CN103017231A

CN103017231A - 热电厂热网水循环泵节能驱动系统

Info

Publication number: CN103017231A
Application number: CN2012105390264A
Authority: CN
Inventors: 宋国亮; 李仰义; 袁伟; 刘鹏远; 朱斌帅; 徐鹏志
Original assignee: Huadian Electric Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: Huadian Electric Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明涉及一种热电厂热网水循环泵节能驱动系统，属于火力燃煤发电供热机组领域。包括蒸汽进管、热网循环水进管、汽轮机、汽轮机排汽管、一级热网加热器、热网循环水出管、热网循环泵、二级热网加热器以及热网加热器疏水管和管路上的阀门。蒸汽进管分别与汽轮机和二级热网加热器相连，所述热网循环水进管与热网循环泵相连，二级热网加热器与循环水出管相连，一级热网加热器通过热网加热器疏水管与二级热网加热器相连，所述汽轮机驱动热网循环泵，汽轮机排汽管与一级热网加热器相连。本发明具有系统设计合理，能显著地减少热网循环泵的能耗，提高热电机组整体效率和热电企业收益，有效利用现有设备的优点。

Description

热电厂热网水循环泵节能驱动系统

技术领域

本发明涉及一种热电厂热网水循环泵节能驱动系统，属于火力燃煤发电供热机组领域。

背景技术

近年来煤、油价格飚升，使热电厂的发电成本大增，而上网电价、热价增长有限，使热电企业的利润空间越来越小。节约发电成本，降低能耗已经成为发电企业的内在需求。

热电企业供暖系统主要是将主汽轮机某一等级的抽汽通过换热站的热网加热器转换为低温水向居民供暖，供暖所需动力设备是使用电动机驱动热网循环泵。在供热期间，热网循环泵耗费的电能不亚于于一台大型辅机。如300MW等级的供热机组，热网循环泵消耗的总功率在5000kW左右，以每年3000供热小时计算，一个供热期消耗电量约1500万度。如果能够减少这部分耗电量，就可以为企业带来可观的经济效益。

采用背压式汽轮机驱动热网循环泵目前已经有一些电厂在应用。方法是采用高于供热蒸汽压力等级的抽汽推动小汽机，小汽轮机排汽并入供热蒸汽进入热网加热器。由于蒸汽在小汽轮机做功的效率一般低于主汽轮机，采用这种方案虽然可以增加上网电量，但从能耗角度来说，与采用电动机驱动热网循环泵相比节能效果并不明显，甚至可能不节能。

热电厂供热蒸汽压力一般设计值在0.25～0.6Mpa，热网回水温度为60～70℃，出水温度在90～120℃。可以看出，供热蒸汽加热热网循环水有一定的可用能损失，如果利用供热蒸汽余压驱动热网循环泵，则可以在不显著增加供热抽汽量的同时，节约热网循环水泵的耗电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种系统设计合理，能显著地减少热网循环泵的能耗，提高热电机组整体效率和热电企业收益，有效利用现有设备的热电厂热网水循环泵节能驱动系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其结构特点是：包括蒸汽进管、热网循环水进管、汽轮机、汽轮机排汽管、一级热网加热器、热网循环水出管、热网循环泵、二级热网加热器以及热网加热器疏水管和管路上的阀门。所述的蒸汽进管分别与汽轮机和二级热网加热器相连，所述热网循环水进管与热网循环泵相连，所述二级热网加热器与循环水出管相连，所述一级热网加热器通过热网加热器疏水管与二级热网加热器相连，所述汽轮机驱动热网循环泵，所述汽轮机排汽管与一级热网加热器相连。

