CN114877393A - 供热系统及供热系统的控制方法 - Google Patents

供热系统及供热系统的控制方法 Download PDF

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CN114877393A CN202210542340.1A CN202210542340A CN114877393A CN 114877393 A CN114877393 A CN 114877393A CN 202210542340 A CN202210542340 A CN 202210542340A CN 114877393 A CN114877393 A CN 114877393A
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邱振波
程伟
马宁
学立财
王守强
王亚平
张明
王晶晶
闫振东
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Abstract

本公开涉及一种供热系统及供热系统的控制方法，所述系统包括：蒸汽设备、加热器、循环泵以及旁路管道；所述循环泵的进水口与回水端连接，所述回水端接收外部回流的冷水，所述循环泵的出水口与所述加热器的进水口连接，所述加热器的蒸汽入口与所述蒸汽设备的蒸汽出口通过抽汽管道连接，所述加热器的出水口与供水端连接，所述供水端向外部提供所述加热器得到的热水；所述旁路管道的一端与所述循环泵的出水口连接，所述旁路管道的另一端与所述加热器的出水口连接，所述旁路管道上设置有第一调节阀，所述第一调节阀用于调整所述旁路管道和所述加热器各自包括的水量。本公开的供热系统可以降低抽汽管道的振动。

Description

供热系统及供热系统的控制方法
技术领域
本公开涉及供热技术领域，尤其涉及一种供热系统及供热系统的控制方法。
背景技术
燃气-蒸汽联合循环机组具有发电效率高、环保性能好、启动快速、占地面积少、自动化程度高等优点，可以提供各种类型的动力和能源。例如，燃气-蒸汽联合循环机组可以用于提供生产、生活用热。
目前，燃气-蒸汽联合循环供热机组存在抽汽管道振动大的情况，随着供热机组的长期连续运行，管道振动易出现恶化趋势，可能给供热机组的安全生产运行带来极大的安全隐患。因此，如何降低抽汽管道的振动是亟需解决的技术问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种供热系统及供热系统的控制方法。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种供热系统，包括：蒸汽设备、加热器、循环泵以及旁路管道；所述循环泵的进水口与回水端连接，所述回水端接收外部回流的冷水，所述循环泵的出水口与所述加热器的进水口连接，所述加热器的蒸汽入口与所述蒸汽设备的蒸汽出口通过抽汽管道连接，所述加热器的出水口与供水端连接，所述供水端向外部提供所述加热器得到的热水；
所述旁路管道的一端与所述循环泵的出水口连接，所述旁路管道的另一端与所述加热器的出水口连接，所述旁路管道上设置有第一调节阀，所述第一调节阀用于调整分别通过所述旁路管道和所述加热器的水量。
在一些实施例中，所述系统还包括：第二调节阀，所述第二调节阀设置于所述抽汽管道上，所述第二调节阀用于调整所述第二调节阀前后的压差。
在一些实施例中，所述第二调节阀内部设置有稳流装置。
在一些实施例中，所述第二调节阀的两侧设置有消能装置。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种供热系统的控制方法，应用于第一方面所述的供热系统，所述方法包括：
获取第一水温或第二水温，所述第一水温为所述加热器的出水口处的水温，所述第二水温为所述供水端处的水温；
根据所述第一水温或所述第二水温，控制所述第一调节阀的第一开度。
在一些实施例中，所述根据所述第一水温，控制所述第一调节阀的第一开度，包括：
在所述第一水温高于第一目标水温的情况下，减小所述第一开度；
在所述第一水温低于所述第一目标水温的情况下，增大所述第一开度。
在一些实施例中，所述方法还包括：
根据所述第二水温，控制所述第二调节阀的第二开度。
在一些实施例中，所述根据所述第二水温，控制所述第二调节阀的第二开度，包括：
