純凝機組實施電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)及其改造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種純凝機組實施電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，包括純凝機組，電力輸出模塊，熱能輸出模塊，能源管理模塊，其特征在于，所述熱能輸出模塊包括：第一抽氣管道，第二抽氣管道；第一抽氣管道和第二抽氣管道依次分別獨立穿過蓄熱器、熱交換器；所述熱交換器連接外部供熱循環(huán)管路。所述能源管理模塊包括數(shù)據(jù)采集和分析模塊，采集多個參數(shù)的時間變化數(shù)據(jù)，基于電流和電壓監(jiān)測裝置調(diào)節(jié)鍋爐的工作負荷，基于第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的溫度控制第一和第二電磁流量控制閥的蒸汽流速。實現(xiàn)了電力和熱能的精細化產(chǎn)出管理，有效地提高了電廠企業(yè)的經(jīng)濟效益和環(huán)保節(jié)能的社會效益。
【專利說明】
純凝機組實施電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)及其改造方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領域，具體是一種將火力發(fā)電機組改造為一種電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)的改造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著煤炭價格的波動，以及電價峰谷的需求變化，火力發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益不穩(wěn)定，其運營管理存在較大的周期性問題。
[0003]在國家節(jié)能減排、熱電聯(lián)產(chǎn)國策的指引下，通過對機組改造，實施了熱電聯(lián)產(chǎn)，能夠有效減少冷凝熱損，提高電廠總體的經(jīng)濟效率，并且節(jié)能環(huán)保，是目前情況下火電企業(yè)擺脫困境、謀求生存發(fā)展的必由之路。
[0004]對于一些中型發(fā)電機組，如300MW的純凝機組，與小發(fā)電機組相比，機組效率比較高，并配有效率較高的煙汽除塵脫硫裝置，機爐煤耗、發(fā)電汽耗均比較低，但與600MW、1000MW等大型機組相比仍有一定差距。因此針對300MW等中型發(fā)電機組進行熱電聯(lián)產(chǎn)的改造，能夠有效減少冷凝熱損，提高電廠總體的經(jīng)濟效率，并且節(jié)能環(huán)保。
[0005]熱電聯(lián)產(chǎn)目前已有較多的改造方案，然而，這些方案僅僅是提供了改造方案，其運行的效率并不高，電廠的效益仍然沒有較大的改善。如何有效地管理熱電供應，實現(xiàn)機組的經(jīng)濟效益最大化，是目前熱電聯(lián)產(chǎn)領域亟需解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種將火力發(fā)電機組改造為一種電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)的技術(shù)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，包括純凝機組，電力輸出模塊，熱能輸出模塊，能源管理模塊，其特征在于，所述熱能輸出模塊包括:
第一抽氣管道，第一抽氣管道設置有第一止回閥、第一電磁流量控制閥；
第二抽氣管道，第二抽氣管道設置有第二止回閥、第二電磁流量控制閥；
第一抽氣管道和第二抽氣管道依次分別獨立穿過蓄熱器、熱交換器，所述蓄熱器中設有第一溫度傳感器，所述熱交換器中設有第二溫度傳感器；
所述熱交換器連接外部供熱循環(huán)管路。
[0008]在一個實施例中，所述純凝機組為300MW的發(fā)電機組;所述電力輸出模塊中設有電流和電壓監(jiān)測裝置，可實時監(jiān)測電力輸出模塊的工作狀態(tài)。
