1.本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种基于多热源耦合的热电联产系统及调节方法，尤其适用于同时有供汽和供暖需求的热电联产系统。


背景技术：

2.当前，为提高火电机组的综合能源利用效率，并争取更多的发电利用小时数，纯凝机组改供热得到广泛的发展。但是，对于不同工业蒸汽用户，由于各自的工艺不同，所需的蒸汽压力参数也就不尽相同，而对于热电机组来说，仅有一条对外供蒸汽的母管道，即只能对外供一种压力参数的蒸汽。由此造成了热电机组的供汽参数与蒸汽用户的不匹配，不仅无法保证蒸汽用户的用汽需求，也一定程度上造成了能量损失。特别地是，当前新能源电力的快速发展对火电机组调峰能力的要求越来越严格，然而热电联产机组为了保证供热而无法灵活调节，致使热电机组的调峰能力严重低下，无法满足现阶段国家能源转型的需要。
3.另外，近年来，随着工业园区推进节能减排及集中供热快速发展，原有工业园区的高污染、低能效的供热锅炉逐渐关停，取而代之的则是热电联产集中供热方式，然而用于蒸汽用户和采暖用户的能量需求不同，通常来说，针对采暖用户，则铺设热水管网，针对用汽用户，则铺设蒸汽管网，由此造成了管网建设投资非常巨大。
4.综上市场面临的技术难题，主要解决技术手段是：申请号为201310667813.1的中国专利“汽轮机高低压两级工业抽汽供热装置”，通过一定技术手段，可以满足热用户高、低压两级蒸汽的需求，但其弊端是，需要铺设两条蒸汽母管道，大大增加了投资成本；特别是，每增加一个蒸汽压力参数需求时，都面临着相同的问题。针对上述技术难题，本发明则是将热电联产供汽流程与供暖流程进行高效集成，通过蒸汽管网为采暖用户进行供暖，并利用电网的电力和光伏发电的电力生产蒸汽来弥补热电联产机组供热，同时利用蓄热装置弥补电热负荷在时空上的差异，由此来满足热电联产机组的电力调峰要求，同时在节能方面，将蒸汽用户侧的余能进行回收利用来满足电动设备的用电需求和采暖用户的供暖需求，由此，既降低热电联产集中供热系统的投资成本，提升了热电联产系统的电力调峰能力，满足了多样化、多品位的供热需求，还通过余能回收利用实现了能量的梯级回收利用，符合国家能源转型的政策发展需求，具有广阔的市场应用前景。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、性能可靠、基于多热源耦合的热电联产系统及调节方法。
6.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于多热源耦合的热电联产系统，其特征在于，包括：热电联产机组、凝汽器、第一类工业蒸汽用户、蒸汽缓冲装置、蒸汽减压装置、第一蒸汽式电极锅炉、电源控制开关、电网、第二类工业蒸汽用户、第一背压机、第一发电机、第二蒸汽式电极锅炉、汽水混合加热装置、采暖用户、第二背压机、第二发电机、汽水换热器、水水换热器、疏水循环泵、热网水循环泵、热水蓄热装置、蓄热循环泵、放热循
环泵、光伏发电装置、电储能装置、逆变控制设备和第三蒸汽式电极锅炉，所述热电联产机组的排汽口与凝汽器的进汽口连接，所述热电联产机组的工业抽汽口与工业蒸汽输送管的进汽端连接，且在热电联产机组的工业抽汽口安装有第一阀门，所述工业蒸汽输送管的出汽端通过第一工业蒸汽支管、第二工业蒸汽支管和第三工业蒸汽支管分别与第一类工业蒸汽用户的进汽口、第一背压机的进汽口和第二背压机的进汽口连接，且在第一工业蒸汽支管上安装有第三阀门，在第二工业蒸汽支管上安装有第七阀门，在第一背压机的进汽口安装有第八阀门，在第三工业蒸汽支管上安装有第十五阀门，在第二背压机的进汽口安装有第十六阀门，所述电网通过电源控制开关与第一蒸汽式电极锅炉连接，所述第一蒸汽式电极锅炉的蒸汽出口同时与蒸汽缓冲装置的进汽口和蒸汽减压装置的进汽口连接，且在蒸汽缓冲装置的进汽口安装有第四阀门，在蒸汽减压装置的进汽口安装有第六阀门，所述蒸汽缓冲装置的出汽口与第一类工业蒸汽用户的进汽口连接，且在蒸汽缓冲装置的出汽口安装有蒸汽压力平衡阀，所述蒸汽减压装置的出汽口与第一类工业蒸汽用户的进汽口连接，且在蒸汽减压装置的出汽口安装有第五阀门，所述第一背压机的排汽口与第二类工业蒸汽用户的进汽口连接，且在第一背压机的排汽口安装有第九阀门，所述第一背压机的进汽口与排汽口之间设置有第一蒸汽旁路，且在第一蒸汽旁路上安装有第十阀门，所述第一背压机驱动第一发电机做功发电，所述第一发电机产生的电力输送至第二蒸汽式电极锅炉来生产蒸汽，所述第二蒸汽式电极锅炉的蒸汽出口通过第一蒸汽支管和第二蒸汽支管分别与第二类工业蒸汽用户的进汽口和汽水混合加热装置的进汽口连接，且在第一蒸汽支管上安装有第十二阀门，在第二蒸汽支管上安装有第十三阀门，所述第二背压机的排汽口与汽水换热器的进汽口连接，且在第二背压机的排汽口安装有第十七阀门，所述第二背压机的进汽口与排汽口之间设置有第二蒸汽旁路，且在第二蒸汽旁路上安装有第十八阀门，所述第二背压机驱动第二发电机做功发电，所述汽水换热器的疏水出口与水水换热器的疏水进口连接，且在汽水换热器的疏水出口安装有第十九阀门，在水水换热器的疏水进口安装有第二十阀门，所述水水换热器的疏水进口还通过第一疏水输送管同时与第一类工业蒸汽用户的疏水出口、第二类工业蒸汽用户的疏水出口和汽水混合加热装置的高温水出口连接，且在第一类工业蒸汽用户的疏水出口安装有第三十七阀门，在第二类工业蒸汽用户的疏水出口安装有第十一阀门，在汽水混合加热装置的高温水出口安装有第十四阀门，所述水水换热器的疏水出口通过第二疏水输送管与凝汽器的疏水进口连接，且在水水换热器的疏水出口安装有第二十一阀门，在第二疏水输送管上安装有疏水循环泵，在凝汽器的疏水进口安装有第二阀门，所述采暖用户的热网水出口通过热网回水管与水水换热器的热网水进口连接，且在热网回水管上安装有热网水循环泵，在水水换热器的热网水进口安装有第二十四阀门，所述水水换热器的热网水出口与汽水换热器的进水口连接，且在水水换热器的热网水出口安装有第二十五阀门，在汽水换热器的进水口安装有第二十七阀门，所述汽水换热器的出水口通过热网供水管与采暖用户的热网水进口连接，且在汽水换热器的出水口安装有第二十八阀门，在热网供水管上安装有第二十九阀门，所述热水蓄热装置的蓄热端通过第一蓄热管和第二蓄热管分别与水水换热器的热网水进口和汽水换热器的出水口连接，且在第一蓄热管上安装有第三十阀门和蓄热循环泵，在第二蓄热管上安装有第三十一阀门，所述热水蓄热装置的放热端通过第一放热管和第二放热管分别与热网水循环泵的出水口和热网供水管的进水端连接，且在第一放热管上安装有第三十二阀门，在第二放热管上安
