CN104121047A - 一种采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统 - Google Patents

一种采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统 Download PDF

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邢秦安
严俊杰
种道彤
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Abstract

一种采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统，包括与供热抽汽管路相连的背压式汽轮机，背压式汽轮机的排汽口经管路与真空式热网加热器放热侧入口相连，真空式热网加热器的疏水从真空式热网加热器放热侧出口经管路返回热力系统，真空式热网加热器的吸热侧的入口经管路与热网回水相连，真空式热网加热器的吸热侧的出口经管路与热网供水相连。本发明提出采用背压式汽轮机回收热电厂供热抽汽的余压进行发电，用背压机排出的蒸汽供给热网加热器，组成供热蒸汽余压回收系统。该系统可高效利用供热抽汽的热能，增加供热机组的发电量，提高其经济效益，可使机组煤耗率明显降低，具有显著的经济效益及节能减排效果。

Description

一种采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统
技术领域
本发明涉及一种热电厂供热抽汽余压利用系统，具体涉及一种采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统。
背景技术
供热机组将燃料的化学能转化为高品位的热能用以发电，同时将已在供热式汽轮机中做了功后的低品位热能对外供热，从而实现热能的梯级利用，提高能源利用效率。截止2009年底，我国的热电联产机组装机容量已达到9059万千瓦，占我国总电力装机容量的10％以上，同时由于国家相关政策的支持，我国热电联产的发展势头十分迅猛。开展供热机组的节能技术研究，提高能源利用率，对火电行业的节能减排有重要意义。
我国大型供热机组供热抽汽压力0.5MPa左右，而我国建筑供暖采用的水暖系统的供水温度不超过95℃。供热抽汽压力远远高于供热系统的需要，实际运行中往往需要节流，造成很大的不可逆损失。
目前我国新建以及由凝汽式机组改建的大型供热机组主要以200MW及300MW抽凝机组为主，其供热抽汽来自中、低压缸之间的导汽管，通过安装在导汽管上的蝶阀进行调节，供热抽汽压力为0.5MPa左右；我国建筑供暖采用的水暖系统，终端热用户的最高供、回水温度为95℃/70℃，由于降低供水温度可提高供暖的舒适度，近年来很多供暖系统的供回水温度采用80℃/60℃、甚至更低的供回水温度。由于热网加热器的设计端差一般为8℃左右，上述供热抽汽压力远远高于供热系统的需要，实际运行中往往需要节流，造成很大损失。为高效利用供热抽汽的热能，一些热电厂采用供热抽汽驱动吸收式热泵回收冷源损失，这种方案收益较大，但投资很大，其投资回收年限受热价、煤价、国家政策及项目运营方式等因素的影响很大，具有较高的风险。
发明内容
本发明的目的在于一种能够高效利用供热抽汽的热能，增加供热机组的发电量，提高其经济效益，可使机组煤耗率明显降低，具有显著的经济效益及节能减排效果的采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括与供热抽汽管路相连的背压式汽轮机，背压式汽轮机的排汽口经管路与真空式热网加热器放热侧入口相连，真空式热网加热器的疏水从真空式热网加热器放热侧出口经管路返回热力系统，真空式热网加热器的吸热侧的入口经管路与热网回水相连，真空式热网加热器的吸热侧的出口经管路与热网供水相连。
所述的真空式热网加热器的吸热侧出口与热网供水管路上还并联有尖峰加热器，其中尖峰加热器的吸热侧入口、出口分别安装有进水阀和出水阀，且在进水阀与出水阀之间的管路上还安装有旁路阀门。
所述的供热抽汽管路还与尖峰加热器的放热侧入口相连，且在该管路上安装有尖峰加热器进汽阀，尖峰加热器的放热侧出口经管路与真空式热网加热器的放热侧相连。
所述的热网回水管路上还安装有热网循环水泵。
所述的真空式热网加热器放热侧出口安装有热井，热井经管路及安装有该管路上的疏水泵返回热力系统。
本发明提出采用背压式汽轮机回收热电厂供热抽汽的余压进行发电，用背压机排出的蒸汽供给热网加热器，组成供热蒸汽余压回收系统。该系统可高效利用供热抽汽的热能，增加供热机组的发电量，提高其经济效益，可使机组煤耗率明显降低，具有显著的经济效益及节能减排效果。
与现有的供热抽汽余压利用系统相比，本发明的优点为：
(1)提高供热机组热经济性的效果显著，节能减排效益大；
(2)系统简单、节约场地，投资小，用于改造现有供热机组投资回收期短；
(3)所需设备均有成熟的产品，技术风险小。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
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，本发明包括与供热抽汽管路相连的背压式汽轮机1，背压式汽轮机1的排汽口经管路与真空式热网加热器2放热侧入口相连，真空式热网加热器2放热侧出口安装有热井10，真空式热网加热器2的疏水从热井10经管路及安装有该管路上的疏水泵3返回热力系统，真空式热网加热器2的吸热侧的入口经管路及安装在管路上的热网循环水泵4与热网回水相连，真空式热网加热器2的吸热侧的出口经管路及安装有管路上的旁路阀9与热网供水相连，真空式热网加热器2的吸热侧出口与热网供水管路上还并联有尖峰加热器5，其中尖峰加热器5的吸热侧入口、出口分别安装有进水阀7和出水阀8，且在进水阀7与出水阀8分别安装在旁路阀9的两侧，供热抽汽管路还与尖峰加热器5的放热侧入口相连，且在该管路上安装有尖峰加热器进汽阀6，尖峰加热器5的放热侧出口经管路与真空式热网加热器2的放热侧相连。
在该系统中供热抽汽首先进入背压式汽轮机1进行发电，背压式汽轮机1的排汽进入真空式热网加热器2加热热网循环水向外供热。为降低系统投资、保证尖峰负荷下的供暖要求，系统设置了尖峰热网加热器5。
在热网需要的供水温度较低时，关闭进汽阀6、进水阀7及出水阀8，开启旁路阀9，运行真空式热网加热器2，不运行尖峰热网加热器5；当热网需要的供水温度较高时，开启进汽阀6、进水阀7及出水阀8，关闭旁路阀9，真空室热网加热器2及尖峰加热器5串联运行以保证热用户的要求。
由于真空式热网加热器2内的蒸汽压力较低，为保证疏水泵3的安全运行，在真空式热网加热器2的底部设置了热井10。当尖峰加热器运行时，由于其汽侧压力较高，疏水可自流进入热井10并通过疏水泵3进行回收。
对某300MW供热机组的额定供暖工况计算表明，当热网供回水温度分别为80℃及60℃之时，考虑真空式热网加热器2的端差为8℃，真空式热网加热器2的汽侧压力可在0.065MPa下运行；这样的参数，既能满足背压式汽轮机的运行要求，也能满足热网供热的要求。此时通过背压式汽轮机的蒸汽流量为480t/h，其发电功率可达到45MW，可使该300MW供热机组的发电煤耗率下降30g/(kW·h)以上；以每年运行120天计算，背压式汽轮机可发电1.2亿度/年，节约标准煤约2.0万吨/年，具有很大的经济效益。

