CN115218267B - 一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法，包括：在供热处于正常状态时，设置湿冷机组的汽轮机低压缸(104)采用高背压状态运行，通过被汽轮机低压缸(104)的排气加热后的热网循环回水用于供热；当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，此时通过冷却水塔(108)的开式水系统协助湿冷机组实现供热、供电解耦；通过用冷却水塔的开式水来降低城市热网回水的温度，使湿冷机组在高背压供热时不受城市热负荷大小影响，实现热电解耦。
Description
技术领域
本发明涉及机组供电领域，具体涉及一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法。
背景技术
近些年来由于我国房地产行业飞速发展，城市的供暖负荷急剧增长，相比于传统中压缸打孔抽汽供热，受机组抽汽能力限制，逐渐表现出供热能力不足的现象。
国内电厂纷纷进行机组供热能力的挖掘，根据机组不同的情况以及兼顾不同的目的，目前成熟的供热改造逐流技术为：高背压供热、光轴供热、汽机旁路供热等。前两项主要受热负荷影响大，遵循以热定电的准则，而后者则是受机组旁路容量限制。
湿冷机组(用水冷却汽轮机排汽的蒸汽动力发电机组)高背压供热技术，其技术原理为利用热网循环水替代开式冷却水，可以使冷端损失(“冷端”在热力发电系统中指开始冷却水通过水塔向外散热，“损失”是指开始冷却水在电厂凝汽器中吸收乏汽的热量，通过水冷塔向外散热，这部分的能量散失就是指“损失”，实质上就是电力发电行业内的“冷端损失”)降低为零，但机组电负荷受热网运行负荷限制，若没有足够的热网热负荷，则机组无法在高负荷区运行，目前只能通过增大热网循环水量(国内热网水量都是受热力公司调配的，电厂需听从热力公司的指挥，优先满足热需求。增大热网水对于电厂端只是增大了水泵的电耗和水的压力、流速)和/或者降低背压的方法调整电负荷，但存在调整区间和供热的质量降低的后果。具体为：降低背压会导致高背压加热热网水的出水温度降低，增加了热网水后边加热的能源损耗，降低了整体的乏汽利用率，因为高背压这一级的乏汽是成本较低的汽源。
对于湿冷机组高背压供热技术，是以热定电，热网水在高背压换热器内消纳的热量和主机的排汽量是相关的，也就是和主机发电负荷是相关的，此种情况如果热网流量较低，主机只能维持较低的发电负荷以维持此时的冷端(热网水吸热)的消纳平衡。现有技术存在如下技术问题：
1、机组以热定电，电负荷受热负荷限制。
2、若没有足够的热网热负荷时，则湿冷机组高背压运行负荷低；若要提升负荷需降低运行背压，供热质量下降。需要解决湿冷机组高背压运行负荷低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法，解决了高背压运行负荷低的问题。
为达上述目的，本发明实施例提供一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法，包括：
在供热处于正常状态时，设置湿冷机组的汽轮机低压缸采用高背压状态运行，通过热网循环回水冷却汽轮机低压缸的排气，将被汽轮机低压缸的排气加热后的热网循环回水用于供热；
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，此时冷却水塔的开式水系统协助湿冷机组实现供热、供电解耦；其中，该状态下的热网循环回水温度低于正常状态下的热网循环回水温度，该状态下的电负荷与正常状态下的电负荷相当；
所述通过冷却水塔的开式水协助共同湿冷机组实现供热、供电解耦，具体包括：
首先通过冷却水塔的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，达到按供电实际需求提供电能对电负荷的提升所增加的主汽流量的排汽量的消纳；
然后将降温后的热网循环回水通过汽轮机低压缸的排气进行升温，升温后的热网循环回水温度满足该状态下的要求。
上述技术方案具有如下有益效果：利用冷却水塔的开式水，降低城市热网回水的温度，使湿冷机组在高背压供热时不受城市热负荷大小影响，实现热电解耦。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的冷却水塔参与调节的高背压供热方法的流程图；
图2是本发明实施例的一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法对应系统的流程图；
附图标记表示为：