装有第三十三阀门和放热循环泵，所述光伏发电装置通过逆变控制设备同时与电储能装置和第三蒸汽式电极锅炉连接，所述电储能装置也通过逆变控制设备与第三蒸汽式电极锅炉连接，所述第三蒸汽式电极锅炉的蒸汽出口通过第三蒸汽支管和第四蒸汽支管分别与第二背压机的进汽口和第一背压机的进汽口连接，且在第三蒸汽式电极锅炉的蒸汽出口安装有第三十四阀门，在第三蒸汽支管上安装有第三十五阀门，在第四蒸汽支管上安装有第三十六阀门。
7.进一步的，所述汽水混合加热装置为直接接触式换热器，来自第二蒸汽式电极锅炉的蒸汽与外供的给水在汽水混合加热装置内进行混合换热。
8.进一步的，所述水水换热器的疏水侧设置有第一疏水旁路，且在第一疏水旁路上安装有第二十二阀门，所述水水换热器的热网水侧设置有热网水旁路，且在热网水旁路上安装有第二十六阀门。
9.进一步的，所述疏水循环泵的出水口与热网回水管之间设置有第二疏水旁路，且在第二疏水旁路上安装有第二十三阀门。
10.进一步的，所述第二发电机产生的电力用于驱动疏水循环泵、热网水循环泵、蓄热循环泵和放热循环泵等动力设备做功，所述第一发电机产生的电力还用于驱动第二类工业蒸汽用户的动力设备做功。
11.进一步的，所述电储能装置可以是蓄电池储能装置，也可以是电容器储能装置。
12.所述的基于多热源耦合的热电联产系统的调节方法，其特征在于，调节方法如下：打开并调节第一阀门，热电联产机组产生的工业蒸汽通过工业蒸汽输送管对外供出，并经由第一工业蒸汽支管、第二工业蒸汽支管和第三工业蒸汽支管分别为第一类工业蒸汽用户供汽、为第二类工业蒸汽用户供汽和为采暖用户供暖；此时，打开并调节第三阀门和第三十七阀门，来自工业蒸汽输送管的工业蒸汽直接供给第一类工业蒸汽用户生产使用，第一类工业蒸汽用户产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管对外供出，另外，还可以打开并调节蒸汽压力平衡阀、第四阀门、第五阀门和第六阀门，第一蒸汽式电极锅炉通过电源控制开关利用电网的电力来生产蒸汽，当来自工业蒸汽输送管的工业蒸汽流量不足时，则第一蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽通过蒸汽减压装置来为第一类工业蒸汽用户补充供汽，当第一类工业蒸汽用户用汽流量骤然增加而导致工业蒸汽输送管的供汽压力不稳时，则第一蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽通过蒸汽缓冲装置来为第一类工业蒸汽用户平衡供汽的压力；此时，打开并调节第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门和第十一阀门，来自工业蒸汽输送管的工业蒸汽，一部分工业蒸汽先进入第一背压机驱动第一发电机做功发电，另一部分工业蒸汽与第一背压机的排汽一起输送至第二类工业蒸汽用户，来供给第二类工业蒸汽用户生产使用，第一发电机产生的电力供给第二蒸汽式电极锅炉来生产蒸汽，第二类工业蒸汽用户产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管对外供出；此时，关闭第二十二阀门、第二十三阀门和第二十六阀门，打开并调节第二阀门、第十五阀门、第十六阀门、第十七阀门、第十八阀门、第十九阀门、第二十阀门和第二十一阀门，来自工业蒸汽输送管的工业蒸汽，一部分工业蒸汽先进入第二背压机驱动第二发电机做功发电，另一部分工业蒸汽与第二背压机的排汽一起输送至汽水换热器来加热热网水，第二发电机产生的电力用于驱动疏水循环泵、热网水循环泵、蓄热循环泵和放热循环泵等
动力设备做功，来自第一类工业蒸汽用户的蒸汽疏水和来自第二类工业蒸汽用户的蒸汽疏水通过第一疏水输送管与汽水换热器形成的蒸汽疏水一起进入水水换热器来加热热网水，经过水水换热器降温后的疏水在疏水循环泵的驱动下通过第二疏水输送管返回至凝汽器中，同时打开并调节第二十四阀门、第二十五阀门、第二十七阀门、第二十八阀门和第二十九阀门，来自采暖用户的热网回水在热网水循环泵的驱动下通过热网回水管输送至水水换热器被一级加热，然后进入汽水换热器被二级加热后，形成高温的热网水通过热网供水管输送至采暖用户进行供暖；此时，光伏发电装置利用太阳能进行发电，然后光伏发电装置产生的电力经由逆变控制设备供给第三蒸汽式电极锅炉来生产蒸汽，也供给电储能装置进行存储，而当第三蒸汽式电极锅炉用来生产蒸汽的电力不足时，电储能装置储存的电力还可以经由逆变控制设备供给第三蒸汽式电极锅炉来生产蒸汽，此时可以打开并调节第三十四阀门、第三十五阀门和第三十六阀门，第三蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽通过第四蒸汽支管和第三蒸汽支管分别为第二类工业蒸汽用户补充供汽和为采暖用户补充供暖。
