CN100354504C - 一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置,它包括常规的主汽轮机发电系统和常规的回热系统,其特点是,增设降压扩容器、蒸汽喷射器、低压汽轮机、小发电机等,由蒸汽喷射器与降压扩容器联合用以产生驱动低压汽轮机的低压蒸汽,利用回热系统疏水相变放热产生低压蒸汽,通过低压汽轮机把低压蒸汽热能转化成机械能,通过小发电机把机械能转化为电能,疏水相变放热产生低压蒸汽还可以同时(或单列)作为厂内外热用户的辅助汽源,供热给热用户,与此同时,工质又可回收进入主机回热系统,对主机回热系统的热力学完善程度也有所提高。本发明是一项无需增加燃料投入的机组提高出力的节能增效措施。

Description

一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置
发明领域本发明属于热能工程中火力发电系统技术领域,它涉及一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置。
背景技术
我国电力工业在实现“厂网分开,省为实体”的体制转变以后,电力工业得到长足的发展。火电厂作为一次能源与二次能源转换的主要场所,也是一个耗能大户,这就需要加强电厂管理,降低发电能耗。在火电厂节能降耗工程中,热力系统是有节能潜力可挖的重要方面。从节能的实践及理论发展来看,重视汽轮机的技术完善性为最先,其次是锅炉,然而探索热力系统的节能潜力相对滞后。以一台300MW火电机组为例,回热加热器组每小时约有近300吨疏水可产生用于低压汽轮机作功的蒸汽近30吨,但在现有的火力发电装置中,这些工质自成循环,未开发其潜能。
发明内容
本发明的目的是为了开发现有火力发电装置的热力系统的节能潜力,提供一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置。
本发明的技术方案是,一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置,它包括由锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、主凝汽器、发电机组成的常规的主汽轮机发电系统和由凝结水泵、轴封加热器、低压加热器、高压加热器、除氧器给水箱、高压给水泵等设备组成的常规的回热系统,以及来自主汽轮机的各级抽汽分别进入相应的各级高、低压加热器放热并凝结成疏水,其特征在于,经多级高压加热器加热后的疏水经疏水调节阀进入降压扩容器的下层,经多级低压加热器加热的疏水经疏水调节阀进入降压扩容器的中层,降压扩容器汽侧蒸汽经隔离阀由蒸汽喷射器引射,再通过隔离阀送入低压汽轮机作功,乏汽排入小凝汽器,并经过汽平衡管阀门和水平衡管阀门回入主凝汽器回收工质;降压扩容器水侧工质经扩容器疏水调节阀的控制回到主凝汽器进入主循环,由此完成回热疏水余热与机械能的转换,然后由与低压汽轮机相连接的小发电机完成机械能与电能的转换,实现火电机组回热疏水余热多级利用发电的功能。
所述的降压扩容器汽侧蒸汽经隔离阀由蒸汽喷射器,通过隔离阀后还可直接向厂内外热用户供汽,经用户回水箱,再由凝结水泵升压回到主凝汽器。
本发明的有益效果是:本发明是根据热力发电厂原理,利用回热系统疏水相变放热产生低压蒸汽,通过低压汽轮机把低压蒸汽热能转化成机械能,通过小发电机把机械能转化为电能,同时又回收工质进入主机回热系统,并且低压蒸汽也可以作为厂内外热用户的辅助汽源,对主机回热系统的热力学完善程度也有所提高。以一台300MW火电机组为例,回热加热器组每小时约有近300吨疏水可生产用于低压汽轮机作功的蒸汽近30吨,采用本发明的一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置,净增发电功率约1000KW左右,按机组年平均运行时间约7000h计,若该厂电价按0.60元/(kW·h)价格计算,仅此一项,一台300MW火电机组每年可带来净收益400多万元以上,一般1~2年就可回收发电装置的建设投资,本发明是一项无需增加燃料投入的机组提高出力的节能增效措施。目前我国总的装机容量虽已超过4.5亿千瓦,加之火电机组热力系统的共性所在,因此本发明方法开发火力发电机组节能潜力巨大,应用前景十分广阔,也为制造业在电力相对饱和以后进一步发展开辟了新的市场。
附图说明
图1为一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置系统原理图。
具体实施方式