本发明还设置有疏水泵，所述疏水泵设置在热网加热器疏水管上。

本发明所述的汽轮机为背压拖动式汽轮机。

本发明所述的汽轮机排汽压力选择在该压力下的饱和蒸汽温度高于热网循环水在第一级加热器中所能达到的温度。

本发明所述的汽轮机的设计输出功率与热网循环泵的额定功率相同，并留有一定的裕量。

本发明所述的汽轮机、热网循环泵、二级热网加热器数量相同，所述一级热网加热器数量可以与所述二级热网加热器数量相同，或者是所述二级热网加热器数量的一半。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：供热蒸汽具有一定的过热度和较高的能级，直接加热热网水的过程具有较大的可用能损失。现通过背压式汽轮机使这部分可用能得以利用，实现了能级的梯级利用。采用供热蒸汽驱动小汽轮机后，机组整体供热蒸汽量不增加或增加极少；与采用电动热网循环泵相比，可节约电耗70%-80%，与采用高压蒸汽驱动小汽轮机相比，本发明所述方法增加的企业收益是后者的2倍左右；采用本发明所述方案带来的收益稳定，不受小汽轮机内效率和煤价波动的影响，通常设备投资可在两年左右回收；本发明所述方法涉及到设备均为成熟设备，运行可靠，维护量少，项目投资风险较小；因此，采用供热蒸汽驱动热网循环泵这一新型驱动方式能明显降低热网循环泵能耗，企业采用此方法可产生较好的投资收益率，项目风险小，适合各种热电厂供热机组参数，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

标号说明：蒸汽进管1、热网循环水阀门10、二级热网加热器进气阀11、汽轮机进气阀12、循环水进管2、汽轮机3、热网循环泵5、一级热网加热器6、疏水泵7、二级热网加热器8、循环水出管9、汽轮机进汽阀门13、循环泵前循环水阀门14、循环泵后循环水阀门15、汽轮机排汽阀门16、汽轮机排汽备用阀门17、一级热网加热器前循环水阀门18、一级热网加热器后循环水阀门19、一级热网加热器旁路阀门20、二级热网加热器前循环水阀门21、二级热网加热器后循环水阀门22、二级热网加热器联通阀门23、二级热网加热器进汽阀门24、一号汽轮机31、二号汽轮机32、三号汽轮机33、四号汽轮机34、一号热网循环泵51、二号热网循环泵52、三号热网循环泵53、四号热网循环泵54、一号一级热网加热器61、二号一级热网加热器62、一号二级热网加热器81、二号二级热网加热器82、三号二级热网加热器83、四号二级热网加热器84。

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1所示，本实施例的热电厂热网水循环泵节能驱动系统由蒸汽进管1、二级进气阀11、汽轮机进气阀12、循环水进管2、循环水阀门10、汽轮机3、热网循环泵5、一级热网加热器6、疏水泵7、二级热网加热器8、循环水出管9及相应的连接管路组成。

供热蒸汽在蒸汽进管1中分成两路，一路供给汽轮机3，另一路通过第二级热网加热器8直接加热热网循环水，两路管道上分别设置了汽轮机进气阀12、二级进气阀11。热网循环水通过循环水阀门10，由热网循环泵5泵入一级热网加热器6，热网循环水被汽轮机3排汽加热，升温幅度决定于汽轮机3排汽参数和排汽量，随后进入二级热网加热器8，采用新供热蒸汽，加热直至指定温度。

二级热网加热器8的疏水回流至一级热网加热器6的疏水，合并后通过疏水泵7送入电厂除氧器或其它设备。

实施例2：如图2所示，本实施例的热电厂热网水循环泵节能驱动系统由蒸汽进管1、循环水进管2、疏水泵7、汽轮机进汽阀门13、循环泵前循环水阀门14、循环泵后循环水阀门15、汽轮机排汽阀门16、汽轮机排汽备用阀门17、一级热网加热器前循环水阀门18、一级热网加热器后循环水阀门19、一级热网加热器旁路阀门20、二级热网加热器前循环水阀门21、二级热网加热器后循环水阀门22、二级热网加热器联通阀门23、二级热网加热器进汽阀门24、一号汽轮机31、二号汽轮机32、三号汽轮机33、四号汽轮机34、一号热网循环泵51、二号热网循环泵52、三号热网循环泵53、四号热网循环泵54、一号一级热网加热器61、二号一级热网加热器62、一号二级热网加热器81、二号二级热网加热器82、三号二级热网加热器83、四号二级热网加热器84、循环水出管9及相应的连接管路组成。

本实施例为本发明在某典型热电厂的具体应用。该厂建有两台330MW中间再热双抽凝汽式汽轮机，冬季采暖期通过五抽蒸汽加热热网循环水，对外供暖。配有四台并联的热网加热器，每台加热器设计换热面积1250m2。热网循环水采用四台并联的电动热网循环泵驱动，每台热网循环泵额定流量2100t/h，电机额度功率1200kW，四台合计功率4800kW。该厂每年供热3000小时，上网电价0.3元。

