1.本发明属于热电联产技术领域,具体涉及一种用于热电联产系统调峰的多元化供热系统及经济调节方法,尤其适用于同时有供汽和供暖需求的热电联产调峰系统。
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,并利用多种抽汽集成方式来满足热电联产机组的调峰要求,以及利用蒸汽式电极锅炉和蓄热装置来满足热电联产机组和电网的调峰要求,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、用于热电联产系统调峰的多元化供热系统及经济调节方法。
6.本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种用于热电联产系统调峰的多元化供热系统,其特征在于,包括:汽轮机高中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、蒸汽压力匹配器、工业蒸汽用户、第一背压机、第一发电机、第一蒸汽式电极锅炉、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、电网和第二蒸汽式电极锅炉,所述汽轮机高中压缸的排
汽口与汽轮机低压缸的进汽口连接,所述汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器的进汽口连接,所述汽轮机高中压缸的高压抽汽口与蒸汽压力匹配器的高压进汽口连接,且在轮机高中压缸的高压抽汽口安装有第一阀门,在蒸汽压力匹配器的高压进汽口安装有第二阀门,所述汽轮机低压缸的低压抽汽口与蒸汽压力匹配器的低压进汽口连接,且在汽轮机低压缸的低压抽汽口安装有第三阀门,在蒸汽压力匹配器的低压进汽口安装有第四阀门,所述蒸汽压力匹配器的中压出汽口与工业蒸汽输送管的进汽端连接,且在蒸汽压力匹配器的中压出汽口安装有第五阀门,所述工业蒸汽输送管的进汽端还通过第一抽汽支管和第二抽汽支管分别与汽轮机高中压缸的高压抽汽口和汽轮机低压缸的低压抽汽口连接,且在第一抽汽支管上安装有第六阀门,在第二抽汽支管上安装有第七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和第二工业蒸汽支管分别与第一背压机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九阀门,在第一背压机进汽口安装有第十阀门,在第二工业蒸汽支管上安装有第十七阀门,在第二背压机的进汽口安装有第十八阀门,所述第一背压机排汽口与工业蒸汽用户的进汽口连接,且在第一背压机排汽口安装有第十一阀门,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一蒸汽式电极锅炉来生产蒸汽,所述第一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十四阀门,在第二蒸汽支管上安装有第十五阀门,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十九阀门,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二十一阀门,在水水换热器的疏水进口安装有第二十二阀门,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,且在工业蒸汽用户的疏水出口安装有第十三阀门,在汽水混合加热装置的高温水出口安装有第十六阀门,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二十三阀门,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八阀门,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二十六阀门,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二十七阀门,在汽水换热器的进水口安装有第二十九阀门,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三十阀门,在热网供水管