101、邻机中排抽汽；104、汽轮机低压缸；105、凝汽器；106、热网循环水泵；107、开式水循环水泵；108、冷却水塔；109、热网加热器；111、水水换热器；208、水水换热器热网水出水阀；209、水水换热器热网水旁路阀；210、水水换热器热网水回水阀；211、凝汽器出水总阀；212、凝汽器进水总阀；
102、汽轮机中压缸进汽；103、汽轮机中压缸；110、城市热网；201、邻机抽汽调节阀；202、中排抽汽调节阀；203、开式水供水关断阀；204、开式水回水关断阀；205、水水换热器开式水进水阀；206、水水换热器开式水回水阀；207、凝汽器旁路阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合本发明的实施例，提供一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法，包括：
在供热处于正常状态时，设置湿冷机组的汽轮机低压缸104采用高背压状态运行，通过热网循环回水冷却汽轮机低压缸104的排气，将被汽轮机低压缸104的排气加热后的热网循环回水用于供热；通过汽轮机低压缸104的排气将热网循环回水加热到预设温度，还能够满足实际供电需求。
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，如果以热定电，则汽轮机低压缸104无法采用高负荷运行，所以如果要满足电实际需求、通过提升电负荷满足供电实际需求使得汽轮机低压缸104采用高背压状态运行，那么通过冷却水塔108的开式水系统协助湿冷机组实现供热、供电解耦，则能够满足电实际需求；其中，该状态下的热网循环回水温度低于正常状态下的热网循环回水温度，属于非正常状态下的城市热网110的温度需求，该状态下的电负荷与正常状态下的电负荷相当，实现按供电实际需求提供电能。
所述通过冷却水塔108的开式水系统协助湿冷机组实现供热、供电解耦，具体包括：
首先通过冷却水塔108的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，达到按供电实际需求提供电能对电负荷的提升所增加的主汽流量的排汽量的消纳；
然后将降温后的热网循环回水通过汽轮机低压缸104的排气进行升温，升温后的热网循环回水温度满足该状态下的温度要求，同时对汽轮机低压缸104的排气达到了冷却的目的，实现了提升电负荷所增加的主汽流量的排汽量的消纳。
由于(高背压)湿冷机组以热定电的特性，本发明应用于湿冷机组高背压系统，解决了目前国内湿冷机组高背压运行、当出现热电不匹配的限制时，即热负荷小，导致湿冷机组长期处于低负荷运行。本发明的方法利用冷却水塔的开式水系统，降低城市热网回水的温度，使湿冷机组在高背压供热时不受城市热负荷大小影响，实现热电解耦。
优选地，还包括：将湿冷机组的汽轮机低压缸104的排气排入到凝汽器105；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
在供热处于正常状态时，连接于冷却水塔108的开式水循环水泵107处于停止状态；关闭水水换热器热网水回水阀210，关闭水水换热器热网水出水阀208；
所述通过热网循环回水冷却汽轮机低压缸104的排气，具体包括：
打开控制水水换热器111旁路的水水换热器热网水旁路阀209；打开凝汽器进水总阀212；此时水水换热器111不被使用，旁路与主路是并列关系，旁路只是个管路，不具有冷却热网循环回水的功能。
将热网循环回水流经水水换热器111旁路，通过凝汽器进水总阀212进入凝汽器105吸收排汽的热量，将加热后的热网循环回水通过凝汽器出水总阀211排出，通过凝汽器105对汽轮机低压缸104的排气(乏汽)进行冷却，达到冷却的目的，也达到供暖的需求。
优选地，还包括：
在热网循环回水的路径上，在凝汽器105的后端设置热网加热器109；也就是热网循环回水先经过凝汽器105，在经过热网加热器109。将邻机中排抽汽101引入到热网加热器109；国内机组建设通常是一次并列建设2台湿冷机组，邻机是指与当前湿冷机组并列的另一台湿冷机组。邻机中排抽汽101就是指当前湿冷机组并列的另一台湿冷机组的中排抽汽。
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
在供热处于正常状态时，热网循环水泵106处于运转状态；
将自凝汽器出水总阀211排出的热网循环回水引入热网循环水泵106，通过热网循环水泵106对热网循环回水进行升压并送入到热网加热器109，通过热网加热器109内的邻机中排抽汽101继续对热网循环回水加热。首先通过凝汽器105内的排气对热网循环回水先进行加热，然后在通过热网加热器109对热网循环回水先进行加热。其中，邻机中排抽汽101需根据具体外部热网的热负荷判断，如果本台机组供热能力全部用尽，此时就需要邻机中排投入运行。
