多蒸汽管网系统及多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方法

摘要

本发明公开了一种多蒸汽管网系统及多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方法，该多蒸汽管网系统包括：第一蒸汽管网系统，其中，第一蒸汽管网系统包括第一蒸汽管网和至少一台第一锅炉；以及第二蒸汽管网系统，其中，第二蒸汽管网系统包括第二蒸汽管网和至少一台第二锅炉，其中，第一蒸汽管网与第二蒸汽管网通过联通管道相连。通过本发明，解决了多蒸汽管网系统中单个蒸汽管网系统产蒸汽量不足使得该蒸汽管网系统的用汽设备无法正常使用蒸汽的问题，进而达到了保证多蒸汽管网系统中各用汽设备正常使用蒸汽的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及热能处理领域，具体而言，涉及一种多蒸汽管网系统及多蒸汽管网系 统的蒸汽平衡方法。

背景技术

现有多蒸汽管网系统如图1所示，包括A蒸汽管网系统和B蒸汽管网系统，A1 锅炉、A2锅炉和A3锅炉是A蒸汽管网系统的3台锅炉，每台锅炉的额定产蒸汽量为 75吨/小时，A蒸汽管网系统总用汽量为150吨/小时，B1锅炉和B2锅炉是B蒸汽管 网系统两台锅炉，每台锅炉的额定产蒸汽量为220吨/小时，B蒸汽管网系统总用汽量 为240吨/小时。多蒸汽管网系统蒸汽平衡过程如下：

A1锅炉、A2锅炉和A3锅炉同时运行，生产蒸汽供给A蒸汽管网系统；B1锅炉 和B2锅炉同时运行，生产蒸汽供给B蒸汽管网系统，5台锅炉同时运行方能保证A 蒸汽管网系统和B蒸汽管网系统双系统的用户正常运行。若A1锅炉、A2锅炉和A3 锅炉这三台锅炉中有任意两台以上锅炉因故障等原因需要停车时，则A蒸汽管网系统 蒸汽供给不足，A蒸汽管网系统各用户被迫停止运行。同样的，若B1锅炉和B2锅炉 中有任意一台以上锅炉因故障等原因需要停车时，B蒸汽管网系统各用户被迫停止运 行。

针对相关技术中多蒸汽管网系统中单个蒸汽管网系统产蒸汽量不足使得该蒸汽管 网系统的用汽设备无法正常使用蒸汽的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多蒸汽管网系统及多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方 法，以解决相关技术中多蒸汽管网系统中单个蒸汽管网系统产蒸汽量不足使得该蒸汽 管网系统的用汽设备无法正常使用蒸汽的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多蒸汽管网系统。

根据本发明的多蒸汽管网系统包括：第一蒸汽管网系统，其中，第一蒸汽管网系 统包括第一蒸汽管网和至少一台第一锅炉，第一锅炉与第一蒸汽管网相连，第一蒸汽 管网用于输送第一锅炉生成的蒸汽至第一用汽设备；以及第二蒸汽管网系统，其中， 第二蒸汽管网系统包括第二蒸汽管网和至少一台第二锅炉，第二锅炉与第二蒸汽管网 相连，第二蒸汽管网用于输送第二锅炉生成的蒸汽至第二用汽设备，其中，第一蒸汽 管网与第二蒸汽管网通过联通管道相连。

进一步地，第一蒸汽管网包括第一蒸汽主管道，第二蒸汽管网包括第二蒸汽主管 道，第一蒸汽主管道与第二蒸汽主管道通过联通管道相连。

进一步地，联通管道上设置有至少一个阀门。

进一步地，阀门为电动阀。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种多蒸汽管网系统的蒸汽 平衡方法。

根据本发明的多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方法包括：多蒸汽管网系统包括第一蒸 汽管网系统和第二蒸汽管网系统，第一蒸汽管网系统包括第一蒸汽管网，第二蒸汽管 网系统包括第二蒸汽管网，第一蒸汽管网与第二蒸汽管网通过联通管道相连，蒸汽平 衡方法包括：检测第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量；判断第一蒸汽管网系统的实际 蒸汽产量是否小于第一蒸汽管网系统的总用汽量；以及如果判断出第一蒸汽管网系统 的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的总用汽量，将第二蒸汽管网系统中的蒸汽引 入第一蒸汽管网系统。

进一步地，联通管道上设置有至少一个阀门，在判断出第一蒸汽管网系统的实际 蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的总用汽量之后，该方法还包括：控制阀门打开以将 第二蒸汽管网系统中的蒸汽引入第一蒸汽管网系统。

