本發(fā)明專利屬于發(fā)電廠領域，具體涉及一種火電機組供熱參數的匹配裝置及方法。
背景技術：
：由于國民經濟的發(fā)展，地區(qū)或城市的用熱需求量不斷提升，原來采用工業(yè)鍋爐小規(guī)模供熱的情況已經滿足不了發(fā)展需求。加之供熱鍋爐分散運行對環(huán)境的污染十分嚴重，于是，國家出臺政策，關停零星供熱，實現大規(guī)模熱電聯產。在地區(qū)發(fā)展規(guī)劃中，除了新建熱電機組外，很大一部分依托于地區(qū)建成的純凝式火電機組，建設城市或地區(qū)供熱管網系統(tǒng)，實現就近或遠距離供熱。而這些純凝式火電機組在設計時沒有專門考慮供熱參數的問題。因此，它們能提供的蒸汽與用戶需要的蒸汽參數之間很難匹配。一般在純凝式火電機組上抽取高于用戶需要參數的蒸汽，經冷卻水減溫后提供給用戶。如圖1-圖3為現有技術中火電機組供熱參數的匹配裝置中設有減溫減壓站的結構示意圖，鍋爐產生的過熱蒸汽進入汽輪機高壓缸做功，其排汽經過鍋爐再熱器加熱后產生熱再熱蒸汽，大部分熱再熱蒸汽進入汽輪機中壓缸及與汽輪機低壓缸繼續(xù)做功用于發(fā)電機發(fā)電，然后依次經凝汽器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、鍋爐給水泵和高壓加熱器打回鍋爐，形成工質循環(huán)；小部分熱再熱蒸汽經給水泵抽頭之減溫水對進入減溫減壓站的熱再熱蒸汽進行降溫，達到供熱蒸汽的參數要求。眾所周知，供熱蒸汽經鍋爐加熱，再經冷卻水減溫后對外供熱，相比不經加熱直供蒸汽，需鍋爐投入更多的煤，因此機組的供電煤耗上升。在當前國際、國內節(jié)能減排的大環(huán)境下，降低機組的能源消耗十分迫切。技術實現要素：針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種火電機組供熱參數的匹配裝置及方法，在不改變原來鍋爐及汽輪機運行方式的情況下，采用專用設備，并經合理選型及布置，將在供熱蒸汽中用戶所需熱量的多余部分，可以改善鍋爐燃燒情況及制粉出力、提高鍋爐平均吸熱溫度和汽輪機的做功能力、降低供電煤耗等。為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種火電機組供熱參數的匹配裝置，所述火電機組內設置有輸送過熱蒸汽的蒸汽管道，該蒸汽管道通過支路管道連接供熱用戶端口，在所述的支路管道上還設有供熱參數的匹配裝置，所述的匹配裝置包括有串接在支路管道上的減壓閥和熱交換器，所述的熱交換器置于火電機組的待加熱區(qū)內以將供熱多余熱量返還給鍋爐熱力系統(tǒng)，所述的待加熱區(qū)包括有火電機組中風道、煙道、給水管道和蒸汽管道。在上述的本發(fā)明一種火電機組供熱參數的匹配裝置中，所述熱交換器的輸入端連接在減壓閥后端的支路管道上，熱交換器的輸出端連接在供熱用戶端口前端的支路管道上。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有旁路閥，在支路管道上所述的熱交換器位置處并聯有旁路閥，該旁路閥的輸入端和輸出端分別與熱交換器的輸入端和輸出端通過管路連接。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有減溫水設備，該減溫水設備設在熱交換器后、供熱用戶端口前的支路管道上。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有減溫水設備，該減溫水設備設在減壓閥后、熱交換器前的支路管道上。進一步地，所述的減溫水設備和減壓閥為一體式減壓降溫設備。在上述的本發(fā)明一種火電機組供熱參數的匹配裝置中，所述減壓閥的輸入端連接在熱交換器后端的支路管道上，減壓閥的輸出端連接在供熱用戶端口前端的支路管道上。