本發(fā)明涉及一種抽汽供熱機(jī)組靈活性切除低壓缸技術(shù)及運(yùn)行控制系統(tǒng)，特別涉及抽汽機(jī)組供熱量大，調(diào)峰能力要求較高的抽汽供熱機(jī)組靈活性切除低壓缸的運(yùn)行系統(tǒng)改造及運(yùn)行控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前，抽汽汽輪機(jī)為保證低壓缸安全運(yùn)行，通常設(shè)計(jì)單個低壓缸120-150t/h的最小進(jìn)汽冷卻流量。實(shí)際運(yùn)行過程中由于低壓缸進(jìn)汽蝶閥設(shè)計(jì)最小通流能力大，同時低壓缸進(jìn)汽蝶閥的口徑大，設(shè)備可控性差，蝶閥一般處于手動控制，加之部分電廠運(yùn)行調(diào)整偏于保守，使供熱機(jī)組進(jìn)入低壓缸的最小冷卻流量一般控制在200-250t/h的范圍內(nèi)。低壓缸進(jìn)汽流量的增加，導(dǎo)致相同發(fā)電量下，機(jī)組供熱能力明顯下降。若要保持相同的供熱量，低壓缸進(jìn)汽流量每增加100t/h，需增加機(jī)組出力約50mw，過大的低壓缸冷卻流量，限制了機(jī)組的供熱能力，也降低了機(jī)組的下限調(diào)峰能力，直接影響到機(jī)組運(yùn)行的靈活性。

為提高供熱機(jī)組的供熱及調(diào)峰能力，部分電廠對單臺機(jī)組進(jìn)行了低壓缸光軸改造或高背壓供熱改造，這兩種改造方式，一般適用于供熱面積增加或熱網(wǎng)循環(huán)水量增大的情況，且改造后的機(jī)組供熱一般采用“以熱定電”或“以電定熱”的方式，實(shí)際調(diào)峰范圍明顯下降，并不能全面提高供熱機(jī)組的運(yùn)行靈活性。還有一些個別機(jī)組采用全部切除低壓缸的運(yùn)行方式，近似于低壓缸光軸運(yùn)行，在操作不當(dāng)或運(yùn)行方式不合理的情況下，會直接影響低壓缸的安全運(yùn)行，運(yùn)行方式也存在一定的技術(shù)風(fēng)險。

機(jī)組運(yùn)行背壓下降，低壓缸需要的最小冷卻流量將成正比下降，在實(shí)現(xiàn)低壓缸超低背壓運(yùn)行的基礎(chǔ)上，采用“靈活性切除低壓缸”運(yùn)行技術(shù)，可自動實(shí)現(xiàn)最小冷卻工況(切缸狀態(tài))到不同供熱運(yùn)行工況及凝汽工況的連續(xù)靈活切換運(yùn)行。對于大部分供熱機(jī)組而言，實(shí)際運(yùn)行供熱工況的最小冷卻流量可下降100-150t/h以上，機(jī)組單機(jī)供熱面積可增加150-220萬平方米，或相同供熱量下機(jī)組下限運(yùn)行電負(fù)荷增加50-75mw，機(jī)組的供熱能力和運(yùn)行靈活性都可得到顯著提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的切除低壓缸的抽汽供熱系統(tǒng)靈活性及控制方法，可解決目前抽汽供熱機(jī)組供熱能力偏低，運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活性差的技術(shù)問題。

為解決上述問題，實(shí)現(xiàn)低壓缸進(jìn)汽參數(shù)與排汽參數(shù)同步匹配控制的靈活性運(yùn)行控制方式，首先對低壓缸進(jìn)汽管道蝶閥進(jìn)行改造或更換，使其可在供熱期間關(guān)閉運(yùn)行，同時保證關(guān)閉時滿足1-2％額定低壓缸進(jìn)汽流量的通流量，滿足蝶閥及管路系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，并在原有熱網(wǎng)加熱系統(tǒng)抽汽管道隔離閥前取汽通過增設(shè)低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)，保證不同運(yùn)行工況下的低壓缸通流量，并在一定范圍滿足機(jī)組熱電負(fù)荷的匹配。

低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)，由低壓缸進(jìn)汽冷卻器、最小冷卻蒸氣直通管路、冷卻蒸汽小流量調(diào)節(jié)管路、冷卻蒸汽大流量調(diào)節(jié)管路組成。

