CN103335301B - 一种火电机组低负荷给水加热系统 - Google Patents

Abstract

一种火电机组低负荷给水加热系统，包括与主蒸汽管道相连通的喷射式热泵和汽轮机，在主蒸汽管道与喷射式热泵之间的管路上安装有蒸汽阀，汽轮机的回热抽汽由回热抽汽管引出一路与高压加热器相连通，另一路经被引射蒸汽阀后与喷射式热泵相连通，所述的喷射式热泵的出口与低负荷给水加热器汽侧相连通，低负荷给水加热器加热进水与高压加热器的给水侧相连通，且给水管道依次贯穿高压加热器、低负荷给水加热器后与锅炉相连通。本发明利用主蒸汽作为引射蒸汽，引射回热抽汽压力最高的一段回热抽汽，获得压力高于一段回热抽汽压力的混合蒸汽，用喷射式热泵出口混合蒸汽加热锅炉给水以提高给水温度。

Description

一种火电机组低负荷给水加热系统

技术领域

本发明涉及一种火电机组给水加热系统，特别涉及一种火电机组低负荷给水加热系统。

背景技术

随着我国电力工业的迅猛发展，电网峰谷差已高达50%，火电机组参与电网调峰越来越频繁。据中电联统计，近年来我国火电机组年平均利用小时数在5000小时左右，机组负荷率低于60%，机组在全生命周期中处于变工况运行的时间比已达70%。当火电机组低负荷运行时，主蒸汽流量下降，各级回热抽汽压力也随之下降，使锅炉给水温度降低，一方面影响回热效果、使机组发电煤耗率上升；另一方面使省煤器出口烟温下降，削弱SR装置的脱硝效果，甚至不能保证SR装置的工作条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效解决低负荷运行状况下锅炉给水温度下降问题的火电机组低负荷给水加热系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括与主蒸汽管道相连通的喷射式热泵和汽轮机，在主蒸汽管道与喷射式热泵之间的管路上安装有蒸汽阀，汽轮机的回热抽汽由回热抽汽管引出一路与高压加热器相连通，另一路经被引射蒸汽阀后与喷射式热泵相连通，所述的喷射式热泵的出口与低负荷给水加热器蒸汽侧相连通，低负荷给水加热器加热锅炉给水，低负荷给水加热器进水侧与高压加热器的给水侧相连通、低负荷给水加热器的疏水管与高压加热器的蒸汽侧相连通，且给水管道依次贯穿高压加热器、低负荷给水加热器。

所述的回热抽汽管与汽轮机压力最高的回热抽汽相连通。

所述的喷射式热泵与低负荷给水加热器之间的管路上安装有混合蒸汽阀。

所述的疏水管路上还安装有低负荷给水加热器疏水阀。

所述的喷射式热泵的引射比即被引射的回热抽汽流量与喷射式热泵耗费的主蒸汽流量的比值大于0，升压比即喷射式热泵出口混合蒸汽绝对压力与被引射的回热抽汽绝对压力的比值大于1。

本发明利用主蒸汽作为引射蒸汽，引射回热抽汽压力最高的一段回热抽汽，获得压力高于一段回热抽汽压力的混合蒸汽，用喷射式热泵出口混合蒸汽加热锅炉给水以提高给水温度。该系统提高了低负荷下的给水温度，既可提高机组热效率，又可保证低负荷下的脱硝效果。计算表明，对某660MW超临界空冷机组采用该技术可使低负荷下锅炉给水温度提高30℃、机组的煤耗量降低1.2g/(kW·h)，具有显著的节能减排效果。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中，1、主蒸汽管道；2、蒸汽阀；3、喷射式热泵；4、回热抽汽管道；5、被引射蒸汽阀；6、混合蒸汽阀；7、低负荷给水加热器；8、低负荷给水加热器疏水管路；9、低负荷给水加热器疏水阀；10、高压加热器；11、给水管道；12、汽轮机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括与主蒸汽管道1相连通的喷射式热泵3和汽轮机12，在主蒸汽管道1与喷射式热泵3之间的管路上安装有蒸汽阀2，汽轮机12压力最高的回热抽汽由回热抽汽管4引出一路与高压加热器10相连通，另一路经被引射蒸汽阀5后与喷射式热泵3相连通，所述的喷射式热泵3的出口经混合蒸汽阀6与低负荷给水加热器7蒸汽侧相连通，低负荷给水加热器7加热锅炉给水，低负荷给水加热器7进水侧与高压加热器10的给水侧相连通，低负荷给水加热器疏水管路8经过低负荷给水加热器疏水阀9与与高压加热器10的蒸汽侧相连通，且给水管道11依次贯穿高压加热器10、低负荷给水加热器7。