13.进一步的，当热电联产机组需要升电负荷运行时，既可以通过减少热电联产机组对外供出的工业蒸汽流量来实现热电联产机组升电负荷运行，还可以通过提升热电联产机组运行功率来实现热电联产机组升电负荷运行；若热电联产机组对外供出的工业蒸汽流量减少，则：可以减少经由第一工业蒸汽支管输送至第一类工业蒸汽用户的工业蒸汽流量，此时，开启电源控制开关，第一蒸汽式电极锅炉利用电网的电力来生产蒸汽，同时打开第五阀门和第六阀门，第一蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽先进入蒸汽减压装置进行降压后，再供给第一类工业蒸汽用户来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量；也可以减少经由第二工业蒸汽支管输送至第二类工业蒸汽用户的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第十二阀门来利用第二蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户使用，来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量，另一方面通过打开第三十四阀门和第三十六阀门来利用第三蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户使用，来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量；还可以减少经由第三工业蒸汽支管输送至汽水换热器的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第三十二阀门和第三十三阀门来利用热水蓄热装置对外放热，来弥补热电联产机组少供的蒸汽热量，另一方面通过打开第三十四阀门和第三十五阀门来利用第三蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽供给汽水换热器使用，来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量；若提升热电联产机组运行功率必须与增加热电联产机组对外供出的工业蒸汽流量同步，则：可以增加经由第三工业蒸汽支管输送至汽水换热器的工业蒸汽流量，此时，打开并调节第三十阀门和第三十一阀门，关闭第三十二阀门和第三十三阀门，热水蓄热装置进行蓄热来消纳汽水换热器和水水换热器多供的热量，由此来消纳热电联产机组多供的工业蒸汽流量；也可以关小第三十四阀门、第三十五阀门和第三十六阀门的开度且直至关闭，减少第三蒸汽式电极锅炉输送至第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第七阀门和第十五阀门的开度，由此增加热电联产机组输送至第二类工业蒸汽
用户和汽水换热器的蒸汽流量，来消纳热电联产机组多供的工业蒸汽流量；还可以关小第五阀门和第六阀门的开度且直至关闭，减少第一蒸汽式电极锅炉输送至第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第三阀门的开度，由此增加热电联产机组输送至第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量，来消纳热电联产机组多供的工业蒸汽流量。
14.进一步的，当热电联产机组需要降电负荷运行时，既可以通过增加热电联产机组对外供出的工业蒸汽流量来实现热电联产机组降电负荷运行，还可以通过降低热电联产机组运行功率来实现热电联产机组降电负荷运行；若热电联产机组对外供出的工业蒸汽流量增加，则：可以增加经由第三工业蒸汽支管输送至汽水换热器的工业蒸汽流量，此时，打开并调节第三十阀门和第三十一阀门，关闭第三十二阀门和第三十三阀门，热水蓄热装置进行蓄热来消纳汽水换热器和水水换热器多供的热量，由此来消纳热电联产机组多供的工业蒸汽流量；也可以关小第三十四阀门、第三十五阀门和第三十六阀门的开度且直至关闭，减少第三蒸汽式电极锅炉输送至第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第七阀门和第十五阀门的开度，由此增加热电联产机组输送至第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量，来消纳热电联产机组多供的工业蒸汽流量；还可以关小第五阀门和第六阀门的开度且直至关闭，减少第一蒸汽式电极锅炉输送至第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第三阀门的开度，由此增加热电联产机组输送至第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量，来消纳热电联产机组多供的工业蒸汽流量；若降低热电联产机组运行功率必须与减少热电联产机组对外供出的工业蒸汽流量同步，则：可以减少经由第一工业蒸汽支管输送至第一类工业蒸汽用户的工业蒸汽流量，此时，开启电源控制开关，第一蒸汽式电极锅炉利用电网的电力来生产蒸汽，同时打开第五阀门和第六阀门，第一蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽先进入蒸汽减压装置进行降压后，再供给第一类工业蒸汽用户来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量；也可以减少经由第二工业蒸汽支管输送至第二类工业蒸汽用户的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第十二阀门来利用第二蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户使用，来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量，另一方面通过打开第三十四阀门和第三十六阀门来利用第三蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户使用，来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量；还可以减少经由第三工业蒸汽支管输送至汽水换热器的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第三十二阀门和第三十三阀门来利用热水蓄热装置对外放热，来弥补热电联产机组少供的蒸汽热量，另一方面通过打开第三十四阀门和第三十五阀门来利用第三蒸汽式电极锅炉产生的蒸汽供给汽水换热器使用，来弥补热电联产机组少供的蒸汽流量。