上安装有第三十一阀门,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三十二阀门和蓄热循环泵,在第二蓄热管上安装有第三十三阀门,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三十四阀门,在第二放热管上安装有第三十五阀门和放热循环泵,所述电网为第二蒸汽式电极锅炉提供电力,所述第二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,且在第二蒸汽式电极锅炉的蒸汽出口安装有第三十六阀门,在第三蒸汽支管上安装有第三十七阀门,在第四蒸汽支管上安装有第三十八阀门。
7.进一步的,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十二阀门,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二十阀门。
8.进一步的,所述汽水混合加热装置为直接接触式换热器,来自第一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。
9.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二十四阀门,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二十八阀门。
10.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二十五阀门。
11.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工业蒸汽用户的动力设备做功。
12.所述的用于热电联产系统调峰的多元化供热系统的经济调节方法,其特征在于,调节方法如下:当热电联产机组需要高电负荷率运行时:仅打开并调节第三阀门和第七阀门,汽轮机低压缸产生的低压蒸汽依次经由第二抽汽支管和工业蒸汽输送管对外供出;此时,关闭第十阀门、第十一阀门、第十四阀门、第十五阀门和第十六阀门,打开并调节第九阀门、第十二阀门和第十三阀门,来自工业蒸汽输送管的低压蒸汽直接供给工业蒸汽用户使用,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,关闭第十八阀门、第十九阀门、第二十四阀门、第二十五阀门和第二十八阀门,打开并调节第八阀门、第十七阀门、第二十阀门、第二十一阀门、第二十二阀门和第二十三阀门,来自工业蒸汽输送管的低压蒸汽直接进入汽水换热器加热热网水,来自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同时进入水水换热器加热热网水,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,同时打开并调节第二十六阀门、第二十七阀门、第二十九阀门、第三十阀门和第三十一阀门,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采暖用户进行供暖,而此时的疏水循环泵、热网水循环泵、蓄热循环泵和放热循环泵等动力设备做功需要的电力由电网提供。
13.当热电联产机组需要低电负荷率运行时:首先,打开并调节第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门,关闭第六阀门和第七阀门,汽轮机高中压缸产生的高压蒸汽和汽轮机低压缸产生的低压蒸汽进入蒸汽压力匹配器混合后,形成的中压蒸汽经由工业蒸汽输送管对外供出;此时,关闭第十二阀门,打开并调节第九阀门、第十阀门、第十一阀门和第十三阀门,来自工业蒸汽输送管的中压蒸汽先进入第一背压机驱动第一发电机做功发电后被降压,然后形成的低压蒸汽供给工业蒸汽用户使用,第一发电机产生的电力用于第一蒸汽式电极锅炉生产低压蒸汽,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,关闭第二十四阀门、第二十五阀门和第二十八阀门,打开并调节第八阀门、第十七阀门、第十八阀门、第十九阀门、第二十阀门、第二十一阀门、第二十二阀门和第二十三阀门,来自