低壓缸進(jìn)汽冷卻器，采用翅片式管束結(jié)構(gòu)，其汽側(cè)采用雙流程，水側(cè)采用單流程，翅片管束宜采用低密度型式，在有效增加蒸汽側(cè)的換熱面積同時，控制系統(tǒng)壓損，減小設(shè)備體積。

低壓缸進(jìn)汽冷卻器的冷卻水源熱網(wǎng)循環(huán)水回收其熱量，冷卻來水可取自熱網(wǎng)循環(huán)水泵出口熱網(wǎng)水，冷卻回水回收至熱網(wǎng)加熱器出水管路或熱網(wǎng)循環(huán)水泵入口管路。

低壓缸最小冷卻蒸氣直通管路按額定供熱壓力及超低背壓下，保證低壓缸最小冷卻流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)通流流量為2％-5％低壓缸額定進(jìn)汽流量，管道上設(shè)計(jì)節(jié)流組件，組件的形式可采用節(jié)流孔或漸縮噴嘴型式，本方案推薦采用漸縮噴嘴型式，此組件也可根據(jù)噴嘴前后壓力和溫度，方便計(jì)算出低壓缸進(jìn)汽流量，特別是在小流量下噴嘴流量為臨界流量，其流量與噴嘴前壓力成正比，流量計(jì)算較為直接。

冷卻蒸汽小流量調(diào)節(jié)管路可在機(jī)組抽汽參數(shù)、低壓缸背壓參數(shù)變化時，及時調(diào)整低壓缸進(jìn)汽流量，此管路設(shè)計(jì)電動調(diào)節(jié)閥、節(jié)流組件。節(jié)流組件的作用時通過一定的節(jié)流作用，提高調(diào)門的調(diào)節(jié)精度和線性范圍，型式宜采用節(jié)流孔。低壓缸蒸汽冷卻調(diào)節(jié)管路的通流流量為設(shè)計(jì)(或根據(jù)實(shí)際)供熱壓力下，最小冷卻蒸氣直通管路、冷卻蒸汽小流量調(diào)節(jié)管路總流量為15％-20％的額定低壓缸進(jìn)汽流量設(shè)計(jì)。

低壓缸進(jìn)汽冷卻蒸汽大流量調(diào)節(jié)管路可保證當(dāng)供熱量較大幅度變化時，滿足低壓缸較大流量的進(jìn)汽通流能力，此管路設(shè)計(jì)一個旁路電動調(diào)節(jié)閥。上述三路低壓缸進(jìn)汽管路的總?cè)萘?，?yīng)保證機(jī)組在額定抽汽壓力下，管道正常流速下滿足30-40％左右的低壓缸進(jìn)汽流量的通流能力。為了方便運(yùn)行期間對低壓缸進(jìn)汽參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和實(shí)現(xiàn)自動控制，在冷卻器前后、調(diào)節(jié)閥前、低壓缸進(jìn)汽管路以及排汽管路分別加裝壓力和溫度測點(diǎn)，在冷卻器前加裝流量孔板，實(shí)時對進(jìn)汽流量進(jìn)行監(jiān)測。其中供熱抽汽壓力、低壓缸進(jìn)汽管路及排汽管路壓力設(shè)計(jì)為三取二絕對壓力測點(diǎn)，溫度均采用鉑電阻型式。

供熱運(yùn)行的控制方式可根據(jù)不同供熱量及機(jī)組負(fù)荷情況，分為低壓缸進(jìn)、排汽最小壓比運(yùn)行控制方式即“切除低壓缸運(yùn)行基本控制方式”；最小冷卻蒸汽量控制方式即“切除低壓缸運(yùn)行自動控制方式”和最小冷卻蒸汽量限制下的抽汽參數(shù)手動調(diào)節(jié)方式即“冷卻流量限制供熱運(yùn)行方式”及自動切缸供熱方式“靈活性切缸運(yùn)行自動控制方式”四種運(yùn)行控制方式。

