一种三级梯级供热系统及整体运行寻优方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三级梯级供热系统及整体运行寻优方法,适用于三级梯级供热系统领域。热网循环水回水进入一级高背压凝汽器，通过高背压运行方式下的汽轮机低压缸排汽加热；一级高背压凝汽器的出口连接二级蒸汽压缩提质装置凝汽器的入口；二级蒸汽压缩提质装置凝汽器的出口连接三级热网加热器的入口，利用汽轮机中压缸排汽抽汽加热；三级热网加热器的出口连接热网循环水供水。本发明专利技术通过三级梯级供热系统寻优方法可做到精确控制时刻寻优从而降低系统供热能耗成本，对第一级高背压凝汽器乏汽利用量、第二级蒸汽压缩提质装置凝汽器乏汽利用量以及蒸汽压缩提质装置的实际性能等关键检测参数进行监测，用于寻优系统能耗计算模型时刻监测系统供热能耗。

A three-stage cascade heating system and its overall operation optimization method

【技术实现步骤摘要】
一种三级梯级供热系统及整体运行寻优方法
本专利技术涉及三级梯级供热系统领域，具体地说涉及一种三级梯级供热系统及整体运行寻优方法。
技术介绍
随着国内能源成本的上升和环保要求的提高，高效能量回收设备成为近些年发展的新趋势。而热电联产越来越多的成为国内火力发电企业节能降耗的有效方式，在北方地区利用汽轮机抽汽或乏汽进行集中供暖是火力发电企业热电联产的重要改造途径。如何有效降低供热能耗及改造成本是当前供热技术的研究重点。基于热力学第二定律的分析原理可以得出：对于热力发电厂目前供热系统，采用多热源梯级加热方式可有效降低汽水品味差，使损失减少。对于目前较常见的三级梯级加热系统来说，其供热能耗受很多参数影响，如机组背压、热网循环水量、蒸汽压缩提质装置抽吸比、中排抽汽压力等，每个参变量的变化，都对供热的经济指标产生影响。如何寻优控制上述关键参数使得三级梯级加热系统能耗最低是当前亟待解觉的问题。多热源梯级加热系统的供热能耗成本受多参数影响，若不进行寻优控制，尤其在实际运行工况偏离设计工况的情况下，第一级高背压凝汽器乏汽利用量，第二级蒸汽压缩提质装置凝汽器乏汽利用量以及蒸汽压缩提质装置的实际性能参数等关键检测参数的获取对于三级梯级供热系统寻优尤为关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种精确控制时刻寻优、降低系统供热能耗成本的三级梯级供热系统及整体运行寻优方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种三级梯级供热系统，其特征在于：包括一级高背压凝汽器，热网循环水回水进入所述一级高背压凝汽器，通过高背压运行方式下的汽轮机低压缸排汽加热；所述一级高背压凝汽器的出口连接二级蒸汽压缩提质装置凝汽器的入口；所述二级蒸汽压缩提质装置凝汽器的出口连接三级热网加热器的入口，利用汽轮机中压缸排汽抽汽加热；所述三级热网加热器的出口连接热网循环水供水。进一步的，还包括蒸汽压缩提质装置，汽轮机低压缸排汽至一级高背压凝汽器调节蝶阀和第一蒸汽压缩提质装置调节蝶阀，分别连接所述一级高背压凝汽器的入口和蒸汽压缩提质装置的入口；汽轮机中压缸排汽抽汽至第二蒸汽压缩提质装置调节阀和三级热网加热器调节阀，分别连接蒸汽压缩提质装置的入口和三级热网加热器的入口；所述蒸汽压缩提质装置的出口连接所述二级蒸汽压缩提质装置凝汽器的入口。进一步的，根据热需求温度，分别投入所述一级高背压凝汽器、二级蒸汽压缩提质装置凝汽器和三级热网加热器。进一步的，所述蒸汽压缩提质装置可以为汽驱离心式蒸汽压缩机、热压机、增汽机。基于三级梯级供热系统的整体运行寻优方法，包括三级梯级供热系统能耗计算模型：热平衡约束条件：其中，W1r为一级高背压凝汽器加热功率，W2r为二级蒸汽压缩提质装置凝汽器加热功率，W3r为三级热网加热器加热功率，Wgr为总供热功率也为热用户需要热负荷；Gb为一级高背压凝汽器乏汽利用量，hb为汽轮机低压缸排汽焓值，C为水的比热容，tqbs为一级高背压凝汽器疏水温度，Gr为热网循环水量，tbc为级高背压凝汽器出水温度，th为热网回水温度；pb为低压缸排汽压力，tdc1为一级高背压凝汽器端差；Gd为二级蒸汽压缩提质装置凝汽器蒸汽利用量，hd为蒸汽压缩提质装置出口蒸汽焓值，tds为二级蒸汽压缩提质装置凝汽器疏水温度，tdc为二级蒸汽压缩提质装置凝汽器出水温度；pd为蒸汽压缩提质装置出口蒸汽压力，td为蒸汽压缩提质装置出口蒸汽温度；α为蒸汽压缩提质装置压缩比；Gz为三级热网加热器用中排抽汽量，hc为中排抽汽焓值，tzs为热网加热器疏水温度，tgs为热网循环水供水温度；三级梯级供热系统能耗成本计算模型：其中：Wf为三级梯级供热系统利用汽轮机排汽加热功率，Wzp为三级梯级供热系统利用中排抽汽加热功率；Bf为汽轮机排汽供热煤耗，Bzp为中排抽汽供热煤耗，β为汽轮机高背压排汽供热利用系数，B3j为三级梯级供热系统整体供热煤耗；Gs为蒸汽压缩提质装置乏汽利用量，G1为低压缸进汽质量流量；Wrx为循环水泵总功率，h为热网循环水泵扬程，η为泵的效率；Egr为三级梯级供热系统能耗成本，Smj为标煤单价，Sdj为上网电价。进一步的，寻优步骤为：控制模型初始值设定；系统所需工况值的输入与读取，其中无法直接读取的数据人为输入，其余数据通过DCS读取；计算在满足边界条件下的三级梯级供热系统能耗成本理论计算值与三级梯级供热系统能耗成本实际计算值；数据进入公式判断是否需要寻优并给出意见，若不满足条件，则建议寻优；若满足条件，则不建议寻优，返回工况值的输入与读取步骤；若建议寻优，进入公式若满足条件，则给定扰动因素C；若不满足条件，则进入下一公式判断；根据指令，给定扰动因素C并计算能耗成本值，进入公式若满足条件，则返回工况值的输入与读取步骤；若不满足条件，则返回给定扰动因素C步骤；根据指令，进入公式若满足条件，则给定扰动因素B；若不满足条件，则进入下一公式给定扰动因素A；根据指令，给定扰动因素B并计算能耗成本值，进入公式若满足条件，则返回给定扰动因素C步骤；若不满足条件，则返回给定扰动因素B步骤；根据指令，给定扰动因素A并计算能耗成本值；进入公式若满足条件，则返回给定扰动因素B步骤；若不满足条件，则返回给定扰动因素A步骤。进一步的，所述寻优控制逻辑扰动因素数大于等于2。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术通过三级梯级供热系统寻优方法可做到精确控制时刻寻优从而降低系统供热能耗成本。本专利技术可对第一级高背压凝汽器乏汽利用量、第二级蒸汽压缩提质装置凝汽器乏汽利用量以及蒸汽压缩提质装置的实际性能等关键检测参数进行监测，用于寻优系统能耗计算模型时刻监测系统供热能耗。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的三级梯级供热系统示意图；图2是本专利技术的三级梯级供热系统寻优控制逻辑框图。其中：101-一级高背压凝汽器，102-二级蒸汽压缩提质装置凝汽器，103-三级热网加热器，104-蒸汽压缩提质装置，201-一级高背压凝汽器调节蝶阀，202-蒸汽压缩提质装置调节蝶阀，203-蒸汽压缩提质装置调节阀，204-三级热网加热器调节阀，301-热网循环回水，302-热网循环供水，303-汽轮机低压缸排汽，304-汽轮机中压缸排汽抽汽。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术提供三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三级梯级供热系统，其特征在于：包括一级高背压凝汽器(101)，热网循环水回水(301)进入所述一级高背压凝汽器(101)，通过高背压运行方式下的汽轮机低压缸排汽加热；所述一级高背压凝汽器(101)的出口连接二级蒸汽压缩提质装置凝汽器(102)的入口；所述二级蒸汽压缩提质装置凝汽器(102)的出口连接三级热网加热器(103)的入口，利用汽轮机中压缸排汽抽汽加热；所述三级热网加热器(103)的出口连接热网循环水供水(302)。/n

