本發(fā)明涉及熱壓機(jī)組調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，尤其是涉及供熱變工況熱壓機(jī)組調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

背景技術(shù)：
近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐步加快，集中供熱已成為目前我國(guó)“三北”地區(qū)及山東等省份城鎮(zhèn)冬季最主要的采暖方式，熱電聯(lián)產(chǎn)作為集中供熱的主要方式之一，因其高效的能源利用率，已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注并已得到大力地推廣及應(yīng)用。目前高背壓技術(shù)的提出，已使熱電聯(lián)產(chǎn)中的蒸汽供熱系統(tǒng)高品位質(zhì)蒸汽低品位使用的現(xiàn)象得到了初步的改善，較為典型的即為蒸汽噴射器技術(shù)，其特點(diǎn)是利用高壓蒸汽引射乏汽，混合后的蒸汽進(jìn)入加熱器對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行加熱，在滿足供熱需求的基礎(chǔ)上，通過(guò)充分利用低品位乏汽達(dá)到節(jié)能減排的目的。但蒸汽噴射器應(yīng)用到供暖領(lǐng)域也會(huì)有一定的短板，若采用固定型蒸汽噴射器，當(dāng)供熱負(fù)荷發(fā)生變化后，熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)是通過(guò)高壓蒸汽管路及其旁通管路上的節(jié)流裝置進(jìn)行控制(如專利CN200810102224.8)，會(huì)造成高品位能的不可逆損失，另外噴射器有其固定的高效點(diǎn)，供熱負(fù)荷變工況條件下不能保證其高效運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間處于低效率運(yùn)行的方式；此外，針對(duì)目前的可調(diào)式噴射器，當(dāng)用于大供熱負(fù)荷條件下，其制造成本較固定式噴射器將有幾何倍數(shù)的增加，使供熱改造的成本增加較大。固定式蒸汽噴射器在變負(fù)荷工況條件下，節(jié)流裝置會(huì)造成高品位能的不可逆損失，另外由于其固有的性能曲線，不能保證噴射器長(zhǎng)期處于高效點(diǎn)下的運(yùn)行。如單純采用可調(diào)式蒸汽噴射器，當(dāng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷偏大時(shí)，其投資成本將大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)目前這些亟需改善的地方，結(jié)合噴射器技術(shù)特點(diǎn)和供熱的負(fù)荷變化情況，發(fā)明一種新型的基于熱壓機(jī)組的供熱調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，以滿足供熱系統(tǒng)的高效運(yùn)行。本發(fā)明闡述一種基于熱壓機(jī)組的供熱調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，熱壓機(jī)組根據(jù)供熱需求可以串聯(lián)多級(jí)，每級(jí)熱壓機(jī)組又有n個(gè)熱壓機(jī)組成，以附圖1所示的兩級(jí)串聯(lián)為例，第一、二級(jí)熱壓機(jī)組分別包含三個(gè)熱壓機(jī)A1、B1、C1和A2、B2、C2，其中A1、B1、A2、B2均為固定式熱壓機(jī)，C1、C2為可調(diào)式熱壓機(jī)，熱壓機(jī)以高壓蒸汽為動(dòng)力蒸汽，引射乏汽混合后進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器(7、8)加熱循環(huán)水，熱網(wǎng)加熱器采用兩級(jí)串聯(lián)，保證了供熱負(fù)荷變化時(shí)調(diào)節(jié)的靈活性。