CN103742964A - 余热回收热电厂蓄能方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

一种余热回收热电厂蓄能方法，采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水负担全部供暖系统；采暖季的夜晚，由动力单元中汽轮机低压缸抽汽口抽出的蒸汽驱动一级加热单元将从热网回水单元中得到的60℃热网回水加热到80℃，然后汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽驱动二级加热单元将加热后的80℃回水继续加热至120℃，并将该120℃的蓄能水作为供暖系统的热源。本发明有助于满足调荷、调峰要求，对缓解高峰时段用电紧张局面，优化电力资源配置，提高电能利用效率；对于达到设计供暖量上限的热电厂，夜间用电负荷低谷期采暖蓄能，白天释放蓄存能量供暖和原供暖系统供暖同时运行，扩大了热电厂供暖能力，提高了热电厂赢利，实现了对热电厂工业废热回收利用，采暖蓄能水综合节率达到20％，有利于缓解能源危机和环境环境污染。

Description

余热回收热电厂蓄能方法及其系统
技术领域
本发明涉及余热回收利用储能领域，具体涉及一种余热回收热电厂蓄能系统。 
背景技术
随着城市的快速发展和人民生活水平的不断提高，城市用电量也越来越大，但采暖供冷期用电与平常季节用电不均衡、白天用电和夜间用电不均衡造成了城市电网出现峰谷差，能源紧张以及环境保护问题亦日益突出，新技术和新能源的利用和开发，降低能源成本提高能源利用效益，实现理想的经济效益与自然环境的和谐发展，成为企业和社会新的责任。另外城市化规模的不断扩大，热源不足的问题逐渐突出，成为制约城市集中供热事业发展的瓶颈。 
发明内容
本发明针对目前能源紧张、热源不足的问题，提供一种余热回收热电厂蓄能系统，其充分利用采暖供冷期用电与平常季节用电、白天用电和夜间用电不同出现的峰谷差，蓄能和余热回收相结合，有助于满足调荷、调峰要求，实现热电厂集中供暖蓄能、扩大白天用电高峰期热电厂发电量、扩大热电厂供热量、提高热电厂盈利能力和实现热电厂工业废热回收利用，是一种供热采暖节能环保技术。 
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为： 
一种余热回收热电厂蓄能方法，采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水负担全部供暖系统；采暖季的夜晚，由动力单元中汽轮机低压缸抽汽口抽出的蒸汽驱动一级加热单元将从热网回水单元中得到的60℃热网回水加热到80℃，然后汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽驱动二级加热单元将加热后的80℃回水继续加热至120℃，并将该120℃的蓄能水作为供暖系统的热源。采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水和热网加热器负担全部供暖系统。
一种余热回收热电厂蓄能系统，它包括动力单元，动力单元将产生的动力送给加热单元，加热单元对供暖系统中热网回水单元的热网回水进行加热后再送入热网供水单元，加热单元采用二次加热方式；其中，与热网回水单元相连通的吸收热泵作为一级加热单元，一级加热单元的动力来源于动力单元中汽轮机低压缸抽汽口抽出的蒸汽；对吸收热泵中的水进行二次加热的蓄能水换热器作为二级加热单元，二级加热单元的动力来源于动力单元中汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽。 
汽轮机的剩余蒸汽输出给热网加热器，由热网加热器直接输送给热网供水单元。 
在热网加热器向热网供水单元的供热管路出口设置供热输出阀，且在供热管路的入口设置供热输入阀；在汽轮机向热网加热器输送剩余蒸汽的动力管路出口设置动力输出阀，且在动力管理的入口设置动力输入阀。 
所述的热网回水单元与回水槽相连通，所述回水槽包括回水槽上布水器和回水槽下布水器；热网供水单元与蓄能槽相连通，所述蓄能槽包括蓄能槽上布水器和蓄能槽下布水器。 
在蓄能槽的出口设置蓄能水输出阀，在蓄能槽的入口设置蓄能水输入阀；在回水槽的出口设置回水输出阀，在回水槽的入口设置回水输入阀。 
所述的动力单元包括依次相连接的冷却塔、循环水泵、凝汽器、凝结水泵、除氧器、除氧水泵、锅炉和汽轮机。 