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有旁路閥，在支路管道上所述的熱交換器位置處并聯有旁路閥，該旁路閥的輸入端和輸出端分別與熱交換器的輸入端和輸出端通過管路連接。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有減溫水設備，該減溫水設備設在熱交換器前的支路管道上。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有減溫水設備，該減溫水設備設在減壓閥之前、熱交換器之后的支路管道上。進一步地，所述的匹配裝置中還包括有減溫水設備，該減溫水設備設在減壓閥后、供熱用戶端口前的支路管道上。進一步地，所述的減溫水設備和減壓閥為一體式減壓降溫設備，該一體式減壓降溫設備實現閥中降溫。在上述的本發(fā)明一種火電機組供熱參數的匹配裝置中，所述火電機組包括鍋爐、鍋爐過熱器、鍋爐再熱器、主蒸汽管道、汽輪機高壓缸、冷再熱蒸汽管道、熱再熱蒸汽管道、汽輪機中壓缸、汽輪機低壓缸、發(fā)電機，所述鍋爐過熱器的蒸汽輸出端通過主蒸汽管道連接汽輪機高壓缸，汽輪機高壓缸通過冷再蒸汽管道連接至鍋爐內的鍋爐再熱器，該鍋爐再熱器通過熱再熱蒸汽管道連接至汽輪機中壓缸和汽輪機低壓缸，所述汽輪機高壓缸、汽輪機中壓缸和汽輪機低壓缸與發(fā)電機連接，在所述的熱再熱蒸汽管道連接所述的支路管道，該支路管道上設有供熱參數的匹配裝置，該匹配裝置包括有減壓閥、熱交換器、旁路閥和減溫水設備，所述的減壓閥、熱交換器和減溫水設備串聯的方式依次設置在支路管道上，所述的旁路閥與所述的熱交換器并聯設置，該旁路閥的輸入端和輸出端分別與熱交換器的輸入端和輸出端通過管路相連接，所述的熱交換器設置在鍋爐上的風道內。一種基于上述的火電機組供熱參數的匹配裝置實現參數匹配的方法，該方法包括以下步驟：鍋爐產生的過熱蒸汽進入汽輪機高壓缸做功，其排汽經過鍋爐再熱器加熱后產生熱再熱蒸汽，一部分熱再熱蒸汽進入汽輪機中壓缸及汽輪機低壓缸繼續(xù)做功用于發(fā)電機發(fā)電，然后依次經凝汽器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、鍋爐給水泵和高壓加熱器打回鍋爐，形成工質循環(huán)；另一部分熱再熱蒸汽通過管道輸送至熱交換器中，當熱交換器輸出端的蒸汽溫度超過預定值時，經過減溫水設備降溫后輸送至供熱用戶端口；當熱交換器輸出端的蒸汽溫度低于預定值時，打開與熱交換器并聯的旁路閥補充蒸汽，并關閉減溫水設備，一起輸送至供熱用戶端口?；谏鲜黾夹g方案，相比于現有技術本發(fā)明具有以下優(yōu)點：①可以改善鍋爐燃燒情況，特別是低負荷的穩(wěn)燃效應；②提高磨煤機的制粉出力，適應高水分低價褐煤的燃燒；③提高鍋爐平均吸熱溫度，循環(huán)效率得以提高；④提高汽輪機的做功能力，降低機組的熱耗水平。如減溫水系統(tǒng)全部取消，可以減少增壓泵系統(tǒng)運行和設備檢修費用。業(yè)內普遍認為減溫水價格較低，但與高溫蒸汽混合后，與供熱蒸汽同值出售，得到了高額回報。殊不知減溫水通過了電廠的生產設備（鍋爐和汽輪發(fā)電機），會產生增值，即多發(fā)電，而供熱需給機組補充的合格化學水總量不發(fā)生變化，即前述減溫水也包含其中，這也是實施和加大熱電聯產份額的源動力。上述熱量通過新建換熱器在鍋爐的一、二次風風道上返還給鍋爐，可以提高鍋爐的燃燒效率及穩(wěn)燃性能，提高磨煤機干燥出力，從而提高褐煤參燒比例。通過設計、新建換熱器利用熱量之外，還可通過設計、新建背壓機組匹配供熱參數，這樣還可以提高供電能力，減少網上購置廠用電，節(jié)約運行成本等好處。上述兩者結合運用的方案，會取得更多綜合效益。附圖說明圖1為本發(fā)明現有技術的結構示意圖。圖2為現有技術中減溫減壓站的閥后減溫結構示意圖。圖3為現有技術中減溫減壓站的閥中減溫結構示意圖。