[0009]在一個實施例中，所述電力輸出模塊中設有蓄電池和電加熱器，所述電加熱器連接所述蓄熱器;所述蓄電池在電力高峰時釋放電力，在電力低谷時儲存電力;所述電加熱器連接所述熱交換器。
[0010]在一個實施例中，所述蓄熱器為固體，具體為蓄熱磚。
[0011]在一個實施例中，所述第一、第二抽氣管道經(jīng)熱交換器后連接到純凝機組的凝結(jié)器。
[0012]在一個實施例中，第一、第二電磁流量控制閥均設有5-8個檔位。
[0013]在一個實施例中，所述能源管理模塊包括數(shù)據(jù)采集和分析模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集多個參數(shù)的時間變化數(shù)據(jù)，所述參數(shù)包括電流、電壓、蓄電池電量、第一電磁流量控制閥檔位、第二電磁流量控制閥檔位、鍋爐的工作負荷檔位的一個或多個，在提供給控制系統(tǒng)進行實時控制的同時，并以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)中備用。所述數(shù)據(jù)分析模塊調(diào)用系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析處理，按法定節(jié)假日、工作日、周六、周日等日期整理出系統(tǒng)的運行模式數(shù)據(jù)，并以可視化圖表形式呈現(xiàn)給用戶，用于制定電廠的工作計劃和優(yōu)化其他發(fā)電設備的運行模式。
[0014]通過以上技術(shù)方案，實現(xiàn)了電力和熱能的精細化產(chǎn)出管理，提高了能源的利用效率，節(jié)約煤炭資源，提高煤炭的利用率，有效地提高了電廠企業(yè)的經(jīng)濟效益和環(huán)保節(jié)能的社會效益。
【附圖說明】
[0015]圖1是一種常見的電熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的電熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的能源管理模塊工作架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]為了闡明本發(fā)明的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的介紹。
[0019]圖1示出了一種目前使用的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)，所述純凝式汽輪發(fā)電機組設有高壓缸、中壓缸和低壓缸，鍋爐排汽口通過蒸汽室與高壓缸進汽口連接，高壓缸排汽出口與鍋爐連接，進行再熱，再熱后的高溫蒸汽通過管道連接至中壓缸，中壓缸排汽口與所述低壓缸連接，低壓缸排汽管道連接有凝汽器。所述高壓缸的排汽口與鍋爐再熱進口之間為冷段，鍋爐再熱器出口到中壓缸進汽口之間為熱段。
[0020]將兩臺300MW的純凝式汽輪發(fā)電機組改造為電熱聯(lián)產(chǎn)的抽凝式供熱機組，采用中排抽汽的方式，在機組汽輪機中壓缸至低壓缸的連通管道上打孔與供熱抽汽管道連接，設置供熱抽汽管網(wǎng)，在供熱抽汽管道上設置壓力調(diào)節(jié)閥、安全閥、止回閥，并且所述連通管和供熱抽汽管道上設有壓力平衡波紋管補償器。兩臺壓力匹配器與相應的機組連接，為了使兩臺壓力匹配器熱源能夠相互切換，所述供熱抽汽管道上還設置有蒸汽聯(lián)箱，兩臺壓力匹配器出口通過輸汽管道與蒸汽聯(lián)箱連接，根據(jù)供熱負荷，兩臺壓力匹配器可一備一用，也可同時運行。
[0021 ]所述純凝機組為300MW的發(fā)電機組。根據(jù)300MW機組的供熱經(jīng)驗，中排抽汽量約為150-200t/h，抽汽壓力隨發(fā)電負荷變化約為0.6-0.8MPa(a)，抽汽溫度在315°C-330°C左右；高排抽汽的冷段抽汽量一般控制在45-50 t/h，抽汽壓力一般在3.4-3.8 MPa(a)，熱段抽汽量最高一般控制在100 _120t/h，抽汽壓力比冷段壓力低約10%，且熱段與冷段不能同時抽汽。