图1表示了本发明的发电装置原则性热力系统。图示的系统将火电机组回热循环和多级利用回热疏水余热发电装置热力系统联合起来,其中蒸汽喷射器与降压扩容器联合用以产生驱动低压汽轮机的低压蒸汽。图1所示系统包括一个火电机组的蒸汽一次中间再热的锅炉1,产生一次蒸汽进入汽轮机高压缸2作功,高压缸排汽经锅炉再热以后的二次蒸汽进入汽轮机中压缸3作功,然后经汽轮机低压缸4作功以后进入主凝汽器17,完成热能与机械能的转换,然后由发电机5完成机械能与电能的转换。主汽轮机排汽的凝结水由凝结水泵18升压以后,经过轴封加热器13、并依次进入四号低压加热器12、三号低压加热器11、二号低压加热器10以及一号低压加热器9吸收热量,最后进入除氧器除氧以后到达给水箱14。给水箱中的给水由高压给水泵16升压依次送往三号高压加热器8、二号高压加热器7以及一号高压加热器6吸收热量,最后经锅炉给水操作台进入锅炉1,完成工质循环。高压给水泵有小汽轮机15驱动,其汽源来自主汽轮机的四号抽汽,作功后的排汽进入主凝汽器。由图1所示的实施例中可以看出,来自主汽轮机的各级抽汽分别进入相应的各级高、低压加热器放热并凝结成疏水;本发明是在上述常规火电主汽轮机发电系统和常规火电机组回热系统的基础上,特点是,增设降压扩容器、蒸汽喷射器、低压汽轮机、小发电机等,蒸汽喷射器与降压扩容器联合用以产生驱动低压汽轮机的低压蒸汽,在上述的常规火电机组回热系统的一号高压加热器的疏水依次自流进入二号高压加热器和三号高压加热器后经疏水调节阀27进入降压扩容器30的下层,一号低压加热器的疏水依次自流进入二号低压加热器和三号低压加热器后经疏水调节阀29进入降压扩容器的中层,降压扩容器汽侧蒸汽经隔离阀25由蒸汽喷射器19,通过隔离阀24引入低压汽轮机32作功,乏汽排入小凝汽器34,并经过汽平衡管阀门35和水平衡管阀门36回入主凝汽器回收工质;降压扩容器水侧工质经扩容器疏水调节阀31的控制回到主凝汽器进入主循环,由此完成回热疏水余热与机械能的转换,然后由小发电机33完成机械能与电能的转换,实现火电机组回热疏水余热多级利用发电的功能。
由图1所示,所述的降压扩容器30汽侧蒸汽靠隔离阀25两端压差流动,由来自经过隔离阀21的4级回热抽汽或经过隔离阀20的新蒸汽通过调节阀22调节,经蒸汽喷射器19引射,通过隔离阀24后,再经过隔离阀37向厂内外热用户38供汽,经用户回水箱39,然后由补水泵40升压回到主凝汽器17。这使本发明在实现火电机组回热疏水余热多级利用发电的同时可以(或单列)作为厂内外热用户的辅助汽源,对主机回热系统的热力学完善程度也有所提高。所述的发电装置设计在主机正常运行以后,缓慢稳定地投运降压扩容器,并由来自低压汽轮机入口的蒸汽压力和温度反馈信号控制调节阀22来调节引入蒸汽喷射器的蒸汽流量达到控制该低压汽轮机的进汽参数。
根据本发明,所述的发电装置还装有隔离阀门20、隔离阀门21、隔离阀门23,隔离阀门24,隔离阀门25,隔离阀门26,隔离阀门28,以及隔离阀门37等附件,提供了发电装置实现多种运行方式的切换条件;根据需要多级利用回热疏水余热发电装置也可以退出运行,火电机组回热加热器疏水系统恢复原运行方式。
所述的发电装置获得净增发电出力的同时,由于疏水连接方式和厂用辅助蒸汽的改变,主机回热循环的热力学完善性提高,直接改善主机回热系统热经济性。该火电机组回热疏水余热多级利用发电装置的循环工质仍然汇入火电机组的回热循环,不增加主机系统补充水量的任务。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置,它由锅炉(1)、高压缸(2)、中压缸(3)、低压缸(4)、主凝汽器(17)、发电机(5)组成的主汽轮机发电系统和由凝结水泵(18)、轴封加热器(13)、低压加热器(9、10、11、12)、高压加热器(6、7、8)、给水箱(14)、高压给水泵(16)、小汽轮机(15)组成的回热系统组成,来自主汽轮机的各级抽汽分别进入相应的各级高、低压加热器放热并凝结成疏水,其特征在于,经多级高压加热器的加热后的疏水经疏水调节阀(27)进入降压扩容器(30)的下层,经多级低压加热器加热的疏水经疏水调节阀(29)进入降压扩容器的中层,降压扩容器(30)汽侧蒸汽经隔离阀(25)由蒸汽喷射器(19),通过隔离阀(24)引入低压汽轮机(32)作功,乏汽排入小凝汽器(34),并经过汽平衡管阀门(35)和水平衡管阀门(36)回入主凝汽器(17)回收工质;降压扩容器(30)水侧工质经扩容器疏水调节阀(31)的控制回到主凝汽器(17)进入主循环,由此完成回热疏水余热与机械能的转换,然后由与低压汽轮机(32)相连接的小发电机(33)完成机械能与电能的转换,实现火电机组回热疏水余热多级利用发电的功能。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组多级利用回热疏水余热发电装置,其特征在于,所述的降压扩容器(30)汽侧蒸汽靠隔离阀(25)两端压差流动,由来自经过隔离阀(21)的4级回热抽汽或经过隔离阀(20)的新蒸汽通过调节阀(22)调节,经蒸汽喷射器(19)引射,通过隔离阀(24)后,再经过隔离阀(37)向厂内外热用户(38)供汽,经用户回水箱(39),然后由补水泵(40)升压回到主凝汽器(17)。
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