15.进一步的，当工业蒸汽输送管提供的单位蒸汽价格大于第一蒸汽式电极锅炉提供的单位蒸汽价格时，则关小第三阀门的开度且直至关闭，打开并调节第五阀门和第六阀门，增加第一蒸汽式电极锅炉供给第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量，减少工业蒸汽输送管供给
第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量且直至为零。
16.进一步的，当工业蒸汽输送管提供的单位蒸汽价格小于第一蒸汽式电极锅炉提供的单位蒸汽价格时，则关小第五阀门和第六阀门的开度且直至关闭，打开并调节第三阀门，增加工业蒸汽输送管供给第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量，减少第一蒸汽式电极锅炉供给第一类工业蒸汽用户的蒸汽流量且直至为零。
17.进一步的，当第二蒸汽式电极锅炉提供给水水换热器的单位蒸汽热量价格大于工业蒸汽输送管供给第二类工业蒸汽用户的单位蒸汽热量价格时，则关闭第十二阀门，打开第十三阀门和第十四阀门，来自第二蒸汽式电极锅炉的蒸汽与外供的给水在汽水混合加热装置内进行混合换热后形成热水，然后通过第一疏水输送管供给水水换热器来为采暖用户供暖。
18.进一步的，当第二蒸汽式电极锅炉提供给水水换热器的单位蒸汽热量价格小于工业蒸汽输送管供给第二类工业蒸汽用户的单位蒸汽热量价格时，则关闭第十三阀门和第十四阀门，打开第十二阀门，来自第二蒸汽式电极锅炉的蒸汽直接供给第二类工业蒸汽用户使用。
19.进一步的，当工业蒸汽输送管提供的单位蒸汽价格大于第三蒸汽式电极锅炉提供的单位蒸汽价格时，则关小第七阀门和第十五阀门的开度且直至关闭，打开并调节第三十四阀门、第三十五阀门和第三十六阀门，增加第三蒸汽式电极锅炉供给第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量，减少工业蒸汽输送管供给第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量且直至为零。
20.进一步的，当工业蒸汽输送管提供的单位蒸汽价格小于第三蒸汽式电极锅炉提供的单位蒸汽价格时，则关小第三十四阀门、第三十五阀门和第三十六阀门的开度且直至关闭，打开并调节第七阀门和第十五阀门，增加工业蒸汽输送管供给第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量，减少第三蒸汽式电极锅炉供给第二类工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量且直至为零。
21.进一步的，当第一类工业蒸汽用户生产使用的蒸汽流量突然增加时，则会造成经由第一工业蒸汽支管供给的蒸汽压力波动，此时，则通过蒸汽压力平衡阀的作用，利用蒸汽缓冲装置弥补第一类工业蒸汽用户生产使用需要突然增加的蒸汽流量，由此保证供给第一类工业蒸汽用户的蒸汽压力稳定。
22.进一步的，当来自采暖用户的热网回水压力较低时，还打开第二十三阀门，关闭第二阀门，来自水水换热器的疏水在疏水循环泵的驱动下经由第二疏水旁路输送至热网回水管，实现对采暖用户的供暖系统进行补水定压。
23.进一步的，当疏水循环泵、热网水循环泵、蓄热循环泵和放热循环泵等动力设备的耗电量改变时，则调节第十六阀门、第十七阀门和第十八阀门的开度，改变进入第二背压机的蒸汽流量，从而改变第二发电机的发电量，来匹配疏水循环泵、热网水循环泵、蓄热循环泵和放热循环泵等动力设备的耗电量。
24.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）本发明通过技术手段将热电联产供汽流程与供暖流程进行高效集成，利用蒸汽管网同时为蒸汽用户供汽和为采暖用户供暖，既降低了集中供热系统的管网建设投资，还满足了用户侧多样化、多品位的用热需求；（2）利用采暖用户和蒸汽用户多样化用能需求的耦合，以及利用电网电力与光伏发电电力
生产蒸汽弥补机组供热和利用蓄热装置弥补机组电热负荷的时空差异，来有效提升热电联产系统的电力调峰能力，同时还通过余能回收利用实现了能量的梯级回收利用，符合国家能源转型的政策发展需求，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
25.图1是本发明实施例中一种基于多热源耦合的热电联产系统及调节方法的系统示意图。
26.图中：1
‑
热电联产机组、2
‑
凝汽器、3
‑
第一类工业蒸汽用户、4
‑
蒸汽缓冲装置、5
‑
蒸汽减压装置、6
‑
第一蒸汽式电极锅炉、7
‑
电源控制开关、8
‑
电网、9
‑
第二类工业蒸汽用户、10
‑
第一背压机、11
‑
第一发电机、12
‑
第二蒸汽式电极锅炉、13
‑
汽水混合加热装置、14
‑
采暖用户、15
‑
第二背压机、16
‑
第二发电机、17
‑
