CN102486317A - 热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法 - Google Patents

热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法 Download PDF

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Abstract

一种热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,热电厂做功后的蒸汽通过蒸汽管道流入凝汽器中放热液化,冷却水在凝汽器中吸收蒸汽液化时释放的热量,通过出水管道A输送到换热站E作为低温热源,在热泵的作用下利用所述低温热源的热量加热热网中的水后,通过回水管道B流入冷却塔。热网中的水在换热站E加热后输送给用户端作为供热热源,供热后流回换热站E。输送到市区换热站E的冷却水的温度为35到45摄氏度,实现了低温输送,热量损耗小。

Description

热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法
技术领域
[0001] 本发明涉及热电厂冷却水的余热再利用技术领域,特别是涉及一种热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法。
背景技术
[0002] 目前社会上的热电厂,都是通过热能加热产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机转动切割磁感线来发电。但是热能发电的效率底,大约只有40%,通过汽轮机的蒸汽仍有60%左右的热能没有利用起来,直接通入凝汽器液化把热能散失到环境中。为节约能源、保护环境,利用上述浪费的能源,已经有多个方案,如发明专利“一种热电厂余热回收及热水梯级加热供热方法”(专利号200910090917. 4)。原理是利用凝汽器流出水的热量,通过热泵技术将水一级或多级加热,加热至高温(110摄氏度左右)或中温(60-80摄氏度)后,输送到市区换热站,利用输送水的热量通过板式换热器将热网的水加热到合适的温度,以及利用蒸汽直接加热热网中的水。此方法存在如下缺点:第一、热泵通过蒸汽驱动,需从汽轮机末端取蒸汽,影响发电的效率,风险大;第二、先在热电厂将水加热至高温,再输送到市区换热站,高温水和地温温差大,输送过程热量损耗多,且热胀冷缩对管道及相关设备要求高,投资大且利用率低。
发明内容
[0003] 本发明的目的是解决上述技术的不足,提供一种热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法。本发明提供的方法可以有效的利用热电厂循环冷却水的余热,尤其还可以有效的解决现有技术方案的不足。其主要是将带有余热的热电厂冷却水直接输送到市区换热站,利用热泵技术提取冷却水的热量加热热网中的水;或者在热电厂通过板式换热器吸收冷却水的热量加热输送水,将输送水低温输送至市区换热站,再利用热泵技术提取输送水的热量对热网中的水加热。
[0004] 本发明的技术方案:
[0005] 一种热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,热电厂冷却水余热回收节能系统包括换热站E、凝汽器、冷却塔、用户端、水泵、管道系统和附件,热电厂做功后的蒸汽通过蒸汽管道流入凝汽器中放热液化,然后从管道流出,在凝汽器中吸收蒸汽液化时释放的热量的冷却水,通过出水管道A输送到换热站E作为低温热源,所述换热站E内设有热泵,在热泵的作用下利用所述低温热源的热量加热热网中的水后,所述冷却水由回水管道A从换热站E流入冷却塔进一步散热冷却,然后流回凝汽器;所述热网中的水在换热站E加热后输送给用户端作为供热热源,供热后从用户端流回换热站E ;所述管道系统中安装有多个水泵,实现水在管道中的流动;所述凝汽器和换热站E均设有进、出水接口。
[0006] 进一步的,所述热电厂冷却水余热回收节能系统的另一种方案为它还包括换热站 D,所述在凝汽器中吸收蒸汽液化时释放的热量的冷却水,通过出水管道A输送到换热站D 作为热交换的热源,换热站D内设有板式换热器,在板式换热器作用下利用冷却水的热量加热回水管道B中的回水,热交换后的冷却水由回水管道A从换热站D流入冷却塔进一步散热冷却,然后流回凝汽器;回水管道B中的回水在换热站D吸收冷却水的热量后,由出水管道B输送到换热站E作为低温热源,在换热站E内热泵的作用下利用所述低温热源的热量加热热网中的水后,所述作为低温热源的水通过回水管道B从换热站E流回换热站D ;所述换热站D设有进、出水接口。
[0007] 进一步的,所述从换热站D输出的出水管道B中的水为低温水,实现低温输送。
[0008] 进一步的,所述从换热站D输出的出水管道B中的水的温度是30到40摄氏度。
[0009] 进一步的,所述热网中的水在换热站E加热后的温度是50到80摄氏度。
[0010] 进一步的,所述热泵采用电驱动。
[0011] 进一步的,所述换热站E为多个并列建设。
[0012] 采用上述技术方案,本发明的技术效果有:
[0013] 1、将冷却水直接输送到市区换热站E,通过热泵加热热网中的水;或者在换热站 D,通过板式换热器利用冷却水的热量加热出水管道B中的水。实现了热电厂冷却水循环系统余热的有效利用;
[0014] 2、直接输送到市区换热站E的冷却水的温度为35到45摄氏度;从热电厂换热站 D输送到市区换热站E的水,温度在30到40摄氏度。实现了低温输送,热量损耗小;
[0015] 3、在热电厂不需改动热电厂的蒸汽管道系统,凝汽器流出的冷却水直接输送到市区换热站;或者只建设一个装有板式换热器的换热站D,冷却水流经换热站D再流回冷却塔,改造工程小,风险小;
[0016] 4、在市区换热站E通过热泵加热热网中的水,热泵采用电驱动,并且提取了出水管道B输送的水的热量,节能、耗电少。
[0017] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明:
[0018] 附图1为本发明实施例1的结构主示图;