优选地，还包括：
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，连接于冷却水塔108的开式水循环水泵107处于运转状态；关闭控制水水换热器111旁路的水水换热器热网水旁路阀209；此时冷却水塔108投入使用。
所述通过冷却水塔108的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，包括：
打开控制水水换热器111主路进水的水水换热器热网水回水阀210，将热网循环回水通过水水换热器热网水回水阀210引入到水水换热器111主路；
打开水水换热器开式水进水阀(205)、水水换热器开式水回水阀(206)，利用水水换热器111内的开式水对热网循环回水降温，将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，那么降温后的热网循环回水就能对汽轮机低压缸104的排气达到了冷却的目的，实现了提升电负荷所增加的主汽流量的排汽量的消纳。打开水水换热器热网水出水阀208，将水温降至预设温度范围内的热网循环回水排出；其中，开式水来自冷却水塔108。
优选地，还包括：
将湿冷机组的汽轮机低压缸104的排气排入到凝汽器105；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
打开凝汽器进水总阀212；
将水温降至预设温度范围内的热网循环回水通过凝汽器进水总阀212进入凝汽器105吸收排汽的热量，打开凝汽器出水总阀211，将加热后的热网循环回水通过凝汽器出水总阀211排出。那么降温后的热网循环回水就能对汽轮机低压缸104的排气达到了冷却的目的，实现了提升电负荷所增加的主汽流量的排汽量的消纳。
优选地，
在凝汽器105的后端设置热网加热器109，将邻机中排抽汽101引入到热网加热器109；将邻机中排抽汽101引入到热网加热器109；国内机组建设通常是一次并列建设2台湿冷机组，邻机是指与当前湿冷机组并列的另一台湿冷机组。邻机中排抽汽101就是指当前湿冷机组并列的另一台湿冷机组的中排抽汽。
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，热网循环水泵106处于运转状态；
将自凝汽器出水总阀211排出的热网循环回水引入热网循环水泵106，通过热网循环水泵106对热网循环回水进行升压并送入到热网加热器109，通过热网加热器109内的邻机中排抽汽101继续对热网循环回水加热。首先通过凝汽器105内的排气对热网循环回水先进行加热，然后在通过热网加热器109对热网循环回水先进行加热。其中，邻机中排抽汽101需根据具体外部热网的热负荷判断，如果本台机组供热能力全部用尽，此时就需要邻机中排投入运行。
优选地，所述通过冷却水塔108的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，还包括：
根据所增加的主汽流量，调整流经水水换热器111的开式水流量，将热网循环回水降温到的预设温度范围内，利用现有的水水换热器111，实现方便。
优选地，包括：
当对水水换热器111旁路进行检修时，通过切除旁路进行检修；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
在供热处于正常状态时，关闭连接于冷却水塔108的开式水循环水泵107，打开水水换热器热网水回水阀210，将水水换热器111主路临时作为旁路；
打开水水换热器热网水出水阀208，热网循环回水自水水换热器111主路进入凝汽器105。在供暖期，旁路进行检修当不耽误湿冷机组正常运行。
优选地，还包括：
在非供暖期，热网循环回水停止运行；
将冷却水塔108的开式水作为循环水冷却汽轮机低压缸104的排气；
自凝汽器105器排出的循环水回到冷却水塔108后，将循环水引入到冷却水塔108之后并在冷却水塔108中部直接喷淋，循环水与空气换热后落入冷却水塔108下部，再循环到凝汽器105。
如图2所示，结合本发明的实施例，提供一种高背压供热系统，包括：
湿冷机组，所述湿冷机组包括汽轮机中压缸103、连接于所述汽轮机中压缸103的汽轮机低压缸104；其中，
热网循环回水，在供暖期，采用所述汽轮机低压缸104的排气对热网循环回水进行加热；