汽水换热器、18
‑
水水换热器、19
‑
疏水循环泵、20
‑
热网水循环泵、21
‑
热水蓄热装置、22
‑
蓄热循环泵、23
‑
放热循环泵、24
‑
光伏发电装置、25
‑
电储能装置、26
‑
逆变控制设备、27
‑
第三蒸汽式电极锅炉、31
‑
蒸汽压力平衡阀、32
‑
第一阀门、33
‑
第二阀门、34
‑
第三阀门、35
‑
第四阀门、36
‑
第五阀门、37
‑
第六阀门、38
‑
第七阀门、39
‑
第八阀门、40
‑
第九阀门、41
‑
第十阀门、42
‑
第十一阀门、43
‑
第十二阀门、44
‑
第十三阀门、45
‑
第十四阀门、46
‑
第十五阀门、47
‑
第十六阀门、48
‑
第十七阀门、49
‑
第十八阀门、50
‑
第十九阀门、51
‑
第二十阀门、52
‑
第二十一阀门、53
‑
第二十二阀门、54
‑
第二十三阀门、55
‑
第二十四阀门、56
‑
第二十五阀门、57
‑
第二十六阀门、58
‑
第二十七阀门、59
‑
第二十八阀门、60
‑
第二十九阀门、61
‑
第三十阀门、62
‑
第三十一阀门、63
‑
第三十二阀门、64
‑
第二十三阀门、65
‑
第三十四阀门、66
‑
第三十五阀门、67
‑
第三十六阀门、68
‑
第三十七阀门、71
‑
工业蒸汽输送管、72
‑
第一工业蒸汽支管、73
‑
第二工业蒸汽支管、74
‑
第三工业蒸汽支管、75
‑
第一蒸汽旁路、76
‑
第一蒸汽支管、77
‑
第二蒸汽支管、78
‑
第一疏水输送管、79
‑
第二蒸汽旁路、80
‑
第一疏水旁路、81
‑
第二疏水输送管、82
‑
第二疏水旁路、83
‑
热网回水管、84
‑
热网供水管、85
‑
热网水旁路、86
‑
第一蓄热管、87
‑
第二蓄热管、88
‑
第一放热管、89
‑
第二放热管、90
‑
第三蒸汽支管、91
‑
第四蒸汽支管。
具体实施方式
27.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
28.实施例。
29.参见图1，本实施例中，一种基于多热源耦合的热电联产系统，包括：热电联产机组1、凝汽器2、第一类工业蒸汽用户3、蒸汽缓冲装置4、蒸汽减压装置5、第一蒸汽式电极锅炉6、电源控制开关7、电网8、第二类工业蒸汽用户9、第一背压机10、第一发电机11、第二蒸汽式电极锅炉12、汽水混合加热装置13、采暖用户14、第二背压机15、第二发电机16、汽水换热器17、水水换热器18、疏水循环泵19、热网水循环泵20、热水蓄热装置21、蓄热循环泵22、放热循环泵23、光伏发电装置24、电储能装置25、逆变控制设备26和第三蒸汽式电极锅炉27，热电联产机组1的排汽口与凝汽器2的进汽口连接，热电联产机组1的工业抽汽口与工业蒸汽输送管71的进汽端连接，且在热电联产机组1的工业抽汽口安装有第一阀门32，工业蒸汽输送管71的出汽端通过第一工业蒸汽支管72、第二工业蒸汽支管73和第三工业蒸汽支管74
分别与第一类工业蒸汽用户3的进汽口、第一背压机10的进汽口和第二背压机15的进汽口连接，且在第一工业蒸汽支管72上安装有第三阀门34，在第二工业蒸汽支管73上安装有第七阀门38，在第一背压机10的进汽口安装有第八阀门39，在第三工业蒸汽支管74上安装有第十五阀门46，在第二背压机15的进汽口安装有第十六阀门47，电网8通过电源控制开关7与第一蒸汽式电极锅炉6连接，第一蒸汽式电极锅炉6的蒸汽出口同时与蒸汽缓冲装置4的进汽口和蒸汽减压装置5的进汽口连接，且在蒸汽缓冲装置4的进汽口安装有第四阀门35，在蒸汽减压装置5的进汽口安装有第六阀门37，蒸汽缓冲装置4的出汽口与第一类工业蒸汽用户3的进汽口连接，且在蒸汽缓冲装置4的出汽口安装有蒸汽压力平衡阀31，蒸汽减压装置5的出汽口与第一类工业蒸汽用户3的进汽口连接，且在蒸汽减压装置5的出汽口安装有第五阀门36，第一背压机10的排汽口与第二类工业蒸汽用户9的进汽口连接，且在第一背压机10的排汽口安装有第九阀门40，第一背压机10的进汽口与排汽口之间设置有第一蒸汽旁路75，且在第一蒸汽旁路75上安装有第十阀门41，第一背压机10驱动第一发电机11做功发电，第一发电机11产生的电力输送至第二蒸汽式电极锅炉12来生产蒸汽，第二蒸汽式电极锅炉12的蒸汽出口通过第一蒸汽支管76和第二蒸汽支管77分别与第二类工业蒸汽用户9的进汽口和汽水混合加热装置13的进汽口连接，且在第一蒸汽支管76上安装有第十二阀门43，在第二蒸汽支管77上安装有第十三阀门44，第二背压机15的排汽口与汽水换热器17的进汽口连接，且在第二背压机15的排汽口安装有第十七阀门48，第二背压机15的进汽口与排汽口之间设置有第二蒸汽旁路79，且在第二蒸汽旁路79上安装有第十八阀门49，第二背压机15驱动第二发电机16做功发电，汽水换热器17的疏水出口与水水换热器18的疏水进口连接，且在汽水换热器17的疏水出口安装有第十九阀门50，在水水换热器18的疏水进口安装有第二十阀门51，水水换热器18的疏水进口还通过第一疏水输送管78同时与第一类工业蒸汽用户3的疏水出口、第二类工业蒸汽用户9的疏水出口和汽水混合加热装置13的高温水出口连接，且在第一类工业蒸汽用户3的疏水出口安装有第三十七阀门68，在第二类工业蒸汽用户9的疏水出口安装有第十一阀门42，在汽水混合加热装置13的高温水出口安装有第十四阀门45，水水换热器18的疏水出口通过第二疏水输送管81与凝汽器2的疏水进口连接，且在水水换热器18的疏水出口安装有第二十一阀门52，在第二疏水输送管81上安装有疏水循环泵19，在凝汽器2的疏水进口安装有第二阀门33，采暖用户14的热网水出口通过热网回水管83与水水换热器18的热网水进口连接，且在热网回水管83上安装有热网水循环泵20，在水水换热器18的热网水进口安装有