(1)切除低壓缸運(yùn)行基本控制方式

低壓缸最小冷卻管道上的節(jié)流組件的臨界流量(最大流量)是按照，設(shè)計(jì)供熱抽汽壓力下，最低背壓運(yùn)行調(diào)節(jié)下低壓缸的進(jìn)、排汽壓比pb/pc值與設(shè)計(jì)最大供熱工況的壓比相同的原則設(shè)計(jì)的。實(shí)際運(yùn)行中，背壓變化、供熱抽汽壓力變化，出現(xiàn)低壓缸進(jìn)汽量與背壓不匹配的現(xiàn)象。因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中，需要采用自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)及時對低壓缸最小冷卻流量進(jìn)行控制，使pb/pc的實(shí)際值接近給定值。基本控制原則為：保證低壓缸進(jìn)排汽壓比維持一定比值，來控制低壓缸冷卻流量調(diào)節(jié)閥開度。

實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)抽汽壓力或低壓缸排汽溫度偏離規(guī)定范圍時，可通過手動調(diào)整低壓缸進(jìn)排汽壓比的給定值來控制低壓缸進(jìn)汽量，來間接控制。

(2)切除低壓缸運(yùn)行自動控制方式

在控制低壓缸進(jìn)、排汽壓比的基礎(chǔ)上，同時控制低壓缸排氣溫度。

當(dāng)供熱抽汽壓力及低壓缸排汽壓力發(fā)生變化時，在低壓缸進(jìn)、排汽的實(shí)際壓比一定的情況下，低壓缸排汽過熱度也會發(fā)生變化，當(dāng)實(shí)際排汽溫度的過熱度與給定的溫度范圍存在偏差時，可通過溫差變化適當(dāng)修正低壓缸進(jìn)、排汽的壓比值，修正方式可采用對原給定比值乘以修正系數(shù)的方式來進(jìn)一步微調(diào)pb/pc，其修正系數(shù)范圍較小一般在(0.9-1.2)之間變化。

(3)冷卻流量限制供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)方式

當(dāng)機(jī)組抽汽壓力高，可手動開大低壓缸冷卻蒸汽大、小調(diào)節(jié)閥，滿足熱、電匹配的要求，當(dāng)大、小調(diào)節(jié)閥開度較大時，可開啟原抽汽供熱蝶閥進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。當(dāng)抽汽壓力低，各閥需關(guān)小閥門時，閥門的開度受低壓缸進(jìn)、排汽壓比及排汽過熱度的限制，使低壓缸進(jìn)汽流量不小于最小冷卻流量。

(4)靈活性切缸運(yùn)行自動控制方式

靈活性切缸方式為自動切缸供熱方式,在這種方式下，當(dāng)供熱壓力小于等于給定壓力時，機(jī)組處于切缸運(yùn)行狀態(tài)，抽汽壓變化對低壓缸進(jìn)排汽壓比的修正系數(shù)維持1不變。此時控制方式相當(dāng)于自動切除低壓缸運(yùn)行控制方式。

當(dāng)抽汽壓力高于給定壓力時，說明抽汽量偏小，低壓缸需增加進(jìn)汽量，此時通過計(jì)算實(shí)際抽汽壓力與給定壓力的比值對低壓缸進(jìn)、排汽壓比的給定值進(jìn)行修正，在實(shí)際抽汽壓力與給定抽汽壓力的比值在1-1.2的范圍時，修正系數(shù)也為1-1.2，當(dāng)實(shí)際抽汽壓力與給定抽汽壓力的比值進(jìn)一步增加時，修正系數(shù)比例關(guān)系逐步增強(qiáng)，如壓力比值達(dá)到2，低壓缸進(jìn)、排汽壓比的給定值應(yīng)達(dá)到5左右，以保證抽汽壓力快速大幅度升高時，較快增加低壓缸的進(jìn)汽量，保持抽汽壓力在可控范圍變化。

本發(fā)明采用同步匹配機(jī)組抽汽壓力，控制低壓缸進(jìn)汽及排汽參數(shù)的方式，可實(shí)現(xiàn)抽汽供熱機(jī)組的靈活性切除低壓缸運(yùn)行，大幅提高供熱能力和調(diào)峰能力和機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)性，為供熱機(jī)組的靈活性改造及供熱系統(tǒng)的增容改造，供熱機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化提供一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)的改造技術(shù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式中靈活性切除低壓缸的抽汽供熱系統(tǒng)的框圖(濕/間冷機(jī)組)；