在所述第二水温高于第二目标水温的情况下，减小所述第二开度；
在所述第二水温低于所述第二目标水温的情况下，增大所述第二开度。
在一些实施例中，所述根据所述第二水温，控制所述第一调节阀的第一开度，包括：
在所述第二水温高于第二目标水温的情况下，增大所述第一开度；
在所述第二水温低于所述第二目标水温的情况下，减小所述第一开度。
在一些实施例中，所述方法还包括：
根据所述第一水温，控制所述第二调节阀的第二开度。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过增加旁路管道和第一调节阀，使得可以通过调节第一调节阀的开度，调整分别通过旁路管道和加热器的水量，从而可以提高加热器的蒸汽入口侧的运行压力，使得抽汽管道流速在正常范围内，可以降低抽汽管道的振动和噪音。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种供热系统的系统示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种供热系统的控制方法的流程图。
附图标记：
110-蒸汽设备，120-加热器，130-循环泵，140-旁路管道，150-回水端，160-抽汽管道，170-供水端，180-第一调节阀，190-第二调节阀。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前，燃气-蒸汽联合循环供热机组普遍存在热网抽汽管道振动大的情况，主要原因是热网所需热负荷偏低时，例如，供暖初末寒期热负荷偏低，热网抽汽管道上的ELCV调节阀的开度较小，导致ELCV调节阀前后的压差大，在ELCV调节阀的小开度下，蒸汽流速高，在ELCV调节阀后产生了较强的气流激振，最终导致振动。同时，热负荷偏低，导致回水端的温度偏低，加热器蒸汽侧运行压力偏低，从而导致管道振动。
在此情况下，随着ELCV调节阀的开度的变化及供热机组的长期连续运行，ELCV调节阀及管道振动易出现恶化趋势，可能发生测量仪表管频繁断裂、ELCV调节阀下方地面出现裂纹及基础位移现象，给供热机组的安全生产运行带来极大的安全隐患。因此，如何降低抽汽管道的振动是亟需解决的技术问题。
图1是根据一示例性实施例示出的一种供热系统的系统示意图。如图1所示，该供热系统包括：蒸汽设备110、加热器120、循环泵130以及旁路管道140；循环泵130的进水口与回水端150连接，回水端150接收外部回流的冷水，循环泵130的出水口与加热器120的进水口连接，加热器120的蒸汽入口与蒸汽设备110的蒸汽出口通过抽汽管道160连接，加热器120的出水口与供水端170连接，供水端170向外部提供加热器120得到的热水；旁路管道140的一端与循环泵130的出水口连接，旁路管道140的另一端与加热器120的出水口连接，旁路管道140上设置有第一调节阀180，第一调节阀180用于调整分别通过旁路管道140和加热器120的水量。
如图1所示，加热泵120、循环泵130以及旁路管道140可以构成供热系统的循环水水侧。由于旁路管道140的一端与循环泵130的出水口连接，旁路管道140的另一端与加热器120的出水口连接，因此，旁路管道140是加热器120的并联旁路。
在一些实施例中，第一调节阀180可以用于调整分别通过旁路管道140和加热器120的水量。当第一调节阀180开启时，循环泵130的出水口处的水会部分流向旁路管道140，此时，通过加热器120的水量会减少，因此，供热系统的总阻力会降低。可以理解的，第一调节阀180的第一开度越大，通过加热器120的水量越少，通过旁路管道140的水量越多，供热系统的总阻力越低。
在一些实施例中，供热系统的总水量通过循环泵调整，即供水端处的总水量通过循环泵调整，使得供热系统输入流量为供热系统的用户需求的流量。
本公开实施例可以减少通过加热器120的水量，即降低热网加热器内循环水量，间接提高加热器120的蒸汽入口侧的运行压力(即提高后续第二调节阀阀后的运行压力)，使得抽汽管道流速在正常范围内，可以降低抽汽管道的振动和噪音。
在一些实施例中，供热系统还可以包括第二调节阀190，第二调节阀190设置于抽汽管道160上，第二调节阀190用于调整第二调节阀190前后的压差。