按照本发明的方案实施改造后，每年可节约厂用电1.268亿度，每年为企业增加收益412万元。

本实施例的具体方案为：用四台小汽轮机代替原来的电动机和液力耦合器，增加两台一级热网加热器，一级热网加热器主要参数如下表所示。

供热蒸汽（五抽）一部分由蒸汽进管1供入四台并联的一号汽轮机31、二号汽轮机32、三号汽轮机33、四号汽轮机34，一号汽轮机31、二号汽轮机32排汽进入一号一级热网加热器61；三号汽轮机33、四号汽轮机34排汽进入二号一级热网加热器62。供热蒸汽另一部分直接进入一号二级热网加热器81、二号二级热网加热器82、三号二级热网加热器83、四号二级热网加热器84；热网循环水首先经过一号热网循环泵51、二号热网循环泵52、三号热网循环泵53、四号热网循环泵54提升压头，两个个循环泵对应一个一级热网加热器，分别进入一号一级热网加热器61、二号一级热网加热器62，由汽轮机的蒸汽第一步加热升温；随后进入一号二级热网加热器81、二号二级热网加热器82、三号二级热网加热器83、四号二级热网加热器84，升温至规定温度；正常运行时，以上部为例，汽轮机进汽阀门13、循环泵前循环水阀门14、循环泵后循环水阀门15、汽轮机排汽阀门16、一级热网加热器前循环水阀门18、一级热网加热器后循环水阀门19、二级热网加热器前循环水阀门21、二级热网加热器后循环水阀门22常开，汽轮机排汽备用阀门17、一级热网加热器旁路阀门20常闭，在一号二级热网加热器81和二号二级热网加热器82之间设有二级热网加热器联通阀门23，用于平衡各加热器内的压力。

一号汽轮机31发生故障时，关闭阀门13、阀门16，一号汽轮机31退出运行检修，系统以75%热网循环水流量运行；一号一级热网加热器61发生故障时，关闭排汽进入该加热器的阀门16，开启阀门17，一号汽轮机31、二号汽轮机32排汽通过排汽母管进入凝汽器，关闭阀门18、阀门19，开启阀门20，一号一级热网加热器61退出检修，热网以接近100%供热负荷运行；一号二级热网加热器81发生故障时，关闭阀门21、阀门22、阀门23、阀门24，一号二级热网加热器81退出检修，热网以75%热负荷运行。

由于一二级加热器疏水存在压差，二级热网加热器（13）疏水进入一号一级热网加热器61、二号一级热网加热器62疏水，一号一级热网加热器61、二号一级热网加热器62疏水汇合后经疏水泵7进入机组除氧器或者其它温度匹配位置。

本发明所述方法在新建机组上采用，可以节约设备成本，投资收益率更佳。

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

1.一种热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其特征是：包括蒸汽进管、热网循环水进管、汽轮机、汽轮机排汽管、一级热网加热器、热网循环水出管、热网循环泵、二级热网加热器以及热网加热器疏水管和管路上的阀门。所述的蒸汽进管分别与汽轮机和二级热网加热器相连，所述热网循环水进管与热网循环泵相连，所述二级热网加热器与循环水出管相连，所述一级热网加热器通过热网加热器疏水管与二级热网加热器相连，所述汽轮机驱动热网循环泵，所述汽轮机排汽管与一级热网加热器相连。

2.根据权利要求1所述的热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其特征是：还设置有疏水泵，所述疏水泵设置在热网加热器疏水管上。

3.根据权利要求1所述的热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其特征是：所述的汽轮机为背压拖动式汽轮机。

4.根据权利要求1所述的热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其特征是：汽轮机排汽压力选择在该压力下的饱和蒸汽温度高于热网循环水在第一级加热器中所能达到的温度。

5.根据权利要求1所述的热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其特征是：汽轮机的设计输出功率与热网循环泵的额定功率相同，并留有一定的裕量。

6.根据权利要求1所述的热电厂热网水循环泵节能驱动系统，其特征是：所述的汽轮机、热网循环泵、二级热网加热器数量相同，所述一级热网加热器数量可以与所述二级热网加热器数量相同，或者是所述二级热网加热器数量的一半。