熱壓機(jī)組配置約束條件如下：(1)第一級(jí)熱壓機(jī)組最大供熱能力為Q1，第二級(jí)熱壓機(jī)組最大供熱能力為Q2，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷滿足:Qn＝Q1+Q2(2)第一級(jí)熱壓機(jī)組三個(gè)熱壓機(jī)，A1、B1為不可調(diào)熱壓機(jī)，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷Qa1、Qb1，C1可調(diào)熱壓機(jī)，最大設(shè)計(jì)負(fù)荷Qc1，滿足：Q1＝Qa1+Qb1+Qc1，且Qc1≥Qb1；同樣第二級(jí)熱壓機(jī)組三個(gè)熱壓機(jī)A2、B2為不可調(diào)熱壓機(jī)，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷Qa2、Qb2，C2為可調(diào)熱壓機(jī)，最大設(shè)計(jì)負(fù)荷Qc2，滿足：Q2＝Qa2+Qb2+Qc2，Qc2≥Qb2。(3)TB＞TA，其中TA是第一級(jí)熱壓機(jī)組投入運(yùn)行后供水溫度，TB是兩級(jí)熱壓機(jī)組均投入運(yùn)行后的供水溫度。以此約束條件為前提，在整個(gè)供熱期內(nèi)根據(jù)供熱負(fù)荷的變化逐步調(diào)節(jié)熱壓機(jī)組的投入情況，整個(gè)供熱期調(diào)節(jié)方法如下：1)采暖初期，供熱負(fù)荷偏小，逐步投入第一級(jí)熱壓機(jī)組。第一級(jí)熱壓機(jī)組投入方式如下：首先投入第一級(jí)熱壓機(jī)組中A1固定式熱壓機(jī)，隨著熱負(fù)荷的增加，投入C1可調(diào)式熱壓機(jī)并逐步增大其出力，維持供水溫度保持TA不變，需相應(yīng)增加循環(huán)水量(即附圖2中b-c階段)，當(dāng)C1熱壓機(jī)出力調(diào)整與B1出力相等時(shí)，投入熱壓機(jī)B1，同時(shí)調(diào)整C1到零出力(即圖中c點(diǎn))；當(dāng)熱負(fù)荷繼續(xù)增加時(shí)，逐漸調(diào)整C1熱壓機(jī)直至最大出力，即附圖2中c-d階段。2)當(dāng)?shù)谝患?jí)熱壓機(jī)組滿出力都不能滿足供熱需求時(shí)，需要投入第二級(jí)熱壓機(jī)組，供水溫度調(diào)整到TB，由于供水溫度的突變，流量相對(duì)應(yīng)突降(即附圖2中d-e階段)，第二級(jí)熱壓機(jī)組三個(gè)熱壓機(jī)投入方式與第一級(jí)熱壓機(jī)組投入步驟相同，流量調(diào)整曲線如附圖2中e-g階段。3)由嚴(yán)寒期到次寒期，隨著供熱負(fù)荷逐漸減少，不需要一、二級(jí)熱壓機(jī)組均滿出力條件下運(yùn)行，首先調(diào)整第二級(jí)熱壓機(jī)組，逐步降低C2熱壓機(jī)出力，當(dāng)C2熱壓機(jī)調(diào)整量將近等于B2出力時(shí)，關(guān)閉B2熱壓機(jī)，同時(shí)把C2熱壓機(jī)調(diào)到最大出力，當(dāng)熱負(fù)荷繼續(xù)降低時(shí)，繼續(xù)調(diào)小C2熱壓機(jī)，直到完全退出第二級(jí)熱壓機(jī)組，相應(yīng)的流量調(diào)整曲線如附圖2中g(shù)’-e’階段。當(dāng)完全退出第二級(jí)熱壓機(jī)組時(shí)，由于供水溫度同步降低(TB調(diào)整到TA)，為滿足負(fù)荷要求，循環(huán)水流量會(huì)有一個(gè)突增，即附圖2中的e’到d’點(diǎn)。4)當(dāng)熱負(fù)荷繼續(xù)減小，且第二級(jí)熱壓機(jī)組已完全退出后，逐步調(diào)節(jié)第一級(jí)熱壓機(jī)組，調(diào)節(jié)方法與退出第二級(jí)熱壓機(jī)組退出方法相同，流量調(diào)節(jié)曲線如d’到b’點(diǎn)。當(dāng)?shù)谝患?jí)熱壓機(jī)組完全退出后，供熱結(jié)束。綜上所述，流量調(diào)節(jié)曲線方程為：第一級(jí)熱壓機(jī)組投入運(yùn)行后，流量調(diào)節(jié)曲線：式中：Qn—設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；tn—供熱室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；tw—某天室外實(shí)際溫度，℃；t'w—供熱室外計(jì)算溫度，℃；Ta—乏汽背壓達(dá)到最大時(shí)的供水溫度，℃；th—熱網(wǎng)回水溫度，℃；c—水的比熱容，J/(kg.℃)，TA第一級(jí)熱壓機(jī)組投運(yùn)后的供水溫度。