工业蒸汽输送管的中压蒸汽,一部分先进入第二背压机驱动第二发电机做功发电后再进入汽水换热器加热热网水,另一部分直接进入汽水换热器加热热网水,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同时进入水水换热器加热热网水,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,同时打开并调节第二十六阀门、第二十七阀门、第二十九阀门、第三十阀门和第三十一阀门,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;其次,关闭第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第七阀门,打开并调节第一阀门和第六阀门,汽轮机高中压缸产生的高压蒸汽依次经由第一抽汽支管和工业蒸汽输送管对外供出;此时,关闭第十二阀门,打开并调节第九阀门、第十阀门、第十一阀门和第十三阀门,来自工业蒸汽输送管的高压蒸汽先进入第一背压机驱动第一发电机做功发电后被降压,然后形成的低压蒸汽供给工业蒸汽用户使用,第一发电机产生的电力用于第一蒸汽式电极锅炉生产低压蒸汽,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,关闭第二十四阀门、第二十五阀门和第二十八阀门,打开并调节第八阀门、第十七阀门、第十八阀门、第十九阀门、第二十阀门、第二十一阀门、第二十二阀门和第二十三阀门,来自工业蒸汽输送管的高压蒸汽,一部分先进入第二背压机驱动第二发电机做功发电后再进入汽水换热器加热热网水,另一部分直接进入汽水换热器加热热网水,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同时进入水水换热器加热热网水,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,同时打开并调节第二十六阀门、第二十七阀门、第二十九阀门、第三十阀门和第三十一阀门,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。
14.当电网需要增加用电负荷来消纳电网多余的电力时:打开并增加第三十六阀门和第三十七阀门的开度,并增大第十八阀门和第十九阀门的开度,第二蒸汽式电极锅炉利用电网提供的电力生产蒸汽,并通过第三蒸汽支管输送至第二背压机做功后再进入汽水换热器,从而增加进入汽水换热器的蒸汽流量;此时,打开并调节第三十二阀门和第三十三阀门,关闭第三十四阀门和第三十五阀门,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,由此保证采暖用户供暖需求。
15.当电网需要减少用电负荷来弥补电网不足的电力时:减小第三十六阀门和第三十七阀门的开度且直至关闭,并减小第十八阀门和第十九阀门的开度,降低电网给第二蒸汽式电极锅炉提供的电力且直至为零,减少第二蒸汽式
电极锅炉输送至第二背压机和汽水换热器的蒸汽流量且直至为零;此时,打开并调节第三十四阀门和第三十五阀门,关闭第三十二阀门和第三十三阀门,热水蓄热装置对外放热来补充汽水换热器和水水换热器少供的热量,由此保证采暖用户供暖需求。
16.进一步的,当第一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工业蒸汽用户的单位蒸汽热量价格时,则关闭第十四阀门,打开第十五阀门和第十六阀门,来自第一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。
17.进一步的,当第一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工业蒸汽用户的单位蒸汽热量价格时,则关闭第十五阀门和第十六阀门,打开第十四阀门,来自第一蒸汽式电极锅炉的蒸汽直接供给工业蒸汽用户使用。
18.进一步的,当工业蒸汽输送管提供的单位蒸汽价格大于第二蒸汽式电极锅炉提供的单位蒸汽价格时,则关小第九阀门和第十七阀门的开度且直至关闭,打开并调节第三十六阀门、第三十七阀门和第三十八阀门,增加第二蒸汽式电极锅炉供给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工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量且直至为零。