冷却水塔108，在非供暖期，所述冷却水塔108的开式水冷却所述汽轮机低压缸104的排气；在供暖期的非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，所述冷却水塔108的开式水用于协助湿冷机组实现供热、供电解耦；
所述高背压供热系统具有供暖期和非供暖期；供暖期包括供热处于正常状态、供热处于非正常状态；其中：
在供热处于正常状态时，设置湿冷机组的汽轮机低压缸104采用高背压状态运行，通过热网循环回水冷却汽轮机低压缸104的排气，将被汽轮机低压缸104的排气加热后的热网循环回水用于供热；通过汽轮机低压缸104的排气将热网循环回水加热到预设温度，还能够满足实际供电需求。
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，如果以热定电，则汽轮机低压缸104无法采用高负荷运行，所以如果要满足电实际需求、通过提升电负荷满足供电实际需求，以及那么通过冷却水塔108的开式水协助共同湿冷机组实现供热、供电解耦；其中，该状态下的热网循环回水温度低于正常状态下的热网循环回水温度，属于非正常状态下的城市热网110的温度需求，该状态下的电负荷与正常状态下的电负荷相当，实现按供电实际需求提供电能。
所述通过冷却水塔108的开式水协助共同湿冷机组实现供热、供电解耦，具体包括：
首先通过冷却水塔108的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，达到按供电实际需求提供电能对电负荷的提升所增加的主汽流量的排汽量的消纳；
然后将降温后的热网循环回水通过汽轮机低压缸104的排气进行升温，升温后的热网循环回水温度满足该状态下的要求，同时对汽轮机低压缸104的排气达到了冷却的目的，实现了提升电负荷所增加的主汽流量的排汽量的消纳。
由于(高背压)湿冷机组以热定电的特性，本发明应用于湿冷机组高背压系统，解决了目前国内湿冷机组高背压运行、当出现热电不匹配的限制时，即热负荷小，导致湿冷机组长期处于低负荷运行。本发明的方法利用冷却水塔的开式水系统，降低城市热网回水的温度，使湿冷机组在高背压供热时不受城市热负荷大小影响，实现热电解耦。
优选地，
所述湿冷机组还包括凝汽器105、设于凝汽器105一端的凝汽器进水总阀212，所述凝汽器105连接所述汽轮机低压缸104的排气端；
所述冷却水塔108包括水水换热器111，所述水水换热器111包括主路、设于所述水水换热器111主路上的水水换热器热网水回水阀210和水水换热器热网水出水阀208、连接于所述水水换热器111的开式水循环水泵107；开式水循环水泵107用于为水水换热器111提供开式水。
经过所述水水换热器111的主路的热网循环回水通过所述凝汽器进水总阀212进入到所述凝汽器105；
在供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，所述开式水循环水泵107将引入到所述冷却水塔108的开式水引入到所述水水换热器111；当水水换热器热网水回水阀210处于打开状态，热网循环回水通过所述水水换热器111的主路进入到所述水水换热器111主路，利用水水换热器111内的开式水对热网循环回水降温，将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，那么降温后的热网循环回水就能对汽轮机低压缸104的排气达到了冷却的目的，实现了提升电负荷所增加的主汽流量的排汽量的消纳。然后让所述水水换热器热网水出水阀208处于打开状态，热网循环回水自所述水水换热器111流出。
优选地，
所述水水换热器111还包括并行于主路的旁路、设于在所述水水换热器111旁路上的水水换热器热网水旁路阀209；
经过所述水水换热器111旁路的热网循环回水通过凝汽器进水总阀212进入到所述凝汽器105；在供热处于正常状态时，所述水水换热器热网水旁路阀209处于打开状态、所述凝汽器进水总阀212处于打开状态，所述水水换热器热网水旁路阀209处于关闭状态。此时水水换热器111不被使用，旁路与主路是并列关系，旁路只是个管路，不具有冷却热网循环回水的功能，只是将热网循环回水输送到凝汽器105。
优选地，所述开式水循环水泵107管路连接于所述凝汽器105。
优选地，还包括热网加热器109，在热网循环回水的路径上所述热网加热器109设于所述凝汽器105的后端；所述热网加热器109接收相邻湿冷机组的邻机中排抽汽101。首先通过凝汽器105内的排气对热网循环回水先进行加热，然后在通过热网加热器109对热网循环回水先进行加热。其中，邻机中排抽汽101需根据具体外部热网的热负荷判断，如果本台机组供热能力全部用尽，此时就需要邻机中排投入运行，尤其是在供热处于正常状态时。在当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能可以不用。