第一級(jí)、第二級(jí)熱壓機(jī)組均投入運(yùn)行后，流量調(diào)節(jié)曲線：式中：TB—第二級(jí)熱壓機(jī)組投運(yùn)后的供水溫度，℃此種調(diào)節(jié)方式由于采用固定式熱壓機(jī)與可調(diào)式熱壓機(jī)的組合，結(jié)合熱網(wǎng)的質(zhì)、量調(diào)節(jié)，在變工況條件下始終會(huì)有固定熱壓機(jī)處于最高效率點(diǎn)，而僅是少部分負(fù)荷的可調(diào)式熱壓機(jī)效率相對(duì)較差，綜合熱壓機(jī)組的效率相對(duì)較高；而單個(gè)熱壓機(jī)或者僅依靠質(zhì)調(diào)節(jié)的串聯(lián)熱壓機(jī)組在變工況運(yùn)行條件下尤其是在負(fù)荷偏低時(shí)，其效率較熱壓機(jī)組差距較大(如附圖3所示)。熱壓機(jī)組效率表達(dá)式如下式：式中：Qi—第一、二熱壓機(jī)組中某個(gè)熱壓機(jī)的運(yùn)行熱負(fù)荷，W；ηi—運(yùn)行熱壓機(jī)的相應(yīng)熱負(fù)荷條件下運(yùn)行效率，％。熱壓機(jī)組根據(jù)供熱需求可以串聯(lián)多級(jí)，每級(jí)熱壓機(jī)組又可以采用多個(gè)熱壓機(jī)組成，不局限于附圖1中的數(shù)量。設(shè)計(jì)多級(jí)熱壓機(jī)組串聯(lián)加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，每個(gè)熱壓機(jī)組有n個(gè)熱壓機(jī)匹配組成，通過(guò)合理的熱壓機(jī)匹配系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)方法，使整個(gè)供熱期在變負(fù)荷工況下能夠得到靈活高效的調(diào)節(jié)。其中熱壓機(jī)組根據(jù)供熱需求可以串聯(lián)兩級(jí)以上的多級(jí)，每級(jí)熱壓機(jī)組又可以采用三個(gè)以上的多個(gè)熱壓機(jī)組成。本發(fā)明還提供了一種實(shí)施上述供熱調(diào)節(jié)方法的熱壓機(jī)組，其中所述熱壓機(jī)組包括兩級(jí)，第一、二級(jí)熱壓機(jī)組分別包含三個(gè)熱壓機(jī)A1、B1、C1和A2、B2、C2；其中熱壓機(jī)A1、B1、A2、B2均為固定式熱壓機(jī)，C1、C2為可調(diào)式熱壓機(jī)；熱壓機(jī)以高壓蒸汽為動(dòng)力蒸汽，引射乏汽混合后進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器加熱循環(huán)水，所述熱網(wǎng)加熱器采用兩級(jí)串聯(lián)。本發(fā)明所述的熱壓機(jī)組，其中熱壓機(jī)組根據(jù)供熱需求可以串聯(lián)兩級(jí)以上的多級(jí)，每級(jí)熱壓機(jī)組又可以采用三個(gè)以上的多個(gè)熱壓機(jī)組成。附圖說(shuō)明下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地解釋，其中：圖1：熱壓機(jī)組變工況條件下的效率曲線；圖2：質(zhì)調(diào)方式下熱壓機(jī)組變工況條件下的效率曲線；圖3：?jiǎn)渭?jí)熱壓機(jī)變工況條件下的效率曲線附圖標(biāo)記如下：1、熱壓機(jī)A12、熱壓機(jī)B13、熱壓機(jī)C14、熱壓機(jī)A25、熱壓機(jī)B26、熱壓機(jī)C27、第一級(jí)熱網(wǎng)加熱器8、第二級(jí)熱網(wǎng)加熱器具體實(shí)施方式本發(fā)明闡述一種基于熱壓機(jī)組的供熱調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，提供了一種基于熱壓機(jī)組的供熱調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，所述系統(tǒng)主要包括多級(jí)熱壓機(jī)組、采暖抽汽管道、乏汽管道，熱網(wǎng)循環(huán)水加熱裝置以及相關(guān)裝置閥門和管件。在整個(gè)供熱期內(nèi)，隨著初末期、次寒期、嚴(yán)寒期不同時(shí)間段熱負(fù)荷變化，需要對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行質(zhì)、量結(jié)合的調(diào)節(jié)，熱壓機(jī)組由可調(diào)式熱壓機(jī)以及固定式熱壓機(jī)組合而成，在保證靈活調(diào)節(jié)熱網(wǎng)負(fù)荷的同時(shí)，還能保證熱壓機(jī)組在變工況的前提下較大程度地高效率運(yùn)行。