19.进一步的,当工业蒸汽输送管提供的单位蒸汽价格小于第二蒸汽式电极锅炉提供的单位蒸汽价格时,则关小第三十六阀门、第三十七阀门和第三十八阀门的开度且直至关闭,打开并调节第九阀门和第十七阀门,增加工业蒸汽输送管供给工业蒸汽用户和汽水换热器的蒸汽流量,减少第二蒸汽式电极锅炉供给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,当热电联产机组需要改变电负荷率运行时,若需要增加汽轮机高中压缸和汽轮机低压缸对外供出的蒸汽流量,则多供的蒸汽全部输送至第二背压机和汽水换热器,来用于加热热网水,此时,打开并调节第三十二阀门和第三十三阀门,关闭第三十四阀门和第三十五阀门,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,由此保证采暖用户供暖需求;若需要减少汽轮机高中压缸和汽轮机低压缸对外供出的蒸汽流量,则相同减少供给第二背压机和汽水换热器的蒸汽流量,此时,打开并调节第三十四阀门和第三十五阀门,关闭第三十二阀门和第三十三阀门,热水蓄热装置对外放热来补充汽水换热器和水水换热器少供的热量,由此保证采暖用户供暖需求。
21.进一步的,当来自采暖用户的热网回水压力较低时,还打开第二十五阀门,关闭第八阀门,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。
22.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,则调节第十八阀门、第十九阀门和第二十阀门的开度,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。
23.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,以及配合热电联产机组的抽汽参数灵活调节,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
24.图1是本发明实施例中一种用于热电联产系统调峰的多元化供热系统的系统示意图。
25.图2是本发明实施例中仅利用汽轮机低压缸供蒸汽时的系统示意图。
26.图3是本发明实施例中同时利用汽轮机高中压缸和汽轮机低压缸供蒸汽时的系统示意图。
27.图4是本发明实施例中仅利用汽轮机高中压缸供蒸汽时的系统示意图。
28.图中:1
‑
汽轮机高中压缸、2
‑
汽轮机低压缸、3
‑
凝汽器、4
‑
蒸汽压力匹配器、5
‑
工业蒸汽用户、6
‑
第一背压机、7
‑
第一发电机、8
‑
第一蒸汽式电极锅炉、9
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汽水混合加热装置、10
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采暖用户、11
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第二背压机、12
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第二发电机、13
‑
汽水换热器、14
‑
水水换热器、15
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疏水循环泵、16
‑
热网水循环泵、17
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热水蓄热装置、18
‑
蓄热循环泵、19
‑
放热循环泵、20
‑
电网、21
‑
第二蒸汽式电极锅炉、31
‑
第一阀门、32
‑
第二阀门、33
‑
第三阀门、34
‑
第四阀门、35
‑
第五阀门、36
‑
第六阀门、37
‑
第七阀门、38
‑
第八阀门、39
‑
第九阀门、40
‑
第十阀门、41
‑
第十一阀门、42
‑
第十二阀门、43
‑
第十三阀门、44
‑
第十四阀门、45
‑