进一步地，阀门为电动阀。

进一步地，如果判断出第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统 的总用汽量，方法还包括：检测第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量；判断第一蒸汽管 网系统的实际蒸汽产量是否小于第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量；以及如果判断出 第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量，将第二蒸 汽管网系统中的蒸汽引入第一蒸汽管网系统。

进一步地，在检测第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量之后，该方法还包括：检测 第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量；计算第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量和第二蒸 汽管网系统的实际蒸汽用量的和；以及由第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量与第一蒸 汽管网系统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量的和计算第二蒸汽管 网系统的蒸汽产量，其中，如果第二蒸汽管网系统的蒸汽产量小于第二蒸汽管网系统 的总蒸汽产量，则控制第二蒸汽管网系统的部分锅炉关闭。

进一步地，第二蒸汽管网系统包含多台锅炉，在由第一蒸汽管网系统的实际蒸汽 产量与第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量的和计 算第二蒸汽管网系统的蒸汽产量之后，该方法还包括：根据第二蒸汽管网系统的蒸汽 产量确定第二蒸汽管网系统的锅炉的运行数目，并关闭第二蒸汽管网系统中除运行数 目的锅炉之外的锅炉。

通过本发明，采用将第一蒸汽管网与第二蒸汽管网通过联通管道相连，使得第二 蒸汽管网系统的蒸汽可以进入到第一蒸汽管网系统，解决了相关技术中多蒸汽管网系 统中单个蒸汽管网系统产蒸汽量不足使得该蒸汽管网系统的用汽设备无法正常使用蒸 汽的问题，进而达到了保证多蒸汽管网系统中单蒸汽管网系统产蒸汽量不足时该蒸汽 管网系统各用汽设备正常使用蒸汽的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的多蒸汽管网系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的多蒸汽管网系统的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的 附图，对本申请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 仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于 本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第 二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这 样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语 “包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含 了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步 骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的 其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种多蒸汽管网系统，图2是根据本发明实施例的多 蒸汽管网系统的示意图。

如图2所示，该多蒸汽管网系统包括：第一蒸汽管网系统10，其中，第一蒸汽管 网系统10包括第一蒸汽管网102和至少一台第一锅炉104，第一锅炉与第一蒸汽管网 相连，第一蒸汽管网用于输送第一锅炉生成的蒸汽至第一用汽设备106；以及第二蒸 汽管网系统20，其中，第二蒸汽管网系统20包括第二蒸汽管网202和至少一台第二 锅炉204，第二锅炉与第二蒸汽管网相连，第二蒸汽管网用于输送第二锅炉生成的蒸 汽至第二用汽设备206，其中，第一蒸汽管网与第二蒸汽管网通过联通管道30相连。

蒸汽管网系统包括从蒸汽产生至蒸汽输出使用的所有装置，例如，锅炉、蒸汽管 网、用汽设备等。蒸汽管网为用于输送蒸汽的管道，包括蒸汽支路管道和蒸汽主管道， 蒸汽管网系统中各个锅炉产生的蒸汽通过各自的蒸汽支路管道输送至蒸汽主管道，蒸 汽主管道汇总了该蒸汽管网系统的所有锅炉产生的蒸汽，再通过蒸汽支路管道输送至 各个用汽设备。用汽设备即使用蒸汽的设备，包括换热器、蒸汽透平机组等。

本发明实施例的多蒸汽管网系统包括至少两个蒸汽管网系统，例如，第一蒸汽管 网系统和第二蒸汽管网系统。每个蒸汽管网系统包括至少一台锅炉，当蒸汽管网系统 包含多台锅炉时，该多台锅炉的额定产蒸汽量可以相同，也可以不相同。多蒸汽管网 系统中任意两个蒸汽管网系统通过联通管道实现蒸汽管网与蒸汽管网的相连。蒸汽管 网与蒸汽管网的相连可以是蒸汽支路管道与蒸汽支路管道相连，也可以是蒸汽支路管 道与蒸汽主管道相连，也可以是蒸汽主管道与蒸汽主管道相连。具体地，第一蒸汽管 网系统包括第一蒸汽管网，第二蒸汽管网系统包括第二蒸汽管网，第一蒸汽管网与第 二蒸汽管网通过联通管道相连，从而第一蒸汽管网与第二蒸汽管网相连通，使得在第 一蒸汽管网系统因锅炉故障等原因造成用汽设备供给不足时，可以引入第二蒸汽管网 系统的蒸汽至第一蒸汽管网系统，从而保证第一蒸汽管网系统的用汽设备正常使用蒸 汽，解决了现有技术中多蒸汽管网系统中单个蒸汽管网系统产蒸汽量不足使得该蒸汽 管网系统的用汽设备无法正常使用蒸汽的问题。