优选地，所述湿冷机组还包括凝汽器出水总阀211，所述凝汽器出水总阀211设于所述凝汽器105的另一端；
在所述凝汽器105与所述热网加热器109之间的路径上设有热网循环水泵106，所述热网循环水泵106用于对热网循环回水进行升压。
下面结合具体的应用实例对本发明实施例上述技术方案进行详细说明，实施过程中没有介绍到的技术细节，可以参考前文的相关描述。
本发明为一种冷却塔参与调节的灵活性高背压供热系统及方法，提供该系统具体的配置以及运行方法，所述系统主要包括邻机中排抽汽101、汽轮机中压缸进汽102、汽轮机中压缸103、汽轮机低压缸104、热网循环水泵106、开式水循环水泵107、冷却水塔108、热网加热器109、城市热网110、水水换热器111、邻机抽汽调节阀201、中排抽汽调节阀202、开式水供水关断阀203、开式水回水关断阀204、水水换热器开式水进水阀205、水水换热器开式水回水阀206、凝汽器旁路阀207、水水换热器热网水出水阀208、水水换热器热网水旁路阀209、水水换热器热网水回水阀210、凝汽器出水总阀211、凝汽器进水总阀212以及连接上述设备的阀门及管件。本发明应用于湿冷机组高背压系统，可以解决目前国内湿冷机组高背压运行热电不匹配的限制，即热负荷小，由于背压机组以热定电的特性，导致机组长期处于低负荷运行。本发明使湿冷机组在高背压供热时不受城市热负荷大小影响，利用冷却水塔的开式水系统，降低城市热网回水的温度，实现热电解耦。
本发明要解决的技术问题是：
1、解决机组电负荷的灵活性，实现热电解耦。
2、调整机组电负荷情况下，不影响供热质量；其中，影响“供热质量”指的是由于热电厂受某些制约供热能力已经达到上限，此时热网的流量和供水温度不能达到热力公司的调度要求。
本发明采用冷却水塔灵活性参与调节高背压供热系统，在城市热网回水管路上新增水水换热器，利用开式水冷却城市热网回水，使机组实现热电解耦。从而解决了湿冷机组高背压运行以热定电的难题，实现热电解耦；调整机组电负荷情况下，不影响供热质量。
在供暖期，冷却水塔参与调节的灵活性高背压供热系统的典型工况如下：
1、在供暖期，处于正常状态时，系统按照常规汽轮机低压缸104高背压状态运行，热网循环水(热网循环回水)冷却汽轮机排汽运行。其中，“正常状态”是指通过采用热网水冷却汽轮机排汽，此时凝汽器加热热网水的温度满足设计状态运行，且机组发电负荷不受热网水流量的制约。高背压的原理就是低压缸采用比常规运行背压稍微高一些的方式运行，从而使冷端损失可以被热网水利用，从而减少冷端损失。
具体操作如下：
水水换热器热网水旁路阀209、凝汽器进水总阀212、凝汽器出水总阀211、邻机抽汽调节阀201处于开启状态，中排抽汽调节阀202、水水换热器热网水回水阀210、水水换热器热网水出水阀208、水水换热器开式水进水阀205、水水换热器开式水回水阀206、开式水回水关断阀204、开式水供水关断阀203、凝汽器旁路阀207处于关闭状态，开式水循环水泵107处于停止状态，热网循环水泵106处于运转状态。
正常状态下，热网回水经过水水换热器111旁路，通过凝汽器进水总阀212进入凝汽器105吸收排汽的热量，通过凝汽器出水总阀211后经过热网循环水泵106升压后送入热网加热器109继续加热。
凝汽器构造是里面有很多管束，管束里面通着开式水或者热网水，汽轮机低压缸104的排汽在凝汽器105中放热凝结，而开式水可以通过冷却水塔108冷却。
2、在供暖期，供暖初末期，供暖少不稳定，依据供暖需求则无法满足供电需求，则机组需要提升电负荷(当电网需要调度电厂的发电负荷情况下，发电负荷就要按照调度的要求增减)，需增加主汽流量。但增加主汽流量会导致排汽量无法冷却时，则投入水水换热器111。具体地，正常状态下是热网回水直接进入凝汽器105，现在是热网回水先进入水水换热器111，再进入凝汽器105，水水换热器111的另外一侧通过冷却水塔108的开式水可以降低热网回水的温度，从而增加热网回水在凝汽器105中的吸热能力。
开式水：在非供暖期内，冷却水塔108内冷却凝汽器的水路称之为开式水，开式水在供暖期的正常状态时不使用，处于备用状态，待需要配合调整时通过切换阀门介入运行。
在增加主汽流量的同时，调整开式水流量，利用开式水冷却热网回水，从而使机组电负荷不受热负荷(供热热负荷)限制。开式水被加热后通过冷却水塔108散热后循环回到水水换热器111，形成环路运行。