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
‑
第二十一阀门、52
‑
第二十二阀门、53
‑
第二十三阀门、54
‑
第二十四阀门、55
‑
第二十五阀门、56
‑
第二十六阀门、57
‑
第二十七阀门、58
‑
第二十八阀门、59
‑
第二十九阀门、60
‑
第三十阀门、61
‑
第三十一阀门、62
‑
第三十二阀门、63
‑
第三十三阀门、64
‑
第三十四阀门、65
‑
第三十五阀门、66
‑
第三十六阀门、67
‑
第三十七阀门、68
‑
第三十八阀门、71
‑
第一抽汽支管、72
‑
第二抽汽支管、73
‑
工业蒸汽输送管、74
‑
第一工业蒸汽支管、75
‑
第二工业蒸汽支管、76
‑
第一蒸汽旁路、77
‑
第一蒸汽支管、78
‑
第二蒸汽支管、79
‑
第一疏水输送管、80
‑
第二蒸汽旁路、81
‑
第一疏水旁路、82
‑
第二疏水输送管、83
‑
第二疏水旁路、84
‑
热网回水管、85
‑
热网供水管、86
‑
热网水旁路、87
‑
第一蓄热管、88
‑
第二蓄热管、89
‑
第一放热管、90
‑
第二放热管、91
‑
第三蒸汽支管、92
‑
第四蒸汽支管。
具体实施方式
29.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。
30.实施例
31.参见图1,本实施例中,一种用于热电联产系统调峰的多元化供热系统,包括:汽轮机高中压缸1、汽轮机低压缸2、凝汽器3、蒸汽压力匹配器4、工业蒸汽用户5、第一背压机6、第一发电机7、第一蒸汽式电极锅炉8、汽水混合加热装置9、采暖用户10、第二背压机11、第二发电机12、汽水换热器13、水水换热器14、疏水循环泵15、热网水循环泵16、热水蓄热装置17、蓄热循环泵18、放热循环泵19、电网20和第二蒸汽式电极锅炉21,汽轮机高中压缸1的排汽口与汽轮机低压缸2的进汽口连接,汽轮机低压缸2的排汽口与凝汽器3的进汽口连接,汽轮机高中压缸1的高压抽汽口与蒸汽压力匹配器4的高压进汽口连接,且在轮机高中压缸1
的高压抽汽口安装有第一阀门31,在蒸汽压力匹配器4的高压进汽口安装有第二阀门32,汽轮机低压缸2的低压抽汽口与蒸汽压力匹配器4的低压进汽口连接,且在汽轮机低压缸2的低压抽汽口安装有第三阀门33,在蒸汽压力匹配器4的低压进汽口安装有第四阀门34,蒸汽压力匹配器4的中压出汽口与工业蒸汽输送管73的进汽端连接,且在蒸汽压力匹配器4的中压出汽口安装有第五阀门35,工业蒸汽输送管73的进汽端还通过第一抽汽支管71和第二抽汽支管72分别与汽轮机高中压缸1的高压抽汽口和汽轮机低压缸2的低压抽汽口连接,且在第一抽汽支管71上安装有第六阀门36,在第二抽汽支管72上安装有第七阀门37,工业蒸汽输送管73的出汽端通过第一工业蒸汽支管74和第二工业蒸汽支管75分别与第一背压机6的进汽口和第二背压机11的进汽口连接,且在第一工业蒸汽支管74上安装有第九阀门39,在第一背压机6的进汽口安装有第十阀门40,在第二工业蒸汽支管75上安装有第十七阀门47,在第二背压机11的进汽口安装有第十八阀门48,第一背压机6的排汽口与工业蒸汽用户5的进汽口连接,且在第一背压机6的排汽口安装有第十一阀门41,第一背压机6驱动第一发电机7做功发电,第一发电机7产生的电力输送至第一蒸汽式电极锅炉8来生产蒸汽,第一蒸汽式电极锅炉8的蒸汽出口通过第一蒸汽支管77和第二蒸汽支管78分别与工业蒸汽用户5的进汽口和汽水混合加热装置9的进汽口连接,且在第一蒸汽支管77上安装有第十四阀门44,在第二蒸汽支管78上安装有第十五阀门45,第二背压机11的排汽口与汽水换热器13的进汽口连接,且在第二背压机11的排汽口安装有第十九阀门49,第二背压机11驱动第二发电机12做功发电,汽水换热器13的疏水出口与水水换热器14的疏水进口连接,且在汽水换热器13的疏水出口安装有第二十一阀门51,在水水换热器14的疏水进口安装有第二十二阀门52,水水换热器14的疏水进口还通过第一疏水输送管79同时与工业蒸汽用户5的疏水出口和汽水混合加热装置9的高温水出口连接,且在工业蒸汽用户5的疏水出口安装有第十三阀门43,在汽水混合加热装置9的高温水出口安装有第十六阀门46,水水换热器14的疏水出口通过第二疏水输送管82与凝汽器3的疏水进口连接,且在