1.本发明属于火电厂技术领域，具体涉及一种高压工业蒸汽发生装置及运行控制方法。
背景技术：
2.随着经济的发展以及环保压力的增加，常规火电厂新增的工业蒸汽用户通常需要4.0mpa甚至更高压力的过热蒸汽，但实际温度并不需要太高，现有的火电厂除了利用主蒸汽进行压力匹配或减温减压外，没有合理的产生工业蒸汽用户所需蒸汽参数的位置；而且，现有火电厂利采用主蒸汽减温减压没有充分利用主蒸汽的做功能力，利用压力匹配器由于受限于不同电负荷工况，运行噪音极大，适应变工况能力较差，此外，随着国家对新能源消纳的要求，电网又对传统火电提出了更高的灵活性调峰需求，因此，如何保证火电机组灵活调峰，又能满足工业蒸汽用户需求的高压蒸汽为本专业技术人员亟待考虑解决的问题。
技术实现要素：
3.为解决上述技术问题，本发明提供以一种高压工业蒸汽发生装置及运行控制方法，具体方案如下：一种高压工业蒸汽发生装置，包括湿饱和蒸汽生成单元、电锅炉加热过热蒸汽单元、蒸汽混温单元和工业蒸汽供汽单元，所述电锅炉加热过热蒸汽单元包括电锅炉和电锅炉旁路管道，所述电锅炉旁路管道与电锅炉并联连接，所述湿饱和蒸汽生成单元分别通过电锅炉和电锅炉旁路管道与蒸汽混温单元管道连接，所述蒸汽混温单元与所述工业蒸汽供汽单元管道连接。
4.所述湿饱和蒸汽生成单元包括高压给水管道、汽水分离器和至少一个储水罐、所述高压给水管道与所述汽水分离器管道连接，所述汽水分离器上设置有出汽端和出水端，所述出水端与储水罐管道连接，所述出汽端分别与电锅炉和电锅炉旁路管道连接。
5.所述高压给水管道上设置有第一湿饱和蒸汽闸阀和多级减压调节阀，所述高压给水管道依次通过第一湿饱和蒸汽闸阀和多级减压调节阀与所述汽水分离器管道连接。
6.所述出汽端上依次固定有第二湿饱和蒸汽闸阀和湿饱和蒸汽流量调节阀，所述电锅炉两端还设置有第三湿饱和蒸汽闸阀和第四湿饱和蒸汽闸阀，所述电锅炉旁路管道上设置有第五湿饱和蒸汽闸阀，所述第三湿饱和蒸汽闸阀和第五湿饱和蒸汽闸阀均与湿饱和蒸汽流量调节阀管道连接，所述第五湿饱和蒸汽闸阀和第四湿饱和蒸汽闸阀均与蒸汽混温单元管道连接。
7.所述蒸汽混温单元包括凝高温过热蒸汽管道和至少一个蒸汽混温缓冲箱，每个蒸汽混温缓冲箱上均设置有湿饱和蒸汽入口闸阀、高温过热蒸汽入口闸阀、过热蒸汽出口闸阀和过热蒸汽连通闸阀，每两个蒸汽混温缓冲箱均通过过热蒸汽连通闸阀管道连接，每个
蒸汽混温缓冲箱均通过湿饱和蒸汽入口闸阀与所述电锅炉加热过热蒸汽单元管道连接，每个蒸汽混温缓冲箱还通过高温过热蒸汽入口闸阀与凝高温过热蒸汽管道连接，每个蒸汽混温缓冲箱还通过过热蒸汽出口闸阀与工业蒸汽供汽单元管道连接。
8.所述凝高温过热蒸汽管道与汽轮机热段或主蒸汽来汽管道连接，所述凝高温过热蒸汽管道上设置有第一高温过热蒸汽闸阀、第二高温过热蒸汽闸阀、高温过热蒸汽调节阀和第三高温过热蒸汽闸阀，所述汽轮机热段或主蒸汽来汽管道均通过第一高温过热蒸汽闸阀、第二高温过热蒸汽闸阀、高温过热蒸汽调节阀和第三高温过热蒸汽闸阀与高温过热蒸汽入口闸阀管道连接。
9.所述工业蒸汽供汽单元包括工业用户出口过热管道，所述工业用户出口过热管道上设置有第一过热蒸汽闸阀和用户过热蒸汽调节阀，所述蒸汽混温单元通过第一过热蒸汽闸阀和用户过热蒸汽调节阀与工业用户出口过热管道连接。