其中，水水换热器111旁路是热网回水直接去凝汽器105吸热、冷却乏汽；因此需要在水水换热器111的主路上增加旁路，使得热网回水也可以旁路至水水换热器111冷却后再回来，旁路和主路是可以切换的，考虑旁路检修时可以切除旁路，将原主路临时作为旁路热网回水从原主路运行。
在供暖期，热网回水自始至终都是用来供热，本发明主要是通过利用现有的冷却水塔系统，在进入凝汽器105前，提前冷却热网回水一定的温度，使得热网回水能够消纳主机负荷升高后凝汽器105排汽热负荷的增加，维持新的平衡。
国内机组建设通常是一次并列建设2台湿冷机组，邻机是指与当前湿冷机组并列的另一台湿冷机组，邻机中排抽汽101就是指当前湿冷机组并列的另一台湿冷机组的中排抽汽，邻机中排抽汽101需根据具体外部热网的热负荷判断，如果本台机组供热能力全部用尽，此时就需要邻机中排投入运行。这个配置是一个常规的配置，热电厂都是这么配置，防止单台机组停备时，保证热网首先有加热蒸汽。
具体操作如下：
水水换热器热网水回水阀210、水水换热器热网水出水阀208、水水换热器开式水进水阀205、水水换热器开式水回水阀206、凝汽器进水总阀212、凝汽器出水总阀211、邻机抽汽调节阀201处于开启状态，水水换热器热网水旁路阀209、开式水回水关断阀204、开式水供水关断阀203、凝汽器旁路阀207、中排抽汽调节阀202处于关闭状态，开式水循环水泵107处于运转状态，热网循环水泵106处于运转状态。
热网回水经过水水换热器热网水回水阀210进入水水换热器111、利用冷却水塔108的开式水降温后经过水水换热器热网水出水阀208流出，通过凝汽器进水总阀212进入凝汽器吸收排汽的热量，通过凝汽器出水总阀211后经过热网循环水泵106升压后送入热网加热器109继续加热。
在非供暖期，不需要供热，热网循环水就停止运行，凝汽器105里面走的是循环水，湿冷机组的主机通过循环水冷却，循环水通过冷却水塔冷却。这个时候湿冷机组运行就是正常运行状态，电负荷通过循环水直接调整就行了。具体为：开式水进入冷却水塔108之后是直接采用喷淋的形式在冷却水塔108中部，与空气换热后落入冷却水塔108下部，再回去循环，开式水在凝汽器105内是通过管束与乏汽换热。
实例说明：
某300MW湿冷机组已经进行了高背压供热改造，采用热网循环水通过凝汽器作为初级加热，尖峰加热器(相当于热网加热器109)作为二级加热，然而经过两年的运行，电厂人员发现在机组初末期主要受城市热负荷偏小的影响，机组长期处于低负荷下运行，并且低负荷下机组排汽经常处于过热状态。然而到了供热寒冷期，受城市热网回水温度高的影响(初末期，可通过投运水水换热器旁路，解除主机发电负荷的限制；寒冷期，通过水水换热器旁路，降低城市热网回水的温度，进而解除主机发电负荷的限制)，依然导致机组负荷无法提升，严重的影响了了机组升负荷的能力。举例为：初末期是指整个热网运行在每年11月15至11月31,2月20至3月15这段时间，热网供水温度低，热网流量低的这段时间,往年典型时期运行状态如表1。
表1
通过上表，在初末期典型工况下机组最大负荷为177.1MW，在严寒期典型工况下机组最大带负荷能力为165.9MW，如若需要继续升高负荷，只能采取降低机组排汽压力的方法，这会导致机组供热的经济性和供热质量的下降。领域内人员了解，乏汽的供热成本是低于热网加热器109用的中排抽汽的成本。通过降低排汽压力，高背压的加热负荷降低，为了保持供热能力不变，热网加热器的供热能力就要增加，中排汽量就要增大，是没有用汽轮机排汽加热经济的。如果此时热网加热器109无法增加抽汽去供热，此时热网的供热温度就会降低，供热质量就下降。
应用本发明后，机组在往年典型工况下的运行状态如表2。
表2
| 项目 | 单位 | 初末期 | 严寒期 |
| 回水温度 | ℃ | 40 | 47 |
| 热网循环水流量 | t/h | 6600 | 7800 |
| 主汽流量 | t/h | 903.8 | 903.8 |
| 机组负荷 | MW | 256.2 | 256.2 |
| 排汽压力 | kPa | 45 | 45 |
| 汽轮机排汽量 | t/h | 589 | 589 |
| 汽轮机排汽焓 | kJ/kg | 2598.98 | 2598.98 |
| 小机排汽量 | t/h | 38.02 | 38.02 |
| 凝汽器疏水焓 | kJ/kg | 329.6 | 329.6 |
| 凝汽器出水温度 | ℃ | 76.2 | 76.2 |
| 凝汽器端差 | ℃ | 2.5 | 2.5 |
开式水换热器运行参数如表3。
表3