在一些实施例中，蒸汽设备110可以包括蒸汽轮机低压缸和蒸汽轮机高中压缸。蒸汽设备110构成了热网系统的蒸汽侧，该蒸汽侧除第二调节阀190以外，还可以包括其他阀门，例如，逆止阀、泄压阀等。关于蒸汽轮机低压缸和蒸汽轮机高中压缸产生蒸汽的原理可以参见相关技术，且蒸汽设备110的结构和其他阀门也可以参见相关技术，在此不再赘述。
在一些实施例中，可以通过增大第二调节阀190的第二开度，降低第二调节阀190前后的压差。通过降低第二调节阀190前后的压差，可以进一步减少第二调节阀190运行中的振动和噪音。第二调节阀190可以是抽汽蝶阀(即ELCV调节阀)。
在一些实施例中，可以根据第一温度或第二温度，控制第一调节阀180的第一开度，以及控制第二调节阀190的第二开度。例如，根据第一温度和第一目标温度的差异，控制第一调节阀180的第一开度，以及根据第二温度和第二目标温度的差异，控制第二调节阀190的第二开度。又例如，根据第一温度和第一目标温度的差异，控制第二调节阀190的第二开度，以及根据第二温度和第二目标温度的差异，控制第一调节阀180的第一开度。关于控制第一开度和第二开度的具体细节可以参见图2及其相关描述，在此不再赘述。
在一些实施例中，第二调节阀190内部设置有稳流装置。稳流装置可以为鼠笼结构，通过增加稳流装置，可以降低第二调节阀190在小开度时的流速，稳定流场、降低涡旋，进一步减小抽汽管道160的振动。
在一些实施例中，第二调节阀190的两侧设置有消能装置，即在第二调节阀190的前面和后面分别增加消能装置，通过增加消能装置可以均匀进出第二调节阀190的流场，进一步减小抽汽管道160的振动。
图2是根据一示例性实施例示出的一种供热系统的控制方法的流程图，该控制方法可以应用于图1所述的供热系统。所述方法包括以下步骤。
步骤210，获取第一水温或第二水温，第一水温为加热器的出水口处的水温，第二水温为供水端处的水温。
步骤220，根据第一水温或第二水温，控制第一调节阀的第一开度。
在一些实施例中，根据第一水温，控制第一调节阀180的第一开度，包括：在第一水温高于第一目标水温的情况下，减小第一开度；在第一水温低于第一目标水温的情况下，增大第一开度。
在一些实施例中，第一目标水温可以是加热器120的出水口处的第一预设水温，该第一预设水温可以根据实际情况具体设置，例如，可以是120℃至130℃的范围内的任一温度值，例如，130℃等。
第一水温高于第一目标水温可以反映加热器120的出口处的水温偏高，此时，可以减小第一调节阀180的第一开度，从而减少通过旁路管道140的水量，增大通过加热器120的水量，进而通过加热器120对更多水量的水进行加热降低第一水温。第一水温低于第一目标水温可以反映加热器120的出口处的水温偏低，此时，可以增大第一调节阀180的第一开度，增大通过旁路管道140的水量，减少通过加热器120的水量，进而通过加热器120对更少水量的水进行加热提高第一水温。第一调节阀180可以根据第一水温自动调节第一开度。
根据第一水温控制第一调节阀180的第一开度，可以使第一水温保持在第一目标水温。在根据第一水温控制第一调节阀180的第一开度的情况下，所述方法还包括：根据第二水温，控制第二调节阀190的第二开度。在一些实施例中，第二水温，即供水端处的水温，可以是加热器120的出水口处的热水和旁路管道140的另一端的冷水进行混合后的水温，第二水温为总供水温度。
第二目标水温可以是供水端170的第二预设水温，该第二预设水温可以根据实际情况具体设置。在一些实施例中，根据第二水温，控制第二调节阀190的第二开度，包括：在第二水温高于第二目标水温的情况下，减小第二开度；在第二水温低于第二目标水温的情况下，增大第二开度。
第二水温高于第二目标水温可以反映供水端170的水温偏高，此时可以减少第二调节阀190的第二开度，进而减少进入加热器120的蒸汽量，间接降低加热器120的出口处的水温，进而降低供水端170的水温。第二水温低于第二目标水温可以反映供水端170的水温偏低，此时可以增大第二调节阀190的第二开度，进而增加进入加热器120的蒸汽量，间接提高加热器120的出口处的水温，进而提高供水端170的水温。第二调节阀190可以根据第二水温自动调节第二开度。
通过根据第二水温控制第二调节阀190的第二开度，可以通过控制第二开度使供水端170处的水温保持在第二目标水温，由此，使得第二调节阀190(例如，ELCV调节阀)处于较大开度，第二调节阀190的前后压差较小，从而避免第二调节阀190的振动噪音。