[0019] 附图2为本发明实施例2的结构主示图;
[0020] 附图3为本发明实施例3的结构主示图;
[0021] 附图4为本发明实施例4的结构主示图。
[0022] 其中:1出水管道A,2回水管道A,3出水管道B,4回水管道B,5出水管道C,6 回水管道C,7换热站D,8换热站E,9蒸汽管道,10凝汽器,11冷却塔,12板式换热器, 13热泵,14用户端,15水泵,16管道。
具体实施方式
[0023] 热电厂是通过高温蒸汽通入汽轮机,推动汽轮机切割磁感线来发电。蒸汽通入汽轮机系统后,通过蒸汽管道9流经凝汽器10液化为水,水流回加热系统被加热变成蒸汽再通入汽轮机,形成循环。热电厂冷却水流经凝汽器10,吸收蒸汽液化时放出的热量,带有余热的冷却水在冷却塔11冷却后再流入凝汽器10,形成循环。从凝汽器10流出的冷却水的温度为35到45摄氏度,直接输送到市区换热站E8 ;或者通过在热电厂建设的换热站D7内的板式换热器12,利用冷却水余热加热出水管道B3中的水至30到40摄氏度,输送到市区内的换热站E8。换热站E8内的热泵13提取低温水的热量加热市区热网中的水。方案如下:
[0024] 实施例1 :如图1所示,实现热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其系统包括换热站E8、凝汽器10、冷却塔11、用户端14、水泵15、管道系统和附件。在市区建设一个换热站E8,换热站E8内安装有电驱动的热泵13,凝汽器10和换热站E8均设有进出水接口,出水管道Al连接换热站E8的进水接口和凝汽器10的出水接口,回水管道A2连接冷却塔11、换热站E8的出水接口和凝汽器10的进水接口,以此在凝汽器10、市区的换热站E8 和冷却塔11三者之间组成热电厂冷却水循环的管路。换热站E8和用户端14之间通过出水管道C5和回水管道C6连接,组成用户水循环的管路。
[0025] 热电厂做功后的蒸汽通过蒸汽管道9流入凝汽器10中放热液化,然后从管道16 流出,冷却水在凝汽器10中吸收蒸汽液化时释放的热量,温度升为35到45摄氏度,通过出水管道Al输送到换热站E8作为低温热源,换热站E8内设有热泵13,在热泵13的作用下利用所述低温热源的热量加热回水管道C6中的水后,所述作为低温热源的冷却水温度降为5 到10摄氏度,通过回水管道A2从换热站E8流入冷却塔11进一步散热冷却,然后流回凝汽器10,再次吸收蒸汽液化时释放的热量。
[0026] 回水管道C6中的水在换热站E8加热至50到80摄氏度,通过出水管道C5输送给用户端14作为供热热源,供热后温度降为40摄氏度左右,通过回水管道C6从用户端14流回换热站E8,再次加热。
[0027] 实施例2 :实施例1的优点是投资少,但是需要改动热电厂的冷却水循环管道,并且在输送至市区的途中如果出现故障,会影响到热电厂冷却系统。针对这种弊端设计了第二种方案如下:
[0028] 如图2所示,实现热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其系统和实施例1 的区别在于它还包括换热站D7。在热电厂建设一个换热站D7,换热站D7内安装有板式换热器12,换热站D7设有进出水接口,出水管道Al连接凝汽器10的出水接口和换热站D7的进水接口,回水管道A2连接冷却塔11、换热站D7和凝汽器10的入水接口,组成热电厂冷却水循环的管路;出水管道B3连接换热站D7和换热站E8,回水管道B4连接换热站E8和换热站D7,组成输送水循环的管路;出水管道C5连接换热站E8和用户端14,回水管道C6连接用户端14和换热站E8组成市区水循环的管路。
[0029] 冷却水在凝汽器10中吸收蒸汽液化时释放的热量,温度升为35到45摄氏度,通过出水管道Al输送到换热站D7作为热交换的热源,换热站D7内设有板式换热器12,在板式换热器12作用下利用冷却水的热量加热回水管道B4中的回水,热交换后的冷却水降为 10到15摄氏度,由回水管道A2从换热站D7流入冷却塔11进一步散热冷却,然后流回凝汽器10,再次吸收蒸汽液化时释放的热量。
[0030] 回水管道B4中的回水在换热站D7吸收冷却水的热量后,温度升为30到40摄氏度,由出水管道B3输送到换热站E8作为低温热源,换热站E8内设有热泵13,在热泵13的作用下利用所述低温热源的热量加热回水管道C6中的水后,所述作为低温热源的水温度降为5到10摄氏度,通过回水管道B4从换热站E8流回换热站D7,再次加热。
[0031] 回水管道C6中的水在换热站E8加热至50到80摄氏度,通过出水管道C5输送给用户端14作为供热热源,供热后温度降为40摄氏度左右,通过回水管道C6从用户端14流回换热站E8,再次加热。
[0032] 实施例3 :如图3所示,其和实施例2的区别在于,在市区并联建立了多个装有热泵13的换热站E8,即在每个供热小区或者供热单位均可建立换热站E8。
[0033] 实施例4 :如图4所示,其和实施例1的区别在于,在市区并联建立了多个装有热泵13的换热站E8,即在每个供热小区或者供热单位均可建立换热站E8。
[0034] 上述四个实施例中,是通过在管道系统安装多个水泵15,实现水在管道中的流动。
[0035] 其中实施例1、4中,直接输送到市区换热站E8的冷却水温度为35到45摄氏度。 实施例2和3中,从凝汽器10流出的水的温度为35到45摄氏度,通过板式换热器12实现热交换后,从换热站D7往市区换热站E8输送的水的温度不超过40摄氏度。都是属于不超过45摄氏度的低温输送。而现有的技术方案都是100摄氏度以上的高温输送或者80摄氏度左右的中温输送,与地温温差大,热损耗大,且热胀冷缩严重,对管道质量要求高,相对现有的技术方案,本发明低温输送能够有效的降低输送过程中热量的损耗及管道热胀冷缩带来的危害。
[0036] 本发明中的热泵技术是现有技术,以水换热为介质,将低温热源中的热量提取出来,转移该部分热量,进而得到较高品位的热媒的设备。在换热站E8中因为提取了低温热源中水的热量,将热量用于加热出水管道C5中的水,相对单纯用电或其他能源加热水,节省了大量能源。
[0037] 最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权力要求范围当中。