10.一种高压工业蒸汽发生装置的运行控制方法，高温的再热热段或主蒸汽的过热蒸汽送至蒸汽混温缓冲箱中，并与经过电锅炉或电锅炉旁路管道中过来的低温蒸汽在蒸汽混温缓冲箱混合达到用户需求温度并储存起来。
11.本发明公开了一种高压工业蒸汽发生装置及运行控制方法，利用电厂高压给水的高压头产生湿饱和蒸汽，同时利用热段或电锅炉对其进行加热，变成用户需求的过热蒸汽，同时可利用低电负荷时电锅炉调峰，高电负荷时采用热段蒸汽加热的方案，达到满足工业蒸汽用户需求的同时减少主蒸汽的用量，保证电厂取得较好的供热和调峰收益。
12.此外，电负荷较低时，湿饱和蒸汽通过进入电锅炉加热为过热蒸汽送至蒸汽混温缓冲箱。电锅炉利用电力加热，可有效减少机组发电量，提高了机组发电调峰能力；电负荷较高时，湿饱和蒸汽通过经电锅炉旁路送至蒸汽混温缓冲箱，此时热段压力较高，汽轮机热段或主蒸汽来器的高温过热蒸汽进入蒸汽混温缓冲箱加热进入的湿饱和蒸汽，保证缓冲箱的压力和温度的稳定，满足工业用户蒸汽参数需求的前提下减少电量的消耗，取得较好的供热效益；蒸汽混温缓冲箱可在高电负荷时存储较高的压力，低电负荷时首先利用缓冲箱的存储能力供工业用户，当压力降低到一定程度时再通过投入电锅炉加热维持湿饱和蒸汽为过热蒸汽，同时维持缓冲箱在一定的压力以上，保证工业供汽用户的稳定运行；由于利用了电锅炉加热湿饱和蒸汽，汽轮发电机组的电负荷又受制于电网调频和热用户对热负荷参数的要求，可以在电负荷不同调度需求的前提下，灵活采用电锅炉（8）加热、高温过热蒸汽加热和蒸汽混温缓冲箱的压力储能，满足热用户供热需求的同时，保证机组的安全稳定运行的同时，提高多能互补系统综合能源利用率。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，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它实施例，都属
于本发明保护的范围。
15.如图1所示，一种高压工业蒸汽发生装置，包括湿饱和蒸汽生成单元、电锅炉加热过热蒸汽单元、蒸汽混温单元和工业蒸汽供汽单元，所述电锅炉加热过热蒸汽单元包括电锅炉8和电锅炉旁路管道11，所述电锅炉旁路管道11与电锅炉8并联连接，所述湿饱和蒸汽生成单元分别通过电锅炉8和电锅炉旁路管道11与蒸汽混温单元管道连接，所述蒸汽混温单元与所述工业蒸汽供汽单元管道连接。
16.所述湿饱和蒸汽生成单元包括高压给水管道1、汽水分离器4和至少一个储水罐25、所述高压给水管道1与所述汽水分离器4管道连接，所述汽水分离器4上设置有出汽端和出水端，所述出水端与储水罐25管道连接，所述出汽端分别与电锅炉8和电锅炉旁路管道11连接。
17.所述高压给水管道1上设置有第一湿饱和蒸汽闸阀2和多级减压调节阀3，所述高压给水管道1依次通过第一湿饱和蒸汽闸阀2和多级减压调节阀3与所述汽水分离器4管道连接。
18.所述多级减压调节阀3根据用户需求压力，及高压给水不同工况运行压力，采用多级高压调节阀，进行多次降压，在生成湿饱和蒸汽的同时保证设备安全及运行稳定。
19.所述第一湿饱和蒸汽闸阀2于控制和调节进入汽水分离器4中的湿饱和蒸汽。