[0022]所述壓力匹配器的驅(qū)動蒸汽采用熱段的高壓蒸汽，從熱段接出輸汽管道連接壓力匹配器的進汽口，如熱段溫度過高，可采用減溫器降低其溫度，然后與從中壓缸和低壓缸之間抽出的低壓蒸汽在壓力匹配器中進行混合匹配，經(jīng)過流量參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制輸出目標壓力、溫度的蒸汽，然后輸出蒸汽與供熱聯(lián)箱連接，通過管網(wǎng)最終輸入到用戶處，供熱聯(lián)箱的輸出管道上設有流量計。壓力匹配器進口的驅(qū)動蒸汽流量、低壓蒸汽流量等參數(shù)可全部集中到主控室相應機組DCS系統(tǒng)監(jiān)控。
[0023]然而，上述機組改造后只能對機組整體供熱進行開關(guān)，整體的熱效率并不高?？蓪崿F(xiàn)對流量的參數(shù)監(jiān)測，但不能進行自動的運行參數(shù)反饋控制。為此，本發(fā)明是一種基于熱電聯(lián)產(chǎn)，以電為主，以熱為輔的能源供應系統(tǒng)。技術(shù)方案如下:
如圖2所示，一種電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，包括純凝機組，電力輸出模塊，熱能輸出模塊，能源管理模塊;純凝機組設有高壓缸、中壓缸和低壓缸，其特征在于，所述熱能輸出模塊包括:
第一抽氣管道，與汽輪機中壓缸的排氣管道相連通，第一抽氣管道設置有第一止回閥、第一電磁流量控制閥；
第二抽氣管道，與汽輪機高壓缸的排氣管道相連通，第二抽氣管道設置有第二止回閥、第二電磁流量控制閥；
第一抽氣管道和第二抽氣管道依次分別獨立穿過蓄熱器、熱交換器，所述蓄熱器中設有第一溫度傳感器，所述熱交換器中設有第二溫度傳感器；
所述熱交換器連接外部供熱循環(huán)管路。
[0024]在一個實施例中，所述電力輸出模塊中設有電流和/或電壓監(jiān)測裝置，可實時監(jiān)測電力輸出模塊的工作狀態(tài)。
[0025]在一個實施例中，所述電力輸出模塊中設有蓄電池和電加熱器，所述電加熱器連接所述蓄熱器;所述蓄電池在電力高峰時釋放電力，在電力低谷時儲存電力;所述電加熱器連接所述熱交換器。
[0026]在一個實施例中，所述蓄熱器為固體，具體為蓄熱磚。
[0027]在一個實施例中，所述第一、第二抽氣管道經(jīng)熱交換器后連接到純凝機組的凝結(jié)器。
[0028]在一個實施例中，第一、第二電磁流量控制閥均設有5-8個檔位。
[0029]如圖3所示，所述能源管理模塊包括數(shù)據(jù)采集和分析模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集多個參數(shù)的時間變化數(shù)據(jù)，所述參數(shù)包括電流、電壓、蓄電池電量、第一電磁流量控制閥檔位、第二電磁流量控制閥檔位、鍋爐的工作負荷檔位的一個或多個。在提供給能源管理模塊進行實時控制的同時，并以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)中備用。所述數(shù)據(jù)分析模塊調(diào)用系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析處理，按法定節(jié)假日、工作日、周六、周日等日期整理出系統(tǒng)的運行模式數(shù)據(jù)，并以可視化圖表形式呈現(xiàn)給用戶，用于制定電廠的工作計劃和優(yōu)化其他發(fā)電設備的運行模式。
[0030]在一個實施例中，所述能源管理模塊基于第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的溫度控制第一和第二電磁流量控制閥的蒸汽流速。具體地，第一和第二電磁流量控制閥包括從完全閉合到完全開啟多個檔位，當檢測到第二溫度傳感器溫度低于預設第二溫度時，增大第一電磁流量控制閥的開啟檔位，若第一流量電磁閥已完全開啟，則增大第二電磁流量控制閥的開啟檔位；當檢測到第二溫度傳感器在工作溫度范圍內(nèi)時，則關(guān)小第二電磁流量控制閥，若第二流量電磁閥已完全關(guān)閉，則關(guān)小第一電磁流量控制閥；當檢測到第一溫度傳感器低于第一預設溫度時，增大第二電磁流量控制閥的開啟檔位，當檢測到第一溫度傳感器在工作溫度范圍內(nèi)時，關(guān)小第二電磁流量控制閥。
[0031]在一個實施例中，所述能源管理模塊基于電流和電壓監(jiān)測裝置調(diào)節(jié)鍋爐的工作負荷。具體地，當功率位于不同的預設范圍時，相應地設置鍋爐的工作負荷。當功率大于一定預設功率值時，提高鍋爐的工作負荷檔位;當功率小于一定預設功率值時，降低鍋爐的工作負荷檔位。