圖2是本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式中靈活性切除低壓缸的抽汽供熱系統(tǒng)的框圖(直接空冷機(jī)組)；

圖3是本發(fā)明的供熱抽汽冷卻器結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的低壓缸進(jìn)汽旁路布置圖；

圖5是本發(fā)明的靈活性切缸運(yùn)行自動控制系統(tǒng)圖；

圖6是本發(fā)明的靈活性切除低壓缸的抽汽供熱系統(tǒng)的控制原理示意圖；

圖7為本發(fā)明靈活性切除低壓缸的抽汽供熱系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)抽汽供熱機(jī)組的抽汽供熱系統(tǒng)由供熱抽汽直接向熱網(wǎng)加熱器供汽，供熱抽汽壓力通過低壓缸進(jìn)汽蝶閥調(diào)整，保證低壓缸的安全運(yùn)行，冬季供熱期間，濕冷機(jī)組運(yùn)行背壓維持在4-6kpa，空冷機(jī)組運(yùn)行背壓維持在8-10kpa，單個低壓缸保證120-150t/h的最小進(jìn)汽冷卻流量。此時低壓缸末級葉片已處于一定的鼓風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)，低壓缸末級葉片的實(shí)際效率低于30％，個別機(jī)組末級也可能出現(xiàn)負(fù)功現(xiàn)象。在這種背壓條件下，如進(jìn)一步直接大幅度降低低壓缸進(jìn)汽流量，末級、次末葉片的鼓風(fēng)狀態(tài)會進(jìn)一步加劇，使兩級葉片出口溫度大幅增加，動應(yīng)力增大，直接影響末級、次末級的安全運(yùn)行。而采用對低壓缸噴水減溫的措施，僅起到降低低壓外缸溫度的目的，不能有效解決通流部分的安全性問題。

低壓缸冷卻流量的下降可顯著提高供熱能力及調(diào)峰能力。當(dāng)?shù)蛪焊走M(jìn)汽流量與背壓呈正比下降時，其低壓缸排汽容積流量可基本維持不變，低壓缸末級葉片的動應(yīng)力水平近似相等，但靜應(yīng)力水平呈正比下降，低壓缸整體運(yùn)行的安全可靠性較低壓缸在設(shè)計(jì)條件下最小冷卻流量的運(yùn)行方式趨于安全可靠。因此降低運(yùn)行背壓，維持低壓缸進(jìn)汽壓力與排汽壓力的壓比與其設(shè)計(jì)最大供熱流量下的壓比一致，是實(shí)現(xiàn)降低低壓缸最小冷卻流量的有效途徑。

抽汽供熱機(jī)組在冬季運(yùn)行，循環(huán)水溫度在低壓缸最小冷卻流量情況下可下降到10℃以下，冷卻水溫為實(shí)現(xiàn)運(yùn)行背壓的下降提供了必要的條件。但目前水環(huán)真空泵的極限背壓一般為3.3kpa，可實(shí)現(xiàn)的最低運(yùn)行背壓在4-5kpa，因此安全有效地降低低壓缸冷卻流量的空間較小。

如要達(dá)到實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)行背壓的目的，需解決目前真空泵抽真空能力不足的問題。研究表明，通過增設(shè)一套輔助抽真空系統(tǒng)，可有效改善原真空泵的抽真空能力，使機(jī)組實(shí)現(xiàn)超低背壓安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在超低背壓運(yùn)行條件下，濕冷機(jī)組單個低壓缸最小冷卻流量可降低為45t/h左右，空冷機(jī)組單個低壓缸最小冷卻流量可降低到20t/h左右，而一般光軸運(yùn)行的機(jī)組低壓缸需20-30t/h的冷卻流量，機(jī)組超低背壓運(yùn)行，可近似達(dá)到與低壓缸光軸改造運(yùn)行方式基本一致的供熱能力。

目前大部分供熱機(jī)組低壓缸實(shí)際運(yùn)行的最小冷卻連流量不小于150-200t/h，如實(shí)際運(yùn)行供熱工況的最小冷卻流量可下降100-150t/h，機(jī)組單機(jī)供熱面積可增加150-220萬平方米，或相同供熱量下機(jī)組下限運(yùn)行負(fù)荷增加50-75mw。