第二十四阀门55，水水换热器18的热网水出口与汽水换热器17的进水口连接，且在水水换热器18的热网水出口安装有第二十五阀门56，在汽水换热器17的进水口安装有第二十七阀门58，汽水换热器17的出水口通过热网供水管84与采暖用户14的热网水进口连接，且在汽水换热器17的出水口安装有第二十八阀门59，在热网供水管84上安装有第二十九阀门60，热水蓄热装置21的蓄热端通过第一蓄热管86和第二蓄热管87分别与水水换热器18的热网水进口和汽水换热器17的出水口连接，且在第一蓄热管86上安装有第三十阀门61和蓄热循环泵22，在第二蓄热管87上安装有第三十一阀门62，热水蓄热装置21的放热端通过第一放热管88和第二放热管89分别与热网水循环泵20的出水口和热网供水管84的进水端连接，且在第一放热管88上安装有第三十二阀门63，在第二放热管89上安装有第三十三阀门64和放热循环泵23，光伏发电装置24通过逆变控制设备26同时与电储能装置25和第三蒸汽式电极锅炉27连接，电储能装置25也通过逆变控制设备26与
第三蒸汽式电极锅炉27连接，第三蒸汽式电极锅炉27的蒸汽出口通过第三蒸汽支管90和第四蒸汽支管91分别与第二背压机15的进汽口和第一背压机10的进汽口连接，且在第三蒸汽式电极锅炉27的蒸汽出口安装有第三十四阀门65，在第三蒸汽支管90上安装有第三十五阀门66，在第四蒸汽支管91上安装有第三十六阀门67。
30.本实施例中，汽水混合加热装置13为直接接触式换热器，来自第二蒸汽式电极锅炉12的蒸汽与外供的给水在汽水混合加热装置13内进行混合换热。
31.本实施例中，水水换热器18的疏水侧设置有第一疏水旁路80，且在第一疏水旁路80上安装有第二十二阀门53，水水换热器18的热网水侧设置有热网水旁路85，且在热网水旁路85上安装有第二十六阀门57。
32.本实施例中，疏水循环泵19的出水口与热网回水管83之间设置有第二疏水旁路82，且在第二疏水旁路82上安装有第二十三阀门54。
33.本实施例中，第二发电机16产生的电力用于驱动疏水循环泵19、热网水循环泵20、蓄热循环泵22和放热循环泵23等动力设备做功，第一发电机11产生的电力还用于驱动第二类工业蒸汽用户9的动力设备做功。
34.本实施例中，电储能装置25可以是蓄电池储能装置，也可以是电容器储能装置。
35.本实施例中，基于多热源耦合的热电联产系统的调节方法如下：打开并调节第一阀门32，热电联产机组1产生的工业蒸汽通过工业蒸汽输送管71对外供出，并经由第一工业蒸汽支管72、第二工业蒸汽支管73和第三工业蒸汽支管74分别为第一类工业蒸汽用户3供汽、为第二类工业蒸汽用户9供汽和为采暖用户14供暖；此时，打开并调节第三阀门34和第三十七阀门68，来自工业蒸汽输送管71的工业蒸汽直接供给第一类工业蒸汽用户3生产使用，第一类工业蒸汽用户3产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管78对外供出，另外，还可以打开并调节蒸汽压力平衡阀31、第四阀门35、第五阀门36和第六阀门37，第一蒸汽式电极锅炉6通过电源控制开关7利用电网8的电力来生产蒸汽，当来自工业蒸汽输送管71的工业蒸汽流量不足时，则第一蒸汽式电极锅炉6产生的蒸汽通过蒸汽减压装置5来为第一类工业蒸汽用户3补充供汽，当第一类工业蒸汽用户3用汽流量骤然增加而导致工业蒸汽输送管71的供汽压力不稳时，则第一蒸汽式电极锅炉6产生的蒸汽通过蒸汽缓冲装置4来为第一类工业蒸汽用户3平衡供汽的压力；此时，打开并调节第七阀门38、第八阀门39、第九阀门40、第十阀门41和第十一阀门42，来自工业蒸汽输送管71的工业蒸汽，一部分工业蒸汽先进入第一背压机10驱动第一发电机11做功发电，另一部分工业蒸汽与第一背压机10的排汽一起输送至第二类工业蒸汽用户9，来供给第二类工业蒸汽用户9生产使用，第一发电机11产生的电力供给第二蒸汽式电极锅炉12来生产蒸汽，第二类工业蒸汽用户9产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管78对外供出；此时，关闭第二十二阀门53、第二十三阀门54和第二十六阀门57，打开并调节第二阀门33、第十五阀门46、第十六阀门47、第十七阀门48、第十八阀门49、第十九阀门50、第二十阀门51和第二十一阀门52，来自工业蒸汽输送管71的工业蒸汽，一部分工业蒸汽先进入第二背压机15驱动第二发电机16做功发电，另一部分工业蒸汽与第二背压机15的排汽一起输送至汽水换热器17来加热热网水，第二发电机16产生的电力用于驱动疏水循环泵19、热网水循环泵20、蓄热循环泵22和放热循环泵23等动力设备做功，来自第一类工业蒸汽用户3
的蒸汽疏水和来自第二类工业蒸汽用户9的蒸汽疏水通过第一疏水输送管78与汽水换热器17形成的蒸汽疏水一起进入水水换热器18来加热热网水，经过水水换热器18降温后的疏水在疏水循环泵19的驱动下通过第二疏水输送管81返回至凝汽器2中，同时打开并调节第二十四阀门55、第二十五阀门56、第二十七阀门58、第二十八阀门59和第二十九阀门60，来自采暖用户14的热网回水在热网水循环泵20的驱动下通过热网回水管83输送至水水换热器18被一级加热，然后进入汽水换热器17被二级加热后，形成高温的热网水通过热网供水管84输送至采暖用户14进行供暖；此时，光伏发电装置24利用太阳能进行发电，然后光伏发电装置24产生的电力经由逆变控制设备26供给第三蒸汽式电极锅炉27来生产蒸汽，也供给电储能装置25进行存储，而当第三蒸汽式电极锅炉27用来生产蒸汽的电力不足时，电储能装置25储存的电力还可以经由逆变控制设备26供给第三蒸汽式电极锅炉27来生产蒸汽，此时可以打开并调节第三十四阀门65、第三十五阀门66和第三十六阀门67，第三蒸汽式电极锅炉27产生的蒸汽通过第四蒸汽支管91和第三蒸汽支管90分别为第二类工业蒸汽用户9补充供汽和为采暖用户14补充供暖。