水水换热器14的疏水出口安装有第二十三阀门53,在第二疏水输送管82上安装有疏水循环泵15,在凝汽器3的疏水进口安装有第八阀门38,采暖用户10的热网水出口通过热网回水管84与水水换热器14的热网水进口连接,且在热网回水管84上安装有热网水循环泵16,在水水换热器14的热网水进口安装有第二十六阀门56,水水换热器14的热网水出口与汽水换热器13的进水口连接,且在水水换热器14的热网水出口安装有第二十七阀门57,在汽水换热器13的进水口安装有第二十九阀门59,汽水换热器13的出水口通过热网供水管85与采暖用户10的热网水进口连接,且在汽水换热器13的出水口安装有第三十阀门60,在热网供水管85上安装有第三十一阀门61,热水蓄热装置17的蓄热端通过第一蓄热管87和第二蓄热管88分别与水水换热器14的热网水进口和汽水换热器13的出水口连接,且在第一蓄热管87上安装有第三十二阀门62和蓄热循环泵18,在第二蓄热管88上安装有第三十三阀门63,热水蓄热装置17的放热端通过第一放热管89和第二放热管90分别与热网水循环泵16的出水口和热网供水管85的进水端连接,且在第一放热管89上安装有第三十四阀门64,在第二放热管90上安装有第三十五阀门65和放热循环泵19,电网20为第二蒸汽式电极锅炉21提供电力,第二蒸汽式电极锅炉21的蒸汽出口通过第三蒸汽支管91和第四蒸汽支管92分别与第二背压机11的进汽口和第一背压机6的进汽口连接,且在第二蒸汽式电极锅炉21的蒸汽出口安装有第三十六阀门66,在第三蒸汽支管91上安装有第三十七阀门67,在第四蒸汽支管92上安装有第三十八阀门68。
32.本实施例中,第一背压机6的进汽口与排汽口之间设置有第一蒸汽旁路76,且在第一蒸汽旁路76上安装有第十二阀门42,第二背压机11的进汽口与排汽口之间设置有第二蒸汽旁路80,且在第二蒸汽旁路80上安装有第二十阀门50。
33.本实施例中,汽水混合加热装置9为直接接触式换热器,来自第一蒸汽式电极锅炉8的蒸汽与外供的给水在汽水混合加热装置9内进行混合换热。
34.本实施例中,水水换热器14的疏水侧设置有第一疏水旁路81,且在第一疏水旁路81上安装有第二十四阀门54,水水换热器14的热网水侧设置有热网水旁路86,且在热网水旁路86上安装有第二十八阀门58。
35.本实施例中,疏水循环泵15的出水口与热网回水管84之间设置有第二疏水旁路83,且在第二疏水旁路83上安装有第二十五阀门55。
36.本实施例中,第二发电机12产生的电力用于驱动疏水循环泵15、热网水循环泵16、蓄热循环泵18和放热循环泵19等动力设备做功,第一发电机7产生的电力还用于驱动工业蒸汽用户5的动力设备做功。
37.本实施例中,用于热电联产系统调峰的多元化供热系统的经济调节方法如下:当热电联产机组需要高电负荷率运行时:参见图2,仅打开并调节第三阀门33和第七阀门37,汽轮机低压缸2产生的低压蒸汽依次经由第二抽汽支管72和工业蒸汽输送管73对外供出;此时,关闭第十阀门40、第十一阀门41、第十四阀门44、第十五阀门45和第十六阀门46,打开并调节第九阀门39、第十二阀门42和第十三阀门43,来自工业蒸汽输送管73的低压蒸汽直接供给工业蒸汽用户5使用,工业蒸汽用户5产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管79对外供出;此时,关闭第十八阀门48、第十九阀门49、第二十四阀门54、第二十五阀门55和第二十八阀门58,打开并调节第八阀门38、第十七阀门47、第二十阀门50、第二十一阀门51、第二十二阀门52和第二十三阀门53,来自工业蒸汽输送管73的低压蒸汽直接进入汽水换热器13加热热网水,来自工业蒸汽用户5的蒸汽疏水通过第一疏水输送管79与汽水换热器13形成的蒸汽疏水同时进入水水换热器14加热热网水,经过水水换热器14降温后的疏水在疏水循环泵15的驱动下通过第二疏水输送管82返回至凝汽器3中,同时打开并调节第二十六阀门56、第二十七阀门57、第二十九阀门59、第三十阀门60和第三十一阀门61,来自采暖用户10的热网回水在热网水循环泵16的驱动下通过热网回水管84输送至水水换热器14被一级加热,然后进入汽水换热器13被二级加热后,形成高温的热网水通过热网供水管85输送至采暖用户10进行供暖,而此时的疏水循环泵15、热网水循环泵16、蓄热循环泵18和放热循环泵19等动力设备做功需要的电力由电网20提供。