20.高压给水的高压头经过多级减压调节阀3减压调节，将降压的高压给水变成湿饱和蒸汽，湿饱和蒸汽通过汽水分离器4，将汽水分离，分离后的湿饱和蒸汽从汽水分离器4上部进入电锅炉加热过热蒸汽单元。
21.由于火电机组高压给水不同电负荷压力变动较大，多级减压调节阀3调节阀一般按对应蒸汽混温缓冲箱17运行压力的近两倍进行减压调节设置，后续通过湿饱和蒸汽流量调节阀6保证蒸汽混温缓冲箱压力的运行稳定。
22.所述出汽端上依次固定有第二湿饱和蒸汽闸阀5和湿饱和蒸汽流量调节阀6，所述电锅炉8两端还设置有第三湿饱和蒸汽闸阀7和第四湿饱和蒸汽闸阀9，所述电锅炉旁路管道11上设置有第五湿饱和蒸汽闸阀10，所述第三湿饱和蒸汽闸阀7和第五湿饱和蒸汽闸阀10均与湿饱和蒸汽流量调节阀6管道连接，所述第五湿饱和蒸汽闸阀10和第四湿饱和蒸汽闸阀9均与蒸汽混温单元管道连接。
23.蒸汽流量调节阀6用于调节蒸汽混温缓冲箱17中的蒸汽压力，保证蒸汽混温缓冲箱17压力的稳定，达到储能缓冲作用，保持供汽参数安全稳定运行。
24.所述电锅炉8，用于将汽水分离器4分离的湿饱和蒸汽继续加热到用户需求的工业供汽温度，然后送至蒸汽混温缓冲箱17中储存。
25.所述电锅炉8具有多级调节作用，可根据机组电负荷需求情况，合理投入电加热功率，控制缓冲箱中的蒸汽温度，根据电厂电热负荷以及峰谷电价，合理选择投运电锅炉或走旁路系统与高温蒸汽在混温缓冲箱中混合加热。
26.第二湿饱和蒸汽闸阀5、第三湿饱和蒸汽闸阀7、第四湿饱和蒸汽闸阀9和第五湿饱和蒸汽闸阀10用于调节进入蒸汽混温缓冲箱17中的过热蒸汽。
27.所述电锅炉加热过热蒸汽单元，其利用电锅炉8加热进入的湿饱和蒸汽，将其变为具有一定过热度的过热蒸汽，然后送至蒸汽混温缓冲箱17中储存起来。
28.所述蒸汽混温系统，利用高温的主蒸汽或热段蒸汽与高压给水降压生成的湿饱和
蒸汽在蒸汽混温缓冲箱17中混合形成合适的供工业蒸汽温度及略高于工业蒸汽的压力。
29.所述蒸汽混温单元包括凝高温过热蒸汽管道26和至少一个蒸汽混温缓冲箱17，每个蒸汽混温缓冲箱17上均设置有湿饱和蒸汽入口闸阀15、高温过热蒸汽入口闸阀19、过热蒸汽出口闸阀16和过热蒸汽连通闸阀18，每两个蒸汽混温缓冲箱17均通过过热蒸汽连通闸阀18管道连接，每个蒸汽混温缓冲箱17均通过湿饱和蒸汽入口闸阀15与所述电锅炉加热过热蒸汽单元管道连接，每个蒸汽混温缓冲箱17还通过高温过热蒸汽入口闸阀19与凝高温过热蒸汽管道26连接，每个蒸汽混温缓冲箱17还通过过热蒸汽出口闸阀16与工业蒸汽供汽单元管道连接。
30.所述过热蒸汽连通闸阀18用来对不同的蒸汽混温缓冲箱17进行切换以保证蒸汽混温缓冲箱17的压力平衡。
31.所述蒸汽混温缓冲箱17作为一个混温缓冲和储存压力容器，一方面可以实现高低温蒸汽在里面混合达到所需温度；另一方面也可以将缓冲箱压力适当抬高，储存比用户需求高的压力，将高负荷蒸汽储存起来，减少低负荷时需要机组提供工业蒸汽的能力，达到削峰填谷的调峰效果。
32.所述凝高温过热蒸汽管道26与汽轮机热段或主蒸汽来汽管道连接，所述凝高温过热蒸汽管道26上设置有第一高温过热蒸汽闸阀23、第二高温过热蒸汽闸阀22、高温过热蒸汽调节阀21和第三高温过热蒸汽闸阀20，所述汽轮机热段或主蒸汽来汽管道均通过第一高温过热蒸汽闸阀23、第二高温过热蒸汽闸阀22、高温过热蒸汽调节阀21和第三高温过热蒸汽闸阀20与高温过热蒸汽入口闸阀19管道连接。