Claims (5)

1.一种采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统，其特征在于：包括与供热抽汽管路相连的背压式汽轮机(1)，背压式汽轮机(1)的排汽口经管路与真空式热网加热器(2)放热侧入口相连，真空式热网加热器(2)的疏水从真空式热网加热器(2)放热侧出口经管路返回热力系统，真空式热网加热器(2)的吸热侧的入口经管路与热网回水相连，真空式热网加热器(2)的吸热侧的出口经管路与热网供水相连。
2.根据权利要求1所述的采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统，其特征在于：所述的真空式热网加热器(2)的吸热侧出口与热网供水管路上还并联有尖峰加热器(5)，其中尖峰加热器(5)的吸热侧入口、出口分别安装有进水阀(7)和出水阀(8)，且在进水阀(7)与出水阀(8)之间的管路上还安装有旁路阀门(9)。
3.根据权利要求2所述的采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统，其特征在于：所述的供热抽汽管路还与尖峰加热器(5)的放热侧入口相连，且在该管路上安装有尖峰加热器进汽阀(6)，尖峰加热器(5)放热侧的出口经管路与真空式热网加热器(2)的放热侧入口相连。
4.根据权利要求1所述的采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统，其特征在于：所述的热网回水管路上还安装有热网循环水泵(4)。
5.根据权利要求1所述的采用背压式汽轮机的热电厂供热抽汽余压利用系统，其特征在于：所述的真空式热网加热器(2)放热侧出口安装有热井(10)，热井(10)经管路及安装有该管路上的疏水泵(3)与热力系统相联通。
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