接下來(lái)，將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。熱壓機(jī)組根據(jù)供熱需求可以串聯(lián)多級(jí)，每級(jí)熱壓機(jī)組又有n個(gè)熱壓機(jī)組成，以附圖1所示的兩級(jí)串聯(lián)為例，第一、二級(jí)熱壓機(jī)組分別包含三個(gè)熱壓機(jī)A1、B1、C1(1，2，3)和A2、B2、C2(4，5，6)，其中A1、B1、A2、B2均為固定式熱壓機(jī)，C1、C2為可調(diào)式熱壓機(jī)，熱壓機(jī)以高壓蒸汽為動(dòng)力蒸汽，引射乏汽混合后進(jìn)入第一級(jí)、第二級(jí)熱網(wǎng)加熱器7、8加熱循環(huán)水，熱網(wǎng)加熱器采用兩級(jí)串聯(lián)，保證了供熱負(fù)荷變化時(shí)調(diào)節(jié)的靈活性。熱壓機(jī)組配置約束條件如下：(1)第一級(jí)熱壓機(jī)組最大供熱能力為Q1，第二級(jí)熱壓機(jī)組最大供熱能力為Q2，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷滿足:Qn＝Q1+Q2(2)第一級(jí)熱壓機(jī)組三個(gè)熱壓機(jī)，A1、B1為不可調(diào)熱壓機(jī)，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷Qa1、Qb1，C1可調(diào)熱壓機(jī)，最大設(shè)計(jì)負(fù)荷Qc1，滿足：Q1＝Qa1+Qb1+Qc1，且Qc1≥Qb1；同樣第二級(jí)熱壓機(jī)組三個(gè)熱壓機(jī)A2、B2為不可調(diào)熱壓機(jī)，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷Qa2、Qb2，C2為可調(diào)熱壓機(jī)，最大設(shè)計(jì)負(fù)荷Qc2，滿足：Q2＝Qa2+Qb2+Qc2，Qc2≥Qb2。(3)TB＞TA以此約束條件為前提，在整個(gè)供熱期內(nèi)根據(jù)供熱負(fù)荷的變化逐步調(diào)節(jié)熱壓機(jī)組的投入情況，整個(gè)供熱期調(diào)節(jié)方法如下：1)采暖初期，供熱負(fù)荷偏小，逐步投入第一級(jí)熱壓機(jī)組。第一級(jí)熱壓機(jī)組投入方式如下：首先投入第一級(jí)熱壓機(jī)組中A1固定式熱壓機(jī)，隨著熱負(fù)荷的增加，投入C1可調(diào)式熱壓機(jī)并逐步增大其出力，維持供水溫度保持TA不變，需相應(yīng)增加循環(huán)水量(即附圖2中b-c階段)，當(dāng)C1熱壓機(jī)出力調(diào)整與B1出力相等時(shí)，投入熱壓機(jī)B1，同時(shí)調(diào)整C1到零出力(即圖中c點(diǎn))；當(dāng)熱負(fù)荷繼續(xù)增加時(shí)，逐漸調(diào)整C1熱壓機(jī)直至最大出力，即附圖2中c-d階段。2)當(dāng)?shù)谝患?jí)熱壓機(jī)組滿出力都不能滿足供熱需求時(shí)，需要投入第二級(jí)熱壓機(jī)組，供水溫度調(diào)整到TB，由于供水溫度的突變，流量相對(duì)應(yīng)突降(即附圖2中d-e階段)，第二級(jí)熱壓機(jī)組三個(gè)熱壓機(jī)投入方式與第一級(jí)熱壓機(jī)組投入步驟相同，流量調(diào)整曲線如附圖2中e-g階段。3)由嚴(yán)寒期到次寒期，隨著供熱負(fù)荷逐漸減少，不需要一、二級(jí)熱壓機(jī)組均滿出力條件下運(yùn)行，首先調(diào)整第二級(jí)熱壓機(jī)組，逐步降低C2熱壓機(jī)出力，當(dāng)C2熱壓機(jī)調(diào)整量將等于B2出力時(shí)，關(guān)閉B2熱壓機(jī)，同時(shí)把C2熱壓機(jī)調(diào)到最大出力，當(dāng)熱負(fù)荷繼續(xù)降低時(shí)，繼續(xù)調(diào)小C2熱壓機(jī)，直到完全退出第二級(jí)熱壓機(jī)組，相應(yīng)的流量調(diào)整曲線如附圖2中g(shù)’-e’階段。當(dāng)完全退出第二級(jí)熱壓機(jī)組時(shí)，由于供水溫度同步降低(TB調(diào)整到TA)，為滿足負(fù)荷要求，循環(huán)水流量會(huì)有一個(gè)突增，即附圖2中的e’到d’點(diǎn)。