CN102721094A - 回收电厂开式循环水余热的供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种回收电厂开式循环水余热的供热系统，特别是一种减少甚至避免电厂汽轮机冷端损失的节能技术。该回收电厂开式循环水余热的供热系统，包括电站锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器，汽轮机分别通过管路与电站锅炉、发电机、凝汽器相连，凝汽器与汽轮机的低压缸排汽端相连，还设置有吸收式热泵和汽水换热器，吸收式热泵分别通过管路与汽轮机的采暖抽汽端、凝汽器相连，汽水换热器的一端通过管路与汽轮机的低压缸排汽端相连，汽水换热器的另一端通过管路与吸收式热泵的热水供应端相连。本发明具有结构设计合理、回收效率高、节能环保、运行稳定、容易实现的优点。

Description

回收电厂开式循环水余热的供热系统

技术领域

本发明涉及一种回收电厂开式循环水余热的供热系统，特别是一种减少甚至避免电厂汽轮机冷端损失的节能技术。

背景技术

近年来，随着社会的日益发展与进步，国家对资源节约、环境保护、能源综合利用等方面的要求逐步提高。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确提出“单位国内生产总值能源消耗降低16%，单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%，主要污染物排放总量显著减少……”的节能减排目标，这就要求各火力发电企业积极采用各种新型节能技术，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。

火力发电厂的汽轮机乏汽一般通过开式循环冷却或闭式循环冷却的方式直接排放掉，这形成巨大的冷端损失。一个典型的300MW亚临界纯凝机组能量利用率约为38%，通过冷凝废热排放掉的热量约占45%；采用抽汽供热后机组的能量利用率提升至60%，仍有20%的冷凝废热被排放掉，这部分热量的特点是品位低且集中，但难以直接利用。若能高效回收利用这部分能量，对提高电厂能源利用率、降低机组供电煤耗、增加供热面积，提升企业竞争力等都将起重大作用。

采用开式循环冷却的火电厂一般建在河边或海边。如图1所示，来自江水或海水的冷却水通过拦污栅及钢闸门等进行简单过滤后，经循环水泵5升压输送至凝汽器4，在凝汽器4内充分吸收汽轮机2低压缸排出的乏汽余热后，升温进入虹吸井6，最后从虹吸井6排放到附近江水或海水里。当前已有采用吸收式热泵回收湿冷闭式循环或空冷的低温余热利用的专利及相关研究，但针对开式循环低温余热回收的研究还刚刚起步。若能采用吸收式热泵回收利用开式循环水所带走的低温余热，不仅能提高电厂一次能源利用率，还能为电厂带来较大的供热收益，缓解电厂供热紧张局面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、回收效率高、节能环保、运行稳定、容易实现的回收电厂开式循环水余热的供热系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该回收电厂开式循环水余热的供热系统，包括电站锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器，汽轮机分别通过管路与电站锅炉、发电机、凝汽器相连，所述凝汽器与汽轮机的低压缸排汽端相连，其结构特点是：还设置有吸收式热泵和汽水换热器，所述的吸收式热泵分别通过管路与汽轮机的采暖抽汽端、凝汽器相连，所述汽水换热器的一端通过管路与汽轮机的低压缸排汽端相连，所述汽水换热器的另一端通过管路与吸收式热泵的热水供应端相连。

汽轮机抽汽作为吸收式热泵的驱动热源，开式循环冷却水余热作为低温热源，一次热网水加热后作为中温热源输出，并根据电厂供暖实际需求考虑采用汽水加热器对一次热网水进一步加热，有效的利用了原来浪费掉的余热，使低品位的热能得到了有效的利用，提高电厂能源利用率、降低机组供电煤耗，增加供热面积。

本发明还设置有水水换热器，所述的水水换热器与凝汽器相连，所述水水换热器与吸收式热泵并联。

本发明还设置有水水换热器，所述的吸收式热泵通过水水换热器与凝汽器相连。

若处于供暖季初末期，吸收式热泵不能回收循环水全部余热，若开式循环中存在江水或海水水质较差，直接进入热泵系统可能会导致换热管出现微生物快速繁殖而堵塞等现象。增加了水水换热器后，可保证流经凝汽器、吸收式热泵以及水水换热器的循环水形成闭式循环，有效避免了因循环水水质不好而带来的各类问题。

本发明所述吸收式热泵为单效型吸收式热泵或双效型吸收式热泵。吸收式热泵可以是单套或多套，可以根据具体情况灵活确定。

本发明所述水水换热器的管路上设置有调节阀。

这样可使流经的循环水流量在供暖季初末期和高寒期根据需要灵活变动。实现了流经吸收式热泵和水水换热器的循环水流量之和与进出凝汽器的循环水量相等。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：本发明的技术实施后，可较好地回收低品位的开式循环水余热用于供热，大幅提高了电厂供热能力、供热安全裕量及可靠性。本技术所提及的新型供热系统，只在供暖季运行；非供暖季将关闭汽轮机抽汽、吸收式热泵以及热网侧相关设备，即令机组变为纯凝机组，也即新系统可与原电厂系统实现快速无缝切换。 

