CN102147123A - 一种余热回收型首站供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热回收型首站供热系统，包括供热回路、冷却回路和供热回水回路，供热回路包括汽轮机、凝汽器、除氧器、锅炉、汽/水换热器和热泵，汽轮机连接有一引入的过热蒸汽管路、一引出的供热抽气管路、一排气管路和一除氧抽气管路，锅炉通过过热蒸汽管路与汽轮机连接；凝汽器设于排气管路上，排气管路经凝汽器后一端与除氧器连接；供热抽气管路经过所述汽/水换热器与经过凝汽器的排气管路连接；汽轮机与汽/水换热器之间的供热抽气管路上连接有一供热抽气支管，供热抽气支管经过热泵与经过汽/水换热器的供热抽气管路连接。本发明在全年的热网运行中，综合节能效果明显；同时可提高电厂的发电量和发电效率，具有十分重大的经济效益。

Description

一种余热回收型首站供热系统

技术领域

本发明涉及一种首站供热系统，特别是一种对电厂冷却回路的循环冷却水的热量进行回收利用的余热回收型首站供热系统。

背景技术

供热首站由于供热距离远，主热网下挂二次换热站，所以，供热首站供水温度高，供/回水温差大。现在典型的供热首站流程是：从抽凝式汽轮机抽出0.5MPa的蒸汽作为一次热源，通过汽/水换热器冷凝换热后，凝结水回除氧器，二次端供出130℃热水供市政主热网，主热网回水60℃。现供热首站一般是一台或多台汽/水换热器(热网加热器)，配以其他一些驱动设备。

现行的首站加热器，由于受到换热机理的限制，最大效率不超过100％，没有更好的途径提高效率，降低能耗，也是采暖季节发电效率提高的障碍。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种余热回收型首站供热系统，该供热系统能提取电厂冷却回路的循环冷却水的热量，用于加热首站供热回水，综合节能效果明显。

为了实现上述目的，本发明一种余热回收型首站供热系统，包括：

供热回路，所述供热回路包括汽轮机、凝汽器、除氧器、锅炉、汽/水换热器和热泵，所述汽轮机连接有一引入的过热蒸汽管路、一引出的供热抽气管路、一排气管路和一除氧抽气管路，所述锅炉通过过热蒸汽管路与汽轮机连接；所述凝汽器设于排气管路上，所述排气管路经所述凝汽器后一端与所述除氧器连接；所述供热抽气管路经过所述汽/水换热器与经过所述凝汽器的排气管路连接；所述汽轮机与所述汽/水换热器之间的供热抽气管路上连接有一供热抽气支管，所述供热抽气支管经过所述热泵与经过所述汽/水换热器的供热抽气管路连接；

冷却回路，所述冷却回路包括冷却塔和由冷却塔引出并经过所述凝汽器回到冷却塔的循环冷却水管路；所述循环冷却水管路上引入冷却塔一端连接有一循环冷却水支管，所述循环冷却水支管经过所述热泵连接入冷却塔引出一端的循环冷却水管路上；

供热回水回路，包括输送热网回水至所述汽/水换热器的热网回水管路和经过所述汽/水换热器引出的热网供热管线。

作为优选，所述供热抽气管路和/或供热抽气支管上设置有调节阀。

作为优选，所述循环冷却水管路和/或循环冷却水支管上设置有循环水泵。

相比于现有技术，本发明余热回收型首站供热系统通过对冷却回路的热量的回收利用，综合节能效果大大提高。另外，由于现有供热方式在热网运行的全阶段制热效率COP均不超过1，而本发明供热系统在全运行阶段的综合COP约为1.573，这就意味着全年运行节能大约36％左右。同时由于汽轮机抽气量的减少，可提高电厂发电量和发电效率，具有十分重大的经济效益。

附图说明

图1为本发明余热回收型首站供热系统的示意图；

图2为本发明实施例中采用的热泵的结构示意图。

主要附图标记：

1……汽轮机；2……发电机；3……凝汽器；4……冷却塔；

5……汽/水换热器；6……热泵；7……过热蒸汽管路；

8……供热抽气管路；9……排气管路；10……循环冷却水管路；

11……循环冷却水支管；12……供热抽气支管；13……供热回水管路；

14……热网供热管路；15、16……循环水泵；17、18……调节阀；

19……除氧抽气管路；20……除氧器；21……锅炉；

22……除氧补水管路；601……第一吸收器；602……第一蒸发器；

603……第二吸收器；604……第二蒸发器；605……发生器；

606……冷凝器；607……溶液热交换器；608……热水管路；

609……余热水管路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明系统结构作详细说明。

如图1所示，本发明一种余热回收型首站供热系统，包括：

供热回路，所述供热回路包括汽轮机1、凝汽器3、除氧器20、锅炉21、汽/水换热器5和热泵6，所述汽轮机1连接有一引入的过热蒸汽管路7、一引出的供热抽气管路8、一排气管路9和一除氧抽气管路19，所述锅炉21通过过热蒸汽管路7与汽轮机1连接；所述凝汽器3设于排气管路9上，所述排气管路9经所述凝汽器3后一端与所述除氧器20连接；所述供热抽气管路8经过所述汽/水换热器5与经过所述凝汽器3的排气管路9连接；所述汽轮机1与所述汽/水换热器5之间的供热抽气管路8上连接有一供热抽气支管12，所述供热抽气支管12经过所述热泵6与经过所述汽/水换热器5的供热抽气管路8连接。

冷却回路，所述冷却回路包括冷却塔4和由冷却塔4引出并经过所述凝汽器3回到冷却塔4的循环冷却水管路10；所述循环冷却水管路10上引入冷却塔4一端连接有一循环冷却水支管11，所述循环冷却水支管11经过所述热泵6连接入冷却塔4引出一端的循环冷却水管路10上。