在汽轮机向吸收热泵输送动力的管路Ⅰ上，吸收热泵的动力输入端设置输入阀Ⅰ，吸收热泵的动力输出端设置输出阀Ⅰ；在汽轮机向蓄能水换热器输送动力的管路Ⅱ上，蓄能水换热器的动力输入端设置输入阀Ⅱ，蓄能水换热器的动力输出端设置输出阀Ⅱ。 
本发明以汽轮机为驱动热源，采暖季在用电量低谷的夜间，热电厂降低发电量，一部分多余蒸汽通过汽轮机低压缸抽汽口抽出，驱动吸收热泵回收10~20℃的电厂循环冷却水废热一次加热蓄能水，把回水槽中的热网回水从60℃加热到80℃，另一部分蒸汽通过汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出，进入蓄能水换热器把蓄能水二次加热从80℃加热到120℃泵送至蓄能槽储存，再一部分蒸汽用来加热供暖热网水维持120℃保证夜间供暖，白天用电高峰期锅炉产生蒸汽全部用来发电，采暖供热由蓄能槽中蓄能水供应，发电机组满负荷运行，扩大采暖季白天用电高峰期热电厂发电量，该系统有助于满足调荷、调峰要求，对缓解高峰时段用电紧张局面，优化电力资源配置，提高电能利用效率；对于达到设计供暖量上限的热电厂，夜间用电负荷低谷期采暖蓄能，白天释放蓄存能量供暖和原供暖系统供暖同时运行，扩大了热电厂供暖能力，提高了热电厂赢利，实现了对热电厂工业废热回收利用，采暖蓄能水综合节率达到20％，有利于缓解能源危机和环境环境污染。 
附图说明
图1为本发明结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明。 
如图1所示，一种余热回收热电厂蓄能方法，采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水负担全部供暖系统；采暖季的夜晚，由动力单元中汽轮机低压缸抽汽口抽出的蒸汽驱动一级加热单元将从热网回水单元20中得到的60℃热网回水加热到80℃，然后汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽驱动二级加热单元将加热后的80℃回水继续加热至120℃，并将该120℃的蓄能水作为供暖系统的热源。 
采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，也可以利用蓄能水和热网加热器9负担全部供暖系统。 
一种余热回收热电厂蓄能系统，它包括动力单元，动力单元将产生的动力送给加热单元，加热单元对供暖系统中热网回水单元20的热网回水进行加热后再送入热网供水单元21。其中，动力单元包括依次相连接的冷却塔1、循环水泵2、凝汽器3、凝结水泵4、除氧器5、除氧水泵6、锅炉7和汽轮机8。本发明中，加热单元采用二次加热方式；其中，与热网回水单元20相连通的吸收热泵18作为一级加热单元，一级加热单元的动力来源于动力单元中汽轮机8低压缸抽汽口抽出的蒸汽；对吸收热泵中的水进行二次加热的蓄能水换热器10作为二级加热单元，二级加热单元的动力来源于动力单元中汽轮机8加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽。上述的热网回水单元20与回水槽11相连通，回水槽11包括回水槽上布水器12和回水槽下布水器13；热网供水单元21与蓄能槽14相连通，所述蓄能槽14包括蓄能槽上布水器15和蓄能槽下布水器16。在蓄能槽14的出口设置蓄能水输出阀A，在蓄能槽14的入口设置蓄能水输入阀C；在回水槽11的出口设置回水输出阀D，在回水槽11的入口设置回水输入阀B。 
为方便调控，在汽轮机8向吸收热泵18输送动力的管路Ⅰ25上，吸收热泵18的动力输入端设置输入阀ⅠM，吸收热泵18的动力输出端设置输出阀ⅠN；在汽轮机8向蓄能水换热器10输送动力的管路Ⅱ26上，蓄能水换热器10的动力输入端设置输入阀ⅡG，蓄能水换热器10的动力输出端设置输出阀ⅡH。 
除此之外，汽轮机8的剩余蒸汽输出给热网加热器9，由热网加热器9直接输送给热网供水单元21。且在热网加热器9向热网供水单元21的供热管路出口设置供热输出阀F，且在供热管路的入口设置供热输入阀E；在汽轮机8向热网加热器9输送剩余蒸汽的动力管路出口设置动力输出阀J，且在动力管理的入口设置动力输入阀I。 