通过根据第一水温(即加热器120的出口处的水温)，控制第一调节阀180的第一开度，以及根据第二水温(即供水端170处的水温)控制第二调节阀190的第二开度。对第一调节阀180的控制可以是辅助控制手段，用于控制加热器120的出口处的水温保持在第一目标水温，对第二调节阀190的控制可以是主要控制手段，用于控制供水端170处的水温保持在第二目标水温。
本公开实施例通过根据第一水温或第二水温，控制第一调节阀180的第一开度，可以使加热器120的出水口处的第一水温保持在第一目标水温，间接提高了加热器120的蒸汽入口侧的运行压力(即提高了第二调节阀190的阀后运行压力)，使得抽汽管道160的流速在正常范围内，可以降低抽汽管道160的振动和噪音。
通过以上调节过程(即通过第一水温控制第一开度，以及通过第二水温控制第二开度)，第二调节阀190为主要调节手段，第一调节阀180为辅助调整手段。通过二者的配合，使得第二调节阀190处于较大开度，第二调节阀190前后的压差较小，从而避免第二调节阀190的振动噪音，同时由于第二调节阀190的阀后运行压力较高，从而控制运行过程中的运行噪音较小，达到控制振动及噪音的目的。
如前所述，可以根据第一水温控制第一开度，除此之外，还可以根据第二水温控制第一开度。在一些实施例中，根据第二水温，控制第一调节阀180的第一开度，包括：在第二水温高于第二目标水温的情况下，增大第一开度；在第二水温低于第二目标水温的情况下，减小第一开度。
第二水温高于第二目标水温可以反映供水端170的水温偏高，此时可以增大第一调节阀180的第一开度，进而减少通过加热器120的水量，提高第一水温，使得第一水温处于较高温度，由于增大了第一调节阀180的第一开度，旁路管道140流出更多的冷水，此时，旁路管道140的冷水和经过加热器120加热的热水混合后，第二水温能够满足用户需求温度，例如，第二水温能够保持在第二目标水温。
第二水温低于第二目标水温可以反映供水端170的水温偏低，此时可以减小第一调节阀180的第一开度，进而增加通过加热器120的水量，并减少与加热器120流出的热水混合的冷水的水量，从而提高第二水温，使得第二水温能够保持在第二目标水温。
在根据第二水温控制第一调节阀180的第一开度的情况下，所述方法还包括：根据第一水温，控制第二调节阀190的第二开度。在一些实施例中，根据第一水温，控制第二调节阀190的第二开度，包括：在第一水温高于第一目标水温的情况下，减小第二调节阀190的第二开度。在一些实施例中，根据第一水温，控制第二调节阀190的第二开度，还包括：在第一水温低于第一目标水温的情况下，不对第二调节阀190的第二开度进行调节。
第一水温高于第一目标水温可以反映加热器120的出口处的水温偏高，此时可以减少第二调节阀190的第二开度，进而减少进入加热器120的蒸汽量，间接降低加热器120的出口处的水温。
通过根据第一水温(即加热器120的出口处的水温)，控制第二调节阀190的第二开度，以及根据第二水温(即供水端处的水温)控制第一调节阀180的第一开度。对第一调节阀180的控制可以是主要控制手段，用于控制供水端170处的水温保持在第二目标水温，对第二调节阀190的控制可以是辅助控制手段，用于控制加热器120的出口处的水温保持在第一目标水温。
通过以上调节过程(即通过第一水温控制第二开度，以及通过第二水温控制第一开度)，第一调节阀180为主要调节手段，第二调节阀190为辅助调整手段。通过二者的配合，使得第二调节阀190处于较大开度，第二调节阀190前后的压差较小，从而避免第二调节阀190的振动噪音，同时由于第二调节阀190的阀后运行压力较高，从而控制运行过程中的运行噪音较小，达到控制振动及噪音的目的。
在一些实施例中，在根据第二水温控制第二调节阀190的第二开度的情况下，还可以手动调节第一调节阀180的第一开度。其中，根据第二水温控制第二调节阀190的第二开度可以是主要控制手段，手动调节第一调节阀180的第一开度可以是辅助控制手段。
关于根据第二水温，控制第二调节阀190的第二开度的具体细节可以参见前文相关描述，在此不再赘述。第二调节阀190可以采用自动控制。