38.当热电联产机组需要低电负荷率运行时:首先,参见图3,打开并调节第一阀门31、第二阀门32、第三阀门33、第四阀门34和第五阀门35,关闭第六阀门36和第七阀门37,汽轮机高中压缸1产生的高压蒸汽和汽轮机低压缸2产生的低压蒸汽进入蒸汽压力匹配器4混合后,形成的中压蒸汽经由工业蒸汽输送管73对外供出;此时,关闭第十二阀门42,打开并调节第九阀门39、第十阀门40、第十一阀门41和第十三阀门43,来自工业蒸汽输送管73的中压蒸汽先进入第一背压机6驱动第一发电机7做
功发电后被降压,然后形成的低压蒸汽供给工业蒸汽用户5使用,第一发电机7产生的电力用于第一蒸汽式电极锅炉8生产低压蒸汽,工业蒸汽用户5产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管79对外供出;此时,关闭第二十四阀门54、第二十五阀门55和第二十八阀门58,打开并调节第八阀门38、第十七阀门47、第十八阀门48、第十九阀门49、第二十阀门50、第二十一阀门51、第二十二阀门52和第二十三阀门53,来自工业蒸汽输送管73的中压蒸汽,一部分先进入第二背压机11驱动第二发电机12做功发电后再进入汽水换热器13加热热网水,另一部分直接进入汽水换热器13加热热网水,第二发电机12产生的电力用于驱动疏水循环泵15、热网水循环泵16、蓄热循环泵18和放热循环泵19等动力设备做功,来自工业蒸汽用户5的蒸汽疏水通过第一疏水输送管79与汽水换热器13形成的蒸汽疏水同时进入水水换热器14加热热网水,经过水水换热器14降温后的疏水在疏水循环泵15的驱动下通过第二疏水输送管82返回至凝汽器3中,同时打开并调节第二十六阀门56、第二十七阀门57、第二十九阀门59、第三十阀门60和第三十一阀门61,来自采暖用户10的热网回水在热网水循环泵16的驱动下通过热网回水管84输送至水水换热器14被一级加热,然后进入汽水换热器13被二级加热后,形成高温的热网水通过热网供水管85输送至采暖用户10进行供暖;其次,参见图4,关闭第二阀门32、第三阀门33、第四阀门34、第五阀门35和第七阀门37,打开并调节第一阀门31和第六阀门36,汽轮机高中压缸1产生的高压蒸汽依次经由第一抽汽支管71和工业蒸汽输送管73对外供出;此时,关闭第十二阀门42,打开并调节第九阀门39、第十阀门40、第十一阀门41和第十三阀门43,来自工业蒸汽输送管73的高压蒸汽先进入第一背压机6驱动第一发电机7做功发电后被降压,然后形成的低压蒸汽供给工业蒸汽用户5使用,第一发电机7产生的电力用于第一蒸汽式电极锅炉8生产低压蒸汽,工业蒸汽用户5产生的蒸汽疏水通过第一疏水输送管79对外供出;此时,关闭第二十四阀门54、第二十五阀门55和第二十八阀门58,打开并调节第八阀门38、第十七阀门47、第十八阀门48、第十九阀门49、第二十阀门50、第二十一阀门51、第二十二阀门52和第二十三阀门53,来自工业蒸汽输送管73的高压蒸汽,一部分先进入第二背压机11驱动第二发电机12做功发电后再进入汽水换热器13加热热网水,另一部分直接进入汽水换热器13加热热网水,第二发电机12产生的电力用于驱动疏水循环泵15、热网水循环泵16、蓄热循环泵18和放热循环泵19等动力设备做功,来自工业蒸汽用户5的蒸汽疏水通过第一疏水输送管79与汽水换热器13形成的蒸汽疏水同时进入水水换热器14加热热网水,经过水水换热器14降温后的疏水在疏水循环泵15的驱动下通过第二疏水输送管82返回至凝汽器3中,同时打开并调节第二十六阀门56、第二十七阀门57、第二十九阀门59、第三十阀门60和第三十一阀门61,来自采暖用户10的热网回水在热网水循环泵16的驱动下通过热网回水管84输送至水水换热器14被一级加热,然后进入汽水换热器13被二级加热后,形成高温的热网水通过热网供水管85输送至采暖用户10进行供暖。
39.当电网20需要增加用电负荷来消纳电网20多余的电力时:打开并增加第三十六阀门66和第三十七阀门67的开度,并增大第十八阀门48和第十九阀门49的开度,第二蒸汽式电极锅炉21利用电网20提供的电力生产蒸汽,并通过第三蒸汽支管91输送至第二背压机11做功后再进入汽水换热器13,从而增加进入汽水换热器13
