[发明专利]一种热电厂适应性供热系统及其控制方法

说明书

本发明属于热电厂的热电解耦领域，具体是一种热电厂适应性供热系统及其控制方法。包括锅炉、主蒸汽调节阀、高压减温减压器、高压缸、中压缸、低压缸、抽汽调节阀、发电机、第一截止阀、第二截止阀、供热系统、再热蒸汽调节阀、低压减温减压器、凝汽系统、凝结水泵、低压回热系统、给水泵和高压回热系统。本发明具有多种供热模式，能够适应不同层次的供热负荷需求，灵活解决热电耦合问题；对于热电厂供热模式的选择和运行参数优化，能够给予实时、定量化指导；可以在满足供热负荷需求的基础上，使得热电厂获得最佳收益。

技术领域

本发明属于热电厂的热电解耦领域，具体是一种热电厂适应性供热系统及其控制方法。

背景技术

城市供暖主要有热电厂的供热式汽轮发电机组和工业供暖锅炉两种方式。当前环保要求日益严苛，工业锅炉逐渐取缔。随着城市化进程的加快，供热负荷急剧膨胀，但是电负荷却面临着长期疲软的困境；再加上新能源发电带来的冲击，使得供热式汽轮发电机组面临越来越严重的热电耦合问题。为解决热、电负荷长期不匹配问题，热电厂通过供热式汽轮的高背压运行、低压缸光轴运行和切除低压缸运行等方式进行供热，在一定程度上扩大了供热能力，但仍旧无法满足供热负荷爆炸式的增长需求。而且，由于供热初寒期、极寒期和末寒期等不同时期的供热负荷差别很大，单一的供热模式难以经济有效地适应供热负荷的变化，给热电厂造成不必要的经济损失。此外，根据能量守恒定律，供热量的增大，必然导致发电量的减少，但热价和电价存在较大的价格差异，所以供热模式的选择直接影响着热电厂的经济收益。

如何使热电厂具有多种运行模式，能够适应城市供热负荷急剧增加、发电负荷疲软的现状，适应供热季不同时期的供热负荷变化，并且合理地选择供热模式、调控运行参数，使得全厂收益最大化，这是热电厂面临的一个重要问题。当前，热电厂运行人员只能通过对“发电收益高、供热收益低”的感性认识定性地选择供热模式，无法对各个供热模式的收益给出定量描述，难以对供热模式选择和运行参数优化进行精确调控。

因此，十分有必要开发新型供热系统及其控制策略，一方面使得热电厂具有多种供热模式，可以在更大范围内适应热负荷需求；另一方面，可以实时计算不同供热模式的供热量和收益，判断得出满足热负荷需求的热电厂收益最大的供热模式，并且能够对供热模式的关键参数进行优化。

发明内容

本发明为了一方面使得热电厂具有多种供热运行模式，从而在大范围内使用适应供热负荷需求；另一方面，根据当前燃料输入量，可以计算不同供热模式的最大供热量和毛收益，以及当前供热量和毛收益，对于热电厂供热模式选择和运行参数优化给予定量化指导，提供一种热电厂适应性供热系统及其控制方法。

本发明采取以下技术方案：一种热电厂适应性供热系统，包括锅炉、主蒸汽调节阀、高压减温减压器、高压缸、中压缸、低压缸、抽汽调节阀、发电机、第一截止阀、第二截止阀、供热系统、再热蒸汽调节阀、低压减温减压器、凝汽系统、凝结水泵、低压回热系统、给水泵和高压回热系统，锅炉过热器出口通过主蒸汽调节阀与高压缸入口连接，高压缸出口与锅炉再热器入口连通，锅炉过热器出口与锅炉再热器入口通过高压减温减压器连接，锅炉再热器出口通过再热蒸汽调节阀与中压缸入口相连，同时通过低压减温减压器与供热系统连通；中压缸出口与低压缸入口连接，并通过抽汽调节阀与供热系统连接；低压缸出口通过第一截止阀与凝汽系统入口连接，并通过第二截止阀与供热系统相连；凝汽系统出口与凝结水泵入口连接，凝结水泵出口与低压回热系统入口连接，低压回热系统出口与给水泵入口相连，给水泵出口与高压回热系统入口相连，高压回热系统出口与锅炉入口相连。

一种热电厂适应性供热系统的控制方法，包括以下步骤，

S100～根据供热系统中循环水流量、供/回水温度压力参数，计算供热负荷需求；

S200～计算当前燃料输入量条件下，高背压供热、抽汽高背压供热、低压缸空载供热和高低旁路供热四种供热模式的最大供热能力；

S300～逐一将四种供热模式的最大供热能力与供热负荷比较，保留最大供热能力大于供热负荷的供热模式；