CN104405458B - 火电厂汽轮机余热利用系统 - Google Patents

Abstract

一种火电厂汽轮机余热利用系统，包括凝汽器、一级循环水减温器、二级循环水减温器以及冷却塔；所述凝汽器的壳程进口接入汽轮机的乏汽，所述凝汽器的管程出口依次连接所述二级循环水减温器、冷却塔以及一级循环水减温器，所述一级循环水减温器与所述凝汽器的管程进口连接，构成循环水回路；所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器还依次串联在自来水管道上。本发明实现了利用汽机排汽余热并降低汽轮机背压，提高机组运行稳定性和热效率的目的。

Description

火电厂汽轮机余热利用系统

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种火电厂汽轮机余热利用系统。

背景技术

我国煤炭资源丰富，油气资源匮乏，新能源在能源消费结构中的占比还很低。这样的能源结构决定了我国在今后相当长的时间里，燃煤发电仍然在电力生产中处于主体地位。燃煤发电过程中会消耗大量的煤炭，提高燃煤发电的热效率，对于节能减排有十分重要的作用。

目前，大容量火电厂的发电效率普遍在40％～50％之间。发电效率低下的重要原因之一是将汽轮机中做完功的乏汽排入凝汽器后，乏汽凝结放出的热量通过冷却塔排入大气或随循环水排入江河，乏汽蕴含的低温余热被大量浪费，形成很大的冷源损失。此部分损失热量约占煤燃烧放热量的40％～60％。

由于凝汽器中对排汽进行冷却的循环水出口温度不高，余热量虽然很大，但品位很低，目前尚未见600MW和1000MW等级火电厂的汽机排汽余热利用的工程案例。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种火电厂汽轮机余热利用系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种火电厂汽轮机余热利用系统，包括凝汽器、一级循环水减温器、二级循环水减温器以及冷却塔；

所述凝汽器的壳程进口接入汽轮机的乏汽，所述凝汽器的管程出口依次连接所述二级循环水减温器、冷却塔以及一级循环水减温器，所述一级循环水减温器与所述凝汽器的管程进口连接，构成循环水回路；所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器还依次串联在自来水管道上；

进入所述凝汽器中的循环水被乏汽加热后，进入所述二级循环水减温器与来自所述一级循环水减温器的自来水换热，换热后的循环水再经所述冷却塔降温后进入所述一级循环水减温器，被流经该减温器的自来水进一步冷却后返回所述凝汽器的管程进口；自来水先进入所述一级循环水减温器吸收流经该减温器的循环水热量，然后进入所述二级循环水减温器吸收流经该减温器的循环水热量，形成供城市的温水。

所述冷却塔为空冷塔，其内设有空冷散热器。

所述循环水的温度由所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器的自来水量调节控制。

所述一级循环水减温器与所述凝汽器的之间设有循环水泵。

所述自来水管道的出口处设有温水水泵。

所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器上均设有循环水旁路以及自来水旁路。

本发明具有如下优点：

(1)通过设置第一级循环水减温器和第二级循环水减温器，可利用循环水余热加热自来水，向城市供应温水，可减少居民加热水的能源消耗；

(2)可降低循环水进入凝汽器时的温度和汽轮机背压，提高凝汽器真空度和发电效率；

(3)可降低进入空冷散热器的循环水温度，降低空冷塔热负荷，减小空冷塔尺寸和成本；

(4)可改变通过第一级循环水减温器和第二级循环水减温器的自来水量来调节循环水的温度，使空冷系统在环境气温变化时的性能更稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种火电厂汽轮机余热利用系统，包括凝汽器110、一级循环水减温器120以及二级循环水减温器130、循环水泵140、温水水泵150、自来水管道160、冷却塔170以及膨胀水箱180。

发电厂锅炉2的蒸汽出口连接到汽轮机3的进汽口，汽轮机3的排汽口连接到凝汽器110的壳程进口，凝汽器110的壳程出口接回锅炉2，汽轮机3的轴连接到发电机4。

凝汽器110的管程出口依次连接二级循环水减温器130、冷却塔170以及一级循环水减温器120，一级循环水减温器120与凝汽器110的管程进口连接，构成循环水回路。

膨胀水箱180设置在上述循环水回路上，由于循环水回路为闭式回路，当机组启动时，循环水温上升，体积膨胀，需用膨胀水箱180吸收循环水的膨胀，避免系统内部循环水膨胀受限、压力升高而诱发破坏。