目前大型供熱機(jī)組供熱工況的設(shè)計(jì)供熱抽汽壓力一般在0.3mpa到0.4mpa，tmcr工況進(jìn)汽量下，對應(yīng)的供熱抽汽溫度220-250℃；而75％tha工況進(jìn)汽量下，對應(yīng)的供熱抽汽溫度可達(dá)到250-280℃；一般低壓缸在設(shè)計(jì)最大供熱工況下，低壓缸排汽會出現(xiàn)一定的過熱現(xiàn)象，當(dāng)超低背壓運(yùn)行時，在進(jìn)排汽壓比相同的情況下，雖然其排汽溫度變化不大，但過熱度會明顯增加。

欲使排汽過熱度整體控制在合理范圍，通過適當(dāng)降低進(jìn)汽溫度是一個有效的措施。實(shí)際運(yùn)行中，低負(fù)荷運(yùn)行，低壓缸更需在切缸狀態(tài)運(yùn)行，此時抽汽壓力較低，抽汽溫度應(yīng)在為230-260℃之間，通過增設(shè)低壓缸進(jìn)汽冷卻器使其進(jìn)汽溫度有所下降，可有效減小低壓缸排汽的過熱度。其冷卻方式包括噴水減溫及表面式冷卻，考慮到實(shí)際管路系統(tǒng)與低壓缸的入口距離較短，霧化效果較差可能產(chǎn)生低壓缸葉片水沖擊現(xiàn)象。本發(fā)明推薦采用表面式低密度翅片形式冷卻器，以適當(dāng)冷卻低壓缸進(jìn)汽溫度，控制低壓末級進(jìn)熱干度接近于飽和溫度，以不會對末級產(chǎn)生水蝕。由于冷卻水溫與蒸汽溫差較大，增減循環(huán)水量與蒸汽量，總換熱量的變化幅度較小，在進(jìn)出水溫度一定范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)冷卻水量，對調(diào)節(jié)汽溫的調(diào)節(jié)作用較小，當(dāng)過度減小水量時，會引起冷卻水汽化，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，故進(jìn)汽冷卻水流量不宜作為進(jìn)汽溫度的自動調(diào)整手段；且系統(tǒng)運(yùn)行過程中冷卻器具有一定的自適應(yīng)能力，可不進(jìn)行水量的頻繁調(diào)節(jié)。

抽汽供熱機(jī)組供熱運(yùn)行期間，低壓缸進(jìn)汽蝶閥根據(jù)熱網(wǎng)加熱系統(tǒng)的需求進(jìn)行開度調(diào)整，保證供熱的同時，也要控制低壓缸進(jìn)汽量滿足最小冷卻流量要求。在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于低壓缸進(jìn)汽蝶閥的通流量大，進(jìn)行開度調(diào)整時過于保守，運(yùn)行實(shí)際開度大，同時考慮閥門的可控性差，容易出現(xiàn)卡澀或其他故障，往往導(dǎo)致低壓缸實(shí)際進(jìn)汽流量明顯偏大，進(jìn)而影響到機(jī)組的供熱能力和調(diào)峰能力。

要有效降低低壓缸的冷卻流量，首先要降低機(jī)組運(yùn)行背壓。如要達(dá)到實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)行背壓的目的，需解決目前真空泵抽真空能力低的問題，本文提供了一種靈活性切除低壓缸的抽汽供熱系統(tǒng)，包括一套輔助抽真空系統(tǒng)32’、一套低壓缸進(jìn)汽冷卻器系統(tǒng)和一套低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)34。其中，圖7中還示出了機(jī)組冷端系統(tǒng)33的安裝位置，其結(jié)構(gòu)與作用同現(xiàn)有技術(shù)相同，請參考現(xiàn)有技術(shù)。