优选地，第一蒸汽管网102包括第一蒸汽主管道1022，第二蒸汽管网包括第二蒸 汽主管道2022，第一蒸汽主管道1022与第二蒸汽主管道2022通过联通管道相连。由 于蒸汽主管道的直径大于蒸汽支路管道的直径，因此，通过连接两个蒸汽管网系统的 蒸汽主管道可以提高蒸汽的流量，从而提高蒸汽在不同的蒸汽管网系统流通的速率。

优选地，为了提高多蒸汽管网系统的蒸汽调配的灵活性，联通管道上设置有至少 一个阀门。实际情况中，有时需要蒸汽管网系统中各个蒸汽管网系统相互独立运行， 或是需要某个蒸汽管网系统独立运行，只有在蒸汽产量不足时才打开阀门，使得其他 蒸汽管网系统的蒸汽可以进入该蒸汽管网系统中保证该蒸汽管网系统的用汽设备正常 使用蒸汽。另一方面，通过在联通管道的两端各设置一个阀门，有利于对联通管道进 行检修等操作。优选地，为了提高阀门操作的安全性和便利性，该阀门为电动阀，该 电动阀可以通过远程控制阀门的开启与关闭。

根据发明的另一方面，提供了一种多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方法。图3是根据 本发明实施例的多蒸汽管网系统的蒸汽平衡方法的流程图。

蒸汽管网系统包括从蒸汽产生至蒸汽输出使用的所有装置，例如，锅炉、蒸汽管 网、用汽设备等。蒸汽管网为用于输送蒸汽的管道，包括蒸汽支路管道和蒸汽主管道， 蒸汽管网系统中各个锅炉产生的蒸汽通过各自的蒸汽支路管道输送至蒸汽主管道，蒸 汽主管道汇总了该蒸汽管网系统的所有锅炉产生的蒸汽，再通过蒸汽支路管道输送至 各个用汽设备。用汽设备即使用蒸汽的设备，包括换热器、蒸汽透平机组等。

多蒸汽管网系统包括至少两个蒸汽管网系统，本发明实施例以两个蒸汽管网系统 为例进行说明。根据本发明实施例的多蒸汽管网系统包括第一蒸汽管网系统和第二蒸 汽管网系统，第一蒸汽管网系统包括第一蒸汽管网，第二蒸汽管网系统包括第二蒸汽 管网，第一蒸汽管网与第二蒸汽管网通过联通管道相连。如图3所示，该方法包括如 下的步骤S302至步骤S306：

步骤S302：检测第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量。

第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量是指第一蒸汽管网系统的所有运行的锅炉产生 的蒸汽之和。可以通过分别检测与锅炉相连的蒸汽支路管道的蒸汽量得到第一蒸汽管 网系统的实际蒸汽产量，也可以通过直接检测蒸汽主管道的蒸汽量得到第一蒸汽管网 系统的实际蒸汽产量。

步骤S304：判断第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量是否小于第一蒸汽管网系统的 总用汽量。

第一蒸汽管网系统的总用汽量是指第一蒸汽管网系统中所有用汽设备的额定蒸汽 使用量的总和。通过将第一蒸汽管网系统中所有用汽设备的额定蒸汽使用量相加即得 到第一蒸汽管网系统的总用汽量。比较第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量和第一蒸汽 管网系统的总用汽量，如果第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统 的总用汽量，则说明第一蒸汽管网系统的蒸汽产量不足，如果第一蒸汽管网系统的实 际蒸汽产量不小于第一蒸汽管网系统的总用汽量，则说明第一蒸汽管网系统的蒸汽产 量充足。

步骤S306：如果判断出第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统 的总用汽量，将第二蒸汽管网系统中的蒸汽引入第一蒸汽管网系统。

如果判断出第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的总用汽 量，则说明第一蒸汽管网系统的蒸汽产量不足，第一蒸汽管网系统的用汽设备无法正 常使用蒸汽，因此，将第二蒸汽管网系统中的蒸汽引入第一蒸汽管网系统，从而保证 第一蒸汽管网系统的用汽设备正常使用蒸汽。

本发明实施例通过第一蒸汽管网与第二蒸汽管网相连，在检测得到的第一蒸汽管 网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的总用汽量时，将第二蒸汽管网系统中 的蒸汽引入第一蒸汽管网系统，使得第一蒸汽管网系统的用汽设备仍能正常使用蒸汽， 解决了现有技术中多蒸汽管网系统中某个蒸汽管网系统产蒸汽量不足使得该蒸汽管网 系统的用汽设备无法正常使用蒸汽的问题。