36.当热电联产机组1需要升电负荷运行时，既可以通过减少热电联产机组1对外供出的工业蒸汽流量来实现热电联产机组1升电负荷运行，还可以通过提升热电联产机组1运行功率来实现热电联产机组1升电负荷运行；若热电联产机组1对外供出的工业蒸汽流量减少，则：可以减少经由第一工业蒸汽支管72输送至第一类工业蒸汽用户3的工业蒸汽流量，此时，开启电源控制开关7，第一蒸汽式电极锅炉6利用电网8的电力来生产蒸汽，同时打开第五阀门36和第六阀门37，第一蒸汽式电极锅炉6产生的蒸汽先进入蒸汽减压装置5进行降压后，再供给第一类工业蒸汽用户3来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量；也可以减少经由第二工业蒸汽支管73输送至第二类工业蒸汽用户9的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第十二阀门43来利用第二蒸汽式电极锅炉12产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户9使用，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量，另一方面通过打开第三十四阀门65和第三十六阀门67来利用第三蒸汽式电极锅炉27产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户9使用，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量；还可以减少经由第三工业蒸汽支管74输送至汽水换热器17的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第三十二阀门63和第三十三阀门64来利用热水蓄热装置21对外放热，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽热量，另一方面通过打开第三十四阀门65和第三十五阀门66来利用第三蒸汽式电极锅炉27产生的蒸汽供给汽水换热器17使用，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量；若提升热电联产机组1运行功率必须与增加热电联产机组1对外供出的工业蒸汽流量同步，则：可以增加经由第三工业蒸汽支管74输送至汽水换热器17的工业蒸汽流量，此时，打开并调节第三十阀门61和第三十一阀门62，关闭第三十二阀门63和第三十三阀门64，热水蓄热装置21进行蓄热来消纳汽水换热器17和水水换热器18多供的热量，由此来消纳热电联产机组1多供的工业蒸汽流量；也可以关小第三十四阀门65、第三十五阀门66和第三十六阀门67的开度且直至关
闭，减少第三蒸汽式电极锅炉27输送至第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第七阀门38和第十五阀门46的开度，由此增加热电联产机组1输送至第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量，来消纳热电联产机组1多供的工业蒸汽流量；还可以关小第五阀门36和第六阀门37的开度且直至关闭，减少第一蒸汽式电极锅炉6输送至第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第三阀门34的开度，由此增加热电联产机组1输送至第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量，来消纳热电联产机组1多供的工业蒸汽流量。
37.当热电联产机组1需要降电负荷运行时，既可以通过增加热电联产机组1对外供出的工业蒸汽流量来实现热电联产机组1降电负荷运行，还可以通过降低热电联产机组1运行功率来实现热电联产机组1降电负荷运行；若热电联产机组1对外供出的工业蒸汽流量增加，则：可以增加经由第三工业蒸汽支管74输送至汽水换热器17的工业蒸汽流量，此时，打开并调节第三十阀门61和第三十一阀门62，关闭第三十二阀门63和第三十三阀门64，热水蓄热装置21进行蓄热来消纳汽水换热器17和水水换热器18多供的热量，由此来消纳热电联产机组1多供的工业蒸汽流量；也可以关小第三十四阀门65、第三十五阀门66和第三十六阀门67的开度且直至关闭，减少第三蒸汽式电极锅炉27输送至第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第七阀门38和第十五阀门46的开度，由此增加热电联产机组1输送至第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量，来消纳热电联产机组1多供的工业蒸汽流量；还可以关小第五阀门36和第六阀门37的开度且直至关闭，减少第一蒸汽式电极锅炉6输送至第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量且直至为零，并相应增加第三阀门34的开度，由此增加热电联产机组1输送至第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量，来消纳热电联产机组1多供的工业蒸汽流量；若降低热电联产机组1运行功率必须与减少热电联产机组1对外供出的工业蒸汽流量同步，则：可以减少经由第一工业蒸汽支管72输送至第一类工业蒸汽用户3的工业蒸汽流量，此时，开启电源控制开关7，第一蒸汽式电极锅炉6利用电网8的电力来生产蒸汽，同时打开第五阀门36和第六阀门37，第一蒸汽式电极锅炉6产生的蒸汽先进入蒸汽减压装置