更为具体地是，冷却塔1出水口与循环水泵2进口相连，循环水泵2出口与凝汽器3循环水进口相连，凝汽器3循环水出口分两支路，一支路通过管道23与冷却塔1进水口相连，另一支路通过管道24与吸收热泵18余热水进口相连，管道24上设置有阀门K，吸收热泵18余热水出口通过阀门L与循环泵2进口相连，凝汽器3凝结水出水口与凝结水泵4相连，凝结水泵4出口与除氧器5进口相连，除氧器5出口与除氧水泵6进口相连，除氧水泵6出口与锅炉7进水口相连，锅炉7蒸汽出口与汽轮机8相连，汽轮机8排气口通过管道25与凝汽器3进气口相连，汽轮机8低压缸抽汽口通过阀门M与吸收热泵18进气口相连，吸收热泵18凝结水出水口通过阀门N与凝结水泵4进水口相连；汽轮机8热网加热抽汽口分两路，一路通过管道26与蓄能水换热器10进气口相连，管道26上设置有阀门G，蓄能水换热器10凝结水出水口通过阀门H与凝结水泵4进水口相连，另一路通过管道27与热网换热器9进气口相连，管道27上设置有阀门I，热网换热器9凝结水出水口通过阀门J与凝结水泵4进水口相连；吸收热泵18加热出水口通过管道28与蓄能水换热器10进水口相连，蓄能水换热器10出水口通过阀门C与蓄能槽上布水器15相连，蓄能槽下布水器16通过阀门A与热网供水21相连，吸收热泵18加热水进水口与蓄能水循环泵17出水口相连，蓄能水循环泵17进水口通过阀门D与回水槽下布水器13相连，回水槽上布水器12通过阀门B与热网回水20相连，热网加热器9加热水进水口通过阀门E与热网回水20相连，热网加热器9加热水出水口通过阀门F与热网供水21相连。 
采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水负担全部供暖系统；采暖季的夜晚，由动力单元中汽轮机低压缸抽汽口抽出的蒸汽驱动一级加热单元将从热网回水单元20中得到的60℃热网回水加热到80℃，然后汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽驱动二级加热单元将加热后的80℃回水继续加热至120℃，并将该120℃的蓄能水作为供暖系统的热源。 
采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水和热网加热器9负担全部供暖系统。 
本发明具体工作时，要扩大白天用电高峰期电厂发电量，白天用电高峰期时，利用蓄能水负担全部供暖系统。白天用电高峰期关闭阀门G、I、M，关闭汽轮机8抽汽口，蒸汽全部用来发电，关闭阀门C、D、E、F、H、J、K、L、N，关闭余热回收蓄能和采暖换热系统，开启阀门A，热网供热由蓄能槽14中120℃热水供热，开启阀门B热网回水进回水槽11中储存。 
在白天用电高峰期时，要扩大白天用电高峰期电厂供热量，本发明也可利用蓄能水和热网加热器负担全部供暖系统。在白天用电高峰期关闭阀G、M，关闭吸收热泵18和蓄能加热器10蒸汽进口，开启阀门A蓄能槽14中120℃热水供热，开启阀门B热网回水部分进回水槽11中储存，开启阀门E、F、I、J，开启热网加热器9进行热网供热，供暖由蓄能水和热网加热器换热同时进行，关闭阀门C、D、E、F、H、J、K、L、N，关闭余热回收蓄能系统。此种方法供暖，白天只需一小部分蒸汽来供暖即可。 
要扩大白天用电高峰期电厂发电量，夜间用电低谷期蓄能水蓄能。夜间用电低谷期间，启动余热回收蓄能，开启阀门C、D，回水槽11中60℃热网回水通过蓄能水循环泵17输送进入吸收热泵18，吸收热泵18将60℃蓄能水加热至80℃通过管道28进入蓄能水换热器10，蓄能水换热器10将80℃蓄能水加热至120℃通过阀门C进入蓄能槽14蓄能；开启阀门M、N、K、L，吸收热泵18通过汽轮机8低压抽汽口抽取蒸汽驱动，通过回收循环冷却水热量加热蓄能水，吸收热泵18余热水进口通过阀门K与凝汽器3出水相连，吸收热泵18余热水出口通过阀门L与循环水泵2进口相连，吸收热泵18进汽口通过阀门M与汽轮机8低压缸抽汽口相连，吸收热泵18凝结水出口通过阀门N与凝结水泵4进水口相连；开启阀门G、H，蓄能水换热器10进气口通过阀门G与汽轮机8加热抽汽口相连，蓄能水换热器10凝结水出口通过阀门H与凝结水泵4进水口相连；关闭阀门A、B，开启阀门E、F，夜间采暖由热网加热器9将60℃回水加热至120℃供暖，热网加热器9加热水进水口通过阀门E与热网回水20相连，热网加热器9加热水出水口通过阀门F与热网供水21相连，热网加热器9进气口通过阀门I与汽轮机8加热抽汽口相连，热网加热器9凝结水出口通过阀门J与凝结水泵4进水口相连；以此实现余热回收蓄能水蓄能和夜间热网供热的目的。 