輔助抽真空系統(tǒng)32’與的抽真空系統(tǒng)配合，以實(shí)現(xiàn)抽汽供熱機(jī)組超低背壓安全穩(wěn)定。即輔助抽真空系統(tǒng)32’串聯(lián)與原有真空泵(抽真空系統(tǒng))之前。輔助抽真空系統(tǒng)主要由大流量輔助真空泵24、冷卻裝置27、水環(huán)真空泵26組成。輔助真空泵極限背壓可達(dá)0.5kpa左右，為實(shí)現(xiàn)機(jī)組超低背壓運(yùn)行創(chuàng)造了基本的條件，大流量輔助真空泵24對機(jī)組抽真空，在機(jī)組冷卻條件滿足要求的條件下循環(huán)冷卻水溫度10-15℃，直接空冷機(jī)組環(huán)境溫度5℃以下，機(jī)組運(yùn)行背壓可控制在1.5-2kpa以內(nèi)，此時輔助真空泵24出口壓力可達(dá)到4-5kpa，輔助真空泵24的排氣汽混合物，經(jīng)冷卻裝置27冷卻后，大部分蒸汽被冷卻后，疏水經(jīng)閥門29回收至凝汽器23或排汽裝置32，這樣減小了進(jìn)入水環(huán)真空泵26進(jìn)氣汽量，相對提高了水環(huán)真空泵26的出力，使系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更低背壓運(yùn)行，同時減小了工質(zhì)損失。

抽汽供熱機(jī)組原供熱方式為抽汽經(jīng)中壓缸1排出，一部分抽汽供熱網(wǎng)加熱器31加熱熱網(wǎng)循環(huán)水對外供熱；少量蒸汽加熱回?zé)嵯到y(tǒng)，另一部分經(jīng)過供熱蝶閥2進(jìn)入低壓缸5繼續(xù)做功，最終低壓缸排汽進(jìn)入凝汽器23或排汽裝置32。

為減小進(jìn)入低壓缸的冷卻蒸汽流量，需對低壓缸進(jìn)汽管道蝶閥2進(jìn)行改造或更換，保證關(guān)閉時有1-2％額定低壓缸進(jìn)汽流量的通流量，滿足蝶閥及管路系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)?？紤]到蝶閥口徑過大，小流量調(diào)節(jié)精度差，需增設(shè)低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)34。其取汽來自原有熱網(wǎng)加熱系統(tǒng)抽汽管道隔離閥30前。通過增設(shè)低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)，滿足不同運(yùn)行條件下的低壓缸冷卻流量，并在一定范圍滿足機(jī)組熱電負(fù)荷的匹配的流量調(diào)節(jié)。

低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)，設(shè)置在抽汽供熱機(jī)組的中低壓連通管上，用于實(shí)現(xiàn)抽汽供熱機(jī)組的靈活性運(yùn)行調(diào)整改造。低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)包括低壓缸進(jìn)汽冷卻器、最小冷卻蒸氣直通管路、冷卻蒸汽小流量調(diào)節(jié)管路和冷卻蒸汽大流量調(diào)節(jié)管路。即低壓缸進(jìn)汽旁路管路系統(tǒng)包括低壓缸進(jìn)汽冷卻器11及三個支路組成。低壓缸冷卻蒸汽經(jīng)過閥門8進(jìn)入低壓缸進(jìn)汽冷卻器11，冷卻后，經(jīng)過最小冷卻蒸氣直通管路、冷卻蒸汽小流量調(diào)節(jié)管路、冷卻蒸汽大流量調(diào)節(jié)管路后最終連接至供熱蝶閥2后管道上。

低壓缸進(jìn)汽冷卻器11為低密度翅片式換熱結(jié)構(gòu)，冷卻水源為熱網(wǎng)循環(huán)水，低壓缸進(jìn)汽冷卻器11來水為熱網(wǎng)循環(huán)水泵出口熱網(wǎng)水經(jīng)閥門36進(jìn)入低壓缸進(jìn)汽冷卻器11，回水根據(jù)實(shí)際回水管路長度確定回收位置可經(jīng)閥門37回收至熱網(wǎng)加熱器出水或者經(jīng)閥門34循環(huán)水泵入口。低壓缸進(jìn)汽冷卻器11內(nèi)疏水經(jīng)閥門35回收至凝汽器23或排汽裝置32。低壓缸進(jìn)汽冷卻器11的設(shè)計(jì)容量為額定抽汽壓力下，冷卻蒸氣直通管路單獨(dú)運(yùn)行時，蒸汽溫度下降30-40℃。