供热回水回路，包括输送热网回水至所述汽/水换热器5的热网回水管路13和经过所述汽/水换热器引出的热网供热管线14。

为了满足汽轮发电机组的连续运行，就需要在除氧器补入等同抽汽量的新水，作为优选，如图1所示，所述除氧器20设置有一引入的除氧补水管路22。

本发明供热系统中，热泵6一般优选采用吸收式热泵。其结构优选如图2所示，包括第一吸收器601、第一蒸发器602、第二吸收器603、第二蒸发器604、发生器605、冷凝器606、溶液热交换器607和连接管路，所述连接管路包括从第一吸收器601引入并从冷凝器606引出的热水管路608、流经所述第一蒸发器602的余热水管路609和流经溶液热交换器607的用于连接发生器605与第一吸收器601的第一循环管路611，所述第二吸收器603设置于第一吸收器601与冷凝器606之间的热水管路608上；所述余热水管路609从第二蒸发器604引入并流经第二蒸发器604和第一蒸发器602后，从第一蒸发器602引出。

本发明系统运行时，锅炉21产生的蒸汽从过热蒸汽管路7输送至汽轮机1并驱动做功，带动发电机2产生电力，之后蒸汽从汽轮机1排出，一路经供热抽气管路8进入汽/水换热器5和热泵6，另一路经排气管路9进入凝汽器3。冷却塔4中的循环冷却水经循环冷却水管路10到达凝汽器3并带走排气管路9中蒸汽的残余热量，进而热泵6会提取循环冷却水的热量，用于加热热网回水，由此有效回收了冷却回路的剩余热量，大大提高了整个供热系统的制热效率(COP)，综合节能效果明显。

另外，通常冷却回路中循环冷却水的温度大致为20～40℃，热网回水的温度为50～70℃，而经过热网负荷的分析计算，热网回水被加到65～90℃最为经济。为了达到系统运行的精确控制，本发明余热回收型首站供热系统中所述供热抽气管路8和/或供热抽气支管12上可以设置有调节阀。如图1中调节阀17、18。

作为本发明的进一步优选，所述循环冷却水管路10和/或循环冷却水支管11上可以设置有循环水泵，如图1中循环水泵15、16。如此可一定程度提高余热回收的效率。

下面对本发明余热回收型首站供热系统的节能效果进行详细说明：

现以供热首站的典型工况说明本发明余热回收型首站供热系统的节能效率。首站供水温度分别为130℃，回水温度为60℃；蒸汽压力为0.5MPa。

节能分析：

在上述条件下，本发明供热方式，第一级为热泵6制热，其满负荷效率COP为1.8，第二级为汽/水换热器5，其COP为1，整个系统满负荷的COP为1.343，其最小节能为25.54％。同时如果采用其他合理的控制，使本发明供热系统最大限度在热泵工作范围工作，在全年的热网运行中，综合节能效果将更为明显。其综合节能如表1分析：

表1

由表1计算可知，本发明余热回收型首站供热系统的综合COP可达1.573。

由于现有供热方式在热网运行的全阶段制热效率COP均不超过1，而本发明供热系统在全运行阶段的综合COP为1.573，这就意味着全年运行节能36％左右。同时由于汽轮机抽汽量的减少，可提高发电量和发电效率，具有十分重大的经济效益。

Claims (5)

1.一种余热回收型首站供热系统，包括：

供热回路，所述供热回路包括汽轮机、凝汽器、除氧器、锅炉、汽/水换热器和热泵，所述汽轮机连接有一引入的过热蒸汽管路、一引出的供热抽气管路、一排气管路和一除氧抽气管路，所述锅炉通过过热蒸汽管路与汽轮机连接；所述凝汽器设于排气管路上，所述排气管路经所述凝汽器后一端与所述除氧器连接；所述供热抽气管路经过所述汽/水换热器与经过所述凝汽器的排气管路连接；所述汽轮机与所述汽/水换热器之间的供热抽气管路上连接有一供热抽气支管，所述供热抽气支管经过所述热泵与经过所述汽/水换热器的供热抽气管路连接；

冷却回路，所述冷却回路包括冷却塔和由冷却塔引出并经过所述凝汽器回到冷却塔的循环冷却水管路；所述循环冷却水管路上引入冷却塔一端连接有一循环冷却水支管，所述循环冷却水支管经过所述热泵连接入冷却塔引出一端的循环冷却水管路上；

供热回水回路，包括输送热网回水至所述汽/水换热器的热网回水管路和经过所述汽/水换热器引出的热网供热管线。

2.如权利要求1所述的余热回收型首站供热系统，其特征在于，所述热泵为吸收式热泵。

3.如权利要求2所述的余热回收型首站供热系统，其特征在于，所述热泵包括第一吸收器、第一蒸发器、第二吸收器、第二蒸发器、发生器、冷凝器、溶液热交换器和连接管路，所述连接管路包括从第一吸收器引入并从冷凝器引出的热水管路、连接于所述发生器的热源管路、流经所述第一蒸发器的余热水管路和流经溶液热交换器的用于连接发生器与第一吸收器的第一循环管路，所述第二吸收器设置于第一吸收器与冷凝器之间的热水管路上；所述余热水管路从第二蒸发器引入并流经第二蒸发器和第一蒸发器后，从第一蒸发器引出。

4.如权利要求1所述的余热回收型首站供热系统，其特征在于，所述供热抽气管路和/或供热抽气支管上设置有调节阀。

5.如权利要求1所述的余热回收型首站供热系统，其特征在于，所述循环冷却水管路和/或循环冷却水支管上设置有循环水泵。