的蒸汽流量;此时,打开并调节第三十二阀门62和第三十三阀门63,关闭第三十四阀门64和第三十五阀门65,热水蓄热装置17进行蓄热来消纳汽水换热器13和水水换热器14多供的热量,由此保证采暖用户10供暖需求。
40.当电网20需要减少用电负荷来弥补电网20不足的电力时:减小第三十六阀门66和第三十七阀门67的开度且直至关闭,并减小第十八阀门48和第十九阀门49的开度,降低电网20给第二蒸汽式电极锅炉21提供的电力且直至为零,减少第二蒸汽式电极锅炉21输送至第二背压机11和汽水换热器13的蒸汽流量且直至为零;此时,打开并调节第三十四阀门64和第三十五阀门65,关闭第三十二阀门62和第三十三阀门63,热水蓄热装置17对外放热来补充汽水换热器13和水水换热器14少供的热量,由此保证采暖用户10供暖需求。
41.在本实施例的负荷调节方法中,当第一蒸汽式电极锅炉8提供给水水换热器14的单位蒸汽热量价格大于工业蒸汽输送管73供给工业蒸汽用户5的单位蒸汽热量价格时,则关闭第十四阀门44,打开第十五阀门45和第十六阀门46,来自第一蒸汽式电极锅炉8的蒸汽与外供的给水在汽水混合加热装置9内进行混合换热后形成热水,然后通过第一疏水输送管79供给水水换热器14来为采暖用户10供暖。
42.在本实施例的负荷调节方法中,当第一蒸汽式电极锅炉8提供给水水换热器14的单位蒸汽热量价格小于工业蒸汽输送管73供给工业蒸汽用户5的单位蒸汽热量价格时,则关闭第十五阀门45和第十六阀门46,打开第十四阀门44,来自第一蒸汽式电极锅炉8的蒸汽直接供给工业蒸汽用户5使用。
43.在本实施例的负荷调节方法中,当工业蒸汽输送管73提供的单位蒸汽价格大于第二蒸汽式电极锅炉21提供的单位蒸汽价格时,则关小第九阀门39和第十七阀门47的开度且直至关闭,打开并调节第三十六阀门66、第三十七阀门67和第三十八阀门68,增加第二蒸汽式电极锅炉21供给工业蒸汽用户5和汽水换热器13的蒸汽流量,减少工业蒸汽输送管73供给工业蒸汽用户5和汽水换热器13的蒸汽流量且直至为零。
44.在本实施例的负荷调节方法中,当工业蒸汽输送管73提供的单位蒸汽价格小于第二蒸汽式电极锅炉21提供的单位蒸汽价格时,则关小第三十六阀门66、第三十七阀门67和第三十八阀门68的开度且直至关闭,打开并调节第九阀门39和第十七阀门47,增加工业蒸汽输送管73供给工业蒸汽用户5和汽水换热器13的蒸汽流量,减少第二蒸汽式电极锅炉21供给工业蒸汽用户5和汽水换热器13的蒸汽流量且直至为零。
45.在本实施例的负荷调节方法中,当热电联产机组需要改变电负荷率运行时,若需要增加汽轮机高中压缸1和汽轮机低压缸2对外供出的蒸汽流量,则多供的蒸汽全部输送至第二背压机11和汽水换热器13,来用于加热热网水,此时,打开并调节第三十二阀门62和第三十三阀门63,关闭第三十四阀门64和第三十五阀门65,热水蓄热装置17进行蓄热来消纳汽水换热器13和水水换热器14多供的热量,由此保证采暖用户10供暖需求;若需要减少汽轮机高中压缸1和汽轮机低压缸2对外供出的蒸汽流量,则相同减少供给第二背压机11和汽水换热器13的蒸汽流量,此时,打开并调节第三十四阀门64和第三十五阀门65,关闭第三十二阀门62和第三十三阀门63,热水蓄热装置17对外放热来补充汽水换热器13和水水换热器14少供的热量,由此保证采暖用户10供暖需求。
46.在本实施例的负荷调节方法中,当来自采暖用户10的热网回水压力较低时,还打开第二十五阀门55,关闭第八阀门38,来自水水换热器14的疏水在疏水循环泵15的驱动下经由第二疏水旁路83输送至热网回水管84,实现对采暖用户10的供暖系统进行补水定压。
47.在本实施例的负荷调节方法中,当疏水循环泵15、热网水循环泵16、蓄热循环泵18和放热循环泵19等动力设备的耗电量改变时,则调节第十八阀门48、第十九阀门49和第二十阀门50的开度,改变进入第二背压机11的蒸汽流量,从而改变第二发电机12的发电量,来匹配疏水循环泵15、热网水循环泵16、蓄热循环泵18和放热循环泵19等动力设备的耗电量。
48.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。
49.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。