抽汽換熱器11前后增加蒸汽壓力及溫度測點(diǎn)6、7、9、10、12、13，方便運(yùn)行期間數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測及分析。換熱后的抽汽，可經(jīng)過三路低壓缸進(jìn)汽管路進(jìn)行調(diào)整。第一路為最小冷卻蒸氣直通管路，按額定供熱壓力及超低背壓下，保證低壓缸最小冷卻流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)通流流量為2％-5％低壓缸額定進(jìn)汽流量空冷機(jī)組取小值、濕冷機(jī)組取大值，此管路上加裝節(jié)流組件16，組件的可采用節(jié)流孔或漸縮噴嘴型式，本方案推薦采用漸縮噴嘴型式如圖4，此組件也可根據(jù)噴嘴前后壓力和溫度，方便計(jì)算出低壓缸進(jìn)汽流量，特別是在小流量下噴嘴流量為臨界流量，與其流量與噴嘴前壓力成正比，流量計(jì)算較為直接。節(jié)流組件前設(shè)計(jì)手動門15，方便必要時的運(yùn)行調(diào)整。

第二路為冷卻蒸汽小流量調(diào)節(jié)管路，按額定抽汽壓力下15％左右的額定低壓缸進(jìn)汽流量設(shè)計(jì)，可在機(jī)組抽汽參數(shù)、低壓缸背壓參數(shù)變化時，及時調(diào)整低壓缸進(jìn)汽流量。此管路設(shè)計(jì)電動調(diào)節(jié)閥17、節(jié)流件18，當(dāng)?shù)蛪焊走M(jìn)汽壓力3與低壓缸排汽壓力21的壓比發(fā)生變化，低壓缸排汽溫度7超出設(shè)定范圍，供熱抽汽壓力偏高6時，可通過電動調(diào)節(jié)閥17調(diào)整低壓缸進(jìn)汽流量。

低壓缸進(jìn)汽冷卻器系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力，通過適當(dāng)降低進(jìn)汽溫度，以確保低壓缸排汽過熱度整體控制在合理范圍之內(nèi)。具體地，在進(jìn)入第一、第二路的母管上裝有節(jié)流孔板14用于測量較小流量時的通流量。兩路管在節(jié)流件16、18前、后管路的直徑根據(jù)管路蒸汽壓力、溫度及流量，控制一定的流速范圍，加以確定，因此節(jié)流前可選較細(xì)的管徑，節(jié)流后選擇與進(jìn)汽旁路總管接近的管徑。

第三路為冷卻蒸汽大流量調(diào)節(jié)管路具有較大的通流能力較大，按額定抽汽壓力下40％左右的額定低壓缸進(jìn)汽流量設(shè)計(jì)。當(dāng)抽汽壓力6發(fā)生變化或在熱網(wǎng)加熱系統(tǒng)退出運(yùn)行即純凝工況時機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，電動調(diào)節(jié)閥19打開。在額定抽汽壓力下，此三路通流量可滿足50％左右的低壓缸進(jìn)汽流量的通流能力，保證機(jī)組在熱網(wǎng)加熱系統(tǒng)退出運(yùn)行即純凝工況時，保證低壓缸正常進(jìn)汽流量。

供熱抽汽靈活性運(yùn)行調(diào)整系統(tǒng)投入運(yùn)行時，原供熱蝶閥2可關(guān)閉運(yùn)行，也可在必要時情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)。

供熱運(yùn)行的控制方式可根據(jù)不同供熱量及機(jī)組負(fù)荷情況，分為低壓缸進(jìn)、排汽最小壓比運(yùn)行控制方式(即“切除低壓缸運(yùn)行基本控制方式”)；最小冷卻蒸汽量運(yùn)行控制方式(即“切除低壓缸運(yùn)行自動控制方式”)和最小冷卻蒸汽量限制下的抽汽參數(shù)手動調(diào)節(jié)控制方式(即“冷卻流量限制供熱運(yùn)行方式”)及自動切缸供熱方式(即“靈活性切缸運(yùn)行自動控制方式”)四種運(yùn)行控制方式。

(1)切除低壓缸運(yùn)行基本控制方式

切除低壓缸運(yùn)行控制方式的控制原則為：保證低壓缸進(jìn)排汽壓比維持一定比值，來控制低壓缸冷卻流量調(diào)節(jié)閥開度。此時抽汽壓力控制手動自動切換53的切換選手動，其輸出k2＝1，過熱度控制pid48的輸出幾經(jīng)過切換模塊49選手動輸出k1＝1，乘法器50的輸出為1，供熱抽汽壓力6及低壓缸排汽溫度22參數(shù)不參與直接控制。