[0032]在一個實施例中，所述能源管理模塊基于蓄電池的電量調(diào)節(jié)鍋爐的工作負荷。具體地，當蓄電池剩余電量比例位于不同的預設范圍時，相應地設置鍋爐的工作負荷在一定預設范圍。在一個實施例中，如果蓄電池低于預設電量時，增大鍋爐的工作負荷;如果監(jiān)測到電池電量充足，則相應地降低鍋爐的工作負荷，使電池放電。在一個實施例中，在谷電時段，當電池電量充足，開啟所述電加熱器，否則電加熱器為關(guān)閉狀態(tài);若電池電量不足，則開啟電池充電模式。在一個實施例中，在峰電時段，開啟蓄電池穩(wěn)壓器，釋放電力，同時關(guān)閉電池充電模式。
[0033]在一個實施例中，所述能源管理模塊基于一個主控機組的工作模式同時控制其他多個平行機組的鍋爐工作負荷，例如小于或等于主控機組的鍋爐工作負荷。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，包括純凝機組，電力輸出模塊，熱能輸出模塊，能源管理模塊，其特征在于，所述熱能輸出模塊包括: 第一抽氣管道，第二抽氣管道； 第一抽氣管道和第二抽氣管道依次分別獨立穿過蓄熱器、熱交換器； 所述熱交換器連接外部供熱循環(huán)管路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:第一抽氣管道設置有第一止回閥、第一電磁流量控制閥；第二抽氣管道設置有第二止回閥、第二電磁流量控制閥；所述蓄熱器中設有第一溫度傳感器，所述熱交換器中設有第二溫度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述純凝機組為300MW的發(fā)電機組;所述電力輸出模塊中設有電流和電壓監(jiān)測裝置，可實時監(jiān)測電力輸出模塊的工作狀態(tài);所述電力輸出模塊中設有蓄電池和電加熱器，所述電加熱器連接所述蓄熱器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述能源管理模塊基于電流和電壓監(jiān)測裝置調(diào)節(jié)鍋爐的工作負荷，當功率位于不同的預設范圍時，相應地設置鍋爐的工作負荷；當功率大于一定預設功率值時，提高鍋爐的工作負荷檔位;當功率小于一定預設功率值時，降低鍋爐的工作負荷檔位。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述第一、第二抽氣管道經(jīng)熱交換器后連接到純凝機組的凝結(jié)器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述能源管理模塊包括數(shù)據(jù)采集和分析模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集多個參數(shù)的時間變化數(shù)據(jù)，所述參數(shù)包括電流、電壓、蓄電池電量、第一電磁流量控制閥檔位、第二電磁流量控制閥檔位、鍋爐的工作負荷檔位的一個或多個。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述能源管理模塊基于第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的溫度控制第一和第二電磁流量控制閥的蒸汽流速，第一和第二電磁流量控制閥包括從完全閉合到完全開啟多個檔位。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電熱聯(lián)產(chǎn)的供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)分析模塊調(diào)用系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析處理，以可視化圖表形式呈現(xiàn)給用戶，用于制定電廠的工作計劃和優(yōu)化其他發(fā)電設備的運行模式。
【文檔編號】F01K17/02GK106014515SQ201610477055
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】王國興, 丁巧芬, 佴耀, 葛建中
【申請人】南京蘇夏工程設計有限公司