本发明的喷射式热泵3的引射比即被引射的回热抽汽流量与耗用的主蒸汽流量的比值大于0，升压比即喷射式热泵出口混合蒸汽绝对压力与被引射的回热抽汽绝对压力的比值大于1。

本发明利用主蒸汽作为引射蒸汽，压力最高的一段回热抽汽作为被引射蒸汽，产生压力介于主蒸汽压力与一段回热抽汽压力之间的混合蒸汽，在抽汽压力最高的一段回热加热器下一级设置低负荷给水加热器，用喷射式热泵出口混合蒸汽加热由抽汽压力最高的一段回热加热器流出的给水，低负荷给水加热器的疏水送入高压加热器。在主蒸汽管路设置引射蒸汽即蒸汽阀2，在抽汽压力最高的一段抽汽管路设置被引射蒸汽即被引射蒸汽阀5，在喷射式热泵3出口混合蒸汽管路设置喷射泵出口混合蒸汽阀6，在低负荷给水加热器7疏水管8上设置低负荷给水加热器疏水阀9，当高压加热器10出口水温达到标准时，关断蒸汽阀2、被引射蒸汽阀5、混合蒸汽阀6和低负荷给水加热器疏水阀9实现该系统的切除。本发明能有效解决低负荷运行状况下锅炉给水温度下降的问题。

喷射式热泵广泛应用于多种领域。旋流式超音速汽液两相流升压器(ZL02145501.5)、两级进水超音速汽液两相流升压加热装置(ZL200410026191.5)、无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器(ZL00113908.8)专利即为喷射式热泵的范例。高压蒸汽经过喷嘴膨胀形成高速气流，与低压蒸汽混合，经过混合腔后形成压力介于高压蒸汽与低压蒸汽之间的中压蒸汽，其实质是利用高压蒸汽的动能来提升低压蒸汽的压力。与其他类型的热泵相比，这种热泵结构简单，无运动部件，工作过程安全可靠。本发明将喷射式热泵用于锅炉给水的加热，可以有效提高给水温度，从而提高锅炉省煤器出口烟气温度，解决了由于排烟温度过低导致的脱硝效果减弱甚至失效的问题，同时还能够提高机组热效率。

采用本发明对某660MW超临界空冷机组回热系统的改进方案进行了初步的计算。利用主蒸汽引射一段抽汽，通过低负荷给水加热器加热锅炉给水；当机组负荷为400MW时，锅炉给水温度可提高30℃，既能保证SR装置的脱硝效果，又可使机组的发电煤耗率下降1.2g/(kW·h)，节能减排效益明显。

本发明的优点如下：

1）本发明利用喷射式热泵与低负荷给水加热器加热给水，提高了火电机组低负荷运行状况下的给水温度，保证了低负荷工况的脱硝效果，提高了机组的热经济性。喷射式热泵结构简单，无运动部件，工作过程安全可靠；

2）对某660MW超临界空冷机组，采用本发明可使给水温度提高30℃，发电煤耗率下降1.2g/(kW·h)，节能减排效果显著；

3）本发明的低负荷给水加热系统，即可用于新建机组设计，也可用于既有机组的改造，具有广阔的应用前景。

Claims (5)

1.一种火电机组低负荷给水加热系统，其特征在于：包括与主蒸汽管道(1)相连通的喷射式热泵(3)和汽轮机(12)，在主蒸汽管道(1)与喷射式热泵(3)之间的管路上安装有蒸汽阀(2)，汽轮机(12)的回热抽汽由回热抽汽管(4)引出一路与高压加热器(10)相连通，另一路经被引射蒸汽阀(5)后与喷射式热泵(3)相连通，所述的喷射式热泵(3)的出口与低负荷给水加热器(7)蒸汽侧相连通，低负荷给水加热器(7)加热锅炉给水，低负荷给水加热器(7)水侧进口与高压加热器(10)的给水侧相连通、低负荷给水加热器(7)的疏水管路(8)与高压加热器(10)的蒸汽侧相连通，且给水管道(11)依次贯穿高压加热器(10)、低负荷给水加热器(7)。

2.根据权利要求1所述的火电机组低负荷给水加热系统，其特征在于：所述的回热抽汽管(4)与汽轮机(12)压力最高的回热抽汽相连通。

3.根据权利要求1所述的火电机组低负荷给水加热系统，其特征在于：所述的喷射式热泵(3)与低负荷给水加热器(7)之间的管路上安装有混合蒸汽阀(6)。

4.根据权利要求1所述的火电机组低负荷给水加热系统，其特征在于：所述的疏水管路(8)上还安装有低负荷给水加热器疏水阀(9)。

5.根据权利要求1所述的火电机组低负荷给水加热系统，其特征在于：所述的喷射式热泵(3)的引射比大于0，升压比大于1。