优选地，为了提高多蒸汽管网系统的蒸汽调配的灵活性，联通管道上设置有至少 一个阀门，在判断出第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的总用 汽量之后，该方法还包括：控制阀门打开以将第二蒸汽管网系统中的蒸汽引入第一蒸 汽管网系统。

实际情况中，有时需要蒸汽管网系统中各个蒸汽管网系统相互独立运行，或是需 要某个蒸汽管网系统独立运行，只有在蒸汽产量不足时才打开阀门，使得其他蒸汽管 网系统的蒸汽可以进入该蒸汽管网系统中保证该蒸汽管网系统的用汽设备正常使用蒸 汽。另一方面，可以在联通管道的两端各设置一个阀门，有利于对联通管道进行检修 等操作。优选地，为了提高阀门操作的安全性和便利性，该阀门为电动阀，该电动阀 可以通过远程控制阀门的开启与关闭。

优选地，如果判断出第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的 总用汽量，方法还包括：检测第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量；判断第一蒸汽管网 系统的实际蒸汽产量是否小于第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量；以及如果判断出第 一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量，将第二蒸汽 管网系统中的蒸汽引入第一蒸汽管网系统。

第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量是指第一蒸汽管网系统中所有运行的用汽设备 消耗的蒸汽量的总和，具体地，可以通过分别检测第一蒸汽管网系统中各个运行的用 汽设备的蒸汽使用量得到第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量。在判断出第一蒸汽管网 系统的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的总用汽量后，进一步比较第一蒸汽管网 系统的实际蒸汽产量与第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量，只有在第一蒸汽管网系统 的实际蒸汽产量小于第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量时才将第二蒸汽管网系统中的 蒸汽引入第一蒸汽管网系统，可以提高蒸汽的使用率，同时降低能耗。

优选地，为了降低多蒸汽管网系统的能耗，在检测第一蒸汽管网系统的实际蒸汽 用量之后，该方法还包括：检测第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量；计算第一蒸汽管 网系统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量的和；以及由第一蒸汽管 网系统的实际蒸汽产量与第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网系统的实 际蒸汽用量的和计算第二蒸汽管网系统的蒸汽产量，其中，如果第二蒸汽管网系统的 蒸汽产量小于第二蒸汽管网系统的总蒸汽产量，则控制第二蒸汽管网系统的部分锅炉 关闭。

第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量是指第二蒸汽管网系统中所有运行的用汽设备 消耗的蒸汽量的总和，具体地，可以通过分别检测第二蒸汽管网系统中各个运行的用 汽设备的蒸汽使用量得到第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量。通过将第一蒸汽管网系 统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网系统的实际蒸汽用量相加得到两个蒸汽管网系统总 的蒸汽使用量，通过第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网系统的实际蒸 汽用量的和与第一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量相减可以得到第二蒸汽管网系统的蒸 汽产量，该第二蒸汽管网系统的蒸汽产量保证两个蒸汽管网系统的所有运行的用汽设 备正常使用蒸汽的最少蒸汽产量。可选地，第二蒸汽管网系统包含多台锅炉，在由第 一蒸汽管网系统的实际蒸汽产量与第一蒸汽管网系统的实际蒸汽用量和第二蒸汽管网 系统的实际蒸汽用量的和计算第二蒸汽管网系统的蒸汽产量之后，该方法还包括：根 据第二蒸汽管网系统的蒸汽产量确定第二蒸汽管网系统的锅炉的运行数目，并关闭第 二蒸汽管网系统中除运行数目的锅炉之外的锅炉。

具体地，假设第一蒸汽管网系统包括2台锅炉，每台锅炉的额定产蒸汽量为200 吨/小时，每台锅炉的耗电量为3000kw.h，第一蒸汽管网系统总用汽量为240吨/小时， 第二蒸汽管网系统包括3台锅炉，每台锅炉的额定产蒸汽量为75吨/小时，每台锅炉 的耗电量为1000kw.h，第二蒸汽管网系统总用汽量为150吨/小时。如果两个蒸汽管网 系统的5台锅炉同时运行，耗电量为9000kw.h，根据本发明实施例，保证双蒸汽管网 系统的所有用汽设备正常运行，在第一蒸汽管网系统2台锅炉运行时，第二蒸汽管网 系统仅需1台锅炉运行即可满足用汽设备的用汽需求，此时总耗电量为7000kw.h，相 比于现有技术节约用电2000kw.h。按照每度工业用电电费0.45元计算，本发明实施例 提供的多蒸汽管网系统每小时可节约电费900元，能耗显著降低。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的 计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可 以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所 组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以 将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模 块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明 不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的 任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。