一级循环水减温器120以及二级循环水减温器130还依次串联在自来水管道160上。

循环水泵140设于一级循环水减温器120与凝汽器110的之间，温水水泵150设于自来水管道160的出口处。

锅炉2中产生的蒸汽进入汽轮机3中做功，带动发电机4发电，凝汽器110的壳程进口接入汽轮机排出的乏汽，乏汽与循环水换热后被冷凝，然后送回锅炉2中。

进入凝汽器110中的循环水被乏汽加热后，进入二级循环水减温器130与来自一级循环水减温器120的自来水换热，换热后的循环水再经冷却塔170降温后进入一级循环水减温器120，被流经该减温器120的自来水进一步冷却后，在循环水泵140的作用下返回凝汽器110的管程进口，从而降低进入凝汽器110管程进口的循环水水温，以及汽轮机3的背压，提高了凝汽器真空度，进而提高了发电效率。

自来水先进入一级循环水减温器120吸收流经该减温器的循环水热量，然后进入二级循环水减温器130吸收流经该减温器的循环水热量，形成供城市的温水，温水通过温水水泵150输送出去，使汽轮机3排出的乏汽余热得到了利用，同时，也减少了居民加热水的能源消耗。

由于经过冷却塔170的循环水的温度已经由二级循环水减温器130降低，使得冷却塔170所承受热负荷较低，这样就可以减小冷却塔170的尺寸，降低了成本。

一级循环水减温器120以及二级循环水减温器130上均设有循环水旁路A以及自来水旁路B。当一级循环水减温器120或者二级循环水减温器130故障时，循环水和自来水可走旁路，机组扔可继续运行。

较佳的，冷却塔170为空冷塔，其内设有空冷散热器171；当然，冷却塔170也可以为湿冷塔，其内设有湿冷机。

需要指出的是，空冷技术与湿冷技术相比，具有良好的节水效果，但其冷却效果与环境气温有关，并不稳定，特别是在气温比较高的夏季，空冷塔中空气对闭式循环水的冷却效果下降明显，进入凝汽器的循环水温升高，凝汽器真空减小，汽轮机背压升高，使得空冷机组发电效率下降。

故本发明的循环水温度由一级循环水减温器120以及二级循环水减温器130的自来水量调节控制，使空冷散热器171在环境气温变化时的性能更稳定。

当环境温度较高的时候，可通过增大自来水流量，维持进入凝汽器110的循环水温和凝汽器110的真空稳定性，避免发电机4发电效率下降。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种火电厂汽轮机余热利用系统，包括凝汽器、冷却塔，所述凝汽器的壳程进口接入汽轮机的乏汽，所述凝汽器的管程出口连接所述冷却塔，所述冷却塔与所述凝汽器的管程进口连接，构成循环水回路；进入所述凝汽器中的循环水被乏汽加热后，经所述冷却塔降温后返回所述凝汽器的管程进口；其特征在于：

还包括一级循环水减温器、二级循环水减温器；所述凝汽器的管程出口依次连接所述二级循环水减温器、冷却塔以及一级循环水减温器，所述一级循环水减温器与所述凝汽器的管程进口连接，所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器还依次串联在自来水管道上；

进入所述二级循环水减温器与来自所述一级循环水减温器的自来水换热，换热后的循环水再经所述冷却塔降温后进入所述一级循环水减温器，被流经该一级循环水减温器的自来水进一步冷却后返回所述凝汽器的管程进口；自来水先进入所述一级循环水减温器吸收流经该一级循环水减温器的循环水热量，然后进入所述二级循环水减温器吸收流经该二级循环水减温器的循环水热量，形成供城市的温水。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述冷却塔为空冷塔，其内设有空冷散热器。

3.根据权利要求2所述的一种火电厂汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述循环水的温度由所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器的自来水量调节控制。

4.根据权利要求1或3所述的一种火电厂汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述一级循环水减温器与所述凝汽器的之间设有循环水泵。

5.根据权利要求4所述的一种火电厂汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述自来水管道的出口处设有温水水泵。

6.根据权利要求5所述的一种火电厂汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述一级循环水减温器以及二级循环水减温器上均设有循环水旁路以及自来水旁路。