圖4為本發(fā)明的整體結構示意圖。圖5為本發(fā)明實施例一的結構示意圖。圖6為本發(fā)明實施例二的結構示意圖。圖7為本發(fā)明實施例三的結構示意圖。圖8為本發(fā)明實施例四的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明一種火電機組供熱參數的匹配裝置及方法做進一步地詳細闡述，以求更為清楚明了地理解其結構類型和使用方式，但不能以此來限定本發(fā)明專利的保護范圍。本發(fā)明首先涉及到一種火電機組供熱參數的匹配裝置，所述火電機組內設置有輸送過熱蒸汽的蒸汽管道，該蒸汽管道通過支路管道連接供熱用戶端口14，在所述的支路管道上還設有供熱參數的匹配裝置，所述的匹配裝置包括有串接在支路管道上的減壓閥15和熱交換器13，所述的熱交換器13置于火電機組的待加熱區(qū)內以將供熱多余熱量返還給鍋爐熱力系統(tǒng)，所述的待加熱區(qū)包括有火電機組中風道、煙道、給水管道和蒸汽管道。串聯在支路管道的減壓閥15和熱交換器13位置前后有兩種實現形式，分別列舉如下：一種形式是減壓閥15位于熱交換器13前端。即所述熱交換器13的輸入端連接在減壓閥15后端的支路管道上，熱交換器13的輸出端連接在供熱用戶端口14前端的支路管道上；也可以是，所述減壓閥15的輸入端連接在熱交換器13后端的支路管道上，減壓閥15的輸出端連接在供熱用戶端口14前端的支路管道上。在減壓閥15位于熱交換器13前端的前提下，作為一種形式，所述的匹配裝置中包括有旁路閥16，在支路管道上所述的熱交換器13位置處并聯有旁路閥16，該旁路閥16的輸入端和輸出端分別與熱交換器13的輸入端和輸出端通過管路連接。在減壓閥15位于熱交換器13前端的前提下，所述的匹配裝置中包括有減溫水設備17，該減溫水設備17設在熱交換器13后、供熱用戶端口14前的支路管道上；也可以將該減溫水設備17設在減壓閥15后、熱交換器13前的支路管道上。另一種形式是減壓閥15位于熱交換器13的后端，即所述減壓閥15的輸入端連接在熱交換器13后端的支路管道上，減壓閥15的輸出端連接在供熱用戶端口14前端的支路管道上。本發(fā)明還涉及到一種火電機組供熱參數的匹配方法，該方法包括以下步驟：鍋爐1產生的過熱蒸汽進入汽輪機高壓缸5做功，其排汽經過鍋爐再熱器3加熱后產生熱再熱蒸汽，一部分熱再熱蒸汽進入汽輪機中壓缸51及汽輪機低壓缸52繼續(xù)做功用于發(fā)電機6發(fā)電，然后依次經凝汽器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、鍋爐給水泵和高壓加熱器打回鍋爐1，形成工質循環(huán)；另一部分熱再熱蒸汽通過管道輸送至熱交換器13中，當熱交換器13輸出端的蒸汽溫度超過預定值時，經過減溫水設備17降溫后輸送至供熱用戶端口14；當熱交換器13輸出端的蒸汽溫度低于預定值時，打開與熱交換器13并聯的旁路閥16補充蒸汽，并關閉減溫水設備17，將補充的蒸汽和支路管道內的蒸汽一起輸送至供熱用戶端口14，作為匹配后的蒸汽參數輸送到供熱用戶終端。以下幾個實施例是匹配裝置的不同結構實現形式，用來說明和產生本發(fā)明的具體實施方案：實施例一如圖4和圖5所示，是上述的多種技術方案中的其中一種實施方式，所述火電機組包括鍋爐1、鍋爐過熱器2、鍋爐再熱器3、主蒸汽管道4、汽輪機高壓缸5、冷再熱蒸汽管道、熱再熱蒸汽管道、汽輪機中壓缸51、汽輪機低壓缸52、發(fā)電機6，所述鍋爐過熱器2的蒸汽輸出端通過主蒸汽管道4連接汽輪機高壓缸5，汽輪機高壓缸5通過冷再蒸汽管道連接至鍋爐1內的鍋爐再熱器3，該鍋爐再熱器3通過熱再熱蒸汽管道連接至汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52，所述汽輪機高壓缸5、汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52與發(fā)電機6連接，在所述的熱再熱蒸汽管道連接所述的支路管道，該支路管道上設有供熱參數的匹配裝置18，該匹配裝置18包括有減溫減壓閥19、熱交換器13和旁路閥16，所述減溫減壓閥19與熱交換器13串聯后再與旁路閥16并聯連接，減溫減壓閥19作為閥中減溫的由一體式設備來實現，所述的熱交換器13設置在鍋爐1上的風道內。