要扩大热电厂供热量，夜间用电低谷期，用蓄能水和热网加热器共同负担全部供暖需求系统，同时加大汽轮机8热网加热抽汽口抽汽量，启动余热回收蓄能水蓄能。开启阀门A蓄能槽14中120℃热水供热，开启阀门B热网回水部分进回水槽11中储存，开启阀门E、F、I、J，开启热网加热器9进行热网供热，供暖由蓄能水和热网加热器换热同时进行。开启阀门C、D，回水槽11中60℃热网回水通过蓄能水循环泵17输送进入吸收热泵18，吸收热泵18将60℃蓄能水加热至80℃通过管道28进入蓄能水换热器10，蓄能水换热器10将80℃蓄能水加热至120℃通过阀门C进入蓄能槽14蓄能；开启阀门M、N、K、L，吸收热泵18通过汽轮机8低压抽汽口抽取蒸汽驱动，通过回收循环冷却水热量加热蓄能水，吸收热泵18余热水进口通过阀门K与凝汽器3出水相连，吸收热泵18余热水出口通过阀门L与循环水泵2进口相连，吸收热泵18进汽口通过阀门M与汽轮机8低压缸抽汽口相连，吸收热泵18凝结水出口通过阀门N与凝结水泵4进水口相连；开启阀门G、H，蓄能水换热器10进气口通过阀门G与汽轮机8加热抽汽口相连，蓄能水换热器10凝结水出口通过阀门H与凝结水泵4进水口相连。以此实现余热回收蓄能水蓄能和夜间热网供热的目的。 

Claims (9)

1.一种余热回收热电厂蓄能方法，其特征在于：采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水负担全部供暖系统；采暖季的夜晚，由动力单元中汽轮机低压缸抽汽口抽出的蒸汽驱动一级加热单元将从热网回水单元（20）中得到的60℃热网回水加热到80℃，然后汽轮机加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽驱动二级加热单元将加热后的80℃回水继续加热至120℃，并将该120℃的蓄能水作为供暖系统的热源。
2.根据权利要求1所述的余热回收热电厂蓄能方法，其特征在于：采暖季的白天，动力单元产生的动力全部用来发电，利用蓄能水和热网加热器（9）负担全部供暖系统。
3.一种余热回收热电厂蓄能系统，它包括动力单元，动力单元将产生的动力送给加热单元，加热单元对供暖系统中热网回水单元（20）的热网回水进行加热后再送入热网供水单元（21），其特征在于：加热单元采用二次加热方式；其中，与热网回水单元（20）相连通的吸收热泵（18）作为一级加热单元，一级加热单元的动力来源于动力单元中汽轮机（8）低压缸抽汽口抽出的蒸汽；对吸收热泵中的水进行二次加热的蓄能水换热器（10）作为二级加热单元，二级加热单元的动力来源于动力单元中汽轮机（8）加热蒸汽抽汽口抽出的蒸汽。
4.根据权利要求3所述的余热回收热电厂蓄能系统，其特征在于：汽轮机（8）的剩余蒸汽输出给热网加热器（9），由热网加热器（9）直接输送给热网供水单元（21）。
5.根据权利要求4所述的余热回收热电厂蓄能系统，其特征在于：在热网加热器（9）向热网供水单元（21）的供热管路出口设置供热输出阀（F），且在供热管路的入口设置供热输入阀（E）；在汽轮机（8）向热网加热器（9）输送剩余蒸汽的动力管路出口设置动力输出阀（J），且在动力管理的入口设置动力输入阀（I）。
6.根据权利要求3所述的余热回收热电厂蓄能系统，其特征在于：所述的热网回水单元（20）与回水槽（11）相连通，所述回水槽(11)包括回水槽上布水器(12)和回水槽下布水器(13)；热网供水单元（21）与蓄能槽（14）相连通，所述蓄能槽(14)包括蓄能槽上布水器（15）和蓄能槽下布水器（16）。
7.根据权利要求6所述的余热回收热电厂蓄能系统，其特征在于：在蓄能槽（14）的出口设置蓄能水输出阀（A），在蓄能槽（14）的入口设置蓄能水输入阀（C）；在回水槽（11）的出口设置回水输出阀（D），在回水槽（11）的入口设置回水输入阀（B）。
8.根据权利要求3所述的余热回收热电厂蓄能系统，其特征在于：所述的动力单元包括依次相连接的冷却塔（1）、循环水泵（2）、凝汽器（3）、凝结水泵（4）、除氧器(5)、除氧水泵(6)、锅炉（7）和汽轮机（8）。
9.根据权利要求8所述的余热回收热电厂蓄能系统，其特征在于：在汽轮机（8）向吸收热泵（18）输送动力的管路Ⅰ（25）上，吸收热泵（18）的动力输入端设置输入阀Ⅰ（M），吸收热泵（18）的动力输出端设置输出阀Ⅰ（N）；在汽轮机（8）向蓄能水换热器（10）输送动力的管路Ⅱ（26）上，蓄能水换热器（10）的动力输入端设置输入阀Ⅱ（G），蓄能水换热器（10）的动力输出端设置输出阀Ⅱ（H）。
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