通过上表，应用本发明后，在供暖初末期和严寒期机组负荷均能达到256.2MW的负荷，此负荷是在THA进汽量下机组高背压运行在45kPa下的最高负荷，如若要继续提高负荷，可采用增加主汽量的方法，对应需根据负荷增加量和开式循环水温升情况相应调整开式循环水流量，这样不会影响供热的质量。端差是换热器设备的特性，逆向流动的情况下，热流体侧进水温度减去冷流体的出水温度称为上端差，热流体出水侧减去冷流体进水侧称为下端差，本处指上端差。
应用本发明的方法后，可以克服传统湿冷机组高背压以热定电问题，大大提高机组的灵活性。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，通过高背压供热系统实现，所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法包括：
所述的高背压供热系统包括湿冷机组和冷却水塔（108）；
所述湿冷机组包括汽轮机中压缸（103）、连接于所述汽轮机中压缸（103）的汽轮机低压缸（104）；
所述湿冷机组还包括凝汽器（105），所述凝汽器（105）连接所述汽轮机低压缸（104）的排气端；
所述高背压供热系统还包括水水换热器（111），所述水水换热器（111）包括水水换热器（111）主路、设于所述水水换热器（111）主路上的水水换热器热网水回水阀（210）和水水换热器热网水出水阀（208）；
所述高背压供热系统还包括开式水循环水泵（107），所述开式水循环水泵（107）连接于所述水水换热器（111）、并设于所述水水换热器（111）与所述冷却水塔（108）之间；
所述水水换热器（111）还包括并行于所述水水换热器（111）主路的水水换热器（111）旁路、设于在所述水水换热器（111）旁路上的水水换热器热网水旁路阀（209）；
所述冷却水塔（108）能够连接于所述凝汽器（105）；
城市热网（110）的热网循环回水管路连接于并行设置的所述水水换热器（111）主路和所述水水换热器（111）旁路，且热网循环回水管路处于所述水水换热器热网水回水阀（210）侧；所述水水换热器（111）主路或所述水水换热器（111）旁路的热网循环回水排出端能够通过管路连接于所述凝汽器（105）；
所述高背压供热系统还包括开式水进水阀（205），所述开式水进水阀（205）设于自所述冷却水塔（108）向所述水水换热器（111）输送开式水的管路上；
所述高背压供热系统还包括开式水回水阀（206），所述开式水回水阀（206）设于自所述水水换热器（111）输出的开式水向所述冷却水塔（108）回送的管路上；
在供热处于正常状态时，设置湿冷机组的汽轮机低压缸（104）采用高背压状态运行，通过热网循环回水冷却汽轮机低压缸（104）的排气，将被汽轮机低压缸（104）的排气加热后的热网循环回水用于供热；
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，此时通过冷却水塔（108）的开式水系统协助湿冷机组实现供热、供电解耦，满足实际供电需求；其中，该状态下的热网循环回水温度低于正常状态下的热网循环回水温度，该状态下的电负荷与正常状态下的电负荷相当；
所述通过冷却水塔（108）的开式水系统协助湿冷机组实现供热、供电解耦，具体包括：
首先通过冷却水塔（108）的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，达到按供电实际需求提供电能对电负荷的提升所增加的主汽流量的排汽量的消纳；
然后将降温后的热网循环回水通过汽轮机低压缸（104）的排气进行升温，升温后的热网循环回水温度满足该状态下的要求；
所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，连接于冷却水塔（108）的开式水循环水泵（107）处于运转状态；关闭控制水水换热器（111）旁路的水水换热器热网水旁路阀（209）；
所述通过冷却水塔（108）的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，包括：
打开控制水水换热器（111）主路进水的水水换热器热网水回水阀（210），将热网循环回水通过水水换热器热网水回水阀（210）引入到水水换热器（111）主路；
打开水水换热器开式水进水阀（205）、水水换热器开式水回水阀（206），利用水水换热器（111）内的开式水对热网循环回水降温，将热网循环回水的水温降至预设温度范围内；
打开水水换热器热网水出水阀（208），将水温降至预设温度范围内的热网循环回水排出；其中，开式水来自冷却水塔（108）。
2.根据权利要求1所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，所述湿冷机组还包括凝汽器进水总阀（212）和凝汽器出水总阀(211)；