5进行降压后，再供给第一类工业蒸汽用户3来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量；也可以减少经由第二工业蒸汽支管73输送至第二类工业蒸汽用户9的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第十二阀门43来利用第二蒸汽式电极锅炉12产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户9使用，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量，另一方面通过打开第三十四阀门65和第三十六阀门67来利用第三蒸汽式电极锅炉27产生的蒸汽供给第二类工业蒸汽用户9使用，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量；还可以减少经由第三工业蒸汽支管74输送至汽水换热器17的工业蒸汽流量，此时，一方面通过打开第三十二阀门63和第三十三阀门64来利用热水蓄热装置21对外放热，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽热量，另一方面通过打开第三十四阀门65和第三十五阀
门66来利用第三蒸汽式电极锅炉27产生的蒸汽供给汽水换热器17使用，来弥补热电联产机组1少供的蒸汽流量。
38.在本实施例的负荷调节方法中，当工业蒸汽输送管71提供的单位蒸汽价格大于第一蒸汽式电极锅炉6提供的单位蒸汽价格时，则关小第三阀门34的开度且直至关闭，打开并调节第五阀门36和第六阀门37，增加第一蒸汽式电极锅炉6供给第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量，减少工业蒸汽输送管71供给第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量且直至为零。
39.在本实施例的负荷调节方法中，当工业蒸汽输送管71提供的单位蒸汽价格小于第一蒸汽式电极锅炉6提供的单位蒸汽价格时，则关小第五阀门36和第六阀门37的开度且直至关闭，打开并调节第三阀门34，增加工业蒸汽输送管71供给第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量，减少第一蒸汽式电极锅炉6供给第一类工业蒸汽用户3的蒸汽流量且直至为零。
40.在本实施例的负荷调节方法中，当第二蒸汽式电极锅炉12提供给水水换热器18的单位蒸汽热量价格大于工业蒸汽输送管71供给第二类工业蒸汽用户9的单位蒸汽热量价格时，则关闭第十二阀门43，打开第十三阀门44和第十四阀门45，来自第二蒸汽式电极锅炉12的蒸汽与外供的给水在汽水混合加热装置13内进行混合换热后形成热水，然后通过第一疏水输送管78供给水水换热器18来为采暖用户14供暖。
41.在本实施例的负荷调节方法中，当第二蒸汽式电极锅炉12提供给水水换热器18的单位蒸汽热量价格小于工业蒸汽输送管71供给第二类工业蒸汽用户9的单位蒸汽热量价格时，则关闭第十三阀门44和第十四阀门45，打开第十二阀门43，来自第二蒸汽式电极锅炉12的蒸汽直接供给第二类工业蒸汽用户9使用。
42.在本实施例的负荷调节方法中，当工业蒸汽输送管71提供的单位蒸汽价格大于第三蒸汽式电极锅炉27提供的单位蒸汽价格时，则关小第七阀门38和第十五阀门46的开度且直至关闭，打开并调节第三十四阀门65、第三十五阀门66和第三十六阀门67，增加第三蒸汽式电极锅炉27供给第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量，减少工业蒸汽输送管71供给第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量且直至为零。
43.在本实施例的负荷调节方法中，当工业蒸汽输送管71提供的单位蒸汽价格小于第三蒸汽式电极锅炉27提供的单位蒸汽价格时，则关小第三十四阀门65、第三十五阀门66和第三十六阀门67的开度且直至关闭，打开并调节第七阀门38和第十五阀门46，增加工业蒸汽输送管71供给第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量，减少第三蒸汽式电极锅炉27供给第二类工业蒸汽用户9和汽水换热器17的蒸汽流量且直至为零。
44.在本实施例的负荷调节方法中，当第一类工业蒸汽用户3生产使用的蒸汽流量突然增加时，则会造成经由第一工业蒸汽支管72供给的蒸汽压力波动，此时，则通过蒸汽压力平衡阀31的作用，利用蒸汽缓冲装置4弥补第一类工业蒸汽用户3生产使用需要突然增加的蒸汽流量，由此保证供给第一类工业蒸汽用户3的蒸汽压力稳定。
45.在本实施例的负荷调节方法中，当来自采暖用户14的热网回水压力较低时，还打开第二十三阀门54，关闭第二阀门33，来自水水换热器18的疏水在疏水循环泵19的驱动下经由第二疏水旁路82输送至热网回水管83，实现对采暖用户14的供暖系统进行补水定压。
46.在本实施例的负荷调节方法中，当疏水循环泵19、热网水循环泵20、蓄热循环泵22和放热循环泵23等动力设备的耗电量改变时，则调节第十六阀门47、第十七阀门48和第十八阀门49的开度，改变进入第二背压机15的蒸汽流量，从而改变第二发电机16的发电量，来
匹配疏水循环泵19、热网水循环泵20、蓄热循环泵22和放热循环泵23等动力设备的耗电量。
47.本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
48.虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。