附图说明

图1为本发明背景技术的结构示意图。

图2为本发明实施例1的结构示意图。

图3为本发明实施例2的结构示意图。

图4为本发明实施例3的结构示意图。

标号说明：电站锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、循环水泵5、虹吸井6、吸收式热泵7、汽水换热器8、水水换热器9。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图2所示，本实施例由电站锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、吸收式热泵7、汽水换热器8以及与各设备相连接的管路组成。吸收式热泵7将流经凝汽器4的开式循环水热量全部回收，形成闭式循环。电站锅炉1出来的高温高压蒸汽进入汽轮机2膨胀做功，通过发电机3转换为电能后输出。汽轮机2原有的采暖抽汽端（可能也有工业抽汽，视具体情况而定）一部分进入吸收式热泵7作为驱动热源，另一部分进入汽水换热器8以对吸收式热泵7出口的一次热网水进行再次加热。汽轮机2低压缸排汽在凝汽器4内与循环冷却水进行充分换热冷却为凝水后送回电站锅炉1。在此实施例中，进入凝汽器4的开式循环水余热全部被吸收式热泵7回收，形成闭式循环，即从凝汽器4吸热升温后的开式循环水直接进入吸收式热泵7的蒸发器，经放热后从吸收式热泵7出来，再回到凝汽器4吸热，如此形成闭式循环，而不再通过循环水泵5和虹吸井6以及江水（海水）的开式循环。吸收式热泵7的驱动热源来自汽轮机2的抽汽，低温热源来自流经凝汽器4的开式循环水，最终将流入热泵的一次热网水加热到80℃左右输出。汽水换热器8与汽轮机2抽汽和吸收式热泵7相连，主要目的是将出吸收式热泵7的一次热网水进行再次加热输出。

实施例2：若处于供暖季初末期，吸收式热泵7不能回收循环水全部余热，若开式循环中存在江水（海水）水质较差，直接进入吸收式热泵7可能会导致换热管出现微生物快速繁殖而堵塞等现象，此时需对循环水水质进行必要的加药处理，并尽可能地将流经凝汽器4的循环水形成闭式循环。如图3所示，本实施例由电站锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、吸收式热泵7、汽水换热器8、水水换热器9组成。与实施例1相比，增加了与吸收式热泵7并联的水水换热器9，其目的是在供暖初末寒期时，将流经凝汽器4的不能全部被吸收式热泵7吸取的循环水余热带走。增加了水水换热器9后，可保证流经凝汽器4、吸收式热泵7以及水水换热器9的循环水形成闭式循环，有效避免了因循环水水质不好而带来的各类问题。水水换热器9一侧走循环水，另一侧走江水（海水）。流经吸收式热泵7和水水换热器9的循环水流量之和与进出凝汽器4的循环水量应相等。此外在水水换热器9的管路上安装了相应的调节阀，这样可使流经的循环水流量在供暖季初末期和高寒期根据需要灵活变动。

实施例3：与实施例2相比，本实施例将水水换热器9与吸收式热泵7串联运行，从吸收式热泵7流出的已降低到一定温度的循环水被引入到水水换热器9中与江水（海水）进行换热，通过江水（海水）带走吸收式热泵7无法回收的循环水余热，最后循环水再进入凝汽器，形成闭式循环。流经吸收式热泵7、水水换热器9和凝汽器4的循环水流量相等。

上述实施例中所述的吸收式热泵可以是单套或多套，可以是单效型吸收式热泵、双效型吸收式热泵等。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种回收电厂开式循环水余热的供热系统，包括电站锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器，汽轮机分别通过管路与电站锅炉、发电机、凝汽器相连，所述凝汽器与汽轮机的低压缸排汽端相连，其特征是：还设置有吸收式热泵和汽水换热器，所述的吸收式热泵分别通过管路与汽轮机的采暖抽汽端、凝汽器相连，所述汽水换热器的一端通过管路与汽轮机的低压缸排汽端相连，所述汽水换热器的另一端通过管路与吸收式热泵的热水供应端相连。

2.根据权利要求1所述的回收电厂开式循环水余热的供热系统，其特征是：还设置有水水换热器，所述的水水换热器与凝汽器相连，所述水水换热器与吸收式热泵并联。

3.根据权利要求1所述的回收电厂开式循环水余热的供热系统，其特征是：还设置有水水换热器，所述的吸收式热泵通过水水换热器与凝汽器相连。

4.根据权利要求1、2或3所述的回收电厂开式循环水余热的供热系统，其特征是：所述吸收式热泵为单效型吸收式热泵或双效型吸收式热泵。

5.根据权利要求1、2或3所述的回收电厂开式循环水余热的供热系统，其特征是：所述水水换热器的管路上设置有调节阀。

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