所述凝汽器进水总阀（212）设于所述凝汽器（105）一端、且设于连接于所述水水换热器（111）主路或所述水水换热器（111）旁路的热网循环回水排出端的管路上；
所述凝汽器出水总阀(211)设于所述凝汽器（105）的另一端；
所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
将湿冷机组的汽轮机低压缸（104）的排气排入到凝汽器（105）；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
在供热处于正常状态时，连接于冷却水塔（108）的开式水循环水泵（107）处于停止状态；关闭水水换热器热网水回水阀（210），关闭水水换热器热网水出水阀（208）；
所述通过热网循环回水冷却汽轮机低压缸（104）的排气，具体包括：
打开控制水水换热器（111）旁路的水水换热器热网水旁路阀（209）；打开凝汽器进水总阀（212）；
将热网循环回水流经水水换热器（111）旁路，通过凝汽器进水总阀（212）进入凝汽器（105）吸收排汽的热量，将加热后的热网循环回水通过凝汽器出水总阀（211）排出。
3.根据权利要求2所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，所述高背压供热系统还包括热网加热器（109），热网加热器（109）能够连接于汽轮机中压缸（103）；热网加热器（109）能够通过管路连接于凝汽器（105）的另一端；
所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
在热网循环回水的路径上，在凝汽器（105）的后端设置热网加热器（109）；
将邻机中排抽汽（101）引入到热网加热器（109）；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
在供热处于正常状态时，热网循环水泵（106）处于运转状态；
将自凝汽器出水总阀（211）排出的热网循环回水引入热网循环水泵（106），通过热网循环水泵（106）对热网循环回水进行升压并送入到热网加热器（109），通过热网加热器（109）内的邻机中排抽汽（101）继续对热网循环回水加热。
4.根据权利要求1所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，还包括：
将湿冷机组的汽轮机低压缸（104）的排气排入到凝汽器（105）；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
打开凝汽器进水总阀（212）；
将水温降至预设温度范围内的热网循环回水通过凝汽器进水总阀（212）进入凝汽器（105）吸收排汽的热量，打开凝汽器出水总阀（211），将加热后的热网循环回水通过凝汽器出水总阀（211）排出。
5.根据权利要求4所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，
在凝汽器（105）的后端设置热网加热器（109），将邻机中排抽汽（101）引入到热网加热器（109）；
所述冷却水塔参与调节的高背压供热方法，还包括：
当供热处于非正常状态、湿冷机组按供电实际需求提供电能时，热网循环水泵（106）处于运转状态；
将自凝汽器出水总阀（211）排出的热网循环回水引入热网循环水泵（106），通过热网循环水泵（106）对热网循环回水进行升压并送入到热网加热器（109），通过热网加热器（109）内的邻机中排抽汽（101）继续对热网循环水加热。
6.根据权利要求1所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，所述通过冷却水塔（108）的开式水将热网循环回水的水温降至预设温度范围内，还包括：
根据所增加的主汽流量，调整流经水水换热器（111）的开式水流量，将热网循环回水降温到的预设温度范围内。
7.根据权利要求2所述的冷却水塔参与调节的高背压供热方法，其特征在于，还包括：
在非供暖期，热网循环回水停止运行；
采用冷却水塔（108）的开式水冷却汽轮机低压缸（104）的排气，开式水在凝汽器（105）内通过管束与排气换热；
开式水在凝汽器（105）内通过管束与排气换热之后，自凝汽器（105）排出并通过管路回到冷却水塔（108），将开式水在冷却水塔（108）中部直接喷淋，使得开式水与空气换热，之后落入冷却水塔（108）下部，再循环到凝汽器（105）。
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