33.所述工业蒸汽供汽单元包括工业用户出口过热管道14，所述工业用户出口过热管道14上设置有第一过热蒸汽闸阀12和用户过热蒸汽调节阀13，所述蒸汽混温单元通过第一过热蒸汽闸阀12和用户过热蒸汽调节阀13与工业用户出口过热管道14连接。所述用户过热蒸汽调节阀13可以根据用户需求蒸汽压力进行流量调节，用户过热蒸汽调节阀13后面也可设置减温器同时对供至工业蒸汽用户的蒸汽温度。
34.所述湿蒸汽系统，利用高压给水通过多级减压调节阀3降压调节后，高压给水变成较低压力的湿饱和蒸汽，经汽水分离器4，生成湿饱和蒸汽进入电加热过热蒸汽系统，分离的热水经储水罐25回收至原有火电机组的扩容器或其他系统利用；高压工业蒸汽发生装置的运行控制方法，高温的再热热段或主蒸汽的过热蒸汽送至蒸汽混温缓冲箱17中，并与经过电锅炉8或电锅炉旁路管道11中过来的低温蒸汽在蒸汽混温缓冲箱17混合达到用户需求温度并储存起来。
35.低电负荷时开启电锅炉8加热湿饱和蒸汽，具体根据蒸汽混温缓冲箱17要求的温度，通过控制电加热功率投入数量精准控制运行温度参数。通过增加用电需求，可以进一步降低机组的低负荷调峰能力。
36.高负荷时根据蒸汽混温缓冲箱17运行的压力，运行压力较高，可选择主蒸汽或再热热段过热蒸汽，对经电锅炉旁路管道11进入蒸汽混温缓冲箱17的湿饱和蒸汽进一步加热到用户需要的温度，具体调节高温过热蒸汽调节阀21调节进入缓冲箱的过热蒸汽流量，压力允许时尽量采用做过功的热段过热蒸汽，这样可以减少利用主蒸汽和高品质的电能加热，降低火电机组煤耗损失。
37.蒸汽混温缓冲箱17可以根据实际电负荷调度需求及热负荷需求，设置不同的储存
压力每增加一倍的压力，可以增加一倍的蒸汽质量，可以有效缓解电热负荷的不平衡，具体需根据实际负荷要求进行合理的设定，压力过高也会造成缓冲箱壁厚过厚，投资成本增加。
38.考虑投资成本，根据用户温度需求，汽轮机热段或主蒸汽来汽也可增设一路减温器，将过热蒸汽温度先适当降低到常规碳钢材质运行允许温度后，再与湿饱和蒸汽在蒸汽混温缓冲箱17中加热，也可直接与湿饱和蒸汽混合后再另设置减温器，将温度降低到蒸汽混温缓冲箱17运行设置的温度后再送入蒸汽混温缓冲箱17中。
39.工业蒸汽供汽系统主要根据热用户需求参数，通过用户过热蒸汽调节阀13，控制输出的过热蒸汽流量、压力，满足用户需求，用户过热蒸汽调节阀13需要根据用户要求的蒸汽压力和混温缓冲箱设定的蒸汽压力，合理选择压降比，保证运行安全稳定。
40.在本实施例中所有阀门便于设备正常运行操作和启停投运。
41.本发明利用了电锅炉加热湿饱和蒸汽，汽轮发电机组的电负荷又受制于电网调频和热用户对热负荷参数的要求，可以在电负荷不同调度需求的前提下，灵活采用电锅炉加热、高温过热蒸汽加热和蒸汽混温缓冲箱的压力储能，满足热用户供热需求的同时，保证机组的安全稳定运行的同时，提高多能互补系统综合能源利用率。
42.发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。