低壓缸進(jìn)汽壓力pb3、低壓缸排汽壓力pc21通過除法器38計(jì)算出壓比pb/c與壓比給定值pb/cs比較后，經(jīng)死區(qū)41、pid調(diào)節(jié)器43輸出f4x、f5x控制小、大電動控制閥17、19的開度，來實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。f4x、f5x中，開度與pid調(diào)節(jié)器43的關(guān)系按流量非線性函數(shù)組態(tài)，大、小調(diào)門有一定的重疊范圍，以保證系統(tǒng)調(diào)節(jié)平穩(wěn)。

實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)抽汽壓力或低壓缸排汽溫度偏離規(guī)定范圍時，可通過手動調(diào)整低壓缸進(jìn)排汽壓比的給定值來控制低壓缸進(jìn)汽量，間接控制被控參數(shù)。

(2)切除低壓缸運(yùn)行自動控制方式

該控制抽汽壓力控制手動自動切換53的切換選手動，其輸出k2＝1。

該控制方式，切除低壓缸運(yùn)行基本控制方式基礎(chǔ)上，同時控制低壓缸排汽溫度。汽輪機(jī)排汽壓力pc21經(jīng)f1x44可計(jì)算出其飽和溫度值，經(jīng)加法器45與給定飽和溫度值t0相加后進(jìn)入減法器與tc比較，并經(jīng)過f2x47處理后送入pid調(diào)節(jié)器48，形成排汽溫度對給定壓比的修正系數(shù)，控制pid調(diào)節(jié)器48范圍在(0.9-1.2)之間變化，僅滿足微調(diào)要求。

(3)冷卻流量限制供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)方式

該控制抽汽壓力控制手動自動切換53的切換選手動，其輸出k2＝1。

在切除低壓缸運(yùn)行自動控制方式的基礎(chǔ)上，為方便調(diào)節(jié)抽汽參數(shù)，可增加兩旁路閥的手動操作功能。

當(dāng)機(jī)組抽汽壓力和供熱量需進(jìn)行調(diào)整時，可通過取大回路43手動給定開低壓缸冷卻蒸汽大、小調(diào)節(jié)閥的總指令直接進(jìn)行控制，當(dāng)大、小調(diào)節(jié)閥開度較大時，可開啟原抽汽供熱蝶閥進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。當(dāng)抽汽壓力低，各閥需關(guān)小閥門時，閥門的開度受低壓缸進(jìn)、排汽壓比及排汽過熱度的限制，由pid42控制低壓缸進(jìn)汽流量不小于最小冷卻流量。

(4)靈活性切缸運(yùn)行自動控制方式

靈活性切缸方式為自動切缸供熱方式,在這種方式下，手動/自動切換塊49、53選擇自動。

當(dāng)供熱壓力小于等于給定壓力時，機(jī)組處于切缸運(yùn)行狀態(tài)，抽汽壓變化對低壓缸進(jìn)排汽壓比的修正系數(shù)維持1不變。此時控制方式相當(dāng)于切除低壓缸運(yùn)行自動控制方式。

當(dāng)抽汽壓力pa6高于給定壓力pas時，除法器51的輸出壓力比例pa/pas大于1，該比值通過f2x對低壓缸進(jìn)、排汽壓比的給定值進(jìn)行修正，在實(shí)際抽汽壓力與給定抽汽壓力的比值在1-1.2的范圍時，修正系數(shù)＝pa/pas，此時可基本保持旁路門開度不變。當(dāng)實(shí)際抽汽壓力與給定抽汽壓力的比值進(jìn)一步增加時，修正系數(shù)逐步增強(qiáng)，如壓力比值達(dá)到2時，低壓缸進(jìn)、排汽壓比的給定值應(yīng)達(dá)到5左右，以保證抽汽壓力快速大幅度升高時，較快增加低壓缸的進(jìn)汽量，保持抽汽壓力在可控范圍變化。速率限制模塊54可限制f2x輸出值的變化速率，保證系統(tǒng)調(diào)節(jié)平穩(wěn)。

實(shí)際運(yùn)行中當(dāng)抽汽壓力明顯偏高時，也可及時調(diào)整供熱蝶閥2維持抽汽參數(shù)正常。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。