Claims (7)

1. 一种热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,热电厂冷却水余热回收节能系统包括换热站E(8)、凝汽器(10)、冷却塔(11)、用户端(14)、水泵(15)和管道系统,其特征在于:热电厂做功后的蒸汽通过蒸汽管道(9)流入凝汽器(10)中放热液化,然后从管道(16) 流出,在凝汽器(10)中吸收蒸汽液化时释放的热量的冷却水,通过出水管道A(I)输送到换热站E (8)作为低温热源,所述换热站E (8)内设有热泵(13),在热泵(13)的作用下利用所述低温热源的热量加热热网中的水后,所述冷却水由回水管道AO)从换热站E(8)流入冷却塔(11)进一步散热冷却,然后流回凝汽器(10);所述热网中的水在换热站E(8)加热后输送给用户端(14)作为供热热源,供热后从用户端(14)流回换热站E (8);所述管道系统中安装有多个水泵(15),实现水在管道中的流动;所述凝汽器(10)和换热站E (8)均设有进、出水接口。
2.根据权利要求1所述的热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其特征在于: 所述热电厂冷却水余热回收节能系统还包括换热站D(7),所述在凝汽器(10)中吸收蒸汽液化时释放的热量的冷却水,通过出水管道A(I)输送到换热站D(7)作为热交换的热源,换热站D(7)内设有板式换热器(12),在板式换热器(1¾作用下利用冷却水的热量加热回水管道B(4)中的回水,热交换后的冷却水由回水管道A(2)从换热站D(7)流入冷却塔(11) 进一步散热冷却,然后流回凝汽器(10);回水管道B(4)中的回水在换热站D(7)吸收冷却水的热量后,由出水管道BC3)输送到换热站E (8)作为低温热源,在换热站E (8)内热泵(1¾的作用下利用所述低温热源的热量加热热网中的水后,所述作为低温热源的水通过回水管道B(4)从换热站E(8)流回换热站 D (7);所述换热站D (7)设有进、出水接口。
3.根据权利要求2所述的热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其特征在于: 从换热站D(7)输出的出水管道BC3)中的水为低温水,实现低温输送。
4.根据权利要求2或3所述的热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其特征在于:从换热站D(7)输出的出水管道B(3)中的水的温度是30到40摄氏度。
5.根据权利要求1或2所述的热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其特征在于:所述热网中的水在换热站E (8)加热后的温度是50到80摄氏度。
6.根据权利要求1或2所述的热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其特征在于:所述热泵(13)采用电驱动。
7.根据权利要求1或2所述的热电厂冷却水余热回收节能系统的供热方法,其特征在于:所述换热站E(8)为多个并列建设。
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