手动调节第一调节阀180的第一开度可以是指：在总供水流量不变情况下，通过手动调节第一调节阀180的流量，调整通过加热器120的热网水量，通过调整加热器120水量，最终调整加热器120出水口处的温度保持在第一目标水温，例如，保持在120～130℃温度运行。由于热网负荷变化随着室外气温而变化，第一调节阀180的手动调整周期可以根据实际情况具体确定，例如，调整周期可以较长，又例如，可以每天调整一次，或者更长时间调整一次。通过手动调节第一调节阀180，可以调节旁路管道140的流量，并使热网加热器120的出水口处的水温保持在第一目标水温。
手动调节过程中，如果第一调节阀180开度过大，导致加热器120的出口处的热网水温超过130℃，此时需要调小第一调节阀180的第一开度，控制该温度不超过该第一目标水温。
通过以上调节过程(即自动控制第二调节阀190，并手动调节第一调节阀180的过程)，第二调节阀190为主要调节手段，第一调节阀180为辅助调整手段。通过二者的配合，使得第二调节阀190基本处于较大开度，第二调节阀190前后的压差较小，从而避免第二调节阀190的振动噪音，同时由于第二调节阀190的阀后运行压力较高，从而控制运行过程中的运行噪音较小。达到控制振动及噪音的目的。
根据本公开实施例可知，第一调节阀180可以根据实际情况确定采用自动控制或手动控制，其中，手动控制的方式与运行人员的操作习惯相同，便于操作人员熟悉操作方式，自动控制的方式提高了控制的自动化，简化了操作人员的操作，应用更广泛。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种供热系统，其特征在于，包括：蒸汽设备、加热器、循环泵以及旁路管道；所述循环泵的进水口与回水端连接，所述回水端接收外部回流的冷水，所述循环泵的出水口与所述加热器的进水口连接，所述加热器的蒸汽入口与所述蒸汽设备的蒸汽出口通过抽汽管道连接，所述加热器的出水口与供水端连接，所述供水端向外部提供所述加热器得到的热水；
所述旁路管道的一端与所述循环泵的出水口连接，所述旁路管道的另一端与所述加热器的出水口连接，所述旁路管道上设置有第一调节阀，所述第一调节阀用于调整分别通过所述旁路管道和所述加热器的水量。
2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述系统还包括：第二调节阀，所述第二调节阀设置于所述抽汽管道上，所述第二调节阀用于调整所述第二调节阀前后的压差。
3.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述第二调节阀内部设置有稳流装置。
4.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述第二调节阀的两侧设置有消能装置。
5.一种供热系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4中任一项所述的供热系统，所述方法包括：
获取第一水温或第二水温，所述第一水温为所述加热器的出水口处的水温，所述第二水温为所述供水端处的水温；
根据所述第一水温或所述第二水温，控制所述第一调节阀的第一开度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一水温，控制所述第一调节阀的第一开度，包括：
在所述第一水温高于第一目标水温的情况下，减小所述第一开度；
在所述第一水温低于所述第一目标水温的情况下，增大所述第一开度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第二水温，控制所述第二调节阀的第二开度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二水温，控制所述第二调节阀的第二开度，包括：
在所述第二水温高于第二目标水温的情况下，减小所述第二开度；
在所述第二水温低于所述第二目标水温的情况下，增大所述第二开度。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二水温，控制所述第一调节阀的第一开度，包括：
在所述第二水温高于第二目标水温的情况下，增大所述第一开度；
在所述第二水温低于所述第二目标水温的情况下，减小所述第一开度。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第一水温，控制所述第二调节阀的第二开度。
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