實施例二如圖4和圖6所示，是上述的多種技術方案中的其中一種實施方式，所述火電機組包括鍋爐1、鍋爐過熱器2、鍋爐再熱器3、主蒸汽管道4、汽輪機高壓缸5、冷再熱蒸汽管道、熱再熱蒸汽管道、汽輪機中壓缸51、汽輪機低壓缸52、發(fā)電機6，所述鍋爐過熱器2的蒸汽輸出端通過主蒸汽管道4連接汽輪機高壓缸5，汽輪機高壓缸5通過冷再蒸汽管道連接至鍋爐1內的鍋爐再熱器3，該鍋爐再熱器3通過熱再熱蒸汽管道連接至汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52，所述汽輪機高壓缸5、汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52與發(fā)電機6連接，在所述的熱再熱蒸汽管道連接所述的支路管道，該支路管道上設有供熱參數的匹配裝置18，該匹配裝置18包括有減壓閥15、熱交換器13、旁路閥16和減溫水設備17，所述減壓閥15與熱交換器13串聯后與旁路閥16并聯連接后通過輸出管道連接至供熱用戶端口14，所述輸出端管道上設有減溫水設備17。實施例三如圖4和圖7所示，是上述的多種技術方案中的其中一種實施方式，所述火電機組包括鍋爐1、鍋爐過熱器2、鍋爐再熱器3、主蒸汽管道4、汽輪機高壓缸5、冷再熱蒸汽管道、熱再熱蒸汽管道、汽輪機中壓缸51、汽輪機低壓缸52、發(fā)電機6，所述鍋爐過熱器2的蒸汽輸出端通過主蒸汽管道4連接汽輪機高壓缸5，汽輪機高壓缸5通過冷再蒸汽管道連接至鍋爐1內的鍋爐再熱器3，該鍋爐再熱器3通過熱再熱蒸汽管道連接至汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52，所述汽輪機高壓缸5、汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52與發(fā)電機6連接，在所述的熱再熱蒸汽管道連接所述的支路管道，該支路管道上設有供熱參數的匹配裝置18，該匹配裝置18包括有減溫減壓閥19、熱交換器13和旁路閥16，所述的減溫減壓閥19和熱交換器13以串聯的方式依次設置在支路管道上，所述的旁路閥16與所述的熱交換器13并聯設置，該旁路閥16的輸入端和輸出端分別與熱交換器13的輸入端和輸出端通過管路相連接，所述的熱交換器13設置在鍋爐1上的風道內。實施例四如圖4和圖8所示，是上述的多種技術方案中的其中一種實施方式，所述火電機組包括鍋爐1、鍋爐過熱器2、鍋爐再熱器3、主蒸汽管道4、汽輪機高壓缸5、冷再熱蒸汽管道、熱再熱蒸汽管道、汽輪機中壓缸51、汽輪機低壓缸52、發(fā)電機6，所述鍋爐過熱器2的蒸汽輸出端通過主蒸汽管道4連接汽輪機高壓缸5，汽輪機高壓缸5通過冷再蒸汽管道連接至鍋爐1內的鍋爐再熱器3，該鍋爐再熱器3通過熱再熱蒸汽管道連接至汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52，所述汽輪機高壓缸5、汽輪機中壓缸51和汽輪機低壓缸52與發(fā)電機6連接，在所述的熱再熱蒸汽管道連接所述的支路管道，該支路管道上設有供熱參數的匹配裝置18，該匹配裝置18包括有減壓閥15、熱交換器13、旁路閥16和減溫水設備17，所述的減壓閥15、熱交換器13和減溫水設備17串聯的方式依次設置在支路管道上，所述的旁路閥16與所述的熱交換器13并聯設置，該旁路閥16的輸入端和輸出端分別與熱交換器13的輸入端和輸出端通過管路相連接，所述的熱交換器13設置在鍋爐1上的風道內。