制单元信号连接的温度传感器，所述温度传感器用于检测所述平衡管上下两侧管壁的温度信号，所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均与所述控制单元连接，所述控制单元用于接收所述温度信号并向所述第一疏水阀与所述第二疏水阀传输开度信号。
2.根据权利要求1所述的暖管疏水热力系统，其特征在于，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀还具有关闭状态，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀关闭时机组负荷大于等于10%的额定负荷。
3.根据权利要求2所述的暖管疏水热力系统，其特征在于，所述平衡管上下两侧管壁的温度差大于等于第一温差时所述控制单元向所述第一疏水阀与所述第二疏水阀传输开启信号，所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于部分开启状态；所述平衡管上下两侧管壁的温度差小于等于第二温差时所述控制单元向所述第一疏水阀与所述第二疏水阀传输关闭信号，所述第一疏水阀与所述第二疏水阀均处于关闭状态；所述第一温差大于所述第二温差。
4.根据权利要求3所述的暖管疏水热力系统，其特征在于，所述第一疏水阀和所述第二疏水阀处于部分开启状态时的开度为30%。
5.根据权利要求3所述的暖管疏水热力系统，其特征在于，所述第一温差为100℃，所述第二温差为10℃。
6.一种权利要求1所述的暖管疏水热力系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，S1，开启第一关断门和第二关断门；S2，启动机组，调整第一疏水阀和第二疏水阀处于全开状态；S3，当机组的主蒸汽压力及温度达到机组冲转要求时，调整第一疏水阀和第二疏水阀处于部分开启状态；S4，通过温度传感器检测平衡管上下两侧管壁的温度信号，控制单元判断平衡管上下两侧管壁的温差，当温差大于等于第一温差时控制单元向第一疏水阀、第二疏水阀传输开启信号，当温差小于等于第二温差时控制单元向第一疏水阀、第二疏水阀传输关闭信号。
7.根据权利要求6所述的暖管疏水热力系统的控制方法，其特征在于，步骤S3中，第一疏水阀和第二疏水阀处于部分开启状态的开度为30%。
8.根据权利要求6所述的暖管疏水热力系统的控制方法，其特征在于，步骤S4中，控制单元向第一疏水阀、第二疏水阀传输开启信号后第一疏水阀和第二疏水阀处于部分开启状态，开度为30%。
9.根据权利要求6所述的暖管疏水热力系统的控制方法，其特征在于，步骤S4中，第一温差为100℃，所述第二温差为10℃。
10.根据权利要求6所述的暖管疏水热力系统的控制方法，其特征在于，S2还包括，检测疏水扩容器的压力值，若压力值超过设定值，控制单元减小第一疏水阀和第二疏水阀的开度。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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