4)當(dāng)熱負(fù)荷繼續(xù)減小，且第二級(jí)熱壓機(jī)組已完全退出后，逐步調(diào)節(jié)第一級(jí)熱壓機(jī)組，調(diào)節(jié)方法與退出第二級(jí)熱壓機(jī)組退出方法相同，流量調(diào)節(jié)曲線如d’到b’點(diǎn)。當(dāng)?shù)谝患?jí)熱壓機(jī)組完全退出后，供熱結(jié)束。綜上所述，流量調(diào)節(jié)曲線方程為：第一級(jí)熱壓機(jī)組投入運(yùn)行后，流量調(diào)節(jié)曲線：式中：Qn—設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；tn—供熱室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；tw—某天室外實(shí)際溫度，℃；t'w—供熱室外計(jì)算溫度，℃；Ta—乏汽背壓達(dá)到最大時(shí)的供水溫度，℃；th—熱網(wǎng)回水溫度，℃；c—水的比熱容，J/(kg.℃)，TA第一級(jí)熱壓機(jī)組投運(yùn)后的供水溫度。第一級(jí)、第二級(jí)熱壓機(jī)組均投入運(yùn)行后，流量調(diào)節(jié)曲線：式中：TB—第二級(jí)熱壓機(jī)組投運(yùn)后的供水溫度，℃此種調(diào)節(jié)方式由于采用固定式熱壓機(jī)與可調(diào)式熱壓機(jī)的組合，結(jié)合熱網(wǎng)的質(zhì)、量調(diào)節(jié)，在變工況條件下始終會(huì)有固定熱壓機(jī)處于最高效率點(diǎn)，而僅是少部分負(fù)荷的可調(diào)式熱壓機(jī)效率相對(duì)較差，綜合熱壓機(jī)組的效率相對(duì)較高；而單個(gè)熱壓機(jī)或者僅依靠質(zhì)調(diào)節(jié)的串聯(lián)熱壓機(jī)組在變工況運(yùn)行條件下尤其是在負(fù)荷偏低時(shí)，其效率較熱壓機(jī)組差距較大(如附圖3所示)。熱壓機(jī)組效率表達(dá)式如下式：式中：Qi—第一、二熱壓機(jī)組中某個(gè)熱壓機(jī)的運(yùn)行熱負(fù)荷，W；ηi—運(yùn)行熱壓機(jī)的相應(yīng)熱負(fù)荷條件下運(yùn)行效率，％。熱壓機(jī)組根據(jù)供熱需求可以串聯(lián)多級(jí)，每級(jí)熱壓機(jī)組又可以采用多個(gè)熱壓機(jī)組成，不局限于附圖1中的數(shù)量。參考圖2，其中描述了質(zhì)調(diào)方式下熱壓機(jī)組變工況條件下的效率曲線，其中各個(gè)點(diǎn)的注釋如下：b:第一級(jí)熱壓機(jī)組投入時(shí)間點(diǎn)；b-c：熱壓機(jī)A1投入，熱壓機(jī)C1出力從0逐步調(diào)節(jié)到滿出力；c：熱壓機(jī)B1投入點(diǎn)，C1從滿出力突降到0；c-d：熱壓機(jī)A1、B1均運(yùn)行狀態(tài)，熱壓機(jī)C1出力從0逐步調(diào)節(jié)到滿出力；e點(diǎn)：第二級(jí)熱壓機(jī)組開始投入運(yùn)行點(diǎn)；d-e段：由于供水溫度提高到TB，循環(huán)水流量突降；e-f：熱壓機(jī)A2運(yùn)行，熱壓機(jī)C2出力從0-100％逐步調(diào)節(jié)；f：熱壓機(jī)B2投入點(diǎn)，C2從100％降到0％；f-g：熱壓機(jī)A2、B2均運(yùn)行狀態(tài)，C2出力從0-100％調(diào)節(jié)段；g-h：第一級(jí)、第二級(jí)熱壓機(jī)組均滿出力運(yùn)行階段；從嚴(yán)寒期到供熱結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程相反。流量調(diào)節(jié)方程如下：另外，設(shè)計(jì)多級(jí)熱壓機(jī)組串聯(lián)加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，每個(gè)熱壓機(jī)組有n個(gè)熱壓機(jī)匹配組成，通過(guò)合理的熱壓機(jī)匹配系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)方法，使整個(gè)供熱期在變負(fù)荷工況下能夠得到靈活高效的調(diào)節(jié)。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書所限定。