實施例五本實施例是一種最為簡化的形式，本實施例中的該匹配裝置18只包括有減壓閥15和熱交換器13，所述的減壓閥15和熱交換器13串聯的方式設置在支路管道上，所述的熱交換器13設置在鍋爐1上的風道內。根據某廠300MW機組熱平衡及供熱情況，供熱參數為：壓力1.8Mpa，溫度350℃，流量每臺機組100噸/小時供熱蒸汽抽取點的熱再熱蒸汽參數為：壓力(ECR)3.3MPa，溫度541℃，機組給水泵抽頭提供的減溫水：溫度180℃，經計算，滿足供熱流量100噸/小時，需從熱再熱蒸汽管道上抽取86.02噸/小時的蒸汽，經13.98噸/小時減溫水冷卻，能滿足供熱要求。機組技改前，供再熱蒸汽需減溫，減溫水量（13.98噸/小時）也作為供熱蒸汽獲得收益。改造后，這13.98噸/小時的介質需在回熱系統(tǒng)和鍋爐吸熱，也在高壓缸做功。改造前、后電廠的供熱總量未變，因此電廠從用戶處獲得的收益未變。但此13.98噸/小時減溫水經過熱力系統(tǒng)和鍋爐、汽輪機后產生了新的效益，即機組的熱耗降低，因此機組的供電煤耗進一步降低，這也是發(fā)電企業(yè)供熱的動力所在。機組供熱改造后節(jié)能量計算如下：序號計算條件已知數據計算參數1汽輪機熱耗kj/kwh7900.7　2機組額定功率KW300000　3機組供電煤耗g/kwh319　4主蒸汽參數（焓值）kj/kg3397.2　5冷再熱蒸汽參數（焓值）kj/kg3030.5　6熱再熱蒸汽參數（焓值）kj/kg3539.1　7給水參數（焓值）kj/kg1205.3　8供熱蒸汽參數（焓值）kj/kg3141.8　9供熱蒸汽流量噸/小時100　10減溫水焓值kj/kg696.8　11技改前的供熱蒸汽減溫水流量噸/小時　13.9781163112技改前供熱量kj/s　87272.2222213技改后供熱量（包含回鍋爐部分）kj/s　98308.3333314技改后回鍋爐部分熱量kj/s　11036.1111115技改前鍋爐去汽機的總熱量kj/s　658391.666716技改后在過熱器部分增加的吸熱量kj/s　8510.7314317技改后在再熱器部分增加的吸熱量kj/s　1974.7972118技改后汽機減少熱量與技改前總熱量之比　0.00083625419技改后高壓缸增加做功量kj/s　1423.82645920增加部分做功量占原發(fā)電量的比例　0.00474608821鍋爐回收熱量對爐效的貢獻%0.1　22技改后節(jié)煤量g/kwh　2.099767067改造后，取消了減溫水系統(tǒng)，每年可以節(jié)約系統(tǒng)的維護、檢修費用。供熱改造后節(jié)能量為2.1/千瓦時，300MW機組利用小時為4000小時，年節(jié)約標煤為：4000X300000X4.27/1000000=2520(噸煤)，煤價為500元，年節(jié)約費用為2520X500=126（萬元）。該廠將供熱多余熱量還應用于提高褐煤參燒比例項目，燃用褐煤按總煤量可以增加30噸/小時，褐煤熱值以3500大卡計算，相當于15噸/小時的標煤量（7000大卡），褐煤與優(yōu)質煤折標后價差在50元/噸，機組運行時間為5500小時。每年單臺機組節(jié)約費用：50X15X5500=412.5（萬元）。本案例所需增加的設備及費用如下：新建換熱器700萬元；管道及其附件、180萬元；風煙系統(tǒng)過渡段基礎機構加固160萬元；安裝費用120萬元；總價：1160萬元。成本可以在1160/（126+412.5）=2.16年內回收。毫無疑問，本發(fā)明一種火電機組供熱參數的匹配裝置及方法除了上述實施例中講述的類型和方式以外，還包括其他基于本發(fā)明構思的類似模型及方法。總而言之，本發(fā)明還包括其他對于本領域技術人員顯而易見的變換和替代。當前第1頁1 2 3