【技术特征摘要】
1.一种三级梯级供热系统，其特征在于：包括一级高背压凝汽器(101)，热网循环水回水(301)进入所述一级高背压凝汽器(101)，通过高背压运行方式下的汽轮机低压缸排汽加热；所述一级高背压凝汽器(101)的出口连接二级蒸汽压缩提质装置凝汽器(102)的入口；所述二级蒸汽压缩提质装置凝汽器(102)的出口连接三级热网加热器(103)的入口，利用汽轮机中压缸排汽抽汽加热；所述三级热网加热器(103)的出口连接热网循环水供水(302)。


2.根据权利要求1所述的一种三级梯级供热系统，其特征在于：还包括蒸汽压缩提质装置(104)，汽轮机低压缸排汽(303)至一级高背压凝汽器调节蝶阀(201)和第一蒸汽压缩提质装置调节蝶阀(202)，分别连接所述一级高背压凝汽器(101)的入口和蒸汽压缩提质装置(104)的入口；汽轮机中压缸排汽抽汽(304)至第二蒸汽压缩提质装置调节阀(203)和三级热网加热器调节阀(204)，分别连接蒸汽压缩提质装置(104)的入口和三级热网加热器(103)的入口；所述蒸汽压缩提质装置(104)的出口连接所述二级蒸汽压缩提质装置凝汽器(102)的入口。


3.根据权利要求1所述的一种三级梯级供热系统，其特征在于：根据热需求温度，分别投入所述一级高背压凝汽器(101)、二级蒸汽压缩提质装置凝汽器(102)和三级热网加热器(103)。


4.根据权利要求1所述的一种三级梯级供热系统，其特征在于：所述蒸汽压缩提质装置(104)可以为汽驱离心式蒸汽压缩机、热压机、增汽机。


5.基于三级梯级供热系统的整体运行寻优方法，其特征在于：包括三级梯级供热系统能耗计算模型：
热平衡约束条件：



其中，W1r为一级高背压凝汽器加热功率，W2r为二级蒸汽压缩提质装置凝汽器加热功率，W3r为三级热网加热器加热功率，Wgr为总供热功率也为热用户需要热负荷；Gb为一级高背压凝汽器乏汽利用量，hb为汽轮机低压缸排汽焓值，C为水的比热容，tqbs为一级高背压凝汽器疏水温度，Gr为热网循环水量，tbc为级高背压凝汽器出水温度，th为热网回水温度；pb为低压缸排汽压力，tdc1为一级高背压凝汽器端差；Gd为二级蒸汽压缩提质装置凝汽器蒸汽利用量，hd为蒸汽压缩提质装置出口蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄治坤，岑岭山，高永翔，李健，张攀，王恩镇，
申请(专利权)人：晟源高科北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11